Kif Jintużaw Pjanċi tat-Tisħin fil-Laminazzjoni ta 'Kondensers taċ-ċeramika b'ħafna saffi (MLCCs)?

Mijiet ta 'saffi ultrarqiqa taċ-ċeramika u n-nikil jiffurmaw kapaċitaturi ċkejkna ġewwa kull smartphone. Pressa tal-laminazzjoni bi platen imsaħħan ta 'flatness u ndafa mhux tas-soltu hija meħtieġa biex tgħaqqad dawn is-saffi fi blokka solida. Biċċa waħda biss ta 'trab tista' teqred lott kollu. Fil-produzzjoni tal-massa ta 'capacitors taċ-ċeramika b'ħafna saffi (MLCCs), il-pjanċa tat-tisħin hija aktar minn sors ta' sħana; huwa strument preċiż li jiddetermina l-affidabbiltà tal-komponenti, id-densità tal-kapaċità u r-rendiment tal-manifattura.

Proċedura ta' Laminazzjoni MLCC
MLCC huwa magħmul minn saffi li jalternaw ta 'elettrodi dielettriċi taċ-ċeramika u tal-metall interni (ġeneralment nikil jew ram). L-ewwel dawn is-saffi huma magħmula bħala tejps taċ-ċeramika 'ħodor' flessibbli. It-tejps huma stampati bl-iskrin bl-elettrodi. Tejps stampati bħal dawn huma f'munzelli, għexieren jew mijiet minnhom, allinjati, u mbagħad laminati taħt sħana u pressjoni fi blokka monolitika solida. Il-blokka hija mbagħad imqatta 'f'ċipep kapaċitatur individwali. Wara dan, ikun hemm debindering (tneħħija tal-legaturi), sinterizzazzjoni, u terminazzjoni.

Il-proċess tal-laminar huwa importanti ħafna. Il-munzell għandu jkun ħieles minn ħofor, delaminazzjoni jew bidliet fil-ħxuna. Pressjoni jew temperatura irregolari jistgħu jikkawżaw li s-saffi taċ-ċeramika jiddeformaw, l-elettrodi jaqilbu, jew is-sistema tal-legaturi tgħaddi b'mod irregolari, u dawn il-fatturi jistgħu jwasslu għal ħsarat elettriċi fil-kapaċitatur lest. Il-pjanċa tat-tisħin tagħti sħana omoġenja u bi pressjoni għolja li tgħaqqad dawn is-saffi fi struttura koerenti.

Pjanċa tat-tisħin: għaliex hija parti ta 'preċiżjoni
Assemblaġġ tal-pjanċa tat-tisħin għal laminazzjoni MLCC L-assemblaġġ tal-laminazzjoni MLCC ġeneralment jikkonsisti f'żewġ platens imsaħħna (ta' fuq u t'isfel) fi pressa idrawlika jew mekkanika. Il-munzell tat-tejp taċ-ċeramika huwa mdaħħal bejn il-platens. Il-pressjoni eżerċitata mill-istampa hija kkontrollata, ħafna drabi fil-medda ta '50-200 kg/ċm², u l-platens jissaħħnu għal temperatura ta' 60-100 grad. It-temperatura ħafifa ttaffi l-binder polimeriku fit-tejp taċ-ċeramika, u tippermetti li s-saffi jingħaqdu taħt pressjoni mingħajr ma jdubu l-elettrodi.

Ir-rekwiżiti tal-pjanċa tat-tisħin huma iebsa:

Flatness - Il-wiċċ taż-żona tax-xogħol għandu jkun Total Indikat Runout (TIR) ​​ta 'ġeneralment<0.010 mm (10 microns) across the entire platen area and often as tight as 0.005 mm for high-layer-count MLCCs. The deviation is transferred directly onto the laminated stack, resulting in changes in thickness and therefore in capacitance.

Uniformità tat-temperatura - It-temperatura mal-wiċċ kollu tal-platen għandha tinżamm f'±1 grad tal-punt speċifikat. It-tikmix jew id-delaminazzjonijiet jirriżultaw minn fluss mhux ugwali tal-legaturi kkawżati minn reġjuni sħan jew kesħin. Għall-platens ta' format kbir (eż. . 200 mm × 200 mm) jista' jkun possibbli l-użu ta' diversi żoni tat-tisħin kontrollabbli individwalment.

Indafa u Ebusija tal-wiċċ - Il-wiċċ tal-platen huwa komunement azzar tal-għodda miksi bil-kromju iebes jew azzar li ma jissaddadx illustrat b'kisja li ma twaħħalx (-eż. PTFE jew karbonju bħal djamant). Għandu jkun ħieles mill-partiċelli peress li kwalunkwe kontaminant se jdaħħal lilu nnifsu fiċ-ċeramika ħadra ratba u joħloq difett li jgħix is-sinterizzazzjoni u jipproduċi short circuits jew tnixxija.

