PCB Tecnico - Analisi delle possibili cause di rottura del PCBA MLCC

Possibili ragioni per la rottura dei condensatori ceramici multistrato PCBA MLCC

In generale condensatori (micro crepe), la maggior parte di loro produrrà fenomeno a circuito aperto e causerà l'aumento della resistenza dell'isolamento (IR, resistenza dell'isolamento). Quando si verifica un microcrack sulla mano, è infatti comune che la resistenza di isolamento diventa piccola, con conseguente fenomeno di cortocircuito di perdita di corrente. La causa può essere dovuta al fenomeno di cortocircuito strato a strato quando la struttura stratificata è rotta.

Se non siete molto chiari sulla struttura di MLCC, si consiglia di fare riferimento all'articolo che è stato pubblicato prima di introdurre la struttura e il processo dei condensatori ceramici multistrato (MLCC).

Parliamo delle possibili cause di micro-crepe in generale "condensatori ceramici multistrato".

Le cause della rottura della MLCC possono essere approssimativamente suddivise nelle seguenti tre direzioni:

# Guasto agli shock termici (shock termico)

* Difetto estrinseco, guasto di sovraccarico (difetto estrinseco, guasto di sovraccarico)

# Difetto intrinseco #

Il principio di fallimento dello shock termico:

Quando la temperatura intorno alle parti del PCB aumenta e scende troppo rapidamente, si formerà shock termico, come saldatura ad onda, riflusso, ritocco o riparazione.

La temperatura alta. Questo perché nella produzione di condensatori ceramici multistrato vengono utilizzati diversi materiali compatibili. Questi materiali hanno diversi coefficienti di espansione termica e conducibilità termica a causa delle loro diverse caratteristiche. Quando questi materiali diversi esistono nel condensatore allo stesso tempo Quando la temperatura interna cambia rapidamente, si formeranno diversi rapporti di cambiamenti di volume, spingendosi e tirandosi a vicenda e causando infine il fenomeno della rottura del PCB.

Questo tipo di crepe si verifica spesso dalla parte più debole della struttura, o dal luogo in cui lo sforzo strutturale è più concentrato. Di solito si verifica vicino all'estremità esposta che unisce l'interfaccia ceramica centrale, o dove la maggiore tensione meccanica può essere generata (solitamente dove il cristallo è il più duro I quattro angoli di ), e il fenomeno causato da shock termico può avere i seguenti tipi:

1. crepe a forma di unghie o a forma di U.

Il MLCC è a forma di chiodo o crepa a forma di U.

2. Una piccola crepa nascosta all'interno del condensatore.

3. La parte centrale esposta o la metà inferiore della giunzione tra l'estremità ceramica centrale e l'estremità esposta inizia a crepare, e poi si diffonde insieme alla distorsione come cambia la temperatura o durante il successivo montaggio.

Cracking a shock termico MLCC

Il primo tipo di crepa è come un chiodo o una crepa a forma di U e il secondo tipo di microcrack nascosto all'interno. La differenza tra i due è che quest'ultimo è meno stressato e le crepe risultanti sono relativamente leggere. Il primo tipo di crepe Ovviamente è generalmente rilevabile in metallografia, mentre il secondo tipo può essere rilevato solo quando si è sviluppato in una certa misura.

(Nota: "Metallografico" si riferisce all'immagine della struttura del metallo sotto un microscopio ad alta potenza)

Il principio di fallimento dell'overstress PCB:

Distorsione e frattura sono solitamente causate da forze esterne (estrinseche). Questa situazione si verifica solitamente durante il montaggio di SMT o dell'intero prodotto. Le possibili ragioni sono le seguenti:

1. la macchina pick & place (pick & place macchina) afferra impropriamente le parti e provoca crepe. Quando la macchina di posizionamento SMT sceglie e posiziona le parti, la sua mascella di centraggio è causata da usura, allineamento errato o inclinazione. La pressione concentrata dell'artiglio centrale causerà una grande pressione o forza di taglio, e quindi formerà un punto di rottura. Tali crepe sono crepe superficiali generalmente visibili, o crepe interne tra 2 e 3 elettrodi; Le crepe superficiali generalmente seguono la linea di pressione più forte e la direzione dello spostamento ceramico. Le attuali nuove macchine SMT non utilizzano più questo meccanismo di progettazione della mascella di centraggio.

2. Durante il processo di montaggio del condensatore, se l'ugello di aspirazione del montante raccoglie le parti o posiziona le parti troppo, le parti possono essere piegate e deformate e possono verificarsi crepe. Questo tipo di rottura forma generalmente una rientranza rotonda o a forma di mezzaluna sulla superficie della parte e ha un bordo non rotondo. E il diametro di questa mezzaluna o crepa circolare sarà lo stesso della dimensione dell'ugello. Un altro tipo di rottura causata dalla tensione può anche essere causato dal danno della testa dell'ugello. Le crepe si estenderanno da un lato del centro del componente all'altro. Queste crepe possono diffondersi all'altro lato del componente e le crepe ruvide possono causare la rottura del fondo del condensatore.

