多层陶瓷外壳的可靠性设计和失效分析
陶瓷材料失效的原因 -回复
陶瓷材料失效的原因-回复标题：【陶瓷材料失效的原因】探析一、引言陶瓷材料，以其优异的高温稳定性、高硬度、耐腐蚀和耐磨耗性等特性，在航天航空、化工、生物医疗等领域得到了广泛应用。
然而，尽管陶瓷材料具有诸多优点，但在实际应用过程中，其失效现象依然时有发生，对设备性能与使用寿命产生严重影响。
本文旨在深入剖析陶瓷材料失效的各种原因，以便为提高陶瓷材料的稳定性和耐用性提供理论依据和技术指导。
二、陶瓷材料的基本性质及失效模式陶瓷材料主要由无机非金属氧化物、氮化物、碳化物等化合物组成，结构致密且晶粒间结合紧密。
常见的失效模式主要包括断裂、磨损、腐蚀以及相变导致的性能退化等。
三、陶瓷材料失效的具体原因分析1. 断裂失效：陶瓷材料由于其典型的脆性特征，容易在内部缺陷或外部应力作用下发生断裂。
这种失效主要源于以下几个方面：（1）制备过程中的微观缺陷，如气孔、裂纹、杂质夹杂等；（2）热处理或使用过程中产生的残余应力；（3）机械负载下的疲劳损伤，包括低周疲劳和高温蠕变疲劳；（4）极端温度变化引起的热应力。
2. 磨损失效：陶瓷材料虽然硬度高，但其抗磨损能力受到表面粗糙度、硬度匹配、服役环境等因素影响。
颗粒磨损、粘着磨损、疲劳磨损和微切削磨损等是陶瓷材料常见磨损失效形式。
3. 腐蚀失效：尽管陶瓷材料普遍具有良好的化学稳定性，但在某些特殊环境中，如酸碱溶液、熔融盐或高温气体中，可能发生溶解、氧化、还原或其他化学反应，从而导致材料结构破坏，引发腐蚀失效。
4. 相变失效：部分陶瓷材料在特定温度条件下会发生相变，导致体积变化或结构劣化，进而影响其力学性能和物理性能，引发失效。
四、改进措施与预防策略针对上述失效原因，可以从优化制备工艺、改进材料设计和合理选择使用条件等方面采取相应对策：1. 提高原料纯度，优化成型和烧结工艺，减少内部缺陷；2. 通过添加微量元素、采用复合材料技术等方式改善陶瓷材料的韧性，降低其脆性；3. 设计合理的表面处理技术和涂层技术，增强陶瓷材料的抗磨损性能；4. 开发新型耐腐蚀陶瓷材料或者进行表面改性，提高其耐蚀性；5. 对于存在相变问题的陶瓷材料，应充分了解其相变规律，通过调控成分和制备工艺，避免不利相变的发生。
MLCC的质量控制与失效分析
MLCC的质量控制与失效分析无源元件(passive component) 在电子产品中占有十分重要的地位。
虽然很多无源元件在整个电子产品中所占的物料价值并不高，但任何一个微不足道的元器件的失效都可能导致整个系统的失效。
一般电子产品中有源元器件(IC)和无源元件的比例约为1：10-20。
从该数据可以看出无源元件质量控制的重要性。
无源元件的类型很多，多层陶瓷电容器(MLCC)是其中最重要，也是用量最大的产品之一。
MLCC的典型结构中导体一般为Ag或AgPd，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。
根据MLCC的电容数值及稳定性，MLCC划分出NP1、COG、X7R、Z5U等。
根据MLCC的尺寸大小，可以分为1206，0805，0603，0402，0201等。
MLCC 的常见失效模式多层陶瓷电容器本身的内在可靠性十分优良，可以长时间稳定使用。
但如果器件本身存在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分为外部因素和内在因素内在因素主要有以下几种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)多层陶瓷电容器的烧结为多层材料堆叠共烧。
片式多层陶瓷电容器电镀失效分析与控制
电流密度控制在 0.5 ~ 1.0 A/dm2 范围内之外，镀镍的关键还在于通过加入添加剂使镀层具有一定的压应力，
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片式多层陶瓷电容器电镀失效分析与控制
