MLCC封装立碑现象防止对策要点

随着以片状多层陶瓷电容器为首的电子元器件的快速小型化发展，尺寸也进行了如下变化：size(EIA) 3216(1206)→2012(0805)→1608(0603)→1005(0402)→0603(0201)→0402(01005) ，对于封装的难度也在不断增加。

图1　封装过程中的问题   如图1所示，封装工艺中产生的问题主要有元器件位置偏移、翘立，竖立等形式。这种整个元件呈斜立或直立，如石碑状，人们形象地称之为"立碑"现象 ( 也有人称之为"曼哈顿"现象 ) 。  

1.立碑现象的成因

  如图2所示，立碑现象的产生是由于在焊锡时，作用于元件左右电极的张力不平衡，一侧翘立并旋转而造成的。  

图2　

立碑现象的成因  

造成张力不平衡的因素有很多，例如：左右的焊盘尺寸、焊锡厚度、温度、贴装偏移等。如何有效制约上述不平衡因素，是实现完美封装的关键所在。

  2.立碑现象防止对策要点

封装方法不当可能会导致问题发生，在基板设计、封装工艺("印刷"､"贴装"､"焊接(例：回流焊锡)")过程中需要注意。

  ①基板设计

如图3所示，若片状元件的左右焊盘（印刷电路板上铜箔类零件贴装的地方）的尺寸（面积/形状）不一致，焊接时，将会导致元件左右电极产生的表面张力不平衡，产生立碑现象。  

图3　左右不对称的焊盘   按照各元件所推荐的形状、尺寸标准，进行左右对称的设计，这一点非常重要。  

②印刷

  如图4所示，印刷电路板上的焊膏印刷工艺中，若左右的焊锡量不一致，焊接时，将会导致元件两个焊端产生的表面张力不平衡，产生立碑现象。

此外，焊锡较厚时，作用于电极的张力就会变大，此时，尽量减少焊锡量，并使左右焊膏量一致，可以有效的防止立碑现象。

  ③贴装

  一般情况下，使用封装机（Mounter）在印刷电路板上贴装元件时，对于元器件位置有一定偏离的情况，在回流焊过程中，由于熔融焊料表面张力的作用，能够自动校正偏差。

但偏移严重，拉动反而会使元件竖起，产生立碑现象。随着电子元器件不断朝着小型化方向发展，调整好元件的贴片精度是非常重要的。  

④回流焊锡

加热导致焊锡融化，回流炉温度急剧上升的情况下，由于电路板上封装元件的大小、密度不同，炉内温度不稳定使元件两端存在温差。电极间的焊膏融化程度的不同，产生了电极的张力差，发生立碑现象。  

图5　回流温度曲线

如图5所示，通过设置合理的预热段，使炉内热容量稳定，可以缓和炉内温度偏差。建议按照推荐的回流温度曲线进行设置。

编辑：黄飞