电容失效分析测试机构-深讯科检测

概述

电容器是一种储能元件，在电路中用于调谐、滤波、耦合、旁路、能量转换和延时。电容器通常叫做电容。

　　按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。

　　1.常用电容的结构和特点

　　常用的电容器按其介质材料可分为电解电容器、云母电容器、瓷介电容器、玻璃釉电容等。

　　铝电解电容

　　它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。还需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。

　　它的特点是容量大，漏电大，误差大，稳定性差，常用作交流旁路和滤波，在要求不高时也用于信号耦合。电解电容有正、负极之分，使用时不能接反。有正负极性，使用的时候，正负极不要接反。

　　金属化纸介电容

　　用两片金属箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成。

　　它的特点是体积较小，容量可以做得较大。有固有电感和损耗都比较大，用于低频比较合适。

　　化纸介电容

　　结构和纸介电容基本相同。它是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔，体积小，容量较大，一般用在低频电路中。

　　油浸纸介电容

　　它是把纸介电容浸在经过特别处理的油里，能增强它的耐压。它的特点是电容量大、耐压高，体积较大。

　　玻璃釉电容

　　以玻璃釉作介质，具有瓷介电容器的优点，且体积更小，耐高温。

电容失效分析 

陶瓷电容失效分析：

多层片状陶介电容器由陶瓷介质、端电极、金属电极三种材料构成，失效形式为金属电极和陶介之间层错，电气表现为受外力（如轻轻弯曲板子或用烙铁头碰一下）和温度冲击（如烙铁焊接）时电容时好时坏。

多层片状陶介电容器具体不良可分为:

1、热击失效

2、扭曲破裂失效

3、原材失效三个大类

（1）热击失效模式：

热击失效的原理是：在制造多层陶瓷电容时，使用各种兼容材料会导致内部出现张力的不同热膨胀系数及导热率。当温度转变率过大时就容易出现因热击而破裂的现象，这种破裂往往从结构*弱及机械结构*集中时发生，一般是在接近外露端接和中央陶瓷端接的界面处、产生*大机械张力的地方（一般在晶体*坚硬的四角），而热击则可能造成多种现象：

第一种是显而易见的形如指甲狀或U-形的裂縫

第二种是隐藏在内的微小裂缝

第二种裂缝也会由裸露在外的中央部份，或陶瓷/端接界面的下部开始，并随温度的转变，或于组装进行时，顺着扭曲而蔓延开来（见图4）。

第一种形如指甲狀或U-形的裂縫和第二种隐藏在内的微小裂缝，两者的区别只是后者所受的张力较小，而引致的裂缝也较轻微。第一种引起的破裂明显，一般可以在金相中测出，第二种只有在发展到一定程度后金相才可测。

（2）扭曲破裂失效

此种不良的可能性很多：按大类及表现可以分为两种：

第一种情况、SMT阶段导致的破裂失效

当进行零件的取放尤其是SMT阶段零件取放时，取放的定中爪因为磨损、对位不准确，倾斜等造成的。由定中爪集中起来的压力，会造成很大的压力或切断率，继而形成破裂点。

这些破裂现象一般为可见的表面裂缝，或2至3个电极间的内部破裂；表面破裂一般会沿着*强的压力线及陶瓷位移的方向。

真空检拾头导致的损坏或破裂﹐一般会在芯片的表面形成一个圆形或半月形的压痕面积﹐并带有不圆滑的边缘。﹐这个半月形或圆形的裂缝直经也和吸头相吻合。

另一个由吸头所造成的损环﹐因拉力而造成的破裂﹐裂缝会由组件中央的一边伸展到另一边﹐这些裂缝可能会蔓延至组件的另一面﹐并且其粗糙的裂痕可能会令电容器的底部破损。

第二种、SMT之后生产阶段导致的破裂失效

电路板切割﹑测试﹑背面组件和连接器安装﹑及*后组装时，若焊锡组件受到扭曲或在焊锡过程后把电路板拉直，都有可能造成‘扭曲破裂’这类的损坏。

在机械力作用下板材弯曲变形时，陶瓷的活动范围受端位及焊点限制，破裂就会在陶瓷的端接界面处形成，这种破裂会从形成的位置开始，从45°角向端接蔓延开来。

（3）原材失效

多层陶瓷电容器通常具有2大类类足以损害产品可靠性的基本可见内部缺陷：

电极间失效及结合线破裂燃烧破裂。

这些缺陷都会造成电流过量，损害到组件的可靠性，详细说明如下：

1、电极间失效及结合线破裂主要由陶瓷的高空隙，或电介质层与相对电极间存在的空隙引起，使电极间是电介质层裂开，成为潜伏性的漏电危机；

2、燃烧破裂的特性与电极垂直，且一般源自电极边缘或终端。假如显示出破裂是垂直的话，则它们应是由燃烧所引起；

备注：原材失效类中第一种失效因平行电容内部层结构分离程度不易测出，第三种垂直结构金相则能保证测出

由热击所造成的破裂会由表面蔓延至组件内部，而过大的机械性张力所引起的损害，则可由组件表面或内部形成，这些破损均会以近乎45°角的方向蔓延，至于原材失效，则会带来与内部电极垂直或平行的破裂。

热击破裂一般由一个端接蔓延至另一个端接﹐由取放机造成的破裂﹐则在端接下面出现多个破裂点﹐而因电路板扭曲而造成的损坏﹐通常则只有一个破裂点。