Sut mae Platiau Gwresogi'n cael eu Defnyddio wrth Lamineiddio Cynwysorau Ceramig Aml-haen (MLCCs)?

Mae cannoedd o haenau uwch-denau o gerameg a nicel yn cynnwys cynwysyddion bach y tu mewn i bob ffôn clyfar. Mae angen gwasg lamineiddio gyda phlaten wedi'i gynhesu o wastadrwydd a glendid anarferol i fondio'r haenau hyn yn floc solet. Gallai dim ond un brycheuyn o lwch ddinistrio swp cyfan. Mewn cynhyrchiad màs o gynwysorau ceramig multilayer (MLCCs), mae'r plât gwresogi yn fwy na ffynhonnell gwres; mae'n offeryn manwl gywir sy'n pennu dibynadwyedd cydrannau, dwysedd cynhwysedd a chynnyrch gweithgynhyrchu.

Gweithdrefn Lamineiddio MLCC
Mae MLCC wedi'i wneud o haenau eiledol o electrodau deuelectrig ceramig a mewnol (nicel neu gopr fel arfer). Yn gyntaf, mae'r haenau hyn yn cael eu gwneud fel tapiau ceramig 'gwyrdd' hyblyg. Mae'r tapiau wedi'u hargraffu â sgrin gyda'r electrodau. Mae tapiau printiedig o'r fath yn cael eu pentyrru, dwsinau neu gannoedd ohonynt, wedi'u halinio, ac yna'n cael eu lamineiddio dan wres a phwysau i mewn i floc monolithig solet. Yna caiff y bloc ei dorri'n sglodion cynhwysydd unigol. Ar ôl hyn, mae dadrwystro ( tynnu rhwymwyr ) , sintro a therfynu .

Mae'r broses lamineiddio yn bwysig iawn. Rhaid i'r simnai fod yn rhydd rhag ceudodau, dadlaminiad neu newidiadau mewn trwch. Gall pwysau neu dymheredd anwastad achosi i'r haenau ceramig ddadffurfio, yr electrodau i symud, neu'r system rhwymwr i lifo'n anwastad, a gall y ffactorau hyn arwain at ddiffygion trydanol yn y cynhwysydd gorffenedig. Mae'r plât gwresogi yn rhoi gwres homogenaidd a gwasgedd uchel sy'n bondio'r haenau hyn yn strwythur cydlynol.

Plât gwresogi: pam ei fod yn rhan fanwl gywir
Cydosod plât gwresogi ar gyfer lamineiddiad MLCC Yn gyffredinol, mae cynulliad lamineiddio MLCC yn cynnwys dau blatennau wedi'u gwresogi (ucha ac isaf) mewn gwasg hydrolig neu fecanyddol. Mae'r pentwr tâp ceramig yn cael ei fewnosod rhwng y platens. Rheolir y pwysau a roddir gan y wasg, yn aml o fewn yr ystod o 50-200 kg/cm², a chynhesir y platennau i dymheredd o 60-100 gradd. Mae'r tymheredd ysgafn yn meddalu'r rhwymwr polymerig yn y tâp ceramig, gan ganiatáu i'r haenau fondio dan bwysau heb doddi'r electrodau.

Mae'r gofynion plât gwresogi yn llym:

Gwastadedd - Dylai arwyneb yr ardal waith fod yn Ddiferiad Cyfanswm a Nodir (TIR) ​​yn gyffredinol<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.

Unffurfiaeth tymheredd - Rhaid cynnal y tymheredd trwy'r holl arwyneb platen o fewn ± 1 gradd i'r pwynt penodedig. Mae crychau neu ddadlaminations yn deillio o lif rhwymwyr anghyfartal a achosir gan ranbarthau poeth neu oer. Ar gyfer platennau fformat mawr (ee . 200 mm × 200 mm) efallai y bydd yn bosibl defnyddio sawl parth gwresogi y gellir eu rheoli'n unigol.

Glanweithdra a Chaledwch Arwyneb - Mae'r arwyneb platen fel arfer yn ddur offer platiog crôm caled neu'n ddur di-staen caboledig gydag araen nad yw'n glynu (ee PTFE neu garbon fel diemwnt). Rhaid iddo fod yn rhydd o ronynnau gan y bydd unrhyw halogydd yn ymwreiddio yn y serameg gwyrdd meddal ac yn creu diffyg sy'n goroesi sintro ac yn cynhyrchu cylchedau byr neu ollwng.

Gwrthiant gwisgo - Defnyddir yr un platennau ar gyfer miliynau o gylchredau. Rhaid i'r wyneb wrthsefyll crafu gan ddarnau o ymylon ceramig a bydd yn aros yn y fanyleb gwastadrwydd am flynyddoedd o wasanaeth.

