如何有效避免電容裂紋的發(fā)生
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,貼片電容MLCC現(xiàn)在已可以做到幾百層甚至上千層了,每層是微米級的厚度。所以稍微有點形變就容易使其產(chǎn)生裂紋。另外同樣材質(zhì)、尺寸和耐壓下的貼片電容MLCC,容量越高,層數(shù)就越多,每層也越薄,于是越容易斷裂。另外一個方面是,相同材質(zhì)、容量和耐壓時,尺寸小的電容要求每層介質(zhì)更薄,導(dǎo)致更容易斷裂。裂紋的危害是漏電,嚴(yán)重時引起內(nèi)部層間錯位短路等安全問題。而且裂紋有一個很麻煩的問題是,有時比較隱蔽,在電子設(shè)備出廠檢驗時可能發(fā)現(xiàn)不了,到了客戶端才正式暴露出來。所以防止貼片電容MLCC產(chǎn)生裂紋意義重大。
當(dāng)貼片電容MLCC受到溫度沖擊時,容易從焊端開始產(chǎn)生裂紋。在這點上,小尺寸電容比大尺寸電容相對來說會好一點,其原理就是大尺寸的電容導(dǎo)熱沒這么快到達(dá)整個電容,于是電容本體的不同點的溫差大,所以膨脹大小不同,從而產(chǎn)生應(yīng)力。這個道理和倒入開水時厚的玻璃杯比薄玻璃杯更容易破裂一樣。另外,在貼片電容MLCC焊接過后的冷卻過程中,貼片電容MLCC和PCB的膨脹系數(shù)不同,于是產(chǎn)生應(yīng)力,導(dǎo)致裂紋。要避免這個問題,回流焊時需要有良好的焊接溫度曲線。
如果不用回流焊而用波峰焊,那么這種失效會大大增加。MLCC更是要避免用烙鐵手工焊接的工藝。然而事情總是沒有那么理想。烙鐵手工焊接有時也不可避免。比如說,對于PCB外發(fā)加工的電子廠家,有的產(chǎn)品量特少,貼片外包廠家不愿意接這種單時,只能手工焊接;樣品生產(chǎn)時,一般也是手工焊接;特殊情況返工或補(bǔ)焊時,必須手工焊接;修理工修理電容時,也是手工焊接。無法避免地要手工焊接MLCC時,就要非常重視焊接工藝。
需要及時告知工藝和生產(chǎn)人員電容熱失效問題,讓其思想上高度重視這個問題。其次,必須由專門的熟練工人焊接。還要在焊接工藝上嚴(yán)格要求,比如必須用恒溫烙鐵,烙鐵不超過315°C(要防止生產(chǎn)工人圖快而提高焊接溫度),焊接時間不超過3秒選擇合適的焊焊劑和錫膏,要先清潔焊盤,不可以使MLCC受到大的外力,注意焊接質(zhì)量等等。最好的手工焊接是先讓焊盤上錫,然后烙鐵在焊盤上使錫融化,此時再把電容放上去,烙鐵在整個過程中只接觸焊盤不接觸電容(可移動靠近),之后用類似方法(給焊盤上的鍍錫墊層加熱而不是直接給電容加熱)焊另一頭。
機(jī)械應(yīng)力也容易引起MLCC產(chǎn)生裂紋。由于電容是長方形的(和PCB平行的面),而且短的邊是焊端,所以自然是長的那邊受到力時容易出問題。于是,排板時要考慮受力方向。比如分板時的變形方向于電容的方向的關(guān)系。在生產(chǎn)過程中,凡是PCB可能產(chǎn)生較大形變的地方都盡量不要放電容。比如PCB定位鉚接、單板測試時測試點機(jī)械接觸等等都會產(chǎn)生形變。另外半成品PCB板不能直接疊放,等等。
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