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Raison de défaillance des condensateurs céramiques

September 04, 2023

 

1. Défaillance du condensateur à puce en céramique causée par une force externe

(1) Parce que le condensateur à puce en céramique est fragile et n'a pas d'épingle, il est fortement affecté par la force. Une fois affectée par la force externe, l’électrode interne se casse facilement, entraînant la défaillance du condensateur à puce en céramique. Comme le montrent les figures ci-dessous, l'extrémité du condensateur du patch en céramique est cassée ou endommagée en raison d'une force externe. Par exemple, lors du processus d'assemblage mécanique, l'ensemble de circuits imprimés est installé dans le boîtier et le pilote électrique est utilisé pour l'assemblage. À ce moment-là, la contrainte mécanique du conducteur électrique permet de déconnecter facilement le condensateur.

 

 

 

 

(2) En raison du problème de qualité de la mauvaise force de liaison de l'extrémité du condensateur à puce en céramique (corps et électrode), l'électrode métallique tombe facilement lors du processus de soudage, de poinçonnage à chaud, de débogage et d'autres forces externes, c'est-à-dire le le corps et l'électrode sont séparés, comme le montre la figure ci-dessous.

 

2. Défaillance causée par une mauvaise opération de soudage

 

(1) Il est très courant que le choc thermique du condensateur à puce en céramique soit causé par un soudage manuel inapproprié ou une reprise du fer électrique.

 

Lors du soudage, il y aura un choc thermique. Si l'opérateur contacte la pointe du fer à souder directement avec l'électrode du condensateur, le choc thermique provoquera une microfissure du corps du condensateur à puce en céramique et le condensateur à puce en céramique tombera en panne après un certain temps. En principe, le SMT doit être soudé à la main. Le soudage multiple, y compris les reprises, affectera également la soudabilité de la puce et la résistance à la chaleur de soudage, et l'effet est cumulatif, il ne convient donc pas que le condensateur soit exposé à des températures élevées plusieurs fois.

 

(2) L'étain aux deux extrémités du condensateur est asymétrique pendant le soudage.

 

Lors du soudage, l'étain aux deux extrémités du condensateur est asymétrique, comme le montre la figure ci-dessous.

 

L'étain aux deux extrémités du condensateur est asymétrique. Lorsque le condensateur est soumis à une force externe ou à un test de dépistage des contraintes, le patch en céramique sera sérieusement affecté en raison d'une soudure excessive. La capacité du condensateur à résister aux contraintes mécaniques entraînera une fissuration du corps et de l'électrode et une défaillance.

 

 

 

(3) Trop de soudure

Les facteurs liés au degré de contrainte mécanique du condensateur à puce en céramique multicouche sur le PCB comprennent le matériau et l'épaisseur du PCB, la quantité de soudure et la position de la soudure. En particulier, trop de soudure affectera sérieusement la capacité du condensateur à puce à résister aux contraintes mécaniques, entraînant une défaillance du condensateur.

 

3. Défaillance du condensateur causée par une conception déraisonnable des pads

(1) La conception du coussin n'est pas raisonnable, comme le montre la figure ci-dessous, lorsqu'il y a un trou dans le coussin. La soudure va perdre (il existe un tel phénomène de conception dans le produit), ce qui provoque des défauts de soudure dus à l'asymétrie de la soudure aux deux extrémités du condensateur. À ce moment-là, un dépistage du stress ou de la force externe sera effectué. La contrainte libérée aux deux extrémités du condensateur à puce en céramique provoquera facilement des fissures et des pannes.

 

 

(2) Une autre conception de tampon est illustrée dans la figure ci-dessous. Lors de l'utilisation du soudage en ligne, la taille des plots aux deux extrémités du condensateur est différente ou asymétrique (ce phénomène de conception existe dans le produit), la quantité de pâte à souder imprimée est assez différente. Le petit tampon réagit rapidement à la température et la pâte à souder dessus fond en premier. Sous l'action de la tension de la pâte à souder, le composant se redresse, ce qui entraîne un phénomène « vertical » ou une asymétrie de la soudure, provoquant une défaillance du condensateur. Une extrémité de plusieurs condensateurs à puce en céramique partage un grand tampon. Si un condensateur à l'extrémité commune doit être réparé ou si l'un des condensateurs tombe en panne et doit être remplacé, une extrémité des autres composants subira également un choc thermique et le condensateur est sujet à une panne.

 

 

 

4. Défaillance causée par un test d'impact à haute et basse température

Pendant le test, le coefficient de dilatation thermique (CTE) du PCB, de l'électrode d'extrémité MLCC et du diélectrique céramique est faible, et le condensateur puce est soumis à certaines contraintes thermiques en raison du changement rapide du froid et du chaud. Le corps (céramique) et l'électrode (métal) du SMC produisent des fissures de contrainte, qui conduisent à la défaillance du SMC.

 

5. Défaillance causée par une contrainte mécanique

Un mauvais fonctionnement de la plaque d'impression dans le processus d'assemblage provoquera des contraintes mécaniques, ce qui entraînera une rupture du condensateur, et le tampon est conçu près du trou de vis, ce qui peut facilement causer des dommages mécaniques lors de l'assemblage. Ce type de dommage provoque une expansion supplémentaire de la fissure lors du test de choc thermique, ce qui entraîne une défaillance du condensateur. La structure montre que le MLCC peut résister à des contraintes de compression importantes, mais que sa résistance à la flexion est faible. Toute opération susceptible de produire une déformation par flexion lors de l'assemblage du condensateur entraînera une fissuration des composants.

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