多层瓷介电容器失效模式和机理

系统介绍了开路、短路和电参数漂移这三种主要的MLCC失效模式,以及介质层内空洞和电极结瘤、介质层分层、热应力和机械应力引起介质层裂纹、其他微观机理等五种主要的失效机理。针对MLCC的失效分析技术,从生产工艺和使用设计上提出了预防MLCC失效的措施。     

MLCC产业现状及质量分析

随着多层陶瓷电容器（MLCC）制造工艺和技术的不断发展,MLCC对质量可靠性的要求也在不断地提高。随着5G、新能源汽车和通信等行业对集成电路的需求的增大,MLCC的市场规模将会进一步地提升,技术发展也会更加的多元和多样化。对目前MLCC存在的主要失效模式、失效机理和质量问题进行了梳理,对今后提高MLCC的可靠性和质量具有重要的意义。     

片式多层陶瓷电容器的击穿特性研究

对引起片式多层陶瓷电容器（MLCC）击穿失效的主要因素进行了研究。根据MLCC的实际结构特点和材料特性建立模型,利用有限元模拟方法分析了典型缺陷对MLCC样品内部电场强度分布的影响,进一步地总结、分析了MLCC样品的击穿特性,具有一定的参考价值。     

试验流程对MLCC质量可靠性的影响

对比了三组不同试验项目顺序的流程下多层瓷介电容器(MLCC)的失效率情况,并对试验中出现的不合格品进行破坏性物理分析(DPA),以研究试验流程对MLCC质量可靠性的影响。结果表明,当流程中的试验项目顺序不同时,MLCC失效率从1‰变为3‰,说明不同的试验流程对MLCC的质量可靠性影响较大,其中将温度冲击和超声波无损检测分别置于试验流程的首位、末位时可更有效地识别和剔除早期失效品。     

MLCC端电极Sn镀层的焊接失效分析

针对多层陶瓷电容器(MLCC)端电极Sn镀层的可焊性失效问题,运用SEM和能谱仪对Sn镀层进行微观结构和成分分析,找出了失效的主要原因,并提出了改进意见。在对MLCC三层端电极中的底层Ag端浆的烧渗过程中,由于烧渗工艺不合理,Ag浆中出现玻璃料物质的溢出,造成电镀Sn时Sn层不连续、不致密,以至MLCC端电极的可焊性变差。通过设计合理的烧渗银温度曲线可较好地解决MLCC端电极Sn镀层的焊接失效问题。     

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。     

微波组件中多层陶瓷电容器装联工艺研究

多层陶瓷电容器(MLCC)在微波模块或组件电子装联焊接过程中,经常出现裂纹、断裂故障。通过模拟MLCC多种焊接方式,制备样品,进行DPA分析,发现目前常用的手工焊接方式会使MLCC产生不同程度的裂纹缺陷。这些裂纹在后续的环境试验中将不断扩大,从而导致产品失效。分析了MLCC裂纹产生的原因和机理,给出了MLCC无损伤的焊接方式。     

光模块中的MLCC加速寿命试验分析方法研究

片式多层陶瓷电容器（MLCC）是一种储能元件,是光通信设备中使用最广、用量最大的电子元件,广泛地应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换和控制电路等方面。伴随着光通信、终端设备市场的发展,客户对MLCC在不同应用条件下的工作寿命预估的需求越来越强烈。为了解不同厂商相同规格的MLCC在相同应用条件下的可靠性水平差异,基于阿伦纽斯模型模拟实际使用过程中的电应力和高温应力的作用,按照电压加速系数与温度加速系数来设计实验并推算出MLCC的使用寿命。     

MLCC装配质量优化研究

针对本所产品中多层陶瓷电容器(MLCC)在经过环境试验后出现的失效问题,通过对失效原因进行分析,结合生产实际情况,进行了技术改进.制作了技术改进前后的试验板,经过环境试验后测试,结果表明,未改进前的试验板中的MLCC出现问题,而改进后的试验板没有发现问题.最后对故障MLCC进行了DPA检查,结果发现MLCC端头出现45°角裂纹.试验结果表明经过技术改进后有效地解决了MLCC装配质量问题,提高了产品装配合格率,达到了预期的效果.     

