一种SMD石英晶体振荡器上盖印字方法与流程

一种smd石英晶体振荡器上盖印字方法
技术领域
1.本发明涉及石英晶体振荡器这一技术领域，更具体地说，尤其涉及一种smd石英晶体振荡器上盖印字方法。


背景技术：

2.smd石英晶体振荡器的出厂编码，是对产品型号、频点、批次的标识，对于产品的识别非常重要的。
3.在这一领域，上盖印字的识别度是一重要指标，且在一定条件、时间内保持良好的识别度是判断印字是否合格的标准。
4.为了提高上盖印字的识别度，诸多学者对印字进行了研究。例如：
5.文献1：cn101908866a(应达利电子(深圳)有限公司)提出了一种表面贴装石英晶体谐振器和振荡器外盖印刷方法，但是其主要解决的是非金属外盖的印字需求。
6.文献2：cn112935560a(安徽荣程电子科技有限公司)研发了一种石英晶谐振器外壳打标设备。
7.文献3：“全自动晶体谐振器激光打码，https://v.douyin.com/idatkdg/，2018年10月27”给出了一种全自动晶体谐振器外表面印字的工艺。
8.作为一种成熟的方法，激光印字在许多材料均可以印字。但是，申请人在实际使用过程中，发现了如下新的技术问题：
9.对于某些新型的smd石英晶体振荡器而言，其特点是上盖的镀镍层厚度较薄(镀镍层仅有1-4μm)。对于这种smd石英晶体振荡器而言，若是印字时击穿了镍层，暴露在空气下的fe将逐渐氧化，影响印字的识别度。印字的识别度较差时，也会导致下游客户无法对smd晶振溯源；因此，下游客户对于印字识别度也要较高的要求。
10.上述问题解决起来较难，因为，如果刻意减少激光的功率，其会导致初始印刷结束后的印字就无法识别。而若增强激光的功率，又会发生击穿镀镍层的情况，暴露在空气下的fe将逐渐氧化，影响印字的识别度。因此，影响新型的smd晶振的因素并非功率这一单一因素。
11.因此，对于上述新型的smd晶振而言，需要研发一种合适的印字方法。


