MLCC漏電失效分析
2014-11-26 瀏覽量：3567
失效分析實(shí)驗(yàn)室
1. 案例背景
某LED驅(qū)動(dòng)模塊經(jīng)老化后，出現(xiàn)死燈或閃爍現(xiàn)象，經(jīng)排查，發(fā)現(xiàn)模塊上一MLCC存在漏電現(xiàn)象，更換MLCC后，LED模塊恢復(fù)正常。
2. 分析方法簡述
外觀檢查中可以看發(fā)現(xiàn)，該MLCC焊接存在焊錫過多以及兩端上錫不對稱現(xiàn)象，可以判定該MLCC的焊接方式為手工焊接，且焊接質(zhì)量較差。
對失效MLCC進(jìn)行電參數(shù)測試發(fā)現(xiàn)，NG樣品漏電流偏大。對其進(jìn)行清洗烘干后，再次進(jìn)行電參數(shù)測試，漏電流依然偏大，排除表面離子污染造成漏電通道的可能。
對樣品進(jìn)行切片制樣，利用金相顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，失效MLCC內(nèi)部存在典型的機(jī)械應(yīng)力裂紋。
對切片進(jìn)一步采用SEM/EDS分析， OK樣品未發(fā)現(xiàn)明顯異常，NG樣品均存在明顯裂紋，除此之外，未發(fā)現(xiàn)明顯異常。
3. 分析與討論
多層陶瓷電容器（MLCC）本身的內(nèi)在可靠性十分優(yōu)良，可長時(shí)間穩(wěn)定使用。但如果器件本身存在缺陷或在組裝過程中引入缺陷，則會(huì)對可靠性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。能引起陶瓷多層電容器（MLCC）擊穿失效的原因一般分為外部因素和內(nèi)在因素。內(nèi)在因素包括: 陶瓷介質(zhì)內(nèi)孔洞、電極結(jié)瘤、介質(zhì)層分層等；外部因素包括：溫度沖擊等帶來的熱應(yīng)力裂紋、機(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致的機(jī)械應(yīng)力裂紋、過電應(yīng)力導(dǎo)致的擊穿等。
4. 結(jié)論
樣品失效的主要原因?yàn)镸LCC內(nèi)部存在機(jī)械應(yīng)力裂紋，而該裂紋的產(chǎn)生應(yīng)該與其焊接操作存在較大關(guān)系。原則上陶瓷貼片電容一般應(yīng)由SMT專用設(shè)備焊接，假如非要手工焊接時(shí)，一定要嚴(yán)格按工藝要求進(jìn)行，多次焊接包括返工會(huì)影響貼片的可焊性及對焊接熱量的抵抗力，并且效果是累計(jì)的，因此不宜讓電容多次接觸到高溫。當(dāng)電容兩端上錫不對稱或焊錫過多時(shí)，會(huì)嚴(yán)重影響陶瓷電容抵抗機(jī)械應(yīng)力的能力，而產(chǎn)生電容失效。
建議：改善焊接工藝，嚴(yán)格規(guī)范焊接操作。
5. 參考標(biāo)準(zhǔn)
GJB 548B-2005 微電子器件失效分析程序-方法5003。
IPC-TM-650 2.1.1-2004手動(dòng)微切片法。
GB/T 17359-2012 電子探針和掃描電鏡X射線能譜定量分析通則。
作者簡介：
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