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陶瓷电容失效原因分析

  • 编辑: 3522com官网
  • 发表时间:2018-04-19
  • 浏览量:429

  陶瓷电容失效原因分析,陶瓷电容,陶瓷电容有瓷介电容、瓷片电容、瓷管电容、陶瓷半可变电容几种。无极性,介质材料表现较好,电容容量不能做的太大。独特的性能使得它较适用高频电路。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,电气表现一般为受到外界破环影响和温度过高时,这些都会导致电容失效或者不正常。


瓷片电容

  陶瓷电容


  优点:体积小、电容量较大、外形多样、长寿命、高可靠性、工作温度范围宽


  缺点:容量较小、价格贵、耐电压及电流能力较弱


  应用:军事通讯、航天、工业控制、影视设备、通讯仪表


  多层片状陶介电容器不良反应原因可分为:


  1、热击失效


  2、扭曲破裂失效


  3、原材失效


  (1)热击失效:


  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。


  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。


  真空检拾头导致的损坏或破裂﹐一般会在芯片的表面形成一个圆形或半月形的压痕面积﹐并带有不圆滑的边缘。此外﹐这个半月形或圆形的裂缝直经也和吸头相吻合。


  另一个由吸头所造成的损环﹐因拉力而造成的破裂﹐裂缝会由组件中央的一边伸展到另一边﹐这些裂缝可能会蔓延至组件的另一面﹐并且其粗糙的裂痕可能会令电容器的底部破损。


  第二种、SMT之后生产阶段导致的破裂失效


  电路板切割﹑测试﹑背面组件和连接器安装﹑及最后组装时,若焊锡组件受到扭曲或在焊锡过程后把电路板拉直,都有可能造成‘扭曲破裂’这类的损坏。


  在机械力作用下板材弯曲变形时,陶瓷的活动范围受端位及焊点限制,破裂就会在陶瓷的端接界面处形成,这种破裂会从形成的位置开始,从45°角向端接蔓延开来。


  (3)原材料失效:


  多层陶瓷电容器通常具有2大类类足以损害产品可靠性的基本可见内部缺陷:



  电极间失效及结合线破裂燃烧破裂。


  这些缺陷都会造成电流过量,因而损害到组件的可靠性,详细说明如下:


  1、电极间失效及结合线破裂主要由陶瓷的高空隙,或电介质层与相对电极间存在的空隙引起,使电极间是电介质层裂开,成为潜伏性的漏电危机;


  2、燃烧破裂的特性与电极垂直,且一般源自电极边缘或终端。假如显示出破裂是垂直的话,则它们应是由燃烧所引起;


  由热击所造成的破裂会由表面蔓延至组件内部,而过大的机械性张力所引起的损害,则可由组件表面或内部形成,这些破损均会以近乎45°角的方向蔓延,至于原材失效,则会带来与内部电极垂直或平行的破裂。


  热击破裂一般由一个端接蔓延至另一个端接﹐由取放机造成的破裂﹐则在端接下面出现多个破裂点﹐而因电路板扭曲而造成的损坏﹐通常则只有一个破裂点。


  以上是本次分享的陶瓷电容失效原因分析全部内容,瓷片电容在焊接时极易损坏,尤其是对于新手焊锡,焊锡技术欠缺经验和对电容的不了解,都会导致以上状况发生,焊接时保证烙铁头温度,温度不要太高。

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