电容失效分析求助

一款产品,发现有2%的电池有漏电现象。我们产品平时是工频供电的,只有在停电时才会使用备用电池。现在发现,发货没多久就有电池没电了。我们挨个测量,发现在电池和外部电源的输入口有个滤波用的电容短路了。现在想分析原因。我个人考虑是不是电源输入端混入了某个与这个电容特征频率匹配的谐波,造成击穿,但不知道如何分析证明。不知道大家有什么看法。另外想问一下电容的寄生电感怎么测量,频率特性要什么仪器能测出来!谢谢!

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可靠性技术新手提问

求助成品主板三防清漆工艺

2009-7-28 12:40:29

可靠性技术软件可靠性

求助:软件可靠性可测试

2009-7-28 15:45:12

35 条回复 A文章作者 M管理员
  1. linxd

    是电容外部直接可以看到的裂纹,还是研磨后发现的,如是后者也可能是电极之间的介质开裂,使可导电的污染物夹杂其中,介质的介电能力下降两发生漏电甚至击穿,因此电容器出现并联电阻特性,引起失效。如是存在于多层电容器内部某一层间的陶瓷介质裂纹,是电容器制造时所引入的。

  2. 闲情

    有结果了吗?
    让这个电容带电工作,做一下湿热试验看看能否复现这种失效。如:70度,95%

  3. 俱兴

    感谢JACK315和EMS的关心,前两日出差,今日才看见两位回复。验证试验正在进行中,因为牵扯到生产方面,所以流程不是太顺利,有进展了一定和大家分享。

  4. Jack315

    咨询了同行的朋友,下面是他的看法,供LZ参考:
    (1)折板时(弯曲超过2mm)造成叠层电容内部受损,通电后造成局部击穿,并逐渐扩大,最终导致失效。
    (2)浪涌击穿。

  5. EMS

    俱兴兄,模拟验证结果如何?

  6. 俱兴

    电容是0805封装的。谢谢EMS的建议,相关的失效再现试验正在做,目前还没有发现类似的裂纹。你说的模拟失效分析软件可以举个例子吗?

  7. gbbone

    MLCC电容很多是机械应力造成裂痕的
    可以选用openmode的,至少不会造成短路,这种应该会贵点

  8. EMS

    封装是0603还是0402?正贴还是反贴?裂纹位置靠近焊盘还是在top方向呢,取下来后分辨不出来了,呵呵。
    有些物理场模拟分析软件,可以根据封装结构和尺寸、加工温度最高应力、裂纹位置等信息,可以很好地模拟分析失效的根原因,给失效分析很好的理论解释。

  9. EMS

    电容制造工艺的可能性较大;不像机械应力裂纹。
    建议找同批次的物料若干,模拟回流焊三次、手工电烙铁一次,然后量测电参数;有异常或者跟故障类似的物料再进行切片。
    如能出现,可断定厂家批次来料问题。

    开裂位置在功能层与表面保护层的界面处,界面处是比较容易出问题;在加工过程中这是两个不同的工艺吧,可咨询下厂家的流程。

  10. 俱兴

    我了解了一下,电容与外壳完全没有接触的可能,贴片电容,0805封装,板子上比它高、大的器件多的是。电路板是固定在外壳上的,结构件相对较成熟了,应该不会有太大问题。显微照片我都贴出来了,dahu117你帮我看看是什么原因造成的裂纹。

  11. aries

    好像楼主就是看了还是不知道好吧。。。。
    楼上的回帖真逗

  12. dahu117

    是否是机械应力造成的,用显微镜看一下就知道啦!

  13. Jack315

    建议LZ考虑下列措施:
    (1)如果有完整的结构设计资料,可要求结构(机械)工程师帮助确定这颗电容与外壳之间是否有干涉,两者之间的空隙有多少。这颗电容高度比周边元器件的高度高,结构工程师有可能忽视了这个问题。
    (2)如果上述检查结果是有干涉,则必须改进设计:【电】将电容移到空间比较大的地方。或【机】改变外壳设计,使得电容周围有更大的空间。
    (3)如果上述检查结果是间隙比较小,可通过振动试验来进一步验证。如果结果不通过,则可以推测是运输过程中的冲击应力造成的,同样应考虑改进设计。否则要另外重新找原因。

    【注】:如果设计不合理,在运输过程中相邻元器件或部件会相互撞击从而导致元器件或部件失效。

    如果没有完整的结构设计资料,可检查外壳相应部位是否有撞击的痕迹,或直接考虑措施(3)。

    关于振动试验的要求,还请坛子里的高人出手。

    [[i]本帖最后由Jack315于2009-9-1610:54编辑[/i]]

  14. 俱兴

    从我参考的资料上看,各种不同原因造成的裂纹确实是有一定的形状和走向的,当然也不能一概而论。通过对比,没有发现和我发的这颗电容裂纹比较相似的原因。产品没有做过振动试验,但是电容是焊接在电路板上的,外面有外壳保护,我对振动不是很了解,Jack可以跟我说说运输中什么样的情况会对电路板上的电容造成冲击应力吗?!谢谢!装配中是否有问题确实值得怀疑,只是不明原因的情况下无从考证。

  15. Jack315

    LZ的意思是否是说,所有的裂纹都类似(包括形状、走向等)?如果是这样的话,可能是装配有干涉,或因空隙太小,在运输过程中受到了冲击应力–该产品有做过振动试验吗?

