多層陶瓷電容(MLCC)應(yīng)用注意事項(xiàng)?
一、?儲(chǔ)存? 為了保持MLCC的性能,防止對(duì)MLCC的不良影響儲(chǔ)存時(shí)注意以下事項(xiàng):?1.?室內(nèi)溫度5~40℃,溫度20%~70%RH;? 2.?無損害氣體:含硫酸、氨、氫硫化合物或氫氯化合物的氣體;? 3.? 如果MLCC不使用,請(qǐng)不要拆開包裝。如果包裝已經(jīng)打開,請(qǐng)盡可能地重新封上??s帶裝產(chǎn)品請(qǐng)避免太陽光直射,因?yàn)樘柟庵鄙鋾?huì)使MLCC老化并造成其性能的下降。?請(qǐng)盡量在6個(gè)月內(nèi)使用,使用之前請(qǐng)注意檢查其可焊性。?二、?物工操作? MLCC是高密度、硬質(zhì)、易碎和研磨的材質(zhì),使用過程中,它易被機(jī)械損傷,比如開裂和碎裂(內(nèi)部開裂需要超聲設(shè)備檢測(cè))。MLCC在手持過程中,請(qǐng)注意避免污染和損傷。手工操作時(shí),建議使用真空挑揀或使用塑料鑷子挑揀。?三、?預(yù)熱? 焊接過程中,為了減小對(duì)器件的熱沖擊,精確控制的預(yù)熱是很有必要的,溫度的上升率請(qǐng)不要超過4℃/秒,設(shè)預(yù)熱好的溫度與焊接最高溫度的溫度差為△T,則對(duì)于0603、0805、1206等尺寸的MLCC,最好△T≤100℃,對(duì)于1210、1808、1812、2220、2225等大尺寸的MLCC,最好△T≤50℃。?四、?焊接? 手焊時(shí),請(qǐng)使用功率不超過30W且溫度可調(diào)控的烙鐵,烙鐵頭尖的直徑不要超過1.2毫米。焊接過程中,請(qǐng)不要用烙鐵頭直接接觸陶瓷體,烙鐵的溫度不要超過260℃。? 對(duì)于大尺寸的MLCC,比如1210、1808、1812、2220、2225等,不推薦使用波峰焊和手焊。?五、?冷卻? 焊接后,慢慢冷卻MLCC和基板至室溫,推薦使用空氣自然冷卻,以減小焊接處的應(yīng)力。當(dāng)進(jìn)行強(qiáng)制冷卻時(shí),溫度下降率請(qǐng)不要超過4℃/秒。?
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,貼片電容MLCC現(xiàn)在做到幾百層甚至上千層了,每層是微米級(jí)的厚度。所以稍微有點(diǎn)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(gè) 方面是,相同材質(zhì)、容量和耐壓時(shí),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(shí)引起內(nèi)部層間錯(cuò)位短路等安全問題。而且裂紋有一個(gè)很麻煩的問題是,有時(shí)比較隱蔽,在電子設(shè)備出廠檢驗(yàn)時(shí)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(shí),容易從焊端開始產(chǎn)生裂紋。在這點(diǎn)上,小尺寸電容比大尺寸電容相對(duì)來說會(huì)好一點(diǎn),其原理就是大尺寸的電容導(dǎo)熱沒這么快到達(dá)整個(gè)電容,于是電容本體的不同點(diǎn)的溫差大,所以膨脹大小不同,從而產(chǎn)生應(yīng)力。這個(gè)道理和倒入開水時(shí)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(gè)問題,回流焊時(shí)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(huì)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(shí)也不可避免。比如說,對(duì)于PCB外發(fā)加工的電子廠家,有的產(chǎn)品量特少,貼片外協(xié)廠家不愿意接這種單時(shí),只能手工焊接;樣品生產(chǎn)時(shí),一般也是手工焊接;特殊情況返工或補(bǔ)焊時(shí),必須手工焊接;修理工修理電容時(shí),也是手工焊接。無法避免地要手工焊接MLCC時(shí),就要非常重視焊接工藝。首先必須告知工藝和生產(chǎn)人員電容熱失效問題,讓其思想上高度重視這個(gè)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(shí)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(shí)再把電容放上去,烙鐵在整個(gè)過程中只接觸焊盤不接觸電容(可移動(dòng)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(zhǎng)方形的(和PCB平行的面),而且短的邊是焊端,所以自然是長(zhǎng)的那邊受到力時(shí)容易出問題。于是,排板時(shí)要考慮受力方向。比如分板時(shí)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(cè)試時(shí)測(cè)試點(diǎn)機(jī)械接觸等等都會(huì)產(chǎn)生形變。另外半成品PCB板不能直接疊放,等等。? ?????????
在貼裝過程中,貼片電容為什么會(huì)出現(xiàn)斷裂及貼片電容失效的可能???
1、電容在貼裝過程中,若貼片機(jī)吸嘴頭壓力過大發(fā)生彎曲,容易產(chǎn)生變形導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生;??2、如該顆料的位置在邊緣部份或靠近邊源部份,在分板時(shí)會(huì)受到分板的牽引力而導(dǎo)致電容產(chǎn)生裂紋最終而失效。建議在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能將貼片電容與分割線平行排放。當(dāng)我們處理線路板時(shí),建議采用簡(jiǎn)單的分割器械處理,如我們?cè)谏a(chǎn)過程中,因生產(chǎn)條件的限制或習(xí)慣用手工分板時(shí),建議其分割槽的深度控制在線路板本身厚度的1/3~1/2之間,當(dāng)超過1/2時(shí),強(qiáng)烈建議采用分割器械處理,否則,手工分板將會(huì)大大增加線路板的撓曲,從而會(huì)對(duì)相關(guān)器件產(chǎn)生較大的應(yīng)力,損害其可靠性。?? 3、焊盤布局上與金屬框架焊接端部焊接過量的焊錫在焊接時(shí)受到熱膨脹作用力,使其產(chǎn)生推力將電容舉起,容易產(chǎn)生裂紋。?? 4、在焊接過程中的熱沖擊以及焊接完后的基板變形容易導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生:電容在進(jìn)行波峰焊過程中,預(yù)熱溫度,時(shí)間不足或者焊接溫度過高容易導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生,?? 5、在手工補(bǔ)焊過程中。烙鐵頭直接與電容器陶瓷體直接接觸,容量導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生??焊接完成后的基板變型(如分板,安裝等)也容易導(dǎo)致裂紋產(chǎn)生