MLCC電容燒損失效分析

馬達產品在客戶端運行一段時間后，發生功能失效。經過初步檢測，判斷該問題是組件中的MLCC電容發生失效導致的。

電容有明顯開裂現象，但電容表面整體未見燒損碳化痕跡。

經過邊研磨邊觀察的方式分析得出，在電容電極兩端均檢出有約45°的裂紋。同時，在PCB層有燒損與碳化的現象。并且電容內部電極之間有打火燒損異常。

研磨斷面1圖示

電容研磨至陶瓷層剛去掉的位置時觀察，燒損主要集中于PCB的PAD位置，電容面未見明顯燒灼異常，電容兩端有明顯的約45°裂紋異常。

研磨斷面2圖示

電容研磨至約1/3位置時觀察， PCB燒黑碳化、分層，電容面未見明顯燒灼異常，電容兩端有明顯的約45°裂紋異常，且呈現碎裂狀態。

研磨斷面3圖示

電容研磨至約1/2位置時觀察， PCB燒黑碳化、分層，電容面有明顯開裂，燒損區域，電容兩端有明顯的約45°裂紋異常，且呈現碎裂狀態。

根據電容斷面燒損區域局部圖顯示，說明層間發生了短路異常。

根據燒損區域SEM分析圖顯示，說明異常位置存在開裂狀態。

• 電容失效特征：

①電容端電極位置從外向內貫穿性45°裂紋，且裂紋延伸至內電極層；

②電容內部燒損位置，有貫穿性裂紋；

③PCB基材位置受到了高熱影響，發生燒損、碳化、分層，電容沒有比較嚴重的爆裂及燒灼點。

• 失效原因分析：

①電容端電極45°裂紋，是典型的應力裂紋。且該裂紋從外向內貫穿，電容燒損點呈現非聚集性、非點擴散性特征。因此，判斷該電容先前已有裂紋產生。

②裂紋在后續的過程中延展、貫穿，導致內部電極層錯位短路，形成電阻效應，產生高熱，使PCB基材高溫碳化、分層。

③電容內部在電流作用下發生燒損，造成內部電極片層產生裂紋及燒損點。

3.2改善建議

針對電容失效機理的分析，電容應力裂紋可能是失效的根本原因。因此，建議對電容可能受到的應力進行工藝分析（應力測試），包含PCB分割、組裝等。

MLCC電容燒損失效是一種綜合性因素導致的結果，需要從發生本質上，結合MLCC電容結構特征，進行綜合性的分析。本文借用電容燒損一案，通過電容斷面的失效特征分析，判斷失效機理，為大家提供一種可以借鑒的分析思路和方法。

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