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电容引脚断裂失效的机理和解决方法

时间:2021-03-27 电路板,电容器

【导读】环境进行应力分析筛选试验(ESS试验)是考核企业产品整机工作质量的常用方法手段。在ESS试验中,随机振动的应力旨在通过考核管理产品在结构、装配、应力水平等方面的缺陷。

 

环境应力筛选试验(ESS试验)是评定整机质量的常用手段。

 

故障是由应力浓度引起的,通常发生在电容器引出脚或垫连接点位置,如图所示。当振动环境下,电容器拉出脚,垫连接点将承受整个电容器横向剪切和纵向挤压方向的影响,尤其是电容器较大时,如大型电解电容器。

 

电容器引脚断裂机理示意图

 

这种现象的机理很简单,解决方法并不复杂,传统的经验是在电容器底部涂上一圈 gd414硅橡胶固定,但这种处理方法是不可行的。

 

硅橡胶的拉伸强度为4-5 MPa,伸长率为100%-200%,分子间作用力小,附着力差,粘接强度低;用于键合电容器时,表面看起来固定在表面,但实际上冲击应力较大时,硅橡胶的拉伸度较大,电容本身仍会承受较大的拉应力和剪应力。

 

对涂胶工序也须进行进一步细化,要求环氧胶固定一个电容具有高度发展达到提高电容本体的1/3,并在两肋形成山脊状支撑,使电容与E-4X胶成为社会一体,振动中不再颤振,引脚功能得到有效保护。

 

此外,电路板组装生产过程中除了胶水固定外,还会导致,先组装电容器,再组装其他元器件,使垂直电容为最高点,周转或贴装,容易受到颠簸或歪斜引起的外力;改变工艺,先组装其他元器件和粘接柱,再组装高电容,这样在周转或贴装时,柱子的受力略高于电容即可保护电容。

 

在工艺改进之前,电路板被真空涂层(在电容陶瓷表面形成约15米厚的Pyerin薄膜材料),然后用硅橡胶固定。改进后,环氧胶被涂在电容器上,然后在整个电路板上涂上真空涂层,从而在电容器和胶水的外表面形成一层皮耶林薄膜。由于派艾琳薄膜表面粗糙度小于陶瓷表面,因此派艾琳薄膜表面胶水的接触角大于陶瓷表面(接触角度越小,润湿效果越好),改进后的固定效果越好。

 

综上所述,本文得出以下三点结论:1。电容器插脚的断裂性质为疲劳断裂。装配方法设计不合理、固定胶粘接强度不足、工艺不完善是导致销钉断裂的原因。在工程上采用环氧树脂胶粘剂,调整生产工艺,解决了这一问题。


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