使用TDK貼片電容的操作方法和注意事項(xiàng)
發(fā)布時(shí)間:2020-04-11
MLCC(片狀多層陶瓷電容)現(xiàn)在已經(jīng)成為了電子電路最常用的元件之一。MLCC表面看來(lái),非常簡(jiǎn)單,可是,很多情況下,設(shè)計(jì)工程師或生產(chǎn)、工藝人員對(duì)MLCC的認(rèn)識(shí)卻有不足的地方。有些公司在MLCC的應(yīng)用上也會(huì)有一些誤區(qū),以為MLCC是很簡(jiǎn)單的電子元器件件,所以工藝要求不高。其實(shí),MLCC是很脆弱的元件,應(yīng)用時(shí)一定要注意。 以下談?wù)?/span>MLCC應(yīng)用上的一些問(wèn)題和注意事項(xiàng)。
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,TDK貼片電容MLCC現(xiàn)在已可以做到幾百層甚至上千層了,每層是微米級(jí)的厚度。所以稍微有點(diǎn)形變就容易使其產(chǎn)生裂紋。另外同樣材質(zhì)、尺寸和耐壓下的TDK貼片電容MLCC,容量越高,層數(shù)就越多,每層也越薄,于是越容易斷裂。另外一個(gè)方面是,相同材質(zhì)、容量和耐壓時(shí),尺寸小的電容要求每層介質(zhì)更薄,導(dǎo)致更容易斷裂。裂紋的危害是漏電,嚴(yán)重時(shí)引起內(nèi)部層間錯(cuò)位短路等安全問(wèn)題。而且裂紋有一個(gè)很麻煩的問(wèn)題是,有時(shí)比較隱蔽,在電子設(shè)備出廠檢驗(yàn)時(shí)可能發(fā)現(xiàn)不了,到了客戶端才正式暴露出來(lái)。所以防止TDK貼片電容MLCC產(chǎn)生裂紋意義重大。
當(dāng)TDK貼片電容MLCC受到溫度沖擊時(shí),容易從焊端開(kāi)始產(chǎn)生裂紋。在這點(diǎn)上,小尺寸電容比大尺寸電容相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)好一點(diǎn),其原理就是大尺寸的電容導(dǎo)熱沒(méi)這么快到達(dá)整個(gè)電容,于是電容本體的不同點(diǎn)的溫差大,所以膨脹大小不同,從而產(chǎn)生應(yīng)力。這個(gè)道理和倒入開(kāi)水時(shí)厚的玻璃杯比薄玻璃杯更容易破裂一樣。另外,在TDK貼片電容MLCC焊接過(guò)后的冷卻過(guò)程中,TDK貼片電容MLCC和PCB的膨脹系數(shù)不同,于是產(chǎn)生應(yīng)力,導(dǎo)致裂紋。要避免這個(gè)問(wèn)題,回流焊時(shí)需要有良好的焊接溫度曲線。如果不用回流焊而用波峰焊,那么這種失效會(huì)大大增加。MLCC更是要避免用烙鐵手工焊接的工藝。然而事情總是沒(méi)有那么理想。烙鐵手工焊接有時(shí)也不可避免。比如說(shuō),對(duì)于PCB外發(fā)加工的電子廠家,有的產(chǎn)品量特少,貼片外協(xié)廠家不愿意接這種單時(shí),只能手工焊接;樣品生產(chǎn)時(shí),一般也是手工焊接;特殊情況返工或補(bǔ)焊時(shí),必須手工焊接;修理工修理電容時(shí),也是手工焊接。無(wú)法避免地要手工焊接MLCC時(shí),就要非常重視焊接工藝。
首先必須告知工藝和生產(chǎn)人員電容熱失效問(wèn)題,讓其思想上高度重視這個(gè)問(wèn)題。其次,必須由專門的熟練工人焊接。還要在焊接工藝上嚴(yán)格要求,比如必須用恒溫烙鐵,烙鐵不超過(guò) 315°C(要防止生產(chǎn)工人圖快而提高焊接溫度),焊接時(shí)間不超過(guò)3秒選擇合適的焊焊劑和錫膏,要先清潔焊盤,不可以使MLCC受到大的外力,注意焊接質(zhì)量等等。最好的手工焊接是先讓焊盤上錫,然后烙鐵在焊盤上使錫融化,此時(shí)再把電容放上去,烙鐵在整個(gè)過(guò)程中只接觸焊盤不接觸電容(可移動(dòng)靠近),之后用類似方法(給焊盤上的鍍錫墊層加熱而不是直接給電容加熱)焊另一頭。
