为什么贴片电容会有扭曲裂纹?
mouser 2021-02-18

作者:株式会社村田制作所 第一电容器品质保证部 S.T

电子设备中不可缺少的元器件——多层陶瓷电容器(以下简称贴片),常常会出现的"扭曲裂纹"现象。本文主要为大家讲述扭曲裂纹的产生原理以及防止扭曲裂纹产生的方法。

1. 什么是扭曲裂纹?

首先,我们来看一下图1中扭曲裂纹的形态。扭曲裂纹是指因扭曲而产生的裂纹(裂缝)。扭曲裂纹从贴片外面看很难被发现。因此,我们把贴片如下图一样切开,来观察截面的图像。

从中,我们可以发现扭曲裂纹的特征是从外部电极的一端向对角线方向产生了裂纹。

“”裂纹的代表性实例

2. 扭曲裂纹的产生原理

为什么会产生扭曲裂纹呢?这是由于贴片是焊接在电路板上的。对电路板施加过大的机械力、使得电路板弯曲或老化,从而产生了扭曲裂纹。

将电路板翻转过来,就会看到下列情况。

如图2所示,电路板上面被拉伸,下面被收缩。由于上面的拉伸,铜焊盘就会向左右移动。

“”电路板变形及应力图

随着焊盘的移动,焊锡也会移动或产生变形。焊锡变形后,贴片的外部电极就会移动和变形,拉伸应力就会集中在贴片的外部电极的一端。当该拉伸应力大于贴片电介质的强度时,就会出现裂纹。

“”扭曲裂纹产生的原理

3. 扭曲裂纹产生的影响

扭曲裂纹从下面的外部电极的一端延伸到上面的外部电极的话,容量就会下降,使得电路呈现出开路状态(开放)。因此,即使裂纹不是十分严重,如果到达贴片内部电极,焊剂中的有机酸和湿气会通过裂纹的缝隙侵入,导致绝缘电阻性能降低。另外,电压负荷会变高,电流的流量过大时,最糟糕的情况会导致短路。
一旦出现了扭曲裂纹,是很难从外面将其去除的,因此为了防止裂纹的产生,应当控制不要施加过大的机械力。

4. 什么是扭曲量?

为了避免扭曲裂纹的产生,最好不要在生产产品的现场施加过大的机械力。那么有什么方法可以使得过度施加的机械力变得可视化?。其中一种有效的方法就是测量扭曲量。下面,先来介绍一下什么是扭曲量。

扭曲是指,在物体上施加负重时单位长度的变化量。

此时的拉伸比率就是扭曲量。

ε=ΔL/L ε:扭曲量;L:施加力之前的长度;ΔL:变形长度

例如,1000mm的棒经过左右拉伸后,变成1001mm时,1mm/1000mm=0.001ST=1000μST。

5. 如何防止扭曲裂纹的产生?

为防止扭曲裂纹的产生,我们需要从电路板设计和工序管理这两方面采取对策。首先,介绍一下工序管理方面的对策。先测量一下之前介绍过的扭曲量,然后在工序中进行扭曲量的管理。我们来设置一下标准扭曲量。如果设置值过小,则需要严格管理。如果设置值过大,则会产生扭曲裂纹。一般的设置值是:生产关乎生命安全产品的客户多以500μST为标准,生产普通消费产品的客户多以1000μST为标准。即使是扭曲程度相同的电路板,元器件的应力会因使用的电路板类型和厚度的不同而不同,因此,客户应该按照经验判断制定的标准。

下面测量各个工序中的扭曲量。村田通过过去调查的项目,总结出了哪些作业工序会产生扭曲裂纹。最重要的是管理工序。

“”表1 安装作业及扭曲裂纹产生的可能性

关于超过设置标准的工序,可通过改良设备、改善作业等来控制扭曲量。

接下来,介绍一下设计方面的主要预防措施。

1.电路板端、螺丝孔、连接器的距离

(例如,设置10mm以上等等合理的距离。)

2.配置

(一般来讲,分割线最好设置成平行。像电路板角以及L字型的电路板中弯折的部分等等
容易集中应力的地方最好不要配置贴片。)

3.分割线的选择

(设置成线比穿孔要好)

4.焊盘的宽度

(C的尺寸最好小于贴片的W(宽度))

“”焊盘尺寸

5.配置设计模式

(为防止印刷电路板因回流而变形,最好设计成铜箔模式)

6.采用树脂外部电极产品

(考虑到扭曲较大的时候,可以采用树脂外部电极产品。)

以上等等。 

声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
热门推荐
  • 相关技术文库
  • 元器件
  • 电阻
  • 电容
  • 电感
  • 如何处理MOS管小电流发热?

