MLCC失效分析方法
MLCC失效分析方法 MLCC失效原因 在產(chǎn)品正常使用情況下,失效的根本原因是MLCC 外部或內(nèi)部存在如開裂、孔洞、分層等各種微觀缺陷。這些缺陷直接影響到MLCC產(chǎn)品的電性能、可靠性,給產(chǎn)品質(zhì)量帶來嚴重的隱患。 外部因素:裂紋 1.溫度沖擊裂紋(Thermal Crack) 主要由于器件在焊接特別是波峰焊時承受溫度沖擊所致,不當返修也是導(dǎo)致溫度沖擊裂紋的重要原因。 2. 機械應(yīng)力裂紋(Flex Crack) MLCC的特點是能夠承受較大的壓應(yīng)力,但抵抗彎曲能力比較差。器件組裝過程中任何可能產(chǎn)生彎曲變形的操作都可能導(dǎo)致器件開裂。常見應(yīng)力源有:貼片對中,工藝過程中電路板操作;流轉(zhuǎn)過程中的人、設(shè)備、重力等因素;通孔元器件插入;電路測試、單板分割;電路板安裝;電路板定位鉚接;螺絲安裝等。該類裂紋一般起源于器件上下金屬化端,沿45℃角向器件內(nèi)部擴展。該類缺陷也是實際發(fā)生最多的一種類型缺陷。 內(nèi)部因素:空洞、裂紋、分層 1.陶瓷介質(zhì)內(nèi)空洞 (Voids) 導(dǎo)致空洞產(chǎn)生的主要因素為陶瓷粉料內(nèi)的有機或無機污染,燒結(jié)過程控制不當?shù)。空洞的產(chǎn)生極易導(dǎo)致漏電,而漏電又導(dǎo)致器件內(nèi)部局部發(fā)熱,進一步降低陶瓷介質(zhì)的絕緣性能從而導(dǎo)致漏電增加。該過程循環(huán)發(fā)生,不斷惡化,嚴重時導(dǎo)致多層陶瓷電容器開裂、爆炸,甚至燃燒等嚴重后果。 2.燒結(jié)裂紋 (Firing Crack) 燒結(jié)裂紋常起源于一端電極,沿垂直方向擴展。主要原因與燒結(jié)過程中的冷卻速度有關(guān),裂紋和危害與空洞相仿。 3.分層 (Delamination) 多層陶瓷電容器(MLCC)的燒結(jié)為多層材料堆疊共燒。燒結(jié)溫度可以高達1000℃以上。層間結(jié)合力不強,燒結(jié)過程中內(nèi)部污染物揮發(fā),燒結(jié)工藝控制不當都可能導(dǎo)致分層的發(fā)生。分層和空洞、裂紋的危害相仿,為重要的多層陶瓷電容器內(nèi)在缺陷。 芯片開封實驗室介紹,能夠依據(jù)國際、國內(nèi)和行業(yè)標準實施檢測工作,開展從底層芯片到實際產(chǎn)品,從物理到邏輯全面的檢測工作,提供芯片預(yù)處理、側(cè)信道攻擊、光攻擊、侵入式攻擊、環(huán)境、電壓毛刺攻擊、電磁注入、放射線注入、物理安全、邏輯安全、功能、兼容性和多點激光注入等安全檢測服務(wù),同時可開展模擬重現(xiàn)智能產(chǎn)品失效的現(xiàn)象,找出失效原因的失效分析檢測服務(wù),主要包括點針工作站(Probe Station)、反應(yīng)離子刻蝕(RIE)、微漏電偵測系統(tǒng)(EMMI)、X-Ray檢測,缺陷切割觀察系統(tǒng)(FIB系統(tǒng))等檢測試驗。實現(xiàn)對智能產(chǎn)品質(zhì)量的評估及分析,為智能裝備產(chǎn)品的芯片、嵌入式軟件以及應(yīng)用提供質(zhì)量保證。 失效分析實驗室 趙工 座機010-82825511-728 手機13488683602 微信a360843328 [email=郵箱zhaojh@kw.beijing.gov.cn]郵箱zhaojh@kw.beijing.gov.cn[/email] 對于外部缺陷,通常采用顯微鏡下人工目測法或自動外觀分選設(shè)備。而內(nèi)部微小缺陷一直是MLCC檢測的難點之一,它嚴重影響到產(chǎn)品的可靠性,卻又難以發(fā)現(xiàn)。超聲波探傷方法能夠更精確地檢測出MLCC內(nèi)部的缺陷,從而分選出不良品,提高MLCC的擊穿電壓與高壓可靠性。 關(guān)于超聲波探傷儀 利用超聲波的穿透與反射(表面波和底波)的特性來檢測物體中的缺陷。采用超聲波探傷儀能準確地找出有缺陷的MLCC 產(chǎn)內(nèi)部微缺陷,并且能夠確定缺陷的位置,進一步的磨片分析,對于發(fā)現(xiàn)有內(nèi)部缺陷的產(chǎn)品則采用整批報廢處理,表明了超聲波探傷方法在MLCC內(nèi)部缺陷的檢測、判定上的有效性與可靠性。 正常樣品:樣品掃描照片整體顏色為綠黃色,表示樣品本體顯示正常。部分樣品邊緣出現(xiàn)紅藍色,是由于樣品邊緣表面高度不均勻造成,屬于正,F(xiàn)象。 異常樣品:樣品本體顏色會出現(xiàn)紅藍色,則會再次對可疑樣品進行掃描確認。 (超聲波掃描后的樣品成像如圖) 元器件及IC產(chǎn)品失效分析 不止MLCC失效分析,專業(yè)實驗室還可以對其他電子元器件及IC產(chǎn)品進行失效分析。檢測創(chuàng)新中心強大的電子元器件驗證應(yīng)用數(shù)據(jù)庫、產(chǎn)品生產(chǎn)制造支持以及世界一流大廠原廠技術(shù)支持等諸多優(yōu)勢,為您提供專業(yè)的電子元器件分析和驗證支持服務(wù)。 失效分析對產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用都具有重要的意義,通過分析工藝廢次品、早期失效、試驗失效、中試失效以及現(xiàn)場失效的樣品,確認失效模式、分析失效機理,明確失效原因,最終給出預(yù)防對策,減少或避免失效的再次發(fā)生。 常見的IC失效模式 失效模式:靜電損傷、金屬電遷移、芯片粘結(jié)失效、過電應(yīng)力損失、金屬疲勞、熱應(yīng)力、電遷移失效、物理損傷失效、塑料封裝失效、引線鍵合失效 |