陶瓷电容器失效模式与机理分析
大功率陶瓷真空电容器失效分析与故障诊断
电压档检查取样 电阻两端没有电压， Ｇ ０ Ｖ ＝，
５结束语
近几年以来， 我台逐步完成了由 全固
（ 故障修复 ３）
电 压不正常： 用三用表电 阻档检查栅级对
前级功放管型号为ＭＲ ９ ３ ， Ｆ０ ０ 其漏级 地电阻为０ 检查结果表明该Ｂ Ｆ６ 功 态发射机替换电子管发射机的工作。多年 Ｑ。 Ｌ８１ 更换 同型号功放管后， 的技术维护和维修实践表明， 使用全固态 工作电压Ｖ ＝ ８ ， Ｄ ２ Ｖ 栅级对地电压Ｖ ＝ ． 放管确实已经损坏， Ｇ２— ８ ３ Ｖ 静态工作电流Ｉ２ —０ ｍＡ 取样电 发射机输出 ． ， ６ ＝ ０４ ０ ， 功率正常， 设备恢复正常 播出。 发射机后， 机房耗电 下降了 ３ 发射机故 ２％，
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陶瓷电容最主要的失效模式
陶瓷电容最主要的失效模式陶瓷电容，听到这个名字，大家可能觉得有点陌生，但其实它在我们的日常生活中可是随处可见的哦。
无论是手机、电脑，还是家里的电器，陶瓷电容都像一位默默无闻的英雄，帮助我们设备正常运行。
不过，英雄也有倒霉的时候，陶瓷电容也会出现失效，那可就麻烦了。
今天咱们就聊聊陶瓷电容最主要的失效模式，轻松愉快地了解这些小家伙的那些事儿！1. 失效模式概述说到失效模式，首先我们得知道，陶瓷电容的失效可不是小事儿，往往影响到整个电路的正常工作。
就像一个乐队里，某个乐器出问题了，整个乐曲都得停下来。
这可真是让人头疼的事儿啊！陶瓷电容主要的失效模式大致可以分为几个类型，像是内部短路、漏电流增大、机械破坏等等。
这些问题发生的时候，电容的性能就会大打折扣，严重的时候甚至会导致电路故障。
1.1 内部短路首先说说内部短路，这可是陶瓷电容的“老大难”问题。
想象一下，如果电容内部的某些材料发生了意外接触，就像两个好朋友突然吵起来一样，整个电路就会出现问题。
这种情况通常是因为制造过程中的瑕疵，或者使用环境不当造成的。
短路发生后，电容就像是一个失去力量的士兵，完全无法发挥应有的作用。
对电路的影响可不小，可能导致设备直接报废，真是让人心痛啊！1.2 漏电流增大再来聊聊漏电流增大，这就像是个“隐形杀手”。
通常情况下，陶瓷电容的漏电流应该是很小的，就像是微风拂过，轻轻无声。
但一旦漏电流增大，就会让电容的性能受到很大影响。
你想啊，漏电流就像是个没头脑的小孩，随便乱跑，根本无法控制。
这个问题通常跟电容的材质、温度、湿度有关系。
所以在设计和选用陶瓷电容的时候，得小心翼翼，避免这种情况的发生。
2. 机械破坏说到机械破坏，咱们就得提提陶瓷电容的脆弱性。
虽然它看上去坚固，但其实一不小心就可能会受伤。
比如在焊接或者安装的过程中，稍微用力过猛，就可能导致电容外壳破裂，内部结构受损。
这种情况就像是一个明星被狗仔队偷拍了私密瞬间，瞬间失去了光彩。
陶瓷电容和薄膜电容失效分析
电容失效分析概述a、某电源在市场因吸收陶瓷电容炸裂烧毁，造成市场批量整改，以及对用到此陶瓷电容其它产品线模块进行长达近一年的风险评估试验。
b、在某充电机模块的生产过程中，老化时薄膜电容器连续失效，导致二极管烧毁。
原因分析a、陶瓷电容失效分析陶瓷电容作为PFC二极管的阻容吸收电路和输出整流二极管的RCD吸收电路，经对失效批次电容测试容量和电压满足要求，损耗高于规格书要求。
由于该电源是密封使用，环境温度较高，损耗高电容的发热就高，电容温度超过最高使用温度，随着时间的延长，电容自身损耗不断上升，由于自身温升和环境无法达到热平衡，不断恶化，最终导致电容出现热击穿，发生电容炸裂。
后查实为供应商擅自换料造成，认为满足电压和容量要求就可以了。
b、薄膜电容失效分析薄膜电容器用于二极管吸收电路，电容额定压630VDC，电路中正常尖峰小于200V，满足降额要求。
失效电容器外观良好，无损坏痕迹。
用LCR表测试，失效样品均无容量，引脚间呈开路状态。
