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Catalogue一.报告背景---------3二.零件失效模式分析---------4(一).热击失效模式---------5(二).扭曲破裂失效---------6(三).原材失效---------7三.结论---------9报告背景和目的针对近期市场反映贴片电容不良，化学组对贴片电容的本体不良种类进行了分析并结合各方面资料，对各种不良在金相试验中反映出的现象进行了总结，希望能对今后类似电容不良现象的确认起到快速辨析的作用。零件失效模式分析：根据FAE反映的零件类型，零件结构如图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。零件失效模式分析：多层片状陶介电容器具体不良可分为热击失效、扭曲破裂失效、原材失效三个大类，QE实验室金相分析可以作为辅助手段对此三个大类进行初步确认。下面是对三种失效做分别说明。（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：（１）热击失效模式：第一种是显而易见的形如指甲狀或U-形的裂縫（见图2）。圖4多層陶瓷電容器所出現的熱擎裂縫CAPACITORBOOY端接熱擎裂縫图2热击破裂示意图（１）热击失效模式：第二种是隐藏在内的微小裂缝（见图3）圖5輕微破裂的位置在陶瓷端接介面形成的輕微破裂電極陶瓷端接图3轻微热击裂纹（１）热击失效模式：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）。圖6通電的裂縫蔓延情況鍍有錫鉛的鎳層﹐以防止氧化端接電極陶瓷虛接面焊接帶在通電后微細裂縫的蔓延情況图4轻微热击裂纹扩展后图片（１）热击失效模式：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：1.SMT阶段导致的破裂失效2.SMT之后生产阶段导致的破裂失效1.SMT阶段导致的破裂失效第一种是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。（如图5）沿著最大的壓力圖11由上部定中爪造成的典型表面破裂TERMINATION電容器破裂點端接图5定中爪造成的裂纹1.SMT阶段导致的破裂失效第二种是由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圖7由放置頭造成的損壞及所引致的拉斷破裂由真空檢拾頭和過度置放壓力形成的壓痕器件底部的張力裂縫2.SMT之后生产阶段导致的破裂失效第三种是电路板切割﹑测试﹑背面组件和连接器安装﹑及最后组装时，若焊锡组件受到扭曲或在焊锡过程后把电路板拉直，都有可能造成‘扭曲破裂’这类的损坏。2.SMT之后生产阶段导致的破裂失效在机械力作用下板材弯曲变形时，陶瓷的活动范围受端位及焊点限制，破裂就会在陶瓷的端接界面处形成，这种破裂会从形成的位置开始，从45°角向端接蔓延开来。（２）扭曲破裂失效1.SMT阶段导致的破裂失效中破裂较轻微时，一般无法在金相中测出。2.SMT之后生产阶段导致的破裂失效扭曲破裂金相一定可测。（３）原材失效多层陶瓷电容器通常具有2大类类足以损害产品可靠性的基本可见内部缺陷：1.电极间失效及结合线破裂2.燃烧破裂。这些缺陷都会造成电流过量，因而损害到组件的可靠性，详细说明如下：（３）原材失效1、电极间失效及结合线破裂主要由陶瓷的高空隙，或电介质层与相对电极间存在的空隙引起，使电极间是电介质层裂开，成为潜伏性的漏电危机；（３）原材失效2、燃烧破裂的特性与电极垂直，且一般源自电极边缘或终端。假如显示出破裂是垂直的话，则它们应是由燃烧所引起；（３）原材失效备注：原材失效类中第一种失效因平行电容内部层结构分离程度不易测出，第三种垂直结构金相则能保证测出三、结论：由热击所造成的破裂会由表面蔓延至组件内部，而过大的机械性张力所引起的损害，则可由组件表面或内部形成，这些破损均会以近乎45°角的方向蔓延，至于原材失效，则会带来与内部电极垂直或平行的破裂。另外：热击破裂一般由一个端接蔓延至另一个端接﹐由取放机造成的破裂﹐则在端接下面出现多个破裂点﹐而因电路板扭曲而造成的损坏﹐通常则只有一个破裂点。