Che cos'è l'MLCC e come risolvere i problemi di rottura dell'MLCC

Che cos'è l'MLCC e come risolvere i problemi di rottura dell'MLCC

Il condensatore è fondamentalmente un contenitore in grado di immagazzinare elettricità. Il principio di base del condensatore consiste nell'utilizzare due metalli conduttori paralleli non in contatto tra loro e riempiti di aria o di altri materiali come isolante. Collegare uno dei due metalli al terminale positivo della batteria e l'altro al terminale negativo. Il dispositivo che immagazzina la carica si chiama condensatore.

I condensatori sono principalmente suddivisi in condensatore elettrolitico, condensatore elettrolitico al tantalio, condensatore ceramico multistrato (MLCC).

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    Il principio del MLCC

    La capacità del condensatore è direttamente proporzionale all'area dell'elettrodo in lamiera, per cui come realizzare la massima area metallica di accumulo della carica con il minimo volume è possibile ottenere il massimo valore di capacità del condensatore con il minimo volume. 

    Gli MLCC lavorano nello stesso volume dei condensatori elettrolitici tradizionali perché possono formare fogli a pettine. L'MLCC può aumentare notevolmente la capacità dei suoi condensatori grazie alla struttura del foglio a pettine, in modo che i prodotti elettronici possano essere più sottili e più piccoli.

    Espressione della formula MLCC: C=εK(A/D)n

    C: capacità, in F (farad), mentre la capacità di MLCC è principalmente PF, nF e µF.
    ε : costante dielettrica dell'isolamento tra gli elettrodi, espressa in farad/metro.
    K: costante dielettrica (a seconda del tipo di ceramica)
    A: area conduttiva (diversa dalle dimensioni del prodotto e dall'area di stampa)
    D: spessore dello strato dielettrico
    n: numero di strati

    Diversi tipi di MLCC

    Diversi tipi di prodotti MLCC

    MLCC classificati in base alle caratteristiche di temperatura: il valore della capacità varia in base alla temperatura e può essere suddiviso in C0G (NP0), X7R, Z5U, Y5V, ecc.

      ★ Classificato in base alle dimensioni dei prodotti MLCC: 0402; 0603; 0805; 1206 ecc.

      ★ MLCC classificati in base alla capacità: 10 PF, 100P, 1nF, 1µF, 10µF.

      MLCC classificati in base alla tensione di esercizio: 10V, 16V, 25V, 50V, 100V, 200V, 500V, 1KV, 2KV, 3KV。Per la stessa serie di prodotti, più alta è la tensione di esercizio, maggiore deve essere lo spessore dello strato dielettrico e il valore della capacità relativa è inferiore.

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

    Pertanto, le specifiche di un prodotto MLCC completo devono includere almeno tutte le caratteristiche di cui sopra.

    Il processo di produzione di MLCC

    Il materiale dielettrico di MLCC comprende titanato di bario, ossido di titanio, titanato di magnesio, titanato di stronzio... A seconda del tipo di prodotto (NP0, X7R, Y5V), la temperatura di sinterizzazione e l'atmosfera di sinterizzazione sono diverse.

    Tecnologia di deposizione di film spesso

     Forma dell'embrione grezzo: embrione a strisce, spessore: 5 (incluso m - incluso 25 m.).
     Stampa dell'elettrodo: stampa dell'elettrodo conduttivo, a seconda delle dimensioni.
     Tecnologia laminata: 4, 250.
     Tecnologia di taglio: taglio a coltello e taglio laser, segatura.

    Tecnologia di co-combustione ceramica

    Tecnologia di co-combustione ceramica

     

     Materiali per elettrodi ceramici e metallici: utilizzare i materiali corrispondenti.
     Tecnologia di sinterizzazione dell'ontologia: temperatura (950 ~ 1300 °C) e controllo dell'atmosfera (aria, miscela azoto/idrogeno).
     Tecnologia degli elettrodi laterali: combustione ad alta temperatura (750 ~ 900 °C) e controllo dell'atmosfera (elettrodo di rame).
     Tecnologia di elettrodeposizione (nichelatura, stagno/piombo), stagnatura pura.

    In base alle proprietà del materiale, l'MLCC si divide in due tipi di tecnologie di processo, tra cui NME (elettrodo di metallo nobile) e BME (elettrodo di metallo di base), che hanno caratteristiche di generazione e applicazione leggermente diverse. L'NME è relativamente stabile, spesso utilizzato come prodotto resistente alle alte pressioni, il cui prezzo è relativamente elevato; il BME è un prodotto a basso costo con un margine relativamente ampio, generalmente utilizzato per prodotti senza requisiti elevati.

    Svantaggi di MLCC

    Il principale problema qualitativo dell'MLCC è la sua eccessiva fragilità. Se non viene utilizzato o maneggiato con cura, è facile che si rompa. Per questo motivo, di solito viene specificato come maneggiare l'MLCC quando viene consegnato. Quando si salda o si disfa, bisogna fare attenzione a non sollecitare il corpo, altrimenti si crepa。

    I motivi che causano la rottura dell'MLCC

    Quando si verifica una microfessura in Processo di saldatura dei PCBIl condensatore comune sarà a circuito aperto e la resistenza di isolamento aumenterà. Tuttavia, quando MLCC è microfratturato, l'impedenza di isolamento di MLCC diminuisce e la corrente si disperde tra gli strati quando è rotto.