技术实现要素：

12.本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种smd石英晶体振荡器上盖印字方法。
13.本技术的技术方案为：
14.一种smd石英晶体振荡器上盖印字方法，所述上盖包括有2～3μm化镀镍层，印字时印制在镍层上；
15.印字采用1064nm的激光，激光印字功率p和频率f满足以下条件：70≤100
×
p/pmax+f≤90；
16.其中，p/pmax的选值在30％～48％；
17.其中，pmax＝20w。
18.一种smd石英晶体振荡器上盖印字方法，所述上盖包括有1～4.5μm电镀镍层，印字时印制在镍层上；
19.印字采用1064nm的激光，激光印字功率p和频率f满足以下条件：82≤100
×
p/pmax+f(khz)≤105；
20.其中，p/pmax的选值在40％～50％；
21.其中，pmax＝20w。
22.一种smd石英晶体振荡器上盖印字方法，采用上述方法制得的smd石英晶体振荡器上盖的印字轮廓清晰，周边无氧化情况。
23.一种smd石英晶体振荡器上盖印字方法，所述上盖包括有1～4.5μm电镀镍层，印字时印制在镍层上；
24.印字采用1064nm的激光，激光印字功率p和频率f满足以下条件：85≤100
×
p/pmax+f(khz)≤95且p/pmax的选值在42％～48％；
25.其中，pmax＝20w。
26.本技术的有益效果在于：
27.第一，本技术的第一个发明点在于：含化镀smd金属盖板与电镀smd金属盖板两种不同上盖，虽然都是镍，但是两者由于成型工艺的不同，材质实质上仍然不同，其在不同激光印字功率与频率下效果也不尽相同。上述效果是研发团队试验前未曾料想到的。
28.第二，本技术的第二个发明点在于：针对电镀、化镀镍层，分别总结了目标工艺区域。
29.2.1，对于化镀smd金属盖板而言，激光印字功率p和频率f的最佳配合比为如图22所示的目标工艺区域为：
30.70≤100
×
p/pmax+f(khz)≤90，其中，p/pmax的选值在30％～48％。
31.2.2，对于电镀smd金属盖板而言，光印字功率p和频率f的最佳配合比为如图23所示的目标工艺区域为：
32.82≤100
×
p/pmax+f(khz)≤105；其中，p/pmax的选值在40％～50％。
[0033]“上述目标工艺区域”与“采用上述方法制得的smd石英晶体振荡器上盖的印字轮廓清晰，周边无氧化情况”是协调的。上述规律是研发团队首次提出的。
[0034]
第三，本技术的第三个发明点在于，其还研究了长期识别度的目标工艺区域：
[0035]
对于化镀smd金属盖板而言，在“70≤100
×
p/pmax+f(khz)≤90且p/pmax的选值在30％～48％”条件下满足的产品在加速试验完成后，其识别度仍然能满足a类产品。
[0036]
对于电镀smd金属盖板而言，在“85≤100
×
p/pmax+f(khz)≤95且p/pmax的选值在42％～48％”条件下满足的产品在加速试验完成后，其识别度仍然能满足a类产品。
附图说明
[0037]
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
[0038]
图1是功率45％+45khz下的7050化镀的印字实际图。
[0039]
图2是功率48％+25khz下的7050化镀的印字实际图。
[0040]
图3是功率35％+25khz下的7050化镀的印字实际图。
[0041]
图4是功率25％+25khz下的7050化镀的印字实际图。
[0042]
图5是功率55％+25khz下的7050化镀的印字实际图。
[0043]
图6是功率70％+25khz下的7050化镀的印字实际图。
[0044]
图7是功率45％+35khz下的7050化镀的印字实际图。
[0045]
图8是功率45％+55khz下的7050化镀的印字实际图。
[0046]
图9是功率45％+70khz下的7050化镀的印字实际图。
[0047]
图10是功率45％+20khz下的7050化镀的印字实际图。
[0048]
图11是功率80％+20khz下的5032电镀的印字实际图。
[0049]
图12是功率45％+45khz下的5032电镀的印字实际图。
[0050]
图13是功率48％+25khz下的5032电镀的印字实际图。
[0051]
图14是功率35％+25khz下的5032电镀的印字实际图。
[0052]
图15是功率25％+25khz下的5032电镀的印字实际图。
[0053]
图16是功率55％+25khz下的5032电镀的印字实际图。
[0054]
图17是功率70％+25khz下的5032电镀的印字实际图。
[0055]
图18是功率45％+35khz下的5032电镀的印字实际图。
[0056]
图19是功率45％+55khz下的5032电镀的印字实际图。
[0057]
图20是功率45％+70khz下的5032电镀的印字实际图。
[0058]
图21是功率45％+20khz下的5032电镀的印字实际图。
[0059]
图22是化镀a类产品的目标工艺区域的选择图。
[0060]
图23是电镀a类产品的目标工艺区域的选择图。
[0061]
图24是盐水试验的现场图。
具体实施方式
[0062]
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施方式，然而，本公开可以多种不同形式体现并且不应该被解释为被限制与此所述的实施方式。可以认为这些实施方式被提供以使本公开更为彻底与完整，并且将充分的向本领域的技术人员表达公开的范围。在图中，出于清楚的目的，元素的形状与大小可能被夸大，并且相同的附图与标记将至始至终用于表示相同或相似的元素。
[0063]
《实施例一：一种smd石英晶体振荡器上盖印字方法》
[0064]
《一、试验设备说明》
[0065]
试验仪器：本技术所使用的激光印字机为光纤激光打标机，其适用于各式金属，主要由激光器、振镜头、打标卡三部分组成。采用光纤激光器生产激光的打标机，光束质量好，其输出中心为1064nm(目前主流的打标机均采用1064nm激光)，整机寿命在10万小时左右，相对于其他类型激光打标器寿命更长，其最大输出功率为20w，电光转换效率为28％以上，相对于其他类型激光打标机2％-10％的转换效率优势很大，在节能环保等方面性能卓著。
[0066]
《二、第一组试验：识别性以及规律性试验》
[0067]
《2.1、试验型号》
[0068]
本司的产品型号与上盖工艺如表1所示。
[0069]
表1
[0070]
晶振型号上盖厚度(mm)镀层及方式(μm)12100.06
±
0.01au电镀0.02+ni电镀1～41612热敏0.055
±
0.01ni电镀中间2～3.5，电镀边缘2.5～416120.05
±
0.02ni电镀中间2～3.520160.07
±
0.015ni电镀2～425200.07
±
0.015ni电镀2～432250.08
±
0.02ni电镀2～450320.08
±
0.02ni电镀2～450320.08
±
0.02ni化镀2～370500.085
±
0.025ni电镀3～4.570500.1
±
0.02ni化镀2～3
[0071]
从表1可知，ni的成型方式包括电镀、化镀两种方式。因此，在试验时，两种方式的
[0072]
《2.2、试验结果与结果分析一》
[0073]
试验结果选取了典型试验结果：具体而言选取了7050化镀、5032电镀两种型号在11种试验参数的测试结果。
[0074]
表2
[0075][0076]
从表2的结果分析，可以得到如下认识：
[0077]
第一点认识：含化镀smd金属盖板与电镀smd金属盖板两种不同上盖，虽然都是镍，但是两者由于成型工艺的不同，材质实质上仍然不同，其在不同激光印字功率与频率下效果也不尽相同。这是此前未曾想到的。
[0078]
第二点认识，对试验后产品印字进行观察，且因与电气产品工作性能相关，所以对前后的电性能也进行测试。第一组试验后研发团队发现：功率过低与过高的情况下对两种材料都有一定影响。具体而言，功率过低，印字较浅，痕迹不明显，识别度不；功率过高，印字较深，但字体较粗，对小型化产品来说，字体较粗，印字识别度会降低，且功率过高还会对印字区域周围有一定影响，使得在印字区域周围有明显氧化现象，印字识别度降低，并且功率
过高对前后的电性能造成了影响。
[0079]
《2.3、试验结果与结果分析二》
[0080]
激光的功率与频率在一定程度上呈现出反比例关系，将上盖印字情况进行划分，分为四种不同情况：
[0081]
a.印字轮廓清晰，周边无氧化(ok)；
[0082]
b.印字轮廓较浅(ng)；
[0083]
c.印字轮廓较深(ng)；
[0084]
d.印字周边出现氧化(ng)。
[0085]
典型的结果见表3所示。
[0086]
表3
[0087][0088][0089]
结合表3,对本次试验总结如下：
[0090]
第一，频率对不同材料影响不一。
[0091]
1.1,在化镀smd金属盖板上，在低频率下，点的连接较松散，识别度反而高。而在高频率下，点的连接相当紧凑，识别度亦高。
[0092]
1.2在电镀smd金属盖板上，较高与较低的频率会使得印字识别度降低。
[0093]
可以看到，两种成型方式的镀镍层，频率对其影响截然不同。
[0094]
第二，研发团队对试验结果进行了系统性分析，发现了如下规律：
[0095]
对于化镀smd金属盖板而言，激光印字功率p和频率f的最佳配合比为如图22所示的目标工艺区域，其满足如下规律：
[0096]
70≤100
×
p/pmax+f(khz)≤90，其中，p/pmax的选值在30％～48％。
[0097]
对于电镀smd金属盖板而言，激光印字功率p和频率f的最佳配合比为如图23所示的目标工艺区域，其满足如下规律：
[0098]
82≤100
×
p/pmax+f(khz)≤105；其中，p/pmax的选值在40％～50％。
[0099]
第三，研发团队对进行激光印字的产品前后的电性能进行了测试，发现两者无明显变化，不会影响产品本身的特性。
[0100]
《三、第二类试验：盐水试验》
[0101]
因上盖镀层原因，研发团队又对不同型号大小、不同功率参数的产品作对比。如图22所示，将其浸泡在盐水中，观察生锈情况。
[0102]
试验条件：1)温度-常温；2)相对湿度：≥95％；3)盐水浓度：5％。
[0103]
试验过程：将不同型号大小、不同功率参数的产品，做编号记录，放置于培养皿中，随后加入少量盐水，使得产品略微浮起，静置24h，观察生锈情况。
[0104]
试验结果表明：在功率大于70％时，会逐渐出现生锈情况。而在满足目标工艺区域内生产的产品则无生锈情况。
[0105]
《四、第三类试验：加速试验(老化试验)》
[0106]
试验条件：1)温度选择为175℃；2)时间选择为72h(其可反应10年后的使用情况)。
[0107]
试验过程：将不同型号大小、不同功率参数的产品各10pcs，不同型号大小、不同功率参数的产品区分开来，放置于烘烤箱中，放置72h，然后取出观察上盖印字识别度情况。
[0108]
试验结果表明：
[0109]
对于化镀smd金属盖板而言，在“70≤100
×
p/pmax+f(khz)≤90且p/pmax的选值在30％～48％”条件下满足的产品在加速试验完成后，其识别度仍然能满足a类产品。
[0110]
对于电镀smd金属盖板而言，在“85≤100
×
p/pmax+f(khz)≤95且p/pmax的选值在42％～48％”条件下满足的产品在加速试验完成后，其识别度仍然能满足a类产品。
[0111]
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

