Teknik PCB - Analisi penyebab kemungkinan pecah MLCC PCBA

Sebab kemungkinan untuk pecahan kondensator keramik berbilang lapisan PCBA MLCC

Secara umum kondensator (retak mikro), kebanyakan daripada mereka akan menghasilkan fenomena sirkuit terbuka dan menyebabkan resistensi izolasi (IR, Insulation Resistance) meningkat. Apabila microcrack berlaku di tangan, ia benar-benar umum bahawa perlawanan izolasi menjadi kecil, yang menyebabkan fenomena sirkuit pendek bocor semasa. Sebab mungkin disebabkan oleh fenomena sirkuit pendek lapisan ke lapisan apabila struktur lapisan terputus. .

Jika anda tidak terlalu jelas tentang struktur MLCC, ia dicadangkan anda pertama-tama rujuk kepada artikel yang telah diterbitkan sebelum memperkenalkan struktur dan proses kondensator keramik berbilang lapisan (MLCC).

Mari kita bercakap tentang sebab kemungkinan mikroretak secara umum "kondensator keramik berbilang lapisan".

Sebab pecahan MLCC boleh dibahagi secara kira-kira ke tiga arah berikut:

♪ Kegagalan kejutan panas (kejutan panas)

♪ Kegagalan ekstrinik, Kegagalan tekanan berlebihan (Kegagalan ekstrinik, Kegagalan tekanan berlebihan)

♪ Kecacatan Intrinsic ♪

Prinsip kegagalan Shok Termal:

Apabila suhu di sekitar bahagian PCB naik dan jatuh terlalu cepat, kejutan panas akan membentuk, seperti soldering gelombang, reflow, touch-up, atau perbaikan.

Suhu tinggi. Ini kerana dalam pembuatan kondensator keramik berbilang lapisan, berbagai jenis bahan yang sesuai dengan yang lain digunakan. Bahan-bahan ini mempunyai koeficien berbeza pengembangan panas dan konduktiviti panas disebabkan ciri-ciri berbeza mereka. Apabila bahan-bahan berbeza ini wujud dalam kondensator pada masa yang sama Apabila suhu dalaman berubah dengan cepat, nisbah berbeza perubahan volum akan membentuk, mendorong dan menarik satu sama lain, dan akhirnya menyebabkan fenomena pecahan PCB.

Jenis pecahan ini sering berlaku dari bahagian paling lemah struktur, atau tempat di mana tekanan struktur paling berkonsentrasi. Ia biasanya berlaku dekat hujung terkena bergabung dengan antaramuka keramik pusat, atau di mana tekanan mekanik terbesar boleh dijana (biasanya di mana kristal adalah yang paling sukar Empat sudut ), dan fenomena disebabkan oleh kejutan panas mungkin mempunyai jenis berikut:

1. Kerosakan dalam bentuk paku atau bentuk U.

MLCC bentuk seperti paku atau retak bentuk U.

2. Sebuah retakan kecil tersembunyi di dalam kondensator.

3. Bahagian tengah yang terkena atau separuh bawah persatuan antara hujung keramik tengah dan hujung terkena mula pecah, dan kemudian ia menyebar bersama dengan cacatan semasa suhu berubah atau semasa pemasangan berikutnya.

Pencekikan kejutan panas MLCC

Jenis pertama retak adalah seperti paku atau retak bentuk U dan jenis kedua mikroretak tersembunyi di dalam. Perbezaan antara kedua-dua adalah bahawa yang terakhir adalah kurang tekanan, dan retakan yang berasal adalah relatif ringan. Jenis pertama retak Jelas, ia biasanya boleh dikesan dalam metalografi, sementara jenis kedua hanya boleh dikesan apabila ia telah dikembangkan ke tahap tertentu.

(Perhatian: "Metallographic" merujuk kepada imej struktur logam dibawah mikroskop kuasa tinggi)

Prinsip kegagalan penghalang PCB:

Kerosakan dan pecahan biasanya disebabkan oleh kekuatan luar (ekstrinsik). Situasi ini biasanya berlaku semasa mengumpulkan SMT atau seluruh produk. Sebab kemungkinan ialah:

1. Mesin pilih & tempat (mesin pilih & tempat) tidak sesuai menangkap bahagian dan menyebabkan pecahan. Apabila mesin tempatan SMT memilih dan menempatkan bahagian, rahang pusatnya disebabkan oleh pakaian, jajaran yang salah, atau tilt. Tekanan berkoncentrasi cakar tengah akan menyebabkan tekanan besar atau kekuatan memotong, dan kemudian membentuk titik pecah. Kerosakan tersebut adalah kerosakan permukaan yang biasanya kelihatan, atau kerosakan dalaman antara 2 hingga 3 elektrod; retak permukaan biasanya mengikut garis tekanan yang paling kuat dan arah pemindahan keramik. Mesin SMT baru semasa tidak lagi menggunakan mekanisme desain rahang pusat ini.

2. Semasa proses lekapan kondensator, jika teka-teki suhu pemasang mengambil bahagian-bahagian atau meletakkan bahagian-bahagian terlalu banyak, bahagian-bahagian mungkin telah bengkok dan terganggu dan retak mungkin berlaku. Jenis pecahan ini biasanya membentuk indentasi bulat atau setengah bulan pada permukaan bahagian, dan mempunyai pinggir bukan bulat. Dan diameter separuh bulan ini atau retak bulat akan sama dengan saiz kosong. Jenis lain kerosakan disebabkan oleh tekanan juga boleh disebabkan oleh kerosakan kepala tombol. Kerosakan akan berlanjut dari satu sisi pusat komponen ke sisi lain. Kerosakan ini boleh menyebar ke sisi lain komponen, dan kerosakan yang kasar boleh menyebabkan bawah kondensator rosak.

