陶瓷积层贴片电容优势与特性:
1.可以用做出小体积大容量的产品。
2。有助于提高生产效率,可以自动化生产。
3.使用贵金属生产,高稳定性,耐高温,可靠性好,寿命长。
4.可以替代CBB,铝电解,使电子产品小型化,节省空间。产品更美观,性能更优越。
5。陶瓷电容ESR小,可以用在部分高频电路,产品工作效率更高。
高压贴片电容的特性:
1. 利用贴片陶瓷电容器介质层的薄层化和多层叠层技术,使电容值大为扩大
2.单片结构保证有极佳的机械性强度及可靠性
3.极高的精确度,在进行自动装配时有高度的准确性
4.因仅有陶瓷和金属构成,故即便在高温,低温环境下亦无渐衰的现象出现,具有较强可靠性与稳定性
5.低集散电容的特性可完成接近理论值的电路设计
6.残留诱导系数小,确保上佳的频率特性
7.因电解电容器领域也获得了电容,故使用寿命延长,更造于具有高可靠性的电源
8.由于ESR低,频率特性良好,故最适合于高频,高密度类型的电源
2.
工作温度范围: -55~125℃
额定电压: 100VDC~3000VDC
温度特性: NPO:≤±30ppm/℃,-55~125℃(EIA Class I) X7R:≤±15%,-55~125℃(EIA Class II)
容量范围: NPO:2pF to 100nF;X7R:150pF to 2.2uF
损失角正切(tanδ): NPO:Q≥1000;X7R:D.F.≤2.5%
绝缘电阻:
老化速率: NPO:1%;X7R:2.5% 一个decade时间
介质电耐电压: 100V ≤ V <500V :200%
额定电压 500V ≤ V <1000V :150%额定电压 1000v≤ V :120%额定电压
介质耐电压:100V-1000V范围内,可承受1.5倍额定电压。1000V以上:可承受1.2倍额定电压。
电压越高,所能做出的容量越低,生产周期4-6周
高压贴片电容特性:
1.等效串联电阻(ESR)小,阻抗(Z)低,与同等钽电容或者铝电解电容相比,ESR小几十倍,能量利用率高,发热小,价格低。
2.品种,规格齐全,体积小。容量从10pF到47uF,耐压从10V-6000V,体积最小可以达到1X
3.无极性,可以使用在存在非常高的纹波电路或交流电路,而且装配更为方便。
4.性能稳定,即使被击穿也不会燃烧,安全性高。
应用于电子精密仪器。各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路。
低容量电容NP0材料(10-6800pF):适用频率1-100MHz
1.温度系数:0±30ppm/℃,
2.电容量漂移:不超过±0.3%或±0.05pF(取较大者)。
3.老化特性:无
高容量电容X7R材料(6800pF以上):适用频率不超过10KHz
1.温度特性:不超过±15%,
2.老化特性:每10年变化1%ΔC,表现为10年变化约5%。
工作温度为环境温度与元件本体温升之和。
降额设计
设计者在选用电容器工作电压时,应考虑施加在电容器两端的直流电压与交流电压峰值之和不能超过额定电压。为保证产品及线路的可靠性,在实际设计时建议降额使用
使用注意事项
工作温度
电容器设计类别温度范围有−
高压贴片电容用于:照明电源产品,高低频无极灯电源, 通讯电源交换机,LED日光灯恒流驱动电源,汽车HID灯(安定器),模块电源、医疗电源,LED阻容降压,、ASDL语音分离器、RJ45以太网接口、数码相机的闪光灯、LED圣诞灯,节能灯等以及各类电子产品中.
