Kondensator
Kondensator-Leitfaden
Keramischer Mehrschichtkondensator Serie GCG für leitfähige Klebstoffe
Einführung
In der Elektronikindustrie werden in großem Umfang bleifreie Produkte eingeführt und entwickelt. Leitfähige Klebstoffe haben als bleifreie Produkte (alternative Produkte zu Lot), die besser für die Umwelt sind, an Aufmerksamkeit gewonnen. Sie werden derzeit in elektronischen Bauteilen eingesetzt, vor allem in keramischen Vielschichtkondensatoren, aber auch in Klebstoffen für LED-Die-Attach, CCD- und anderen Modulen mit geringer Wärmebeständigkeit, Modulen mit Harzversiegelung, bei denen Schmelzverbindungen problematisch sind, Modulen für die Fahrzeugmontage, die eine hohe Wärmebeständigkeit und temperaturbeständige Zykluseigenschaften erfordern, usw.
Wenn ein herkömmlich gelötetes Bauteil in einer Umgebung mit starken Temperaturschwankungen platziert wird und einen Temperaturschock erleidet, erhöht sich die Belastung des Lötteils entsprechend dem Unterschied zwischen den Ausdehnungs- und Kontraktionsraten des Bauteils und des Substrats, was zur Bildung von Rissen führt. Bei leitfähigen Klebemontagen besteht diese Gefahr jedoch nur selten. Ein Beispiel für eine leitfähige Klebebefestigung ist in Abbildung 1 dargestellt.
Es wird erwartet, dass leitfähige Klebstoffe in Zukunft weitreichende Anwendungen haben werden. Sobald leitfähige Klebstoffe international genormt sind, werden sie voraussichtlich mehrere der herkömmlichen Märkte für Lötverbindungen ersetzen.
Hintergrund der Kommerzialisierung
Unser Unternehmen hat die keramischen Vielschichtkondensatoren der GCG-Serie für die oben erwähnten Märkte kommodifiziert. Diese Serie enthält externe Elektroden, die aus Ag (Silber) -Pd (Palladium) bestehen, und weist eine zuverlässige Haftfähigkeit mit leitfähigen Klebstoffen auf. Bei der GCG-Serie handelt es sich um eine Struktur für die Montage elektronischer Teile, die in rauen Temperaturumgebungen platziert werden sollen, z. B. Motorsteuergeräte für Fahrzeuge, verschiedene Sensorschaltungen usw. In Abbildung 1 wird die Struktur dieser Serie mit der der herkömmlichen externen Elektrodenbeschichtung (GCM-Serie) verglichen, und in Abbildung 2 wird die Haftfähigkeit dieser Serie mit der des herkömmlichen Produkts verglichen.
Leitfähige Klebstoffe erzeugen durch ein energiesparendes Niedertemperaturverfahren eine starke Teilehaftung. Sie bestehen aus einem Epoxidharz, das einen Ag-Füllstoff enthält. Im Vergleich zu diesem Klebstoff kann die herkömmliche Sn-(Zinn)-Anschlusselektrodenstruktur aufgrund ihrer glatten Oberfläche keine ausreichende Klebkraft gewährleisten und ist nicht sehr zuverlässig, da die Unterschiede im elektrischen Potenzial an den Ag- und Sn-Kontaktflächen im Laufe der Zeit zu Potenzialdifferenzkorrosion führen. Um diese beiden Probleme zu lösen, hat unser Unternehmen eine externe Elektrode entwickelt, die eine Ag-Struktur aufweist. Die Oberfläche hat eine konvexe und konkave Beschaffenheit, die für dickschichtbefeuerte Elektroden typisch ist und die Kontaktfläche mit dem Klebstoff gewährleistet. Außerdem wird durch diese Struktur die Korrosion durch Potenzialunterschiede vermieden, da die Kontaktflächen beide Ag-Oberflächen sind. Durch den Zusatz von Pd wird die Oxidation der Ag-Oberflächen verhindert.
