Гибкость многослойных керамических конденсаторов. Часть 2

Тестирование на изгиб

Учитывая меры и анализы, обсужденные в предыдущей главе, иногда уже ничего нельзя сделать с точки зрения производственного процесса печатной платы, тогда внимание стоит переключить на физическую надежность самих конденсаторов. В этой и следующих главах мы рассмотрим несколько испытаний на изгиб, которым мы подвергали наши устройства, чтобы проверить их способность противостоять растрескиванию

Международные спецификации

Международные требования к тестированию на изгиб содержатся в нескольких спецификациях:

1. IEC60384-1:2001Конденсаторыпостоянной емкости для использования в электронном оборудовании. Часть 1. Общий раздел 4.35 «Испытания на изгиб» относится к IEC 60068-2-21.

2. IEC 60068-2-21: 2006 Испытания на воздействие внешних факторов. Тест U: прочность контактов и встроенных монтажных устройств. Раздел 8 теста Ue определяет испытание для оценки механической прочности контактов поверхностно монтируемых устройств при установке на подложку. Тест Ue1 определяет испытание на изгиб подложки. Цель теста Ue1 заключается в том, чтобы определить, могут ли конденсаторы выдерживать нагрузки от изгиба, которые будут возникать во время обычных операций при сборке или работе с устройством.

3. IEC 60068-2-21 относится к таким требованиям, как критерии отклонения и приемлемости, входящие в «соответствующую спецификацию». Компания Knowles Precision Devices поддерживает сертификацию продуктов IECQ CECC (Международная программа по сертификации качества Между-народной электротехнической комиссии — Комитета по электронным компонентам CENELEC), а «соответствующая спецификация» — QC 32100-A001:2007.

4. QC32100-A001:2007 «Таблица 2. Периодические испытания» — определяет минимальные требования к гибкости платы как Класс I C0G/NP0 (1B/CG).

Все типы. Класс II X7R (2R1): только Y и H (FlexiCap):

• 3-мм отклонение — Класс I;
• 2-мм отклонение — Класс II;
• 1-мм отклонение — X7R
  (не FlexiCap-контакт).

5. AEC-Q200-005 Испытание на изгиб платы/ прочность контактов. Минимальные требования, приведенные в таблице 2, эталонный тест на нагрузку 21: 2мм (мин.) для всех, для Класса I — 3 мм.

Метод испытания на изгиб

Компания Knowles Precision Devices разработала серию испытаний на изгиб плат, выполненных из материалов FR4. Размеры платы составляют приблизительно 100x40x1,6 мм, толщина дорожек (35 ±10) мкм (рис. 7).

Образцы конденсаторов монтировались с помощью ручного манипулятора захвата и установки деталей (рис. 8) на трафаретный припой SAC305 (96,5/3/0,5 Sn/Ag/Cu).

Результаты испытания на изгиб

Диэлектрический анализ

Основываясь на анализе данных по отказам, нельзя утверждать, что один любой размер чипа более подвержен отказу из-за трещин, чем другой. Однако выяснилось, что конденсаторы Класса I C0G/NP0 (1B/CG) редко встречаются в «случаях растрескивания».

Эта разница в механической прочности показана на анализе среднего изгиба контакта из спеченного материала для двух типов класса.

Можно видеть, что средний изгиб для Класса I C0G/NP0 (1B/CG) составляет обычно 7 мм, тогда как для диэлектриков Класса II среднее значение составляет 4мм (рис. 11, 12).

Усовершенствование гибкости конденсатора Knowles Precision Devices

В 1999 году Knowles Ltd (Великобритания), ранее известная как Syfer Technology Ltd, представила свою линию материалов FlexiCap и стала первым производителем многослойных конденсаторов, который предложил заказчикам гибкие контакты.

В 2008 году ее величество королева Великобритании присудила премию Queen’s Award за выдающиеся инновационные достижения Syfer Technology Ltd в отношении FlexiCap.

FlexiCap — полимерный контакт, который благодаря своей волокнистой структуре снижает механическую нагрузку, оказываемую на керамическую часть конденсатора, приблизительно на 50% (рис. 13).