解开电容器塑料封装，引线以及引线与喷金层焊接良好，喷金层与芯子连接部位有发黑痕迹；展开电容器芯子金属化膜，部分失效电容器金属化膜光亮平整完好，另一部分金属化膜已经发热变形。
初步判断为电路dv/dt过大导致电容器失效。
测试电路中电压波形，发现dv/dt 为3000V/μs，但选用的薄膜电容器dv/dt最大值只有40V/μs。
为验证失效模式，取一批新电容器，初测正常，上机老化后，电容器80-90％失效，排除厂家来料质量问题，确定该电容器不适合在该电路中使用。
解决方案a、陶瓷电容选用低损耗同容量同电压物料，应用多年未发现失效。
对于陶瓷电容，因介质不同、相同容量和电压的电容，其损耗差别很大。
如选型仅从电压等级和容量上来考虑，会造成误选，因此类失效，生产中不会立即表现，易造成市场上严重损失。
b、所有单板（包括半成品、成品以及发货产品）此位置使用的该电容器全部更换为同规格dv/dt较大的双面金属化聚丙烯电容器后问题解决。
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
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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．
MLCC失效分析全面案例课件
全面的M1CC失效分析案例课件Q：M1CC电容是什么结构的呢？A：多层陶瓷电容器是由印好电极（内电极）的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在芯片的两端封上金属层（外电极）制成的电容。
TerminationsM1CC电容特点：机械强度：硬而脆，这是陶瓷材料的机械强度特点。
热脆性：M1eC内部应力很复杂，所以耐温度冲击的能力很有限。
Q：M1CC电容常见失效模式有哪些？A：焊接锡量不当r组装缺陷《［墓碑效应多层陶瓷J （陶瓷介质内空洞电容器缺陷］f内在因素«电极内部分层I本体缺陷1浆料堆积（机械应力【外在因素《热应力I电应力Q：怎么区分不同原因的缺陷呢？有什么预防措施呢？当温度发生变化时，过量的焊锡在贴片电容上产生很高的张力，会使电容内部断裂或者电容器脱帽，裂纹一般发生在焊锡少的一侧；焊锡量过少会造成焊接强度不足，电容从PCB板上脱离，造成开路故障。
2、墓碑效应(d)Norma1图3墓碑效应示意图在回流焊过程中，贴片元件两端电极受到焊锡融化后的表面张力不平衡会产生转动力矩，将元件一端拉偏形成虚焊，转动力矩较大时元件一端会被拉起，形成墓碑效应。
原因：本身两端电极尺寸差异较大；锡镀层不均匀；PCB板焊盘大小不等、有污物或水分、氧化以及焊盘有埋孔；锡膏粘度过高，锡粉氧化。
措施：①焊接之前对PCB板进行清洗烘干，去除表面污物及水分；②进行焊前检查，确认左右焊盘尺寸相同；③锡膏放置时间不能过长，焊接前需进行充分的搅拌。
本体缺陷一内在因素1、陶瓷介质内空洞图4陶瓷介质空洞图原因：①介质膜片表面吸附有杂质；②电极印刷过程中混入杂质；③内电极浆料混有杂质或有机物的分散不均匀。
2、电极内部分层图5电极内部分层原因：多层陶瓷电容器的烧结为多层材料堆叠共烧。
瓷膜与内浆在排胶和烧结过程中的收缩率不同，在烧结成瓷过程中，芯片内部产生应力，使M1CC产生再分层。
预防措施：在M1CC的制作中，采用与瓷粉匹配更好的内浆，可以降低分层开裂的风险。
电子产品组装中陶瓷电容常见失效模式及改善建议
电子产品组装中陶瓷电容常见失效模式及改善建议电子产品中常见的陶瓷电容失效模式有漏电、断线、破裂等。
以下是对这些失效模式的分析以及改善建议。
1.漏电：陶瓷电容的漏电是指电容器在工作过程中出现电流通过绝缘材料，导致电容器失效。
这可能是由于陶瓷电容的绝缘层质量不良引起的，也可能是由于电容器使用环境中的湿度过高引起的。
改善建议：a.选择高质量的陶瓷电容器，确保陶瓷材料具有良好的绝缘性能。
b.控制电容器使用环境中的湿度，避免湿度过高导致漏电。
2.断线：陶瓷电容器的断线通常发生在电容器的引线位置。
