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陶瓷電容的不良和失效分析

電容失效分析 


陶瓷電容失效分析:

多層片狀陶介電容器由陶瓷介質、端電極、金屬電極三種材料構成,失效形式為金屬電極和陶介之間層錯,電氣表現為受外力(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)時電容時好時壞。

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、原材失效三個大類

(1)熱擊失效模式:

熱擊失效的原理是:在制造多層陶瓷電容時,使用各種兼容材料會導致內部出現張力的不同熱膨脹系數及導熱率。當溫度轉變率過大時就容易出現因熱擊而破裂的現象,這種破裂往往從結構最弱及機械結構最集中時發生,一般是在接近外露端接和中央陶瓷端接的界面處、產生最大機械張力的地方(一般在晶體最堅硬的四角),而熱擊則可能造成多種現象:

第一種是顯而易見的形如指甲狀或U-形的裂縫

第二種是隱藏在內的微小裂縫

第二種裂縫也會由裸露在外的中央部份,或陶瓷/端接界面的下部開始,并隨溫度的轉變,或于組裝進行時,順著扭曲而蔓延開來(見圖4)。

第一種形如指甲狀或U-形的裂縫和第二種隱藏在內的微小裂縫,兩者的區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,第二種只有在發展到一定程度后金相才可測。

(2)扭曲破裂失效

此種不良的可能性很多:按大類及表現可以分為兩種:

第一種情況、SMT階段導致的破裂失效

當進行零件的取放尤其是SMT階段零件取放時,取放的定中爪因為磨損、對位不準確,傾斜等造成的。由定中爪集中起來的壓力,會造成很大的壓力或切斷率,繼而形成破裂點。

這些破裂現象一般為可見的表面裂縫,或2至3個電極間的內部破裂;表面破裂一般會沿著最強的壓力線及陶瓷位移的方向。

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