貼片電阻叫片式固定電阻器,是從Chip Fixed Resistor直接翻譯而來的,特點是耐潮濕、耐高溫、可靠度高、外觀尺寸均勻,精確且溫度系數與阻值公差小。 按生產工藝分厚膜片式電阻和薄膜片式電阻兩種。厚膜貼片電阻是采用絲網印刷將電阻性材料淀積在絕緣基體(例如氧化鋁陶瓷)上,然后燒結形成的。我們常見且我司在大量使用的基本都是厚膜片式電阻,精度范圍在±0.5%~10%之間,溫度系數在±200ppm/℃~±400ppm/℃。薄膜片式電阻,通常為金屬薄膜電阻,是在真空中采用蒸發和濺射等工藝將電阻性材料濺鍍(真空鍍膜技術)在絕緣基體上制成,特點是溫度系數低,溫漂小,電阻精度高。 按封裝分01005、0201、0402、0603、0805、1206、1210、2010、2512等,其常見序列的精度為±1%、±5%,標準阻值有E24和E96序列,常見功率有1/20W、1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W等。
貼片電阻的結構
貼片的電阻主要構造如下:
貼片電阻生產工藝流程
1. 生產流程 常規厚膜片式電阻的完整生產流程大致如下:
貼片電阻生產工藝流程解析
2.生產工藝原理及CTQ 針對上述的厚膜片式電阻生產流程中的相關生產工序的功能原理及CTQ介紹如下。
2.1背導體印刷
貼片電阻生產工藝流程解析
【功能】背面電極作為連接PCB板焊盤使用。
【制造方式】背面導體印刷烘干
Ag膏—》 140°C /10min,將Ag膏中的有機物及水分蒸發。
基板大小:通常0402/0603封裝的陶瓷基板是50x60mm, 1206/0805封裝的陶瓷基板是60x70mm。
2.2正導體印刷
貼片電阻生產工藝流程解析
【功能】正面電極導體作為內電極連接電阻體。
【制造方式】正面導體印刷烘干高溫燒結
Ag/Pd膏 —》 140°C /10min,將Ag/Pd膏中的有機物及水分蒸發—》 850°C /35min 燒結成型
CTQ:
1、電極導體印刷的位置(印刷機定位要精確);
2、Ag/Pd(鈀)膏印刷厚度(通過鋼網厚度進行控制);
3、爐溫曲線,傳輸鏈速(5.45~6.95IPM(英寸/分))。
貼片電阻生產工藝流程解析
2.3電阻層印刷
貼片電阻生產工藝流程解析
【功能】電阻主要初 R值決定。
【制造方式】電阻層印刷烘干高溫燒結
R膏(RuO2) —》 140°C /10min —》 850°C /40min 燒結固化
CTQ:1、R膏的目標阻值(目標阻值的R膏是通過多種原純膏按一定比例混合 調配而成,常見原純膏有1R、4R7、10R 、47R 、100R 、1K 、 4K7 、47K等);
2、電阻層印刷的位置(印刷機定位要精確);
3、R膏印刷厚度(通過鋼網厚度進行控制);
4、R膏的解凍攪拌及使用時間(1周使用完);
5、爐溫曲線,傳輸鏈速。
2.4一次玻璃保護
貼片電阻生產工藝流程解析
【功能】對印刷的電阻層進行保護,防止下道工序鐳射修整時對電阻層造成 大范圍破壞。
【制造方式】一次保護層印刷烘干高溫燒結玻璃膏 —》 140°C /10min —》 600°C /35min 燒結
CTQ:
1、玻璃膏印刷的位置(印刷機定位要精確);
2、玻璃膏印刷厚度(通過鋼網厚度進行控制);
3、爐溫曲線,傳輸鏈速。
2.5鐳射修整
貼片電阻生產工藝流程解析
【功能】修整初 R 值成所需求的阻值。 【制造方式】以鐳射光點切割電阻體改變電阻的長寬比,使初R值升高到需求值。R=ρl/s,ρ:材料的電阻率,l:電阻材料的長度,s:截面面積。
CTQ:
1、切割的長度(機器);
2、切割的深度(以剛好切斷電阻深度為宜); 3、鐳射機切割的速度。
2.6二次玻璃保護
貼片電阻生產工藝流程解析
【功能】對切割后的電阻層進行二次保護,保護層需具備抗酸堿的功能, 使電阻不受外部環境影響。
【制造方式】二次保護層印刷烘干 玻璃膏/樹脂(要求穩定性更好) —》 140°C /10min
CTQ:
1、玻璃膏印刷的位置(印刷機定位要精確);
2、玻璃膏印刷厚度(通過鋼網厚度進行控制); 3、爐溫曲線,傳輸鏈速。
2.7阻值碼字印刷
貼片電阻生產工藝流程解析
【功能】將電阻值以數字碼標示
【制造方式】阻值碼油墨印刷烘干燒結 黑色油墨(主要成分環氧樹脂)—》 140°C /10min —》 230°C /30min
CTQ:
1、油墨印刷的位置(印刷機定位要精確);
2、爐溫曲線,傳輸鏈速。
2.8折條
貼片電阻生產工藝流程解析
【功能】將前段字碼燒結后的基板按條狀進行分割。
【制造方式】用折條機按照基板上原有的分割痕將基板折成條。
CTQ:
1、折條機分割壓力;
貼片電阻生產工藝流程解析
2.9端面真空濺渡
貼片電阻生產工藝流程解析
【功能】作為側面導體使用。
【制造方式】將堆疊好的折條放入真空濺鍍機進行濺鍍干燥燒結 Ag/Ni-Cr合金—》140°C/10min —》 230°C/30min 原理:先進行預熱,預熱溫度110°C ,然后利用真空高壓將液態的Ni濺渡到端面上,形成側面導體。Ni具有良好的耐腐蝕性,并且鍍鎳產品外觀美觀、干凈,主要用在電鍍行業。
CTQ:1、折條傳輸速度; 2、真空度; 3、鍍膜厚度(膜厚測量進行監控)。
2.10折粒
貼片電阻生產工藝流程解析
【功能】將條狀之工件分割成單個的粒狀。
【制造方式】使用膠輪與軸心棒搭配皮帶來進行分割。
CTQ: 1、膠輪與軸心棒之間的壓力大小;
2、傳輸皮帶的速度。
2.11電鍍
貼片電阻生產工藝流程解析
【功能】Ni:保護讓電極端不被浸蝕。 Sn:增加焊錫性。
【制造方式】
1、利用滾筒于電鍍液中進行點解電鍍,滾筒端作為電解的陰極得電子在陰極端還原成鎳/錫,電解槽端用Ni金屬/Sn金屬作為陽極失電子氧化成Ni2+/Sn2+ ,進而補充電解液中的鎳/錫離子。
2、將電鍍好后的電阻放入到熱風烤箱進行干燥,干燥溫度140°C約10min。 CTQ: 1、電鍍液的濃度及PH值(PH《7)、電鍍時間(2小時);
2、鍍膜厚度(抽檢5pcs/筒,鍍層厚度測試儀);
3、焊錫性。
注意事項:在電鍍前一般加入Al2O3球和Steel鋼球,AL2O3球使攪拌更均勻,鋼球的作用是使得導電性更好。
2.12磁性篩選
貼片電阻生產工藝流程解析
【功能】利用鎳的磁性將不良品篩選出來。
【原理】不良品的磁性小,吸引力小,進行篩選時會自動掉落到不良品盒, 良品掉落到良品盒。
2.13電性能測試
貼片電阻生產工藝流程解析
【功能】利用自動測試機對兩電極端的阻值進行測試,按不同精度需求篩選 出合格產品。 【原理】將自動檢測機的電阻表上%數先設定好(一般設5%、1%、0.1%等),自動檢測機上分別安置5%精度盒、1%精度盒、0.1%精度盒等以及不良品盒。當測試到的產品阻值是精度5%的則利用氣壓嘴將產品吹入到5%精度盒,1%、0.1%類同,當測試到阻值精度不在設定 5%、1%/0.1%,則將其打入到不良品盒。
2.14編帶包裝
貼片電阻生產工藝流程解析
【功能】將電阻裝入紙帶包裝成卷盤
【制造方式】全自動機器利用熱熔膠上下帶將電阻封裝到紙帶孔內做成卷盤。
CTQ: 上面膠帶拉力以及沖程壓力。
疑問:如何確保編帶時電阻字碼面朝上?
在將電阻體裝入紙帶前裝有激光點檢器,當字碼面朝上時檢測OK通過,當字碼面朝下時利用氣壓嘴將其矯正為字碼面朝上。
行業使用狀況及生產廠商
由于價格便宜,生產工藝成熟,能大面積減少PCB面積,減小產品外觀尺寸,現在已取代絕大部分傳統引線電阻。目前絕大部分電阻產品都以0402、0603、0805尺寸為主,而像手機、PDA等為代表的高精度電子產品則多使用0201、0402的器件,一些要求穩定和安全的電子產品,如醫療器械、汽車電子等多采用1206、1210等尺寸偏大的電阻。
目前,全球貼片電阻主要生產廠家大部分分布在臺灣、中國大陸、日本及韓國等,歐美幾乎不再生產,主要的生產廠商幾乎都在中國建立生產基地。
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