这可能是由于工艺不良引起的，也可能是由于电容器的引线材料质量不良引起的。
改善建议：a.提高制造工艺的质量控制，确保电容器引线与电容体之间的连接牢固可靠。
b.选择高质量的引线材料，确保引线的连接性能良好。
3.破裂：陶瓷电容器的破裂通常发生在电容器的外壳上。
这可能是由于外界应力过大引起的，也可能是由于制造工艺不良引起的。
改善建议：a.设计和选择合适尺寸的陶瓷电容器，以满足实际应用场景的需求，避免外界应力过大。
b.提高制造工艺的质量控制，确保电容器外壳的强度满足要求。
此外，还有几个改善建议适用于以上三种常见失效模式：a.进行多次的温度循环测试，以确保陶瓷电容能够在不同温度范围下稳定工作。
b.对陶瓷电容器进行严格的耐压测试，以确保其能够在额定电压范围内正常工作。
c.对陶瓷电容器进行振动和冲击测试，以确保其能够在不同振动和冲击条件下正常工作。
综上所述，在电子产品的组装中，陶瓷电容常见的失效模式是漏电、断线和破裂。
为了改善这些失效模式，应选择质量优良的陶瓷材料和引线材料，改善制造工艺的质量控制，并进行必要的温度循环、耐压、振动和冲击测试等。
这些措施可以确保陶瓷电容器在电子产品中的可靠性和稳定性。
DFMEA失效模式分析报告
度
O
现行控制
探
测
度
D
RPN
建议
方法
责任
及目
的完
毕日
期
方法成果
防止
探测
采用的方法
S
O
D
RP
N
PCBA
EPON各项
指标合客
户规定
陶瓷电容(C1 C23C24C60源自C46..)影响产品性能、寿命
1
1
1.元器件一致性局限性 2 器件破损
2
1.元件降额使用,最小确保元件使用降额 90%2.规定全部器件严格测试
2
6
无
光模块
(U17)
影响产品性能
3
3
2
零件承认产品试作产品验证
3
54
无
LED灯(LED1-LDE5)
影响产品性能
2
3
1
零件承认产品试作产品验证
3
18
无
PCBA
EPON 各项指标合客户规定
FLASH(U30)
影响产品性能
2
1
1.元器件
一致性局
限性 2.器
件破损
2
1.元件降额使用,最小确保元件使用降额 90%2.规定全部器件严格测试
设计失效模式分析
DESIGNFMEA
产品名称：
NAME：
日期：
DATE：
客户产品型号：
CUSTOMERTYPENO：
批准
Approvedby
审核
Checkedby
拟 制
Madeby
产品EP401M潜在失效模式及后果分析
(设计FMEA)
子系统
功效规定
陶瓷电容失效模式和失效机理_概述说明以及解释
陶瓷电容失效模式和失效机理概述说明以及解释1. 引言1.1 概述陶瓷电容是一种常见且广泛应用于电子设备中的元件。
它具有体积小、重量轻、稳定性高、温度特性好等优点，因此在各个领域都有着广泛的应用。
然而，陶瓷电容在使用中也会出现失效现象，导致其功能无法正常发挥或完全失去功能。
了解陶瓷电容的失效模式和失效机理对于设计和维护电子设备至关重要。
1.2 文章结构本文将首先对陶瓷电容进行概念和应用领域的介绍，接着对其失效模式进行分类和定义，并简要介绍相关的失效机理。
随后，我们将分别详细探讨两种常见失效模式及其相关要点，并提供实际示例加以说明。
最后，本文将总结研究成果并展望未来的研究方向。
1.3 目的本文旨在提供一个系统且全面的概述，以帮助读者更好地了解陶瓷电容的失效模式和失效机理。
通过清晰地描述每种失效模式及其相关要点，并给出实例以加深理解，读者将能够发现并解决陶瓷电容在实际应用中可能出现的问题，并提供改进和优化的方向。
此外，本文也为未来相关研究提供了参考和展望。
以上是“1. 引言”部分的内容，希望对你的长文撰写有所帮助。
2. 陶瓷电容失效模式和失效机理概述2.1 陶瓷电容概念和应用领域陶瓷电容是一种广泛使用于电子产品中的passives 元件，其主要由导体和绝缘体构成。
导体常采用金属，例如银或钨，并具有可靠的电导性能。
绝缘体通常采用陶瓷材料，如硬陶瓷（多为氧化铁、氧化锰、二氧化硅等），以提供良好的介电性。
