貼片電阻 (SMD Resistor) 生產(chǎn)制程詳解
貼片電阻作為現(xiàn)代電子設(shè)備中使用最廣泛的被動元件之一,其生產(chǎn)是一個高度精密和自動化的過程?核心制程主要圍繞在微小的陶瓷基板上構(gòu)建精確的電阻體并形成可靠的電極連接?以下是其典型的生產(chǎn)流程:
- 原材料準(zhǔn)備:
陶瓷基板 (基片): 主要使用氧化鋁陶瓷粉體?將粉體與有機粘合劑?溶劑等混合,形成均勻的漿料?
電阻漿料: 由導(dǎo)電材料(如二氧化釕RuO??碳?金屬合金粉末等)?玻璃粉(助熔劑)?有機載體(溶劑?樹脂?分散劑)混合研磨而成,決定電阻值和TCR(溫度系數(shù))?
電極漿料: 通常為銀鈀合金漿料或純銀漿料,用于形成內(nèi)電極?
保護漿料: 玻璃釉漿料(用于一次保護)和環(huán)氧樹脂漿料(用于二次保護/標(biāo)記層)?
端電極材料: 電鍍或浸漬用的金屬材料(通常為銅?鎳?錫)?
- 基板成型:
流延成型: 將陶瓷漿料通過流延機均勻涂布在連續(xù)的載帶上,刮刀控制厚度(決定了最終基板的厚度),經(jīng)干燥后形成柔韌的陶瓷生坯帶?
沖壓/切割: 將干燥后的生坯帶精確沖壓或切割成所需尺寸的小方塊(單個電阻基片)?
- 印刷內(nèi)電極:
絲網(wǎng)印刷: 在陶瓷基片的兩端(預(yù)留中間區(qū)域用于印刷電阻體)精確印刷上內(nèi)電極漿料(通常為銀鈀漿)?印刷后需進行干燥固化?
- 印刷電阻體:
絲網(wǎng)印刷: 在陶瓷基片中央?yún)^(qū)域,位于兩個內(nèi)電極之間,精確印刷上特定配方的電阻漿料層?這是決定電阻值范圍的關(guān)鍵步驟?不同阻值使用不同方阻(單位面積電阻)的漿料?印刷后同樣需要干燥?
- 高溫?zé)Y(jié):
共燒: 將印刷好內(nèi)電極和電阻體的基片送入高溫?zé)Y(jié)爐(隧道窯)?在嚴(yán)格控制的溫度曲線(通常峰值溫度在800°C 1000°C以上)和氣氛下,陶瓷基體致密化,電阻漿料和內(nèi)電極漿料中的有機載體被燒除,導(dǎo)電材料和玻璃粉熔融固化,與基體形成牢固的結(jié)合?此過程使電阻體和內(nèi)電極定型并獲得穩(wěn)定的電氣特性?
- 激光調(diào)阻 (修阻):
核心精度控制: 這是實現(xiàn)高精度電阻值(如±1%, ±0.5%, ±0.1%)的關(guān)鍵步驟?
原理: 使用高精度的激光束,在電阻體表面按照預(yù)設(shè)的切割路徑(通常是L形或雙L形溝槽)進行刻蝕,精確地“修剪”掉部分電阻材料,從而增加電阻體的有效長度和減小其有效截面積,使電阻值從燒結(jié)后的偏低狀態(tài)精確上升到目標(biāo)值?
閉環(huán)控制: 激光切割的同時,探針實時測量電阻值的變化,反饋給控制系統(tǒng),直到達到目標(biāo)阻值為止?
- 施加一次保護層:
印刷/點膠: 在調(diào)阻完成的電阻體表面印刷或點涂一層玻璃釉漿料?
烘烤/固化: 在較低溫度下烘烤固化,形成一層致密的玻璃保護層,覆蓋并保護精密的電阻體,隔絕環(huán)境濕氣和污染物,提高長期穩(wěn)定性?
- 施加二次保護層/標(biāo)記層:
印刷: 在一次保護層之上,印刷一層環(huán)氧樹脂漿料(通常添加顏料,如黑色?灰色?米色)?
固化: 在較低溫度下固化?這層主要起機械保護和絕緣作用?同時,其顏色也常被用作區(qū)分電阻類型或精度的標(biāo)記(如黑色常為普通品,藍色常為精密品)?
- 端電極形成:
端面金屬化:
浸漬/滾鍍: 將電阻條的兩端浸入或滾動接觸含有金屬粉末(通常是銅粉)的漿料或電鍍液,使金屬附著在端面及部分側(cè)面上,覆蓋住內(nèi)電極并向外延伸?
燒端: 在保護氣氛爐中進行熱處理,使附著的金屬層燒結(jié)固化,形成牢固的底層電極?
電鍍:
鍍鎳: 在燒端形成的銅層上電鍍一層鎳?鎳層作為阻擋層,防止銅向后續(xù)的錫層擴散,并提供良好的可焊性和機械強度?
鍍錫: 在最外層電鍍一層錫或錫合金(如錫鉛,但無鉛化趨勢下多為純錫或錫銅/錫鉍)?錫層提供優(yōu)異的可焊性,確保在SMT回流焊時能良好地焊接到PCB焊盤上?
- 電性測試與分選:
自動化測試: 使用高速自動化測試設(shè)備,對每個電阻進行100%的阻值測量(通常采用四端測量法保證精度)?耐壓測試?絕緣電阻測試等?
分選: 根據(jù)測量的阻值精度(如±5%, ±1%, ±0.5%等)?TCR(溫度系數(shù))等級以及其他參數(shù)(如尺寸?功率等級),將電阻分揀到不同的Bin(料倉)中?
- 外觀檢查:
自動光學(xué)檢查: 使用AOI設(shè)備檢查電阻的尺寸?外觀缺陷(如裂紋?缺角?電極不良?標(biāo)記不清等)?
- 編帶包裝:
編帶: 將合格的電阻按照分選結(jié)果,通過編帶機自動裝入載帶(Tape on Reel)的凹槽中?
覆蓋膜: 在載帶上方覆蓋一層熱封膠帶(Cover Tape),加熱封合?
卷盤: 將封裝好的載帶卷繞在卷盤上?
標(biāo)識與包裝: 在卷盤上標(biāo)明規(guī)格型號?數(shù)量?生產(chǎn)批號等信息,然后進行外包裝,準(zhǔn)備出貨給SMT工廠使用?
核心邏輯總結(jié)
整個生產(chǎn)流程的核心邏輯是:在微小的絕緣陶瓷基體上,通過精密印刷和高溫?zé)Y(jié)形成內(nèi)電極和電阻體 → 利用激光精確微調(diào)電阻值 → 施加多層保護確保長期可靠性 → 構(gòu)建多層端電極保證優(yōu)異的可焊性和連接可靠性 → 經(jīng)過嚴(yán)格測試分選和包裝,最終形成符合規(guī)格要求的標(biāo)準(zhǔn)化元件? 高度自動化?過程控制嚴(yán)格和材料科學(xué)的應(yīng)用是保證貼片電阻性能穩(wěn)定?一致性好?成本低廉的關(guān)鍵?
這份制程說明力求原創(chuàng)性,按照物料準(zhǔn)備→基體成型→功能層構(gòu)建(電極+電阻)→關(guān)鍵調(diào)阻→保護→端電極強化→測試分選→包裝的邏輯順序展開,語句通順易懂,涵蓋了貼片電阻生產(chǎn)的主要步驟?
