PCBA电路板中电容MLCC失效分析-应力测试作业指导

当今电子PCBA硬件终端客户对包工包料的需求日益强烈，传统PCBA厂家由于供应能力弱、价格无优势、货源不稳定、人工效率低，导致转化率低，面临客户越来越少、利润越来越薄的困扰。

制造终端工厂在选择PCBA代工代料过程中，又面临难以确认物料的真实性、PCB采购周期不稳定、电子元器件失效、维修困难、资金风险等难题，IC类和陶瓷电容（MLCC）类失效是目前PCBA制程中导致PCBA失效的几个重要原因。

那么在PCBA装焊过程中出现的MLCC失效问题，该如何解决及检测？从优化生产工艺和设计改进着手，最终实现MLCC的高可靠性装焊和PCBA的各种制程？

关于MLCC失效原因分析及改善措施：

失效的根本原因是MLCC外部或内部存在如开裂、孔洞、分层等各种微观缺陷。这些缺陷直接影响到MLCC产品的电性能、可靠性，给产品质量带来严重的隐患。

MLCC电容的结构介绍：

MLCC（片状多层陶瓷电容）其内部由多个电容错位叠压而成，简称MLCC，其具有体积小、单位体积电容量大、受温度等环境因素对性能影响小等优点。

MLCC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，可是在很多情况下，设计工程师或生产、工艺人员对MLCC的认识却有不足的地方。

MLCC的特点：

机械强度：硬而脆，这是陶瓷材料的机械强度特点。

热脆性：MLCC内部应力很复杂，所以耐温度冲击的能力很有限。

MLCC常见失效：

MLCC常见外在因素失效提现在：热应力和机械应力。

1. 制程热应力：

由于不同材料的热膨胀系数（CTE）不匹配，在焊接组装过程中，因温度变化梯度和空间限制造成材料涨缩不同而引起的应力。

典型的制程热应力失效主要包括：热应力损伤、分层、塑性形变失效等。

1. 制程机械应力：

电子组装工作的制程应力来源主要包括：

①SMT组装流程：印刷锡膏过程；去板边/分板的制程,所有手动处理的制程 ；元器件连接器安装,所有返工及修补制程。

② 电路板测试：电路电性测试（ICT），电路板功能测试（FCT）或者等效的功能测试。

③ 机械组装测试：如清洗，组装散热片,组装隔离柱/补强板,系统或系统板子组装能测试。

④ 运送环境测试：落摔测试,冲击和振动测试。

典型的制程机械应力失效即机械应力损伤：焊球开裂、线路损坏、焊盘起翘、基板开裂以及陶瓷元器件的本体开裂等。

经证实，运用应变测试可以对印制板组件组装、测试和装配过程中所受到的应变和应变率水平进行客观分析，甄别和改善有害制造工艺。