由于其优异的特性，陶瓷电容被广泛应用于各种电子设备中，包括通信设备、计算机及消费类电子产品等。
它们常用于储存与释放电能、稳定电流和阻抗匹配等功能。
2.2 失效模式分类和定义对于陶瓷电容而言，失效模式指元件在使用过程中可能出现的故障或损坏类型。
这些失效模式可以基于不同因素进行分类，如环境条件、操作方式和设计问题等。
常见的陶瓷电容失效模式包括但不限于以下几种：a) 短路：陶瓷电容内部存在导体间接触或导体与外壳产生直接短路现象。
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第2 種模式﹕瓷片延: 1. 素地表面有污點﹐如銀﹑助焊劑﹑油質﹑焊錫渣等 2. 涂料中有導電雜質 3. 涂料中有氣泡 4. 涂料致密性不佳 5. 涂料包封層固化不充分 B. 失效模式在制程中的具體表現﹕ 1.跨弧 2.崩邊 3.側邊炸裂 C. 應對措施: 1.素子外觀（擴散﹑側邊沾銀）管控﹔ 2.助焊劑液面控管適中﹐及瓷片浸入深度控管﹔ 3.及時徹底清理錫槽中的錫渣等雜質﹔ 4.涂料的絕緣品質証﹔ 5.涂料包封及固化工序品質保証。
剖
短路﹑半短路
1.在制造過程中兩電 極間有雜質﹑錫 渣﹔2.在高濕度或低 氣壓環境下極間邊緣 飛弧﹔
失 效 機 理
（三） 電性能退化 干燥處理
電性能測試
解
化學性退化
剖
物理性退化
失 效 機 理
1.電介質內部缺陷及介質老化或熱 分解﹔ 2.離子遷移﹔ 3.介質中的雜質和有害離子作用。
1.水汽作用﹔ 2.表面污染﹔ 3. 引線和電極接觸電 阻增加。
第3 種模式﹕電極內瓷片貫通(擊穿點在素子（銀面）中心及其周邊位置)。
A.可能原因: 1. 素地致密性極差 2. 素地里面有裂痕﹑氣泡﹑導電雜質等 B. 失效模式在制程中的具體表現﹕ 1. 素子中心及其周邊位置針孔 2. 素子中心及其周邊位置針孔。同時此位置部份陶瓷炸裂。 3. 裂痕（先針孔后裂痕﹐素子表面有燒蝕碳化之小黑點﹐裂痕為新 跡。）
電容器失效模式和機理分析
內部開路﹑半開 路
失效發生
情況調查 電性測試 數據收集
外 觀 檢 查
失 效 模 式 分 類
內部擊穿﹑短 路﹑半短路 電性能退化 引線脫焊或斷裂 重測合格
（一） 內部開路﹑半開路 干 燥 處 理
電 性 能 測 試
解
引線與電極接觸不良 1.電極氧化 2.無焊錫 3.錫未熔化 4.擊穿引起電極和 引線絕緣
剖
介質開路 1.壓片成型密度過 大 導致介質分層 2. 在機械應力作用 下電介質瞬時開路
銀層脫落 1.銀層過薄 2.銀層附著 力不足
失 效 機 理
（二） 內部擊穿﹑短路﹑半短路 干 燥 處 理 電性能測試 解
介質擊穿
1.電介質中有針孔﹑裂縫等疵點或缺陷﹐ 或存在有雜質﹑導電粒子﹔ 2.電介質在制造中的機械損傷﹐如蹦邊﹑ 暗裂等﹔ 3.在機械應力作用下電介質瞬時短路﹔ 4.電介質的電化學擊穿﹔ 5.電介質老化。
(四) 引線脫焊短裂
外觀識別
引線脫焊
引線短裂
失 效 機 理
1. 引線氧化﹔ 2. 引線鍍錫層過薄﹔ 3. 引線沾有雜質或油質等臟物。
1.化學腐蝕﹔ 2.機械損傷﹔ 3.疲勞斷裂。
（五）﹑重測合格
溫度循環 破壞檢查
合格
檢 漏
特性量測
不合格
溫度特性量測
不合格 合格
失效模式分類
1.內部開路﹑半開路 2.內部擊穿﹑短路﹑半短路 3.電性能退化
解剖
量測瓷片之溫 度特性
高溫老化﹑高溫 高濕存放 特性量測
不合格 合格
解剖量測內部瓷片 電性
合格品
陶瓷電容器耐壓失效模式解析
陶瓷電容器耐壓失效模式有以下三種典型模式﹕
第1 種模式﹕電極邊緣瓷片貫穿(擊穿點在銀面邊緣位置)﹔ A.可能原因: 1. 粉末及其配制問題 2. 素地邊緣的致密性不佳
陶瓷體
銀電極 B. 失效模式在制程中的具體表現﹕ 1. 銀面邊緣位置針孔 2. 銀面邊緣位置針孔﹐同時此位置部份陶瓷炸裂。 3. 裂痕（先針孔后裂痕﹐素子表面有燒蝕碳化之小黑點﹐裂痕為新痕跡。 C. 應對措施: 信息及時反饋前段制程﹐要求其改善提升素地整體耐壓水准