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标题: PCB应变过大导致电容失效分析，这样操作应变测试 [打印本页]
作者: dancemonkey    时间: 2022-12-1 10:03
标题: PCB应变过大导致电容失效分析，这样操作应变测试
应变测试可以量化零件所在位置的应变，而根据这个量化的应变来判断零件破裂的风险，从而为改善措施提供方向。' I6 {) ~+ F# P$ B: M7 J2 d

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MLCC:多层陶瓷电容器 。
微应变：是一个无量纲的物理量，当一个PCBA受到外力的作用，PCBA就会发生一个形变，拉伸变长应变为正，压缩变短应变为负，行业一般极限参考500μe。主应变：一个平面中最大和最小的正交应变，互相垂直起所在的方向切应变为“0”。
应变率：是用来描述应变变化的快慢的程度。应变的变化量除以这个变化被测量到的时间间隔。应变率也是用来衡量元件破裂的风险，多用于衡量BGA锡点的破裂风险。对于MLCC，主要用应变来衡量元件的破裂风险，对于应变率一般客户没有要求的话，极限值一般参考100000μe/s。
引言：MLCC以其低等效串联电阻，体积小，效率高等特性广泛地应用到各类电子产品当中。但由于陶瓷本身的脆性，导致MLCC在抗变形能力差，从而给电子产品的制造带来了风险和增加了难度。在PCBA生成中，即使MLCC上有裂缝却仍能工作一段时间，所以多数MLCC破裂的情况在工厂端都测试不出来。当这些破裂的MLCC在经过电和热循环后，裂缝会慢慢增大直至电极间短路或者开路而最后失效。由于MLCC的破裂具有一定的潜伏性，因此给产品的可靠性带来了很大的危害。
而通过应变测试来量化制程中MLCC所在的位置应变，可以很方便和直观的知道MLCC在那些工序中有比较大的应变，和同一个工序中那些MLCC所在的位置有比较大的应变。

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案例分析：
走刀式分板导致MLCC破裂。一家做咖啡机的厂商，在一批出货的一款咖啡机过程中，共收到几十台有相同不良现象的机台，经过电路分析发现，不良是由MLCC C134导致的。而通过切片分析，发现C134上的裂纹是典型的机械应力裂纹，是由PCB变形导致的。看其中一个MLCC的图片（红色箭头处是裂纹）：
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通过应变测试，发现分板制程中C134处的产生的应变最大。C134的距离板边的距离如下图所示，C134与分板边的距离约3MM.（贴敷好应变片的PCB，如下图：）

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对整个分板过程进行监测，如下图：
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分板结束，如下图：
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应变测试结果（P&D Strain）如下：最大主应变值为2269.3μe，远超过目前行业对MLCC的应变标准±500ue，MLCC破裂风险很高，成为了导致PCB失效的潜在杀手。

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Strain VS Rate VS PWB点位图如下：

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当通过应变测试得知，C134是由于走刀分板制程中的应变而失效，公司找到分板机供应商，对设备进行调整后应变测试结果如下：

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对整个分板过程进行实时监测，波形图如下图：

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Strain VS Rate VS PWB点位图如下：
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4 L9 U3 s! m. x8 B得知结论：对PCBA生成工序进行应变测试，然后根据测试结果分析，对生成设备或者治具进行调整，降低外部机械力对PCBA产生的影响，有效的控制风险，提升失效率。8 w, {4 `/ S( R8 d
作者: modengxian111    时间: 2022-12-1 11:00
陶瓷本身的脆性会导致MLCC在抗变形能力差
作者: 瞪郜望源_21    时间: 2022-12-1 11:38
真是好东西，很是稀饭，很有内涵和美味，尝鲜一下
作者: tutututut    时间: 2022-12-1 16:04
MLCC的破裂具有一定的潜伏性



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