Dyluniad Platen Gwresogi ar gyfer Deunydd Lamineiddio MLCC ac adeiladu
Mae'r rhan fwyaf o blatiau lamineiddio MLCC yn cael eu peiriannu naill ai o ddur offer caled (ee AISI D2 neu O1) neu o ddur di-staen (ee . 420 neu 440 C). Mae'r dur wedi'i leddfu gan straen, wedi'i beiriannu'n arw, wedi'i drin â gwres i'r caledwch mwyaf (55-60 HRC fel arfer) ac yna'n cael ei hogi'n fanwl a'i lapio i'r gwastadrwydd terfynol. Wedi'i fewnosod yn y corff platen mae gwresogyddion cetris neu cast mewn elfennau gwresogi, fel arfer wedi'u trefnu mewn patrwm i leihau gwahaniaethau tymheredd. Mae rheolaeth dolen gaeedig yn gofyn am thermocyplau ar sawl safle, yn gyffredinol 9 neu fwy.

Sianeli Gwactod a Ffilm Rhyddhau
Mae gan lawer o weisg lamineiddio MLCC sianel gwactod yn y platen isaf sy'n gysylltiedig â ffynhonnell gwactod. Mae'r rhigolau hyn yn dal haen isaf y pentwr ceramig yn ei le fel nad yw'n symud pan fydd y wasg ar gau. Mewnosodir ffilm rhyddhau mandyllog (ee, polyester wedi'i orchuddio â PTFE) rhwng y platen a'r pentwr er mwyn osgoi glynu ac i wasgaru'r pwysau yn unffurf. Mae'r ffilm rhyddhau yn cael ei newid o bryd i'w gilydd i'w gadw'n lân.

Gweithdrefnau Ystafell Lân
Mae lamineiddio MLCC yn cael ei wneud mewn amgylchedd ystafell lân (Dosbarth 10,000 neu fwy fel arfer). Mae'r gweithredwyr mewn gynau a menig. Cyn pob rhediad cynhyrchu, mae'r platennau gwresogi yn cael eu glanhau gyda chadachau heb doddydd a lint. Mae profion proffilometreg rheolaidd yn dangos bod y gorffeniad arwyneb (Ra) yn cael ei gadw o dan 0.4 µm ac nad oes unrhyw grafiadau na phyllau wedi'u ffurfio.

Unffurfiaeth Tymheredd a Chyfraddau Ramp Pam Mae'n Bwysig
Yn y bydysawd MLCC, y platen gwresogi yw'r einion y mae perfformiad yn cael ei forthwylio. O ran agwedd thermol lamineiddio, mae dau brif ffactor:

Unffurfiaeth tymheredd - Mae manyleb o ±1 gradd dros yr ardal waith gyfan yn nodweddiadol ar gyfer gweithgynhyrchu MLCC cyfaint mawr. Ar gyfer hyn mae'n rhaid dylunio pensaernïaeth yr elfennau gwresogi yn ofalus, o bosibl gyda gwresogyddion ymyl ar wahân i liniaru'r golled gwres i ffrâm y wasg. Mae rhai platennau soffistigedig yn defnyddio gwresogi sianeli hylif (olew neu ddŵr) i wella unffurfiaeth, ond mae gwresogyddion cetris gyda rheolaeth parth PID yn fwy cyffredin.

Rheoli cyfradd ramp - Rhaid i rwymwyr organig yn y tapiau ceramig feddalu'n ysgafn. Gall codi'r tymheredd yn rhy fuan achosi i'r rhwymwyr fynd allan o'r nwyon yn egnïol neu lifo'n anwastad i greu bylchau. Felly, mae'r plât gwresogi wedi'i ddylunio gyda chyfradd ramp wedi'i rheoleiddio'n ofalus - fel arfer 2-5 gradd / munud - a socian yn y man gosod am 5-20 munud. Mae'r platen yn cael ei oeri'n raddol ar ôl lamineiddio i atal sioc thermol.

Nodyn Proses: Mae cyfraddau rampiau cyson araf o'r pwys mwyaf. Mae'r gwresogi cyflym yn cynhyrchu ehangiad thermol gwahanol o haenau electrod ceramig a metel, sy'n arwain at densiynau mewnol. Mae'r rhain yn cyflwyno eu hunain fel craciau neu ddadlamineiddiad ar ôl sintro. Plât gwresogi rampio rhaglenadwy sydd wedi'i-reoli yn dda i gynhyrchu-cynnyrch uchel.

Effaith ar Ansawdd a Chynnyrch MLCC
Mae'r plât gwresogi yn effeithio'n uniongyrchol ar dri pharamedr perfformiad MLCC pwysig:

Goddefgarwch cynhwysedd - Diffinnir y gofod rhwng electrodau (trwch dielectrig) gan drwch y tâp ceramig ar ôl lamineiddio. Mae platen anwastad yn achosi trwch anunffurf o'r cynhwysydd felly mae'r cynhwysedd yn amrywio o sglodyn i sglodyn.