Reżistenza għall-ilbies - L-istess platens jintużaw għal miljuni ta' ċikli. Il-wiċċ għandu jirreżisti l-grif minn biċċiet ta 'truf taċ-ċeramika u għandu jibqa' fl-ispeċifikazzjoni tal-flatness għal snin ta 'servizz.

Disinn tal-Platen tat-Tisħin għal Materjal u kostruzzjoni tal-Laminazzjoni MLCC
Il-biċċa l-kbira tal-platens tal-laminazzjoni MLCC huma maħdumin jew minn azzar tal-għodda mwebbes (eż. AISI D2 jew O1) jew minn azzar li ma jissaddadx (eż. . 420 jew 440 C). L-azzar huwa meħlus mill-istress, maħdum mhux maħdum, ittrattat bis-sħana għal ebusija massima (ġeneralment 55-60 HRC) u mbagħad preċiżjoni honed u lapped għall-flatness finali. Inkorporati fil-bodi tal-platen huma ħiters tal-iskartoċċ jew mitfugħa f'elementi ta 'tisħin, ġeneralment irranġati f'mudell biex jimminimizzaw id-differenzi fit-temperatura. Il-kontroll ta' ċirku-magħluq jeħtieġ termokoppji f'diversi siti, ġeneralment 9 jew aktar.

Kanali tal-vakwu u Film tar-Rilaxx
Ħafna preses tal-laminazzjoni MLCC għandhom kanal tal-vakwu fil-platen t'isfel imqabbad ma 'sors tal-vakwu. Dawn l-iskanalaturi jżommu s-saff ta 'isfel tal-munzell taċ-ċeramika f'posthom sabiex ma jinbidelx meta l-istampa tkun magħluqa. Film ta 'rilaxx poruż (eż., poliester miksi PTFE) huwa mdaħħal bejn il-platen u l-munzell biex jiġi evitat li jeħel u biex tinfirex il-pressjoni b'mod uniformi. Il-film tar-rilaxx jinbidel perjodikament biex jinżamm nadif.

Proċeduri Cleanroom
Il-laminazzjoni MLCC issir f'ambjent ta 'kamra nadifa (ġeneralment Klassi 10,000 jew akbar). L-operaturi huma fil-ġagagi u l-ingwanti. Qabel kull ġirja ta 'produzzjoni, il-platens tat-tisħin jitnaddfu b'imsaħal mingħajr solvent u lint. Testijiet regolari tal-profilometrija juru li l-finitura tal-wiċċ (Ra) tinżamm taħt 0.4 µm u ma ġew iffurmati l-ebda grif jew ħofor.

L-uniformità tat-temperatura u r-rati tar-rampa Għaliex jimporta
Fl-univers MLCC, il-platen tat-tisħin huwa l-inkwina li fuqha tispiċċa l-prestazzjoni. Fl-aspett termali tal-laminazzjoni, hemm żewġ fatturi ewlenin:

Uniformità tat-temperatura - Speċifikazzjoni ta '±1 grad fuq iż-żona kollha tax-xogħol hija tipika għall-manifattura ta' volum kbir ta 'MLCC. Għal dan l-arkitettura tal-elementi tat-tisħin għandha tkun iddisinjata bir-reqqa, possibilment b'ħiters tat-tarf separati biex itaffu t-telf tas-sħana għall-qafas tal-istampa. Xi platens sofistikati jużaw it-tisħin tal-kanali fluwidu-(żejt jew ilma) għal uniformità aħjar, iżda ħiters tal-iskartoċċ b'kontroll taż-żona PID huma aktar prevalenti.

Kontroll tar-rata tar-rampa - Il-legaturi organiċi fit-tejps taċ-ċeramika għandhom irattab bil-mod. Jgħolli t-temperatura malajr wisq jista 'jikkawża li l-legaturi jegħlbu l-gass b'mod vigoruż jew jiċċirkolaw b'mod irregolari biex joħolqu vojt. Għalhekk, il-pjanċa tat-tisħin hija ddisinjata b'rata ta' rampa rregolata bir-reqqa - tipikament 2-5 gradi / minuta - u soak fil-punt tas-sett għal 5-20 minuta. Il-platen jitkessaħ progressivament wara l-laminazzjoni biex jipprevjeni xokk termali.

Nota tal-Proċess: Rati ta' rampa konsistenti bil-mod huma tal-akbar importanza. It-tisħin mgħaġġel jiġġenera espansjoni termali differenti tas-saffi tal-elettrodi taċ-ċeramika u tal-metall, li tirriżulta f'tensjonijiet interni. Dawn jippreżentaw lilhom infushom bħala xquq jew delaminazzjoni wara s-sinterizzazzjoni. Pjanċa tat-tisħin ramping programmabbli li hija-ikkontrollata tajjeb biex tipproduċi rendiment-għoli.

