Qué es MLCC y cómo solucionar los problemas de fisuras de MLCC

Qué es MLCC y cómo solucionar los problemas de fisuras de MLCC

El condensador es básicamente un recipiente que puede almacenar electricidad. El principio básico del condensador es utilizar dos metales conductores paralelos que no estén en contacto entre sí, y rellenarlos con aire u otros materiales como aislante. Se conecta uno de los dos metales al borne positivo de la pila y el otro al negativo. El dispositivo que almacena la carga se llama condensador.

Los condensadores se dividen principalmente en condensadores electrolíticos, condensadores electrolíticos de tantalio, condensadores cerámicos multicapa (MLCC).

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    El principio de MLCC

    La capacidad del condensador es directamente proporcional al área del electrodo de chapa, por lo que la forma de hacer que el área máxima de metal de almacenamiento de carga con el volumen mínimo puede hacer que el valor máximo de capacitancia del condensador con el volumen mínimo. 

    Los MLCC trabajan en el mismo volumen que los condensadores electrolíticos tradicionales porque pueden formar hojas en peine. Los MLCC pueden aumentar enormemente la capacidad de sus condensadores gracias a la estructura de la hoja en peine, de modo que los productos electrónicos pueden ser más finos y pequeños.

    Expresión de la fórmula MLCC:C=εK(A/D)n

    C: capacidad, en F (faradio), mientras que la capacidad de MLCC es principalmente PF, nF y µF.
    ε : constante dieléctrica del aislamiento entre electrodos, expresada en faradios/metro.
    K: constante dieléctrica (según el tipo de cerámica)
    A: área conductora (diferente del tamaño del producto y del área de impresión)
    D: el grosor de la capa dieléctrica
    n: número de capas

    Diferentes tipos de MLCC

    Diferentes tipos de productos MLCC

    MLCC clasificados por características de temperatura :El valor de la capacitancia varía con la temperatura, puede dividirse en C0G(NP0), X7R, Z5U, Y5V, etc.

      ★ Clasificados por el tamaño de los productos MLCC: 0402 ; 0603 ; 0805 ; 1206 etc.

      ★ MLCC clasificados por la capacitancia: 10 PF, 100P, 1nF, 1µF, 10µF.

      ★ MLCC clasificados por tensión de funcionamiento: 10V, 16V, 25V, 50V, 100V, 200V, 500V, 1KV, 2KV, 3KV。Para la misma serie de productos, cuanto mayor es la tensión de funcionamiento, mayor debe ser el grosor de la capa dieléctrica, y el valor relativo de capacitancia es menor.

      ★ MLCC clasificados por tolerancia:±0,1pF(B)、±0,25pF(C)、±0,5pF(D)、±1%(F)、±2%(G)、±5%(J)、±10%(K)、±20%(M)-20%~+80%(Z)

    Por lo tanto, una especificación de producto MLCC completa debe incluir al menos todas las características anteriores.

    El proceso de fabricación de MLCC

    El material dieléctrico de MLCC incluye titanato de bario, óxido de titanio, titanato de magnesio, titanato de estroncio... Según el tipo de producto (NP0, X7R, Y5V) se determinarán diferentes temperaturas de sinterización y atmósferas de sinterización.

    Tecnología de deposición de película gruesa

    Forma del embrión bruto: embrión en tiras, grosor: 5 (incluido m - incluido 25 m.
    Impresión de electrodos: impresión de electrodos conductores, en función del tamaño.
    Tecnología de laminado: 4, 250.
    Tecnología de corte: corte por cuchilla y corte por láser, aserrado.

    Tecnología de cocción cerámica

    Tecnología de cocción cerámica

     

    Materiales de electrodos cerámicos y metálicos: utilizar los materiales adecuados.
    Tecnología de sinterización de ontología: temperatura (950 ~ 1300 ° C) y control de la atmósfera (aire, mezcla de nitrógeno/hidrógeno).
    Tecnología de electrodo lateral: combustión a alta temperatura (750 ~ 900 ° C) y control de la atmósfera (electrodo de cobre).
    Tecnología de galvanoplastia (niquelado, estañado/plomo), estañado puro.

    Según las propiedades del material, el MLCC se divide en dos tipos de tecnologías de proceso, que incluyen el NME (electrodo de metal noble) y el BME (electrodo de metal base), que tienen características de generación y aplicación ligeramente diferentes. El NME es relativamente estable, a menudo se utiliza como producto resistente a altas presiones, el precio es relativamente caro; el BME es un producto de bajo coste con un margen relativamente grande, que se utiliza generalmente para productos sin requisitos elevados.

    Desventajas del MLCC

    El mayor problema de calidad del MLCC es que es demasiado frágil. Si no se utiliza o manipula con cuidado, es fácil que se agriete. Por ello, se suele especificar cómo manipular el MLCC cuando se entrega. Al soldar o desoldar, hay que tener cuidado de no tensar el cuerpo, o se agrietará。

    Razones por las que se rompe el MLCC

    Cuando se produce una microfisura en Proceso de soldadura de PCBEl condensador común estará en circuito abierto y la resistencia de aislamiento aumentará. Sin embargo, cuando MLCC es microcracked,la impedancia de aislamiento de MLCC se disminuye y la fuga de corriente entre las capas cuando se rompe.