3. il layout corrispondente del modello di terra non è uniforme nelle dimensioni (compreso un pad è collegato a una grande area di foglio di rame e l'altro pad non è), o la pasta di saldatura è asimmetrica durante la stampa, è anche facile essere sottoposto a forze di espansione termica diverse quando passa attraverso un forno di riflusso, in modo che un lato è sollevato da una maggiore forza di trazione o spinta, con conseguente crepe.

4. lo shock termico del processo di saldatura e la flessione e deformazione del substrato dopo la saldatura possono anche facilmente portare a crepe.

4.1 Durante la saldatura ad onda del condensatore, anche la temperatura di preriscaldamento, il tempo insufficiente o la temperatura troppo alta durante la saldatura possono facilmente portare a crepe.

4.2 Durante il processo di ritocco PCB, la testa del saldatore contatta direttamente il corpo del condensatore, causando il surriscaldamento locale o applicando una pressione eccessiva, che può anche portare facilmente a crepe.

4.3 Dopo che la saldatura è completata, è facile causare crepe quando il substrato è piegato quando il bordo è tagliato o l'intera macchina è assemblata.

Quando la piastra è piegata e deformata sotto l'azione della forza meccanica, la gamma mobile della ceramica è limitata dalla posizione finale e dai giunti di saldatura e la crepa si formerà al di fuori dell'interfaccia di terminazione della ceramica. Questa crepa inizierà dalla posizione formata, da un angolo di 45 gradi. Lo spread del termine.

Distorsione e rottura. Nel guasto di rottura causato dallo stadio SMT, se la rottura è leggera, non può essere rilevata dalla metallografia. La rottura e la distorsione causate dalla fase di produzione dopo SMT possono essere sicuramente rilevate dalla metallografia.

Guasto e rottura del materiale MLCC

I guasti ai materiali MLCC sono generalmente suddivisi in tre principali categorie di difetti. Tali guasti di solito derivano dal guasto interno del condensatore e sono sufficienti a danneggiare l'affidabilità del prodotto. Tali problemi sono solitamente causati dal processo MLCC o dalla selezione impropria dei materiali. causa.

1. Guasto tra elettrodi e rottura della linea di legame (Delaminazione).

Tali difetti di solito formano crepe più grandi. La ragione principale è che gli alti vuoti della ceramica o i vuoti tra lo strato dielettrico e l'elettrodo opposto causano la rottura dello strato dielettrico tra gli elettrodi, causando una potenziale crisi di perdita.

T8 MLCC fallisce tra gli elettrodi e la linea di legame è rotta. Guasto tra elettrodi MLCC e rottura della linea di legame.

2. Voiding.

I fori generalmente si verificano tra due elettrodi interni adiacenti, a volte anche grandi come elettrodi multipli. Tali difetti spesso causano cortocircuiti tra elettrodi e correnti di perdita. Quando viene generato un grande divario, può anche influenzare e ridurre il suo valore di capacità.

La ragione di questo tipo di difetto di solito deriva dal controllo improprio del processo di MLCC, come la contaminazione di materie estranee o la scarsa sinterizzazione della polvere del condensatore ceramico.

I fori MLCC generalmente si verificano tra due elettrodi interni adiacenti, a volte anche grandi come elettrodi multipli. Tali difetti spesso causano cortocircuiti tra elettrodi e corrente di perdita. Fori MLCC. La causa di tali difetti di solito deriva dal controllo del processo di MLCC, come la contaminazione di materie estranee o la scarsa sinterizzazione della polvere di condensatore ceramico.

3. Sparare crack.

La direzione di rottura della rottura di combustione sarà perpendicolare all'elettrodo (elettrodi) e la maggior parte di esso si romperà dal bordo o dal terminale dell'elettrodo.

Tali difetti di solito causano perdite di corrente eccessive e danneggiano l'affidabilità dei componenti.

La ragione di questo tipo di rottura è principalmente causata dall'eccessivo raffreddamento del processo di produzione MLCC.

in conclusione:

Le crepe causate dallo shock termico si diffondono dalla superficie del condensatore all'interno del componente. La rottura causata da eccessiva tensione meccanica può essere formata sulla superficie o all'interno del componente, e queste rotture si diffonderanno ad un angolo di quasi 45 gradi. Per quanto riguarda il guasto delle materie prime, causerà crepe in una direzione perpendicolare o parallela agli elettrodi interni.

Inoltre, la rottura dello shock termico generalmente si diffonde da un terminale a zero. La rottura causata dalla macchina pick and place avrà punti multipli di rottura sotto il terminale; il danno causato dalla distorsione del circuito stampato è solitamente solo uno. Punto di rottura.