MLCC的质量控制与失效分析

前言 无源元件(passive component)在电子产品中占有十分重要的地位。虽然很多无源元件在整个电子产品中所占的物料价值并不高,但任何一个微不足道的元器件的失效都可能导致整个系统的失效。一般电子产品中有源元器件(IC)和无源元件的比例约为1:10—20。从该数据可以看出无源元件质量控制的重要性。     

片式MLC三层端电极工艺技术

我厂研制成片式多层陶瓷电容器三层端电极已有五年多了。其中镍和铅锡镀液、制造工艺、微型电镀设备等全部自行设计，并生产出大量适用于ＳＭＴ，如电子调谐器，厚膜电路、电子手表中用的产品。近期又地该工艺的成熟性进行研究，即电镀后产品的电性能提高，镍和铅锡镀液的维护，片式电阻和电感三层端电极材料研制，使片式元件三层端电极技术系统化。     

MLCC的一种典型失效形式及优化方式

对多层陶瓷电容器的一种典型失效形式进行研究.将多层陶瓷电容器焊后进行极限高低温冲击试验,试验发现焊接端头会出现微裂纹.微裂纹底部与外电极金属边缘重合,裂纹斜向上延伸,与焊接面之间呈锐角.裂纹贯穿交叠电极时会导致陶瓷电容器的电性能失效.后续可以根据实际情况为多层陶瓷电容器设计适宜的上下护片厚度、外电极端头宽度及单侧电极宽...     

RF MLCC热应力分析

采用有限元方法,应用ANSYS软件．模拟不同内电极结构和不同端电极厚度的RF MLCC在热冲击时的热应力分布。模拟结果显示：端电极倒角处、银电极与内电极引出端的接触处所受von mises热应力较大．是热应力下RF MLCC结构中最薄弱的部位：结构中的峰值热应力随温度循环次数的增加而增加,五次循环后的热应力约为首次循环的4．5倍;悬浮内电极结构银电极上的最大热应力远小于正常内电极结构;增加银电极厚度可以大大减小热应力,对于13层悬浮内电极结构的RF MLCC．银电极厚度增加一倍,其所受热应力最大值减少约50％。本次仿真结合了自由划分和映射划分,并且多次局部细化网格,消除了畸形网格,使得各次仿真的能量准则百分比误差均小于2％。为分析RF MLCC热失效机制、优化结构、提高其可靠性提供了理论依据。     

高Q值铜内电极MLCC的研制

以铜为内电极和端电极,制备了NPO MLCC.研究了陶瓷粉体成分、内电极材料和烧结工艺对所制MLCC性能的影响.结果表明:选用Mg-Si-O3系瓷粉匹配纯铜内电极浆料,在弱还原气氛保护下进行低温(900～1 020℃)烧结,所制MLCC样品电性能良好,成本低,其中,0603规格10pF样品在1 GHz下的Q值高达60、...     

镍内电极Y5V特性MLCC烧结工艺研究

制备了镍内电极Y5V特性多层陶瓷电容器(MLCC),采用SEM、DPA等分析手段研究了烧结工艺对样品电性能和可靠性的影响,结果发现,合适的烧结温度可以使陶瓷晶粒生长充分均匀,使陶瓷体致密度高。合适的烧结气氛可以减小样品在烧结时的内部应力,从而防止内部缺陷的发生。烧结温度和烧结气氛的合理匹配,可以使样品的电性能和可靠性达到最优。     

电镀前工艺对MLCC电镀后质量的影响

在相同电镀条件下，对不同银端浆、不同材料体系的ＭＬＣＣ进行电镀，实验结果表明，它们的镀后合格率不一样。总的来讲，１类瓷的镀后合格率要高于２类瓷的合格率，高温烧结的ＭＬＣＣ的镀后合格率要高于低温烧结的ＭＬＣＣ。端电极银底层的质量对于镀后ＭＬＣＣ的产品合格率有很大的影响，用扫描电镜观察发现如果银底层不致密或有针孔，将导致镀后ＭＬＣＣ的损耗超出合格标准。     

MLCC电极质量的显微研究

本文采用扫描电子显微镜分析了MLCC电极的微观结构,发现并研究了其存在的问题:端电极银底层存在较多的空洞及针孔缺陷,银底层与镍层之间结合不紧密等.这些电极微观结构反应出的问题,是降低MLCC可靠性和增加废品率的重要原因.研究结果对于生产工艺及配方的改进有着重要的实用意义.     

多层陶瓷电容器银电极电镀锡铅失效原因分析

针对多层陶瓷电容器在电镀过程电镀锡铅效果差的问题,利用扫描电子显微镜和能谱仪分析了正常和变差样品银层的微观结构,其结果表明:电镀效果差的样品端电极银层表面出现较大面积的缺损,部分内部介质裸露,影响了后期电镀时银层的导电性,导致电镀效果变差.找出变差的原因.     

