Prečo sa vaše MLCC po odpojení panelov stále lámu?

Prečo sa vaše MLCC po odpojení panelov stále lámu?

Pravidlo V-Cut, ktoré nikto nezaviedol

V zázname o zlyhaní sa uvádzal „pravidelný skrat“. Klient sa k tomu správal zdvorilo, čo to ešte zhoršilo. Séria ovládacích panelov mala problémy s vypaľovaním a potom začala na výrobnej ploche vykazovať náhodné chyby – rôzne systémy, rôzne dni, žiadny vzorec, ktorý by nikto nedokázal objaviť.

Rozobrali sme jednu z dosiek na zastavenie. Pod mikroskopom nič. Pod röntgenom absolútne nič viditeľné. Na nájdenie toho bola potrebná akustická kontrola: keramický kondenzátor -- MLCC z roku 0805, ktorý sa nachádzal 2 milimetre od okraja dosky -- bol úplne prasknutý aj s karosériou, rovnobežne s miestom ukončenia výroby. Rozštiepenie nebolo zvonku viditeľné. Bol to tradičný... ohybná trhlina a umožňovalo to vnútorným elektródam, aby sa navzájom prerušovane dotýkali.

Príčina bola v dátach typu, nie v montážnej linke. Kondenzátor sa nachádzal menej ako 1 mm od... V-REZE  čiara. Keď bol panel rozdelený, stres a úzkosť z ohýbania prebiehali priamo s komponentom.

Čo V-výrez v skutočnosti spôsobí, keď ho zlomíte

V-ryha je zámerná slabá čiara. Výrobca vyreže drážku v tvare V – zvyčajne hlbokú 1/3 hrúbky dosky, z oboch strán – a doska sa pri oddelení panela pozdĺž tejto čiary ľahko zlomí. Je to lacné, rýchle a pre dosky obdĺžnikového tvaru je to predvolená hodnota. panelizácia  prístup v tomto odvetví.

Reklama a marketing však zamlčujú toto: zlomenie V-rezu je riadený lom. Keď ohýbate panel, napätie sa sústreďuje na hrote V-drážky a lom sa šíri pozdĺž ryhy. To sú zamýšľané návyky. Nezamýšľaná časť sa deje potom – napätie sa nekončí na okraji dosky. Ohybový moment vyžaruje von z drážky, cez... spojené spájkové body  a do čohokoľvek pripevneného k povrchu v rámci určitého rozsahu čiary.

Ak je tým „čokoľvek“ rezistor, môže dôjsť k roztrhnutiu spájkovaného spoja – pozorovateľnému, opraviteľnému, nepríjemnému. Ak je to... viacvrstvový keramický kondenzátor , získate úplne inú videohru.

Prečo MLCC prehrávajú túto konkrétnu lotériovú hru

Keramické kondenzátory sú jednou z najnáchylnejších súčastí v celej zostave na mechanické ohýbanie a existuje na to dôvod: dielektrikum je zakončená keramika. Keramika sa nedeformuje, neohýba, nedeformuje – láme sa. Keď... Orgán MLCC  je zakrivená za hranicu svojho ohybového limitu, trhlina začína na okraji dosky a prebieha diagonálne nahor s vnútorným zväzkom elektród, pričom sa drží čiary maximálneho šmykového napätia.

Škodu ešte zhoršuje vnútorná konštrukcia kondenzátora -- rotujúce vrstvy keramických a oceľových elektród, možno 100 vrstiev v bežnom komponentu X7R. Zlomenie nemusí poškodiť komponent na polovicu, aby spôsobilo poruchu. Stačí posunúť jednu vrstvu elektródy dostatočne ďaleko, aby sa dotkla susednej. To je periodický skrat, ktorý prichádza a odchádza s úrovňou teploty, rezonanciou a ohybom dosky. Súčiastka vyzerá dobre. V údajovom liste sa uvádza, že je skvelá. Obvod sa líši.

A zlomeniny MLCC majú jednu zvláštnu závažnosť: sú takmer nezistiteľné. Trhlina je vnútorná, obal je vylisovaný alebo ukončený cez trhlinu a klasické metódy hodnotenia – AOI, röntgen – ich zvyčajne prehliadnu. Trhlina sa spoľahlivo zachytí len pomocou... akustická mikroskopia  (CSAM) alebo opatrný prierez, a preto prechádzajú produkciou a o niekoľko mesiacov neskôr sa vynárajú na povrch ako zlyhania oblasti.

Čísla schválení a prečo sa líšia

Základná otázka je základná: ako blízko je to vlastne blízko? Odpovede v tomto odvetví nie sú konzistentné, čo nám niečo hovorí o tom, ako sa s týmto zlyhávajúcim spôsobom zaobchádza.

– Niektoré domy s doskami uvádzajú ako minimálnu vzdialenosť medzi komponentom a V-rezom 0,5 mm.

– Trh IPC  rady a väčšina výrobcov ich vyžaduje 1.0 mm  od zariadenia s drážkou v tvare V k najbližšiemu medenému alebo prvkovému telesu

– Oveľa konzervatívnejšie odporúčania – vrátane viacerých poskytovateľov záchrannej služby s nepríjemným zázemím v danej oblasti – hovoria 1,27 mm až 2,0 mm a niektoré idú až tak vysoko ako 5 mm  konkrétne pre keramické kondenzátory

Rozpätie medzi 0,5 mm a 5 mm nie je znakom komplikácie. Je to rozdiel medzi „súčiastka fyzicky nenaruší ryhovacie zariadenie“ a „súčiastka prežije napätie spôsobené delením“. Vôľa 0,5 mm vyhovuje prvému štandardu. Pre druhý štandard to prakticky neznamená nič. Pole ohybového napätia okolo V-rezu nerozpoznáva polmilimetrovú bariéru – šíri sa ďaleko za ňu a spoľahlivá zóna poškodenia závisí od hrúbky dosky, materiálu, hĺbky lopty a spôsobu delenia.