主要用于电源滤波,电源降压,倍压,吸收浪涌保护IC,基本工作原理就是充电放电,当然还有整流、振荡以及其它的作用。应用于电源电路,实现旁路、去藕、滤波和储能
MLCC 制作工艺流程:
1、原材料——陶瓷粉配料关键的部分(原材料决定MLCC的性能);
2、球磨——通过球磨机(大约经过2-3天时间球磨将瓷份配料颗粒直径达到微米级);
3、配料——各种配料按照一定比例混合;
4、和浆——加添加剂将混合材料和成糊状;
5、流沿——将糊状浆体均匀涂在薄膜上(薄膜为特种材料,保证表面平整);
6、印刷电极——将电极材料以一定规则印刷到流沿后的糊状浆体上(电极层的错位在这个工艺上保证,不同MLCC的尺寸由该工艺保证);
7、叠层——将印刷好电极的流沿浆体块依照容值的不同叠加起来,形成电容坯体版(具体尺寸的电容值是由不同的层数确定的);
8、层压——使多层的坯体版能够结合紧密;
9、切割——将坯体版切割成单体的坯体;
10、排胶——将粘合原材料的粘合剂用390摄氏度的高温将其排除;
11、焙烧——用1300摄氏度的高温将陶瓷粉烧结成陶瓷材料形成陶瓷颗粒(该过程持续几天时间,如果在焙烧的过程中温度控制不好就容易产生电容的脆裂);
12、倒角——将长方体的棱角磨掉,并且将电极露出来,形成倒角陶瓷颗粒;
13、封端——将露出电极的倒角陶瓷颗粒竖立起来用铜或者银材料将断头封起来形成铜(或银)电极,并且链接粘合好电极版形成封端陶瓷颗粒(该工艺决定电容的);
14、烧端——将封端陶瓷颗粒放到高温炉里面将铜端(或银端)电极烧结使其与电极版接触缜密;形成陶瓷电容初体;
15、镀镍——将陶瓷电容初体电极端(铜端或银端)电镀上一层薄薄的镍层,镍层一定要完全覆盖电极端铜或银,形成陶瓷电容次体(该镍层主要是屏蔽电极铜或银与最外层的锡发生相互渗透,导致电容老衰);
16、镀锡——在镀好镍后的陶瓷电容次体上镀上一层锡想成陶瓷电容成体(锡是易焊接材料,镀锡工艺决定电容的可焊性);
17、测试——该流程必测的四个指标:耐电压、电容量、DF值损耗、漏电流Ir和绝缘电阻Ri(该工艺区分电容的耐电压值,电容的精确度等)
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一NPO电容器
NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。
NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从
小于±0.05%,相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%。NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同,大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。下表给出了NPO电容器可选取的容量范围。
NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容。
二X7R电容器
X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在
X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的,它也随时间的变化而变化,大约每10年变化1%ΔC,表现为10年变化了约5%。
X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用,而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。
电容的主要特性参数
1容量与误差:实际电容量和标称电容量允许的最大偏差范围。一般分为3级:I级±5%,II级±10%,III级±20%。在有些情况下,还有0级,误差为±20%。
精密电容器的允许误差较小,而电解电容器的误差较大,它们采用不同的误差等级。
(2)额定工作电压:电容器在电路中能够长期稳定、可靠工作,所承受的最大直流电压,又称耐压。对于结构、介质、容量相同的器件,耐压越高,体积越大。
(3)温度系数:在一定温度范围内,温度每变化
(4)绝缘电阻:用来表明漏电大小的。一般小容量的电容,绝缘电阻很大,在几百兆欧姆或几千兆欧姆。电解电容的绝缘电阻一般较小。相对而言,绝缘电阻越大越好,漏电也小。
(5)损耗:在电场的作用下,电容器在单位时间内发热而消耗的能量。这些损耗主要来自介质损耗和金属损耗。通常用损耗角正切值来表示。
(6)频率特性:电容器的电参数随电场频率而变化的性质。在高频条件下工作的电容器,由于介电常数在高频时比低频时小,电容量也相应减小。损耗也随频率的升高而增加。另外,在高频工作时,电容器的分布参数,如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等,都会影响电容器的性能。所有这些,使得电容器的使用频率受到限制。不同品种的电容器,最高使用频率不同。
电解电容,贴片电容,钽电容,震荡电容各自的性能和用法
电解质电容:容量体积比大、耐压较低、介质损耗大、绝大多数有极性,多用于低频电路如滤波、低频信号偶合等等。
