简单准确地测量芯片部件的方法

近年来，在印刷电路板封装技术领域，明显可见智能手机等信息终端和家电产品逐渐小型化、轻量化和薄型化，芯片电阻器、陶瓷电容器等电子部件的尺寸也日渐缩小。随着电子部件的小型化，印刷电路板封装密度变得更高，封装技术难度也在不断提升。下面将介绍电子元件和印刷电路板封装技术中存在的问题及其评估、分析时使用的形状测量激光显微系统、3D轮廓测量仪的应用案例。

芯片部件的封装方法
何谓回流焊
回流炉的温度控制（无铅）
表面封装中发生的问题
印刷电路板翘曲测量案例
铝电解电容端子的共面性测量案例
焊锡膏厚度测量案例
电阻膜厚度测量案例
电阻皮膜裂纹和剪切深度测量案例
生胚薄片版型宽度测量

芯片部件的封装方法

随着电子部件的小型化与印刷电路板封装的高密度化，回流焊正在逐步成为主流的金属电焊方式。

金属电焊方式	特点
金属电焊方式	优点	缺点
烙铁	热应力小	温度波动大
热风焊	热应力小	温度波动大
激光	热应力小可以补焊	不适用于量产（处理时间长）
脉冲热压焊	热应力小可以补焊	不适用于量产（处理时间长）
回流焊（红外线式）	处理时间短结构简单	温度波动大热应力大
回流焊（温风式）	可对高密度封装轻松进行直接加热可均匀加热即使印刷电路板及部件存在热容量差，只要经过一定时间，就能达成均一温度	热应力大处理时间：较红外线回流焊耗时更长一些风速导致的部件位置偏移/印刷电路板振动
流焊	处理时间短	热应力大难以调节焊接量

何谓回流焊

将均匀混合助焊剂及颗粒状小焊锡（数十微米）的焊锡膏（锡膏），涂抹在开孔的金属板（金属掩膜）上，用刮刀（刮片）推开抹薄，在印刷后将部件置于回流炉加热，进行焊接的方法。

回流炉的温度控制（无铅）

通常会分2个阶段进行加热。首次加热维持印刷电路板的温度均匀，第2次加热溶融焊锡膏。加热温度及时间因回流炉的种类及所用部件而异。

表面封装中发生的问题

印刷电路板翘曲测量案例

分析通电时温度升高及周围环境温度变化导致的印刷电路板翘曲，是否会造成经年变化引起的封装不良。可测量从常温升至260°C高温的变温过程中发生的印刷电路板翘曲。

铝电解电容端子的共面性测量案例

可测量会对印刷电路板封装不良及封装强度造成影响的电容端子平坦度。

焊锡膏厚度测量案例

可测量涂抹在印刷电路板上的焊锡膏的膜厚。

电阻膜厚度测量案例

能够在丝网印刷中转印烧结前的湿润状态下，测量电阻膜的厚度、体积。
可以在湿润状态下测量膜厚，因此可高效设置季节、天气、烧结工序的条件。

芯片电阻器的结构

芯片电阻器指的是主要适用于表面封装的角板形小型固定电阻器，在磁器等绝缘基体的表面形成电阻元件，并在两端设置电极。

角形芯片电阻器的常规结构

（1）端子电极无引线
（2）可焊接或压焊

* 还有MELF型（圆柱形），但很少使用。

A

保护膜

B

外装镀层

C

端子电极

D

陶瓷

E

电阻皮膜

F

内部电极

G

镍镀层

陶瓷（印刷电路板）: 用耐电阻体烧结及剪切的陶瓷板制成。
电阻体: 分为厚膜、薄膜两种。
电极: 经由内部电极，将电阻体连接到端子电极上。结构约为3层。
保护膜: 为避免湿气及灰尘直接附着在电阻体表面，涂覆树脂或玻璃层。

电阻皮膜裂纹和剪切深度测量案例

为了管理芯片电阻值，将其维持在规格内，可测量电阻膜的剪切长度、深度。
还能测量剪切部产生的裂纹的宽度、深度。

激光调阻

芯片电阻器通过丝网印刷形成各层结构。在陶瓷印刷电路板上会形成数百个以上的电阻体，细微的印刷状态波动，会直接造成电阻值的偏差。
在电阻值存在偏差的状态下，作为芯片电阻器的电气特性无法进入额定范围，因此必须进行调整电阻值的“激光剪切”工序。激光剪切是在逐一测量电阻体的同时用激光进行切割，在达成目标电阻值的同时缩小偏差的工序。