陶瓷電容失效原因分析,陶瓷電容,陶瓷電容有瓷介電容、瓷片電容、瓷管電容、陶瓷半可變電容幾種。無極性,介質(zhì)材料表現(xiàn)較好,電容容量不能做的太大。獨特的性能使得它較適用高頻電路。多層片狀陶介電容器由陶瓷介質(zhì)、端電極、金屬電極三種材料構(gòu)成,失效形式為金屬電極和陶介之間層錯,電氣表現(xiàn)一般為受到外界破環(huán)影響和溫度過高時,這些都會導(dǎo)致電容失效或者不正常。
陶瓷電容
優(yōu)點:體積小、電容量較大、外形多樣、長壽命、高可靠性、工作溫度范圍寬
缺點:容量較小、價格貴、耐電壓及電流能力較弱
應(yīng)用:軍事通訊、航天、工業(yè)控制、影視設(shè)備、通訊儀表
多層片狀陶介電容器不良反應(yīng)原因可分為:
1、熱擊失效
2、扭曲破裂失效
3、原材失效
(1)熱擊失效:
熱擊失效的原理是:在制造多層陶瓷電容時,使用各種兼容材料會導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)張力的不同熱膨脹系數(shù)及導(dǎo)熱率。當(dāng)溫度轉(zhuǎn)變率過大時就容易出現(xiàn)因熱擊而破裂的現(xiàn)象,這種破裂往往從結(jié)構(gòu)最弱及機(jī)械結(jié)構(gòu)最集中時發(fā)生,一般是在接近外露端接和中央陶瓷端接的界面處、產(chǎn)生最大機(jī)械張力的地方(一般在晶體最堅硬的四角),而熱擊則可能造成多種現(xiàn)象:
第一種是顯而易見的形如指甲狀或U-形的裂縫
第二種是隱藏在內(nèi)的微小裂縫
第二種裂縫也會由裸露在外的中央部份,或陶瓷/端接界面的下部開始,并隨溫度的轉(zhuǎn)變,或于組裝進(jìn)行時,順著扭曲而蔓延開來。
第一種形如指甲狀或U-形的裂縫和第二種隱藏在內(nèi)的微小裂縫,兩者的區(qū)別只是后者所受的張力較小,而引致的裂縫也較輕微。第一種引起的破裂明顯,一般可以在金相中測出,第二種只有在發(fā)展到一定程度后金相才可測。
(2)扭曲破裂失效:
此種不良的可能性很多:按大類及表現(xiàn)可以分為兩種:
第一種情況、SMT階段導(dǎo)致的破裂失效
當(dāng)進(jìn)行零件的取放尤其是SMT階段零件取放時,取放的定中爪因為磨損、對位不準(zhǔn)確,傾斜等造成的。由定中爪集中起來的壓力,會造成很大的壓力或切斷率,繼而形成破裂點。
這些破裂現(xiàn)象一般為可見的表面裂縫,或2至3個電極間的內(nèi)部破裂;表面破裂一般會沿著最強(qiáng)的壓力線及陶瓷位移的方向。
真空檢拾頭導(dǎo)致的損壞或破裂﹐一般會在芯片的表面形成一個圓形或半月形的壓痕面積﹐并帶有不圓滑的邊緣。此外﹐這個半月形或圓形的裂縫直經(jīng)也和吸頭相吻合。
另一個由吸頭所造成的損環(huán)﹐因拉力而造成的破裂﹐裂縫會由組件中央的一邊伸展到另一邊﹐這些裂縫可能會蔓延至組件的另一面﹐并且其粗糙的裂痕可能會令電容器的底部破損。
第二種、SMT之后生產(chǎn)階段導(dǎo)致的破裂失效
電路板切割﹑測試﹑背面組件和連接器安裝﹑及最后組裝時,若焊錫組件受到扭曲或在焊錫過程后把電路板拉直,都有可能造成‘扭曲破裂’這類的損壞。
在機(jī)械力作用下板材彎曲變形時,陶瓷的活動范圍受端位及焊點限制,破裂就會在陶瓷的端接界面處形成,這種破裂會從形成的位置開始,從45°角向端接蔓延開來。
(3)原材料失效:
多層陶瓷電容器通常具有2大類類足以損害產(chǎn)品可靠性的基本可見內(nèi)部缺陷:
電極間失效及結(jié)合線破裂燃燒破裂。
這些缺陷都會造成電流過量,因而損害到組件的可靠性,詳細(xì)說明如下:
1、電極間失效及結(jié)合線破裂主要由陶瓷的高空隙,或電介質(zhì)層與相對電極間存在的空隙引起,使電極間是電介質(zhì)層裂開,成為潛伏性的漏電危機(jī);
2、燃燒破裂的特性與電極垂直,且一般源自電極邊緣或終端。假如顯示出破裂是垂直的話,則它們應(yīng)是由燃燒所引起;
由熱擊所造成的破裂會由表面蔓延至組件內(nèi)部,而過大的機(jī)械性張力所引起的損害,則可由組件表面或內(nèi)部形成,這些破損均會以近乎45°角的方向蔓延,至于原材失效,則會帶來與內(nèi)部電極垂直或平行的破裂。
熱擊破裂一般由一個端接蔓延至另一個端接﹐由取放機(jī)造成的破裂﹐則在端接下面出現(xiàn)多個破裂點﹐而因電路板扭曲而造成的損壞﹐通常則只有一個破裂點。
以上是本次分享的陶瓷電容失效原因分析全部內(nèi)容,瓷片電容在焊接時極易損壞,尤其是對于新手焊錫,焊錫技術(shù)欠缺經(jīng)驗和對電容的不了解,都會導(dǎo)致以上狀況發(fā)生,焊接時保證烙鐵頭溫度,溫度不要太高。
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