MLCC+的Strain+Gage+Test+及应用案例分析.pdfVIP

MLCC 的Strain Gage Test的应用与案例分析 作者：殷子杰 单位：光宝电子（东莞）有限公司 联系方式：norton.yin@ 摘要： Strain Gage Test(应变测试)相对于电子制造业来说，是一个比较新的一个概念。应变 测试可以量化零件所在位置的应变，而根据这个量化的应变来判断零件破裂的风险，从而为 改善措施提供方向。本文通过对实际制程进行应变测试，总结出某些制程中减少MLCC破裂的 方法，以提高产品的可靠性。本文中的应变测试，如无特殊说明，都是基于1.6mm的FR-4 PCB 进行的。 关键词及其解释： MLCC：Multi-layer ceramic capacitor,多层陶瓷电容器。 Strain Gage Test :应变测试 Strain gage :应变片,由薄金属箔做成。 Strain :应变；是一个无量纲的物理量。当一个物体受到外力的作用，从原来的长度 L变成 目前的 L＇,则应变即为： (L＇- L)/ L,物体受外力拉伸变长时，应变为正；物体受外力压缩是，应变即为负值。 Micro-strain :微应变. 虽然应变是一个无量纲的物理量，但是在实际应用中为了方便描 述，应变通常以 Micro-strain 为单位，当以 Micro-strain 为单位描述应变的大小时，即为： 10^6 *(L＇- L)/ L。例如一个原来长为 100mm的金属圆柱，受拉力后长度变成了 100.2mm， 即应变的大小为：10^6*（100.2-100）/100=2*10^3 micro-strain. Principal strain :主应变. 一个平面中最大和最小的正交应变，互相垂直起所在的方向 切应变为 0. 本文中提及的应变如果特别说明，皆指主应变。 Strain rate :应变率；是用来描述应变变化的快慢的程度。应变的变化量除以这个变化被 测量到的时间间隔。应变率也是用来衡量元件破裂的风险，多用于衡量 BGA 锡点的破裂风险。 本公司认为，对于 MLCC，主要用应变来衡量元件的破裂风险即可；而对于应变率，如果客 户没有要求的话，本公司取的应变率的极限值是 100000 micro-strain/s. 引言： MLCC 以其低等效串联电阻，体积小，效率高等特性广泛地应用到各类电子产品当中。但是， 由于陶瓷本身的脆性，导致 MLCC 在抗变形能力差，从而给电子产品的制造带来了风险和增 加了难度。而且很多时候，即使 MLCC 上有裂缝却仍能工作一段时间，因此多数 MLCC破裂的 情况在工厂端都测试不出来。当这些破裂的 MLCC 在经过电和热循环后，裂缝会慢慢增大直 至电极间短路或者开路而最后失效。由于 MLCC 的破裂具有一定的潜伏性，因此给产品的可 靠性带来了很大的危害。而通过应变测试来量化制程中 MLCC 所在的位置的应变，可以很方 便和直观的知道 MLCC 在哪些工序中有比较大的应变，和同一个工序中哪些 MLCC 所在的位置 78 有比较大的应变。在知道问题点，并导入改善对策后，再通过应变测试再进行测试以确定改 善的有效性。 应变测试的原理是：通过贴附在 PCB 上的 strain gage(应变片)随着 PCB 变 形而变形时自身阻值的变化来量化 PCB 的应变（应变测试仪通过自身的电桥来检测出由于应 变片阻值的变化而带来的电压的变化，然后通过应变测试软件中的程序，把电压的变化换算 成应变），从而通过这个量化的应变与零件的极限应变比较来判断 PCB的变形对元件或者元 件锡点破裂的风险（关于零件的应变极限的确定，请参考 IPC/JEDEC-9704 附录 2）。 应变测试仪器： 图 1  贴好的应变 片 图2  将应变片上的导线接到应变测试仪的接线盒上 应变测试仪