一、前语
潮州三环(集团)股份有限公司地处广东省潮州市,现在公司工业基地占地面积18万平方米,厂房面积11万平方米,现有职工2500名,各类技能人员200名,总资产人民币4.5亿元。公司是我国专业出产全系列片式多层陶瓷电容器(MLCC);HIC和片式电阻用氧化铝陶瓷基片,光纤连接器陶瓷插芯,微波介质陶瓷器材,塑封片式电感器,各种膜类固定电阻器,电阻陶瓷基体等根底电子元器材产品的知名品牌厂家。近年来,公司先后承当完结多项国家、省级科研项目,研制了多项高新技能产品,立异了一大批光、机、电一体化的高精度专用设备,多项科研效果荣获广东省科技进步奖,公司先后被认定为国家级和广东省优异高新技能企业,国家863效果工业化基地、广东省第一批立异型企业。
潮州三环(集团)股份有限公司研制出产的主打系列产品–片式多层陶瓷电容器(MLCC)具有体积小、精度高、重量轻、稳定性好等特色,现在广泛运用于手机、平板电脑、电脑主板、PCB操控板等各类IT电子信息设备和产品。
可是,片式多层陶瓷电容器(MLCC)产品因其陶瓷资料自身较脆,在产品运用进程中常常会因作业不妥,呈现产品漏电、无容值、短路乃至焚毁等技能质量问题,潮州三环(集团)股份有限公司的科技人员经过长时间对该类问题的盯梢剖析,最终承认导致以上不良的失效形式均为产品开裂。
二、片式多层陶瓷电容器(MLCC)失效形式剖析
失效机理
产品开裂的首要原因是产品运用时受到了曲折应力的效果,使得产品构成微裂纹并随时间或二次应力扩展,终开裂。
近些年,客户均已发现产品开裂能够经过PCB的规划以及制程的管控来防止其产生。但仍存在一些产品在运用中发现有小份额的开裂问题,而这些产品大多是X7R原料的小容值产品。而X7R小容值产品易开裂的底子原因是其机械强度较差。
产品强度比照
产品强度比照
依据以上机械强度比照图可看出,X7R小容值产品机械强度较差,而COG原料均很优异。但COG原料因其介电常数极低,仅能制备容值较低的产品,且因资料较贵而不适宜代替同标准X7R产品。
三、常用改进办法
针对X7R小容值产品开裂问题,常选用:
①添加产品厚度;
②添加产品内部层数;
③更改强度更高的资料等3个方历来改进产品强度,以进步产品的出产习惯性,但从抗曲折比照图看,添加产品厚度和层数对产品的抗曲折改进起伏较小,且因小容值产品自身容量低,层数添加空间有限。
四、新式改进办法
而经过更改资料来进步产品机械强度显然是有用的办法。
我司经过近几年在资料方面的不断研讨,终研制出一种高介电常数的资料,可是朴实用此资料所制成的产品成本高且容值规模小。为更好的推动该项作业的改进,公司项目组提出在产品上下外表添加高强度的陶瓷体来进步全体产品强度的想象,终在 2012年11月我司已承认该办法的可行性,并于2013年的5月初完结对产品的各项功能的验证,此新式规划方法可大起伏添加0603X7R104K、0805X7R104K及以下容值产品的机械强度,我公司将此新式产品命名为三明治结构产品。
三明治结构产品的结构如下:
功能比照
1、抗折强度比照
2、抗曲折强度比照
3、容值散布比照
4、损耗角正切比照 5、绝缘电阻比照
6、耐电压比照
7、温度特性比照
8、耐焊接热
9、稳态湿热
10、耐湿负荷
11、耐久性
12、温度快速循环
五、高低温循环验证
为了进一步承认三明治结构产品的可靠性,对0805X7R104K500D和 0603X7R104K500C产品各做300次高低温循环实验(温度循环实验条件: 40℃/15min→25℃/15S → 125℃/15min → 25℃/15S),验证成果见下表:
验证成果表明,改进前后产品的高低温循环特性附近,均能满意客户运用。
六、对 比 小 结
经过以上功能比照,三明治结构产品比较原产品:
1、机械强度大起伏添加;
2、温度特性略差,但仍满意X7R特性,能够满意客户运用;
3、其它产品功能附近;
七、研 究 总 结
经过以上剖析,咱们看到,选用三明治结构规划的产品功能有很大的进步,具体表现在:
1、可显着地添加产品的机械强度;
2、可极大的下降产品在正常运用时发出产品开裂的几率;
3、能习惯相对严苛的运用条件(如独石等共同制造工艺);
4、相对传统产品价格不会有较大差异;
最终,需求特别阐明的是,选用三明治结构规划的产品可明显进步X7R产品强度,但需求留意以下状况:
1、产品开裂问题不能仅依托元件厂家来处理,底子处理办法在客户端的操控;
2、三明治结构产品掩盖的产品面较窄,一般为104及以下容值,关于高容产品不要随意提出三明治结构的设想。
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