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贴片电阻结构及其生产工艺流程

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    发表于 2021-3-22 15:12 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    x
    贴片电阻(SMDResistor)学名叫片式固定电阻器,是从 Chip Fixed Resistor 直接翻译而来的,特点是耐潮湿、耐高温、可靠度高、外观尺寸均匀,精确且温度系数与阻值公差小。1 `$ k! E$ M! f7 c  G
    ) \4 S, @/ t2 X1 p
    按生产工艺分厚膜片式电阻(ThickFilm Chip Resistor)和薄膜片式电阻(Thin Film Chip Resistor)两种。厚膜贴片电阻是采用丝网印刷将电阻性材料淀积在绝缘基体(例如氧化铝陶瓷)上,然后烧结形成的。我们常见且我司在大量使用的基本都是厚膜片式电阻,精度范围在±0.5%~10%之间,温度系数在±200ppm/℃~±400ppm/℃。薄膜片式电阻,通常为金属薄膜电阻,是在真空中采用蒸发和溅射等工艺将电阻性材料溅镀(真空镀膜技术)在绝缘基体上制成,特点是温度系数低,温漂小,电阻精度高。

    5 C5 L# k5 w( B  O6 N
    按封装分 01005、0201、0402、0603、0805、1206、1210、2010、2512 等,其常见序列的精度为±1%、±5%,标准阻值有 E24 和 E96 序列,常见功率有 1/20W、1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W 等。
    ; M, G" p/ Q& g( Y1 H! O' f
    贴片电阻的结构
    贴片的电阻主要构造如下:
    5 [4 B7 g( k* h! \7 o( A- I
    % F' @& s) c0 n8 x& I

    9 t! x/ v# h- `- o* z
    4 u( l2 r6 Q9 S( F; f9 _
    贴片电阻生产工艺流程
    生产流程# [+ t+ i- |* y% i
    常规厚膜片式电阻的完整生产流程大致如下:

    6 c) T5 ~! w& b. c9 Y
    生产工艺原理及 CTQ
    ! o% l7 X4 w; k6 }

    - F* a# }' [* I0 S针对上述的厚膜片式电阻生产流程中的相关生产工序的功能原理及 CTQ 介绍如下。
    第一步、准备陶瓷基板(氧化铝,结构图中的①)
    / ^: W0 y6 V+ G
    第二步、背导体印刷:在一面两边电极增加导体(结构图中的③)
    : h$ m0 V$ S  c

    5 s. ?) c9 n. [0 r% v
    【功 能】背面电极作为连接 PCB 板焊盘使用。
    0 n9 n3 H# H3 L! |
    【制造方式】背面导体印刷 烘干
    5 H% c! V6 J, O+ H
    Ag 膏 —> 140°C /10min,将 Ag 膏中的有机物及水分蒸发。

    $ [' J4 C& o. U* [- e. t7 K基板大小:通常 0402/0603 封装的陶瓷基板是 50x60mm,
    2 z* Y4 K. j2 F4 Q! G% t
    1206/0805 封装的陶瓷基板是 60x70mm。
    ( d& M1 L) E/ @& B+ [% S8 t2 }+ V, v3 x
    第三步、正导体印刷:翻一面,再在两边增加导体(结构图中的②)

    : D3 _0 h8 x' T8 m5 u

    8 }, S4 v8 A& F
    【功 能】正面电极导体作为内电极连接电阻体。

    % ~: P- U# a! J- V【制造方式】正面导体印刷 烘干 高温烧结
    - u7 e' c  |4 i4 C: }: B
    Ag/Pd 膏 —> 140°C /10min,将 Ag/Pd 膏中的有机物及水分蒸发—> 850°C /35min 烧结成型

    * _2 P& [' I( `# _3 Z( D; R: X! i: r  T1、电极导体印刷的位置(印刷机定位要精确);
    4 |5 B5 t+ _& _
    2、Ag/Pd(钯)膏印刷厚度(通过钢网厚度进行控制);