3. Bentangan pola tanah yang sepadan tidak seragam dalam saiz (termasuk satu pad disambung dengan kawasan besar foil tembaga, dan pad yang lain tidak), atau pasta askar tidak simetri semasa mencetak, Ia juga mudah untuk dijalankan kekuatan pengembangan panas yang berbeza apabila melewati oven reflow, sehingga satu sisi ditangkap oleh kekuatan menarik atau mendorong yang lebih besar, yang mengakibatkan retak.

4. Kejutan panas proses penywelding dan bengkok dan deformasi substrat selepas penywelding juga mudah menyebabkan retak.

4.1 Semasa soldering gelombang kondensator, suhu prepemanasan, masa yang tidak cukup atau suhu terlalu tinggi semasa soldering juga boleh mudah menyebabkan retak.

4.2 Semasa proses sentuhan PCB, kepala besi soldering secara langsung menghubungi tubuh kondensator, menyebabkan pemanasan setempat, atau melaksanakan tekanan berlebihan, yang juga mungkin mudah menyebabkan retak.

4.3 Selepas penywelding selesai, ia mudah menyebabkan retak apabila substrat bengkok apabila papan dipotong atau seluruh mesin dikumpulkan.

Apabila plat dipungkus dan terganggu dibawah tindakan kekuatan mekanik, julat bergerak keramik terbatas oleh kedudukan akhir dan kongsi solder, dan retak akan membentuk diluar antaramuka penghentian keramik. Pecahan ini akan bermula dari kedudukan terbentuk, dari sudut 45 darjah. Pembatasan tersebar.

Kegagalan penyakit dan pecahan. Dalam kegagalan pecah disebabkan oleh tahap SMT, jika pecah kecil, ia tidak dapat dikesan oleh metalografi. Keputusan dan kerosakan disebabkan oleh tahap produksi selepas SMT pasti boleh dikesan oleh metalografi.

Kegagalan dan pecahan bahan MLCC

Kegagalan bahan MLCC secara umum dibahagi ke tiga kategori utama kegagalan. Kegagalan seperti biasanya berasal dari kegagalan dalaman kondensator, dan mereka cukup untuk merusak kepercayaan produk. Masalah tersebut biasanya disebabkan oleh proses MLCC atau pemilihan bahan yang salah. sebab.

1. Kegagalan antara elektrod dan pecahan garis ikatan (Delamination).

Kesalahan seperti biasanya membentuk retakan yang lebih besar. Alasan utama ialah bahawa kosong tinggi keramik atau kosong antara lapisan dielektrik dan elektrod bertentangan menyebabkan lapisan dielektrik antara elektrod pecah, menyebabkan krisis kebocoran potensi.

MLCC T8 gagal diantara elektrod dan garis ikatan rosak. Kegagalan antara elektrod MLCC dan pecahan garis ikatan.

2. kosong.

Lubang biasanya berlaku antara dua elektrod dalaman bersebelahan, kadang-kadang sama besar dengan elektrod berbilang. Kecacatan seperti ini sering menyebabkan sirkuit pendek antara elektrod dan arus kebocoran. Apabila ruang besar dihasilkan, ia juga boleh mempengaruhi dan mengurangi nilai kapasitasinya.

Alasan untuk jenis cacat ini biasanya berasal dari kawalan proses yang tidak sesuai MLCC, seperti pencemaran materi asing atau penyembunan buruk serbuk kondensator keramik.

Lubang MLCC biasanya berlaku antara dua elektrod dalaman bersebelahan, kadang-kadang sama besar dengan elektrod berbilang. Kesalahan ini sering menyebabkan sirkuit pendek antara elektrod dan arus kebocoran. Lubang MLCC. Sebab kesalahan tersebut biasanya berasal dari kawalan proses MLCC, seperti pencemaran materi asing atau penyembuhan buruk serbuk kondensator keramik.

3. tembakan retak.

Arah pecahan pecahan pembakaran akan bertentangan dengan elektrod (elektrod), dan kebanyakan ia akan pecahan dari pinggir elektrod atau terminal.

Kesalahan seperti biasanya menyebabkan kebocoran semasa berlebihan dan merusak kepercayaan komponen.

Alasan untuk jenis pecah ini sebahagian besar disebabkan oleh pendinginan berlebihan proses penghasilan MLCC.

dalam kesimpulan:

Kerosakan disebabkan oleh kejutan panas akan menyebar dari permukaan kondensator ke dalam komponen. Kerosakan disebabkan oleh tekanan mekanik berlebihan boleh membentuk di permukaan atau dalam komponen, dan kerosakan ini akan menyebar pada sudut hampir 45 darjah. Adapun kegagalan bahan-bahan mentah, ia akan menyebabkan retakan dalam arah selari atau selari elektrod dalaman.

Selain itu, kejutan panas biasanya menyebar dari satu terminal ke sifar. Kerosakan disebabkan oleh mesin pemilihan dan tempat akan mempunyai titik kerosakan berbilang di bawah terminal; kerosakan yang disebabkan oleh kerosakan papan sirkuit biasanya hanya satu. Titik kotoran.