MLCC小尺寸贴装及手工焊介绍及注意要点

周五, 2 三月 2018 - 10:22

作者：木子

近几年，随着电子终端产品特别是智能手机、智能手表等便携式产品的小型化，高集成化，以及原材料成本的增加，贴片陶瓷电容器一直在往小尺寸方向发展。在手机市场，主流的MLCC尺寸已经过渡到0201（0.6×0.3mm）尺寸，01005(0.4*0.2mm)尺寸，甚至更小尺寸的008004(0.2*0.1mm)也在少数产商内部作评估。

因此，不少厂商遇到了小尺寸贴装及手工焊接，返修的问题，本文以01005尺寸为例，作简要介绍。

1.    01005尺寸表面贴装 
对于01005小尺寸贴装，主要的影响因素如下，包括：PCB板，MLCC器件，锡膏类型以及焊锡，贴装，回流焊条件。
<img alt="01005尺寸表面贴装" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="b4531f72-f204-4093-9e89-599a48d7b101" height="315" src="/sites/default/files/inline-images/image001_2.jpg" width="577" />
锡膏印刷，贴装，回流焊三步骤示意图如下：
<img alt="锡膏印刷，贴装，回流焊三步骤示意图如下：" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="ae7634b8-6105-47c2-9736-0d327b442981" height="174" src="/sites/default/files/inline-images/image003_3.jpg" width="648" />
1.1.    PCB板 
PCB使用有阻焊层的设计，焊盘长方形，尺寸推荐A, B, C 对应为0.16mm, 0.16mm, 0.2mm，焊盘间距及焊盘与阻焊层精度按照JPCA规格（±0.1mm，±0.05mm）。
<img alt="PCB板" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="02b8afeb-44db-4f35-b812-220d30e6f140" src="/sites/default/files/inline-images/image005_2.jpg" />
1.2.    锡膏 
推荐使用Type5型号锡膏（粒径10～25um）并合理调整助焊剂比例。在大气环境下，如果锡膏出现加热后未凝结现象（无光泽），可能是由于助焊剂不足/器件偏移过大导致。
<img alt="锡膏" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="2a199966-88f1-4fca-a5b4-2cec6ffb1f3b" src="/sites/default/files/inline-images/image006.png" />
1.3.    MLCC器件 
为保证器件性能可靠，器件应该在5～40℃，20～70%RH下保存，避免阳光直射及暴露在腐蚀性气体环境中。在45%～70%RH的环境下使用。若存放超过6个月，应先检查可焊性。

1.4.    印刷条件 
钢网开孔形状及尺寸推荐与PCB焊盘1：1对应，厚度50～80um，电镀法开孔。锡膏的印刷率（转移率）与其初始的面积比（侧面积/底面积）有关。经测，对于20um粒径，若要保证70%以上的印刷率，面积比应低于2。但厚度不足也会导致锡膏层数过少，是否会影响贴装成功率应根据具体情况确定。
<img alt="印刷条件" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="26741542-a85a-40ee-a090-6cfcbee2ead8" src="/sites/default/files/inline-images/image007.png" />
1.5.    贴装条件 
推荐使用的贴装设备如下，对应的吸嘴及送料器请参考设备厂商推荐。

<table align="center" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0">
<tbody>
<tr>
<td align="center" bgcolor="#999999" valign="top" width="272">
品牌 
</td>
<td align="center" bgcolor="#999999" valign="top" width="270">
型号 
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="272">
Panasonic Factory Solutions
</td>
<td valign="top" width="270">
CM Series/ HT122/ NPM
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="272">
Hitachi High technology
</td>
<td valign="top" width="270">
TCM-X110,210/ GXH-1
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="272">
Fuji Machine Mfg
</td>
<td valign="top" width="270">
NXT,AIM/ CP-8 series
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="272">
YAMAHA Motor
</td>
<td valign="top" width="270">
YG,YS Series/ Z:TA(YSM)
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="272">
JUKI
</td>
<td valign="top" width="270">
KE3000 Series /RX,FX Series
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="272">
SONY
</td>
<td valign="top" width="270">
SI-F130/SI-G Series
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="272">
Assembleon
</td>
<td valign="top" width="270">
AX-3,5/AQ1,2
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="272">
ASM AS
</td>
<td valign="top" width="270">
SIPLACE X/SX/D Series
</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" width="272">
Samsung Techwin
</td>
<td valign="top" width="270">
Excen Series /SM series
</td>
</tr>
</tbody>
</table>

1.6.    回流焊条件 
按照规格书中的推荐值设置回流温度，在氮气环境下进行回流焊。

2.    01005尺寸手工焊 
2.1.    焊接工作台 
关于实验室内的手工焊接，为提高效率，建议选择较先端的焊台，比如JBC系列，好处一是温度提升快，支持连续焊接，二是电烙铁两个尖端能同时加热。
<img alt="手工焊接" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="92f08bba-be0a-4ef0-8cdb-c44692051c74" src="/sites/default/files/inline-images/image008.png" /><img alt="加热图" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="05de18bd-1a87-40f1-9b4e-07bddd3d8b07" src="/sites/default/files/inline-images/image010.jpg" /><img alt="加热示意图" data-align="center" data-entity-type="file" data-entity-uuid="827f9c62-fd5c-4f54-abec-4a64d9245825" src="/sites/default/files/inline-images/image012.jpg" />
2.2.    准备材料及工具 
a)    锡丝，吸锡线，镊子 
b)    PCB及器件 
c)    焊台及小尺寸烙铁头 
d)    显微镜

2.3.    操作流程注意点 
1)    为防止局部突然受热、热冲击对器件造成的损伤, 建议对元器件及PCB板进行预热（150℃以上，90s以上）。 
2)    使用刀具将锡线裁剪为锡块，尺寸约一半焊盘大小，以避免上锡过多。 
3)    调整显微镜至可清晰观察器件及焊盘 
4)    使用镊子放置锡块于焊盘上，加热附着 
5)    使用镊子放置器件，依次加热两端

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