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SMT電容失效模式

最近收到客人投訴開關電源輸出電壓低,分析為SMD電容失效;

單體量測 容值正常,但測試其阻抗不良,有1K左右;

哪位知道的給講解下SMT電容失效的原因,為什麼會這樣子

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yldj
LV.4
2
2012-03-20 15:05

溫度?

有不良品,都可以分析原因。

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jmsanjv
LV.3
3
2012-03-20 15:08

多層片式陶瓷電容器MLCC(貼片電容)的裂紋及其產(chǎn)生原因已探討多年,存在裂紋的電容往往表現(xiàn)為漏電流上升、間斷性的開路或短路,亦有表現(xiàn)為無不良質量的情況,常見的通電后擊穿現(xiàn)象大多是裂紋原因某些時候在某些應用場合和能量條件,這些缺陷會導致災難性失效。事實上裂紋會發(fā)生在SMT表面貼裝過程中的元件拾放、焊接和焊接后手工分拆裝配過程,掌握應用裝配過程和最終產(chǎn)品組成對避免裂紋是非常必要的。

過去二十年,主要工作是改變電容發(fā)生裂紋的情形,改良的SMT吸拾、放置和裝配,事實上已切斷了引起裂紋的的源頭。隨著機器設備設計人員明顯感受到電容裂紋的嚴重性,并把它從其中一個源頭上消除。

上板時焊接條件不當是MLCC裂紋產(chǎn)生的重要原因。陶瓷貼片電容(MLCC)陶瓷和金屬的結合體。陶瓷體部分熱傳導性極差,受到急冷和急熱的情況下,陶瓷體容易產(chǎn)生宏觀裂紋。金屬內電極部分的熱傳導性很好,熱膨脹系數(shù)較大,在受熱的情況下,金屬部分和陶瓷部分存在一定程度膨脹不一致的情況,從而出現(xiàn)內部應力,容易造成瓷體微裂紋。大尺寸MLCC現(xiàn)況更為明顯。所以在焊接時需要特別注意以下幾點:預熱時間要充分、預熱溫度盡量高、焊接溫度盡量低。

波峰焊設備的制造商和用戶現(xiàn)在能更好地掌控產(chǎn)生熱沖擊的源頭,大部分的波峰焊機器具有足夠的預熱控制且已經(jīng)把裂紋源頭最小化(除大規(guī)格尺寸外,如18124525)以上,或是厚型產(chǎn)品,厚度大于1.25mm)。

但近年來伴隨我們的是PCB板彎曲引起的電容裂紋,在焊接后手工分板過程和測試、裝配過程,工業(yè)標準集團和生產(chǎn)商現(xiàn)有的彎曲標準規(guī)范是以前為引線型陶瓷電容做的,但PCB彎曲度或撓度經(jīng)常超出片式電容器的承受范圍。

今天同過去一樣,板彎曲是引起電容裂紋的最主要原因,設計者必須理解PWB(印刷電路板)設計是如何影響裝配和可靠性的。片式陶瓷電容必須與易彎曲部分隔離,諸如板角、板邊、連接器,大體積元件如電感(變壓器)和安裝孔。

JIS-C-6429CECC32100中抗彎曲試驗用于評測片式電容端頭到瓷體的性能。該測試標準下,一塊厚1.6mm的測試板,長90mm,電容通過回流焊,焊接后板中心平行于長軸,背面的沖頂力以1mm/second的速度施加,通過連續(xù)測試容量監(jiān)控用于觀測是否發(fā)現(xiàn)缺陷和容量下降。

很難克服PCB向下彎曲問題,因為固定夾具難以保證PCB板不彎,此外在PWB上芯片端頭周圍位置也是不連續(xù)的。在PCB設計過程中應做一些調整去減少彎曲裂紋。

 

              PCB彎曲引起的電容裂紋

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2012-03-22 18:24
@jmsanjv
多層片式陶瓷電容器MLCC(貼片電容)的裂紋及其產(chǎn)生原因已探討多年,存在裂紋的電容往往表現(xiàn)為漏電流上升、間斷性的開路或短路,亦有表現(xiàn)為無不良質量的情況,常見的通電后擊穿現(xiàn)象大多是裂紋原因。某些時候在某些應用場合和能量條件,這些缺陷會導致災難性失效。事實上裂紋會發(fā)生在SMT表面貼裝過程中的元件拾放、焊接和焊接后手工分拆裝配過程,掌握應用裝配過程和最終產(chǎn)品組成對避免裂紋是非常必要的。過去二十年,主要工作是改變電容發(fā)生裂紋的情形,改良的SMT吸拾、放置和裝配,事實上已切斷了引起裂紋的的源頭。隨著機器設備設計人員明顯感受到電容裂紋的嚴重性,并把它從其中一個源頭上消除。上板時焊接條件不當是MLCC裂紋產(chǎn)生的重要原因。陶瓷貼片電容(MLCC)陶瓷和金屬的結合體。陶瓷體部分熱傳導性極差,受到急冷和急熱的情況下,陶瓷體容易產(chǎn)生宏觀裂紋。金屬內電極部分的熱傳導性很好,熱膨脹系數(shù)較大,在受熱的情況下,金屬部分和陶瓷部分存在一定程度膨脹不一致的情況,從而出現(xiàn)內部應力,容易造成瓷體微裂紋。大尺寸MLCC現(xiàn)況更為明顯。所以在焊接時需要特別注意以下幾點:預熱時間要充分、預熱溫度盡量高、焊接溫度盡量低。波峰焊設備的制造商和用戶現(xiàn)在能更好地掌控產(chǎn)生熱沖擊的源頭,大部分的波峰焊機器具有足夠的預熱控制且已經(jīng)把裂紋源頭最小化(除大規(guī)格尺寸外,如1812(4525)以上,或是厚型產(chǎn)品,厚度大于1.25mm)。但近年來伴隨我們的是PCB板彎曲引起的電容裂紋,在焊接后手工分板過程和測試、裝配過程,工業(yè)標準集團和生產(chǎn)商現(xiàn)有的彎曲標準規(guī)范是以前為引線型陶瓷電容做的,但PCB彎曲度或撓度經(jīng)常超出片式電容器的承受范圍。今天同過去一樣,板彎曲是引起電容裂紋的最主要原因,設計者必須理解PWB(印刷電路板)設計是如何影響裝配和可靠性的。片式陶瓷電容必須與易彎曲部分隔離,諸如板角、板邊、連接器,大體積元件如電感(變壓器)和安裝孔。JIS-C-6429和CECC32100中抗彎曲試驗用于評測片式電容端頭到瓷體的性能。該測試標準下,一塊厚1.6mm的測試板,長90mm,電容通過回流焊,焊接后板中心平行于長軸,背面的沖頂力以1mm/second的速度施加,通過連續(xù)測試容量監(jiān)控用于觀測是否發(fā)現(xiàn)缺陷和容量下降。很難克服PCB向下彎曲問題,因為固定夾具難以保證PCB板不彎,此外在PWB上芯片端頭周圍位置也是不連續(xù)的。在PCB設計過程中應做一些調整去減少彎曲裂紋。              PCB彎曲引起的電容裂紋
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