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MLCC短路失效分析

多層陶瓷電容器（MLCC）是一種廣泛應用于電子設備中的電容器，其失效模式多種多樣，其中短路是一種嚴重的失效形式。短路失效分析通常涉及多個方面，包括外部因素和內部因素的檢查。

首先，外部因素可能包括焊接過程中的不當操作。例如，焊接溫度過高或焊接時間過長可能導致MLCC內部結構損壞，從而引發短路。此外，電路板上的機械應力也可能導致MLCC損壞。例如，電路板的彎曲或扭曲可能對MLCC施加過大的力，導致其內部結構破裂，進而發生短路。

內部因素則涉及MLCC的制造過程。介質擊穿、內部空洞、裂紋或分層等缺陷都可能導致短路。介質擊穿可能是由于材料質量問題或制造過程中的缺陷造成的，而內部空洞和裂紋可能是由于燒結過程中的控制不當或陶瓷粉料內的污染引起的。

為了進行失效分析，通常需要執行一系列的檢測步驟。外觀檢查是初步分析的一部分，使用顯微鏡或超景深數碼顯微鏡檢查MLCC的外觀，尋找任何可見的裂紋或損壞。X射線檢查可以揭示MLCC內部的裂紋或其他不可見的缺陷。進一步的分析可能包括切片分析，通過金相切片處理來觀察MLCC的截面，以確定裂紋的起源和傳播路徑。

在分析過程中，還需要注意MLCC的溫度特性和尺寸，因為不同尺寸的MLCC可能對熱沖擊有不同的敏感性。例如，大尺寸的MLCC可能更容易在焊接過程中產生不均勻的熱分布，從而導致短路。

總之，MLCC短路失效分析是一個復雜的過程，需要綜合考慮多種因素。通過仔細的檢查和分析，可以確定失效的原因，并采取相應的預防措施，以提高MLCC的可靠性和延長其使用壽命。

MLCC短路失效分析案例分析

某陶瓷電容出現了短路現象，現需要分析其短路的原因。

一、MLCC短路測試分析

1.MLCC電容外觀檢查

外觀檢查NG電容，均可發現裂痕發生在焊接與PCB的接觸面。

NG 電容外觀圖片

2.MLCC電容電特性測試

檢查NG電容兩極之間的電阻為嚴重短路。

NG電容測試為14.6Ω

3.CT檢查MLCC電容

對NG電容做CT檢測，觀察NG電容內部均有裂痕和空洞。

NG電容CT圖

4.MLCC電容切片分析

對NG電容做切片分析，觀察發現NG電容與PCB接觸面的角處均有明顯裂痕。在中部裂痕穿過內電極區域有熔融短路異常。

NG 電容切片圖

NG電容深度切片圖

5.MLCC電容OK品模擬實驗

取OK電容做模擬過電壓測試，樣品擊穿電壓范圍在400V，OK電容過電壓擊穿點不在PCB焊接的底部接觸面上，也是頂部面上。

OK 電容擊穿電壓400V

OK電容擊穿后電阻測量為1.1Ω

OK 電容過電壓擊穿點放大圖

6.MLCC電容對模擬過壓實驗NG品做切片分析

OK電容過電壓擊穿造成短路表現為電容內部層間平行開裂，表面陶瓷環狀崩裂。四個角處均無裂痕。與上述NG電容短路不良品有明顯不同。

OK電容過壓擊穿后內部圖

二、MLCC電容失效分析結論

綜上所述，NG電容是因為在PCB裝配過程中受到來自PCB板的外部應力，產生了內部裂痕，絕緣阻抗和絕緣間距和絕緣性能變差，在外部溫濕度和電壓條件下產生短路擊穿失效。

三、MLCC電容失效分析建議

建議客戶檢查相關組裝流程，關注此類風險評估和可靠性測試。

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