貼片電容引起耐壓不良的原因有哪些？

1. 電性篩選條件不合理引起耐壓不良
耐電壓是貼片電容四大電性之一，出廠前100%進行篩選。實際上，貼片電容廠家并不是按照規(guī)格書上所規(guī)定的測試條件進行測試的。大家可以留意到貼片電容規(guī)格書上建議的耐壓測試時間是1~5s。目前，用于篩選四大電性的自動篩選機最多有8軌。按此計算，一臺篩選機最快每秒能測試8顆貼片電容，這個速度是貼片電容廠家無法接受的。所以，它們的測試時間通常是ms級的。其實，貼片電容耐壓測試可以理解為：在擊穿電壓以下，利用初始電暈電壓剔除瑕疵品，所以它的測試電壓比規(guī)格書規(guī)定的耐壓略高才是合理設(shè)置，而測試時間可能會短些。在貼片電容廠家耐壓測試工序里耐壓通常簡稱“FL”，其實大概是“flashover”的縮寫?！癴lashover”就是電暈跳火現(xiàn)象。針對同一個批次的貼片電容來說，它的耐壓是由陶瓷粉末配方、燒結(jié)工藝以及設(shè)計的陶瓷介質(zhì)厚度決定的，是不應(yīng)該依靠篩選的，篩選的功能是剔除極少瑕疵品。如果貼片電容廠家的“FL”測試條件設(shè)計不合理，就有可能無法剔除掉極少數(shù)瑕疵品，造成不良品流入客戶，這些“瑕疵缺陷”通常就是燒結(jié)過程中形成的微裂或孔隙。最糟糕的情況是：在貼片電容廠家電性篩選完成后，貼片電容內(nèi)部的殘留應(yīng)力慢慢釋放出來并產(chǎn)生裂紋。這一點跟前面介紹的貼片電容漏電不良情況一樣。

2. 貼片電容接近設(shè)計極限的可靠性被降低
我們常說貼片電容就像IC一樣遵循摩爾定律，正在向小型化方向發(fā)展，或者在尺寸和電壓一定的條件下，向高容量方向發(fā)展，這是工藝的進步所致，這并沒有錯。但是，某些正在挑戰(zhàn)設(shè)計極限的新規(guī)格，其可靠性是要打折扣的。接近設(shè)計極限的規(guī)格，貼片電容廠家通常會對部分測試條件放低要求，出現(xiàn)所謂的“降額”或“降規(guī)”不是沒有原因的。如果不是必須，建議盡量不要選用靠近設(shè)計極限的規(guī)格，如果實在為了前沿的領(lǐng)先產(chǎn)品必須用到設(shè)計極限規(guī)格，也請做充分的可靠性評估分析。我們查詢到0603(1608)XSR 6.3V最大容量目前可以做到47uF,見表1。
表1 貼片電容各尺寸規(guī)格的容值和電壓設(shè)計范圍
另外，接近設(shè)計極限的產(chǎn)品在制程中也是挑戰(zhàn)工藝難度大,產(chǎn)品容易出現(xiàn)內(nèi)部缺陷，特別是出現(xiàn)那些不容易剔除的缺陷更是個潛在風(fēng)險.因此建議:假設(shè)某規(guī)格接近設(shè)計極限的容量為C,我們需要選擇不超過0.8C以下規(guī)格舉例說明如下：例如0603(1608)-X5R、6.3V 這個條件我們應(yīng)選擇 22uF(226)以下容值規(guī)格 大于 22uF 的需求向大一級尺寸去選用比如0805 。

3. 貼片電容耐壓不良判定方法
當(dāng)懷疑貼片電容內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在缺陷造成耐壓不足時僅僅通過耐壓測試可能發(fā)現(xiàn)不了問題.修正后的內(nèi)容如下：可能需要進行兩個破壞性測試和一個加速壽命測試來評估其可靠性.破壞性測試包括擊穿電壓測試和剖面分析(DPA).擊穿電壓測試是為了初步評估額定電壓規(guī)格的正確性。例如，有兩個額定電壓不同的貼片電容，其余規(guī)格參數(shù)均相同它們有一個是25V、耐壓是40V和一個參數(shù) 是16V、耐壓是62.5V。擊穿電壓為額定電壓的8倍分別是128V和200V。我們發(fā)現(xiàn)16V規(guī)格的耐壓標準是40V如果用25V規(guī)格的耐壓標準(62.5V)去測試也沒有問題因為測試沒有超過它的擊穿電壓標準128V總之用25V的耐壓條件去測16V也是符合標準的因此采用擊穿電壓測試可以分辨差異另一個破壞性測試是剖面分析(DPA)它用于查看貼片電容內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否存在缺陷加速壽命測試的話，要把東西放到高溫高壓的環(huán)境里面，這樣就會讓產(chǎn)品更早的失效。然后可以通過剖面分析找出來問題的原因。雖然貼片電容看起來形狀和大小還有容值都不一樣，但其實它們的制造材料和工藝都差不太多，所以可以把它們當(dāng)成是結(jié)構(gòu)上相似的東西。雖然這個測試聽起來復(fù)雜，但只要做了并且考慮了不良率，如果耐壓測試的結(jié)果都符合標準的話，那就可以相信測試結(jié)果了。接下來就應(yīng)該從使用方面去找為什么耐壓不良了。雖然在一些廠家里面，擊穿電壓測試和加速壽命測試已經(jīng)成了例行測試，但并沒有成為行業(yè)標準，所以在IEC標準里面沒有這兩項。貼片電容的用戶可以在規(guī)格承認的時候提出要求，或者在有問題的時候，把它們當(dāng)成一種分析方法提出來。