Technologie PCB - Analyse des causes possibles de rupture du PCBA MLCC

Causes possibles de rupture des condensateurs multicouches en céramique PCBA MLCC

Dans les condensateurs généraux (microfissures), la plupart créent un phénomène de circuit ouvert et entraînent une augmentation de la résistance d'isolation (IR, Insulation Resistance). Lorsque des micro - fissures apparaissent dans la main, la résistance d'isolation devient plus petite et les phénomènes de court - circuit qui provoquent des fuites de courant sont en effet fréquents. La cause peut être due à un phénomène de court - circuit inter - couches lors de la rupture de la structure en couches.

Si vous n'êtes pas très clair sur la structure d'un MLCC, il est recommandé de consulter les articles déjà publiés avant de présenter la structure et le processus des condensateurs céramiques multicouches (MLCC).

Parlons des causes possibles de microfissures dans les « Condensateurs céramiques multicouches» en général.

Les causes de la rupture MLCC peuvent être grossièrement classées dans les trois directions suivantes:

Défaillance par choc thermique (choc thermique)

â ª défauts externes, défaillance par surcontrainte (défaillance par défaut externe, défaillance par surcontrainte)

ª défauts intrinsèques

Principe de défaillance des chocs thermiques:

Lorsque la température autour d'une pièce de PCB augmente et descend trop rapidement, un choc thermique peut se former, tel que le soudage à la vague, le soudage à reflux, la réparation ou la réparation.

Haute température. En effet, dans la fabrication de condensateurs céramiques multicouches, divers matériaux compatibles différents sont utilisés. Ces matériaux ont des coefficients de dilatation thermique et de conductivité thermique différents en raison de leurs caractéristiques différentes. Lorsque ces différents matériaux sont présents simultanément dans le condensateur, lorsque la température interne varie rapidement, des variations de volume de proportions différentes se forment, poussant et tirant les uns sur les autres, conduisant finalement au phénomène de fissuration du PCB.

De telles fissures ont tendance à se produire dans les parties les plus faibles de la structure ou là où les contraintes structurelles sont les plus concentrées. Il se produit généralement près de l'extrémité exposée reliant l'interface céramique centrale, ou là où la tension mécanique maximale peut être générée (généralement dans les quatre coins les plus durs du cristal), et les phénomènes causés par les chocs thermiques peuvent être du type suivant:

1. Ongles ou fissures en forme de U.

MLCC a la forme d'un clou ou d'une fissure en forme de U.

2. Une petite fissure est cachée à l'intérieur du condensateur.

3. La partie centrale exposée ou la moitié inférieure de la jonction entre l'extrémité centrale en céramique et l'extrémité exposée commence à se fissurer, puis se dilate avec le changement de température ou avec la déformation lors de l'assemblage ultérieur.

Fissuration par choc thermique MLCC

Le premier type de fissure ressemble à un clou ou à une fissure en forme de U, tandis que le second type de microfissure est caché à l'intérieur. La différence entre les deux est que ce dernier est moins sollicité et que les fissures qui en résultent sont relativement petites. Le premier type de fissure est évidemment détectable en phase aurifère en général, tandis que le second type de fissure n'est détectable que lorsqu'il se développe dans une certaine mesure.

(Note: "métallographie" signifie l'image de la structure du métal sous un microscope à haute densité)

Principe de défaillance de la surcharge PCB:

La déformation et la rupture sont généralement causées par une force extérieure (extrinsèque). Cela se produit généralement lors de l'assemblage d'un SMT ou d'un produit entier. Les causes possibles sont les suivantes:

1.pick and play machine (pick and play machine) saisir les pièces incorrectement, provoquant des fissures. Lorsque la machine à patch SMT ramasse et place des pièces, ses mâchoires de centrage sont causées par l'usure, un mauvais alignement ou une inclinaison. La pression concentrée de la griffe centrale crée une grande pression ou force de coupe qui forme alors un point de rupture. De telles fissures sont généralement des fissures superficielles visibles, ou des fissures internes entre 2 à 3 électrodes; Les fissures superficielles suivent généralement les lignes de pression les plus fortes et la direction du déplacement de la céramique. Les nouvelles machines SMT actuelles n'utilisent plus ce mécanisme de conception de mâchoires de centrage.

2. Lors de l'installation du condensateur, si la buse d'aspiration de la machine d'installation ramasse des pièces ou place trop de pièces, les pièces peuvent se déformer en flexion et des fissures peuvent apparaître. Cette rupture forme généralement une empreinte circulaire ou semi - lunaire à la surface de la pièce et présente des bords non arrondis. Cette fissure semi - lunaire ou circulaire aura le même diamètre que la buse. Un autre type de rupture causée par la tension peut également résulter d'un endommagement de la tête de buse. La fissure s'étendra d'un côté à l'autre du Centre de la pièce. Ces fissures peuvent se propager de l'autre côté du composant, tandis que des fissures grossières peuvent provoquer la rupture du fond du condensateur.

