多層片狀陶介電容器不良現(xiàn)象和原因分析

多層片狀陶介電容器由陶瓷介質(zhì)、端電極、金屬電極三種材料構(gòu)成，失效形式為金屬電極和陶介之間層錯(cuò)，電氣表現(xiàn)為受外力（如輕輕彎曲板子或用烙鐵頭碰一下）和溫度沖擊（如烙鐵焊接、烘干快速升溫）時(shí)電容時(shí)好時(shí)壞。

多層片狀陶介電容器具體不良可分為:

1、熱擊失效

2、扭曲破裂失效

3、原材失效三個(gè)大類

熱擊失效模式：

熱擊失效的原理是：在制造多層陶瓷電容時(shí)，使用各種兼容材料會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)張力的不同熱膨脹系數(shù)及導(dǎo)熱率。

當(dāng)溫度轉(zhuǎn)變率過大時(shí)就容易出現(xiàn)因熱擊而破裂的現(xiàn)象，這種破裂往往從結(jié)構(gòu)最弱及機(jī)械結(jié)構(gòu)最集中時(shí)發(fā)生， 一般是在接近外露端接和中央陶瓷端接的界面處、產(chǎn)生最大機(jī)械張力的地方（一般在晶體最堅(jiān)硬的四角），而熱擊則可能造成多種現(xiàn)象：

第一種是顯而易見的形如指甲狀或 U-形的裂縫，如圖 1

第二種裂縫也會(huì)由裸露在外的中央部份，或陶瓷/端接界面的下部開始，并隨溫度的轉(zhuǎn)變， 或于組裝進(jìn)行時(shí)，順著扭曲而蔓延開來，（見圖 2）

第三種裂縫也會(huì)由裸露在外的中央部份，或陶瓷/端接界面的下部開始，并隨溫度的轉(zhuǎn)變， 或于組裝進(jìn)行時(shí)，順著扭曲而蔓延開來（見圖 3）

第一種形如指甲狀或 U-形的裂縫和第二種隱藏在內(nèi)的微小裂縫，兩者的區(qū)別只是后者所受的張力較小，而引致的裂縫也較輕微。第一種引起的破裂明顯，一般可以在金相中測出，第二種只有在發(fā)展到一定程度后金相才可測。

扭曲破裂失效

此種不良的可能性很多：按大類及表現(xiàn)可以分為兩種：

第一種：SMT 階段導(dǎo)致的破裂失效

當(dāng)進(jìn)行零件的取放尤其是 SMT 階段零件取放時(shí)，取放的定中爪因?yàn)槟p、對(duì)位不準(zhǔn)確， 傾斜等造成的。由定中爪集中起來的壓力，會(huì)造成很大的壓力或切斷率，繼而形成破裂 點(diǎn)。這些破裂現(xiàn)象一般為可見的表面裂縫，或 2 至 3 個(gè)電極間的內(nèi)部破裂；表面破裂一般會(huì)沿著最強(qiáng)的壓力線及陶瓷位移的方向。（見圖 4）

真空檢拾頭導(dǎo)致的損壞或破裂﹐一般會(huì)在芯片的 表面形成一個(gè)圓形或半月形的壓痕面積﹐并帶有 不圓滑的邊緣。此外﹐這個(gè)半月形或圓形的裂縫直經(jīng)也和吸頭相吻合

另一個(gè)由吸頭所造成的損環(huán)﹐因拉力而造成的破 裂﹐裂縫會(huì)由組件中央的一邊伸展到另一邊﹐這 些裂縫可能會(huì)蔓延至組件的另一面﹐并且其粗糙的裂痕可能會(huì)令電容器的底部破損。

第二種：SMT 之后生產(chǎn)階段導(dǎo)致的破裂失效

電路板切割﹑測試﹑背面組件和連接器安裝﹑及最后 組裝時(shí)，若焊錫組件受到扭曲或在焊錫過程后把電路板 拉直，都有可能造成‘扭曲破裂’這類的損壞。

在機(jī)械力作用下板材彎曲變形時(shí)，陶瓷的活動(dòng)范圍受端 位及焊點(diǎn)限制，破裂就會(huì)在陶瓷的端接界面處形成，這 種破裂會(huì)從形成的位置開始，從 45°角向端接蔓延開來。

原材失效

多層陶瓷電容器通常具有 2 大類類足以損害產(chǎn)品可靠性的基本可見內(nèi)部缺陷：電極間失效及結(jié)合線破裂，燃燒破裂。這些缺陷都會(huì)造成電流過量，因而損害到組件的可靠性，詳細(xì)說明如下：

1、電極間失效及結(jié)合線破裂主要由陶瓷的高空隙，或電介質(zhì)層與相對(duì)電極間存在的空隙 引起，使電極間是電介質(zhì)層裂開，成為潛伏性的漏電危機(jī)

2、燃燒破裂的特性與電極垂直，且一般源自電極邊緣或終端。假如顯示出破裂是垂直的 話，則它們應(yīng)是由燃燒所引起。

結(jié)論：

由熱擊所造成的破裂會(huì)由表面蔓延至組件內(nèi)部，而過大的機(jī)械性張力所引起的損害，則可由組件表面或內(nèi)部形成，這些破損均會(huì)以近乎 45°角的方向蔓延，至于原材失效，則會(huì)帶來與內(nèi)部電極垂直或平行的破裂。另外：熱擊破裂一般由一個(gè)端接蔓延至另一個(gè)端接﹐由取放機(jī)造成的破裂﹐則在端接下面出現(xiàn)多個(gè)破裂點(diǎn)﹐而因電路板扭曲而造成的損壞﹐通常則只有一個(gè)破裂點(diǎn)。

審核編輯：郭婷