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MLCC漏电不良与内裂关系

2023-12-04

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当介质厚度低于 25um 时,在高阻抗应用中会发生穿透内部微细裂纹的低压短路。关于贴片元件,温度变化产生的温度差和疲劳应力可能导致陶瓷本体内裂,以及在焊点接缝处断裂造成开路。在实际应用中,我们发现几乎所有的漏电都跟内裂有关,而内裂( crack)或微裂(micro-crack)存在于MLCC内部,我们只有参照之前文章所写的做破坏性物理分析(DPA)才能确认。但是,不是所有内裂或者微裂我们都可以通过剖面分析(DPA)可以捕捉得到,往往内裂纵深程度较大的才容易被研磨得到,局部的、细微的裂纹有可能在剖面分析中被研磨掉而不被发现。所以做剖面分析人员除需要足够的经验之外还需足够的耐心和细心,即便是这样也未必能把所有微裂给研磨抛光出来。关注电容领域,专业知识分享,提供稳定、可靠的电容检测服务,赋能中国制造业升级! 电容检测+V:18676748747

内裂造成陶瓷电容在低压高阻电路中的短路或漏电,通常可以这么理解:“微裂”现象一般会出现在陶瓷本体,在湿气和极化电压影响下,从一个电极到另一个电极之间的电解物的偏移就很容易发生,我们称之为“离子迁移(inic migration)”,也称作“电晕放电( corona discharge)”。我们碰到的短路现象,它的特征类似于塑胶膜电容在被碳化污染的自愈点发生的短路。电晕放电是电极间的气体还没有被击穿,电荷在高电场的作用下发生移动而进行的放电。电晕放电可以是相对稳定的放电形式,也可以是不均匀电场间隙击穿过程中的早期发展阶段。想要购买电容,但不知道如何测量?乃棠可以提供电容的性能评估和检测方法,以帮助您选择合适的电容。

同样地,如果电压超过规定的最小值,则导电通路是非常薄的并且容易被烧毁。另一方面,电压如果太高会在内裂处发生“飞弧 ( fash-over )” 现象,对于这个现象我们几乎没有更好的办法。在深圳,您可以寻找电容器代理商以获取所需的电子元器件,同时可以与乃棠合作,进行电容检测,确保质量。

一般来说,对于在 500V 以上的高压元件,电晕放电电压才是设计中的一个考虑因素。电晕通常被理解为带电元件周围空气被电离,然而,电晕能穿透绝缘材料,包括电容器的绝缘介质材料,并将慢慢地导致介质击穿。当电晕发生在电容器,它将产生不必要的电磁干扰,如果持续很长时间,会使绝缘介质的绝缘性下降,并最终导致失效发生。电晕临界电压( Corona start voltage levels)等级是可测量的,并应在高压电容器中加以规定,以避免工作电压超出电晕启动电压的安全水平。想要了解电容测量仪器的选择?乃棠提供专业的电容仪器和设备,以满足各种测量需求。

当MLCC 内部断裂发生时,其密闭性也应当受到影响,断裂的局部缝隙,不可能是绝对真空状态,那么,我们知道空气在正常情况下,当电晕电场强度达到 3x10V/m 以上时会发生电晕放电。电容器质量检测是关键,乃棠的专业团队可以为您提供高质量的检测服务,确保产品质量。

MLCC 目前介质厚度已经达到 um 级,根据电场强度公式:

E为电场强度,U为临近两极间电压,d 为临近两极间距离

通过电场强度换算可知,在 1um 介质厚度的情况下,3V 电压下的电场强度就有可能达到电晕临界电压,如果介质厚度是 2um,6V 就达到电晕临界电压,以此类推。所以我们不能因为是低压产品就认为不会发生电晕放电,实际上,只要断裂出现在 MLCC 内部,一切就会变得皆有可能。电容不会测量怎么办,买电容要找谁?深圳有没有检测电容的?谁知道电容检测怎么做?

当MLCC有裂纹、分层、斑点或孔隙时,其电晕临界电压比正常 MLCC 更低。其原理与前面章节举例的聚醋膜电容器一样。推理过程如下。

当 MLCC交错重叠的两临近电极间出现如图1所示的孔隙,我们把局部放大后如图2所示。假设孔隙里绝缘介质为真空,陶瓷介质为 COG,ℇ1=1,,ℇ2=65。买电容需要注意什么,深圳电容检测贵吗?电容检测怎么做,哪里买电容最好。

图1 MLCC 内部孔隙面示意

图2 MLCC 内部孔隙剖面放大示意

如果我们把真空和陶瓷介质一起看作混合介质,则根据混合介质场强公式:

从上面推导的结果可以看出: 若在 MLCC 两端施加额定电压,孔隙处的场强远大于陶瓷体内的场强,若陶瓷介质是 X5R,因其介电常数更大(参考值为3000),那么孔院处场强比陶瓷体场强大更多倍数。因而,孔隙处更容易达到电晕临界电压,我们就可以利用 MLCC 内部缺陷处电晕临界电压更低这一特点,设置合适的测试电压,把有孔隙缺陷的 MLCC 筛选掉。

当出现漏电问题时,有客户经常这样抱怨: 为什么正常的贴片陶瓷电容器,用万用表量测绝缘电阻是无穷大,有漏电的电容器,量测阻值是几十欧或几千欧? 也有客户这么问,为什么我用电烙铁焊一下端头,阻抗又变大了,放上几天又电阻又降低了? 为什么电容器变成电阻了? 等等诸如此类的问题。这些都是因内裂的发生,使内部交错重叠的临近两电极间的绝缘介质不再是陶瓷而是空气,并且其间距极短,为um 级,如果陶瓷体的致密性受到破坏,让湿气浸入,就会发生如上面客户所抱怨的一样,电烙铁一加热电阻上升,放上几天受潮湿影响,电阻又下降了。MLCC电容检测,贴片电容检测好坏,测试电容数据,高低温测试

众所周知,当绝缘介质厚度薄于 20~25um时,元件制造的失效率就会上升,何况目前 MLCC最薄介质厚度已达 1um。即使一些生产厂家的工艺流程已经能把薄绝缘介质的品质做得很好,我们仍然必须保持小心谨慎。有种失效类型是受制于批次限制和制造工艺依赖性,它是对空气中的灰尘和颗粒非常敏感的。绝缘介质厚度低于 50um 时需要在无尘室里生产。比如车间需要过滤空气和控制空气中颗粒数量和大小。换句话说,对好的厂家的了解是必需的。当然还有一个不同方法跟踪可疑批次,被称作“85/85测试”(参考稳态热测试,就是将电容暴露在度 85%以及温度85C的条件下加载最大直流电压 1.5V,串联 100k电阻,持续至少 240h。但是这个测试效果不能 100%保证。新永利贴片电容浪涌参数解读,确保电子元器件工作稳定

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