(整理)陶瓷电容失效分析
多层陶瓷电容破裂失效原因
多层陶瓷电容破裂失效原因英文回答：The cracking and failure of multilayer ceramic capacitors (MLCCs) can be attributed to various reasons. Here are some common causes:1. Mechanical stress: MLCCs are often subjected to mechanical stress during handling, assembly, or operation. Excessive stress can lead to cracking and failure. This stress can arise from thermal expansion and contraction mismatch between the MLCC and the surrounding materials, as well as from external forces or vibrations.2. Thermal stress: MLCCs can experience thermal stress due to rapid temperature changes or high operating temperatures. The coefficient of thermal expansion (CTE) mismatch between the MLCC and the substrate or solderjoints can cause the MLCC to crack.3. Moisture and humidity: Ceramic materials are susceptible to moisture absorption. When moisture enters the MLCC, it can cause expansion and contraction during temperature cycling, leading to cracking and failure. Humidity can also cause corrosion of the internal electrodes, resulting in electrical failure.4. Manufacturing defects: MLCCs can have inherent defects introduced during the manufacturing process. These defects can include voids, delamination, or improper electrode connections. These defects can weaken the structural integrity of the MLCC and make it more susceptible to cracking and failure.5. Voltage and current overload: Exceeding the maximum voltage or current ratings of an MLCC can cause it to fail. High voltage or current can generate excessive heat, leading to thermal stress and cracking. It is important to operate MLCCs within their specified limits to avoid failure.中文回答：多层陶瓷电容破裂失效的原因有多种。
(整理)陶瓷电容失效分析
多层陶瓷电容器(MLCC)的典型结构中导体一般为Ag或AgPd，陶瓷介质一般为(SrBa)TiO3，多层陶瓷结构通过高温烧结而成。
器件端头镀层一般为烧结Ag/AgPd，然后制备一层Ni阻挡层(以阻挡内部Ag/AgPd材料，防止其和外部Sn 发生反应)，再在Ni层上制备Sn或SnPb层用以焊接。
近年来，也出现了端头使用Cu的MLCC产品。
根据MLCC的电容数值及稳定性，MLCC划分出NP1、COG、 X7R、 Z5U 等。
根据MLCC的尺寸大小，可以分为1206，0805，0603，0402，0201等。
MLCC 的常见失效模式多层陶瓷电容器本身的内在可靠性十分优良，可以长时间稳定使用。
但如果器件本身存在缺陷或在组装过程中引入缺陷，则会对其可靠性产生严重影响。
陶瓷多层电容器失效的原因分为外部因素和内在因素内在因素主要有以下几种：1.陶瓷介质内空洞 (Voids)导致空洞产生的主要因素为陶瓷粉料内的有机或无机污染，烧结过程控制不当等。
空洞的产生极易导致漏电，而漏电又导致器件内部局部发热，进一步降低陶瓷介质的绝缘性能从而导致漏电增加。
该过程循环发生，不断恶化，严重时导致多层陶瓷电容器开裂、爆炸，甚至燃烧等严重后果。
2.烧结裂纹 (firing crack)烧结裂纹常起源于一端电极，沿垂直方向扩展。
主要原因与烧结过程中的冷却速度有关，裂纹和危害与空洞相仿。
