MLCC电容失效模式
一、引言
MLCC电容在电子产品中的应用普及度极高，但由于其本身特性及设计、工艺等问题，电容失效发生的频率居高不下，且具有很强的隐蔽性，易造成产品早期或中期失效，在前期预防阶段难以检出。因此，采取积极的预防措施，识别并解决MLCC电容潜在的失效风险显得尤为重要。
什么是MLCC电容？
贴片陶瓷电容是印有内电极的陶瓷膜交错重叠形成的生胚经共同烧结后形成一个整体的“独石结构”，也称为多层陶瓷电容器（Multilayer Ceramic Capacitors），简称MLCC。
二、MLCC电容生产流程及结构
〓 生产流程
〓 内部结构
MLCC是由多层陶瓷电容器层叠组成，微裂破损可能会造成器件的漏电及短路，全裂会导致断路等情况发生。
三、MLCC电容失效模式
1、热应力失效
会出现两种裂纹现象：
1）形如指甲状或U-形的裂纹。这种裂缝会在电容表面留有痕迹，一般可以在显微镜观察中检出。
2）在电容内部的微小裂纹。与第一种裂纹相比，后者所受的张力较小，导致的裂缝也较轻微，需通过切片研磨分析观察。
这类裂纹会随着时间、温度转变或组装时外部应力影响而逐渐扩大。
2、机械应力失效
电容在受到过强机械应力冲击时，一般会形成45度裂纹和Y型裂纹。如受到的机械应力为撞击，裂纹会从撞击位置向周围蔓延。
45度裂纹
Y型裂纹
3、电应力失效
过电应力导致产品发生不良，表现为过流、过压击穿，严重时导致多层陶瓷电容器开裂、爆炸，甚至冒烟燃烧等严重后果。
4、电容来料缺陷失效
电容电极孔洞、杂质
电极分层、开裂
内电极偏厚、浆料堆积
四、MLCC陶瓷电容失效预防
1、热应力工程预防
1）一般器件工艺上都会提供建议的回流或波峰焊温度曲线。通过组装良品率的积累和分析，可以得到优化后的温度曲线。
2）返修工艺中温度曲线的设置。如使用烙铁返修，则焊头接触焊点的位置、时间等都必须加以规范。
2、机械应力工程预防
1）SMT工程中吸嘴的参数设定。取放的吸嘴如出现磨损、对位不准确，倾斜等情况，会导致压力或切断率变大，从而形成破裂点。
这些破裂现象一般为表面裂缝或2-3个电极间的内部破裂。
2）在组装工艺中，印刷线路板操作和流转过程要加以注意，以最大限度地使MLCC电容避开在工艺过程中可能产生较大机械应力的区域。
3）拼板方式优先选择邮票孔加铣刀分板，其次V-CUT加分板机分板。
4）MLCC陶瓷电容容易受机械应力的损坏，应远离拼板分离边布局。
5）PCB设计应避免机械应力隐患。片状元件直接贴装于基片上，易受弯曲或挠曲应力的影响，故在需要选择PCB弯曲或挠曲时元件承受压力最小的位置进行安装。
6）功能测试时需注意测试顶针是否有异常下压，导致主板弯曲使电容器开裂的现象。如下图所示，测试顶针应避免图中位置的下针定位或测试。
3、电应力工程预防
1）在器件选型时应注意实际工作电压不能高于器件的额定工作电压。
2）避免浪涌、静电现象对器件的冲击。