多层陶瓷电容器端电极用低温烧结铜浆及烧结特性研究

多层陶瓷电容器(MLCC)端电极低温烧结技术仍是目前研究的重点与难点.为了改善MLCC低温烧结铜端电极的烧结形貌与质量,开发出适用于低温烧结的端电极铜浆的新型玻璃粉,探讨了玻璃粉的转变温度、含量、粒径以及玻璃粉与陶瓷基片的烧结润湿性与铜浆烧结特性之间的关系.此外,研究了铜粉形貌、粒径等对端电极烧结特性的影响.结果表明:...     

多层陶瓷电容器的失效分析

采用外观观察和金相分析方法,对绝缘电阻偏低的多层陶瓷电容器(MLCC,简称为C1)、以及无容值且端电极短路的MLCC(简称为C2),进行了失效原因分析,研究了这两种MLCC的失效机理。结果表明:C1的失效是因电路板过度弯曲使电容器受到过大的机械应力,以致C1内部产生裂纹;C2的失效是因额定电压为500 V,耐压不足而致电压击穿,产生瞬间高压裂纹。生产过程中避免电路板弯曲及选用匹配的电容器,可有效降低MLCC的失效率。     

BGA焊接失效的可制造性因素分析

本文以企业实际生产中出现的一个非典型性BGA焊接失效案例为素材,详细介绍了不良原因分析的过程与方法,在可制造性设计方面提出具体建议,为产品设计和工艺技术人员提供经验借鉴.     

无机添加剂对多层陶瓷电容器钯银内电极浆料的影响

为了满足多层陶瓷电容器陶瓷介质与钯银内电极浆料烧结一致性要求,研究了无机添加剂纳米BaTiO3和纳米ZrO2对钯银内电极浆料的烧结过程产生的影响。结果表明所用添加剂使MLCC烧结过程中钯银内电极浆料的收缩与陶瓷介质的收缩保持一致。     

多层瓷介电容器绝缘特性RC的研究

采用N-沟道MOS场效应晶体管搭建电路,测得了多层瓷介电容器通过本身绝缘电阻放电的时间常数τ,对比了Ni和Pd/Ag内电极多层瓷介电容器的绝缘特性RC(绝缘电阻乘以电容量)指标,分析了Ni内电极绝缘特性较差的原因和潜在风险。结果表明:RC反映了介质材料的本身属性,代表电容器通过本身绝缘电阻放电的时间常数τ;Ni内电极的RC考核指标相对于Pd/Ag内电极从1 000 s降至100 s;Ni内电极多层瓷介电容器在高可靠长寿命电路使用时应提高其绝缘特性RC的考核指标。     

BaCO3基低温共烧陶瓷基板工艺及性能分析

对用于封装的BaCO3基低温共烧陶瓷基板LTCC材料进行了研究,包括组分配制以及陶瓷制备工艺研究。对烧结后陶瓷的部分热性能以及力学性能进行了测试。结果表明:BaCO3基低温共烧陶瓷较为致密的密度在3.8～4.2g/cm3,在900℃烧结的陶瓷机械形变较小。     

多层陶瓷电容器端电极可靠性的显微研究

多层陶瓷电容器(MLCC)端电极在实际使用过程中,其电性能会随着时间发生不同程度的偏离,可焊性、耐焊接热等可靠性降低.针对多层陶瓷电容器端电极锡镀层在焊接过程中发生焊接失效问题,利用扫描电子显微镜(SEM)分析了正常样品和可焊性变差样品锡镀层的微观结构,并运用X线能谱(EDS)仪对问题样品进行成分分析.其结果表明,可焊性变差样晶端电极表面锡镀层出现了因氧化产生的异常区域,并通过后期的可焊性实验验证了分析结果,找出了端电极焊接失效的原因,并提出应对端电极氧化问题的改进措施.     

MLCC在平板电源中的断裂原因分析与改进措施

为了解决平板电源制备过程中所用片式多层陶瓷电容器(MLCC)的开裂问题,通过DPA(Destructive Physical Analysis)方法分析了MLCC在平板电源中的开裂模式。结果表明,主要开裂模式为弯曲开裂。通过将MLCC的材质由X7R调整为NPO,尺寸由1206改为0805,同时增加PCB板厚度并规范SMT安装方式,调整焊接工艺以及使用规范的成品检验方式等措施,可解决或者改善平板电源用MLCC的断裂现象,提高产品的可靠性。     

Ba2Ti9O20陶瓷的低温烧结及其在MLCC中的应用

以 BaTiO_3和 TiO_2粉末进行固相反应来合成 Ba_2Ti_9O_(20)主晶相,通过添加烧结助剂及少量 Ca、Nd、W 改性剂来降低瓷料的烧结温度,使瓷料的介电性能达到高频 MLCC电性能要求。研究结果表明,采用 Ca、Nd、W 复合添加剂可显著地降低 Ba_2Ti_9O_(20)主晶相的合成温度降至 1 200℃,采用硼硅酸盐玻璃可使陶瓷烧结温度降低至 1 000 以下,实现了 Ba_2Ti_9O_(20)陶瓷与低钯电极浆料的共烧,成功地应用于高频 MLCC。