    01 MOSFET的击穿有哪几种? Source、Drain、Gate ——  场效应管的三极: 源级S、漏级D、栅级G。( 这里不讲栅极GOX击穿了啊,只针对漏极电压击穿) 先讲测试条件,都是源栅衬底都是接地,然后扫描漏极电压,直至Drain端电流达到1uA。所以从器件结构上看,它

    前天
  • 三极管核心结构及功能

    半导体三极管,又称为双极结型晶体管(bipolar junction transistor, BJT)。 广义上,三极管有多种,常见如下图所示 。 狭义上,三极管指双极型三极管,是最基础最通用的三极管。 本文所述的是狭义三极管,它有很多别称: 三极管的发明 晶体三极管出现之前是

    前天
  • 各类电容的特性及失效分析一览

    对于陶瓷电容,大家知多少呢?顾名思义,瓷介电容器就是介质材料为陶瓷的电容器。关于瓷介电容又有怎样的特性等知识是我们不熟悉的呢?本文给大家带来关于陶瓷电容的前世今生,一起深入了解吧! 陶瓷电容器的由来 1900年意大利L.隆巴迪发明陶瓷介质电容器。30

    前天
  • 电感元件设计规范标准

    昨天有粉丝,在后台留言找我要电感的资料, 今天就满足你的要求。 再把之前发过的几篇旧文找出来, 戳标题阅读

    前天
  • 图说精密电阻,好多老古董

    一个好的精密电阻,必须具备老化小、温飘小、偏差小的特点,同时最好具备可靠性高、功率余量大温升小、噪音低、串联电感分布电容小、电压系数小、焊接、振动及拉伸不容易变化等。 当然,与基准相关的最重要的参数,是老化,其次是温度系数。因此,以下这个排

    02-24
  • LDO,如何测量噪声呢?

    噪声分为两类:内部噪声和外部噪声。内部噪声是不可避免的,每个电子设备都会产生内部噪声。LDO 由理想的源供电,这意味着它不受外界影响,因此在输入端没有外部噪声 (虽然 LDO 在输出端确实有内部噪声)。外部噪声是由外界影响(输入处的纹波——实际源) 产生

    02-23
  • 555 芯片引脚定义、内部、等效图

    555定时器芯片由于使用方便灵活,应用非常广泛。常用在波形的产生与变化、测量与控制等许多领域。 家用电器、电子玩具中都很常见,是非常经典的一款芯片。 究竟有多经典,甚至可以出它的手办模型。 由于广受市场欢迎,许多芯片公司都各自推出了555定时器芯片

    02-20
  • 8大常用元器件的基本识别方法

    由于电子元器件种类繁多,这里就主要讲电阻、电容、晶体二极管、稳压二极管、电感、变容二极管、晶体三极管、场效应晶体管放大器等这几种的识别方法。希望以下内容能帮到大家。 1.电阻 电阻的识别方法主要是参数识别法,参数识别法分为指标法、色标法和数标法

    02-19
  • 半导体常见产品分类,市场规模最大的是这种?

    工作和兴趣都在芯片行业,所以需要系统整理一下思路,本文只言简意赅的阐述三个问题:1) 三代半导体材料;2) 半导体器件的产品功能分类:集成电路、光电器件、分立器件和传感器四个领域;半导体之集成电路的功能分类:逻辑器件、存储器件、微处理器、模拟器件

    02-18
  • 磁珠的选型重要吗?

    磁珠的选型重要吗? 先看下磁珠选型现状:磁珠用得最多的地方,应该是串联在电源上面,用于电源滤波。只要保证额定电流,DCR引起的压降满足要求,再大致看下100Mhz时的阻抗,基本上就可以了,然后在公司物料库里面挑一个,尽量不用新物料。 如果按照上述方式

    02-10
  • 去耦旁路电路,不同规格的电容在PCB布局时该怎么摆

    对于噪声敏感的IC电路,为了达到更好的滤波效果,通常会选择使用多个不同容值的电容并联方式,以实现更宽的滤波频率,如在IC电源输入端用1μF、100nF和10nF并联可以实现更好的滤波效果。那现在问题来了,这几个不同规格的电容在PCB布局时该怎么摆,电源路径是

    02-07
  • 电容电路应用35个问答,你都能答对吗

    1 电压源正负端接了一个电容,与电路并联,用于整流电路时,具有很好的滤波作用,当电压交变时,由于电容的充电作用,两端的电压不能突变,就保证了电压的平稳。 当用于电池电源时,具有交流通路的作用,这样就等于把电池的交流信号短路,避免了由于电池电压

    02-02
下载排行榜
更多
广告