不具合の原因は「周期的な短絡」と記録されていた。顧客はそれに対して丁寧な対応をしたが、それがかえって事態を悪化させた。制御盤のバッチはバーンインで実際に過負荷状態になり、その後、製造現場でランダムなエラーが発生し始めた。システムも日も異なり、誰にもパターンが見つからなかった。
停止動作基板の1枚を分解しました。顕微鏡で見ても何もありませんでした。X線で見ても、全く何も目立ちませんでした。音響検査でようやく見つかりました。 陶器コンデンサ 基板端から2ミリのところに位置する0805サイズのMLCCが、製造中止線と平行に本体と共にきれいに割れていた。その割れ目は外からは見えなかった。これは従来型の フレックスクラック そして、内部電極同士が断続的に接触することを可能にしていた。
原因は組み立てラインではなく、スタイルデータにあった。コンデンサは Vカット スコアライン。パネルが分割されたとき、曲げ応力と不安は部品に沿ってまっすぐに伝わった。
V溝は、意図的に設けられた弱線です。加工業者は、通常、板厚の1/3の深さのV字型の溝を両側から切り込み、パネルを分離する際にその溝に沿って簡単に割れるようにします。安価で迅速であり、長方形の板材では標準的な方法となっています。 パネル化 業界におけるアプローチ。
しかし、広告やマーケティングでは見落とされている点があります。Vカットの破断は制御された破壊です。パネルを曲げると、応力はV溝の先端に集中し、破断は切り込み線に沿って伝播します。これが意図された動作です。意図しないのは、その後に起こることです。応力はボードの端で止まりません。曲げモーメントは溝の外側に放射状に広がり、 はんだ接合部 そして、線から一定の範囲内にある表面に付着しているあらゆるものにまで及ぶ。
もしその「何か」が抵抗器であれば、はんだ接合部の割れが生じる可能性があります。これは目視可能で、修理可能で、厄介です。 多層セラミックコンデンサ すると、全く別のビデオゲームを入手できます。
セラミックコンデンサは、アセンブリ全体の中で機械的な曲げに最も影響を受けやすい部品の1つであり、製品上の理由があります。誘電体は終端セラミックです。セラミックは生成も曲げも欠陥もなく、割れるだけです。 MLCC本体 曲がるにつれて屈曲限界を超え、亀裂は基板側の端から始まり、内部電極の束に沿って斜めに上方に伸び、最大せん断応力の線に沿って進行する。
被害は、 コンデンサの内部構造 セラミック電極と鋼電極が回転する層で構成されており、一般的なX7R部品ではおそらく100層ほどあります。故障の原因は、部品が真っ二つに割れるほどの亀裂でなくても、電極層が隣の電極層に接触するほどずれるだけで十分です。これは、温度、共振、基板のたわみによって周期的に発生する短絡です。部品は見た目には問題ありません。データシートには優れた製品だと記載されています。しかし、回路は異なります。
MLCCの亀裂には特別な悪質性があります。それは、ほとんど検出できないことです。亀裂は内部にあり、パッケージは亀裂の上に成形または仕上げられているため、AOIやX線などの従来の評価方法では見逃されることがよくあります。亀裂を確実に捉えるには、 音響顕微鏡 （CSAM）または慎重な断面であるため、生産は順調に進み、数か月後にエリア障害として表面化します。
根本的な疑問は、「どれくらい近いと近すぎるのか？」ということだ。業界の回答は一貫しておらず、この故障モードへの対処方法について多くのことを物語っている。
－ 一部の板材メーカーは、部品とVカット間の最小クリアランスを0.5mmとしている。
－ この Ipc アドバイスとほとんどのメーカーが必要 厚さ: v溝の設備から最も近い銅または素子本体まで
－ はるかに保守的な紹介者――不快な地域背景を持つ多数のEMSプロバイダーを含む――は、 1.27mm～2.0mm 中には、 5mm 特にセラミックコンデンサの場合
0.5 mm から 5 mm の範囲は、複雑さを示すものではありません。これは、「部品がスコアリング装置を物理的に破壊しない」ことと「部品が分割時の張力に耐える」ことの違いです。0.5 mm のクリアランスは、最初の基準を満たしますが、2 番目の基準にはほとんど影響しません。V カット周辺の曲げ応力場は、0.5 mm の障壁を気にせず、それをはるかに超えて伝播し、確実な損傷領域は、ボードの厚さ、製品、ボールの深さ、および分割方法によって異なります。
