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      復合電極SLC單層芯片電容的制備方法
      發布者 : admin 發布時間 : 2022/04/26 09:04:46


      根據《復合電極SLC單層芯片電容》可知,復合電極SLC單層芯片電容的下表面電極可以很好地與錫膏回流焊或銀膏焊接,其中的鈦鎢(TiW)層使銅(Cu)層與電容陶瓷基片更好地結合,并具有阻擋作用;銅層作為阻擋層,用于阻擋外界對過渡層的破壞,并具有焊接作用;金(Au)層既是焊接層,也是保護層,有效地阻擋了錫膏回流焊時焊錫滲透至銀層中,使用錫膏回流焊的焊接效果良好,不會存在錫銀合金現象或銀遷移現象。而且,錫膏回流焊溫度為260℃,而復合電極SLC單層芯片電容中下表面電極的金層與錫膏回流焊不會導致銀遷移現象,所以其耐溫溫度可達到260℃。若采用高溫錫,耐溫溫度可達300℃以上。另外,復合電極SLC單層芯片電容中上表面電極的銀層表面能與鋁線、銅線或金線很好地邦定焊接,邦定打線后不脫線,可靠性高。而復合電極SLC單層芯片電容的制備方法如下:

      一、在片狀電容陶瓷基材的一表面上印刷銀漿,然后進行高溫燒結。

      ①將電容陶瓷用的Ⅰ類瓷、Ⅱ類瓷或Ⅲ類瓷的粉末按實際所需的配方進行配料、球磨、等靜壓成型、燒結、切片,制成電容陶瓷基材;

      ②采用200目絲網在電容陶瓷基材一表面印刷銀漿;

      ③采用網帶燒結爐進行高溫燒結,高溫燒結的溫度為850℃,燒結頻率為25±5Hz,燒結保溫時間為15分鐘;印刷銀層的厚度為5~7微米。

      二、在電容陶瓷基材的另一表面上依次濺射鈦鎢層、銅層和金層,具體包括以下步驟:

      ①一次清洗

      使用清洗液處理電容陶瓷基材后使用超聲波機清洗,清洗時間為5±1分鐘;然后烘干,烘干溫度為100±5℃,烘干時間為30±5分鐘。

      ②二次清洗

      將一次清洗得到的電容陶瓷基材放到等離子清洗機中進行二次清洗,清洗時間為5±1分鐘,烘干溫度為100±5℃,烘干時間為30±5分鐘,同時活化表面。

      ③濺射鈦鎢層

      先將真空濺射鍍膜機抽真空到工藝范圍,再充入氬氣作為工作氣體,以鈦與鎢的質量比為1:9的鈦鎢合金作為靶材,在電場作用下,Ar+加速轟擊靶材,將靶材原子濺射到電容陶瓷基材上,在電容陶瓷基材中沒有印刷銀層的表面上濺射一層鈦鎢層,濺射厚度為0.1~0.15微米。

      ④濺射銅層

      先將真空濺射鍍膜機抽真空到工藝范圍,再充入氬氣作為工作氣體,以銅作為靶材,在電場作用下,Ar+加速轟擊靶材,將靶材原子濺射到電容陶瓷基材上,在鈦鎢層表面上濺射一層銅層,濺射厚度為0.1~0.2微米。

      ⑤濺射金層

      先將真空濺射鍍膜機抽真空到工藝范圍,再充入氬氣作為工作氣體,以金作為靶材,在電場作用下,Ar+加速轟擊靶材,將靶材原子濺射到電容陶瓷基材上,在銅層表面上濺射一層金層,濺射厚度為0.25~0.55微米。

      三、根據所需單層芯片電容的電容值計算出單個芯片電容的尺寸大小,然后利用半導體砂輪劃片機對電容陶瓷基材進行劃切,得到單個的單層芯片電容。

      四、測試分選

      使用LCR電橋測試儀對批量生產得到的單層芯片電容逐個進行容量測試,將不符合容量要求范圍的產品分選出來進行降級處理。

      將常規的SLC單層芯片電容與復合電極SLC單層芯片電容進行邦定(鍵合)對比試驗,試驗樣品的尺寸為1.15*1.15*0.50mm,其電容C=200pF±10%,損耗(DF):<100*10-4,絕緣(IR):>10*1010歐姆。通過錫膏回流焊將芯片電容樣品焊接在電路板上之后,用線徑1mil的鋁線與芯片電容樣品的表面電極鍵合,鍵合力為20g,鍵合時間為5ms,鍵合后利用鍵合強度測試儀測試鍵合拉力,單位為g。邦定(鍵合)對比試驗結果如下表:



      由于鈦鎢層、銅層和金層層疊而成的下表面電極有效地解決了錫膏回流焊所產生的錫銀合金現象和銀遷移現象,因此復合電極SLC單層芯片電容與電路板能更好地焊接結合,不會存在因芯片電容的銀遷移現象而造成芯片電容與電路板分離和松動的現象。因此,復合電極SLC單層芯片電容與鋁線鍵合強度更高,鍵合拉力大于標準值4g,最高可達6.6g,其邦定性能也明顯優于常規的SLC單層芯片電容。





      參考數據:

      CN109659134A《一種高可靠雙面異質復合電極芯片電容》

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