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主要影响贴片电容MLCC裂纹的主因和基本解决方案!

作者: admin 时间:2019-08-25 来源:未知
摘要:今天新宝辉小编为大家介绍主要影响贴片电容MLCC裂纹的主因和基本解决方案 贴片机参数不正确制定是怎样造成裂纹的? 贴片机的拾放头应用1个真空吸管或者是中心钳去给元件定位。...

今天新宝辉小编为大家介绍主要影响贴片电容MLCC裂纹的主因和基本解决方案

贴片机参数不正确制定是怎样造成裂纹的?

贴片机的拾放头应用1个真空吸管或者是中心钳去给元件定位。X、Y特别是在是Z方位的基本参数调整对防止碰撞元件而言尤为重要。很易理解,过大的Z轴下降压力会弄碎陶瓷元件。但要是贴片机拾放头施用充足大的力在某个位置而不是瓷体的中心区域时,施用在电容器上的应力可能充足大地毁坏元件(见图3)。



一样地,贴片拾放头的尺寸不适当选择会易于造成裂纹。小直徑的贴片拾放头在贴片时会聚集了安放力,这会造成MLCC裂纹是由于较小的面积经受了过大的压力(见图4)。



此外,Pcb上分布的碎片一样会造成裂纹。在安放电容器时,Pcb高低不平的表面造成对电容器的向下压力不均衡分配,如此一来,电容器会破碎(见图5)。



Pcb弯折是怎样造成裂纺的?

当陶瓷贴片电容MLCC被贴片在Pcb板上时,它成为了PCB电路板的一部分。而FR-4材质是最最常用作Pcb板,它的弯曲刚度不大,易产生弯折。贴片电容陶瓷基体是不容易随板弯折而弯折的,因而会遭受的拉张应力(见图6)。



陶瓷材料压迫强度大,拉伸强度低。当拉伸应力大于瓷体强度时,裂纹产生。影响抗弯强度的主要因素是焊锡量。推介用量是对瓷体50~75%的焊带髙度。焊料过多会在Pcb板弯折时增加对贴片电容MLCC的拉伸应力。(见图7)



焊料量不一样会在元件上产生不一样的应力分布,在一边会应力集中,而产生裂纹(见图8)。



焊盘尺寸一样重要。除开适应安放变化,合理的焊盘尺寸能在焊接过程中平衡焊带的形成。非制造厂商详细规范推介的焊盘尺寸建议不要应用。



应力在元件上的分布是不一样,应力集中在元件较弱处时,易产生裂纹。
裂纹主要出现在端电极位置,有时候人眼看得见,大部分情形外观无毁坏痕迹。根据DPA切面分析,可观察弯折裂纹常体现为1个“Y”形的裂比如或者是45度角斜裂纹。
裂纹易发生在端电极位置,除开应力集中外,与MLCC端电极存有天然微缺陷息息相关。

MCLL端电极制造流程
(1)端极料浆浸覆和烧结制造端电极底层
为不断提高端电极底层在陶瓷芯体上的附着力,端电极料浆中有玻璃料,在烧结端电极时玻璃料会烧渗流入陶瓷体一定的深度.。



(2)电镀镍层、锡层
在氨基磺酸镍溶剂中电镀生成:
 镍Ni层—电焊阻热层 (1~3 um)
在甲基磺酸锡溶剂中电镀生成:
锡Sn层—电焊层(3~8 um)
鉴于电镀液是酸性溶剂,MLCC会被酸性镀液腐化,特别是在是底层电极与陶瓷结合部位容易被腐化为微沟槽,变成最基础薄弱处。



因基本MLCC端部处固有的微瑕疵,在弯曲、机械振动和热冲击等应力效果下,裂痕就很易在端电极范围出现。



裂痕出现会造成不良影响
当MLCC存有裂痕,轻则企业产品容量低乃至无容量,造成电路无法正常作业;特别严重的话企业产品绝缘低、漏电、短路乃至烧毁。

造成MLCC裂痕的要素还有什么?
生产厂家包裝后的企业产品不大可能是存有裂痕的,大部分贴片电容MLCC制造厂商十分谨慎地保证最后外形检验质量和合理的装卸操作。除开贴片流程的挤压和加工过程的弯曲,裂痕还会因热冲击,板内测试和氢吸收造成的。

电容器客户怎样检验裂痕?
首要的是供应大量的资源去规避裂痕的出现而不是去检验裂痕是不是存有。不过,裂痕是能够根据运用电阻测试仪开展在板检验的。通常地,电容存有裂痕,电阻值会下降,或经老化后电阻值会显著下降。
特别注意:要标识“警告”规避板弯曲和直接的元件碰触。
MLCC被贴片在Pcb板后,当Pcb板因外力作用而弯曲时,MLCC基体经受拉伸应力。