图 2 浸完强酸后的伪脱层状态 Figure 2 Pseudo-delamination after immersion in strong acid
DOI: 10.19289/j.1004-227x.2021.05.003
片式多层陶瓷电容器电镀失效分析与控制
黄皓*，滕斌，杨翠刚，游健，李云仕，赵景勋，朱万宇
（成都宏明双新科技股份有限公司，四川 成都 610091）
摘要：为了解决片式多层陶瓷电容器(MLCC)电镀后脱层及溢镀缺陷，研究了除油、浸蚀和电镀的工艺条件对产品脱层及溢镀
浸蚀液对脱层的影响极大。笔者前期按照常规电镀所用的盐酸或硫酸浸蚀液，水洗后镀镍，检查工
件时发现几乎 100%脱层。开始一直以为是镀镍工艺的原因，后来才发现工件在盐酸或硫酸中浸泡 2 ~ 3 s
便出现了伪脱层(指目视没有脱层，但 Cu 层和陶瓷之间结合力很差，如图 2 所示)，受到轻微外力影响(如
与陪镀钢珠摩擦)便脱层。有资料指出，该类产品不能用强酸浸蚀[3]，因为强酸会影响玻璃粉，进而影响
MLCC 的生产工艺流程十分复杂，包括了流延、印刷内电极、叠层、切块、排胶、烧结成瓷、倒角、 涂端、烧结端电极、电镀等工序[2]，只有保证了每道工序的质量，才能生产出合格的产品。笔者所在公 司接到该产品电镀工艺的研发任务，要求采用三层端头电极技术，即在 MLCC 端头 Cu 电极上电镀 Ni 层和 Au 层。由于之前未接触过类似产品，研发过程走了不少弯路，尤其是遇到电镀后脱层和溢镀问题。 本文总结了此次研发的经验，供同仁参考。
电子产品组装中陶瓷电容常见失效模式及改善建议
第 ３９卷 第 ３期
王玉 ，等 ：电子产 品组装 中陶瓷 电容常见失效模式及 改善建议
１８３
ｃｒａｃｋ
。
外 桃 极
～ ．
Ｓｎｌａｙｅｒ锡 层 Ｎｉ Ｂａｒｒｉｅｒ第 二 层
ｎｎｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｎｉ ｏｒ Ｐｄ／Ａｇ Ａｇ－ＰｄｌＡｇ ｏｒ Ｃｕ Ｂａｒｒｉｅｒ
内 电极
板 弯曲变形的失效典型图样如图２所示。
图 ４ 功 能 测 试 夹 具 冲 击 的失 效 典 型 图样
１＿２＿２热冲击破裂 热冲 。｛ 破裂通常发生 丁焊接过 。
１ ｌ２ｌ ２ｌ １回流焊和波峰焊及烙铁焊接 叫流 焊 、波峰 焊 烙铁 接 热 冲 ． 破裂 的火 效
典型 ｌ冬１杼 如 ５～ ７所 小。
Ｗ ＡＮＧ Ｙｕ，ＪＩＡ Ｚｈｏｎｇｚｈｏｎｇ，ＬＩＵ Ｚｈｅ ｌ Ｚｈｏｎｇｘｉｎｇ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ５ １ ８０５７，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｃｅｒａｍｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ＩＭＬＣＣ）ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｓ，ｈｏｗｅｖｅｒ ｄｕｅ ｔｏ
ｃａｐａｃｉｔｏｒ．Ｂｒｉｅｆｌｙ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｓｅｖｅｒａＩ ｃｏｍｍｏｎ ｆａｉｌｕｒｅ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ ｃｅｒａｍ ｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｄｕｒｉｎｇ ａｓｓｅｍｂｌｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔ．Ｔｈｅｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ａ ｃａｓｅ ｓｔｕｄｙ，ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｏｄｅ ｏｆ ｃｅｒａｍｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ ｗ ａｓ ｔｅｓｔｅｄ ａｎｄ ｖｅｒｉｆｉｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍ ｅｎｔ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｃｅｒａｍ ｉｃ ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｓｔｒｅｓｓ ｄａｍａｇｅ ｗ ａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｂｙ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ．
多层陶瓷外壳的失效分析和可靠性设计
多层陶瓷外壳的失效分析和可靠性设计
1引言
多次陶瓷外壳以其优良的性能被广泛应应用于航天、航空、军事电子装备及民用投资类电子产品的集成电路和电子元器件的封装，常用的陶瓷外壳有集成电路陶瓷外壳，如D型（DIP）、F型（FP）、G型（PGA）、Q型（QFP）、C型（LCC）、BGA型等；混合集成电路陶瓷外壳，光电器件陶瓷外壳，微波器件陶瓷外壳，声表面波器件陶瓷外壳，晶体振荡器陶瓷外壳，固体继电器陶瓷外壳及各种传感器（如霍尔传感器）用陶瓷外壳等等。
多层陶瓷外壳采用多层陶瓷金属化共烧工艺进行生产。
多层陶瓷外壳分为高温共烧陶瓷外壳（HTCC）和低温共烧陶瓷外壳（LTCC）两类。
本文仅对高温共烧陶瓷外壳（HTCC）进行讨论。
多层陶瓷外壳由于其体积小、导热性好、密封性好、机械强度高、引起封装可靠性高而得到广泛应用，但是，使用中仍然会出现失效。
本文就多层陶瓷外壳的失效模式、失效机理和可靠性设计进行探讨。
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最弱及机械结构最集中时发生，一般是在接近外露端接和中央陶瓷端接的界面处、产生最大机械张力的地方（一般在晶体最坚硬的四角），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最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。
此外﹐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。
多层陶瓷电容器应用与可靠性研究
相应 的微观 失效机理展开 了深入讨论 ，最后对上述 失效提 出了相应建议和预防措施 。
陶瓷材料失效的原因
陶瓷材料失效的原因1.引言1.1 概述陶瓷材料在各个领域中扮演着重要的角色，如建筑、电子、化工等。
然而，在使用过程中，陶瓷材料也会出现失效的情况，影响其性能和寿命。
了解陶瓷材料失效的原因对于提高其应用效果、延长使用寿命具有重要意义。
陶瓷材料的失效通常可分为破坏性失效和功能性失效两类。
破坏性失效指的是材料在受到外力或应力作用下发生破裂或断裂；功能性失效则是指材料不能满足其设计或预期的功能要求。
而导致陶瓷材料失效的原因各有不同，下面将重点介绍几个常见的原因。
首先，陶瓷材料的微观缺陷是导致其失效的主要原因之一。
陶瓷材料的微观结构中存在着各种缺陷，如晶界、孔隙、裂纹等。
这些缺陷在外界的作用下会发生扩展、蔓延，最终导致材料断裂。
例如，当陶瓷材料受到拉伸应力时，晶界和孔隙中的应力集中会导致裂纹的生成和扩展，从而使材料失效。
其次，陶瓷材料的化学稳定性也会影响其失效情况。
