MLCC电容裂纹不良失效分析
文章来源:腾昕检测
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案例背景
电容在测试过程中出现失效不良,对失效样品进行外观分析——X-RAY测试——电测分析——切片分析,解析失效机理,明确失效原因。
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分析过程
外观及X-RAY分析
对指定电容C87、C89进行外观分析,电容顶面和侧面均未发现明显损伤。
# 电容侧面外观图示:
# 电容顶面外观图示:
从垂直透视(0°)及倾斜透视(45°)两个角度观察,如下图所示,电容内部无开裂等明显损伤。
垂直透视(0°)
倾斜45°测试
电容参数测试
分别对指定电容C87、C89和正常电容单品进行电测分析,测试结果表明指定电容与正常电容相比容值偏低,等效直流电阻DCR存在明显异常。
# 测试结果:
测试频率:1KHz
切片断面分析
按照下记图示方向对C87、C89两个电容进行逐层研磨观察,观察内部状态,确认相应层的异常现象及失效特征。
1、对C87电容进行断面分析
C87电容第一次(外侧)研磨,在切片图示左下角有开裂现象,且裂纹延伸至内电极层。裂纹从焊接点末端呈45°向内扩展。
C87电容研磨第2次至中间,裂纹存在且延伸至内电极层,整体扩展状态减弱。
C87电容研磨第3次至内侧,裂纹不再现。
2、对C89电容进行3次断面研磨分析,三个位置均未见开裂、烧损等异常现象。
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分析结果
综合以上分析,判断电容失效的原因为PCB形变,使得电容端电极受到机械应力作用,从而发生开裂。具体失效解析如下:
1. 如下图所示,失效位置处在C87电容左端,由外向内;
2. 容值降低18%,直流电阻降低,此失效在功能上表现为漏电;
3. 电容内部裂纹,造成内电极微短,裂纹从焊接点末端呈45°向内扩展至电容内部电极层,符合机械应力损伤的特征。
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改善建议
对PCBA工艺进行分析,针对电容可能产生应力的位置进行分析、监测,通过PCB应变量测试,分析可能的潜在风险。
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