MLCC(片狀多層陶瓷電容器)現(xiàn)已成為電子電路中常用的元件之一。 MLCC的外觀看似很簡(jiǎn)單,但很多情況下,規(guī)劃工程師或生產(chǎn)技術(shù)人員對(duì)MLCC的了解不夠。
有些公司在MLCC的應(yīng)用上也存在一些誤區(qū),認(rèn)為MLCC是一種非常簡(jiǎn)單的電子元件,所以技術(shù)要求不高。 MLCC本來(lái)就是一個(gè)很弱的元件,所以在應(yīng)用的時(shí)候一定要注意。下面說(shuō)一下MLCC應(yīng)用的一些問(wèn)題和注意事項(xiàng)。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,貼片電容MLCC現(xiàn)在可以達(dá)到數(shù)百甚至數(shù)千層,每一層都是微米級(jí)的厚度。因此,輕微的變形可能會(huì)導(dǎo)致裂縫。其他同材質(zhì)、尺寸、耐壓的貼片電容MLCC,容量越大,層數(shù)越多,每層越薄,越容易開(kāi)裂。
另一個(gè)方面是,當(dāng)相同的材料、容量和耐壓相同時(shí),小尺寸的電容器需要更薄的介電層,這導(dǎo)致更簡(jiǎn)單的開(kāi)裂。裂紋造成的損壞是漏電,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起內(nèi)部層間錯(cuò)位、短路等安全問(wèn)題。
此外,還有一個(gè)關(guān)于裂紋的麻煩問(wèn)題。有時(shí)它們比較隱蔽,在電子設(shè)備的工廠檢查中可能不會(huì)被發(fā)現(xiàn)。它在客戶端正式公開(kāi)。因此,避免貼片電容器MLCC出現(xiàn)裂紋具有重要意義。
當(dāng)貼片電容器 MLCC 受到溫度沖擊時(shí),裂紋只是從焊接端開(kāi)始。在這一點(diǎn)上,小容量的電容相對(duì)來(lái)說(shuō)比大容量的要好。原理是大型電容器不會(huì)那么快地將熱量傳導(dǎo)到所有電容器,因此電容器本體不同點(diǎn)之間的溫差較大,因此膨脹尺寸不一樣,然后會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。
道理和倒開(kāi)水的時(shí)候一樣,厚玻璃比薄玻璃更容易碎。另外,貼片電容MLCC焊接后的冷卻過(guò)程中,貼片電容MLCC與PCB的膨脹系數(shù)不同,因此會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力,導(dǎo)致開(kāi)裂。
為避免這種疑問(wèn),回流焊接期間需要出色的焊接溫度曲線。如果用波峰焊代替回流焊,這種故障會(huì)大大增加。 MLCC是避免無(wú)烙鐵焊接的技術(shù)。然而,工作總是不那么理想。
烙鐵技術(shù)有時(shí)是不可避免的。例如,對(duì)于加工PCB外包的電子廠商,有些產(chǎn)品非常小,芯片外包廠商不愿意接受這樣的訂單時(shí),只能做手工焊接;生產(chǎn)樣品時(shí),通常也是手工焊接;特殊情況可能會(huì)返工或返工。補(bǔ)焊時(shí),需采用手工焊;維修電容器時(shí),還需要采用手工焊接。當(dāng)不可避免地需要手工焊接MLCC時(shí),就必須高度重視焊接技術(shù)。
首先要把電容熱失效的問(wèn)題告知技術(shù)和生產(chǎn)人員,讓他們?cè)陬^腦中高度重視這個(gè)問(wèn)題。其次,需要專業(yè)的技術(shù)工人進(jìn)行焊接。對(duì)焊接技術(shù)也有嚴(yán)格的要求。例如,必須使用恒溫烙鐵。烙鐵溫度不要超過(guò)315°C(防止生產(chǎn)工人快速升高焊接溫度),焊接時(shí)間不要超過(guò)3秒,選擇合適的助焊劑和焊膏。焊盤(pán)必須先清洗干凈,MLCC 不能承受很大的外力。注意焊接質(zhì)量等。
優(yōu)質(zhì)焊接技術(shù)是先在焊盤(pán)上放錫,然后烙鐵將焊盤(pán)上的錫熔化,再將電容器放在上面。烙鐵只接觸焊盤(pán),整個(gè)過(guò)程不接觸電容(可以移動(dòng)和接近),然后用類似的方法(加熱焊盤(pán)上鍍錫的底層而不是直接加熱電容)焊接另一個(gè)結(jié)尾。
機(jī)械應(yīng)力也只會(huì)導(dǎo)致 MLCC 出現(xiàn)裂紋。因?yàn)殡娙菔情L(zhǎng)方形的(表面平行于PCB),短邊是焊接端,長(zhǎng)邊受力時(shí)自然容易出現(xiàn)問(wèn)題。因此,在布置板子時(shí)要考慮受力的方向。
比如分板時(shí)的變形方向和電容方向的關(guān)系。在生產(chǎn)過(guò)程中,盡量不要在PCB可能發(fā)生較大變形的地方對(duì)電容器放電。例如PCB定位鉚接、單板測(cè)試時(shí)測(cè)試點(diǎn)的機(jī)械接觸等。
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