    In linea di massima, le cause della rottura di un MLCC possono essere suddivise nelle tre parti seguenti:
    Rottura dell'MLCC causata da shock termico
    Rottura di un MLCC causata da un difetto estrinseco e da un guasto da sovrasollecitazione
    Rottura del MLCC causata da un difetto intrinseco

    Shock termico

    Lo shock termico si verifica quando la temperatura intorno a una parte aumenta o diminuisce troppo rapidamente.

    Lo shock termico si verifica quando la temperatura intorno a un pezzo sale o scende troppo rapidamente. Ad esempio, nella saldatura a onda, nel riflusso, nel ritocco o nella riparazione, le alte temperature vengono applicate rapidamente al materiale. Quando si producono MLCC, vengono utilizzati diversi materiali compatibili.

    Questi materiali avranno diversi coefficienti di espansione termica (CTE) e conduttività termica a causa delle loro diverse proprietà. Quando questi diversi materiali si trovano contemporaneamente all'interno di un condensatore e la temperatura cambia rapidamente, si formano variazioni di volume di rapporti diversi che si spingono e si tirano l'un l'altro, provocando infine il fenomeno della cricca.

    Questo tipo di rottura tende a partire dai soggetti più vulnerabili. parte della struttura, o il luogo in cui si concentrano maggiormente le sollecitazioni strutturali. Di solito si verifica in prossimità dell'interfaccia centrale della ceramica, dove l'estremità esposta si unisce, o dove si può generare la maggiore tensione meccanica. in genere nei quattro angoli più duri del cristallo.

    Sovraccarico di lavoro

    La distorsione e la frattura sono solitamente causate da cause estrinseche, che si verificano solitamente durante il processo SMT o il processo di assemblaggio dell'intero prodotto macchina. Le possibili cause sono le seguenti:
    1. Modulo macchina pick and place Fabbrica di assemblaggio di PCB afferra le parti in modo improprio, causando rotture.

    2.Durante l'installazione del condensatore, se l'ugello dell'ugello è sottoposto a una pressione eccessiva quando si prendono le parti o si mettono le parti, o se la molla dell'ugello si spezza, causando il guasto del tampone o l'errore dell'ugello, può verificarsi una crepa se le parti sono piegate e deformate.

    3. La dimensione del layout del land-pattern corrispondente non è uniforme (tra cui un pad di saldatura collegato con un'ampia area di lamina di rame, l'altro pad non lo è), o il quantità di pasta saldante non è simmetrico durante la stampa. È anche facile che le forze di espansione termica siano diverse quando si passa attraverso il forno Reflow. In questo modo, un lato viene sollevato da una tensione o da una spinta maggiore, con conseguente formazione di crepe.

    4. Anche lo shock termico nel processo di saldatura e la deformazione a flessione del substrato saldato possono facilmente provocare cricche.

    Difetto intrinseco del materiale MLCC

    Il difetto intrinseco del materiale MLCC è generalmente suddiviso in tre categorie: questo tipo di guasto deriva solitamente dal guasto del condensatore ed è sufficiente a danneggiare l'affidabilità del prodotto; questo tipo di problema è solitamente causato dal processo MLCC o dalla selezione impropria dei materiali.

    1.Delaminazione
    2. Vuotamento
    3. Fessura di cottura

    Conclusione

    Le cricche MLCC causate da shock termico si diffondono dalla superficie all'interno del gruppo. Le cricche MLCC causate da una tensione meccanica eccessiva possono formarsi sulla superficie o all'interno del componente e si propagano con un angolo di circa 45 gradi. Per quanto riguarda il cedimento della materia prima, esso porterà alla rottura in direzione perpendicolare o parallela all'elettrodo interno.

    Inoltre, la rottura da shock termico si propaga generalmente da un'estremità a zero e a un'estremità. Nella rottura causata dalla macchina di presa e posizionamento, ci saranno più punti di rottura sotto la connessione finale. I danni causati da una scheda di circuito attorcigliata presentano in genere un solo punto di rottura.

    FAQ

    I condensatori si dividono principalmente in condensatori elettrolitici, condensatori elettrolitici al tantalio e condensatori ceramici multistrato (MLCC).
    Espressione della formula MLCC: C=εK(A/D)n C: capacità, in F (farad), mentre la capacità di MLCC è principalmente PF, nF e µF. ε: costante dielettrica dell'isolamento tra gli elettrodi, espressa in farad/metro. K: costante dielettrica (a seconda del tipo di ceramica) A: area conduttiva (diversa dalle dimensioni del prodotto e dall'area di stampa) D: spessore dello strato dielettrico n: numero di strati
    Rottura di MLCC causata da shock termico Rottura di MLCC causata da un difetto estrinseco e da un guasto da sovrasollecitazione Rottura di MLCC causata da un difetto intrinseco

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