以“小型化，大容量化”為核心、電子設(shè)備發(fā)展的獨(dú)石陶瓷電容器(技術(shù)篇）
作為獨(dú)石陶瓷電容器的龍頭生產(chǎn)廠家，村田制作所的競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)自于小型化與大容量化的技術(shù)。為了最大限度地發(fā)揮這種優(yōu)勢(shì)，該公司還傾注精力開發(fā)封裝技術(shù)。為了開拓新的市場(chǎng)與用途，除了先進(jìn)的設(shè)備，發(fā)展與之匹配的封裝技術(shù)也是必不可少的。為此設(shè)置了專門的技術(shù)部門，盡先行之責(zé)，為客戶開發(fā)適用于最先端設(shè)備的封裝技術(shù)。同時(shí)，還想客戶之所想，及時(shí)提供有關(guān)在封裝時(shí)可能面臨的各種問(wèn)題的解決方案。
村田制作所重視封裝的背景，是由于獨(dú)石陶瓷電容器不斷小型化，導(dǎo)致封裝的難度逐步增大。電子元件的封裝，指的是將元件安裝在印刷電路板上的技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，電子設(shè)備所使用的電容器分為兩種。一種是將引線插入印刷電路板上的預(yù)留孔并予以焊接的插腳型電容；另一種是將端子焊接，粘貼到印刷電路板上的貼片型電容。獨(dú)石陶瓷電容器主要屬于貼片型電容。而且，在電子設(shè)備小型、薄型化的時(shí)代背景下，自1990年以來(lái)貼片獨(dú)石陶瓷電容器得以迅速普及，至今依然保持小型化的趨勢(shì)（圖1）。
2000年前后獨(dú)石陶瓷電容器的主流尺寸是0603產(chǎn)品（封裝面積1.6mm×0.8mm），而目前供貨量最多的是0402產(chǎn)品（1.0mm×0.5mm）。在此基礎(chǔ)上，90年代末起0201產(chǎn)品（0.6mm×0.3mm）所占的比率穩(wěn)步上升；自2007年前后開始，尺寸更小的01005產(chǎn)品（0.4mm×0.2mm）所占比率也逐漸增多。該公司的元件封裝技術(shù)部部長(zhǎng)野路孝志先生介紹說(shuō)：“在重視小型、薄型化的通訊設(shè)備越來(lái)越普及的情況下，今后的01005尺寸產(chǎn)品的利用率將有望高漲。”
元件小型化導(dǎo)致封裝變困難的原因，不僅是由于元件本身變小而對(duì)封裝所要求的精度變高，同時(shí)還使其更容易受到周圍附加的各種應(yīng)力的影響。例如電子設(shè)備在封裝時(shí)會(huì)產(chǎn)生一種叫“立碑現(xiàn)象”的問(wèn)題（圖2）。這是一種在進(jìn)行回流焊時(shí)，陶瓷電容器在印刷電路板上出現(xiàn)直立上翹的現(xiàn)象。正常的裝配狀態(tài)應(yīng)是電容器兩頭的端子各自焊接在電路板的焊盤上。而出現(xiàn)這種現(xiàn)象時(shí)，端子的一頭離開印刷電路板，呈垂直方向上翹。這種形狀就好像西方公墓中林立的墓碑，因此被稱作“立碑現(xiàn)象”。由于又好像紐約鱗次櫛比的摩天高樓，因此也稱“曼哈頓現(xiàn)象”。
這種現(xiàn)象實(shí)際上是由于兩個(gè)電極上所受的力量不均衡，使其中一個(gè)電極產(chǎn)生力矩而引起的。導(dǎo)致這種不均衡的原因有：焊盤的印刷位置出現(xiàn)偏差、元件擺放時(shí)位置偏差、焊盤材料浸潤(rùn)時(shí)出現(xiàn)參差等情況。當(dāng)元件本身小型化以后，就不可避免地容易受到這些偏差或參差的影響。野路先生指出：“而且為了追求生產(chǎn)效率，貼片機(jī)從吸附元件到將元件放置到印刷電路板上的操作時(shí)間愈來(lái)愈短。現(xiàn)在一個(gè)元件的封裝時(shí)間不足0.04秒。也就是說(shuō)，為了達(dá)到高速化，維持封裝的精度愈來(lái)愈難！币虼舜逄镏谱魉瞥鲂⌒统叽绲漠a(chǎn)品時(shí)，商品開發(fā)部門都要和封裝技術(shù)部門合作，共同確認(rèn)是否可能發(fā)生裝配不良的情況。
而且，現(xiàn)在除了元件的小型化以外，封裝相關(guān)的問(wèn)題在客戶中出現(xiàn)的可能性還會(huì)進(jìn)一步增多，野路先生表示：“隨著通訊設(shè)備的普及，印刷電路板所處的環(huán)境越發(fā)多樣化，加上新興國(guó)家市場(chǎng)的客戶增多了，客戶本身對(duì)于封裝的技術(shù)水平與想法的范圍也變寬了，因此也有可能會(huì)發(fā)生迄今為止沒(méi)有過(guò)的問(wèn)題！
迅速成立專門的技術(shù)部門