    1 a5 J# o' G3 y* a; a# b+ l; C3、炉温曲线,传输链速(5.45~6.95IPM(英寸 / 分))。
    7 y$ I# S/ _& u9 B* s( |
    ) G; ]) b. q1 w& |
    第四步、电阻层印刷:(结构图中的 ④)
    & k0 L1 u2 K' ?% k$ H9 e* x
    1 a  K) {! B: w' A2 [% L5 Z3 i
    【功 能】电阻主要初 R 值决定。
    ; i! q9 S9 N5 B5 h1 I+ {
    【制造方式】电阻层印刷 烘干 高温烧结
    1 w; d4 ~5 `/ W: i4 f+ o
    R 膏(RuO2) —>140°C /10min —>850°C /40min 烧结固化

    + B' |7 r! b( }8 j& a: J/ [1、R 膏的目标阻值(目标阻值的 R 膏是通过多种原纯膏按一定比例混合

    4 `/ c/ H& k  o+ ^* y5 C. s调配而成,常见原纯膏有 1R、4R7、10R 、47R 、100R 、1K 、 4K7 、47K 等);
    ( H9 p. u% f4 |. M- b% E
    2、电阻层印刷的位置(印刷机定位要精确);

    7 v/ T. K. K, J9 J9 u3、R 膏印刷厚度(通过钢网厚度进行控制);

    - p" h6 j* E5 h8 m" w! v4、R 膏的解冻搅拌及使用时间(1 周使用完);
    + [5 g) @7 `0 e
    5、炉温曲线,传输链速。
    3 n+ {' @7 n9 {+ z7 X6 b! Q$ I
    第五步、一次玻璃保护:结构图中的⑤
    - ^9 M4 w5 W% R2 n
    4 `! F7 @! x2 X8 b' Q+ |# m+ ~& C
    【功 能】对印刷的电阻层进行保护,防止下道工序镭射修整时对电阻层造成大范围破坏。
    4 y9 D' {% R9 r3 p
    【制造方式】一次保护层印刷 烘干 高温烧结

    " |' A( R& d& t6 h% O4 O7 }玻璃膏 —>140°C /10min —>600°C /35min 烧结

    - u  ]" f: l2 M4 Y, f0 @) a1、玻璃膏印刷的位置(印刷机定位要精确);

    1 n6 v, L" `8 z4 i2、玻璃膏印刷厚度(通过钢网厚度进行控制);
    0 @# w4 F! y+ P
    3、炉温曲线,传输链速。

    % m) Q* e9 e0 }
    第六步、镭射修整
    ! w: p5 b9 @& i0 b( e
    : [: K0 n3 {: O/ Q  Z
    【功 能】修整初 R 值成所需求的阻值。
    1 Y; h& g  S/ F
    【制造方式】以镭射光点切割电阻体改变电阻的长宽比,使初 R 值升高到需
    ' g1 Q& t; ~- Q# U. d' ^- \
    求值。R=ρl/s,ρ:材料的电阻率,l:电阻材料的长度,s:截面面积。

    / s" e; i+ W% T9 N& BCTQ:1、切割的长度(机器);
    6 S0 R3 S3 H- Z' G6 b
    2、切割的深度(以刚好切断电阻深度为宜);

    6 Y" ]1 I2 P& }3、镭射机切割的速度。
    ( C, E7 ]9 s; n$ g4 R, G2 {
    第七步、二次玻璃保护(结构图中的⑥), }2 L' w6 \  R+ {
    【功 能】对切割后的电阻层进行二次保护,保护层需具备抗酸碱的功能,

