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MLCC短路失效分析

发布日期:2024-05-24阅读量:511
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  • 多层陶瓷电容器(MLCC)是一种广泛应用于电子设备中的电容器,其失效模式多种多样,其中短路是一种严重的失效形式。短路失效分析通常涉及多个方面,包括外部因素和内部因素的检查。


    MLCC短路失效分析


    首先,外部因素可能包括焊接过程中的不当操作。例如,焊接温度过高或焊接时间过长可能导致MLCC内部结构损坏,从而引发短路。此外,电路板上的机械应力也可能导致MLCC损坏。例如,电路板的弯曲或扭曲可能对MLCC施加过大的力,导致其内部结构破裂,进而发生短路。


    MLCC短路失效分析


    内部因素则涉及MLCC的制造过程。介质击穿、内部空洞、裂纹或分层等缺陷都可能导致短路。介质击穿可能是由于材料质量问题或制造过程中的缺陷造成的,而内部空洞和裂纹可能是由于烧结过程中的控制不当或陶瓷粉料内的污染引起的。


    MLCC短路失效分析


    为了进行失效分析,通常需要执行一系列的检测步骤。外观检查是初步分析的一部分,使用显微镜或超景深数码显微镜检查MLCC的外观,寻找任何可见的裂纹或损坏。X射线检查可以揭示MLCC内部的裂纹或其他不可见的缺陷。进一步的分析可能包括切片分析,通过金相切片处理来观察MLCC的截面,以确定裂纹的起源和传播路径。


    MLCC短路失效分析


    在分析过程中,还需要注意MLCC的温度特性和尺寸,因为不同尺寸的MLCC可能对热冲击有不同的敏感性。例如,大尺寸的MLCC可能更容易在焊接过程中产生不均匀的热分布,从而导致短路。


    总之,MLCC短路失效分析是一个复杂的过程,需要综合考虑多种因素。通过仔细的检查和分析,可以确定失效的原因,并采取相应的预防措施,以提高MLCC的可靠性和延长其使用寿命。



    MLCC短路失效分析案例分析


    某陶瓷电容出现了短路现象,现需要分析其短路的原因。


    MLCC短路失效分析


    一、MLCC短路测试分析


    1.MLCC电容外观检查


    外观检查NG电容,均可发现裂痕发生在焊接与PCB的接触面。


    MLCC短路失效分析

    NG 电容外观图片


    2.MLCC电容电特性测试


    检查NG电容两极之间的电阻为严重短路。


    MLCC短路失效分析

    NG电容测试为14.6Ω


    3.CT检查MLCC电容


    对NG电容做CT检测,观察NG电容内部均有裂痕和空洞。


    MLCC短路失效分析

    NG电容CT图



    4.MLCC电容切片分析


    对NG电容做切片分析,观察发现NG电容与PCB接触面的角处均有明显裂痕。在中部裂痕穿过内电极区域有熔融短路异常。


    MLCC短路失效分析

    NG 电容切片图


    MLCC短路失效分析

    NG电容深度切片图



    5.MLCC电容OK品模拟实验


    取OK电容做模拟过电压测试,样品击穿电压范围在400V,OK电容过电压击穿点不在PCB焊接的底部接触面上,也是顶部面上。


    MLCC短路失效分析

    OK 电容击穿电压400V


    MLCC短路失效分析

    OK电容击穿后电阻测量为1.1Ω


    MLCC短路失效分析

    OK 电容过电压击穿点放大图



    6.MLCC电容对模拟过压实验NG品做切片分析


    OK电容过电压击穿造成短路表现为电容内部层间平行开裂,表面陶瓷环状崩裂。四个角处均无裂痕。与上述NG电容短路不良品有明显不同。


    MLCC短路失效分析

    OK电容过压击穿后内部图



    二、MLCC电容失效分析结论

    综上所述,NG电容是因为在PCB装配过程中受到来自PCB板的外部应力,产生了内部裂痕,绝缘阻抗和绝缘间距和绝缘性能变差,在外部温湿度和电压条件下产生短路击穿失效。


    三、MLCC电容失效分析建议

    建议客户检查相关组装流程,关注此类风险评估和可靠性测试。


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