规避裂痕之—把裂痕产品检测出来
根据检验容量和绝缘值是能够把有比较大裂痕的MLCC检验出来的。

(1) 会造成容量下降的裂痕

这种现象的裂痕不会造成绝缘值下降。

(2) 会造成绝缘下降的裂痕

当裂痕位于错位电极范围时,MLCC绝缘(IR)会下降,经通电老化后绝缘(IR)显著下降,能够根据仪器设备在线监测。
但当裂痕很细小时,会出现出厂前短期内老化也无法有效排除有裂痕的MLCC,直至最终用户运用一阵子后才发生绝缘下降电路失效的情况。
即使微小裂痕能够根据工业CT或超声波仪检测出来,但效率太低、成本费用太高,不适宜大量生产。
所以针对裂痕,首要的是规避裂痕的出现而不是检验裂痕是不是存有。

MLCC制造业界核心项目方案



(1)提升内电极层数
利用内电极分布的布置调节,提升金属内电极数目,提升MLCC芯体的抗弯曲使用性能。

该方法仅适宜小容量規格商品,且对彻底解决端头裂纹实际效果并不是很显著。

(2) 三明治夹层布置

该方法仅适用X7R类商品,相应程度上彻底解决酸蚀造成端电极瓷体结合处腐蚀性微沟现象。

(3)柔性端头布置
近些年,领先地位的MLCC生产商陆续推出了一种新型端电极基本模式的陶瓷贴片电容——柔性端头MLCC,它是一种能明显增强MLCC端头抗裂纹使用性能的方法。

从外型上看,柔性端头MLCC与常用MLCC没什么差别!
柔性端头MLCC是怎样合理彻底解决裂纹现象的?
其核心在端电极结构,柔性端头MLCC端电端结构为四层布置:

导电聚合物层能合理防止电镀酸蚀微沟缺陷的发生,也可以吸收外界传送的应力,进而大幅度降低商品应力裂纹毁坏的可能性,提升商品的可靠性能。
柔性端头MLCC具备高强度的抗弯曲使用性能,弯曲深度可达到5mm。
而常用端头MLCC的抗弯曲深度一般为2~3mm。

柔性端头MLCC除具备优秀的抗弯曲使用性能外,还更强的承受环境温度冲击能力,对自然环境应力的适应能力更强。
柔性端头MLCC属高新技术商品,国际性知名品牌如TDK、MURATA等都有该类商品。近些年,中国大陆本土被动元件制造龙头品牌风华高科也完成量产柔性端头MLCC。
柔性端头MLCC因为提升了柔性导电聚合物层,成本费用比常用端头的MLCC高(20~30)%

在MLCC端电极上用高温焊料焊接金属框架,可运用在自然环境严苛的汽车控制电子上。缺陷是成本相对高,占据的空间变大。

目前电子拼装工艺标准多适用引线型陶瓷电容,因此Pcb弯曲度常超过MLCC的承受范围,极易引发MLCC裂纹。
裂纹在焊接后手工分板全过程和测试、装配全过程中都可能性发生,而板弯曲是造成电容裂纹的最核心原由,这一点必须特别强调!

为防止MLCC应用全过程中经常出现裂纹,MLCC制造厂商都是会给予完整的应用标准,在这里特别强调二点:
(1)最先要留意布板时MLCC安装位置和方位,使电路板弯折时施加在该电容器上的应力最少。

在布板和板分割时应考虑到弯曲应力对MLCC的影响。

(2)次之,应应用专用分切装置分板,如迫不得已采用手工,要挑好受力支撑位置。
受力支点不一样对元件的影响


除此之外,MLCC应防止与易弯折零部件或部件靠近,如Pcb角边、连接器和安裝孔等。
抗弯特性更强的MLCC有益于适用恶劣工艺和应用环镜,而科学应用MLCC才可大幅度降低乃至防止裂纹。

小结:

这里只是为大家介绍了主要影响贴片电容MLCC裂纹的主因和基本解决方案,电子元件的相关知识远远不止这些,我们会定期为大家更新文章,方便大家学习

采购人都会关注的MLCC三环贴片电容供应商

深圳新宝辉(www.cctcsz.com)

简介:深圳市新宝辉供应链有限公司 / 新宝辉供应链有限公司(香港) 简称:SSC 是一家专业代理分销电子元器件公司,成立于2015年,注册资金1000万,公司注册地位于广东省深圳市宝安区,在香港,深圳福田和广东中山有办公和仓储。



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