    / g3 ]% s3 k2 }- t使电阻不受外部环境影响。

    5 u- D2 w& Z$ H. H【制造方式】二次保护层印刷 烘干

    2 m" x& \8 g. O" }, z5 H, `玻璃膏 / 树脂(要求稳定性更好) —> 140°C /10min

    - c- u* Z5 t) N2 O: R1、玻璃膏印刷的位置(印刷机定位要精确);
    % W0 a4 P) Q- c, l
    2、玻璃膏印刷厚度(通过钢网厚度进行控制);
    3 ~. a% x) w) C  p# s* o
    3、炉温曲线,传输链速。
    + t. n& b) D, x
    第八步、阻值码字印刷
    # q6 A. ~+ \, C  g$ U, H2 g【功 能】将电阻值以数字码标示
    ' a. g& R0 w# t3 G% |
    【制造方式】阻值码油墨印刷 烘干 烧结
    + l& i7 n6 Z' _( ^5 Y9 H+ R+ h2 G
    黑色油墨 (主要成分环氧树脂)—> 140°C /10min —> 230°C /30min
    ' |2 n+ {* ]5 ^2 [5 W* u
    1、油墨印刷的位置(印刷机定位要精确);

    , o; g) D$ h3 m$ H2、炉温曲线,传输链速。
    / F: w! O) t: @9 x# |
    第九步、折条

    , X0 I* }+ G6 E$ x7 W3 a. K7 R

    * U5 j, S1 `. Y
    【功 能】将前段字码烧结后的基板按条状进行分割。
    6 ]+ r, H- B3 \5 U9 s! y: Y" |3 j
    【制造方式】用折条机按照基板上原有的分割痕将基板折成条。
    0 ~7 c+ m) B1 \5 p- g* S* s: N
    1、折条机分割压力;
    6 P5 F4 T* b. ~0 z& d) R
    2、基板堆叠位置,折条原理如图。
    6 G& h6 u; J8 I) u3 U

    & [4 c) B3 \& n/ i* |# `& c! A& T
    第十步、端面真空溅

    * d: \$ T5 A$ C- A$ R

    4 a& R5 F" o6 @- Z" ^
    【功 能】作为侧面导体使用。

    4 q* T( l; N: R! p) f1 d【制造方式】将堆叠好的折条放入真空溅镀机进行溅镀 干燥 烧结
    : u; N  m' }: c" Z7 \
    Ag/Ni-Cr 合金 —> 140°C/10min —> 230°C/30min
    " D2 V: `& |5 N" B
    原 理:先进行预热,预热温度 110°C ,然后利用真空高压将液态的 Ni 溅渡到端面上,形成侧面导体。Ni 具有良好的耐腐蚀性,并且镀镍产品外观美观、干净,主要用在电镀行业。

    ( u) T' v! o5 ]1、折条传输速度;

    5 D, b6 ?5 |+ E' \2、真空度;
    5 L' p0 ], N' P/ n, L0 j
    3、镀膜厚度(膜厚测量进行监控)。

    7 ]1 H4 T- J, w; ~" R# j+ j
    第十一步、折粒
    0 g5 Y2 O6 ]9 l. n
    % b( W) V. U% v
    【功 能】將条状之工件分割成单个的粒状。

    9 {8 h8 s5 H, Z* B6 w& q【制造方式】使用胶轮与轴心棒搭配皮带来进行分割。
    8 G* L: D6 E* n, A. D; u
    1、胶轮与轴心棒之间的压力大小;

    1 c3 r, k4 m0 J% e0 f* ^2、传输皮带的速度。
    # Y1 b' c7 P6 O# k" @
    第十二步、电镀

    / r( O* o( _1 j$ L6 _

    " E2 U+ k! C" i, w. o, p
    【功 能】Ni:保护让电极端不被浸蚀。

    . k0 x, j/ ]- X2 D9 C' o( nSn:增加焊锡性。
    * {# t) @; V  H# d4 O
    【制造方式】1、利用滚筒于电镀液中进行点解电镀,滚筒端作为电解的阴极得电子在阴极端还原成镍 / 锡,电解槽端用 Ni 金属 /Sn 金属作为阳极失电子氧化成 Ni2+/Sn2+ ,进而补充电解液中的镍 / 锡离子。

