MLCC的基本结构
MLCC有三大部分组成:1. 陶瓷介质 2.内部电极 3.外部电极
其中电极一般为Ag或AgPd(钯),陶瓷介质一般为(SrBa)TiO3, 多层陶瓷结构通过 高温烧结而成。器件端头镀层一般为烧结Ag/AgPd,然后制备一层Ni阻挡层(以阻挡内部Ag/AgPd材料,防止其和外部Sn发生反应),再在Ni层上制备Sn或SnPb层用以焊接。近年来,也出现了端头使用Cu的MLCC产品。
MLCC的失效模式
多层陶瓷电容器本身的内在可靠性是十分优良,可以长时间的稳定使用。但如果器件本身 存在的缺陷或在组装过程中引入缺陷,则会对其可靠性产生严重影响。陶瓷多层电容器失效的原因就分为外部因素和内在因素这两个特点。
内在因素主要包括以下三个方面:
1.陶瓷介质内空洞
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。空洞会产生极易导致漏电,而漏电又会导致器件内部的局部发热,进一步降低了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,严重时会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
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联,裂纹和危害与空洞相仿。
3.分层
多层陶瓷电容器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有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。
外在因素主要有以下两个方面:
1. 温度冲击裂纹
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
多层陶瓷电容器的特点就是能够承受较大的压应力,但抵抗弯曲能力也比较差。器件组装过程中,任何都有可能会产生弯曲变形的操作都可能会导致器件开裂。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