PCB技術 - PCBA MLCC破裂の原因の解析

発生の可能性のある理由 PCBA MLCC 積層セラミックコンデンサ

一般的なコンデンサ（微小亀裂）では，大部分が開放回路現象を生じ，絶縁抵抗（ir，絶縁抵抗）が増加する。マイクロクラックが手に発生すると、絶縁抵抗が小さくなり、リーク電流の短絡現象が生じてしまう。この原因は層状構造が破壊されたときの層間短絡現象に起因している。

MLCCの構造についてあまり明確でないならば、あなたが最初に多層セラミックコンデンサ（MLCC）の構造とプロセスを導入する前に発表された記事を参照することをお勧めします。

一般的な「多層セラミックコンデンサ」のマイクロクラックの原因について話しましょう。

MLCC断裂の原因は大まかに次の3つの方向に分けられる。

熱ショック(サーマルショック)

外因性欠陥、過熱破壊（外因性欠陥、過大応力障害）

固有欠陥

熱衝撃の破壊原理

周囲温度 PCB部品 あまりに速く上がり下がります, 熱衝撃が生じる, ウエーブはんだ付け, リフロー, タッチアップ, または修理.

高温. これは、多層セラミックコンデンサの製造においてである, 様々な異なる互換性のある材料が使用されて. これらの材料は異なる特性により熱膨張率と熱伝導率が異なる. 内部温度が急速に変化すると同時に、これらの異なる材料がキャパシタに存在する場合, 体積変化の異なる比率が形成される, 互いを押し引きするさま, そして、最後にPCB割れの現象を引き起こします.

この種の亀裂は、構造物の最も弱い部分、または構造的応力が最も集中する場所から発生することが多い。通常、中央のセラミック界面に接合した露出した端部の近傍で発生し、あるいは最も大きな機械的張力を発生させることができる（通常、結晶が最も四隅である場合）、熱衝撃に起因する現象は、次のタイプを有することができる。

（1）釘又はU字状の亀裂。

MLCCは、釘またはU形のひものような形をしています。

2 .コンデンサ内部に隠れた小さなクラック。

（3）中央セラミック端部と露出端部との接合部の露出した中央部分または下半部がクラックを開始し、その後、温度が変化したり、その後の組立時に歪みと共に広がる。

熱衝撃割れ

亀裂の最初のタイプは、爪またはU字型の亀裂と内部に隠された第2の種類のマイクロクラックのようです。両者の違いは後者が応力を少なくし，結果として生じる亀裂が比較的わずかであることである。第1の種類の亀裂は明らかに金属組織で検出されるが、第2のタイプはある程度開発されたときのみ検出できる。

（注：「金属グラフィック」は、高出力顕微鏡下の金属の構造像を指す）

PCB過多ストレスの破壊原理

歪曲と破壊は、通常外力（外因性）に起因します。この状況は、通常、SMT又は全製品の組立中に生じる。可能な理由は以下の通りです。

1 .ピック＆プレイスマシン（ピック＆プレースマシン）は不適切にグラブ部品と割れを引き起こす。SMTの配置マシンを選択し、部品を配置すると、そのセンタリング顎は、摩耗、不正なアライメント、または傾斜に起因する。中心の爪の集中圧力は大きな圧力または切断力を引き起こし、それから破裂点を形成する。このようなクラックは、一般的に見える表面亀裂、または2〜3電極間の内部亀裂である表面亀裂は，最も強い圧力線とセラミック変位方向に従う。現在の新しいSMTマシンはもはやこのセンタリング顎の設計メカニズムを使用します。

（2）コンデンサの取付け工程では、マウンタの吸引ノズルが部品を拾い上げたり、部品を配置しすぎると、部品が曲がりくねったり変形したりすることがある。この種の破壊は、一般的に、その部分の表面に円形または半月形の押込みを形成し、非丸い縁を有する。そして、この半月または円形のクラックの直径は、ノズルのサイズと同じです。また、ノズルヘッドの破損による他の破壊の原因となる。亀裂は、部品の中央の一方の側から他方へ延びる。これらのクラックは、部品の他の側に広がる可能性があり、荒れたクラックによってキャパシタの底が壊れてしまうことがある。