    3 H% I0 o% e$ H, Q6 O4 j, k' x5 Y
    将电镀好后的电阻放入到热风烤箱进行干燥,干燥温度 140°C 约 10min。

    # ?! @/ I2 P# ?5 h/ X$ g1、电镀液的浓度及 PH 值(PH<7)、电镀时间(2 小时);

    & p3 c5 W' l0 P1 L2、镀膜厚度(抽检 5pcs/ 筒,镀层厚度测试仪);
    ( R+ I3 o) `: c' ~) r+ t3 o$ Z
    3、焊锡性。
    6 V- j; T2 a3 k$ G) ^4 ?% \
    注意事项:在电镀前一般加入 Al2O3 球和 Steel 钢球,AL2O3 球使搅拌更均匀,钢球的作用是使得导电性更好。

    + a( K% ?1 v1 ?( ^% C
    第十三步、磁性筛选

    - n3 I6 J+ y. q% C

    5 m' j: v8 m7 A% _  S4 g
    【功 能】利用镍的磁性将不良品筛选出来。
      ?7 ?, k1 P; t+ Y" E  S! h2 _
    【原 理】
    / O( f% w, [* T8 G
    不良品的磁性小,吸引力小,进行筛选时会自动掉落到不良品盒,

    : W3 p. T9 t& G  O1 u良品掉落到良品盒。
    1 p2 x+ R9 Q, I, f, ]+ r  x
    第十四步、电性能测试

    " J# Y0 e. F7 f, N; @5 J
    3 ]; l' Q9 R0 ?9 O3 d
    【功 能】利用自动测试机对两电极端的阻值进行测试,按不同精度需求筛选 出合格产品。
    ! h! G2 h' ?2 [) j7 Z5 @9 E
    【原 理】将自动检测机的电阻表上%数先设定好(一般设 5%、1%、0.1%等),自动检测机上分别安置 5%精度盒、1%精度盒、0.1%精度盒等以及不良品盒。当测试到的产品阻值是精度 5%的则利用气压嘴将产品吹入到 5%精度盒,1%、0.1%类同,当测试到阻值精度不在设定 5%、1%/0.1%,则将其打入到不良品盒。

    $ `* e: n$ ^- R( e, w% Q. `
    第十五步、编带包装
    9 J5 k; |  ?8 i( K

    # @+ t1 f$ C& Y
    【功 能】将电阻装入纸带包装成卷盘

    ! g7 b1 i5 g; u0 [$ A【制造方式】全自动机器利用热熔胶上下带将电阻封装到纸带孔内做成卷盘。

    : @& s2 ~/ p1 i& _5 h上面胶带拉力以及冲程压力。

    - w/ L# D8 E3 y( h7 u( p" h7 A如何确保编带时电阻字码面朝上?

    ! J1 G2 L  d8 S# ~8 V& s: S在将电阻体装入纸带前装有激光点检器,当字码面朝上时检测 OK 通过,当字码面朝下时利用气压嘴将其矫正为字码面朝上。
    * i( }- w1 D7 N# x/ _2 h% V7 o

    ) Y: L9 ^- S+ X  ?$ Q/ ~$ F$ |" E2 H
    ( @9 Q  Y( M& L% O; |

    + \& c- o& f2 |1 o% n6 j! M$ H& a6 _0 b* [3 E" ^1 e$ I

    该用户从未签到

    2#
    发表于 2021-3-22 15:44 | 只看该作者
    按生产工艺分厚膜片式电阻(ThickFilm Chip Resistor)和薄膜片式电阻(Thin Film Chip Resistor)两种。厚膜贴片电阻是采用丝网印刷将电阻性材料淀积在绝缘基体(例如氧化铝陶瓷)上,然后烧结形成的。我们常见且我司在大量使用的基本都是厚膜片式电阻,精度范围在±0.5%~10%之间,温度系数在±200ppm/℃~±400ppm/℃。薄膜片式电阻,通常为金属薄膜电阻,是在真空中采用蒸发和溅射等工艺将电阻性材料溅镀(真空镀膜技术)在绝缘基体上制成,特点是温度系数低,温漂小,电阻精度高。
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