3.分层 (delamination)多层陶瓷电容器的烧结为多层材料堆叠共烧。
烧结温度可以高达1000℃以上。
层间结合力不强，烧结过程中内部污染物挥发，烧结工艺控制不当都可能导致分层的发生。
分层和空洞、裂纹的危害相仿，为重要的多层陶瓷电容器内在缺陷。
外部因素主要为：1.温度冲击裂纹(thermal crack)主要由于器件在焊接特别是波峰焊时承受温度冲击所致，不当返修也是导致温度冲击裂纹的重要原因。
2.机械应力裂纹(flex crack)多层陶瓷电容器的特点是能够承受较大的压应力，但抵抗弯曲能力比较差。
片式多层陶瓷电容器电镀失效分析与控制
电流密度控制在 0.5 ~ 1.0 A/dm2 范围内之外，镀镍的关键还在于通过加入添加剂使镀层具有一定的压应力，
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片式多层陶瓷电容器电镀失效分析与控制
图 2 浸完强酸后的伪脱层状态 Figure 2 Pseudo-delamination after immersion in strong acid
DOI: 10.19289/j.1004-227x.2021.05.003
片式多层陶瓷电容器电镀失效分析与控制
黄皓*，滕斌，杨翠刚，游健，李云仕，赵景勋，朱万宇
（成都宏明双新科技股份有限公司，四川 成都 610091）
摘要：为了解决片式多层陶瓷电容器(MLCC)电镀后脱层及溢镀缺陷，研究了除油、浸蚀和电镀的工艺条件对产品脱层及溢镀
浸蚀液对脱层的影响极大。笔者前期按照常规电镀所用的盐酸或硫酸浸蚀液，水洗后镀镍，检查工
件时发现几乎 100%脱层。开始一直以为是镀镍工艺的原因，后来才发现工件在盐酸或硫酸中浸泡 2 ~ 3 s
便出现了伪脱层(指目视没有脱层，但 Cu 层和陶瓷之间结合力很差，如图 2 所示)，受到轻微外力影响(如
与陪镀钢珠摩擦)便脱层。有资料指出，该类产品不能用强酸浸蚀[3]，因为强酸会影响玻璃粉，进而影响
MLCC 的生产工艺流程十分复杂，包括了流延、印刷内电极、叠层、切块、排胶、烧结成瓷、倒角、 涂端、烧结端电极、电镀等工序[2]，只有保证了每道工序的质量，才能生产出合格的产品。笔者所在公 司接到该产品电镀工艺的研发任务，要求采用三层端头电极技术，即在 MLCC 端头 Cu 电极上电镀 Ni 层和 Au 层。由于之前未接触过类似产品，研发过程走了不少弯路，尤其是遇到电镀后脱层和溢镀问题。 本文总结了此次研发的经验，供同仁参考。
陶瓷电容内部缺陷
陶瓷电容内部缺陷
陶瓷电容器的内部缺陷主要包括结瘤和介质空洞。
结瘤缺陷是由于在制造过程中金属化电极材料涂敷不均匀，导致金属化电极堆积变形。
这种变形会引发瓷介介质变形，使电容器的介质变薄，从而使击穿电压下降。
同时，金属化电极的变形也可能导致电容在加电时电场不均匀，引发击穿失效。
介质空洞是陶瓷电容器内部的另一个常见缺陷，它是电容器在制造过程中瓷介质的空洞所造成的。
这种空洞会对陶瓷电容器产生多方面的影响，包括导致电容器局部击穿电压降低，从而导致击穿失效或两个电极之间的绝缘电阻降低。
在电压较高的情况下，空洞处的空气还可能被电离化，从而产生漏电通道，引发漏电失效。
以上内容仅供参考，如需获取更多信息，建议查阅相关文献或咨询专业人士。
电子产品组装中陶瓷电容常见失效模式及改善建议
电子产品组装中陶瓷电容常见失效模式及改善建议电子产品中常见的陶瓷电容失效模式有漏电、断线、破裂等。
以下是对这些失效模式的分析以及改善建议。
1.漏电：陶瓷电容的漏电是指电容器在工作过程中出现电流通过绝缘材料，导致电容器失效。
这可能是由于陶瓷电容的绝缘层质量不良引起的，也可能是由于电容器使用环境中的湿度过高引起的。
改善建议：a.选择高质量的陶瓷电容器，确保陶瓷材料具有良好的绝缘性能。
b.控制电容器使用环境中的湿度，避免湿度过高导致漏电。
2.断线：陶瓷电容器的断线通常发生在电容器的引线位置。
这可能是由于工艺不良引起的，也可能是由于电容器的引线材料质量不良引起的。
改善建议：a.提高制造工艺的质量控制，确保电容器引线与电容体之间的连接牢固可靠。
b.选择高质量的引线材料，确保引线的连接性能良好。
3.破裂：陶瓷电容器的破裂通常发生在电容器的外壳上。
这可能是由于外界应力过大引起的，也可能是由于制造工艺不良引起的。
改善建议：a.设计和选择合适尺寸的陶瓷电容器，以满足实际应用场景的需求，避免外界应力过大。
b.提高制造工艺的质量控制，确保电容器外壳的强度满足要求。
此外，还有几个改善建议适用于以上三种常见失效模式：a.进行多次的温度循环测试，以确保陶瓷电容能够在不同温度范围下稳定工作。
b.对陶瓷电容器进行严格的耐压测试，以确保其能够在额定电压范围内正常工作。
c.对陶瓷电容器进行振动和冲击测试，以确保其能够在不同振动和冲击条件下正常工作。
综上所述，在电子产品的组装中，陶瓷电容常见的失效模式是漏电、断线和破裂。
为了改善这些失效模式，应选择质量优良的陶瓷材料和引线材料，改善制造工艺的质量控制，并进行必要的温度循环、耐压、振动和冲击测试等。
这些措施可以确保陶瓷电容器在电子产品中的可靠性和稳定性。
陶瓷电容失效模式和失效机理_概述说明以及解释
陶瓷电容失效模式和失效机理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述陶瓷电容是一种常见且广泛应用于电子设备中的元件。
