多层陶瓷电容器（MLCC）是微波组件或模块中常用元件。由于组件或模块的体积较小，数量小、品种多、结构复杂，元器件的装联不适用钢版印刷涂胶、自动贴片等工艺，多采用手工电烙铁焊接方式进行装联。然而，经手工电烙铁焊接装联后的MLCC，在后续的测试调试、环境适应性试验中，经常出现因热损伤产生的裂纹，严重的可导致产品失效。
MLCC是由印刷金属电极（内电极）的生陶瓷介质膜（介质层）交替叠层，经高温烧结，制作端头电极而成。陶瓷介质、金属内电极材料和端电极材料的热膨胀系数相差较大，导热系数也有较大差异。排除MLCC的制造缺陷，smt装联焊接是其产生失效的主要原因。
微波组件结构紧凑，许多广州smt贴片打样厂家在微波印制电路板设计时，可能使用片状元件共焊盘的方式以节省空间；另一方面，装联元器件可操作空间小，手工焊接时容易造成烙铁头触碰MLCC的端电极。这些现象都是导致MLCC热损伤的根源。当手工装联电烙铁焊接时，极易造成MLCC受热不均，其内部的热失配而产生热应力，在足够大的交变热应力作用下，MLCC可能发生热疲劳失效—电容器内部出现裂纹或多层结构内部脱落，甚至电容器本体断裂。在本文中，众焱电子小编针对装联工艺中经常出现的问题，采用3种装联焊接工艺，制备了多组MLCC装联焊接样品，将焊接样品分组进行DPA（Destructive Physical Analysis），部分样品进行了温度冲击和循环试验，对结果进行了分析讨论，明确指出不适用于MLCC装联焊接的操作方法，并给出合理的工艺条件。
1、样品制备
试验选用智能恒温电烙铁和恒温加热台，Sn62Pb36Ag2含银铅锡焊料，国产某品牌0805规格MLCCs，厚度为1.6mm的FR-4印制电路板。
烙铁设置温度280℃，实际焊接温度不低于220℃，焊接时间不大于3s。焊接方法一（A、B分组，以下类推），采用较大规格烙铁头，1.5mm的焊锡丝，先焊接MLCC一端，然后分别焊接另一端；焊接方法二，采用与0805规格MLCC宽度匹配的烙铁头，0.6mm的焊锡丝，按方法一操作，焊料量容易控制；焊接方法三，在MLCC装配焊接前，将印制电路板与电容器一起在设置温度为120℃的恒温加热台上预热5min后，用元器件固定胶将MLCC粘固在PCB上，按方法二焊接操作。焊接方法四，采用smt方法贴片焊接。安装焊接后的样品，一部分切片制作DPA样品，另一部分在温度试验后DPA，做分组对比。
2、试验过程
为了保证试验结果的可信度，全部样品制备由同一电装技师完成各分组MLCC的安装焊接操作。为了降低焊接热集中影响作用，每个MLCC先焊接一端后，再依次焊接另一端。
方法1和方法2，焊接操作难度较大，定位、焊料控制很难达到检验标准要求，焊接时MLCC受热时间相对稍长，且难免有烙铁头触碰MLCC电极的现象。方法3，MLCC焊接及焊料量的控制较方便，可以完全避免烙铁头触碰MLCC电极，经检验焊点外观除光亮度外与smt贴片样品基本一致。
焊接件，按照GJB360B-2009，方法107（两箱法，空气介质），试验条件：-55～125℃，15min，25次循环，进行温度冲击试验。
将安装好MLCCs的PCBA用包封树脂保护后，按照DPA显微分析制样程序制作样品。采用高倍率体视显微镜观察电容器内部结构，按照研磨进程，逐一对编号MLCC的内部结构进行扫描电子显微镜检测和图像记录。
3、试样陶瓷电容器DPA结果
1）外观检查
试验样品，在温度冲击试验前，经60倍显微镜下外观检查（正常检查放大倍率为5～10倍），未发现陶瓷电容器外观损伤缺陷。温度冲击试验后相同条件下检查，发现A1组a3位置和B1、B2组b1位置陶瓷电容器金属电极与陶瓷体结合处，存在疑似损伤微裂纹。
未完待续…
剩下的内容将会在《浅析MLCC装联工艺中的DPA结果分析》一文中继续讲解分析。
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