普通电容:有多种介质类型,如纸、云母、瓷、涤纶、独石等,较共性的特点是,容量体积比小,容易做成高耐压,介质损耗小,无极性,多用于中、高频场合做信号偶合、退偶合、滤波、微分积分电路等。
无论电解电容还是其它电容,它们在表现“电容器“的主要特性上是一致的
1.瓷片电容比电解电容贵,因为它的性能比较稳定,而且容量偏差和损耗角都比较小。df一般小于1%,容量偏差也小于5%。缺点是价格高,体积大。
2.电解电容的特点是可以做到体积很小而容量很大,可以节省使用的空间。但是它的损耗叫很大,在10%以内,当然df〈5%也是可以订做得到。而且它的容量偏差一般也在10%以内。
3。第三当然是一个稳定性的问题了,瓷片电容的性能比较稳定,而电解电容长时间不用后容量会偏小,使用时需要先充电一段时间才能使用。
贴片电容与电解电容对比的差异
MLCC高压贴片电容的主要特点,与电解电容比:
等效串联电阻(ESR)小,阻抗(Z)低
在 0.1~10Mhz范围内,MLCC的ESR要比钽电解电容器小几十倍。4.7μF的MLCC贴片电容远比10倍容量的铝电解电容器及2倍以上容量的钽电解电容器阻抗要小得多。因此,在高频工作条件下,它有可能取代尺寸大或价格高的铝电解电容器或钽电解电容器,并有更好的性能。
2.额定纹波电流大
电容器的一个重要功能是用做平滑滤波器,因此额定纹波电流大小是一个重要性能指标。在设计滤波电路中,电容器的额定纹波电流要大于电路的最大纹波电流。由于MLCC的ESR小,因此它的额定纹波电流大。这里举一个实例来说明。1500μF/25V的铝电解电容器的额定纹波电流(100kHz、
3.品种规格齐全
MLCC的品种、规格齐全。有耐高压系列(6.3V~5000V)、EMI滤波系列、低阻抗系列、有高精度调谐系列(RF频段)及多个电容器阵列,适合各方面应用。
4.尺寸小 可以解决PCB板空间小,插件电容放不下的问题。
5.无极性
6.漏电小
7.寿命长,且NPO和X7R的MLCC温度范围很宽,-55-125度,电解电容一般用在-20度以上。
8.NPO的MLCC极稳定,温漂(30ppm/度),老化性能比薄膜电容还要好很多,也无压电效应,可惜容量做不大.希望后续能开发出更大容量的电容。
电容的作用:
1)旁路
旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。 就像小型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。 为尽量减少阻抗,旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。 这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地电位是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。
2)去藕
去藕,又称解藕。 从电路来说, 总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大, 驱动电路要把电容充电、放电, 才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候, 电流比较大, 这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作,这就是所谓的“耦合”。
去藕电容就是起到一个“电池”的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。
将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般取0.1μF、0.01μF 等;而去耦合电容的容量一般较大,可能是10μF 或者更大,依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。
3)滤波
从理论上(即假设电容为纯电容)说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。但实际上超过1μF 的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容,这时大电容通低频,小电容通高频。电容的作用就是通高阻低,通高频阻低频。电容越大低频越容易通过。具体用在滤波中,大电容(1000μF)滤低频,小电容(20pF)滤高频。曾有网友形象地将滤波电容比作“水塘”。由于电容的两端电压不会突变,由此可知,信号频率越高则衰减越大,可很形象的说电容像个水塘,不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化,频率越高,峰值电流就越大,从而缓冲了电压。滤波就是充电,放电的过程。
4)储能
储能型电容器通过整流器收集电荷,并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。 电压额定值为40~450VDC、电容值在220~150 000μF 之间的铝电解电容器(如EPCOS 公司的 B43504 或B43505)是较为常用的。根据不同的电源要求,器件有时会采用串联、并联或其组合的形式, 对于功率级超过10KW 的电源,通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器
