贴片电阻生产工艺流程简介

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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。

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。常见的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。

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。

贴片电阻的结构  

贴片的电阻主要构造如下:

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贴片电阻生产工艺流程

生产流程

常规厚膜片式电阻的完整生产流程大致如下:

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生产工艺原理及CTQ

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)

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)

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【功能】背面电极作为连接PCB板焊盘使用。

【制造方式】背面导体印刷  烘干

Ag膏 —>140°C /10min,将Ag膏中的有机物及水分蒸发。

基板大小:通常0402/0603封装的陶瓷基板是50x60mm,1206/0805封装的陶瓷基板是60x70mm。

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)

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【功能】正面电极导体作为内电极连接电阻体。

【制造方式】正面导体印刷 烘干 高温烧结

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

1. 电极导体印刷的位置(印刷机定位要精确);

2. Ag/Pd(钯)膏印刷厚度(通过钢网厚度进行控制);

3. 炉温曲线,传输链速(5.45~6.95IPM(英寸/分))。

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第四步、电阻层印刷:(结构图中的④)

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【功能】电阻主要初 R值决定。

【制造方式】电阻层印刷 烘干 高温烧结

R膏(RuO2)—>140°C/10min—>850°C/40min 烧结固化

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

调配而成,常见原纯膏有1R、4R7、10R、47R、100R、1K、4K7、47K等);

2.电阻层印刷的位置(印刷机定位要精确);

3.R膏印刷厚度(通过钢网厚度进行控制);

4.R膏的解冻搅拌及使用时间(1周使用完);

5.炉温曲线,传输链速。

第五步、一次玻璃保护:(结构图中的⑤)

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【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。

【制造方式】一次保护层印刷  烘干  高温烧结

玻璃膏 —>140°C /10min —>600°C /35min 烧结

1.玻璃膏印刷的位置(印刷机定位要精确);

2.玻璃膏印刷厚度(通过钢网厚度进行控制);

3.炉温曲线,传输链速。

第六步、镭射修整

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【功能】修整初 R 值成所需求的阻值。

【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。

CTQ:1.切割的长度(机器);

2.切割的深度(以刚好切断电阻深度为宜);

3.镭射机切割的速度。 

第七步、二次玻璃保护(结构图中的⑥)

【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,使电阻不受外部环境影响。

【制造方式】二次保护层印刷 烘干

玻璃膏/树脂(要求稳定性更好) —> 140°C /10min

1.玻璃膏印刷的位置(印刷机定位要精确);

2.玻璃膏印刷厚度(通过钢网厚度进行控制);

3.炉温曲线,传输链速。

第八步、阻值码字印刷

【功能】将电阻值以数字码标示

【制造方式】阻值码油墨印刷 烘干  烧结

黑色油墨 (主要成分环氧树脂)—> 140°C /10min —> 230°C /30min

1.油墨印刷的位置(印刷机定位要精确);

2.炉温曲线,传输链速。

第九步、折条

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【功能】将前段字码烧结后的基板按条状进行分割。

【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。

1.折条机分割压力;

2.基板堆叠位置,折条原理如图。

第十步、端面真空溅

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【功能】作为侧面导体使用。

【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

Ag/Ni-Cr合金 —>140°C/10min—>230°C/30min

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。 

1.折条传输速度;

2.真空度;

3.镀膜厚度(膜厚测量进行监控)。

第十一步、折粒

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【功能】將条状之工件分割成单个的粒状。

【制造方式】使用胶轮与轴心棒搭配皮带来进行分割。

1、胶轮与轴心棒之间的压力大小;

2、传输皮带的速度。

第十二步、电镀

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【功能】Ni:保护让电极端不被浸蚀。Sn:增加焊锡性。

【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。

2、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。

1.电镀液的浓度及PH值(PH<7)、电镀时间(2小时);

2.镀膜厚度(抽检5pcs/筒,镀层厚度测试仪);

3.焊锡性。

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。

第十三步、磁性筛选

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【功能】利用镍的磁性将不良品筛选出来。

【原理】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,良品掉落到良品盒。

第十四步、电性能测试

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【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。

【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。

第十五步、编带包装

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【功能】将电阻装入纸带包装成卷盘

【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。上面胶带拉力以及冲程压力。

如何确保编带时电阻字码面朝上?

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。

再看一遍,非常有感觉:

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