以“小型化，大容量化”為核心、電子設備發展的獨石陶瓷電容器(技術篇）
作為獨石陶瓷電容器的龍頭生產廠家，村田制作所的競爭力來自于小型化與大容量化的技術。為了最大限度地發揮這種優勢，該公司還傾注精力開發封裝技術。為了開拓新的市場與用途，除了先進的設備，發展與之匹配的封裝技術也是必不可少的。為此設置了專門的技術部門，盡先行之責，為客戶開發適用于最先端設備的封裝技術。同時，還想客戶之所想，及時提供有關在封裝時可能面臨的各種問題的解決方案。
村田制作所重視封裝的背景，是由于獨石陶瓷電容器不斷小型化，導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。一般來說，電子設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。獨石陶瓷電容器主要屬于貼片型電容。而且，在電子設備小型、薄型化的時代背景下，自1990年以來貼片獨石陶瓷電容器得以迅速普及，至今依然保持小型化的趨勢（圖1）。
2000年前后獨石陶瓷電容器的主流尺寸是0603產品（封裝面積1.6mm×0.8mm），而目前供貨量最多的是0402產品（1.0mm×0.5mm）。在此基礎上，90年代末起0201產品（0.6mm×0.3mm）所占的比率穩步上升；自2007年前后開始，尺寸更小的01005產品（0.4mm×0.2mm）所占比率也逐漸增多。該公司的元件封裝技術部部長野路孝志先生介紹說：“在重視小型、薄型化的通訊設備越來越普及的情況下，今后的01005尺寸產品的利用率將有望高漲。”
元件小型化導致封裝變困難的原因，不僅是由于元件本身變小而對封裝所要求的精度變高，同時還使其更容易受到周圍附加的各種應力的影響。例如電子設備在封裝時會產生一種叫“立碑現象”的問題（圖2）。這是一種在進行回流焊時，陶瓷電容器在印刷電路板上出現直立上翹的現象。正常的裝配狀態應是電容器兩頭的端子各自焊接在電路板的焊盤上。而出現這種現象時，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“曼哈頓現象”。
這種現象實際上是由于兩個電極上所受的力量不均衡，使其中一個電極產生力矩而引起的。導致這種不均衡的原因有：焊盤的印刷位置出現偏差、元件擺放時位置偏差、焊盤材料浸潤時出現參差等情況。當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：“而且為了追求生產效率，貼片機從吸附元件到將元件放置到印刷電路板上的操作時間愈來愈短。現在一個元件的封裝時間不足0.04秒。也就是說，為了達到高速化，維持封裝的精度愈來愈難。”因此村田制作所推出小型尺寸的產品時，商品開發部門都要和封裝技術部門合作，共同確認是否可能發生裝配不良的情況。
而且，現在除了元件的小型化以外，封裝相關的問題在客戶中出現的可能性還會進一步增多，野路先生表示：“隨著通訊設備的普及，印刷電路板所處的環境越發多樣化，加上新興國家市場的客戶增多了，客戶本身對于封裝的技術水平與想法的范圍也變寬了，因此也有可能會發生迄今為止沒有過的問題。”
迅速成立專門的技術部門
小型且容量大的獨石陶瓷電容器的市場需求日益擴大。然而，如果不解決客戶在封裝時會發生的有關問題，無論獨石陶瓷電容器的技術如何發展，也很難打開市場。村田制作所非常重視這個問題，從5年前就成立了相關技術部門，一手包攬了從先行開發到分析解決在市場上發生的各種問題，并針對封裝技術的各種課題制定了相關對策，強化了客戶支持服務。
該部門的亮點在于，想客戶之所想，以致力于提高封裝品質為目標。野路先生表示：“裝配了我公司產品的電子設備經過消費者的購買與使用，直到完成了使命經受處理的所有過程，都屬于我們的考慮范圍。在此基礎上，我們制定的目標是如何提高封裝的品質。為此，首先根據不同客戶的封裝條件，努力鉆研如何提高技術，幫助客戶實現恰當的封裝品質。”
搶先一步，滿足客戶需求
為此，該公司搶先一步，致力于開發各種與封裝相關的技術。野路先生介紹說：“為了盡快掌握客戶的需求，客戶實施的與我公司產品有關的操作與試驗，可以作為對元件的評價，在我公司內部進行。例如，幾乎所有生產通訊器材的客戶都極度關心的高度下落試驗的評估設備，現在也在我公司進行自主研發。”
除此類應對技術之外，該公司還積極進行電路板嵌入式陶瓷電容器等，針對最先進的封裝技術開發（圖3）。這是一種嵌入式電路板的連接方法，含有將設備嵌入印刷電路板內部后，經由通孔與其正上方的焊盤以及設備相連接的技術。該公司為這種封裝方式開發出一套在激光鉆出的通孔中進行鍍銅加工的評估程序。野路先生介紹說：“為了支持客戶強化市場競爭力，我們希望通過先行研發小型化與高功能化的產品，盡快為客戶提供最先進的技術。”
也可辦理新型出貨方式
該公司推行的與封裝相關措施，不僅只局限于印刷電路板。在向客戶提供產品時的出貨方式，該公司也積極推行新措施。其中一項是對包裝方法的改進。現有的“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，減輕環境負擔。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：“祛除紙張可能產生的粉塵，可以更有利于提高封裝品質。”
此外，不采用各個元件分別包裝供貨，而是引進將產品統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。“這些舉措的實現，只靠電子元件廠商一廂情愿是不行的，還離不開包裝機械廠商的配合。為此，我們一貫注重同包裝機械廠商保持良好的關系。”野路先生介紹說。
“為封裝引領未來的電子元件創造者”——這是該公司封裝負責部門在公司內部提倡的宗旨。正如這句話所說的那樣，村田制作所不僅在設備領域，而是用更寬廣的視野不斷追求獨石陶瓷電容器的技術革新，相信未來必將開拓出一片獨石陶瓷電容器用途的新天地！
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編輯：admin 最后修改時間：2017-12-13
