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MLCC短路失效分析
發(fā)布日期：2024-05-24閱讀量：651
多層陶瓷電容器（MLCC）是一種廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中的電容器，其失效模式多種多樣，其中短路是一種嚴(yán)重的失效形式。短路失效分析通常涉及多個(gè)方面，包括外部因素和內(nèi)部因素的檢查。
首先，外部因素可能包括焊接過(guò)程中的不當(dāng)操作。例如，焊接溫度過(guò)高或焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能導(dǎo)致MLCC內(nèi)部結(jié)構(gòu)損壞，從而引發(fā)短路。此外，電路板上的機(jī)械應(yīng)力也可能導(dǎo)致MLCC損壞。例如，電路板的彎曲或扭曲可能對(duì)MLCC施加過(guò)大的力，導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)破裂，進(jìn)而發(fā)生短路。
內(nèi)部因素則涉及MLCC的制造過(guò)程。介質(zhì)擊穿、內(nèi)部空洞、裂紋或分層等缺陷都可能導(dǎo)致短路。介質(zhì)擊穿可能是由于材料質(zhì)量問(wèn)題或制造過(guò)程中的缺陷造成的，而內(nèi)部空洞和裂紋可能是由于燒結(jié)過(guò)程中的控制不當(dāng)或陶瓷粉料內(nèi)的污染引起的。
為了進(jìn)行失效分析，通常需要執(zhí)行一系列的檢測(cè)步驟。外觀檢查是初步分析的一部分，使用顯微鏡或超景深數(shù)碼顯微鏡檢查MLCC的外觀，尋找任何可見(jiàn)的裂紋或損壞。X射線檢查可以揭示MLCC內(nèi)部的裂紋或其他不可見(jiàn)的缺陷。進(jìn)一步的分析可能包括切片分析，通過(guò)金相切片處理來(lái)觀察MLCC的截面，以確定裂紋的起源和傳播路徑。
在分析過(guò)程中，還需要注意MLCC的溫度特性和尺寸，因?yàn)椴煌叽绲腗LCC可能對(duì)熱沖擊有不同的敏感性。例如，大尺寸的MLCC可能更容易在焊接過(guò)程中產(chǎn)生不均勻的熱分布，從而導(dǎo)致短路。
總之，MLCC短路失效分析是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，需要綜合考慮多種因素。通過(guò)仔細(xì)的檢查和分析，可以確定失效的原因，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施，以提高M(jìn)LCC的可靠性和延長(zhǎng)其使用壽命。
MLCC短路失效分析案例分析
某陶瓷電容出現(xiàn)了短路現(xiàn)象，現(xiàn)需要分析其短路的原因。
一、MLCC短路測(cè)試分析
1.MLCC電容外觀檢查
外觀檢查NG電容，均可發(fā)現(xiàn)裂痕發(fā)生在焊接與PCB的接觸面。
NG 電容外觀圖片
2.MLCC電容電特性測(cè)試
檢查NG電容兩極之間的電阻為嚴(yán)重短路。
NG電容測(cè)試為14.6Ω
3.CT檢查MLCC電容
對(duì)NG電容做CT檢測(cè)，觀察NG電容內(nèi)部均有裂痕和空洞。
NG電容CT圖
4.MLCC電容切片分析
對(duì)NG電容做切片分析，觀察發(fā)現(xiàn)NG電容與PCB接觸面的角處均有明顯裂痕。在中部裂痕穿過(guò)內(nèi)電極區(qū)域有熔融短路異常。
NG 電容切片圖
NG電容深度切片圖
5.MLCC電容OK品模擬實(shí)驗(yàn)
取OK電容做模擬過(guò)電壓測(cè)試，樣品擊穿電壓范圍在400V，OK電容過(guò)電壓擊穿點(diǎn)不在PCB焊接的底部接觸面上，也是頂部面上。
OK 電容擊穿電壓400V
OK電容擊穿后電阻測(cè)量為1.1Ω
OK 電容過(guò)電壓擊穿點(diǎn)放大圖
6.MLCC電容對(duì)模擬過(guò)壓實(shí)驗(yàn)NG品做切片分析
OK電容過(guò)電壓擊穿造成短路表現(xiàn)為電容內(nèi)部層間平行開(kāi)裂，表面陶瓷環(huán)狀崩裂。四個(gè)角處均無(wú)裂痕。與上述NG電容短路不良品有明顯不同。
OK電容過(guò)壓擊穿后內(nèi)部圖
二、MLCC電容失效分析結(jié)論
綜上所述，NG電容是因?yàn)樵赑CB裝配過(guò)程中受到來(lái)自PCB板的外部應(yīng)力，產(chǎn)生了內(nèi)部裂痕，絕緣阻抗和絕緣間距和絕緣性能變差，在外部溫濕度和電壓條件下產(chǎn)生短路擊穿失效。
三、MLCC電容失效分析建議
建議客戶(hù)檢查相關(guān)組裝流程，關(guān)注此類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和可靠性測(cè)試。
華南檢測(cè)：
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