MLCC电容失效分析及对策
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由于贴片电容的材质是高密度、硬质、易碎和研磨的MLCC,所以在使用过程中,需要十分谨慎。
经有关工程师分析,以下几种情况容易造成贴片电容的断裂及失效:1、贴片电容在贴装过程中,若贴片机吸嘴头压力过大发生弯曲,容易产生变形导致裂纹产生;2、如该颗料的位置在边缘部份或靠近边源部份,在分板时会受到分板的牵引力而导致电容产生裂纹最终而失效.建议在设计时尽可能将贴片电容与分割线平行排放.当我们处理线路板时,建议采用简单的分割器械处理,如我们在生产过程中,因生产条件的限制或习惯用手工分板时,建议其分割槽的深度控制在线路板本身厚度的1/3~1/2之间,当超过1/2时,强烈建议采用分割器械处理,否则,手工分板将会大大增加线路板的挠曲,从而会对相关器件产生较大的应力,损害其可靠性.3、焊盘布局上与金属框架焊接端部焊接过量的焊锡在焊接时受到热膨胀作用力,使其产生推力将电容举起,容易产生裂纹.4、在焊接过程中的热冲击以及焊接完后的基板变形容易导致裂纹产生:电容在进行波峰焊过程中,预热温度,时间不足或者焊接温度过高容易导致裂纹产生,5、在手工补焊过程中.烙铁头直接与电容器陶瓷体直接接触,容量导致裂纹产生。
焊接完成后的基板变型(如分板,安装等)也容易导致裂纹产生。
多层陶瓷电容(MLCC)应用注意事项一、储存为了保持MLCC的性能,防止对MLCC的不良影响储存时注意以下事项:1.室内温度5~40℃,温度20%~70%RH;2.无损害气体:含硫酸、氨、氢硫化合物或氢氯化合物的气体;3.如果MLCC不使用,请不要拆开包装。
如果包装已经打开,请尽可能地重新封上。
缩带装产品请避免太阳光直射,因为太阳光直射会使MLCC老化并造成其性能的下降。
请尽量在6个月内使用,使用之前请注意检查其可焊性。
二、物工操作MLCC是高密度、硬质、易碎和研磨的材质,使用过程中,它易被机械损伤,比如开裂和碎裂(内部开裂需要超声设备检测)。
MLCC在手持过程中,请注意避免污染和损伤。
电容阻值降低、漏电失效分析2014-08-02摘要:本文通过无损分析、电性能测试、结构分析和成分分析,得出导致电容阻值下降、电容漏电是多方面原因共同作用的结果:(1)MLCC本身内部存在介质空洞(2)端电极与介质结合处存在机械应力裂纹(3)电容外表面存在破损。
1.案例背景MLCC电容在使用过程中出现阻值降低、漏电失效现象。
2.分析方法简述透视检查NG及OK样品均未见裂纹、孔洞等明显异常。
图1.样品X射线透视典型照片从PCBA外观来看,组装之后的电容均未受到严重污染,但NG样品所受污染程度比OK样品严重,说明电容表面的污染可能是引起电容失效的潜在原因。
EDS能谱分析可知,污染物主要为助焊剂与焊锡的混合物,金属锡所占的比例约为16(wt.)%。
从电容外观来看,所有样品表面均未见明显异常,如裂纹等。
图2.电容典型外观照片利用数字万用表分别测试NG电容和OK电容的电阻,并将部分失效样品机械分离、清洗后测试其电阻,对电容进行失效验证。
电学性能测试表明,不存在PCB上两焊点间导电物质(污染物)引起失效的可能性,失效部位主要存在于电容内部。
对样品进行切片观察,OK样品和NG样品内部电极层均连续性较差,且电极层存在孔洞,虽然电极层孔洞的存在会影响电容电学性能,但不会造成电容阻值下降,故电极层孔洞不是电容漏电的原因。
对NG样品观察,发现陶瓷介质中存在孔洞,且部分孔洞贯穿多层电极,孔洞内部可能存在水汽或者离子(外来污染),极易导致漏电,而漏电又会导致器件内局部发热,进一步降低陶瓷介质的绝缘性从而导致漏电的增加,形成恶性循环;左下角端电极与陶瓷介质结合处存在机械应力裂纹,可导电的污染物可夹杂于裂纹中,导致陶瓷介质的介电能力下降而发生漏电,使绝缘阻值下降,此外裂纹内空气中的电场强度较周边高,而其击穿电场强度却远比周边绝缘介质低,从而电容器在后续工作中易被击穿,造成漏电;除此之外,电容表面绝缘层存在严重破损,裂纹已延伸至内电极,加之表面污染物的存在,在恶劣潮湿环境下就会与端电极导通,形成漏电。
第1篇一、引言陶瓷电容作为一种广泛应用于电子设备中的关键电子元件,具有体积小、容量大、漏电流小、稳定性好等优点。
然而,在实际应用过程中,陶瓷电容可能会出现失效现象,导致电子设备性能下降,甚至无法正常工作。
本文将针对陶瓷电容失效问题,分析其失效原因,并提出相应的解决方案。
二、陶瓷电容失效原因分析1. 热应力失效陶瓷电容在高温环境下,由于材料的热膨胀系数与基板的热膨胀系数不同,容易产生热应力,导致电容内部结构损伤,从而引起失效。
热应力失效的主要原因有以下几点:(1)材料热膨胀系数差异:陶瓷电容的介电材料与基板材料的热膨胀系数存在差异,当温度变化时,材料会产生热应力。
(2)封装工艺不当:陶瓷电容在封装过程中,如果工艺不当,如胶粘剂、焊接材料等的热膨胀系数与基板材料不匹配,也会导致热应力失效。
(3)长期工作在高温环境下:陶瓷电容长期工作在高温环境下,材料性能逐渐下降,热应力加剧,导致失效。
2. 电应力失效电应力失效是由于陶瓷电容在电路中承受过大的电压或电流,导致材料内部结构损伤,从而引起失效。
电应力失效的主要原因有以下几点:(1)过电压:陶瓷电容在电路中承受过大的电压,超过其额定电压,导致材料内部结构损伤。
(2)过电流:陶瓷电容在电路中承受过大的电流,超过其额定电流,导致材料内部结构损伤。
(3)电压波动:电路电压波动过大,导致陶瓷电容承受过大的电压,引起失效。
3. 化学应力失效化学应力失效是由于陶瓷电容材料与周围环境中的化学物质发生反应,导致材料性能下降,从而引起失效。
化学应力失效的主要原因有以下几点:(1)湿度:陶瓷电容在潮湿环境下,材料容易吸湿,导致性能下降。
(2)腐蚀性气体:陶瓷电容在腐蚀性气体环境下,材料容易受到腐蚀,导致性能下降。
(3)化学溶剂:陶瓷电容在化学溶剂中,材料容易溶解,导致性能下降。
4. 封装缺陷封装缺陷是指陶瓷电容在封装过程中产生的缺陷,如气泡、裂纹等,导致电容性能下降,从而引起失效。