機(jī)械應(yīng)力造成的斷裂
關(guān)于機(jī)械應(yīng)力造成的斷裂，制造者的品質(zhì)異常和使用者的工藝異常均有可能誘發(fā)這種不良。所以確認(rèn)異常原因，我們還是用排除法，先確認(rèn)MLCC本身抗機(jī)械應(yīng)力能力是否正常，然后再確認(rèn)在使用過(guò)程中是否存在異常的機(jī)械外力。
如何確認(rèn)機(jī)械應(yīng)力斷裂是否因
MLCC本身品質(zhì)異常引起
盡管MLCC有不同的外形尺寸和不同容值規(guī)格，但是它們都有近似的制造工藝和材料，所以這些不同規(guī)格的MLCC被視為具有結(jié)構(gòu)近似性。因而，當(dāng)MLCC發(fā)生斷裂時(shí)，我們只要抽測(cè)同批次留樣的抗彎曲測(cè)試即可。根據(jù)抗彎曲測(cè)試結(jié)果來(lái)判定，如果抗彎曲測(cè)試結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明斷裂是因MLCC本身抗彎曲能力不足造成，如果測(cè)試結(jié)果符合要求，說(shuō)明斷裂原因來(lái)自使用過(guò)程中的異常機(jī)械外力。
正常情況下，MLCC普通品做抗彎曲測(cè)試的壓彎深度按廠家標(biāo)準(zhǔn)是1mm，汽車(chē)級(jí)用品壓彎深度3mm。在發(fā)生斷裂異常時(shí)，我們普通品也要按3mm壓彎深度做加嚴(yán)測(cè)試。這方面只有使用者越專(zhuān)業(yè)，才能提出相應(yīng)要求，并且這些要求是可以達(dá)到的。
如何確認(rèn)機(jī)械應(yīng)力斷裂是否因使用
過(guò)程中的異常機(jī)械應(yīng)力引起
當(dāng)發(fā)生斷裂時(shí)，如果MLCC 廠家通過(guò)耐錫熱測(cè)試（RSH）證明了MLCC抗熱應(yīng)力能力達(dá)標(biāo)，并且通過(guò)抗彎曲測(cè)試證明了MLCC抗機(jī)械應(yīng)力能力達(dá)標(biāo)，同時(shí)用戶自己也排除了焊接過(guò)程中沒(méi)有熱沖擊破壞，那么通過(guò)排除法排除了前3個(gè)原因，這樣就只剩下最后一種可能原因了，這就是用戶在使用過(guò)程中存在異常外力。這就要提到老生常談的幾個(gè)問(wèn)題。
a
在STM貼裝過(guò)程中，吸嘴是否撞擊到MLCC；
在SMT貼裝焊接工藝中，如果調(diào)整吸料頭（nozzle）置放高度過(guò)低，有可能對(duì)MLCC產(chǎn)生過(guò)大的壓力，從而導(dǎo)致斷裂。為了預(yù)防這個(gè)問(wèn)題，有以下幾點(diǎn)需要留意：第一點(diǎn)，將吸料頭的下止點(diǎn)調(diào)整到剛好接觸到PCB上表面，并且無(wú)任何壓力產(chǎn)生；第二點(diǎn)，調(diào)整吸料頭靜態(tài)壓力為1～3N；第三點(diǎn)，為了減少吸料頭的沖擊力，在PCB的背面設(shè)計(jì)支撐點(diǎn)也是非常重要的。請(qǐng)參考下圖的例子，在PCB貼片的背面，如果無(wú)支撐桿設(shè)計(jì)的，PCB有可能在吸嘴的壓力下變形，致使MLCC發(fā)生斷裂；如果設(shè)計(jì)了支撐桿，就可以避免此風(fēng)險(xiǎn)。不僅單面貼PCB需要設(shè)計(jì)支撐點(diǎn)，雙面貼PCB也需要設(shè)計(jì)支撐點(diǎn)。
當(dāng)吸料頭的吸嘴被異物黏附或磨損了，MLCC就有可能受到不均勻的機(jī)械沖擊而產(chǎn)生裂紋。請(qǐng)管控好吸料頭吸嘴的閉合尺寸，并對(duì)吸嘴進(jìn)行充分的預(yù)防性維護(hù)和定期更換。
b
PCBA功能測(cè)試是否存在被測(cè)試夾具碰撞；
c
PCBA安裝過(guò)程中是否存在被安裝工具的碰撞；
d
