關鍵字:柔性端頭 陶瓷電容器 失效 電子制作模塊
鑒于本身的易碎性,用于表貼的多層陶瓷電容器相比其他元件在過度的機械應力下更易受損。電容失效的最常見原因之一便是印刷電路板(PCB)在焊接后產(chǎn)生的彎曲。過度彎曲會在陶瓷電容器內(nèi)部造成破裂。根據(jù)破裂的程度,有些電容器在最終裝配檢測時不會表現(xiàn)失效,但隨著時間推移,水分滲透進裂縫會使絕緣電阻減小,并最終導致電介質(zhì)故障從而使得電容器失效。
圖2. 機械破裂導致的電容失效圖示
溫度循環(huán)
由于材料的熱膨脹系數(shù)不同,元件安裝在PCB上后,快速溫變會產(chǎn)生應力。例如,傳統(tǒng)燒結端頭元件會在1000次溫度循環(huán)(從-55oC 至 125oC )下失效。材料(PCB,陶瓷,焊料)的膨脹率不同,會引起元件內(nèi)部破裂從而導致元件電性失效。
FlexiCapTM柔性端頭
根據(jù)傳統(tǒng)方式,端頭材料在800 oC的溫度條件下被燒結在元件的陶瓷體上。這樣的端頭材料非常堅硬,針對電容器裝配后產(chǎn)生的機械應力,這種端頭能提供給陶瓷體的保護微乎其微。
加載了FlexiCap?柔性端頭的PSL系列產(chǎn)品是指在燒結的PSL電容器端頭上應用柔性的端頭材料。FlexiCapTM柔性端頭材料由載銀環(huán)氧聚合物在180 oC的溫度條件下固化而成。它柔軟而能吸收部分PCB和陶瓷元件間的機械應變。加載了FlexiCapTM柔性端頭的PSL元件相對傳統(tǒng)燒結端頭元件能經(jīng)受更大的機械應變。
FlexiCapTM柔性端頭針對多種應力提供緩沖保護,包括機械斷裂(這是陶瓷元件失效的最重要的原因)和某些應用中的快速溫變——柔性端頭可吸收反復快速溫變產(chǎn)生的部分應力,加載了FlexiCapTM柔性端頭的PSL系列電容器通過了溫度循環(huán)測試,如1000次溫度循環(huán)(從-55oC 至125oC )。
憑借FlexiCapTM柔性端頭的創(chuàng)新設計,Syfer/Knowles贏得了2008年度英國創(chuàng)新女王獎,這是英國最有聲望的商業(yè)獎項。
圖3. FlexiCapTM電容器結構
使用掃描式電子顯微鏡放大1000倍后展示的FlexiCapTM電容器端頭的剖面
該圖證實了柔性端頭的纖維特性,這一特性使得柔性端頭相比傳統(tǒng)燒結的銀端頭能吸收更大的機械壓力
圖4. 柔性端頭剖面圖
FlexiCapTM柔性端頭系列測試
應用了FlexiCapTM柔性端頭的PSL系列產(chǎn)品經(jīng)過以下嚴格測試和認證:
Syfer/Knowles資格認證及持續(xù)進行的常規(guī)測試
AEC-Q200 資格認證
針對FlexiCapTM柔性端頭系列的關鍵測試:彎板測試
測試方法:電容樣品安裝在100mm的FR4測試電路板上依照IEC60068-2-21進行
彎板測試。環(huán)境測試:U測試:端頭和整體器件的強固性或AEC-Q200-005
圖5. 應用/不應用FlexiCapTM柔性端頭的PSL系列產(chǎn)品性能對比
彎板測試證實應用了FlexiCapTM柔性端頭之后的PSL系列產(chǎn)品能承受更大的機械應力。