它具有体积小、重量轻、稳定性高、温度特性好等优点，因此在各个领域都有着广泛的应用。
然而，陶瓷电容在使用中也会出现失效现象，导致其功能无法正常发挥或完全失去功能。
了解陶瓷电容的失效模式和失效机理对于设计和维护电子设备至关重要。
1.2 文章结构本文将首先对陶瓷电容进行概念和应用领域的介绍，接着对其失效模式进行分类和定义，并简要介绍相关的失效机理。
随后，我们将分别详细探讨两种常见失效模式及其相关要点，并提供实际示例加以说明。
最后，本文将总结研究成果并展望未来的研究方向。
1.3 目的本文旨在提供一个系统且全面的概述，以帮助读者更好地了解陶瓷电容的失效模式和失效机理。
通过清晰地描述每种失效模式及其相关要点，并给出实例以加深理解，读者将能够发现并解决陶瓷电容在实际应用中可能出现的问题，并提供改进和优化的方向。
此外，本文也为未来相关研究提供了参考和展望。
以上是“1. 引言”部分的内容，希望对你的长文撰写有所帮助。
2. 陶瓷电容失效模式和失效机理概述2.1 陶瓷电容概念和应用领域陶瓷电容是一种广泛使用于电子产品中的passives 元件，其主要由导体和绝缘体构成。
导体常采用金属，例如银或钨，并具有可靠的电导性能。
绝缘体通常采用陶瓷材料，如硬陶瓷（多为氧化铁、氧化锰、二氧化硅等），以提供良好的介电性。
由于其优异的特性，陶瓷电容被广泛应用于各种电子设备中，包括通信设备、计算机及消费类电子产品等。
它们常用于储存与释放电能、稳定电流和阻抗匹配等功能。
2.2 失效模式分类和定义对于陶瓷电容而言，失效模式指元件在使用过程中可能出现的故障或损坏类型。
这些失效模式可以基于不同因素进行分类，如环境条件、操作方式和设计问题等。
常见的陶瓷电容失效模式包括但不限于以下几种：a) 短路：陶瓷电容内部存在导体间接触或导体与外壳产生直接短路现象。
片状多层陶瓷电容机械应力失效分析
电子产品世界片状多层陶瓷电容机械应力失效分析Mechanical stress failure analysis of chip multilayer ceramic capacitors周 睿，项永金，王少辉，陈秀秀 （格力电器（合肥）有限公司，合肥 230088）摘 要：因片式多层陶瓷电容器脆性较强、抗弯曲能力较差，封装尺寸直接影响电器产品使用寿命。
组装生产过程中对片状多层陶瓷电容产生应力极易导致贴片电容开裂。
本文通过优化电容器选型，更改电容器结构，从根本上杜绝贴片电容机械应力问题。
关键词：片式多层陶瓷电容；机械应力；弹性银层；封装选型0 引言片式多层陶瓷电容器是各电路中重要的电子元器件，因其体积小、电容量范围宽、介质损耗小、稳定性高等优点，被广泛使用在各种电路中。
但在使用过程中片式电容器一旦失效将对整体电路造成严重影响。
因此需对片式电容的选型、失效机理及材质特性进行深入研究分析。
1 片状多层陶瓷电容简介片式多层陶瓷电容器是多层叠合结构，相当于多个简单平板电容器的并联体，之所以采用多层结构是为了以较小的体积获取较大的电容量。
多层片式陶瓷电容器的结构主要包括三大部分：陶瓷介质、金属内电极和金属外电极。
图1所示的多层陶瓷电容器是由印好电极（内电极）的陶瓷介质膜片以错位方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在芯片的两端封上金属层（外电极）制成。
图１ 片式陶瓷电容结构图１．１ 失效特性描述平行电极之间的裂纹主要有两大原因：一是外部机械应力，这种开裂特征基本存在于电极两端，会造成电容器数个平行电极之间开裂。
二是电容器制造过程中的工艺缺陷，在电容器非常窄的两个相邻电极之间产生微裂纹，或电容器电极间存在裂缝，电极之间介质开裂，可导电的污染物夹杂其中，介质介电能力下降而发生漏电甚至击穿。
１．２ 材质特性片式多层陶瓷电容通常采用钛酸或钛酸银等陶瓷材料作为电介质，陶瓷材料具有硬脆的物理特性，其塑性形变范围很小，断裂时呈脆性，这使得片式多层陶瓷电容的弯曲形变超过其承受范围时极易产生破裂失效。
陶瓷电容来料失效原因
陶瓷电容来料失效原因陶瓷电容是一种常见的电子元器件，用于储存和释放电荷。
然而，陶瓷电容也会出现失效的情况，导致其无法正常工作。
本文将探讨陶瓷电容失效的原因。
陶瓷电容可能因为电压过高而失效。
陶瓷电容具有一定的工作电压范围，超出这个范围，会导致电容器内部的电介质击穿，电容器失效。
因此，在使用陶瓷电容时，需要根据电路的需求选择合适的工作电压范围，以避免电容失效。
温度也是导致陶瓷电容失效的原因之一。
陶瓷电容的电介质材料对温度敏感，当温度超过一定范围时，电容器的电介质会发生物理或化学变化，导致电容器失效。
因此，需要在设计和使用电路时，考虑到陶瓷电容的工作温度范围，以确保其正常工作和寿命。
振动和机械应力也可能导致陶瓷电容失效。
陶瓷电容通常是通过焊接或固定在电路板上的，如果电容器在使用过程中遭受到强烈的振动或机械应力，可能会导致焊点断裂或电容器内部结构破坏，进而引起电容失效。
因此，在安装和使用过程中，需要注意保护陶瓷电容，避免其受到过大的振动和机械应力。
陶瓷电容还可能由于电容器本身的质量问题而失效。
在制造过程中，陶瓷电容可能存在一些制造缺陷，如气泡、裂纹等，这些缺陷可能导致电容器在使用过程中失效。
因此，在选购和使用陶瓷电容时，需要选择质量可靠的产品，并注意检查电容器表面是否有明显的缺陷。
陶瓷电容还可能由于电容器的老化而失效。