Gwrthsefyll foltedd a cherrynt gollyngiadau - Mae gwagleoedd neu ddadlaminations yn y pentwr wedi'i lamineiddio yn fannau gwan sy'n torri i lawr o dan foltedd. Mae'r rhyngwyneb cyfan yn cael ei gynhesu a'i wasgu'n unffurf i warantu asio'r rhwymwr yn llwyr.

Cryfder mecanyddol - Gallai lamineiddio gwael achosi i MLCCs brau chwalu yn ystod y cydosod a'r -lleoliad neu yn ystod beicio thermol yn y maes. Mae pentwr sydd wedi'i fondio'n dda yn gofyn am dymheredd platen cywir a chyflenwad pwysau.

Mewn-cynhyrchu cyfaint uchel (miliynau o gynwysyddion y dydd), mae gwelliant o 0.1% mewn diffygion cysylltiedig â lamineiddio yn cyfateb i filoedd o ddoleri a arbedwyd a llai o fethiannau maes.

Platiau Gwresogi: Cynnal a Chadw a Chymhwyster
Mae gweithgynhyrchwyr MLCC fel arfer yn cymhwyso platiau gwresogi newydd ar lamineiddiwr pwrpasol. Mae'r rhediad prawf yn cael ei wneud gan ddefnyddio staciau â chyfarpar (gyda thermocyplau wedi'u mewnosod a ffilm sy'n sensitif i bwysau). Mae'r bloc wedi'i lamineiddio wedi'i dorri allan yn cael ei werthuso o dan ficrosgop ar gyfer unffurfiaeth haenau a chyfanrwydd rhyngwynebau. Dim ond platiau sy'n mynd heibio TIR a phrofion unffurfiaeth tymheredd sy'n cael eu derbyn

Mae cynnal a chadw arferol yn cynnwys:

Gwiriad gwastadrwydd misol gan ddefnyddio mesurydd deialu ar blât arwyneb.

Arae Thermocypl Llaw ar gyfer Mapio Tymheredd Wythnosol

Glanhewch bob dydd gydag alcohol isopropyl a gwiriwch am grafiadau arwyneb.

Amnewid gwresogyddion cetris bob 5,000-10,000 o oriau gweithredu. Gall hen wresogyddion gynhyrchu darnau poeth.

When a platen is out of flatness spec (say TIR >0.015 mm), mae'n cael ei anfon i'w ailwynebu-malu a lapio i<0.010 mm. The platen can be surfaced a number of times until it is too thin.

Opsiynau eraill a dulliau newydd
Y brif broses ar gyfer lamineiddio MLCC yw platennau metel wedi'u gwresogi, tra bod rhai gwerthwyr yn dilyn lamineiddiad isostatig. Gyda'r broses hon caiff y pentwr ei roi mewn pilen hyblyg a'i falu gan hylif gwasgedd (olew neu nwy) wedi'i gynhesu gan wresogyddion allanol. Mae hyn yn rhoi pwysau union unffurf ond mae'n arafach ac yn fwy cymhleth. Platennau wedi'u gwresogi yw safon y diwydiant o hyd ar gyfer cynhyrchu cyfaint canolig i fawr oherwydd eu hamseroedd beicio cyflymach a'u hadeiladwaith mecanyddol symlach.

Tuedd arall yw defnyddio platens wedi'u gorchuddio â cherameg (ee nitrid alwminiwm neu silicad) ar gyfer gwell ymwrthedd gwisgo a rhwyddineb glanhau. Ond maent yn fwy brau a drud.

Crynodeb: Macro-Manylrwydd mewn Microelectroneg
Mae'r platen gwresogi cyffredin yn rhan fanwl bwysig o gynhyrchu màs MLCC. Mae ei gwastadrwydd a'i unffurfiaeth thermol yn effeithio'n uniongyrchol ar gynnyrch a dibynadwyedd y cynhwysydd. Mae angen gwastadrwydd wedi'i fesur mewn micronau a homogenedd tymheredd o ±1 gradd ar draws y plât cyfan-nid fel opsiynau ond yn ôl yr angen ar gyfer bondio cannoedd o haenau bregus i mewn i sglodyn monolithig. Mae platiau gwresogi ar gyfer lamineiddiad MLCC yn cael eu dylunio, eu gweithgynhyrchu a'u cynnal yn ofalus, sy'n enghraifft dda o sut mae microelectroneg yn dibynnu ar offer manwl gywirdeb macro. Mae partner tawel pob cynhwysydd da a ddefnyddir mewn offer electronig heddiw yn blatyn glân, gwastad, wedi'i gynhesu'n unffurf.