  16. 俱兴

    谢谢Jack315的关注。
    之前我的怀疑是在没有做出金相分析时的猜测,现在可以确定出现裂纹了,那么判断由于电击穿造成漏电的可能性就比较小了。现在,最主要是分析这个裂纹时怎么造成的。我在网上找了一些典型的MLCC电容断裂的资料和图片,都不太能对的上,而且这颗的裂纹还是这批失效电容中比较普遍的现象。所以想请大家一起看看,也许有人以前有过类似的经验。或者大家讨论分析一下,最可能的原因是什么。
    另外,受弯曲应力(flexcracking)造成的裂纹典型的应该是横向Y型或45度裂纹,受冲击应力(impactcracking)造成的裂纹大多在电容中部,而且也是横向居多。这些特性与这颗电容的纵向通透性裂纹不太相符。所以才拿不准究竟是什么原因造成的。

  17. Jack315

    [quote]原帖由[i]俱兴[/i]于2009-8-411:47发表[url=pid=55485&ptid=6757][/url]
    是0805封装的贴片瓷介质电容,靠近板边,有人怀疑是生产时开板子有机械应力使电容裂开了,另外我还怀疑应为表是去越南的,估计走的也是海路,有没有可能温度高、湿度大,导致银迁徙,造成耐压下降最后击穿!请教大侠…[/quote]

    看起来确实有点像机械应力导致的失效。如果这一点不能被排除的话,应检查生产、包装以及运输等各个环节,以确定遭受机械应力的原因。

    如果怀疑是电应力的话,可通过加大应力来验证下。

  18. 俱兴

    再发两个局部放大的。
    电容层局部放大5-侧光束.jpg
    电容层局部放大3-侧光束.jpg

  19. 俱兴

    好的,谢谢ADMIN。请大家帮我鉴定下,这种裂纹可能是什么原因造成的!谢谢!

  20. admin

    现在可以看到了,论坛允许GIFJPEGBMPPNG等格式图片,大小2M以下都是可以的。

    俱兴兄,可以编辑原不能显示的贴子,不过你新回贴,那我帮你删除掉那些不能显示图片的回贴了。

  21. 俱兴

    由于显微镜放大倍数最大也就能放到上图那么大,所以再细致的层面就看不清楚了。我之前在网上搜索了相关资料,了解到MLCC的裂纹造成的原因很多,有电容生产中本身烧结的原因,有温度剧烈变化造成的原因,有受弯曲应力(flexcracking)造成的,也有受冲击应力(impactcracking)造成的等等。各种原因造成的裂纹的形貌都不相同。对于我分析的这颗纵向裂开的,中部沿陶瓷烧结面,两侧又貌似斜45度裂开的长裂纹,不知各位老大对其造成裂纹的原因如何评判。希望大家多给我意见!谢谢!

  22. 俱兴

    整体和局部放大:
    电容层整体-侧光束.jpg

  23. 俱兴

    黑色为裂痕,光线原因造成是黑色的:
    电容层初见2.jpg

  24. 俱兴

    取下来后的失效电容显微照:
    DDSF86-NO.08006887-C120-3整体.jpg

  25. 俱兴

    附件试试
    失效MLCC在原板上位置图.JPG

  26. Jack315

    LZ是不是用了插入链接?那样的话就会看不见滴。用“上传附件”应该就可以了。

  27. 俱兴

    上传图片格式有限制还是跟网速有关系?怎么就是传不上去呢?

  28. Jack315

    不知为什么LZ的图看不到。回头再试一下。

  29. 俱兴

    经过近一个月的分析,现在将部分分析结果与大家交流,请教大侠们这颗电容的裂纹造成的原因。
    失效电容在电路板上:
    [img]file:///E:/工作/越南表电池漏电问题/失效MLCC在原板上位置图.JPG[/img]

  30. 俱兴

    是0805封装的贴片瓷介质电容,靠近板边,有人怀疑是生产时开板子有机械应力使电容裂开了,另外我还怀疑应为表是去越南的,估计走的也是海路,有没有可能温度高、湿度大,导致银迁徙,造成耐压下降最后击穿!请教大侠们用何种分析方法,哪些仪器,注意什么!谢谢!

  31. justinbk

    [quote]原帖由[i]俱兴[/i]于2009-7-2814:22发表[url=pid=54891&ptid=6757][/url]
    一款产品,发现有2%的电池有漏电现象。我们产品平时是工频供电的,只有在停电时才会使用备用电池。现在发现,发货没多久就有电池没电了。我们挨个测量,发现在电池和外部电源的输入口有个滤波用的电容短路了。现在想…[/quote]

    谐波导致击穿?你这个纹波难道会很高吗?用的是什么类型电容?

  32. admin

    相关贴子:[url]http://www.kekaoxing.com/club/thread-4313-1-1.html[/url]

    [url]http://www.kekaoxing.com/club/tag.php?name=%B5%E7%C8%DD[/url]

  33. Jack315

    用LCR测量仪。在网上搜一下,找个合适的。

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