陶瓷电容在使用过程中，会受到电场的影响，导致电容器内部的电介质逐渐老化，电容值发生变化，甚至失效。
因此，在使用过程中，需要定期检测和更换老化的陶瓷电容，以确保电路的正常工作。
陶瓷电容失效的原因主要包括电压过高、温度过高、振动和机械应力、质量问题以及电容器老化等。
在设计和使用电路时，需要考虑到这些因素，选择合适的陶瓷电容，并注意保护和维护电容器，以确保电路的正常工作和寿命。
电容失效分析（详解干货）
电容失效分析（详解干货）【导读】电子元器件的主要失效模式包括但不限于开路、短路、烧毁、爆炸、漏电、功能失效、电参数漂移、非稳定失效等。
对于硬件工程师来讲电子元器件失效是个非常麻烦的事情，比如某个半导体器件外表完好但实际上已经半失效或者全失效会在硬件电路调试上花费大把的时间，有时甚至炸机。
陶瓷电容失效分析：多层片状陶介电容器由陶瓷介质、端电极、金属电极三种材料构成，失效形式为金属电极和陶介之间层错，电气表现为受外力（如轻轻弯曲板子或用烙铁头碰一下）和温度冲击（如烙铁焊接）时电容时好时坏。
多层片状陶介电容器具体不良可分为:1、热击失效2、扭曲破裂失效3、原材失效三个大类（１）热击失效模式：热击失效的原理是：在制造多层陶瓷电容时，使用各种兼容材料会导致内部出现张力的不同热膨胀系数及导热率。
当温度转变率过大时就容易出现因热击而破裂的现象，这种破裂往往从结构最弱及机械结构最集中时发生，一般是在接近外露端接和中央陶瓷端接的界面处、产生最大机械张力的地方（一般在晶体最坚硬的四角），而热击则可能造成多种现象：第一种是显而易见的形如指甲狀或U-形的裂縫第二种是隐藏在内的微小裂缝第二种裂缝也会由裸露在外的中央部份，或陶瓷/端接界面的下部开始，并随温度的转变，或于组装进行时，顺着扭曲而蔓延开来（见图4）。
第一种形如指甲狀或U-形的裂縫和第二种隐藏在内的微小裂缝，两者的区别只是后者所受的张力较小，而引致的裂缝也较轻微。
第一种引起的破裂明显，一般可以在金相中测出，第二种只有在发展到一定程度后金相才可测。
（２）扭曲破裂失效此种不良的可能性很多：按大类及表现可以分为两种：第一种情况、SMT阶段导致的破裂失效当进行零件的取放尤其是SMT阶段零件取放时，取放的定中爪因为磨损、对位不准确，倾斜等造成的。
由定中爪集中起来的压力，会造成很大的压力或切断率，继而形成破裂点。
这些破裂现象一般为可见的表面裂缝，或2至3个电极间的内部破裂；表面破裂一般会沿着最强的压力线及陶瓷位移的方向。
多层瓷介电容常见失效模式及机理
多层瓷介电容常见失效模式及机理多层瓷介电容器是一种常见的电子元件，广泛应用于电子设备中的电源滤波、信号耦合、阻隔和信号耦合等电路中。
然而，由于一些外部因素或者内部因素的影响，多层瓷介电容器可能会出现失效情况。
以下是多层瓷介电容器常见的失效模式及机理：1.电容值下降：多层瓷介电容器的电容值一般是在制造过程中通过氧化物的添加精确控制的。
然而，由于一些外部因素（如温度、湿度等）或内部因素（如电场应力、材料老化等）的影响，电容值可能会下降。
例如，当电容器暴露在高温环境下，氧化物可能会发生渐进性脱溶，导致电容值下降。
2.漏电流增加：多层瓷介电容器的漏电流也可能会增加。
漏电流是指在正常工作条件下，绝缘材料内部的电流。
漏电流的增加可能是由于绝缘材料的老化、微小裂纹的扩展、结构松散等造成的。
例如，当电容器在高温环境下长时间工作，绝缘材料可能会老化，导致漏电流增加。
3.短路：在一些极端情况下，多层瓷介电容器可能会发生短路。
短路可能是由于多层瓷介电容器的内部结构松散，导致不同电极之间的直接接触。
此外，如果电容器在电压过高的情况下工作，也可能导致短路。
4.温升：多层瓷介电容器在正常工作中会产生一定的热量，但是如果电容器的散热不良，温度可能会升高。
高温可能会导致电容器内部材料的老化，从而引发其他失效模式。
以上是多层瓷介电容器常见的失效模式及机理。
需要注意的是，不同的厂家可能有不同的设计和制造工艺，因此，失效模式和机理可能会有一定的差异。
此外，电容器的使用条件也会对失效模式和机理产生影响。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况评估多层瓷介电容器的失效风险，并采取必要的预防措施。
贴片陶瓷电容失效机理分析
多层贴片陶瓷电容（MLCC）失效机理分析一．MLCC的应用及发展方向MLCC，广泛用于消费、通讯、信息类电子整机设备中，主要起到滤波、隔直、耦合、振荡等作用。
随着电子信息产业不断的发展，电子设备向薄、小、轻、便携式发展，MLCC也逐步向小型化、大容量化、高频率方向发展，MLCC在我们的HID及高端平板电视里有着极为广阔的应用，片状电容是增长速度最快的无源电子元器件之一，具有广阔的发展前景。
二．MLCC的基本结构MLCC有三大部分组成：1. 陶瓷介质 2.内部电极 3.外部电极其中电极一般为Ag或AgPd(钯)，陶瓷介质一般为(SrBa)TiO3，多层陶瓷结构通过高温烧结而成。
器件端头镀层一般为烧结Ag/AgPd，然后制备一层Ni阻挡层(以阻挡内部Ag/AgPd材料，防止其和外部Sn发生反应)，再在Ni层上制备Sn或SnPb层用以焊接。
近年来，也出现了端头使用Cu的MLCC产品。
三．MLCC的失效模式多层陶瓷电容器本身的内在可靠性十分优良，可以长时间稳定使用。
但如果器件本身存在缺陷或在组装过程中引入缺陷，则会对其可靠性产生严重影响。
