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贴片陶瓷电容弯曲裂纹现象及对策 之二

技术支持

贴片陶瓷电容弯曲裂纹现象及对策 之二

分类:
常见问题
作者:
来源:
发布时间:
2015/05/10
5.弯曲裂纹一般在哪个过程中产生?
MLCC 在 PCB 上进行焊锡接合后,会使基板发生大幅弯曲的作业均会成为产生裂纹的风险。 多数基板弯曲在制造中及制造后产生。 PCB 会经常在分割作业中受到极大的应力。安装至连接器插座,以及安装配线线束及螺丝紧固作业等制造过程中也会发生基板弯曲。 
 
6.如何才能发现弯曲裂纹?
多数情况下可通过电气测定,通过测试绝缘电阻的下降方式发现弯曲裂纹。MLCC 的 IR(Insulation Resistance,绝缘电阻)的降低是由于裂纹使电介质产生结构缺陷所造成。IR 的降低可通过漏电流的增大而被检测出。 静电容量降低也是产生裂纹的电气指标。 
 
7.怎样才能有效防止弯曲裂纹?
防止裂纹最有效的方法防止对基板施加不需要的外力。通过安装基板加固材料或支撑材料,可有效防止基板弯曲。制造中基板弯曲很容易被忽视。通过验证制造过程可发现减少施加于基板的应力的方法。 
同时,基板上元件的配置将会对弯曲发生时施加于元件的应力的量产生重大影响。通过使元件远离分割面与螺丝安装部位,可有效防止在制造中对 MLCC 施加不需要的应力。通过将元件与分割面平行配置,可降低应力(图1)。 若焊锡过多则可能导致在发生弯曲时对 MLCC 施加的应力增大。需要注意遵从生产商推荐的焊锡规格。

图 1. 分割中施加于电容器的应力大小的图示。应力从最大到最小的顺序如下所示:A > B = C > D > E.
 
8.TDK是否提供弯曲裂纹对策品?
TDK 提供例如开路模式、树脂电极品、安全设计品、MEGACAP(带金属端子)等众多弯曲裂纹对策。 

开路模式增大了端子电极与内部电极间的距离 L 间隙(图1、2)。这意味着,在发生普通的 45 度裂纹时,可防止裂纹达到内部电极的层叠部分,从而变为开路状态,而非短路。

 

 

 

 

 

 

图 1. 标准MLCC的L间隙                   图 2. 得到扩展的L 间隙可防止因弯曲裂纹所产生的短路

TDK 的树脂电极品中,在端子电极中添加有导电性树脂层(图11)。该树脂层位于铜(Cu)与镍(Ni)层之间,通过吸收弯曲与振动所产生的机械应力,防止产生裂纹。部位过度弯曲时,在产生裂纹之前,该设计可使端子电极与树脂分离。


 

 

 

 

图 3. 导电性树脂层部位(使用绿色突出的部分)

TDK 的安全设计品是在单一的陶瓷体上配置 2 个串联电容器(图12)。该电容器适合用于电池线直接连接电路或需要更高安全性的电路由于拥有 2 个电容器,因此,即使1 个产生裂纹,第2 个也可正常工作。由此可防止在产生裂纹时发生短路。同时,TDK 的安全设计品为树脂电极结构,因此在第 1 个电容器便可防止裂纹产生。

 

 

 

 

图 4. 安全设计品的内部结构。即使产生裂纹也不会发生短路

MEGACAP是带金属端子的 MCLL ,拥有单层型与双层型(图13)。可吸收大部分因金属端子弯曲或振动而产生的应力。


 

 

 

 

 

图 5. MEGACAP的结构

 

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