技术特征：
1.一种smd石英晶体振荡器上盖印字方法，其特征在于，所述上盖包括有2～3μm化镀镍层，印字时印制在镍层上；印字采用1064nm的激光，激光印字功率p和频率f满足以下条件：70≤100
×
p/pmax+f≤90；其中，p/pmax的选值在30％～48％；其中，pmax＝20w。2.一种smd石英晶体振荡器上盖印字方法，其特征在于，所述上盖包括有1～4.5μm电镀镍层，印字时印制在镍层上；印字采用1064nm的激光，激光印字功率p和频率f满足以下条件：82≤100
×
p/pmax+f(khz)≤105；其中，p/pmax的选值在40％～50％；其中，pmax＝20w。3.一种smd石英晶体振荡器上盖印字方法，采用如权利要求1或2所述的方法制得的smd石英晶体振荡器上盖的印字轮廓清晰、周边无氧化情况。4.一种smd石英晶体振荡器上盖印字方法，其特征在于，所述上盖包括有1～4.5μm电镀镍层，印字时印制在镍层上；印字采用1064nm的激光，激光印字功率p和频率f满足以下条件：85≤100
×
p/pmax+f(khz)≤95且p/pmax的选值在42％～48％；其中，pmax＝20w。

技术总结
本发明公开了一种SMD石英晶体振荡器上盖印字方法，属于SMD石英晶体振荡器这一技术领域；其技术要点在于：对于化镀SMD金属盖板而言，激光印字功率P和频率F的最佳配合比为如图22所示的目标工艺区域为：70≤100


技术研发人员：石胜雄 肖尧木 余剑 王欢
受保护的技术使用者：鸿星科技（集团）股份有限公司
技术研发日：2023.07.13
技术公布日：2023/10/7