镍内电极多层陶瓷电容器的进展

介绍片式多层陶瓷电容器(MLCC)电极贱金属化(BME)涉及的主要技术及Ni内电极MLCC取得的进展。Ni内电极MLCC的可靠性已经达到空气烧结Ag／Pd内电极的水平。Ni内电极MLCC技术的成熟将使MLCC大容量、低成本、小型化取得更大进展并将取代部分Ta和Al电解电容器。     

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.     

发泡胶在MLCC生产中的应用

选用一种发泡剂材料A,通过配方比例的调整,制作出一种可应用于MLCC生产的发泡胶.该发泡胶可替代现有生粉膜固定方式,并且产品切割后,在一定温度时间条件下,发泡胶发泡失去粘性,产品自动脱落,分散良好,获得性能外观合格的MLCC芯片.     

生坯研磨工艺在MLCC制作过程中的应用

采用新开发出的一种多层片式陶瓷电容器（MLCC）生坯研磨工艺,对现有MLCC加工流程再造,解决现有烧成后芯片研磨工艺对芯片造成内部损伤,导致MLCC芯片内部分层,保护层开裂及芯片棱角崩瓷等影响产品质量的问题,同时对MLCC的加工过程进行简化,缩短加工周期。     

MLCC的结构设计对电容器等效串联电感的影响

通过分析MLCC内部结构和MLCC等效电路,结合实际制作出不同结构设计的MLCC,并对不同结构产品的等效串联电感(ESL)进行对比,获得了MLCC降低等效串联电感的最佳结构设计方案.     

超声波探伤技术在MLCC检测中的应用研究

MLCC产品的内部微小缺陷一直是MLCC检测的难点之一,它严重影响到产品的可靠性,却又难以发现.本文对比了超声波探伤法与传统的磨片分析法对MLCC内部微缺陷的检测的结果,发现超声波探伤方法能够更精确地检测出MLCC内部的缺陷,从而分选出不良品,提高MLCC的击穿电压与高压可靠性.     

BME MLCC中陶瓷-金属界面行为的研究

针对BME MLCC中陶瓷-金属界面扩散行为,采用SEM、HRTEM、EDS等手段,对MLCC样品的显微结构,陶瓷介质层和镍电极层中的物相进行了表征,给出了各扩散元素的成分分布。结果表明,在BME MLCC的陶瓷-金属界面处存在一定程度的元素扩散,其中Ni元素向陶瓷介质层的扩散较为显著,并导致了钙钛矿结构的晶格畸变。     

大容量MLCC的工艺设计

采用四层端电极(Ni/Cu/Ni/Sn)结构设计,底层为Ni,电镀Cu/Ni/Sn的工艺方法,制作了大容量MLCC。研究了四层结构和三层结构(Cu/Ni/Sn)对电容量等基本电性能、可靠性和内应力的影响。结果表明:制作1206规格10μFMLCC,C为9.86～10.46μF、tanδ为(360～390)×10–4、绝缘电阻≥1.5×108Ω、耐电压值为175～205V,四层结构与三层结构电性能相当。可靠性测试中,四层结构抗机械和热冲击能力提高了20%,且有利于瓷体内应力释放。     

多层陶瓷电容器的发展及其动向

小型、低压、大容量化，片式高压系列化和低成本化是当前多层陶瓷电容器的主要技术发展趋势；移动通信设备和开关电源等产品是其应用的热门。瓷膜材料的面世，符合多层陶瓷电容器的低成本、小型和大容量化的发展潮流，将会取得推广与应用。     

多层陶瓷电容器技术现状及未来发展趋势

介绍了MLCC在容量提高、产品小型化和集成化、电极贱金属化等方面最新的技术动态和发展趋势,指出了未来MLCC的关键技术在于微细粉体的处理,超薄(≤1 mm)生坯的制备,精密切割技术及贱金属电极的研制开发。