機(jī)械應(yīng)力也容易引起MLCC產(chǎn)生裂紋。由于電容是長(zhǎng)方形的(和PCB平行的面),而且短的邊是焊端,所以自然是長(zhǎng)的那邊受到力時(shí)容易出問(wèn)題。于是,排板時(shí)要考慮受力方向。比如分板時(shí)的變形方向于電容的方向的關(guān)系。在生產(chǎn)過(guò)程中,凡是PCB可能產(chǎn)生較大形變的地方都盡量不要放電容。比如PCB定位鉚接、單板測(cè)試時(shí)測(cè)試點(diǎn)機(jī)械接觸等等都會(huì)產(chǎn)生形變。另外半成品PCB板不能直接疊放,等等
隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,TDK貼片電容MLCC現(xiàn)在已可以做到幾百層甚至上千層了,每層是微米級(jí)的厚度。所以稍微有點(diǎn)形變就容易使其產(chǎn)生裂紋。另外同樣材質(zhì)、尺寸和耐壓下的TDK貼片電容MLCC,容量越高,層數(shù)就越多,每層也越薄,于是越容易斷裂。另外一個(gè)方面是,相同材質(zhì)、容量和耐壓時(shí),尺寸小的電容要求每層介質(zhì)更薄,導(dǎo)致更容易斷裂。裂紋的危害是漏電,嚴(yán)重時(shí)引起內(nèi)部層間錯(cuò)位短路等安全問(wèn)題。而且裂紋有一個(gè)很麻煩的問(wèn)題是,有時(shí)比較隱蔽,在電子設(shè)備出廠檢驗(yàn)時(shí)可能發(fā)現(xiàn)不了,到了客戶端才正式暴露出來(lái)。所以防止TDK貼片電容MLCC產(chǎn)生裂紋意義重大。
當(dāng)TDK貼片電容MLCC受到溫度沖擊時(shí),容易從焊端開(kāi)始產(chǎn)生裂紋。在這點(diǎn)上,小尺寸電容比大尺寸電容相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)好一點(diǎn),其原理就是大尺寸的電容導(dǎo)熱沒(méi)這么快到達(dá)整個(gè)電容,于是電容本體的不同點(diǎn)的溫差大,所以膨脹大小不同,從而產(chǎn)生應(yīng)力。這個(gè)道理和倒入開(kāi)水時(shí)厚的玻璃杯比薄玻璃杯更容易破裂一樣。另外,在TDK貼片電容MLCC焊接過(guò)后的冷卻過(guò)程中,TDK貼片電容MLCC和PCB的膨脹系數(shù)不同,于是產(chǎn)生應(yīng)力,導(dǎo)致裂紋。要避免這個(gè)問(wèn)題,回流焊時(shí)需要有良好的焊接溫度曲線。如果不用回流焊而用波峰焊,那么這種失效會(huì)大大增加。MLCC更是要避免用烙鐵手工焊接的工藝。然而事情總是沒(méi)有那么理想。烙鐵手工焊接有時(shí)也不可避免。比如說(shuō),對(duì)于PCB外發(fā)加工的電子廠家,有的產(chǎn)品量特少,貼片外協(xié)廠家不愿意接這種單時(shí),只能手工焊接;樣品生產(chǎn)時(shí),一般也是手工焊接;特殊情況返工或補(bǔ)焊時(shí),必須手工焊接;修理工修理電容時(shí),也是手工焊接。無(wú)法避免地要手工焊接MLCC時(shí),就要非常重視焊接工藝。
首先必須告知工藝和生產(chǎn)人員電容熱失效問(wèn)題,讓其思想上高度重視這個(gè)問(wèn)題。其次,必須由專門的熟練工人焊接。還要在焊接工藝上嚴(yán)格要求,比如必須用恒溫烙鐵,烙鐵不超過(guò) 315°C(要防止生產(chǎn)工人圖快而提高焊接溫度),焊接時(shí)間不超過(guò)3秒選擇合適的焊焊劑和錫膏,要先清潔焊盤,不可以使MLCC受到大的外力,注意焊接質(zhì)量等等。最好的手工焊接是先讓焊盤上錫,然后烙鐵在焊盤上使錫融化,此時(shí)再把電容放上去,烙鐵在整個(gè)過(guò)程中只接觸焊盤不接觸電容(可移動(dòng)靠近),之后用類似方法(給焊盤上的鍍錫墊層加熱而不是直接給電容加熱)焊另一頭。
機(jī)械應(yīng)力也容易引起MLCC產(chǎn)生裂紋。由于電容是長(zhǎng)方形的(和PCB平行的面),而且短的邊是焊端,所以自然是長(zhǎng)的那邊受到力時(shí)容易出問(wèn)題。于是,排板時(shí)要考慮受力方向。比如分板時(shí)的變形方向于電容的方向的關(guān)系。在生產(chǎn)過(guò)程中,凡是PCB可能產(chǎn)生較大形變的地方都盡量不要放電容。比如PCB定位鉚接、單板測(cè)試時(shí)測(cè)試點(diǎn)機(jī)械接觸等等都會(huì)產(chǎn)生形變。另外半成品PCB板不能直接疊放,等等
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