Rozumná regulácia, na ktorej som sa podieľal, závisí od toho, že som videl príliš veľa prasknutých kondenzátorov: udržujte MLCC a rôzne iné keramické komponenty aspoň 2 mm od akejkoľvek čiary V-rezu. a čokoľvek bližšie ako 1 mm považovať za problém čakajúci na výrobný deň.

Prečo je toto zlyhanie také ľahké pripísať nesprávnej oslave

Nižšie je uvedená časť, ktorá robí tento problém skutočne škodlivým pre funkčné pripojenie: kým sú dosky nastavené a objaví sa chyba, môžu na seba navzájom ukazovať 3 rôzne udalosti.  

Trh Výrobca dosiek plošných spojov  vyrezal drážku v tvare V presne podľa špecifikácie. Montážny systém umiestnil prvky presne tam, kde Gerber povedal. dizajnerský  smerovali formát s kondenzátorom hneď vedľa bodovej čiary, pretože nič v ich DRC to neoznačilo. Nikto neporušil žiadne pravidlo. Pravidlá jednoducho neobsahovali to, na čom záležalo – pretože vzdialenosť medzi komponentom a okrajom  nie je štandardná kontrola DRC. Väčšina CAD zariadení nemeria aj dosah k hodnotiacej čiare panelu; panelizácia sa zvyčajne vykonáva po dokončení formátovania, v samostatnej akcii, zvyčajne inou osobou.

To je štrukturálna medzera. Konštrukčný inžinier umiestňuje súčiastky oproti fiktívnej hrane dosky. Inžinier panelizácie potom zahrnie rez v tvare V. Ani jeden z nich nikdy nevidí konsolidovaný obraz. Trhlina je vyvinutá, nie vytvorená.

Čo to v skutočnosti zastaví

Možnosti sú známe, lacné a šialene málo využívané:

Použite zakázanú oblasť v rozložení, nielen vo výkrese panela.  Zadajte zóna bez komponentov  minimálne 2 mm okolo každej ryhovanej čiary predtým, ako začnete s navrhovaním. Ak váš nástroj EDA podporuje dizajnové predpisy, zakódujte to – vzdialenosť od časti dvora k okraju dosky. Ak nie, je to položka kontrolného zoznamu pri každom hodnotení rozloženia. Toto sa zaznamenáva v referencii; DRC je miesto, kde by sa to malo zaznamenať, ale zvyčajne sa to nedeje.

Zámerne si zvoľte prístup k rozdeleniu.  V-rezanie je nesprávny nástroj pre dosky s citlivými časťami blízko okrajov. Rozdeľovanie smerovača  (smerovanie tabov pomocou počítača uhryznutie myšou  alebo frézovaný profil) vytvára oveľa menšie ohybové napätie, pretože doska sa neohýba – redukuje sa. Laserové stohovanie  alebo laserový prenos  je ďalšou alternatívou, najmä pre tenké alebo krehké substráty. Cenový rozdiel je reálny, ale malý v porovnaní s testom poruchy v teréne.

Ak je V-rezanie nevyhnutné, zaistite zraniteľné časti miesto falošné koľajnice  alebo ďalšie výstupky, aby sa napätie absorbovalo skôr, ako sa dostane k oblasti prvku. Orientujte ryhovaciu čiaru ďalej od keramických populácií s vysokou hustotou. Pri doskách s doskami, kde musia byť MLCC umiestnené blízko boku, zvážte flexibilné lepidlo pod súčiastkou alebo sériový rezistor – hoci úprimne povedané, oprava konštrukcie je vo všeobecnosti lacnejšia.

Otestujte to vo fáze modelu, hneď ako to bude možné.  Nasaďte panel, rozdeľte ho tak, ako ho rozdeľuje výroba, a nechajte ho prechádzať cez dosky pomocou akustickej mikroskopie alebo pri minimálne 500 tepelných cykloch. Ak sa MLCC rozdelia, zistíte to, keď máte päť dosiek, nie päťtisíc. Táto sada testov zachytáva celú triedu defektov – a prakticky nikto ju nevykonáva.

Regulácia rozloženia, ktorá sa sama oplatí

Cenový kalkul sa tu zhoduje s každým iným problémom, ktorému sa na tomto trhu dá vyhnúť. Presunutie kondenzátora o 1,5 milimetra vo fáze návrhu nič nestojí – softvér na smerovanie neúčtuje po milimetroch. Zachytenie rozdelenia v prototype stojí popoludnie akustického skenovania. Jeho nájdenie vo výrobe stojí zastavenú linku, karanténu a analýzu zlyhania, ktorá trvá týždne. Jeho nájdenie v teréne vás premrhá partnerstvom so zákazníkom.

Zásady sú dostatočne jednoduché na to, aby sa dali napísať na papierik: žiadna keramická súčiastka do 2 mm od čiary V-rezania vložte to do rozloženia, overte to pri vyhodnocovaní a validujte to na prvom paneli. MLCC sa vám určite poďakujú – pokojne, zvnútra svojich nepoškodených keramických tiel, kde rozdelenie nikdy nemalo šancu začať.