MLCC焊點(diǎn)之間、與其他貼片元件焊點(diǎn)之間、與其他插件元件焊點(diǎn)之間均不能連焊；
e
有分板線設(shè)計(jì)時(shí)MLCC布設(shè)是否合理，并盡量避免人工分板；
當(dāng)有分板要求時(shí)，在分板縫隙附近不同位置的布設(shè)和不同方向的布設(shè)，預(yù)防彎曲機(jī)械應(yīng)力的能力高低比較下圖1-1，受機(jī)械應(yīng)力由大到小順序?yàn)椋篈>B=C>D>E。
圖1-1 分析縫隙附近不同布設(shè)方式示意
f
MLCC在PCB上的布設(shè)方向是否合理，以預(yù)防可能發(fā)生的PCB彎曲機(jī)械應(yīng)力；
如果我們可預(yù)知PCB在某一方向發(fā)生彎折的可能性很高，那么盡量使MLCC長(zhǎng)度方向與PCB可能發(fā)生彎曲的折彎軸向平行，推薦MLCC在PCB上布設(shè)方式如圖1-2所示，應(yīng)盡量避免如圖1-3所示的布設(shè)方式。
圖1-2? ? 預(yù)熱PCB彎曲推薦布設(shè)方式
圖1-3? ? 預(yù)熱PCB彎曲避免布設(shè)方式
g
MLCC在PCB上的布設(shè)面是否合理，以預(yù)防PCB分板產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力；
如果有分板需要時(shí)，那么MLCC布設(shè)在PCB哪一面比較合適，推薦布設(shè)方式如圖1-4所示，應(yīng)盡量避免的布設(shè)方式如圖1-5所示。
圖1-4? ? ?防分板應(yīng)力布設(shè)方式
圖1-5? ?有分板應(yīng)力風(fēng)險(xiǎn)的布設(shè)方式
h
采用波峰焊工藝，在焊接前需點(diǎn)膠的，若點(diǎn)膠量過(guò)多，也有可能誘發(fā)破壞力；
當(dāng)MLCC用戶采用波峰焊焊接工藝時(shí)，在過(guò)波峰熔錫前，需用黏合劑把MLCC 陶瓷體暫時(shí)黏附在PCB上，并對(duì)黏合劑進(jìn)行固化，這就是所謂的點(diǎn)膠。點(diǎn)膠量是指涂布的黏合劑多少，點(diǎn)膠量越大越利于保障MLCC過(guò)波峰焊前的牢固度，但是點(diǎn)膠量太大有造成MLCC斷裂的隱患。如圖1-6所示，在MLCC貼裝到PCB之前，點(diǎn)膠與焊盤(pán)的間隙a≥0.2mm（例如0805和1206），點(diǎn)膠超出焊盤(pán)的高度b在70～100μm之間（例如0805和1206）；在MLCC貼裝到PCB表面后，被壓扁平的點(diǎn)膠不能接觸到焊盤(pán)，即c的尺寸不能為0。
圖1-6? ? ?貼片時(shí)點(diǎn)膠量示意
i
爬錫量過(guò)大造成MLCC斷裂。
當(dāng)溫度變化時(shí)，過(guò)大的爬錫量可能誘發(fā)較大的張力，它可能導(dǎo)致貼片斷裂。如圖1-7所示，爬錫量過(guò)大以致包覆住整個(gè)MLCC端頭，在焊接的過(guò)程中，大量的熔錫增加了MLCC遭受熱沖擊的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)在熔錫的固化過(guò)程中，如果兩端熔錫固化不同步并存在時(shí)差，在類(lèi)似于杠桿力的作用下，放大了熔錫固化拉力，從而使MLCC遭受較大的破壞張力。比較理想的爬錫高度如圖1-8所示，爬錫高度在MLCC高度h的1/2～3/4。
圖1-7? ? ?爬錫量過(guò)量示意圖
圖1-8? ? ?爬錫高度推薦標(biāo)準(zhǔn)
end
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（GUOCI）：MLCC受機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致的斷裂分析
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