私が導入した合理的な規制は、コンデンサの破損をあまりにも多く目にした後、以下の点に基づいています。 mLCCやその他の各種セラミック部品は、Vカットラインから少なくとも2mm離して配置してください。 そして、1mmより近い誤差はすべて、生産日に処理すべき問題として扱う。
以下は、この問題が正常な接続に本当に悪影響を与える部分です。ボードがセットアップされ、障害が発生するまでに、3つの異なるイベントが互いに関連している可能性があります。
この PCB製造業者 v溝を仕様通りに正確にカットした。セットアップホームでは、ガーバーが指示した場所に正確に部品を配置した。 デザイナー dRCで何もフラグが立たなかったので、スコアラインのすぐ横にコンデンサーを配置してフォーマットをルーティングしました。誰もガイドラインを破っていません。ルールは、重要なルールで構成されていなかっただけです。 部品とエッジ間のクリアランス これは標準的なDRCチェックではありません。ほとんどのCAD機器はパネル定格線までの範囲も測定しません。パネル化は通常、フォーマットが完了した後に、別の作業として、多くの場合別の担当者によって行われます。
それが構造上の空白部分です。レイアウトエンジニアは、架空のボードの端に部品を配置します。パネル化エンジニアは、その後でVカットを追加します。どちらも完成した図面を見ることはありません。この隙間は、作られるのではなく、設計段階で組み込まれるのです。
選択肢は理解しやすく、安価であるにもかかわらず、驚くほど活用されていない。
パネル図面だけでなく、レイアウト図にも立ち入り禁止区域を設定してください。 内部層にPTA（プラズマトランスファーアーク）溶接により堆積されたインコネル625またはステライトを用いた コンポーネントフリーゾーン 指示を開始する前に、各スコアラインの周囲に最低 2mm の余裕を持たせてください。EDA ツールが設計規則をサポートしている場合は、部品のコートヤードからボードの端までの距離をエンコードしてください。サポートしていない場合は、すべてのレイアウト評価のチェックリスト項目になります。これはテストで取得されますが、DRC は取得されるべき場所ですが、通常は取得されません。
意図的に分割アプローチを選択する。 Vカットは、端の方に繊細な部分がある基板には適さない工具です。 ルーターが分割 （コンピューターによるタブルーティング） ネズミにかまれた跡 またはルーティングされたプロファイル）は、ボードが曲げられるのではなく、縮小されるため、はるかに少ない曲げ応力を生み出します。 レーザーラックアップ または レーザー透過 これは、特に薄い基材や壊れやすい基材向けの別の選択肢です。価格差は確かにありますが、現場での故障検査に比べればわずかです。
Vカットが避けられない場合は、脆弱な部分を固定してください。 。 場所 ダミーレール または、追加のタブを設けて、張力が素子領域に到達する前に吸収されるようにします。スコアラインは、高密度セラミック部品から離れた方向に配置します。MLCCを基板の側面近くに配置する必要がある場合は、部品の下に柔軟な接着剤を使用するか、直列抵抗器を使用することを検討してください。ただし、正直なところ、設計変更の方が一般的にコストは低くなります。
モデル段階でできるだけ早くテストしてください。 パネルを製造工程と同じように分割し、音響顕微鏡または最低500回の熱サイクルで基板を検査します。MLCCが分割された場合、5000枚ではなく5枚の基板でその欠陥を検出できます。この検査方法では、あらゆる種類の欠陥を検出できますが、実際にこの検査を実施している企業はほとんどありません。
ここでの価格計算は、この市場における他のあらゆる回避可能な問題と同様です。コンデンサを1.5ミリメートル移動させるのに設計段階ではコストはかかりません。ルーティングソフトウェアはミリメートル単位で課金しないからです。試作段階でそのずれを捉えるには、午後いっぱい音響スキャンを行う必要があります。製造段階でそれを見つけるには、生産ラインの停止、隔離、そして数週間にも及ぶ分析の失敗といったコストがかかります。現場でそれを見つけると、顧客との関係が後退することになります。
この方針は付箋に書き出せるほど単純明快だ。 vカットラインから2mm以内にセラミック部品がないこと レイアウトで適用し、評価で検証し、最初のパネルで妥当性を確認してください。MLCCは、亀裂が発生する機会さえなかった無傷のセラミック筐体内部から、静かに感謝の意を表してくれるでしょう。
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