MLCC微漏电失效分析

2016-02-23  浏览量:1229

1.案件背景介绍

本案例中的样品为BaTiO3陶瓷电容(MLCC),IV测试过程中出现微漏电现象,如图1所示。

 

失效分析

图1 失效样品IV曲线

 

2.分析方法简述

对失效样品进行显微红外热成像,观察发现样品出现如图2所示的热点;从如图3所示的X、Y方向对样品进行逐步的剖面观察,得益于MLCC的特殊结构,使用探针和显微红外热成像相结合的方法可以很容易定位并找到失效点;对微漏电较为明显的失效点进行SEM观察,发现有细微裂纹存在于MLCC的介质层;受检出限限制,SEM难于观察到微漏电很微弱样品的失效点,采用STEM/EDS对漏电很微弱的样品失效点进行观察分析,结果显示失效点位置BaTiO3粒子间存在杂质(包含Pb、Bi、Nb、Ag和Br)。资料(H. Kihsi, Y. Mizuno and H. Chazono, “BaseMetal Electrode Ceramic Capacitors: Past, Present and Future Perspectives”, AAPPS BulletinVol. 14, No.2, April 2004 pp2-16)显示,BaTiO3混入杂质会表现半导体特性,失效点位置出现的不同电子衍射图谱在一定程度上证实了这个现象的存在。

 

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图2 显微红外图片 图3 剖面方向示意
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图4 失效点定位
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图5 失效点SEM图片
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图6 失效点位置不同电子衍射图谱

 

3.结论

样品陶瓷电容出现微漏电失效机理是介质层出现裂纹,介质层材料BaTiO3粒子间混入杂质粒子,其绝缘性能降低。考虑到该电容在使用前已通过相关测试,杂质粒子极有可能是受电容使用过程中的电场和高温环境影响而引入的。

 

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