（3）対応するランドパターンレイアウトは、サイズが均一でない（1パッドを銅箔の大面積に接続し、他方のパッドを含む）、または印刷中に半田ペーストを非対称にすることで、リフローオーブンを通過する際に異なる熱膨張力を受けることも容易であり、一方の側が大きな引っ張りまたは押し力によって持ち上げられ、クラックが生じる。

（4）溶接工程の熱衝撃と溶接後の基板の曲げ変形は、割れやすい。

4.1は、コンデンサのウェーブはんだ付けの間、予熱温度、不十分な時間またははんだ付けの間のあまりに高い温度も、割れに容易につながることができる。

PCBのタッチアッププロセス中に、はんだ付け用の鉄ヘッドは、コンデンサ本体に直接接触し、局部的に過熱したり、過度の圧力を加えたりし、これによってクラックに容易につながる。

4.3 .溶接が完了した後、基板を切断したり、全体の組み立て時に基板を曲げたときにクラックが発生しやすい。

機械的な力の作用で板を曲げ変形させると、端部位置とはんだ接合部によってセラミックの可動範囲が制限され、セラミックスの終端界面の外側に亀裂が形成される。この亀裂は、45度の角度から形成された位置から開始されます。終了は広がった。

変形と破壊smt期による破裂不全では，破裂が軽微であれば，金属造影では検出できない。smt後の生産段階に起因する破断と歪みは，金属組織学により確実に検出できる。

材料破壊と破壊

MLCC材料の故障は一般に3つの主要な欠陥に分けられる。このような不具合は、通常、コンデンサの内部故障に起因し、製品の信頼性を損なうのに十分である。そのような問題は通常MLCCプロセスまたは材料の不適切な選択に起因する。原因。

（1）電極間の故障と結合線の破壊（剥離）。

このような欠陥は通常大きな亀裂を形成する。主な理由は、誘電体層と対向電極との間のセラミックまたは空隙の高空隙が、電極間の誘電体層をクラックし、潜在的な漏洩危機を引き起こすということである。

T 8 MLCCは、電極とボンドラインの間で故障します。MLCC電極間の破壊と結合線の破壊

排尿

正孔は、2つの隣接する内部電極の間で一般的に発生し、時には多数の電極と同じくらい大きくなる。このような欠陥は、しばしば電極とリーク電流との間の短絡を引き起こす。大きな間隙が発生すると、その容量値に影響を与え、その容量値を低減することができる。

この種の欠陥の理由は、通常、セラミックキャパシタの異物混入や焼結不良などのMLCCの不適切なプロセス制御に起因する。

MLCCホールは、2つの隣接する内部電極の間で一般的に起こり、時には多数の電極と同じくらい大きくなる。このような欠陥は、電極とリーク電流の間の短絡を引き起こすことが多い。MLCCホールこのような欠陥の原因は、通常、セラミックキャパシタの異物混入や焼結不良などのMLCCのプロセス制御に起因する。

焼成

燃焼破壊の亀裂方向は電極（電極）に垂直であり，そのほとんどは電極端または端子から亀裂を生じる。

このような欠陥は、通常過大な電流リークを引き起こし、部品の信頼性を損なう。

このタイプの破壊の理由は、大部分のMLCC製造プロセスの過度の冷却に起因する。

最後に

コンデンサの表面から部品内部に熱衝撃によるクラックが広がる。過剰な機械的張力による破裂は、部品の表面または内部に形成され、これらの破裂はほぼ45度の角度で広がる。原料の破損に関しては、内部電極に対して垂直または平行な方向にクラックが生じる。

加えて, 熱衝撃破壊は一般的に1端子からゼロへ拡散する. ピックアンドプレースマシンに起因する破裂は、端子の下で複数の破裂点を持つ歪曲による被害 回路基板 通常、1つだけです. 破断点.