什麽是電容器
电容器: 顾名思意,可以作这样的形象理解:所谓电容器(capacitor)就是能够储存电荷的“容器”。只不过这种“容器”是一种特殊的物质——电荷(charge),而且其所存储的正负电荷等量地分布于两块不直接导通的导体板上。至此,我们就可以描述电容器的基本结构:两块导体板(通常为金属板)中间隔以电介质(dielectric)。即构成电容器的基本模型。
电容器的机理与电气功能:了解了电容器的基本构造后,可能会产生这样的问题:电容从何而来?电容的物理意义为何?电容器的主要参数有哪些?电容器在电子线路中起哪些作用?下面我们将对上述问题一一作出解答。
众所周知,空间中的一个带电体具有两个电参数:电荷电量Q和电位势U。而这两者的比值(Q/U)表现出一种有趣的规律:这个比值仅与带电体本身的尺寸、形状及其所处的空间环境有关,而与带电体所带电荷的多少无关。也就是说,带电体所带电荷与其电位势的比值表征了带电体及其周围环境所构成的系统的一种固有属性,我们把此比值称为电容量,以C(=Q/U)来表示。电容量也可以理解为带电体(电位势一定的情况下)容纳电荷的能力。
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耐压测试及焊接注意事项
一、耐电压测试条件:
1.标准环境条件:温度25±2℃ ,湿度<60%;
2.DC测试:1000V/S匀速升压至测试电压,测试时间1~5s,充电电流≤50mA 。
二、中高压MLCC 抽样测试储存注意事项
1.在电容的包装拆除及整个测试过程中,应戴白纱手套操作,使用竹或木质镊子夹取,保持
工作台面的干燥、清洁,避免电容因沾染汗渍或其他污物而在高压测试时表面飞弧。
2.高压测试时,为安全起见应使用独立夹具,所用夹具接触电容部分在测试前均须用有机溶剂
(如无水乙醇)清洗,确保无脏污且干燥后方可使用。
3.高压测试时,电容不应与除测试夹具以外的其它低电阻率物体接触,以免造成表面放电误判。
4.测试时,“启动”高压测试完成,还应依测试仪操作说明书执行放电功能。否则,电容相互接
触短路,易导致失效。
5.拆封过的包装袋应及时密封,切勿将其中随附的干燥剂取出,储存、使用环境注意防潮。
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高压贴片电容如何应用于LED灯电源产品
MLCC(片状多层陶瓷电容)现在已经成为了电子电路最常用的元件之一。MLCC表面看来,非常简单,可是,很多情况下,设计工程师或生产、工艺人员对MLCC的认识却有不足的地方。有些公司在MLCC的应用上也会有一些误区,以为MLCC是很简单的元件,所以工艺要求不高。其实,MLCC是很脆弱的元件,应用时一定要注意。以下谈谈MLCC应用上的一些问题和注意事项。
随着技术的不断发展,贴片电容MLCC现在已可以做到几百层甚至上千层了,每层是微米级的厚度。所以稍微有点形变就容易使其产生裂纹。另外同样材质、尺寸和耐压下的贴片电容MLCC,容量越高,层数就越多,每层也越薄,于是越容易断裂。另外一个方面是,相同材质、容量和耐压时,尺寸小的电容要求每层介质更薄,导致更容易断裂。裂纹的危害是漏电,严重时引起内部层间错位短路等安全问题。而且裂纹有一个很麻烦的问题是,有时比较隐蔽,在电子设备出厂检验时可能发现不了,到了客户端才正式暴露出来。所以防止贴片电容MLCC产生裂纹意义重大。
当贴片电容MLCC受到温度冲击时,容易从焊端开始产生裂纹。在这点上,小尺寸电容比大尺寸电容相对来说会好一点,其原理就是大尺寸的电容导热没这么快到达整个电容,于是电容本体的不同点的温差大,所以膨胀大小不同,从而产生应力。这个道理和倒入开水时厚的玻璃杯比薄玻璃杯更容易破裂一样。另外,在贴片电容MLCC焊接过后的冷却过程中,贴片电容MLCC和PCB的膨胀系数不同,于是产生应力,导致裂纹。要避免这个问题,回流焊时需要有良好的焊接温度曲线。如果不用回流焊而用波峰焊,那么这种失效会大大增加。MLCC更是要避免用烙铁手工焊接的工艺。然而事情总是没有那么理想。烙铁手工焊接有时也不可避免。比如说,对于PCB外发加工的电子厂家,有的产品量特少,贴片外协厂家不愿意接这种单时,只能手工焊接;样品生产时,一般也是手工焊接;特殊情况返工或补焊时,必须手工焊接;修理工修理电容时,也是手工焊接。无法避免地要手工焊接MLCC时,就要非常重视焊接工艺。
首先必须告知工艺和生产人员电容热失效问题,让其思想上高度重视这个问题。其次,必须由专门的熟练工人焊接。还要在焊接工艺上严格要求,比如必须用恒温烙铁,烙铁不超过
机械应力也容易引起MLCC产生裂纹。由于电容是长方形的(和PCB平行的面),而且短的边是焊端,所以自然是长的那边受到力时容易出问题。于是,排板时要考虑受力方向。比如分板时的变形方向于电容的方向的关系。在生产过程中,凡是PCB可能产生较大形变的地方都尽量不要放电容。比如PCB定位铆接、单板测试时测试点机械接触等等都会产生形变。另外半成品PCB板不能直接叠放,等等。更多的问题可以直接咨询!