陶瓷多层电容器失效的原因分为外部因素和内在因素。
内在因素主要包括以下三个方面： 1.陶瓷介质内空洞导致空洞产生的主要因素为陶瓷粉料内的有机或无机污染，烧结过程控制不当等。
空洞的产生极易导致漏电，而漏电又导致器件内部局部发热，进一步降低陶瓷介质的绝缘性能从而导致漏电增加。
该过程循环发生，不断恶化，严重时导致多层陶瓷电容器开裂、爆炸，甚至燃烧等严重后果。
2. 烧结裂纹烧结裂纹常起源于一端电极，沿垂直方向扩展。
主要原因与烧结过程中的冷却速度有关，裂纹和危害与空洞相仿。
3．分层多层陶瓷电容器的烧结为多层材料堆叠共烧。
烧结温度可以高达1000℃以上。
层间结合力不强，烧结过程中内部污染物挥发，烧结工艺控制不当都可能导致分层的发生。
分层和空洞、裂纹的危害相仿，为重要的多层陶瓷电容器内在缺陷。
电容器陶瓷零件的性能衰减与老化机制研究
电容器陶瓷零件的性能衰减与老化机制研究引言：电容器陶瓷零件是电子器件中广泛应用的一种组成部分，对于电子设备的可靠性和长期稳定性具有重要意义。
然而，长时间使用后，电容器陶瓷零件的性能会出现衰减，甚至失效，影响整个电子设备的正常工作。
因此，研究电容器陶瓷零件的性能衰减与老化机制，对于提高电子器件的可靠性和寿命具有重要的理论和实际意义。
一、电容器陶瓷零件的性能衰减来源及表现1. 介电性能的衰减：电容器陶瓷零件主要由陶瓷材料构成，其介电性能的衰减是最为常见与直接影响使用性能的一种表现。
随着使用时间的增加，陶瓷材料中的晶粒会发生生长与演变，而导致介电常数发生变化。
此外，电容器陶瓷零件还会受到高温、高湿等环境因素的影响而出现性能衰减。
2. 漏电流的增加：漏电流也是电容器陶瓷零件性能衰减的重要表现之一。
漏电流的增加主要受到材料的老化以及陶瓷表面的污染等因素的影响。
漏电流的增加会导致电容器的能量损耗增加，进而影响电路的稳定性和工作效率。
3. 绝缘电阻的减小：绝缘电阻是电容器陶瓷零件的另一个重要性能指标，而其减小也会直接导致使用性能的衰减。
绝缘电阻减小的原因主要是因为陶瓷材料中的绝缘相发生了改变，导致电流渗透增加。
此外，陶瓷表面的污染也会导致绝缘电阻的减小。
二、电容器陶瓷零件的老化机制1. 晶粒生长与演变：电容器陶瓷材料中的晶粒会随着时间的推移而发生生长与演变。
晶粒生长会导致介电常数的变化，从而影响电容器的性能。
晶粒间的界面与晶界也随之发生改变，进而影响绝缘电阻与漏电流。
2. 积水与电解质渗透：在潮湿环境中，电容器陶瓷零件会吸收水分，导致介电常数的变化，并可能引起绝缘电阻的减小。
此外，一些具有电解质成分的液体也会通过陶瓷表面渗透进入内部，破坏材料结构，从而加速老化。
3. 温度与湿度的影响：高温和高湿度都是导致电容器陶瓷零件老化的重要因素。
在高温条件下，陶瓷材料中的分子会发生热运动，加速晶粒生长与介电性能的衰减。
同样，在高湿度环境下，水分的吸附与反应会造成材料的老化。
陶瓷电容器失效模式与机理分析
跡。）
C. 應對措施: 1.素子外觀（擴散﹑側邊沾銀）管控﹔ 2.助焊劑液面控管適中﹐及瓷片浸入深度控管﹔ 3.及時徹底清理錫槽中的錫渣等雜質﹔ 4.涂料的絕緣品質証﹔ 5.涂料包封及固化工序品質保証。
引線短裂
1.化學腐蝕﹔ 2.機械損傷﹔ 3.疲勞斷裂。
（五）﹑重測合格
溫度循環 破壞檢查
檢漏
特性量測
不合格
失效模式分類
合格
溫度特性量測
不合格
合格
解剖
高溫老化﹑高溫 高濕存放
1.內部開路﹑半開路 2.內部擊穿﹑短路﹑半短路 3.電性能退化
量測瓷片之溫 度特性
特性量測
不合格
合格
解剖量測內部瓷片 電性
合格品
陶瓷電容器耐壓失效模式解析
陶瓷電容器耐壓失效模式有以下三種典型模式﹕ 第1 種模式﹕電極邊緣瓷片貫穿(擊穿點在銀面邊緣位置)﹔ A.可能原因:
1. 粉末及其配制問題 2. 素地邊緣的致密性不佳
陶瓷體
銀電極
B. 失效模式在制程中的具體表現﹕ 1. 銀面邊緣位置針孔 2. 銀面邊緣位置針孔﹐同時此位置部份陶瓷炸裂。 3. 裂痕（先針孔后裂痕﹐素子表面有燒蝕碳化之小黑點﹐裂痕為新痕跡。
C. 應對措施: 信息及時反饋前段制程﹐要求其改善提升素地整體耐壓水准
第2 種模式﹕瓷片延邊導通或瓷片邊緣破裂破損(擊穿點在素子側面)﹔
A.可能原因: 1. 素地表面有污點﹐如銀﹑助焊劑﹑油質﹑焊錫渣等 2. 涂料中有導電雜質 3. 涂料中有氣泡 4. 涂料致密性不佳 5. 涂料包封層固化不充分
陶瓷电容失效分析
一．样品讯息如下：1、品名：1210F226M250NT2、样品数量：若干3、不良模式：产品短路失效二．分析如下：1、外观确认：对客户提供不良样品任取2pcs样品进行外观确认，具体现象如下：1#样品2#样品确认结果：2pcs样品外观存在裂纹。
2、电性能测试：对2pcs样品及5pcs其他品牌样品进行电性能测量，具体测量数据见下表：NO Cap（uF）DF（%）IR（MΩ）Spec 17.6~26.4 ≤5.0≥22.71#不良品--- ---- OVCURR2#不良品--- ---- OVCURRTest equipment: Cap/DF: HP4288A；IR: Agilent 4339BTest condition: Cap/DF: 0.5Vrms, 120Hz；IR: 25V, 60sec测量结果：2pcs样品电性能均不合格；客户提供5pcs其他品牌样品电性能均合格。
