MLCC端电极制备工艺的研究分析

时间:2023-03-31作者:佚名

前 言

多层瓷介电容器(MLCC,Multi - Layer Ceramic Capacitors) 作为主要的基础元件之一,市场需求巨大,在军用、民用等各种电子装备中得到广泛应用,它是电子技术尤其是表面组装技术(SMT)不可缺少的电子元件之一。其中,端电极附着力导致的开路失效作为印制电路板最常见的失效类型之一,严重影响整机可靠性。本文从MLCC制备工艺环节中的封端和烧端工艺入手,试验分析了产品翻边宽度、底银层厚度、烧端峰值温度、烧端峰值温度保温时间以及烧端装载密度对端电极附着力的影响。

文章内容

1、样品制备

使用多层瓷介电容未封端芯片,采用纯银可镀端浆,调整控制封端参数,制备得到不同翻边宽度、不同底银层厚度的试验样品(图1); 通过调节设备烧端峰值温度和带速,制备得到不同烧端峰值温度和峰值温度保温时间的试验样品;通过承烧板装载数目不等的待烧端芯片,制备得到不同烧端装载密度的试验样品。

MLCC端电极制备工艺的研究分析

2、测试方法

(1)破坏性物理分析

按照GJB 4027A-2006方法0202进行试验评估。过程使用全自动金相抛磨机进行制样,使用金相显微镜进行样品观察分析。

(2)端面结合强度

按照GB 2693-90 第4.35条试验。每组样品抽样8只,样品采用回流焊接方式安装至PCB板上,试验时采用电容器朝下的方式将PCB板置于弯曲夹具中,下压探头以1mm/s的速率下降(见图2)。下压探头每下降1mm测试记录产品容量,直至产品容量下降超过初始容量10%即判定失效并停止试验。

MLCC端电极制备工艺的研究分析

(3)抗剪切强度

按照GJB 548B-2005方法2019.2试验。每组样品抽样10只,样品采用回流焊接方式安装至PCB 板上,采用MFM1200型拉力剪切力测试仪对样品进行破坏性试验,试验过程中芯片以0.1mm/s速率水平驶向推头,直至样品从基板脱落,试验后统计其抗剪切力数值,试验方法示意如图3。

MLCC端电极制备工艺的研究分析

结果分析

1、封端工艺影响

封端过程即是在一定的工艺参数条件下,在经烧结处理后的芯片端头制备一定翻边宽度和底银层厚度的端电极,以实现端电极和内电极的导通。封端工艺主要是产品翻边宽度和底银层厚度对产品外观、尺寸和性能产生影响。

(1)端面结合强度试验

不同翻边宽度和底银层厚度产品其端面结合强度试验结果见表1。

MLCC端电极制备工艺的研究分析

表1结果显示,随着翻边宽度和底银层厚度的增加,产品端电极的抗弯曲性能得到明显提升。分析认为,在PCB基板受到外力弯曲变形时,端电极翻边在杠杆效应下,翻边宽度越宽此时作用于产品瓷体上的力相对越小,同时翻边宽度越宽可为端电极提供的抓附面积越大,可减少单位瓷体面积的受力强度,避免应力集中; 端电极附着力很大程度依靠端浆中玻璃料实现,底银层厚度越厚含有的玻璃料越多,可为端电极提供更大的附着力。

因此,具备较宽翻边宽度和较厚底银层厚度的产品可承受PCB基板更大的形变量。

MLCC端电极制备工艺的研究分析

MLCC的失效机理和失效原因很多,单一失效模式可能对应着多种的失效机理和原因。采用热风枪对失效产品解焊并进行DPA分析,结果显示,底银层厚度为14. 37μm 时4种不同翻边宽度制备的产品均存在一定比例的底银浮起缺陷(图4(a)),其余组别产品失效表征均始于翻边的45°角瓷体裂纹(图4(b))。

