電容引腳斷裂機(jī)理示意圖
電容引腳斷裂失效的機(jī)理和解決方法
發(fā)布時(shí)間:2020-12-15 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)(ESS試驗(yàn))是考核產(chǎn)品整機(jī)質(zhì)量的常用手段。在ESS試驗(yàn)中,隨機(jī)振動(dòng)的應(yīng)力旨在考核產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)、裝配、應(yīng)力等方面的缺陷。
環(huán)境應(yīng)力篩選試驗(yàn)(ESS試驗(yàn))是考核產(chǎn)品整機(jī)質(zhì)量的常用手段。在ESS試驗(yàn)中,隨機(jī)振動(dòng)的應(yīng)力旨在考核產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)、裝配、應(yīng)力等方面的缺陷。體積較大的電容,在焊接后,如果沒有施加單獨(dú)的處理措施,在振動(dòng)試驗(yàn)時(shí)容易發(fā)生引腳斷裂的問題。這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)M的是運(yùn)輸振動(dòng)、運(yùn)行振動(dòng)、沖擊碰撞跌落的應(yīng)力條件。
斷裂的機(jī)理是應(yīng)力集中,一般發(fā)生在電容引出腳或焊盤連接點(diǎn)位置,如圖。當(dāng)振動(dòng)環(huán)境下,電容引出腳和焊盤連接點(diǎn)承受的將是整個(gè)電容橫向剪切和縱向拉伸方向的沖擊力,尤其當(dāng)電容較大的時(shí)候,如大的電解電容。
電容引腳斷裂機(jī)理示意圖
此現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)理簡(jiǎn)單,解決方案也不復(fù)雜,常規(guī)經(jīng)驗(yàn)是在電容的底部涂1圈硅橡膠GD414以粘接固定,但這種處理方式是不行的。
硅橡膠拉伸強(qiáng)度為4-5MPa,伸長(zhǎng)率為100%-200%,分子間作用力弱,粘附性差,粘接強(qiáng)度低;用于粘接電容時(shí),表面上看是固定住了,但實(shí)際上沖擊應(yīng)力較大的時(shí)候,硅橡膠的被拉伸程度較大,電容自身依然會(huì)受到較大的拉伸應(yīng)力和剪切應(yīng)力;所以,固定用的材料推薦首選E-4X環(huán)氧樹脂膠,其拉伸強(qiáng)度大于83MPa, 伸長(zhǎng)率小于9%,粘合性好,粘接強(qiáng)度高,收縮率低,尺寸穩(wěn)定。從性能上能明顯看出,E-4X環(huán)氧樹脂膠才能起到真正的固定作用。
對(duì)涂膠工序也須進(jìn)行細(xì)化,要求環(huán)氧膠固定電容高度達(dá)到電容本體的1/3,并在兩肋形成山脊?fàn)钪?,使電容與E-4X膠成為一體,振動(dòng)中不再顫振,引腳得到保護(hù)。
另外,除了涂膠固定,電路板裝配生產(chǎn)的流程也會(huì)引出,先裝配電容,再裝配其它元件,這樣,立式電容為最高點(diǎn),周轉(zhuǎn)或放置時(shí),易受到磕碰或外力而造成歪斜;更改工序,先裝配其它元件和粘接立柱再裝配高電容,這樣周轉(zhuǎn)或放置時(shí),比電容稍高的立柱受力就保護(hù)了電容。
改進(jìn)工序前,先對(duì)電路板真空涂覆(在電容陶瓷面上形成約15μm厚的派埃林薄膜材料),再涂硅橡膠固定。改進(jìn)后,先在電容上涂環(huán)氧膠,再在整個(gè)電路板真空涂覆,這樣在電容和膠外表面一體形成派埃林薄膜。由于派埃林薄膜表面粗糙度小于陶瓷面,膠在派埃林薄膜表而的接觸角大于陶瓷表面(接觸角越小潤(rùn)濕效果越好),改進(jìn)后固定效果更好。
對(duì)以上問題和解決方法做一個(gè)總結(jié)結(jié)論有三:1、電容引腳斷裂性質(zhì)是疲勞斷裂;2、裝配方式設(shè)計(jì)不合理,固定膠粘接強(qiáng)度不夠和工藝不完善是導(dǎo)致引腳斷裂的原因;3、改用環(huán)氧樹脂膠和調(diào)整生產(chǎn)流程從工程上解決此問題。
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