多層瓷介電容器(MLCC),簡稱片式電容器,是由印好電極(內(nèi)電極)的陶瓷介質(zhì)膜片以錯(cuò)位的方式疊合起來,經(jīng)過一次性高溫?zé)Y(jié)形成陶瓷芯片,再在芯片的兩端封上金屬層(外電極),從而形成一個(gè)類似獨(dú)石的結(jié)構(gòu)體,故也叫獨(dú)石電容器。雖然MLCC功能簡單,但是由于廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)等電子產(chǎn)品中,一旦失效會(huì)導(dǎo)致電路失靈,功能不正常,甚至導(dǎo)致產(chǎn)品燃燒,爆炸等安全問題,其失效模式不得不受到品質(zhì)檢測等相關(guān)工程師的關(guān)注。
而在多種失效模式中,電容漏電(低絕緣阻抗)是最常見的失效類型,其主要原因可分為制造過程中的內(nèi)在因素及生產(chǎn)過程中的外界因素。
1.內(nèi)在因素
1.1空洞(Void)
電容內(nèi)部異物在燒結(jié)過程中揮發(fā)掉形成的空洞。空洞會(huì)導(dǎo)致電極間的短路及潛在電氣失效,空洞較大的話不僅降低IR,還會(huì)降低有效容值。當(dāng)上電時(shí),有可能因?yàn)槁╇妼?dǎo)致空洞局部發(fā)熱,降低陶瓷介質(zhì)的絕緣性能,加劇漏電,從而發(fā)生開裂,爆炸,燃燒等現(xiàn)象。
空洞現(xiàn)象
1.2燒結(jié)裂紋(Crack)
燒結(jié)裂紋一般緣于燒結(jié)過程中快速冷卻,在電極邊垂直方向上出現(xiàn)。
燒結(jié)裂紋
1.3分層(Delamination)
分層的產(chǎn)生往往是在堆疊之后,因?qū)訅翰涣蓟蚺拍z、燒結(jié)不充分導(dǎo)致,在層與層間混入了空氣,外界雜質(zhì)而出現(xiàn)鋸齒狀橫向開裂。也有可能是不同材料混合后熱膨脹不匹配導(dǎo)致。
分層
2.外界因素
2.1熱沖擊
熱沖擊主要發(fā)生在波峰焊時(shí),溫度急劇變化,導(dǎo)致電容內(nèi)部電極間出現(xiàn)裂縫,一般需要通過測量發(fā)現(xiàn),研磨后觀察,通常是較小的裂縫,需要借助放大鏡確認(rèn),少數(shù)情況下會(huì)出現(xiàn)肉眼可見的裂縫。
熱沖擊
這種情況下建議使用回流焊,或者減緩波峰焊時(shí)的溫度變化(不超過4~5℃/s),在清洗面板前控制溫度在60℃以下。
2.2外界機(jī)械應(yīng)力
因?yàn)镸LCC主要成分是陶瓷,在放置元件,分板,上螺絲等工序中,很可能因?yàn)闄C(jī)械應(yīng)力過大導(dǎo)致電容受擠壓破裂,從而導(dǎo)致潛在的漏電失效。此時(shí)的裂縫一般呈斜線,從端子與陶瓷體的結(jié)合處開裂。外界機(jī)械應(yīng)力
2.3焊錫遷移
高濕環(huán)境下進(jìn)行焊接有可能導(dǎo)致電容兩端焊錫遷移,連接到一起導(dǎo)致漏電短路。
原理:
由印好電極(內(nèi)電極)的陶瓷介質(zhì)膜片以錯(cuò)位的方式疊合起來,經(jīng)過一次性高溫?zé)Y(jié)形成陶瓷芯片,再在芯片的兩端封上金屬層(外電極),以實(shí)現(xiàn)所需的電容值及其他參數(shù)特性。
結(jié)構(gòu)原理
分類:
按照溫度特性、材質(zhì)、生產(chǎn)工藝。MLCC可以分成如下幾種:NP0、C0G、Y5V、Z5U、X7R、X5R等。NP0、C0G溫度特性平穩(wěn)、容值小、價(jià)格高;Y5V、Z5U溫度特性大、容值大、價(jià)格低;X7R、X5R則介于以上兩種之間。
按材料SIZE大小來分。大致可以分為 3225、3216、2012、1608、1005、0603、0402 數(shù)值越大。SIZE就更寬更厚。常用的最多為3225最小為0402。
在便攜產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用的片式多層陶瓷電容器(MLCC)材料根據(jù)溫度特性,主要可分為兩大類:BME化的C0G產(chǎn)品和LOW ESR選材的X7R(X5R)產(chǎn)品。
審核編輯:郭婷
-
電容器
+關(guān)注
關(guān)注
64文章
6253瀏覽量
100063 -
MLCC
+關(guān)注
關(guān)注
46文章
700瀏覽量
45912
原文標(biāo)題:多層陶瓷電容(MLCC)的漏電原因
文章出處:【微信號(hào):電子技術(shù)控,微信公眾號(hào):電子技術(shù)控】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
評(píng)論