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隨著以片狀多層陶瓷電容器為首的電子元器件的快速小型化發展,尺寸也進行了如下變化:size(EIA) 3216(1206)→2012(0805)→1608(0603)→1005(0402)→0603(0201)→0402(01005)?,對于封裝的難度也在不斷增加。

MLCC封裝主要難點及解決對策

圖1 封裝過程中的問題
如圖1所示,封裝工藝中產生的問題主要有元器件位置偏移、翹立,豎立等形式。這種整個元件呈斜立或直立,如石碑狀,人們形象地稱之為"立碑"現象 ( 也有人稱之為"曼哈頓"現象 ) 。
1.立碑現象的成因
如圖2所示,立碑現象的產生是由于在焊錫時,作用于元件左右電極的張力不平衡,一側翹立并旋轉而造成的。

MLCC封裝主要難點及解決對策

圖2 立碑現象的成因
造成張力不平衡的因素有很多,例如:左右的焊盤尺寸、焊錫厚度、溫度、貼裝偏移等。如何有效制約上述不平衡因素,是實現完美封裝的關鍵所在。
2.立碑現象防止對策要點
封裝方法不當可能會導致問題發生,在基板設計、封裝工藝("印刷"?"貼裝"?"焊接(例:回流焊錫)")過程中需要注意。
①基板設計
如圖3所示,若片狀元件的左右焊盤(印刷電路板上銅箔類零件貼裝的地方)的尺寸(面積/形狀)不一致,焊接時,將會導致元件左右電極產生的表面張力不平衡,產生立碑現象。

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圖3 左右不對稱的焊盤
按照各元件所推薦的形狀、尺寸標準,進行左右對稱的設計,這一點非常重要。
②印刷
如圖4所示,印刷電路板上的焊膏印刷工藝中,若左右的焊錫量不一致,焊接時,將會導致元件兩個焊端產生的表面張力不平衡,產生立碑現象。

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圖4 焊膏印刷
此外,焊錫較厚時,作用于電極的張力就會變大,此時,盡量減少焊錫量,并使左右焊膏量一致,可以有效的防止立碑現象。
③貼裝
一般情況下,使用封裝機(Mounter)在印刷電路板上貼裝元件時,對于元器件位置有一定偏離的情況,在回流焊過程中,由于熔融焊料表面張力的作用,能夠自動校正偏差。
但偏移嚴重,拉動反而會使元件豎起,產生立碑現象。隨著電子元器件不斷朝著小型化方向發展,調整好元件的貼片精度是非常重要的。
④回流焊錫
加熱導致焊錫融化,回流爐溫度急劇上升的情況下,由于電路板上封裝元件的大小、密度不同,爐內溫度不穩定使元件兩端存在溫差。電極間的焊膏融化程度的不同,產生了電極的張力差,發生立碑現象。

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圖5 回流溫度曲線
如圖5所示,通過設置合理的預熱段,使爐內熱容量穩定,可以緩和爐內溫度偏差。建議按照推薦的回流溫度曲線進行設置。

來源:村田官網

原文始發于微信公眾號(艾邦陶瓷展):MLCC封裝主要難點及解決對策

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