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陶瓷貼片電容的Q值與ESR值
Q值和ESR值評估高頻貼片電容器的一個重要性能指標是品質因素Q,或者是與其相關的等效串聯電阻(ESR)。本公司除了提供性能卓越的射頻RF 元器件外,還致力於為客戶提供精確和完整的性能資料。為了達到這個目標,這篇文章裏我們詳細的討論Q和ESR的測量方法和理解。理論上,一個“完美”的電容器應該表現為ESR為零歐姆、純容抗性的無阻抗元件。不論何種頻率,電流通過電容時都會比電壓提前正好90度的相位。實際上,電容是不完美的,會或多或少存在一定值的ESR。一個特定電容的ESR隨著頻率的變化而變化,並且是有等式關係的。這是由於ESR的來源是導電電極結構的特性和絕緣介質的結構特性。為了模型化分析,把ESR當成單個的串聯寄生元。過去,所有的電容參數都是在1MHz的標準頻率下測得,但當今是一個更高頻的世界,1MHz的條件是遠遠不夠的。一個性能優秀的高頻電容給出的典型參數值應該為:200MHz ,ESR=0.04Ω;900MHz,ESR=0.10Ω;2000MHz,ESR=0.13Ω。Q值是一個無量綱數,數值上等於電容的電抗除以寄生電阻(ESR)。Q值隨頻率變化而有很大的變化,這是由於電抗和電阻都隨著頻率而變。頻率或者容量的改變會使電抗有著非常大的變化,因此Q值也會跟著發生很大的變化。從公式一和二上可以體現出來:公式一:|Z| = 1 / ( 2πf C)其中,|Z|為電抗的絕對值,單位Ω;f為頻率,單位Hz;C為容量,單位元F。公式二:Q = |Z| / ESR其中,Q代表“品質因素”,無量綱;|Z|為電抗的絕對值,單位Ω;ESR為等效串聯電阻,單位Ω。用從向量網路分析器收集而得的S參數去推導ESR是不可信的。主要原因是這個資料的精度受限於網路分析器在50Ω系統中的精度(典型的± 0.05 dB測量精度在電容低到±0.01 dB低損耗區是精度不足的)。同樣,用LCR儀錶去測量高Q器件的Q和ESR也是不可信的。這是由於當元件的Q 值非常高時,LCR 儀錶不能正確地分辨出非常小的電阻(R)和非常大的電抗(Z)。因此,高Q電容器的ESR和Q的測量方法,一般使用作為行業標準的諧振線路測試法。這種測試方法作為在射頻RF上測量Q和ESR 的行業標準而長期存在。因為該方法依賴於信號發生器的頻率精確度(該頻率可以非常精確的測量),所以該資料的採樣方式是十分精確的。現代的電容ESR非常之小,以至於這個測量方法的精度也只能達到接近±10%。但不管如何,這仍然是目前最精確的在射頻RF方面有效測量Q和ESR的方法。
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预防电容破裂失效指南
陶瓷电容产品市场技术部经理
Coleraine,北爱尔兰,
摘要
MLCC电容的巨大普及性与可选择性技术的比较,首先是他们出色的可靠性记录和低成本。但是在某一特定环境下由于元器件的陶瓷部分破裂会发生一些问题。当元器件焊接到电路板后,这些失效通常由机械破坏产生;当电路板误操作或在极其苛刻的环境条件下组装,也会导致失效。
这篇文章阐述了AVX公司FlexiTermTM产品的主要好处和特性,一个软的终端系统通过减轻施加在陶瓷上的机械力来使这类失效最小化。
破裂问题
