电容失效分析
材料老化:电容器内部使用的绝缘材料和电极材料会随着时间老化,导致性能下降。
温度影响:高温会加速电容器内部材料的老化过程,降低其使用寿命。
电压应力:长期工作在高电压下,电容器可能会因电压应力而损坏。
机械应力:机械振动或冲击可能导致电容器内部结构损坏。
环境因素:如湿度、腐蚀性气体等环境因素也会影响电容器的性能。
设计缺陷:电容器设计不当,如电极间距过小,也可能导致早期失效。
制造缺陷:生产过程中的缺陷,如杂质、气泡等,可能导致电容器性能不稳定。
故障检测:通过电学测试发现电容器的异常表现。
失效模式识别:确定电容器失效的具体形式,如击穿、漏电等。
原因分析:通过显微镜检查、化学分析等手段找出失效的根本原因。
改进措施:根据分析结果,对电容器的设计、材料选择或生产工艺进行改进。
一、电容失效分析案例背景
某电容,在30V直流电压下,电容值衰减超过70%,现需分析其失效的原因。
二、电容失效分析过程
1、外观检查
1#样品外观图
2#样品外观图
说明:光学显微镜检查表面未见明显异常。
2、CT扫描分析
1#样品CT扫描形貌图
说明:CT扫描检查结果未发现明显缺陷。
3、C-V曲线测试
1#样品CV测试结果
2#样品CV测试结果
说明:测试结果说明:1#样品C30V=0.44~0.50uF,2#样品C30V=0.43~0.44uF.
4、切片检查
1#样品SEM图
2#样品SEM图
说明:将1#样品和2#样品分别切片,然后在金相显微镜下放大拍照观察 MLCC内部结构,1#样品电容内部存在镍瘤及热应力裂纹,2#样品未见异常。
5、EDS成分分析
1#样品EDS元素分析谱图
2#样品EDS元素分析谱图
说明:通过对样品剖面 SEM/EDS 分析, 1#样品电容内部电极层不连续,存在明显镍瘤;其镍瘤周围多条向外延伸裂纹并在裂缝通道内发现明显碳化痕迹,此为热应力裂纹裂纹的存在直接导致电容性能异常;而2#样品电容内部电极层连续陶瓷介质层致密未发现孔洞及镍瘤,电容性能良好。
三、电容失效分析结论
综合测试分析可知,导致产品测试异常的原因为:电容本身质量问题,其内部存在镍瘤,镍瘤的存在使热应力裂纹的萌生产生了可能。
四、电容失效分析建议
对 MLCC 每批来料进行抽检做切片分析,观察其内部结构是否存在来料不良问题。
华南检测实验室专注于工业CT检测\失效分析\材料检测分析的先进制造实验室,设立了无损检测、材料分析、化学分析、物理分析、切片与金相测试,环境可靠性测试等众多实验室,为您提供—站式材料检测,失效分析及检测报告,如您有工件需要做工业CT检测,您可以给出工件大小、材质、重量,检测要求,我们评估后会给到一个合理的报价。
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