一些陶瓷材料在特定的环境条件下，如高温、酸碱介质中，可能会发生化学反应，导致材料的疏松、脱落或溶解。
这些化学反应会破坏材料的结构和性能，引起其失效。
此外，温度和应力是影响陶瓷材料失效的重要因素。
由于陶瓷材料具有脆性和低韧性的特点，其抗拉强度和韧性通常较低。
当陶瓷材料处于高温环境中，或受到较大的应力作用时，其容易发生破裂和断裂，失效的风险增加。
最后，陶瓷材料的制备和加工工艺也会对其失效情况产生影响。
如果制备和加工过程中控制不当，会导致陶瓷材料中存在颗粒聚集、气孔生成、结晶不完全等问题，从而影响其性能和稳定性，导致失效。
总之，陶瓷材料的失效原因涉及微观缺陷、化学稳定性、温度和应力等多个方面。
在设计和应用陶瓷材料时，需要充分考虑这些因素，合理选择材料和改进制备工艺，以提高其使用寿命和稳定性。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以如下所示：文章结构：本文将按照以下结构进行讨论：引言、正文和结论。
引言部分将对陶瓷材料失效的问题进行概述，并介绍文章的结构和目的。
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多层陶瓷外壳的可靠性设计和失效分析时间：2007-03-13来源：发表评论进入论坛投稿1 引言多次陶瓷外壳以其优良的性能被广泛应应用于航天、航空、军事电子装备及民用投资类电子产品的集成电路和电子元器件的封装，常用的陶瓷外壳有集成电路陶瓷外壳，如D型（DIP）、F型（FP）、G型（PGA）、Q型（QFP）、C型（LCC）、BGA型等；混合集成电路陶瓷外壳，光电器件陶瓷外壳，微波器件陶瓷外壳，声表面波器件陶瓷外壳，晶体振荡器陶瓷外壳，固体继电器陶瓷外壳及各种传感器（如霍尔传感器）用陶瓷外壳等等。
多层陶瓷外壳采用多层陶瓷金属化共烧工艺进行生产。
多层陶瓷外壳分为高温共烧陶瓷外壳（HTCC）和低温共烧陶瓷外壳（LTCC）两类。
本文仅对高温共烧陶瓷外壳（HTCC）进行讨论。
多层陶瓷外壳由于其体积小、导热性好、密封性好、机械强度高、引起封装可靠性高而得到广泛应用，但是，使用中仍然会出现失效。
本文就多层陶瓷外壳的失效模式、失效机理和可靠性设计进行探讨。
2 多层陶瓷外壳的失效模式多层陶瓷外壳在生产和使用中出现的失效模式通常有以下几种：（1）在机械试验中出现陶瓷底座断裂失效；（2）在使用中出现绝缘电阻小于标准规定值，出现失效；中国可靠性论坛:/club（3）在使用中外壳出现断、短路失效；（4）在使用中出现外壳外引线脱落、或无引线外壳的引出端焊盘与外电路连接失效；（5）使用中出现电镀层锈蚀失效；（6）使用中出现密封失效；（7）键合和芯片剪切失效；（8）使用不当造成失效。
3 多层陶瓷外壳的失效机理分析3.1 陶瓷底座的断裂失效其主要失效机理如下：（1）由于所采用的陶瓷材料的抗弯强度不足；（2）在生产过程中偏离了规定的工艺参数；例如：层压中未将各层生陶瓷片压成一个整体，降低了陶瓷底座的机械强度，在烧结过程中，由于烧结温度过高或过低而造成陶瓷底座过烧和生烧，从而降低了陶瓷底座的机械强度所致；（3）由于结构设计错误，在设计外壳底座的底板时，底板取值太小，使底板过薄。
因此，产品在机械试验时，造成外壳芯腔部应力集中，从而出现外壳底座断裂失效。
3.2 绝缘电阻失效其主要失效机理如下：（1）所采用的陶瓷材料的体积电阻率和绝缘强度不够，使产品的绝缘电阻达不到标准规定的要求；（2）印刷生产过程中，偏离了规定的工艺参数，例如金属浆的黏度不符合规定或印刷机的工艺参数不对，使印刷线条之间发生短路或接近短路，导致绝缘电阻失效；中国可靠性论坛:/club（3）在印刷生产过程中，由于操作者不注意工艺卫生，造成印刷线条之间发生短路或接近短路，导致绝缘电阻失效；（4）在电镀后的清洗过程中，由于未充分清洗干净，残留的镀液电介质导致绝缘电阻值下降，导致绝缘电阻失效。