正如电容在元器件数量方面占的统治地位,多层陶瓷电容(MLCC)因为其高可靠性及低成本被普遍应用于电路设计。即使因为陶瓷材料的特性,MLCC本身很有可能在组装的过程中因为操作不当或是在特殊的环境下出现破裂。因为这个原因,破裂成为贴装到电路板上的MLCC的最普遍的失效模式。
弯曲附有元件的印刷电路板,最普遍的一个结果就是导致MLCC元件的破裂。这种弯曲是在组装生产和恶劣的操作条件下机械导致的外力造成的。最坏的情形,一个低阻值的电阻破裂失效会导致极高的温度,当其直接连接到电源线并有充足电流通过时电路板的直接区域将会造成毁灭性的破坏。
很典型的,板子的弯曲会导致陶瓷电容焊接到印刷电路板的部分产生裂痕,并且裂痕会继续扩大至陶瓷电容焊接部分高度的一半。如图1所示
图1,标准的MLCC终端展示
典型的板子弯曲造成的破裂
1
FLEXITERMTM吸收压力
AVX已经认识到有必要改善陶瓷电容的机械性能,以保证元器件在受到巨大外力时有更好的可靠性。FlexiTermTM 作为一个附加韧性的终端外层来开发,它被附加到原器件终端上以保证原器件在受到外力的时候保持完整的电气性能。(如图2)FlexiTermTM 被用于联接BME(基础金属电极)技术,这项技术提供了一个优点——消除了用铅银连接电容技术所花费的较高的物料费用,同时也增加了可靠性。这种在韧性和热量性能的改变更可靠的解决电路板在生产中弯曲的问题和元器件在操作过程中对环境要求过于严格的问题。
在元器件和电路板之间的热膨胀(CTE)不匹配系数也会在不同物料的连接处产生过大的力。在功率转换模块中这是一个显著的问题,因为过多的负载引起了温度的巨大波动。FlexiTermTM 的韧性特性减少了原件上的压力从而降低了系统失效的风险。
图2.附加了FlexiTermTM层对机械弯曲增加了阻力
AVX提供的FlexiTerm采用了X7R电解质,有较宽的选值范围,应用于汽车电容,电源输入电容以及标准的常用电容。
应用于需要防止破裂失效
多层陶瓷电容破裂可以说是高成本高能量应用的最大问题,因为在应用高电流的电路上将会造成更大的破坏。高风险应用包括汽车,电源,转换器,电信,基站,个人电脑和笔记本电脑,PDA,医学和使用仪器上。一般来说所有电路板组装的产品在生产过程中都容易受到陶瓷电容失效的影响,另外一些因为苛刻的工作环境易受失效的攻击。
汽车部分就是行业中的一个例子,在这个行业中陶瓷电容失效已经被广泛的公认是其应用中的一个危急的失效。陶瓷电容在汽车电子领域新兴的趋势包括为可靠性比较高的原件作驱动,原件小型化,多功能化以及安置在汽车上高温及高要求环境中的集成电路中譬如引擎, 传动器, 和传动箱里。汽车电子系统制造商因此在认可陶瓷电容器的极限和帮助为陶瓷电容 产品定义一个更合适的将来充当一个重要角色。
电源和转换器技术也同样要求防止破裂失效。预先发展陶瓷电容技术是为了使它能更多的应用在电源上,这些发展包括与原来电容技术相比更高的电容值和更低的等效串联电阻(ESR)。
原器件的失效,譬如陶瓷电容那样在许多应用中由于机械力和机械热力可以危及安全系统并且停止整个系统的操作。另外对汽车和电源制造商而言,高端模块产品失效带来的不仅是经济上的问题,同样也会影响到公司的名誉。更令人不安的是当陶瓷电容在48伏电压时,
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或者是线性提供一个带有少量amps的12伏电压(很容易存在于汽车电池中)时短路,将会达到