3. La taille de la disposition correspondante du modèle de Plot n'est pas uniforme (y compris un Plot connecté à une grande surface de feuille de cuivre et un autre non connecté), ou la pâte est asymétrique lors de l'impression et également sujette à différentes forces de dilatation thermique lors du passage dans le four de retour, ce qui rend un côté soumis à une traction ou une poussée plus importante, créant ainsi des fissures.

4. Le choc thermique du processus de soudage ainsi que la déformation en flexion de la matrice après le soudage sont également susceptibles de provoquer des fissures.

4.1 La température de préchauffage, le temps de soudage insuffisant ou la température excessive sont également susceptibles de provoquer des fissures lors du soudage à la vague du condensateur.

4.2 Dans le processus de soudage de réparation de PCB, la tête du fer à souder touche directement le corps du condensateur, provoquant une surchauffe locale ou une pression excessive, également susceptible de provoquer des fissures.

4.3 Une fois la soudure terminée, il est facile de créer des fissures lorsque le substrat est plié lors de la découpe de la plaque ou de l'assemblage de la machine entière.

Lorsque la tôle se déforme en flexion sous l'effet d'une force mécanique, l'amplitude mobile de la céramique est limitée par les positions d'extrémité et les points de soudure, et des fissures peuvent se former en dehors de l'interface d'extrémité de la céramique. Cette fissure commencera à partir de la position de formage, à partir d'un angle de 45 degrés. Mettre fin aux Spreads.

Déformation et rupture échouent. Dans les défaillances de rupture induites par la phase SMT, si la rupture est légère, elle n'est pas détectable par métallographie. Les fractures et déformations induites par la phase de production post - SMT peuvent être obtenues par détection métallographique.

Défaillance et rupture des matériaux MLCC

La défaillance des matériaux MLCC est généralement divisée en trois grandes catégories de défauts. De tels défauts proviennent généralement d'une défaillance interne du condensateur suffisante pour compromettre la fiabilité du produit. De tels problèmes sont souvent causés par un processus MLCC ou un mauvais choix de matériaux. Les causes

1. Défaillance et rupture de la ligne de jonction entre les électrodes (stratification).

Ce défaut forme généralement de plus grandes fissures. La raison principale est que l'entrefer élevé de la céramique ou l'interstice entre la couche diélectrique et l'électrode opposée provoque la rupture de la couche diélectrique entre les électrodes, ce qui entraîne une crise de fuite potentielle.

T8 MLCC échoue entre les électrodes et la ligne de jonction est cassée. Défaillance entre les électrodes MLCC et rupture de la ligne de jonction.

2. Annulé.

Les trous apparaissent généralement entre deux électrodes internes adjacentes, parfois aussi grandes que plusieurs électrodes. De tels défauts entraînent généralement des courts - circuits et des courants de fuite entre les électrodes. Lorsqu'un écart important est créé, il peut également affecter et réduire sa valeur Capacitive.

La cause de tels défauts provient souvent d'un contrôle inadéquat du processus par MLCC, tel qu'une contamination par des corps étrangers ou un mauvais frittage de la poudre de condensateur en céramique.

Les trous MLCC apparaissent généralement entre deux électrodes internes adjacentes et sont parfois aussi grands que plusieurs électrodes. De tels défauts entraînent généralement des courts - circuits et des courants de fuite entre les électrodes. Le trou MLCC. La cause de tels défauts provient généralement du contrôle du processus par MLCC, comme la contamination par des corps étrangers ou un mauvais frittage de la poudre de condensateur en céramique.

3. Brûlure.

La direction de rupture de la rupture de la combustion sera perpendiculaire à l'électrode (électrode) et la plupart d'entre eux éclateront à partir du bord de l'électrode ou de la borne.

De tels défauts entraînent souvent des fuites de courant trop importantes et nuisent à la fiabilité du composant.

La cause de ce type de rupture est principalement causée par un refroidissement excessif du processus de fabrication MLCC.

Résumé:

Les fissures causées par le choc thermique vont diffuser de la surface du condensateur à l'intérieur du composant. Les ruptures causées par une tension mécanique excessive peuvent se former à la surface ou à l'intérieur de la pièce, et ces ruptures se propageront à un angle de près de 45 degrés. Quant à la défaillance de la matière première, elle provoque des fissures verticalement ou parallèlement à l'électrode interne.

De plus, la rupture par choc thermique se propage généralement d'un terminal à zéro. Rupture causée par la machine de prise et de dépose, il y aura plusieurs points de rupture sous les bornes; Il n'y a généralement qu'un seul type de dommages causés par la déformation de la carte. Le point de rupture.