3.3 断、短路失效其主要失效机理如下：3.3.1 有引线外壳的断、短路失效（1）层间互连失效造成了外壳的断路失效，例如：互连孔金属化填料不足，层压时工艺参数不符合规定，形成分层现象，造成上下层之间不能连接，造成层间互连断路失效；（2）印刷金属化线路时，线间短路，引起了外壳短路失效。
例如：金属浆的黏度不符合规定或印刷机的工艺参数不对；操作者不注意工艺卫生，造成印刷线条之间发生短路，从而引起了外壳短路失效。
3.3.2 无引线外壳的断、短路失效（1）在平面印刷时，印刷线路与引出端通孔连接断路；引出端通孔孔壁金属化时，引出端通孔内壁挂浆不连续；在印刷底面引出端焊盘时，焊盘未与引出端通孔的金属浆连接，在层压时，由于层压工艺参数控制不当，使引出端通孔内分层使引出端通孔金属化产生断裂，因而造成了外壳的短路失效。
（2）印刷金属化线路时，线间短路，引起了外壳短路失效。
可靠性.com3.4 外引线脱落失效或无引线外壳的引出端焊盘与外电路连接失效其主要失效机理如下：3.4.1 有引线外壳的外引线脱落失效（1）钎焊引线的金属化焊盘的金属化强度不够，而造成这一问题的原因：一是金属化配方本身的金属化强度低，二是金属化层的厚度偏薄造成金属化强度低，三是外壳陶瓷底座在烧结时温度过高或过低造成金属化强度低；（2）陶瓷底座在钎焊前进行化学镀镍时，镀镍层偏薄，使焊料与金属化焊盘的浸润性差，导致引线的抗拉强度差；（3）钎焊工艺不符合要求，造成这一问题的原因：一是钎焊装配模具不符合要求使引线的装配偏离焊盘或未与焊盘接触到位，二是钎焊温度过高造成焊料流失或温度过低焊料熔融不够，这些问题均会造成外引线的抗拉强度差；（4）钎焊引线的焊料量不足，造成引线不能与焊盘完全钎焊好，降低了外引线的抗拉强度。
3.4.2 无引线外壳的引出端焊盘与外电路连接失效（1）引出端金属化焊盘的金属化强度不够，而造成这一问题的原因：一是金属化配方本身的金属化强度低，二是金属化层的厚度偏薄造成金属化强度低，三是外壳陶瓷底座在烧结时温度过高或过低造成金属化强度低；中国可靠性网（2）在电镀中，由于镀金和镀镍层偏薄，使用户在钎焊时，金和镍很快与焊料熔为合金，导致焊料与金属化焊盘的浸润性差，从而使焊盘与外电路连接失效。
3.5 电镀层锈蚀失效其主要失效机理如下：（1）电镀配方选择不当或所用化学药品质量差，使镀液的杂质含量高，造成镀层内的杂质含量高，镀层的孔隙率高，抗腐蚀能力差；（2）电镀工艺或工艺控制不当，造成度层孔隙率高或镀层的均匀性差，造成电镀层失效；（3）电镀用纯水质量差，造成镀液中杂质含量高或清洗不干净，使电镀层质量及表面质量差，造成了电镀层失效；（4）镀层厚度设计不合理，使镀镍层和镀金层的抗腐蚀能力差、可焊性差、可键合性不好，造成电镀层失效。
3.6 密封性失效其主要失效机理如下：（1）布线印刷时，金属浆厚度太厚，层压时金属浆两边不能压密实，内引线两边漏气，造成密封失效；（2）层压前印刷好的生陶瓷片太干，使正常的层压工艺不能将产品压成一个密实的整体，层间漏气，从而造成密封失效；（3）层压工艺参数控制不当，使产品不能压成一个密实的整体，形成层间漏气，从而造成密封失效；/club（4）由于封接环表面平整度差，在采用焊料封盖时焊料不足以填满焊缝造成漏气，电镀质量差，焊料与封接环浸润性差造成漏气；（5）平行缝焊用盖板采用的材料厚度不当，退火工艺控制不好、电镀工艺控制不当，从而造成用户平封时，采用正常的平封工艺封盖时发生密封失效。
3.7 键合和芯片剪切失效其主要失效机理如下：（1）由于金属化强度低，在键合时，金属化层受到破坏，导致键合点剥离失效；其次，由于内引线和腔底的金属化表面平整度差，导致键合和芯片粘结强度差，引起失效；（2）由于外壳在电镀时，镀层厚度偏薄或镀层的均匀性差，使键合强度和芯片粘结强度差，造成键合和芯片剪切失效；（3）由于用户在使用中，键合工艺参数不当，造成键合失效；在芯片粘结时，焊料选用不当或粘结工艺参数不当造成芯片粘结强度差，造成失效。