Impatt fuq il-Kwalità u r-Rendiment tal-MLCC
Il-pjanċa tat-tisħin taffettwa direttament tliet parametri importanti tal-prestazzjoni tal-MLCC:

Tolleranza tal-kapaċità - L-ispazju bejn l-elettrodi (ħxuna dielettrika) huwa definit mill-ħxuna tat-tejp taċ-ċeramika wara l-laminazzjoni. Platen mhux-ċatt jikkawża ħxuna mhux-uniformi tal-kapaċitatur u għalhekk il-kapaċità tvarja minn ċippa għal ċippa.

Vultaġġ jiflaħ u kurrent ta' tnixxija - Spazji jew delaminazzjonijiet fil-munzell laminat huma żoni dgħajfa li jkissru taħt il-vultaġġ. L-interface kollha hija msaħħna u taħt pressjoni b'mod uniformi biex tiggarantixxi fużjoni sħiħa tal-binder.

Is-saħħa mekkanika - Laminazzjoni fqira tista' tikkawża li MLCCs fraġli jitfarrku waqt l-assemblaġġ tal-ġbir-u-jew waqt iċ-ċikliżmu termali fil-qasam. Munzell magħqud tajjeb jeħtieġ temperatura preċiża tal-platen u provvista ta 'pressjoni.

Fil-manifattura ta'-volum għoli (miljuni ta' capacitors kuljum), titjib ta' 0.1% fil-ħsarat relatati mal-laminazzjoni- jikkorrispondi għal eluf ta' dollari ffrankati u inqas fallimenti fil-qasam.

Tisħin Platens: Manutenzjoni u Kwalifikazzjoni
Il-manifatturi tal-MLCC normalment jikkwalifikaw pjanċi tat-tisħin ġodda fuq laminatur iddedikat. Il-ġirja tat-test issir bl-użu ta 'stacks strumentati (b'thermocouples inkorporati u film sensittiv għall-pressjoni). Il-blokka laminata maqtugħa-out hija evalwata taħt mikroskopju għall-uniformità tas-saffi u l-integrità tal-interfaces. Pjanċi biss li jgħaddu mit-testijiet TIR u l-uniformità tat-temperatura huma aċċettati

Il-manutenzjoni ta’ rutina tinkludi:

Kontroll tal-flatness ta 'kull xahar bl-użu ta' dial gauge fuq pjanċa tal-wiċċ.

Array ta 'Thermocouple li jinżamm fl-idejn għall-Immappjar tat-Temperatura ta' kull ġimgħa

Naddaf kuljum bl-alkoħol isopropil u iċċekkja għal grif fil-wiċċ.

Ibdel il-ħiters tal-iskartoċċ kull 5,000-10,000 siegħa ta 'tħaddim. Ħiters qodma jistgħu jiġġeneraw irqajja sħan.

When a platen is out of flatness spec (say TIR >0.015 mm), tintbagħat għat-tħin mill-ġdid tal-wiċċ-u l-imbornar<0.010 mm. The platen can be surfaced a number of times until it is too thin.

Għażliet oħra u metodi ġodda
Il-proċess ewlieni għall-laminazzjoni MLCC huwa platens tal-metall imsaħħna, filwaqt li xi bejjiegħa qed isegwu laminazzjoni iżostatika. B'dan il-proċess il-munzell jitqiegħed f'membrana flessibbli u mgħaffeġ minn fluwidu taħt pressjoni (żejt jew gass) imsaħħan minn ħiters esterni. Dan jagħti pressjoni eżattament uniformi iżda huwa aktar bil-mod u aktar kumpless. Il-platens imsaħħna għadhom l-istandard tal-industrija għall-produzzjoni ta 'volum medju sa kbir minħabba l-ħinijiet taċ-ċiklu aktar mgħaġġla tagħhom u l-kostruzzjoni mekkanika aktar sempliċi.

Xejra oħra hija l-użu ta 'platens miksija taċ-ċeramika (eż. nitrur tal-aluminju jew silikat) għal reżistenza aħjar għall-ilbies u faċilità ta' tindif. Iżda huma aktar fraġli u għaljin.

Sommarju: Makro-Preċiżjoni fil-Mikroelettronika
Il-platen tat-tisħin komuni huwa parti ta 'preċiżjoni importanti fil-produzzjoni tal-massa MLCC. Il-flatness u l-uniformità termali tiegħu jaffettwaw direttament ir-rendiment u l-affidabbiltà tal-kapaċitatur. Għandek bżonn flatness imkejla f'mikroni u omoġeneità tat-temperatura ta' ±1 grad madwar il-pjanċa kollha-mhux bħala għażliet iżda kif meħtieġ biex tgħaqqad mijiet ta' saffi fraġli f'ċippa monolitika. Pjanċi tat-tisħin għal-laminazzjoni MLCC huma ddisinjati, manifatturati u miżmuma bir-reqqa, li huwa eżempju tajjeb ta 'kif il-mikroelettronika tiddependi fuq għodda ta' preċiżjoni makro-. Is-sieħeb sieket ta 'kull kapaċitatur tajjeb użat fit-tagħmir elettroniku tal-lum huwa platn nadif, ċatt u msaħħna b'mod uniformi.