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SMT贴片电容MLCC的失效分析

(2018-03-19 09:15:42)
标签:

mlcc失效分析

smt贴片加工

广州smt贴片加工厂

MLCC可靠性高,可长时间稳定使用,但如果器件存在来料缺陷或者在装焊过程中产生缺陷,则会对其可靠性产生影响。器件的来料缺陷,包含MLCC烧结过程中产生的空洞、烧结裂纹、分层等缺陷;器件的引入缺陷主要包括装焊过程中的各种应力损伤。

本文以下内容众焱电子小编将着重讲述装焊过程MLCC的引入缺陷产生的原因,引入缺陷造成的微裂纹往往很难从外观上进行分辨,随着温度变化、SMT贴片加工组装过程或者试验阶段才会彻底暴露出来。对于引入性缺陷采取破坏性物理分析(DPA)是一种有效手段,通过对电容器的剖面进行金相物理检查,检查器件内部分层、空洞、裂纹等缺陷,可有效的对器件失效模式进行判断,预防设计与工艺相关的缺陷,最终达到保证产品质量和可靠性的目的。

一、板弯失效

板弯失效,又称45°角失效。从金相切片图示上显示,见图1,一般会在瓷体和金属电极的交接点斜向上呈线一条近似45°角的裂纹线。经过温度冲击、振动试验后,电流集中在裂纹位置并使之逐渐发热升温,温度过高将导致内部电极熔化及瓷体向外膨胀,最终发生爆裂。

http://www.gz-smt.com/e/upload/s1/fck/image/2018/01/18/1620030057.jpg

图1

板弯失效形成的原因是主要是装配过程中印制板受外力弯曲或焊接后印制板、MLCC电极端、陶瓷介质三者的热膨胀系数不同,最终使两焊接端产生相反方向的机械应力,应力集中在电容最弱的位置,一般在瓷体和金属电极的交接点,最终产生裂缝。

在生产装配过程中,很多广州SMT贴片加工厂的板弯失效多发生在拼板分割、印制板焊接后、机械安装等装焊环节。

二、热冲击失效

MLCC焊接时,由于MLCC的内外陶瓷的膨胀幅度不一样,易从焊接端头开始形成带有弧形的裂痕,图2MLCC热冲击失效外观图,图5为热冲击失效DPA图。

http://www.gz-smt.com/e/upload/s1/fck/image/2018/01/18/1620281776.jpg

图2

http://www.gz-smt.com/e/upload/s1/fck/image/2018/01/18/1620388495.jpg

图3

热冲击失效形成的主要原因是温度曲线缺陷、焊接过程或焊接后温度跳跃变化、未充分考虑器件的温度特性而选用不适合工艺方法等造成。

在生产装配过程中,热冲击失效多发生在波峰焊、补焊、手工焊等环节。

三、机械损伤失效

MLCC由多个电容错位叠压而成。陶瓷材料本身特性脆弱,多层叠加后,受外力作用易断开而导致电容失效。

在生产装配过程中,由机械损伤引发的失效多发生在器件周转、表面贴装、手工焊接、印制板清洗等环节。

1、器件周转环节:器件磕碰、跌落,可造成开裂。

2、表面贴装环节:吸嘴下行设置高度误差,板面布局较集中无法使用支撑柱或未使用支撑柱,可造成开裂。

3、手工焊接环节:焊接过程烙铁头或防静电镊子按压器件本体、器件两端头焊锡量过多或不均匀,可造成开裂。

4、印制板清洗环节:手工清洗用力过大、清洗方法错误或清洗刷头过硬,可造成开裂;若器件在前工序已造成了内部裂纹存在,则MLCC在清洗工序中可能造成电极和陶瓷本体脱落的现象。

四、过压过流失效

施加在元器件上的激励稳定性是保证元器件正常工作的重要条件,而当外界电压或电流超过器件的最大技术条件时,器件的性能会减弱甚至损坏,而这种伤害俗称过度电性应力,简称EOS;从DPA分析图可以看出,遭受过度电性应以伤害的MLCC,其裂纹从内部开始呈爆炸状分散。

除去产品电路系统未设计限压、限流保护方案因素外,在生产装配过程中,造成器件过应力伤害最有可能的原因就是静电伤害,因此广州SMT贴片加工厂的装焊过程的静电防护应该贯穿于产品的整个生产、调试期。

五、其它类型失效

器件的保管与存放是容易忽视的环节,比如湿敏器件的存放,空气中的湿气通过扩散进去器件材料的内部,而在回流焊过程中器件暴露于200℃的温度下,快速的湿气膨胀,材料的不匹配以及材料界面的劣化等因素的共同作用会导致器件内部的开裂或分层;另外存储环境不匹配或者超保质期器件氧化造成可焊性差等因素都是器件失效原因之一,图11MLCC焊接端头因为可焊性差造成的焊点空洞缺陷。


广州众焱电子有限责任公司www.gz-smt.com,是一家专业从事SMT贴片加工、DIP常见加工、PCBA包工包料、PCB线路板制造的公司,拥有多年的电子加工经验,以及先进的生产设备和完善的售后服务体系。公司的SMT贴片加工能力达到日产100万件,DIP插件加工产能为20万件/日,能够给你提供优质的电子加工服务。

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