高可靠性MLCC的彎曲裂紋對策(二)
發布時間:2021-07-08 責任編輯:wenwei
【導讀】為減少基板應力導致的短路風險,提高設備的可靠性,TDK開發了5大係列高可靠性MLCC。本指南Vol.2中將介紹安裝了金屬支架的2個係列。請根據用途從各係列中選擇產品,以幫助提高產品可靠性。
4. 金屬端子緩和彎板應力,降低對元器件本體的負荷
MEGACAP (帶金屬框架)
MEAGACAP是將MLCC的(de)端(duan)電(dian)極(ji)和(he)金(jin)屬(shu)支(zhi)架(jia)焊(han)接(jie)在(zai)一(yi)起(qi)的(de)製(zhi)品(pin)。金(jin)屬(shu)支(zhi)架(jia)可(ke)緩(huan)解(jie)熱(re)衝(chong)擊(ji)和(he)基(ji)板(ban)彎(wan)曲(qu)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)應(ying)力(li),具(ju)備(bei)很(hen)優(you)秀(xiu)的(de)抗(kang)熱(re)衝(chong)擊(ji)應(ying)力(li)和(he)抗(kang)彎(wan)板(ban)應(ying)力(li)。同(tong)時(shi),2顆MLCC堆疊使同一麵積下能夠得到2倍的靜電容量,可有效削減元器件的貼裝麵積。

圖19:MEGACAP的結構
彎曲基板10mm也不會發生元件體裂紋
該效果可通過彎板測試驗證。當基板彎曲10mm時,普通產品會發生元件體裂紋,但MEGACAP中未發現元件體裂紋。

圖20:基板彎板試驗的結果
【MEGACAP的特點】
● 通過金屬框架結構實現優異的耐機械應力/熱衝擊
● 通過2層結構實現在同一麵積下具備2倍靜電容量
● 擁有溫度特性和DC偏壓特性穩定的C0G品
● 可貼裝於鋁基板上
【主要用途】
● 需要大容值的平滑、去耦用途中
● 無線充電等諧振回路:C0G品
5. 通過獨特的產品結構實現大容量、高可靠性、低電阻
低電阻、橫向排列型MEGACAP
雖然支架電容可以利用金屬支架緩和機械應力,但金屬支架也有使ESR等阻抗成分上升的缺點。為了改善舊型支架ESR會上升的缺點,我們對產品結構進行革新,將可降低電阻成分的新型支架電容製品化。其特點是將MLCC橫向往旁邊堆疊。

橫向堆疊式的並聯結構可克服高度限製,改善ESR/ESL
當需要給舊支架增加MLCC的堆疊個數時,因MLCC是往上堆疊,所以整體的高度和重心位置會變高。從而導致上端的MLCC離基板的距離變遠,ESR/ESL會上升。因舊型支架有這樣的缺點,所以很難增加舊型支架的MLCC堆疊個數。另一方麵,CA係列的支架電容將MLCC橫向往旁邊堆疊,從而降低了跌落和ESR/ESL上升的風險。因而舊型支架隻能最大堆疊2顆,而新型支架可以增加堆疊數量,生產3顆電容並聯式的產品。

降低阻抗/ESR
其改善效果可在阻抗/ESR頻率特性中體現。新型(藍色線)的電阻值要比舊型支架(黑色線)更低。比較自諧振點(SRF),可發現新型的新支架比舊支架降低了約60%的ESR,預計發熱量也同比下降(發熱量和ESR成比例)

【低電阻、橫向排列型MEGACAP的特點】
采用將數個MLCC橫向堆疊的結構,並且最大限度地優化金屬端子材料,在控製產品高度和阻抗的同時,實現大容量
通過金屬支架結構實現優異的耐機械應力/熱衝擊
【主要用途】
● 需要大容量的平滑、去耦用途中
● 無線充電等諧振回路:C0G品
高可靠性MLCC的彎曲裂紋對策總結
若元器件發現裂紋,並且水汽侵入到裂紋內部,那麼發生短路模式失效的危險性將會提高。
尤其是以下的應用中需要特別注意。
● 經常會受到振動及衝擊的設備
● 可能頻繁發生掉落衝擊的設備
● 製造過程中基板彎曲應力較大時
TDK提供高可靠性MLCC 5大da係xi列lie產chan品pin以yi供gong選xuan擇ze,該gai係xi列lie可ke用yong於yu降jiang低di因yin基ji板ban彎wan曲qu所suo導dao致zhi的de短duan路lu發fa生sheng風feng險xian。請qing根gen據ju用yong途tu從cong各ge係xi列lie中zhong選xuan擇ze產chan品pin,以yi幫bang助zhu提ti升sheng產chan品pin可ke靠kao性xing。

文章來源:TDK官網
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