커패시터 가이드

칩 다층 세라믹 커패시터용 커패시터 실장 방법의 기본 사항

02/28/2012

최종 수정 날짜: 07/27/2022

이 기술 칼럼에서는 커패시터에 대한 기본적인 사실을 설명합니다.
이 단원에서는 다양한 유형의 세라믹 커패시터에 대해 설명합니다.

칩 다층 세라믹 커패시터의 실장 방법

전자 기기의 크기가 급격히 작아지면서 세라믹 커패시터 및 기타 전자 부품의 크기도 작아졌습니다.
3216(1206)→2012(0805)→1608(0603)→1005(0402)→0603(0201)→0402(01005^)*,
장착 기술을 더욱 어렵게 만들었습니다.

^*크기 (EIA)
3216(1206)：3.2mm×1.6mm/2012(0805)：2.0.mm×1.2mm/1608(0603)：1.6mm×0.8mm/
1005(0402)：1.0mm×0.5mm/0603(0201)：0.6mm×0.3mm/0402(01005)：0.4mm×0.2mm

장착 문제는 그림 1과 같이 구성 요소의 잘못된 위치, 들어올리기 및 세우기와 같은 모드에서 나타납니다. 이 중 하나인 스탠딩 칩은 그 모양 때문에 "툼스톤 현상" 또는 "맨해튼 현상"이라고도 불립니다.

다음은 툼스톤 현상의 메커니즘에 대한 설명과 이에 대한 대책의 핵심 포인트입니다.

그림 2에서 볼 수 있듯이 툼스톤 현상의 메커니즘은 납땜 중에 칩의 좌우 전극에 작용하는 장력의 불균형이 발생하여 한쪽이 위로 올라가 회전하는 것입니다.

이러한 장력의 불균형은 좌우 표면적, 납땜의 양, 온도, 실장 위치 차이 및 기타 요인에 의해 영향을 받으며, 좋은 실장의 핵심은 불균형의 원인을 최소화하는 방법을 아는 것입니다.
다음은 보드 설계 및 실장 프로세스('인쇄', '실장', '납땜(예: 리플로우)') 중에 주의해야 할 몇 가지 사항입니다.

1. 보드 디자인

그림 3에서 볼 수 있듯이 왼쪽과 오른쪽 랜드(인쇄 회로 기판에서 부품인 동박 패턴이 실장되는 부분)의 치수(표면적/형태)가 다르면 납땜 시 왼쪽과 오른쪽 전극에 작용하는 장력이 달라져 칩이 서 있는 현상이 발생합니다.
각 구성 요소에 권장되는 형태와 치수를 따르고 양측 대칭이 되도록 레이아웃을 설계하는 것이 중요합니다.

2. 인쇄

인쇄 회로 기판에 솔더 페이스트를 인쇄하는 과정에서 그림 4와 같이 솔더의 양이 좌우가 고르지 않으면 납땜 시 좌우 전극에 작용하는 장력이 달라져 스탠딩 칩이 발생하게 됩니다.
또한 솔더의 양이 많을수록 전극에 가해지는 장력이 커지므로 솔더의 양을 최소화하고 좌우에 균일하게 만드는 것이 스탠딩 칩을 방지하는 핵심 포인트입니다.

3. 장착

마운터를 사용하여 인쇄 회로 기판에 부품을 실장할 때 리플로우 공정에서 땜납이 녹을 때 표면 장력에 의해 약간의 위치 오류는 자체적으로 수정됩니다.
그러나 위치 오차가 허용 오차보다 크면 칩이 기판의 랜드 중 하나에 있는 땜납 쪽으로 당겨져 칩이 서 있게 됩니다. 크기가 작아질수록 부품 실장 정확도는 더욱 중요해집니다.

4. 리플로우

솔더를 가열하여 녹이는 리플로우 오븐의 온도가 너무 빨리 상승하면 리플로우 오븐 내부의 온도가 불안정해지고 기판에 장착된 부품의 크기와 밀도에 따라 부품 단자 간에 온도 편차가 발생할 수 있습니다. 결과적으로 다른 전극의 솔더 페이스트가 다르게 녹고 전극에 작용하는 장력이 달라져 서 있는 칩이 생길 수 있습니다.
그림 5와 같이 적절한 예열 단계를 보장하면 오븐 내부의 열 용량을 안정화하고 온도 변화를 완화할 수 있습니다. 각 구성 요소에 권장되는 리플로우 프로파일을 따라야 합니다.