Elektromigration
Der im Leitkleber enthaltene leitfähige Zusatzwerkstoff und das in der Außenelektrode verwendete Ag bergen das Risiko, dass sich die Isolationseigenschaften verschlechtern, wenn in einer Umgebung mit extrem hoher Luftfeuchtigkeit ein Unterschied im elektrischen Potenzial auftritt. Dieser Unterschied wird durch das Phänomen der Elektromigration zwischen positiven und negativen Anschlüssen und zwischen Kondensatorelektroden verursacht. Verschiedene Strategien zur Verringerung dieses Risikos, wie die Optimierung des Metalllegierungsverhältnisses zwischen Ag und Pd, haben diese Probleme in den letzten Jahren gelöst.
Daher sind Anwendungen in Richtung leitfähiger Klebstoffe für enge Abstände durchaus möglich, ebenso wie ein zuverlässiger Langzeiteinsatz in rauen Umgebungen, wie z. B. verschiedene elektronische Steuerschaltungen im Motorraum von Fahrzeugen. (Je nach Umgebung, in der die Schaltung eingesetzt wird, oder je nach der verstrichenen Zeit können jedoch andere Ergebnisse als die in den Tests erzielten auftreten. Um die Sicherheit bei der Verwendung dieses leitfähigen Klebstoffs zu erhöhen, wird daher empfohlen, Vorsichtsmaßnahmen zu ergreifen, wie z. B. das Abdichten mit feuchtigkeitsbeständigem Silikon usw.)
Stabilität der Montage
Bei der leitfähigen Klebebefestigung kann es zu Kurzschlüssen zwischen den Elektroden kommen, wenn der Klebstoff während der Befestigung an der Unterseite des Teils austritt.
Abbildung 3 (1) und (2) zeigen schematische Darstellungen vor und nach der Montage eines Teils mit einer leitfähigen Klebstoffhalterung. Je nach Form der Außenelektrode könnte leitfähiger Klebstoff zwischen den Elektroden austreten und Kurzschlüsse oder andere Probleme verursachen. Um dies zu verhindern, müssen Anpassungen vorgenommen werden, wie z. B. die Anpassung der Klebstoffmenge, und die Druckmuster usw. müssen optimiert werden. Wie in Abbildung 3(3) zu sehen ist, wurde unser Kondensator jedoch mit einer Struktur entworfen, die die Form des Teils steuert, so dass Montageprobleme nur schwer auftreten können. Diese Gegenmaßnahme verringert auch das Auslaufen von Klebstoff und ermöglicht eine zuverlässigere Verwendung.
Aufstellung der GCG-Serie
Durch die Kombination der breit gefächerten Temperatureigenschaften und der Nennspannung, die die Vorteile unserer Vielschichtkondensatoren sind, mit der oben erwähnten Ag-Außenelektroden-Technologie war unser Unternehmen in der Lage, eine ähnlich breite GCG-Serie zu schaffen. Wir bieten Größen von 1005 (in mm) (GCG15-Serie) bis 3225 (in mm) (GCG32-Serie) an und bieten die Möglichkeit, ein Volumen von 10pF bis 10μF zu wählen. Wir bieten auch 150°C-kompatible Produkte (X8L/X8R/X8G-Charakteristik) sowie 125°C-kompatible Produkte (X7R-Charakteristik).
Die Produktpalette der GCG-Serie ist in Tabelle 1 dargestellt.
Schlussfolgerung
Um den harten Anforderungen der Automobilbranche und anderer Märkte in Bezug auf Hitze- und mechanische Stöße gerecht zu werden, haben wir nicht nur Produkte für leitfähige Klebstoffe entwickelt, die wir in diesem Fall eingeführt haben, sondern auch Produkte (GCJ-Serie), die Kunststoffelektroden für einige der externen Elektroden verwenden. Einzelheiten dazu siehe unten.
▼GCJ-Serie
In Zukunft werden wir die Förderung weiterer umweltfreundlicher Befestigungsmethoden, wie z. B. bleifreier Methoden, in Betracht ziehen. Da sich die Befestigungsmethoden ändern, wird unser Unternehmen weiterhin proaktiv Produkte entwickeln, die für diese Befestigungsmethoden optimal sind.
* Der Inhalt dieses Artikels, der in der Ausgabe vom 28. Januar 2010 von "Hi-Technology", 2. Teil der Denpa Newspaper, veröffentlicht wurde, wurde neu strukturiert.
*Weitere Einzelheiten über die GCG-Serie finden Sie im Folgenden:
▼GCG-Serie Seite
▼GCG-Serie Artikelnummernliste
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