PCBA電路板中電容MLCC失效分析-應力測試作業(yè)指導

當今電子PCBA硬件終端客戶對包工包料的需求日益強烈，傳統(tǒng)PCBA廠家由于供應能力弱、價格無優(yōu)勢、貨源不穩(wěn)定、人工效率低，導致轉化率低，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，又面臨難以確認物料的真實性、PCB采購周期不穩(wěn)定、電子元器件失效、維修困難、資金風險等難題，IC類和陶瓷電容（MLCC）類失效是目前PCBA制程中導致PCBA失效的幾個重要原因。

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？從優(yōu)化生產(chǎn)工藝和設計改進著手，最終實現(xiàn)MLCC的高可靠性裝焊和PCBA的各種制程？

關于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)量帶來嚴重的隱患。

MLCC電容的結構介紹：

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

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，非常簡單，可是在很多情況下，設計工程師或生產(chǎn)、工藝人員對MLCC的認識卻有不足的地方。

MLCC的特點：

機械強度：硬而脆，這是陶瓷材料的機械強度特點。

熱脆性：MLCC內(nèi)部應力很復雜，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：熱應力和機械應力。

1. 制程熱應力：

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力。

典型的制程熱應力失效主要包括：熱應力損傷、分層、塑性形變失效等。

1. 制程機械應力：

電子組裝工作的制程應力來源主要包括：

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

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

③ 機械組裝測試：如清洗，組裝散熱片,組裝隔離柱/補強板,系統(tǒng)或系統(tǒng)板子組裝能測試。

④ 運送環(huán)境測試：落摔測試,沖擊和振動測試。

典型的制程機械應力失效即機械應力損傷：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，運用應變測試可以對印制板組件組裝、測試和裝配過程中所受到的應變和應變率水平進行客觀分析，甄別和改善有害制造工藝。