PCBA電路板中電容MLCC失效分析-應(yīng)力測(cè)試作業(yè)指導(dǎo)

當(dāng)今電子PCBA硬件終端客戶對(duì)包工包料的需求日益強(qiáng)烈，傳統(tǒng)PCBA廠家由于供應(yīng)能力弱、價(jià)格無優(yōu)勢(shì)、貨源不穩(wěn)定、人工效率低，導(dǎo)致轉(zhuǎn)化率低，面臨客戶越來越少、利潤越來越薄的困擾。

制造終端工廠在選擇PCBA代工代料過程中，又面臨難以確認(rèn)物料的真實(shí)性、PCB采購周期不穩(wěn)定、電子元器件失效、維修困難、資金風(fēng)險(xiǎn)等難題，IC類和陶瓷電容（MLCC）類失效是目前PCBA制程中導(dǎo)致PCBA失效的幾個(gè)重要原因。

那么在PCBA裝焊過程中出現(xiàn)的MLCC失效問題，該如何解決及檢測(cè)？從優(yōu)化生產(chǎn)工藝和設(shè)計(jì)改進(jìn)著手，最終實(shí)現(xiàn)MLCC的高可靠性裝焊和PCBA的各種制程？

關(guān)于MLCC失效原因分析及改善措施：

失效的根本原因是MLCC外部或內(nèi)部存在如開裂、孔洞、分層等各種微觀缺陷。這些缺陷直接影響到MLCC產(chǎn)品的電性能、可靠性，給產(chǎn)品質(zhì)量帶來嚴(yán)重的隱患。

MLCC電容的結(jié)構(gòu)介紹：

MLCC（片狀多層陶瓷電容）其內(nèi)部由多個(gè)電容錯(cuò)位疊壓而成，簡(jiǎn)稱MLCC，其具有體積小、單位體積電容量大、受溫度等環(huán)境因素對(duì)性能影響小等優(yōu)點(diǎn)。

MLCC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，非常簡(jiǎn)單，可是在很多情況下，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。

MLCC的特點(diǎn)：

機(jī)械強(qiáng)度：硬而脆，這是陶瓷材料的機(jī)械強(qiáng)度特點(diǎn)。

熱脆性：MLCC內(nèi)部應(yīng)力很復(fù)雜，所以耐溫度沖擊的能力很有限。

MLCC常見失效：

MLCC常見外在因素失效提現(xiàn)在：熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力。

1. 制程熱應(yīng)力：

由于不同材料的熱膨脹系數(shù)（CTE）不匹配，在焊接組裝過程中，因溫度變化梯度和空間限制造成材料漲縮不同而引起的應(yīng)力。

典型的制程熱應(yīng)力失效主要包括：熱應(yīng)力損傷、分層、塑性形變失效等。

1. 制程機(jī)械應(yīng)力：

電子組裝工作的制程應(yīng)力來源主要包括：

①SMT組裝流程：印刷錫膏過程；去板邊/分板的制程,所有手動(dòng)處理的制程 ；元器件連接器安裝,所有返工及修補(bǔ)制程。

② 電路板測(cè)試：電路電性測(cè)試（ICT），電路板功能測(cè)試（FCT）或者等效的功能測(cè)試。

③ 機(jī)械組裝測(cè)試：如清洗，組裝散熱片,組裝隔離柱/補(bǔ)強(qiáng)板,系統(tǒng)或系統(tǒng)板子組裝能測(cè)試。

④ 運(yùn)送環(huán)境測(cè)試：落摔測(cè)試,沖擊和振動(dòng)測(cè)試。

典型的制程機(jī)械應(yīng)力失效即機(jī)械應(yīng)力損傷：焊球開裂、線路損壞、焊盤起翹、基板開裂以及陶瓷元器件的本體開裂等。

經(jīng)證實(shí)，運(yùn)用應(yīng)變測(cè)試可以對(duì)印制板組件組裝、測(cè)試和裝配過程中所受到的應(yīng)變和應(yīng)變率水平進(jìn)行客觀分析，甄別和改善有害制造工藝。