分析认为,14. 37μm底银层厚度产品,其端头底银玻璃料总含量偏低,在烧端时玻璃料向瓷体渗入量不足,导致产品底银浮起致使失效

;当底银层厚度≥26.25μm,底银中玻璃料总含量较为充裕,在基板极限弯曲状态下底银附着力仍具有较大的富余量,此时瓷体发生脆性变形导致产品失效。

(2)抗剪切强度试验

抗剪切强度试验对于端电极附着力具有一定的“量化”参考意义,并可根据失效状态识别产品机械性能方面的薄弱点。各组产品失效时的平均抗剪切力数据见表2。

相关阅读

为什么中国用220V,美国却用110V?背后的真相没那么简单

出国旅行,最让人头疼的除了签证,就是带转换插头。但你可能没想过,为什么中国和欧洲用220V,而美国和日本偏偏用110V?是110V更安全吗?今天我们把电压标准背后的百年恩怨和现实考量,一...
2026-10-30
为什么中国用220V,美国却用110V?背后的真相没那么简单

汽轮机的辅助设备,简简单单说明一下

汽轮机的主要辅助设备包括凝汽设备(凝汽器、抽气器、凝结水泵等)、回热加热设备(低压加热器、除氧器、高压加热器)、给水泵等。 除氧器是由除氧塔和储水箱组成的,凝结水由...
2023-06-13

水电工必备技能之一:电能表、水表的正确读数方法

水电工被人们尊称为万能工,自己却戏称高级持证勤杂工。不仅要安电、接水管,修门窗,就连查抄电表、水表这些本应是管理干部做的事情,也得做。如此看来,读电表、水表还真是...
2023-06-11
水电工必备技能之一:电能表、水表的正确读数方法

SF6气体泄漏和火灾报警系统

六氟化硫在常温常压下是一种无色、无臭、无毒、不燃、无腐蚀的气体,气体密度6.139g/L,其化学稳定性强,500℃-600℃不分解。 六氟化硫气体具有良好的电气绝缘性能及优异的灭弧性能...
2023-03-29
SF6气体泄漏和火灾报警系统

直流小型继电器接线注意事项:别让“小错误”拖垮联动

你以为继电器很小、很简单,随手一接就能用?可真到现场出问题,它往往不是“坏了”,而是“接错了”。 前段时间,有小伙伴在项目上遇到一个特别奇怪的现象:一批...
2026-07-22
直流小型继电器接线注意事项:别让“小错误”拖垮联动

热销商品

广东珠江电线电缆阻燃国标定制BYJBV BVR YJV YJY RVV RVS RV KVV

广东珠江电线电缆,专注于阻燃国标定制,产品涵盖BYJBVBVRYJVYJYRVVRVSRVKVV等多种规格。我们采用先进生产技术,严格遵循国家标准,确保产品质量可靠、性能稳定。产品适...
¥ 1

可换头防静电塑胶镊子ESD-7A/242/249/259防划伤夹IC硅晶片陶瓷头

ESD-7A/242/249/259是一款专为半导体行业设计的防静电塑胶镊子,有效防止静电对敏感电子元件的损害。其独特之处在于可更换的镊子头,包括专为夹持IC硅晶片和陶瓷元件...
¥ 2

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

86型开关超薄自粘贴式防水罩浴霸开关家用防水盒浴室插座防溅盒子

86型开关超薄自粘贴式防水罩浴霸开关,是一种专为家用浴室设计的创新产品。其采用超薄设计,无需复杂布线,自粘贴式安装方式简洁高效,有效节省空间。防水罩有效阻挡水汽...
¥ 3.9

L型套筒扳手铣口烟斗双头弯头7字穿孔机修六角汽修轮胎工具6-19mm

L型套筒扳手是一款常用于工业领域的多功能工具,具备双头设计,可高效完成铣口、烟斗等多种工件孔位加工,适用六角汽修、轮胎等场景。其套筒尺寸为6-19mm,精准适配各类...
¥ 3.5

网站栏目