    A grandes rasgos, las causas de la rotura del MLCC pueden dividirse en las tres partes siguientes:
    Rotura de MLCC causada por choque térmico
    Rotura de MLCC por defecto extrínseco y fallo por sobreesfuerzo
    Rotura del MLCC causada por un defecto intrínseco

    Choque térmico

    El choque térmico se produce cuando la temperatura alrededor de una pieza sube o baja demasiado rápido

    El choque térmico se produce cuando la temperatura alrededor de una pieza sube o baja demasiado rápido. Por ejemplo, en la soldadura por ola, reflujo, retoque o reparación, se aplican altas temperaturas al material con rapidez. Cuando se fabrican MLCC, se utilizan diversos materiales compatibles.

    Estos materiales tendrán diferentes coeficientes de expansión térmica (CTE) y conductividad térmica debido a sus diferentes propiedades materiales. Cuando estos diferentes materiales existen en el interior de un condensador al mismo tiempo y la temperatura cambia rápidamente, se formarán cambios de volumen de diferentes proporciones y se empujarán y tirarán unos de otros, resultando finalmente en el fenómeno de la grieta.

    Este tipo de ruptura suele partir de los más vulnerables parte de la estructura, o el lugar donde la tensión estructural está más concentrada. Suele producirse cerca de la interfaz cerámica central, donde se une el extremo expuesto, o donde puede generarse la mayor tensión mecánica . generalmente en las cuatro esquinas más duras del cristal.

    Sobrecarga

    La distorsión y la fractura suele ser causada por extrínseca, que por lo general ocurre durante SMT o el proceso de montaje de todo el producto de la máquina. Las posibles razones son las siguientes:
    1. Forma de la máquina Pick and Place Fábrica de montaje de PCB agarra las piezas de forma inadecuada, provocando roturas.

    2.Durante la instalación del condensador, si la boquilla de la tobera está bajo demasiada presión al tomar las piezas o poner las piezas, o si el resorte de la tobera se rompe, lo que resulta en el fracaso del amortiguador o el error de la boquilla, una grieta puede ocurrir si las piezas están dobladas y deformadas.

    3. El tamaño de la disposición del patrón de tierra correspondiente no es uniforme (incluida una almohadilla de soldadura conectada con una gran superficie de lámina de cobre, la otra almohadilla no lo está), o el cantidad de pasta de soldadura no es simétrica al imprimir. También es fácil que reciba diferentes fuerzas de expansión térmica al pasar por el horno de reflujo. De modo que un lado es levantado por una mayor tensión o empuje, dando lugar a grietas.

    4. El choque térmico en el proceso de soldadura y la deformación por flexión del sustrato soldado también pueden provocar grietas.

    Defecto intrínseco del material MLCC

    MLCC defecto intrínseco material se divide generalmente en tres categorías de, este tipo de fallo por lo general proviene de la falla del condensador, y es suficiente para dañar la fiabilidad del producto, este tipo de problema es causado generalmente por el proceso de MLCC o selección inadecuada de los materiales.

    1.Delaminación
    2. Vaciado
    3. Grieta de cocción

    Conclusión

    Las grietas MLCC causadas por choque térmico se propagan desde la superficie al interior del conjunto. Las grietas MLCC causadas por una tensión mecánica excesiva pueden formarse en la superficie o en el interior del componente, y estas grietas MLCC se propagarán en un ángulo de casi 45 grados. En cuanto al fallo de la materia prima, provocará la rotura en la dirección perpendicular o paralela al electrodo interno.

    Además, la rotura por choque térmico se propaga generalmente de un extremo a cero y de un extremo a otro. En la rotura causada por la máquina de toma y colocación, habrá múltiples puntos de rotura por debajo de la conexión final. Los daños causados por un circuito impreso trenzado suelen tener un solo punto de ruptura.

    PREGUNTAS FRECUENTES

    Los condensadores se dividen principalmente en condensadores electrolíticos, condensadores electrolíticos de tantalio y condensadores cerámicos multicapa (MLCC).
    Expresión de la fórmula MLCC:C=εK(A/D)n C: capacitancia, en F (faradio), mientras que la capacitancia de MLCC es principalmente PF, nF y µF. ε : constante dieléctrica del aislamiento entre electrodos, expresada en faradios/metro. K: constante dieléctrica (según el tipo de cerámica) A: superficie conductora (diferente del tamaño del producto y de la superficie de impresión) D: espesor de la capa dieléctrica n: número de capas
    Rotura de MLCC causada por choque térmico Rotura de MLCC causada por defecto extrínseco y fallo por sobreesfuerzo Rotura de MLCC causada por defecto intrínseco

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