MLCC叠层-层压工艺介绍

时间:2025-12-22 15:45:35 点击数:
1. 叠层定义:将印有电极图案的流延膜片按照错位方式一层一层进行堆叠,并在上下两边堆叠一定厚度的空白流延膜片(即保护盖或称为盖片),制作成含有无数个电容切割前组成的巴块。

叠层原理示意图

2. 叠层流程及设备分布:叠层设备按照其功能区分划分可划分为四大区域

(1)膜片进出模块:类似于流延机与辊印机的收放卷区域

(2)膜片剥离模块:利用设备识别镜头(CCD摄像机)在剥离平台上进行识别,叠层模块上吸附板(搬送板)进行吸附膜片的同时剥离平台向反方向移动,完成剥离过程

(3)叠层模块:上下各含有一个吸附板,上吸附板即搬送板,将吸附的介质一层层搬到下吸附板上,再压到下吸附板上,以此循环往复,完成叠层过程

(4)盖片进出模块:与上述一致

(5)盖片剥离模块:为盖片叠层做准备

叠层机结构实物图

3. 叠层质量控制点

质量控制点
作用
注意点
预压力预压时间(只堆叠介质膜片时上吸附板压下去的预压力与时间)
使介质膜片层之间一定粘合,起着预压效果
膜片本身粘性较强时预压力需要选择小一点,不然会因压力过大造成移位、叠斜;反之膜片本身粘性较弱时预压力需要选择大一点,不然会因压力不足造成气泡
预压时间
与上一致
膜片本身粘性较强时堆叠层数越多,时间越长,反之越短,较弱时为了更好预压效果都需要长一些
主压力
完成介质堆叠后,将盖片膜片堆叠在上下的压力
膜片本身粘性较强时预压力需要选择小一点,不然会因压力不足造成巴块变形斜移;反之膜片本身粘性较弱时预压力需要选择大一点,不然会因压力不足造成巴块结合不牢。
主压时间
完成介质堆叠后,将盖片膜片一层层堆叠在上下的压力时间
膜片本身粘性较强时堆叠层数越多,时间越长,反之越短,较弱时为了更好压力效果都需要长一些

4. 叠层常见异常:

(1)气泡:叠层压力不足或压力分布不均,空气被困在层间造成。需要调整叠层压力参数,确保压力均匀且达到工艺要求

(2)压痕:叠压时压力过大,超出膜片承受范围。

(3)折角:运或叠放时,边角受力碰撞、挤压

(4)分层:叠层压力不足

(5)破损:取件操作不当,用力过大或工具划伤

(6)漏电极:电极位置错开,未形成有效导通。

(7)移位:叠压时压力温度不合理、刀口钝化等

5. 巴块调整厚度方式:对于堆叠的巴块,常常面对巴块厚度超标的情况,此时需要适当加减保护盖层数以调整厚度。不能调整作业过程中的压力大小和时间长短及温度高低,因为工艺参数此时已经是契合巴块的最优解,不能进行修改影响产品性能。

层压工艺介绍

1. 层压工艺作用:将叠层后的巴块放在静水压力环境下,使得巴块堆叠的膜片与保护盖膜片紧密结合,提高烧结后电容瓷体的致密性。

叠层原理示意图

2. 层压流程:

(1)包装:将下传巴块进行密封包装,以防在静水压力下液体进入巴块被污染,包装方式也颇有讲究,需要用层压板对其进行承载,并且巴块上下都要进行覆盖隔离膜(可以使用PET薄膜),防止层压后巴块与层压板粘连

(2)层压:放入层压密闭设备中,控制设备的温度和静水压力即设计层压参数,对包装的巴块各个面施加相等的压力使得巴块的结合更加致密

(3)巴块干燥:取出包装的巴块进行晾晒,直至冷却到室温附近再进行拆袋检测,切记不能高温下就拆开包装,此时巴块还是受热状态,易变形

(4)检测:观察包装是否起皱和气泡、进水,若没有此类情况但又有面包状形态出现,说明需要二次层压,将其重新包装再进行二次层压即可

3. 层压参数设定:

(1)层压温度:需要大于巴块的软化温度,不然起不到层压效果,但又不能太高,不然过程中会损坏巴块,需要进行测量巴块的软化温度

(2)静水压力:选择静水压方式是因为将液体作为压力来源能够使得压力均匀

4. 面包状来源:因为印刷后的电极区域厚度高于没有印刷内电极的区域,两者之间形成高度差,在经过堆叠之后高度差更加明显,在层压过程中,高度差会使得受力不均,形成无电极区域向下弯曲凹陷,而印刷电极相对较高凸起,整个巴块看起来就像密密麻麻凹凸不平的平面,凸起的地方就像面包一样,因此得名

叠层巴块高度差示意图

5. 如何改善面包状:从具体产生原因来看,除了高度差引起,还可能是:

(1)层压压力梯度不合理:中间区域压力不足,边缘压力过大,导致中间层间无法紧密贴合,气体滞留鼓起。

(2)排气不充分,膜片含水分 / 有机物、层间混入空气,且层压时升温 / 加压速度过快,气体来不及排出被 “封在中间”。

(3)膜片特性差异:单张膜片厚度不均、边缘与中间密度不一致,层压后收缩率不同引发鼓起。

(4)模具 / 层压板问题:模具平面度偏差、层压板弹性不均,导致压力传递不均,中间区域受压不足。

具体措施:

(1)优化层压压力参数采用 “梯度加压” 模式:先低压预压,排出表层空气,再逐步升至目标压力,避免瞬间高压封死气体通道。

(2)调整压力分布:在模具垫板中间区域增加弹性垫片(如硅胶垫),补偿中间压力不足,确保边缘与中间压力均匀传递。

(3)强化排气环节管控层压前预处理:膜片叠层后,先在真空环境下静置 10-15 分钟,或进行低温预烘,去除水分和挥发性有机物。

(4)优化升温曲线:层压时先低温保温,让粘合剂软化并辅助排气,再升温至目标温度,避免升温过快导致气体膨胀无法排出。

(5)提升膜片一致性,严格控制膜片厚度:降低单张厚度偏差,批量生产时定期抽检,剔除厚度不均的片体。

(6)使用两面层压板即两边都装载层压板进行包装,但这样做会导致未印刷电极区域即较低区域承受压力受到分散,受到的压力较小,导致膜片结合力减弱,最后出现分层。

两面层压板包装结构图

文章来源:电容大师MLCC

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