提高耐電路板彎曲性的多層陶瓷電容器

時間：2013-10-27 21:50:34

關鍵字：電路板多層陶瓷電容陶瓷電容器應力

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[導讀]　　前言　　近年來的汽車市場對于高效率、低耗油化以及改善耐環(huán)境性能和安全性能越來越重視，同時電子設備的安裝率也在提高。另外，與此同時還要保證車內(nèi)的空間、車體的輕量化，因此安裝的電子設備不得不具備小型化

　　前言

　　近年來的汽車市場對于高效率、低耗油化以及改善耐環(huán)境性能和安全性能越來越重視，同時電子設備的安裝率也在提高。另外，與此同時還要保證車內(nèi)的空間、車體的輕量化，因此安裝的電子設備不得不具備小型化的特征，而安裝的電路板也必須小型化。

　　另一方面，直接連接到電源的平滑用途、噪聲去除用途的多層陶瓷電容器(MLCC)為了對應故障安全而并列配置2個的情況很常見。主要是在電路板安裝后的電路板的處理場合，機械應力等會對MLCC產(chǎn)生裂紋，而這種裂紋很可能導致在通電時發(fā)生燃燒的最壞后果。為了避免這種后果，對策就是通過并列配置2個MLCC，即使1個MLCC由于機械應力產(chǎn)生了裂紋，電池也不會受到?jīng)_擊。但是，由于電子設備的小型化需求，削減元件個數(shù)也很必要。

　　如果使用改善后的耐電路板彎曲性MLCC（圖1的GCJ系列、KCM/KC3系列）的話，該系列致力于裂紋偏轉，能夠用1個MLCC將2個并列連接的MLCC替換。本章，將介紹改善后的耐電路板彎曲性的這2個系列。

　　GCJ、KCM/KC3系列改善電路板的裂紋偏轉

　　2端子的MLCC由于受到了過度的機械應力會導致像圖2的裂紋。外部電極的折疊電極前端部分受到電路板集中的偏轉應力，從這里開始向MLCC發(fā)生產(chǎn)生裂紋。為了設計出不讓這種電路板的偏轉應力對MLCC產(chǎn)生影響的產(chǎn)品，改善后的耐電路板彎曲性的GCJ、KCM/KC3系列應運而生。

　　GCJ系列和KCM/KC3系列的構造圖如圖3所示。GCJ系列，其外部電極的基極電極和電鍍鎳/錫電極中間有一層樹脂電極。由于樹脂的彈性吸收了電路板的偏轉應力，并且，樹脂外部電極相對減弱了裂紋對陶瓷造成的破壞力，可以緩和電路板的偏轉應力。

　　KCM/KC3系列，在MLCC上使用了金屬端子電極作為接合材料（無鉛高溫焊接），使構造相對容易接合，將金屬端子作為媒介與電路板接合。由于這種端子電極的彈性作用，緩和了來自于電路板的應力，確保了高可靠性。更重要的是，它將2個電容器重疊起來，相對于等容量的電容器2個并列排列的電路來說減少了實裝空間。

　　圖2：一般性的MLCC的電路板偏轉應力（橫截面照片）

　　圖3：GCJ、KCM/KC3系列的構造圖

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　　針對電路板偏轉應力的評價，如圖所示是耐電路板彎曲性的實驗。

　　實驗電路板：環(huán)氧玻璃電路板（FR-4、1.6mm厚度）

　　偏轉速度：1mm/秒

　　實驗樣本個數(shù)：10個

　　圖4：耐電路板彎曲性實驗的模式圖

　　根據(jù)這個評價結果，于一般用2端子的MLCC（GCM系列）的殘存率的比較如圖5所示。

　　GCJ、KCM/KC3系列，電路板的偏轉量在6mm的時候也看不見對陶瓷部分的破壞，于GCM系列相比耐電路板彎曲性有了飛速的改善。

　　圖5：GCJ、KCM/KC3系列的耐電路板彎曲性實驗結果

　　圖6：耐電路板彎曲性后的橫截面照片