破裂失效的定位
对于特殊多层陶瓷生产商来说是不会因为破裂失效而被制约的,但是却制约了那些主要和次要的供应商。对于电子组装生产商而言失效的原因是很容易理解的。最普遍的失效发生在电路板折板,元器件放置,板子组装插入的部分和放置陶瓷电容十分接近于电路板边缘的地方。
通过量测来减少失效已经被很好的证明了,但是当这种失效增加时,这将无法被预防,检测,并且很难找到根本原因。组装生产商每月花费数以千计的美元用来检测,围堵和维修的例子是很不普遍的。解决方案正如元器件布线的重新设计,在获得确认它将会解决问题时需要一个很长的转变时间。这种破裂失效对于签约的生产商来说有时很普遍并且也很容易理解在组装过程中造成,以至于他们不会对供应商和客户突出这个问题。在某些情况下只有品质工程师知道问题的程度并且知道问题发身在哪些不被生产人员记录和跟踪的地方。假如更严重的失效位于组装测试端,这种失效也许会发生。一个严重的错误将因为在初段电容和Q参数测试中无法发现而产生。实际上多层陶瓷电容的使用将不会受到影响,直到潮气进入裂纹在电解质层之间形成一个路径,这种情况也许只有在原器件暴露在潮湿的大气中才会变得显著。因为这个原因电容中陶瓷的破裂将会通过量测绝缘电阻(IR)的改变而被发现。IR测试是一种确认电容被正确使用的标准测试,但是一旦元器件焊接到电路板上将不可能进行这种测试。
FLEXITERMTM — 解决裂纹的方案
AVX公司发现若要阻止陶瓷破裂的发生,电容端部的结构需要有韧性;经过大量的研究和不断发展,最终定义出 “FlexiTerm”. 这种具有韧性特点的高传导性终端材料被加入AVX的标准X7R介质陶瓷电容中,从而生产出新的范围值的 FlexiTerm TM 多层陶瓷电容。 这种韧性端子被特殊的设计成增强机械和温度弯曲特性的元器件,用于防止系统产生的失效。例如对于生产过程中未知原因电路板弯曲造成的失效,有经验的电容使用者为了完全消除这种失效会接受使用AVX FlexiTermTM 系列的产品来代替这些电容。
无论是电路设计者还是生产工程师在使用成熟元器件时成本往往是一个决定因素。这可能要依赖于通过品质工程师介绍FlexiTermTM 来确定消除电路板弯曲失效而节省的成本。低成本低容值的电容将是更合适的。随着容值的增大,电容的成本会随之上涨,这样一来FlexiTermTM 对价钱的影响就不是很显著了。对于高电容值电容,AVX可以像标准品一样提供FlexiTermTM 电容, 因为附加的材料和生产成本只占元器件所有成本的很小一部分。当其他生产商知道提供带有韧性终端技术的陶瓷电容的时候,AVX已是当前唯一可以在BME电容上提供FlexiTermTM 技术的生产商,而BME(碱金属电极)电容为那些使用贵重金属材料的元器件提供一个较低成本的选择。同时, 有些制造商正在提供一个供选择的保护弯曲的方法。这种方法是用一个合适的内部电极设计,在电极末端和芯片侧面之间增加一个空隙。这种设计方式有助于减少由于高机率破裂造成的低阻抗和电路短路失效,但是这种设计只能通过单电极电解质组不包括最坏的情况——两个电极间短路。 由于电极的断开招致电容损失的增加取决于裂纹扩散有多快,这种技术的另一个缺点是这种元器件可利用的最大容值在超过正常尺寸厚度来补偿电极端损失电容性的区域不能使用