3.8 使用不当造成失效其主要是机理为：用户使用过中，由于对外壳的性能及使用要求了解不够，在储存、使用过程中工艺控制不当，在检测、实验过程中方法不当，对外壳造成破坏性失效，例如，在使用过程中，直接用手接触外壳，手上的油污沾染在外壳上，从而造成绝缘电阻、镀层等失效，在试验过程中，由于使用的夹具不当，造成外壳机械强度失效等等。
中国可靠性网4 多层陶瓷外壳的可靠性设计4.1 机械强度设计为了确保陶瓷外壳通过相关规定的机械试验，如恒定加速度、机械冲击、扫频振动等试验项目，不发生陶瓷底座断裂失效，在外壳的陶瓷材料、生产工艺和结构设计上采取以下措施：（1）为了避免由于采用的陶瓷材料的抗弯强度不够而产生陶瓷底座断裂失效，在研制的和生产陶瓷外壳所采用的陶瓷材料配方时，应采用抗弯强度高的陶瓷材料配方来研制和生产陶瓷外壳。
（2）为了避免工艺过程中，由于偏离工艺参数而造成降低陶瓷底座的机械强度，应严格规定各工艺过程中的各项参数，特别是层压和烧结工序的各项工艺参数，要求各工序在生产过程中严格遵守工艺纪律和操作规程，并对生产出来的在制品和半成品进行检验和试验，不得出现分层或"吸红"现象，从而确保陶瓷底座的机械强度满足规定要求。
（3）为了确保外壳的机械强度，在结构设计上应适当加厚底层瓷片厚度，以加强陶瓷外壳底座的机械强度。
4.2 绝缘电阻设计为了确保多层陶瓷外壳的绝缘，绝缘电阻要求≥2×1010Ω，避免外壳的绝缘电阻失效，在陶瓷外壳采用的陶瓷材料、生产工艺和工艺卫生上采取以下措施：中国可靠性网（1）采用体积电阻率和绝缘强度高的陶瓷配方；（2）在印刷生产过程中，严格金属浆的配置工艺，使金属浆的黏度在规定的范围内；严格印刷操作参数的设定，严格操作规程，确保印刷线条符合要求；（3）严格工艺卫生，使印刷好的产品不出现线间短路的现象，加强工序检验，剔除不合格品；（4）在产品电镀完成后，应充分清洗、使残留的镀液降低到最少，确保产品的绝缘电阻符合产品标准规定的要求。
4.3 外壳通断的可靠性设计为了确保外壳的电连接符合设计要求，在生产过程中应采取以下措施：4.3.1 有引线外壳的断、短路可靠性设计（1）严格控制小孔填料浆的黏度及小孔填料的工艺参数，使每个小孔均填充满金属浆，确保互连孔连接的有效性；（2）严格层压工序的各项工艺参数，要求在生产过程中严格遵守工艺纪律和操作规程，确保通过层压使各层生陶瓷片压成一个整体，使互连孔连接有效；（3）严格工艺卫生，防止由于金属浆污染引起的短路；可靠性.com（4）加强印刷后的工序检验，剔除小孔填料不足、线间短路和层压分层等不合格品。
4.3.2 无引线外壳的断、短路可靠性设计（1）严格控制引出端通孔孔壁金属化浆料的黏度及引出端通孔孔壁金属化的工艺参数，使每个引出端通孔孔壁均匀地挂满金属浆，确保每个引出端通孔孔壁金属化的连续性；（2）严格层压工序的各项工艺参数，要求在生产过程中严格遵守工艺纪律和操作规程，确保通过层压使各层生陶瓷片压成一个整体，使引入端通孔孔壁金属化连接有效；（3）严格工艺卫生，防止由于金属浆污染引起的短路；（4）加强印刷后的工序检验，剔除内引线印刷线路和焊盘印刷与引出端通孔连接断路、引出端通孔内壁挂浆不连续、线间短路和层压分层等不合格品。
4.4 有引线外壳外引线的抗拉强度和无引线外壳的引出端焊盘可靠性设计为了保证外壳外引线的抗拉强度及无引线外壳引出端焊盘的可焊性要求，在生产过程中应采取以下措施；4.4.1 有引线外壳外引线抗拉强度可靠性设计（1）选用金属化强度高的金属化浆料配方作为钎焊引线的金属化焊盘的金属化配方；严格控制印刷工艺，确保金属化层的厚度符合要求，严格控制陶瓷底座的烧结工艺，确保烧结温度等在规定的范围内，使金属化强度符合要求；（2）严格控制陶瓷底座的化学镀镍工艺，确保化学镀镍层符合要求；（3）严格检查外壳的钎焊装配模具，确保装配模具符合要求，装配时应保证陶瓷底座焊盘与外引线一一对应，不产生严重偏位，严格控制钎焊工艺，确保钎焊温度等参数在规定的范围内；（4）严格控制焊料量，确保引线钎焊符合要求。