多层陶瓷电容器(MLCC)以其体积小、成本低、单位体积电容量大、工作温度高、结构紧凑、频率特性好和高可靠性等多种优点在航空航天电子设备中得到广泛的应用。MLCC可适用于各种电路,如振荡电路、定时或延时电路、耦合电路、去耦电路、滤波电路、抑制高频噪声电路、旁路等。为了满足集成电路和smt贴片加工技术的进一步发展。接下来,众焱电子小编将接着《MLCC装配质量优化研究之技术改进》一文中的内容继续讲解分析。
三、试验验证
为了确认在技术改进后效果是否良好,需要对技术改进前后的试样进行试验分析、比较。
选择该产品中故障出现较多的40MHz和100MHz的单板,按照技术改进,各制作3块新样板,同时按照改进前的技术状态各制作3块老样板,通过试验分析并对试验结果进行对比。
1、温度冲击
1)试验温度:上限为+85℃,下限为一55℃。
2)温度变化率:温度转换时间不大于5min。
3)上、下限温度的保持时间:60min。
2、温度循环
1)试验温度:上限为+80℃,下限为一50℃。
2)温度变化率:不小于10℃/min。
3)上、下限温度的保持时问:60min。
4)温度循环次数:15次。
5)温度冲击次数:10次。
3、高温储存
温度为+85℃,试验时间为温度达到稳定后保持24h。
4、低温储存
温度为一55℃,试验时间为温度达到稳定后保持24h。
四、结果与讨论
1、试验结果分析
40MHz和100MHz的单板都有两路信号输出(1路和2路),每路信号都要测试两次,一次是测试输出有用信号的功率值,另一次是测试输出杂散信号的功率值。标准值是此产品总体技术条件中给定的功率值,测试结果只有满足标准值P时产品才算合格。两种试验板经过环境试验后测得的数据见表1、表2。其中表l、表2中的测试数据都是在经过温度冲击、温度循环、高温储存、低温储存等试验结束后所测试出的功率值P。为便于比较试验前后的功率值,在进行环境试验前,先在常温条件下测试出各路信号相应的功率值。
表1 40MHz样板试验数据结果
表2 100MHz样板试验数据结果
对表1、表2中的数据进行比较、分析,发现技术改进前的40MHz和100MHz的单板在低温时数据偏离标准值,而经过技术改进后的样板全部合格,没有发现问题。经过仔细的分析,出现故障的现象统计见表3。
表3故障现象分析表
2、DPA检查
DPA检查是一种破坏性的物理检查。通过对电容器的剖面进行金相物理检查,检查电容器内部分层、空洞、裂纹等缺陷。这对于多层片式瓷介电容器特别是有可靠性要求的电容器至关重要。
将有问题的单板放置于电子显微镜下检查,发现多层陶瓷电容器器本体微裂。将有问题的电容解焊后进行电气性能测试,测试结果见表4。
表4电气性能测试结果
对故障样品进行DPA,发现MLCC端头出现45°角裂缝。
经咨询MLCC生产厂家,分析MLCC失效的原因是电烙铁焊接时对多层陶瓷电容器产生热冲击造成的应力出现裂缝导致损耗角正切值偏大。
五、结束语
通过对改进焊盘设计、手工焊接MLCC时增加预热措施,配备专用装配工具,改进操作方法,各项措施落实到位后,经过一段时间使用,MLCC的装配质量得到了很大的提高,技术改进的没有再出现MLCC质量问题,保证了产品的质量,提高了smt贴片打样或加工生产效率和经济效益。
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