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五月 6 2020

多层陶瓷电容(MLCC)的漏电原因


目录

1.内在因素

1.1空洞(Void)

1.2烧结裂纹(Crack)

1.3分层(Delamination)

2.外界因素

2.1热冲击

2.2外界机械应力

2.3焊锡迁移

  多层瓷介电容器(MLCC),简称片式电容器,是由印好电极(内电极)的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来,经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片,再在芯片的两端封上金属层(外电极),从而形成一个类似独石的结构体,故也叫独石电容器。虽然MLCC功能简单,但是由于广泛应用于智能手机等电子产品中,一旦失效会导致电路失灵,功能不正常,甚至导致产品燃烧,爆炸等安全问题,其失效模式不得不受到品质检测等相关工程师的关注。

  而在多种失效模式中,电容漏电(低绝缘阻抗)是最常见的失效类型,其主要原因可分为制造过程中的内在因素及生产过程中的外界因素。

陶瓷电容

  1.内在因素

  1.1空洞(Void)

  电容内部异物在烧结过程中挥发掉形成的空洞。空洞会导致电极间的短路及潜在电气失效,空洞较大的话不仅降低IR,还会降低有效容值。当上电时,有可能因为漏电导致空洞局部发热,降低陶瓷介质的绝缘性能,加剧漏电,从而发生开裂,爆炸,燃烧等现象。

空洞现象

空洞现象

  1.2烧结裂纹(Crack)

  烧结裂纹一般缘于烧结过程中快速冷却,在电极边垂直方向上出现。

烧结裂纹

烧结裂纹

  1.3分层(Delamination)

  分层的产生往往是在堆叠之后,因层压不良或排胶、烧结不充分导致,在层与层间混入了空气,外界杂质而出现锯齿状横向开裂。也有可能是不同材料混合后热膨胀不匹配导致。

分层

分层

  2.外界因素

  2.1热冲击

  热冲击主要发生在波峰焊时,温度急剧变化,导致电容内部电极间出现裂缝,一般需要通过测量发现,研磨后观察,通常是较小的裂缝,需要借助放大镜确认,少数情况下会出现肉眼可见的裂缝。

热冲击

热冲击

  这种情况下建议使用回流焊,或者减缓波峰焊时的温度变化(不超过4~5℃/s),在清洗面板前控制温度在60℃以下。

  2.2外界机械应力

  因为MLCC主要成分是陶瓷,在放置元件,分板,上螺丝等工序中,很可能因为机械应力过大导致电容受挤压破裂,从而导致潜在的漏电失效。此时的裂缝一般呈斜线,从端子与陶瓷体的结合处开裂。

外界机械应力

外界机械应力

  2.3焊锡迁移

  高湿环境下进行焊接有可能导致电容两端焊锡迁移,连接到一起导致漏电短路。

订购与质量

图片 产品型号 品牌 描述 数量 价格
(USD)
ADUM1402BRWZ-RL ADUM1402BRWZ-RL Company:Analog Devices Remark:产品型号:ADUM1402BRWZ-RL 描述:DGTL ISO 2500VRMS 4通道GP 16SOIC 分类:隔离器,数字隔离器 制造商:ADI公司 系列:iCoupler® 打包:卷带式(TR) 零件状态:活性 In Stock:On Order
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UC2842AD8TR UC2842AD8TR Company:Texas Instruments Remark:产品型号:UC2842AD8TR 描述:IC PWM升压反激CM 8SOIC 分类:集成电路(IC),PMIC-稳压器-DC DC开关控制器 制造商:德州仪器 打包:切割带(CT) 零件状态:活性 In Stock:On Order
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STM32F439IGH6 STM32F439IGH6 Company:STMicroelectronics Remark:STM32F439IGH6是STM32F4系列32位微控制器,基于高性能ARMCortex-M4RISC内核,工作频率高达180MHz。其Cortex-M4内核具有浮点单元(FPU)单精度,支持所有ARM单精度数据处理指令和数据类型。它还实现了一套完整的DSP指令和一个内存保护单元(MPU),增强了应用程序的安全性。 In Stock:On Order
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LM324N LM324N Company:Texas Instruments Remark:产品型号:LM324N 描述:IC OPAMP GP 4电路14DIP 分类:集成电路(IC),线性-放大器-仪表,运算放大器,缓冲放大器 制造商:德州仪器 打包:管 零件状态:活性 In Stock:On Order
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CSD17308Q3 CSD17308Q3 Company:Texas Instruments Remark:产品型号:CSD17308Q3 描述:场效应管N-CH 30V 47A 8SON 分类:分立半导体产品,晶体管-FET,MOSFET-单 制造商:德州仪器 系列:NexFET™ 打包:切割带(CT) 零件状态:活性 In Stock:On Order
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