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MLCC样品失效分析方法汇总

2020-3-19 14:00:37 3218

1 MLCC样品失效分析方法汇总 MLCC失效原因在产品正常使用情况下，失效的根本原因是MLCC 外部或内部存在如开裂、孔洞、分层等各种微观缺陷。这些缺陷直接影响到MLCC产品的电性能、可靠性，给产品质量带来严重的隐患。外部因素：裂纹 1.温度冲击裂纹(Thermal Crack) 主要由于器件在焊接特别是波峰焊时承受温度冲击所致，不当返修也是导致温度冲击裂纹的重要原因。 2. 机械应力裂纹(Flex Crack) MLCC的特点是能够承受较大的压应力，但抵抗弯曲能力比较差。器件组装过程中任何可能产生弯曲变形的操作都可能导致器件开裂。常见应力源有：贴片对中，工艺过程中电路板操作；流转过程中的人、设备、重力等因素；通孔元器件插入；电路测试、单板分割；电路板安装；电路板定位铆接；螺丝安装等。该类裂纹一般起源于器件上下金属化端，沿45℃角向器件内部扩展。该类缺陷也是实际发生最多的一种类型缺陷。内部因素：空洞、裂纹、分层 1.陶瓷介质内空洞 (Voids) 导致空洞产生的主要因素为陶瓷粉料内的有机或无机污染，烧结过程控制不当等。空洞的产生极易导致漏电，而漏电又导致器件内部局部发热，进一步降低陶瓷介质的绝缘性能从而导致漏电增加。该过程循环发生，不断恶化，严重时导致多层陶瓷电容器开裂、爆炸，甚至燃烧等严重后果。 2.烧结裂纹 (Firing Crack) 烧结裂纹常起源于一端电极，沿垂直方向扩展。主要原因与烧结过程中的冷却速度有关，裂纹和危害与空洞相仿。 3.分层 (Delamination) 多层陶瓷电容器（MLCC）的烧结为多层材料堆叠共烧。烧结温度可以高达1000℃以上。层间结合力不强，烧结过程中内部污染物挥发，烧结工艺控制不当都可能导致分层的发生。分层和空洞、裂纹的危害相仿，为重要的多层陶瓷电容器内在缺陷。对于外部缺陷，通常采用显微镜下人工目测法或自动外观分选设备。而内部微小缺陷一直是MLCC检测的难点之一，它严重影响到产品的可靠性，却又难以发现。超声波探伤方法能够更精确地检测出MLCC内部的缺陷，从而分选出不良品，提高MLCC的击穿电压与高压可靠性。关于超声波探伤仪利用超声波的穿透与反射(表面波和底波)的特性来检测物体中的缺陷。采用超声波探伤仪能准确地找出有缺陷的MLCC 产内部微缺陷，并且能够确定缺陷的位置，进一步的磨片分析，对于发现有内部缺陷的产品则采用整批报废处理，表明了超声波探伤方法在MLCC内部缺陷的检测、判定上的有效性与可靠性。正常样品：样品扫描照片整体颜色为绿黄色，表示样品本体显示正常。部分样品边缘出现红蓝色，是由于样品边缘表面高度不均匀造成，属于正常现象。异常样品：样品本体颜色会出现红蓝色，则会再次对可疑样品进行扫描确认。（超声波扫描后的样品成像如图）元器件及IC产品失效分析不止MLCC失效分析，专业实验室还可以对其他电子元器件及IC产品进行失效分析。检测创新中心强大的电子元器件验证应用数据库、产品生产制造支持以及世界一流大厂原厂技术支持等诸多优势，为您提供专业的电子元器件分析和验证支持服务。失效分析对产品的生产和使用都具有重要的意义，通过分析工艺废次品、早期失效、试验失效、中试失效以及现场失效的样品，确认失效模式、分析失效机理，明确失效原因，最终给出预防对策，减少或避免失效的再次发生。常见的IC失效模式失效模式：静电损伤、金属电迁移、芯片粘结失效、过电应力损失、金属疲劳、热应力、电迁移失效、物理损伤失效、塑料封装失效、引线键合失效失效分析方法 01 电特性测试：通常应用于失效分析初步阶段，目的是通过掌握样品电参数或功能失效状况，方便为进一步分析作准备。 02 观察量测：通过观察IC外部/内部外观&结构，确认IC异常位置及具体状况。该类测试一般与DPA(即破坏性物理分析)结合使用。 03 DPA破坏性测试：通过液体侵蚀、机械破坏、激光切割等破坏方式，对IC内部具体失效位置进行定位及呈现。 04 可靠度测试：是通过使用各种环境试验设备，模拟气候环境中的高温、低温、高温高湿以及温度变化等情况，验证IC寿命及性能稳定性。 2
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