小型且容量大的獨(dú)石陶瓷電容器的市場(chǎng)需求日益擴(kuò)大。然而，如果不解決客戶在封裝時(shí)會(huì)發(fā)生的有關(guān)問(wèn)題，無(wú)論獨(dú)石陶瓷電容器的技術(shù)如何發(fā)展，也很難打開市場(chǎng)。村田制作所非常重視這個(gè)問(wèn)題，從5年前就成立了相關(guān)技術(shù)部門，一手包攬了從先行開發(fā)到分析解決在市場(chǎng)上發(fā)生的各種問(wèn)題，并針對(duì)封裝技術(shù)的各種課題制定了相關(guān)對(duì)策，強(qiáng)化了客戶支持服務(wù)。
該部門的亮點(diǎn)在于，想客戶之所想，以致力于提高封裝品質(zhì)為目標(biāo)。野路先生表示：“裝配了我公司產(chǎn)品的電子設(shè)備經(jīng)過(guò)消費(fèi)者的購(gòu)買與使用，直到完成了使命經(jīng)受處理的所有過(guò)程，都屬于我們的考慮范圍。在此基礎(chǔ)上，我們制定的目標(biāo)是如何提高封裝的品質(zhì)。為此，首先根據(jù)不同客戶的封裝條件，努力鉆研如何提高技術(shù)，幫助客戶實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)?shù)姆庋b品質(zhì)！
搶先一步，滿足客戶需求
為此，該公司搶先一步，致力于開發(fā)各種與封裝相關(guān)的技術(shù)。野路先生介紹說(shuō)：“為了盡快掌握客戶的需求，客戶實(shí)施的與我公司產(chǎn)品有關(guān)的操作與試驗(yàn)，可以作為對(duì)元件的評(píng)價(jià)，在我公司內(nèi)部進(jìn)行。例如，幾乎所有生產(chǎn)通訊器材的客戶都極度關(guān)心的高度下落試驗(yàn)的評(píng)估設(shè)備，現(xiàn)在也在我公司進(jìn)行自主研發(fā)！
除此類應(yīng)對(duì)技術(shù)之外，該公司還積極進(jìn)行電路板嵌入式陶瓷電容器等，針對(duì)最先進(jìn)的封裝技術(shù)開發(fā)（圖3）。這是一種嵌入式電路板的連接方法，含有將設(shè)備嵌入印刷電路板內(nèi)部后，經(jīng)由通孔與其正上方的焊盤以及設(shè)備相連接的技術(shù)。該公司為這種封裝方式開發(fā)出一套在激光鉆出的通孔中進(jìn)行鍍銅加工的評(píng)估程序。野路先生介紹說(shuō)：“為了支持客戶強(qiáng)化市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，我們希望通過(guò)先行研發(fā)小型化與高功能化的產(chǎn)品，盡快為客戶提供最先進(jìn)的技術(shù)！
也可辦理新型出貨方式
該公司推行的與封裝相關(guān)措施，不僅只局限于印刷電路板。在向客戶提供產(chǎn)品時(shí)的出貨方式，該公司也積極推行新措施。其中一項(xiàng)是對(duì)包裝方法的改進(jìn)，F(xiàn)有的“W8P2”使用的是寬度為8mm，元件間隔2mm的紙帶。該公司將元件間隔由2mm縮小到1mm，這種紙帶稱為“W8P1”；同時(shí)還逐步將編帶的寬度減為4mm，推出“W4P1”紙帶（圖4）。由此可以減少用紙量，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。而且還可以有效地減少元件保管空間。該公司除了紙帶之外，還提供由樹脂制成的W4P1的編帶。野路先生說(shuō)：“祛除紙張可能產(chǎn)生的粉塵，可以更有利于提高封裝品質(zhì)。”
此外，不采用各個(gè)元件分別包裝供貨，而是引進(jìn)將產(chǎn)品統(tǒng)一放入塑料容器提供給客戶的“散裝盒”的包裝方式。利用這種方式，可以完全不使用紙張。“這些舉措的實(shí)現(xiàn)，只靠電子元件廠商一廂情愿是不行的，還離不開包裝機(jī)械廠商的配合。為此，我們一貫注重同包裝機(jī)械廠商保持良好的關(guān)系！币奥废壬榻B說(shuō)。
“為封裝引領(lǐng)未來(lái)的電子元件創(chuàng)造者”——這是該公司封裝負(fù)責(zé)部門在公司內(nèi)部提倡的宗旨。正如這句話所說(shuō)的那樣，村田制作所不僅在設(shè)備領(lǐng)域，而是用更寬廣的視野不斷追求獨(dú)石陶瓷電容器的技術(shù)革新，相信未來(lái)必將開拓出一片獨(dú)石陶瓷電容器用途的新天地！
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編輯：admin 最后修改時(shí)間：2017-12-13