3、DPA分析：对2pcs不良样品、取1pcs其他品牌样品进行DPA研磨，具体研磨结果如下：1#样品1#样品DPA研磨结果：2pcs样品经过研磨发现样品内部均存在烧毁的痕迹(镍熔融形成的金属球)，从研磨的DPA样式看，内部存在裂纹，1#样品的裂纹在该切片位置未跨越烧毁区域，2#样品跨越烧毁区域。
造成此类不良的原因可能为机械应力导致产品内部产生裂纹，进而通电烧毁失效。
4、机械应力裂纹产生原理MLCC的陶瓷体是一种脆性材料。
如果PCB板受到弯曲时，它会受到一定的机械应力冲击。
当应力超过MLCC的瓷体强度时，弯曲裂纹就会出现。
因此，这种弯曲造成的裂纹只出现在焊接之后。
在Bending测试中的典型失效模式：PCB板弯曲时在不同位置受到的应力大小不同：元件装配接近分板点：应力大小对比：1＞2≈3＞4＞5PCB板弯曲导致的开裂（产品摆放方向）：开裂产生于产品接近或者垂直于分板：分板线焊锡量过多引起PCB板弯曲导致开裂：过多的焊锡量5、结论：5.1、2pcs样品外观存在裂纹；5.2、2pcs样品电性能均不合格；5.3、2pcs样品经过研磨发现样品内部存在烧毁痕迹，造成此类不良的原因可能为机械应力导致产品内部产生裂纹，进而通电烧毁失效。
陶瓷电容耐压不良是什么缘故陶瓷电容失效分析
陶瓷电容耐压不良是什么缘故？陶瓷电容失效分析摘要通过对NG样品、OK样品进行了外参观学检查、金相切片分析、SEM/EDS分析及模拟实验分析，以为造成陶瓷电容耐压不良缘故为二次包封模块固化进程中及固化后应力作用造成陶瓷-环氧界面存在间隙，致使其耐压水平降低。
1. 案例背景陶瓷电容器客户端耐压不良。
（1）通过对NG样品、OK样品进行了外参观学检查、金相切片分析、SEM/EDS分析及模拟实验后，发觉NG样品均存在明显的陶瓷-环氧界面脱壳，产生了气隙，此气隙的存在会严峻阻碍电容的耐压水平。
从测试结果，能够明显看到在陶瓷-环氧分离界面的裂痕位置存在明显的碳化痕迹，且碳化严峻区域大体集中在边缘封装较薄区域，而OK样品未见明显陶瓷-环氧界面脱壳分离现象。
（2）NG样品与OK样品结组成份一致，未见结构明显异样。
失效的样品是将未封样品经焊接组装灌胶，高温固化后组成单元模块进行利用的。
取样品外封环氧树脂进行玻璃转化温度测试，发觉未封样品的外封环氧树脂玻璃转化温度较低，疑心因为灌胶的高温超过了陶瓷电容的环氧树脂封体的玻璃转化温度，达到了其粘流态，致使陶瓷基体和环氧界面脱粘产动气隙。
随着环氧树脂固化冷却进程体积收缩，产生的内应力以残余应力的形式保留在包封层中，并作用于陶瓷-环氧界面，劣化界面的粘结，现在的形变就很难恢复。
然后在外部电场力（耐压加电测试）的作用下，在间隙途径上产生了弱点击穿。
图1. 样品外观典型外观对委托方提供的样品进行金相切片，NG样品环氧树脂封层和陶瓷基材分层明显，两电极间的裂痕通路上有碳化的痕迹，OK样品未见异样。
图2. NG 样品金相切片照片（500X, 100X ）图3. OK 样品金相切片照片（500X, 200X ）样品切片后，对剖切面进行SEM/EDS 分析，NG 样品环氧树脂和陶瓷基材分层明显，且有明显的碳化痕迹。
图4. 失效样品SEM 照片（23X, 65X, 600X, 1000X ）取未封OK 样品外层环氧树脂材料假设干，进行DSC 热分析，检测其Tg 温度点。
多层瓷介电容常见失效模式及机理
多层瓷介电容常见失效模式及机理多层瓷介电容是一种常见的电子元器件，广泛应用于电子设备中。
然而，在使用过程中，多层瓷介电容也会出现失效现象。
本文将探讨多层瓷介电容的常见失效模式及其机理。
多层瓷介电容的常见失效模式有电容值衰减、电容短路、电容开路等。
其中，电容值衰减是最常见的失效模式。
电容值衰减指的是多层瓷介电容的电容值随着时间的推移逐渐降低。
这种失效模式的机理主要有两个方面：一是多层瓷介电容的介质老化；二是电容内部的电极与介质之间的界面失效。
介质老化是导致多层瓷介电容电容值衰减的主要原因之一。
多层瓷介电容的介质通常采用氧化铁、氧化钛等陶瓷材料，这些材料在长时间的使用中会受到环境的侵蚀和电场的作用，导致结构和性能的变化。
例如，氧化铁在高温下容易发生晶格结构变化，导致电容值下降。
此外，材料的粒度和均匀性也会影响多层瓷介电容的电容值稳定性。
介质的老化过程是一个渐进的过程，随着时间的推移，多层瓷介电容的电容值会逐渐减小。
电容内部的电极与介质之间的界面失效也是导致多层瓷介电容电容值衰减的重要原因。
多层瓷介电容的结构通常是由多层陶瓷薄片和金属电极交替堆叠而成。
在使用中，由于温度变化、机械应力、湿度等因素的影响，电极与介质之间的界面可能会出现剥落、腐蚀等问题，导致电容值的下降。
此外，界面失效还可能引发电容短路或开路等失效模式。
电容短路是多层瓷介电容的另一种常见失效模式。
电容短路指的是多层瓷介电容内部的电极之间发生了短路现象，导致电容无法正常工作。
电容短路的机理主要是由于电极之间的绝缘层受到损坏或污染所致。
绝缘层的损坏可能是由于电容本身的制造缺陷、外界应力的作用或环境因素引起的。
当电容发生短路时，会导致电路故障甚至设备损坏。
与电容短路相反，电容开路是指多层瓷介电容内部的电极之间发生了断路现象，导致电容失去了对电流的传导能力。
电容开路的机理主要是由于电极与介质之间的界面失效所致。
界面失效可能导致电极与介质之间的粘结力降低甚至完全消失，使得电容无法正常工作。
陶瓷电容短路的原因
