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高可靠性MLCC的彎曲裂紋對(duì)策(二)

發(fā)布時(shí)間:2021-07-08 責(zé)任編輯:wenwei

【導(dǎo)讀】為減少基板應(yīng)力導(dǎo)致的短路風(fēng)險(xiǎn),提高設(shè)備的可靠性,TDK開(kāi)發(fā)了5大系列高可靠性MLCC。本指南Vol.2中將介紹安裝了金屬支架的2個(gè)系列。請(qǐng)根據(jù)用途從各系列中選擇產(chǎn)品,以幫助提高產(chǎn)品可靠性。
 
4.   金屬端子緩和彎板應(yīng)力,降低對(duì)元器件本體的負(fù)荷
      MEGACAP (帶金屬框架)
 
MEAGACAP是將MLCC的端電極和金屬支架焊接在一起的制品。金屬支架可緩解熱沖擊和基板彎曲所產(chǎn)生的應(yīng)力,具備很優(yōu)秀的抗熱沖擊應(yīng)力和抗彎板應(yīng)力。同時(shí),2顆MLCC堆疊使同一面積下能夠得到2倍的靜電容量,可有效削減元器件的貼裝面積。
 
圖19:MEGACAP的結(jié)構(gòu)
 
彎曲基板10mm也不會(huì)發(fā)生元件體裂紋
 
該效果可通過(guò)彎板測(cè)試驗(yàn)證。當(dāng)基板彎曲10mm時(shí),普通產(chǎn)品會(huì)發(fā)生元件體裂紋,但MEGACAP中未發(fā)現(xiàn)元件體裂紋。
 
圖20:基板彎板試驗(yàn)的結(jié)果
 
【MEGACAP的特點(diǎn)】
 
●   通過(guò)金屬框架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的耐機(jī)械應(yīng)力/熱沖擊
●   通過(guò)2層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在同一面積下具備2倍靜電容量
●   擁有溫度特性和DC偏壓特性穩(wěn)定的C0G品
●   可貼裝于鋁基板上
 
【主要用途】
 
●   需要大容值的平滑、去耦用途中
●   無(wú)線充電等諧振回路:C0G品
 
5. 通過(guò)獨(dú)特的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)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(jī)械應(yīng)力,但金屬支架也有使ESR等阻抗成分上升的缺點(diǎn)。為了改善舊型支架ESR會(huì)上升的缺點(diǎn),我們對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行革新,將可降低電阻成分的新型支架電容制品化。其特點(diǎn)是將MLCC橫向往旁邊堆疊。
 
 
橫向堆疊式的并聯(lián)結(jié)構(gòu)可克服高度限制,改善ESR/ESL
 
當(dāng)需要給舊支架增加MLCC的堆疊個(gè)數(shù)時(shí),因MLCC是往上堆疊,所以整體的高度和重心位置會(huì)變高。從而導(dǎo)致上端的MLCC離基板的距離變遠(yuǎn),ESR/ESL會(huì)上升。因舊型支架有這樣的缺點(diǎn),所以很難增加舊型支架的MLCC堆疊個(gè)數(shù)。另一方面,CA系列的支架電容將MLCC橫向往旁邊堆疊,從而降低了跌落和ESR/ESL上升的風(fēng)險(xiǎn)。因而舊型支架只能最大堆疊2顆,而新型支架可以增加堆疊數(shù)量,生產(chǎn)3顆電容并聯(lián)式的產(chǎn)品。
 
 
降低阻抗/ESR
 
其改善效果可在阻抗/ESR頻率特性中體現(xiàn)。新型(藍(lán)色線)的電阻值要比舊型支架(黑色線)更低。比較自諧振點(diǎn)(SRF),可發(fā)現(xiàn)新型的新支架比舊支架降低了約60%的ESR,預(yù)計(jì)發(fā)熱量也同比下降(發(fā)熱量和ESR成比例)
 
 
【低電阻、橫向排列型MEGACAP的特點(diǎn)】
 
采用將數(shù)個(gè)MLCC橫向堆疊的結(jié)構(gòu),并且最大限度地優(yōu)化金屬端子材料,在控制產(chǎn)品高度和阻抗的同時(shí),實(shí)現(xiàn)大容量
 
通過(guò)金屬支架結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的耐機(jī)械應(yīng)力/熱沖擊
 
【主要用途】
 
●   需要大容量的平滑、去耦用途中
●   無(wú)線充電等諧振回路:C0G品
 
高可靠性MLCC的彎曲裂紋對(duì)策總結(jié)
 
若元器件發(fā)現(xiàn)裂紋,并且水汽侵入到裂紋內(nèi)部,那么發(fā)生短路模式失效的危險(xiǎn)性將會(huì)提高。
 
尤其是以下的應(yīng)用中需要特別注意。
 
●   經(jīng)常會(huì)受到振動(dòng)及沖擊的設(shè)備
●   可能頻繁發(fā)生掉落沖擊的設(shè)備
●   制造過(guò)程中基板彎曲應(yīng)力較大時(shí)
 
TDK提供高可靠性MLCC 5大系列產(chǎn)品以供選擇,該系列可用于降低因基板彎曲所導(dǎo)致的短路發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。請(qǐng)根據(jù)用途從各系列中選擇產(chǎn)品,以幫助提升產(chǎn)品可靠性。
 
 
文章來(lái)源:TDK官網(wǎng)
 
 
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