陶瓷电容短路的原因
陶瓷电容器短路的原因一般有以下几个可能性：
1. 材料缺陷：陶瓷电容器的制造过程中，材料本身存在缺陷或者污染，比如陶瓷材料的结构不均匀，存在气孔或者裂纹等问题，这些都可能导致电容器短路。
2. 外部压力：在电容器使用过程中，如果受到外部压力的作用，例如机械挤压、震动或者碰撞等不良条件，可能会导致电容器内部的陶瓷材料出现破裂、破碎，进而引发短路。
3. 过电压：当电容器承受超过其额定电压的电压时，其内部的陶瓷材料可能会发生电击穿现象，导致短路。
4. 热休克：陶瓷电容器在高温和低温之间的频繁变化，可能导致材料内部产生应力，进而导致短路。
5. 湿度：陶瓷电容器对湿度比较敏感，在高湿度环境下，可能会导致内部绝缘材料变得不可靠，从而引发短路。
要预防陶瓷电容器短路，需要合理选择电容器的使用环境、避免过压和过温，以及注意材料的质量和制备过程等。
陶瓷电容短路的原因
陶瓷电容短路的原因陶瓷电容短路是指在使用过程中，陶瓷电容器内部发生电流突然增大，导致电容器失去正常功能的情况。
那么，究竟是什么原因导致了陶瓷电容短路呢？陶瓷电容短路的原因之一是电压过高。
陶瓷电容器在工作时，会承受一定的电压，但如果超过了其额定电压范围，就会出现短路现象。
这是因为当电压过高时，电容器内部的绝缘层无法承受电场强度，导致绝缘层击穿，从而形成短路。
陶瓷电容短路的原因之二是温度过高。
陶瓷电容器在工作过程中会产生一定的热量，如果温度过高，就会导致电容器内部的材料热胀冷缩，从而引起内部结构变形和短路。
此外，过高的温度还会加速电容器内部材料的老化，使其失去绝缘性能，进而导致短路现象的发生。
第三，陶瓷电容短路的原因之三是电容器内部存在缺陷。
陶瓷电容器在制造过程中，可能会存在一些缺陷，如材料不纯、内部结构不均匀等。
这些缺陷会导致电容器内部存在局部电场集中，从而引起局部击穿，形成短路。
第四，陶瓷电容短路的原因之四是电容器使用寿命过长。
陶瓷电容器在长时间的使用过程中，会逐渐受到环境的影响，如湿度、温度变化等。
这些环境因素会导致电容器内部结构的损坏和老化，从而增加短路的发生概率。
第五，陶瓷电容短路的原因之五是外部因素的影响。
陶瓷电容器在使用过程中，可能会受到外部因素的干扰，如电磁场、振动等。
这些外部因素会引起电容器内部结构的位移和变形，从而导致短路的发生。
为了避免陶瓷电容短路的发生，我们可以采取以下措施：选择合适的电容器型号和规格。
在使用陶瓷电容器时，要根据具体的电路要求选择合适的电容器型号和规格，避免超过其额定电压范围。
控制电容器的工作温度。
在使用陶瓷电容器时，要控制其工作温度，避免过高的温度对电容器内部结构和材料的影响。
第三，定期检测和更换老化的电容器。
在长时间使用的情况下，要定期检测和更换老化的电容器，以保证电路的正常工作。
第四，保护电容器免受外部因素的影响。
在安装和使用电容器时，要注意保护其免受外部因素的影响，如采取合适的屏蔽措施、固定方式等。
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多层陶瓷电容器(MLCC)的典型结构中导体一般为Ag或AgPd，陶瓷介质一般为(SrBa)TiO3，多层陶瓷结构通过高温烧结而成。
器件端头镀层一般为烧结
Ag/AgPd，然后制备一层Ni阻挡层(以阻挡内部Ag/AgPd材料，防止其和外部Sn 发生反应)，再在Ni层上制备Sn或SnPb层用以焊接。
近年来，也出现了端头使用Cu的MLCC产品。
根据MLCC的电容数值及稳定性，MLCC划分出NP1、COG、 X7R、 Z5U 等。
根据MLCC的尺寸大小，可以分为1206，0805，0603，0402，0201等。
MLCC 的常见失效模式
多层陶瓷电容器本身的内在可靠性十分优良，可以长时间稳定使用。
但如果器件本身存在缺陷或在组装过程中引入缺陷，则会对其可靠性产生严重影响。
陶瓷多层电容器失效的原因分为外部因素和内在因素
内在因素主要有以下几种：
1.陶瓷介质内空洞 (Voids)
导致空洞产生的主要因素为陶瓷粉料内的有机或无机污染，烧结过程控制不当等。
空洞的产生极易导致漏电，而漏电又导致器件内部局部发热，进一步降低陶瓷介质的绝缘性能从而导致漏电增加。
该过程循环发生，不断恶化，严重时导致多层陶瓷电容器开裂、爆炸，甚至燃烧等严重后果。
2.烧结裂纹 (firing crack)
烧结裂纹常起源于一端电极，沿垂直方向扩展。
主要原因与烧结过程中的冷却速度有关，裂纹和危害与空洞相仿。
3.分层 (delamination)
多层陶瓷电容器的烧结为多层材料堆叠共烧。
烧结温度可以高达1000℃以上。
层间结合力不强，烧结过程中内部污染物挥发，烧结工艺控制不当都可能导致分层的发生。
分层和空洞、裂纹的危害相仿，为重要的多层陶瓷电容器内在缺陷。
外部因素主要为：
1.温度冲击裂纹(thermal crack)
主要由于器件在焊接特别是波峰焊时承受温度冲击所致，不当返修也是导致温度冲击裂纹的重要原因。
2.机械应力裂纹(flex crack)
多层陶瓷电容器的特点是能够承受较大的压应力，但抵抗弯曲能力比较差。
器件组装过程中任何可能产生弯曲变形的操作都可能导致器件开裂。
常见应力源有：贴片对中，工艺过程中电路板操作；流转过程中的人、设备、重力等因素；通孔元器件插入；电路测试、单板分割；电路板安装；电路板定位铆接；螺丝安装等。
该类裂纹一般起源于器件上下金属化端，沿45℃角向器件内部扩展。
该类缺陷也是实际发生最多的一种类型缺陷。
MLCC器件的失效分析方法
扫描超声分析:
扫描超声方法是分析多层陶瓷电容器的最重要的无损检测方法。
可以十分有效地探测空洞、分层和水平裂纹。
由于超声的分析原理主要是平面反射，因而对垂直裂纹如绝大多数的烧结裂纹、垂直分量较大的弯曲裂纹的分辨能力不强。
同时一般多层陶瓷电容器的检测需要较高的超声频率。
图2为典型的空洞和分层的扫描超声检测结果。
甲醇检漏法:
对于严重的分层或开裂，可以使用甲醇检漏法，即将失效器件浸入甲醇溶液中。
由于甲醇为极性分子，且具有很强的渗透力，因而可以通过毛细管作用渗透进入严重分层或开裂部位。
加电后产生很大的漏电流，从而可帮助诊断。
金相剖面法:
金相剖面既是最经典，同时也是最有效的陶瓷电容器的失效分析方法。
其优点是通过剖面及相应的光学或扫描电子显微镜检测，可以得到失效部位的成分、形貌等精细结构，从而帮助失效机理的分析。
但其缺点是制备比较复杂，对制备技术要求比较高，同时为破坏性检测手段。
图3－5 为金相剖面分析多层陶瓷电容器的失效的典型案例。
多层陶瓷电容器的质量控制
多层陶瓷电容器的特点是在没有内在缺陷并且组装过程也未引入其它缺陷的前提下，可靠性优越。
但是如果存在缺陷，则无论是内在的还是外在的都可能对器件可靠性产生严重影响。
同时组装后的陶瓷电容器潜在缺陷很难通过无损、在线检测等发现，因而多层陶瓷电容器的质量控制主要必须通过预防性措施解决。
常见预防措施包括：
1.对供应商进行认真选择、对其产品进行定期抽样检测等。
2.对组装工艺中所有可能导致热应力、机械应力的操作进行认真的分析及有效的控制。
考虑到多层陶瓷电容器的特点，对器件进行的检测可以主要包括：
1.结构分析: 即采用金相剖面手段抽检样品。
可以对器件产生的制造水平，内在缺陷等有一全面了解。
2.扫描超声分析 : 可以十分有效地探测空洞、分层、水平裂纹等缺陷耐温度试验考察高温及温度冲击可能带来的器件开裂、Ag/Pd层外露等缺陷。
弯曲试验: 按照相关标准将器件组装在规定的印刷电路板上，进行弯曲试验，以考察器件抗弯曲能力。
当然陶瓷电容器还有很多其它检测指标，可根据具体情况增加或减少检查项目，以达到用最低的成本达到最有效的控制。
组装工艺中主要考察及控制项目：
1.回流或波峰焊温度曲线，一般器件工艺商都会提供相关的建议曲线。
通过组装良品率的积累和分析，可以得到优化的温度曲线。
2.在组装工艺中印刷线路板操作和流转过程中特别是手工插件、铆钉连接、手工切割等工艺需要特别加以注意。
必要时甚至需要对产品设计进行修改，以最大限度地使多层陶瓷电容器避开在工艺过程中可能产生较大机械应力的区域。
3.检查组装过程中的电检测 ICT工艺，必须注意尽量减小测试点机械接触所带来的机械应力。
4.返修工艺中温度曲线的设置。
如使用烙铁返修，则焊头接触焊点的位置、时间等都必须加以规范。
多层陶瓷电容器的质量控制为一系统工程，首先必须对实际生产中的失效样品进行分析以确定失效的根本原因，在此基础上逐步提出改进措施并最终达到最优化的控制。
2.1 陶瓷电容规格
日本国内以JIS标准为准。
JIS标准本身也是随着技术进步逐渐和国际标准IEC接轨的。
世界各国有各自的标准，稍有差异，美国为EIA标准，军工标准MIL，按照用途差异有不同的要求水准。
各国各自标准的存在与运用，实际上就是非关税贸易壁垒，WTO（世贸组织）/TBT协议现在要求实现国际标准的统一，电容器也不例外。
JIS标准中陶瓷电容相关标准见表4，这三个标准中，关于试验方法和测定方法都引用品种别标准JIS－C5101－1，所以日本陶瓷电容标准就是由这4项标准组成。
表4JIS
随着最近积层陶瓷电容器的高容量化、低额定电压化、以及高耐压化的需求增加，诞生了许多上述JIS－C5101－10覆盖范围外的新产品，例如高容量品中的10V以下额定电压品种、以及高耐压的200V以上额定电压品种。
现在，这些新品种的标准正由EIAJ（日本电子机械工业标准）进行起草。
表5是EIAJ标准分类表。
分类代号还根据形状、尺寸、特性等项目进行细分。
作为补充，EIAJ标准的来源是美国EIA标准。
2.2 陶瓷电容温度特性
JIS标准中，如下表4将陶瓷电容分为种类1（温度补偿用陶瓷电容器）和种类2（高介电率型陶瓷电容器）。
按照形状分的话，陶瓷电容有圆盘状和片状，其中片状占到全部的80％以上。
陶瓷电容的一个重要特征是，可以按照需要制造满足特定温度特性要求的产品，因此，标准对温度特性进行了细分，EIA的静电容量和温度特性分类代号见表6和7，表中的例子X8R特性的意义是，从－55℃到150℃的范围内，静电容量的温度变化在±15％以内。
表6EIA 标准CLASS Ⅰ（种类1 温度补偿用）分类代号
容量温度系数温度系数公差
Ppm/℃代号倍数代号ppm/℃代号
0.0 C －1 0 ± 30 G
1.0 M －10 1 ± 60 H
1.5 P －100 2 ± 120 J
2.2 R －1000 3 ± 250 K
3.3 S －10000 4 ± 500 L
4.7 T ＋1 5 ± 1000 M
7.5 U ＋10 6 ± 2500 N
＋100 7
＋1000 8
＋10000 9
表7
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