ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｃａｎ ｂｅ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｆｏｕｒ ｐａｒｔｓ： ｗｅａｒｏｕｔ ｆａｉｌｕｒｅ， ｏｖｅｒｓｔｒｅｓｓ ｆａｉｌｕｒｅ， ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｄｅｆｅｃｔｓ ａｎｄ ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ｄｅｆｅｃｔｓ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉＳ ｏｆ ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｃｅｒａｍｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒｓ ａｎｄ ｔｈｅ １ｉｔｅｒａｔｕｒｅｓ ｒｅｐｏｒｔｅｄ ｈｏｍｅ ａｎｄ ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｆｏｒ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ， ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｃｅｒａｍｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒ ｉＳ ａｎａｌｙｚｅｄ ｆｉｒｓｔｌｙ． Ｔｈｅｎ， ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｋｉｎｄｓ ｏｆ ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｄｅｆｅｃｔｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｆｉｒｉｎｇ ｃｒａｃｋ， ｄｅｌａｍｉｎａｔｉｏｎ ａｎｄ ｖｏｉｄ， ａｓ ｗｅｌ１ ａｓ ｔｈｅ ｈａｎｄｉｎｇ ｃｒａｃｋｓ， ｔｈｅｒｍａｌ ｃｒａｃｋｓ， ｆｌｅｘ ｃｒａｃｋｓ ａｎｄ ｓｉｌｖｅｒ ｍｉｇｒａｔｉｏｎ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｅｘｔｒｉｎｓｉｃ ｓｔｒｅｓｓ ｉＳ ｄｉｓｅｕｓｓｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉ１． Ｆｉｎａｌｌｙ， ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅ ｍｅａｓｕｒｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆａｉｌｕｒｅ ａｒｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ＭＬＣＣ：ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ： ｆａｉｌｕｒｅ ａｎａｌｙｓｉＳ： ｍｉｃｒｏｃｏｓｍｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
相应 的微观 失效机理展开 了深入讨论 ，最后对上述 失效提 出了相应建议和预防措施 。
关键词 ：多层陶瓷 电容器 ；制造工 艺；失效分析；微观机理
中图分 类号 ：ＴＮ４０６
文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１００４—７２０４ （２０１６）０２～００２１—０５
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ Ｓｔｕｄｙ ｏｆ Ｍ ＬＣＣｓ
效 的原因可分为损 耗性失效 、过应力失效 、内部缺陷失效 以及外部缺 陷失效四类 。基于 日常失效分析工作 中遇到 的多
层 陶瓷 电容器 失效 问题 ，结合 国 内外文献 调研资料 ，首 先对 多层 陶瓷 电容器制造工 艺进行 了分析 ，然后 对烧结裂纹 、
分层 及空洞三种 内在缺 陷以及 使用过程 中外部应力 引起 的装配裂纹 、热应力裂纹 、弯 曲裂纹、银迁移等 失效模式及其
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｃｅｒａｍｉｃ ｃａｐａｃｉｔｏｒ （ＭＬＣＣ） ｗｉ１ｌ ｂｅ ｄｅｇｒａｄｅｄ ｏｒ ｂｅｃｏｍｅ ｔｏ ｆａｉｌｕｒｅ ｓｅｖｅｒｅｌｙ ｉｎ ｔｈｅ ａｃｔｕａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ， ＳＯ ｔｈｅ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｗｉｌｌ ｂｅ ｄｅｇｒａｄｅｄ ｔｏｏ． Ｔｈｅ ｃａｕｓｅ ｏｆ
引 言 电容器是 一种储 能元 件 ，是 电子设 备 中使 用最广 、 用 量 最 大 的 电子 元 件 ，其 产 量 约 占电 子 元 件 总量 的 ４０％，广泛 应用 于 隔直 、耦 合 、旁 路 、滤 波 、调谐 回 路 、能量转 换和控 制 电路等 方面 。其 中多层 陶瓷 电容器 （ＭＬＣＣ，Ｍｕｈｉｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃａｐａｃｉｔｏｒ）是 电容 家族 中最 为重要 的一员 ，是 当前最 为广泛使 用 的无 源器件之 一 ， ２００８年 ，陶瓷 电容器 在整个 电容 市场 中就 占据９０％的产 额和４０％的产值Ⅲ。因此 ，了解多 层陶 瓷电容器基 本制 造工艺 ，常见 的失效模 式和失 效机理 ，对于 电容器 的正
确使用 及失效 预防具有 重要 的意 义。本文基 于 日常失 效 分析工 作 中遇 到的多层 陶瓷 电容器失 效 问题 ，结合 国内 外 文献 调研 资料 ，对多层 陶瓷 电容器 制造工艺 、失效模 式及失 效机理深入 开展 了讨 论与分 析 ，对常 见失效提 出 了相应的改善方案和预 防措施 。
１ ＭＬＣＣＳＵ造 工 艺 商 用ＭＬＣＣ主要 采用 多层 共烧 技术 ，典 型结 构如 图 １所 示 ，它是一 个 由多层 平行 的 陶瓷介 电层堆 叠所形 成 的电容器 ，介 电层 的上下表 面形成 电容 器的两个 极性相
２１ ２０１６年０４月 ·环境技术

■ Ｅ ｄａｐｔａｂｉｌｉ Ｉ环境适应性和可靠性
多层 陶瓷 电容器应用 与可靠性研究
彭 浩 。，席善斌 ，裴 选 ，高兆丰 ，黄 杰 （１．中国 电子科技集 团公司第十三研 究所 ，石 家庄 ０５００５１； ２． 国家半导体器件质量监督检验 中心，石家庄 ０５００５１）
摘要 ：多层陶瓷 电容器 （ＭＬＣＣ）在 使用过程 中电参 数会发生 不同程度 的退 化甚至超差 失效，降低 了其可 靠性 。引起失
ＰＥＮＧ Ｈａｏ 一，ＸＩ Ｓｈａｎ—ｂｉｎ 一，ＰＥＩ Ｘｕａｎ ２ ＧＡＯ Ｚｈａｏ—ｆｅｎｇ 一，ＨＵＡＮＧ Ｊｉｅ ，。 （ｉ．Ｔｈｅ １３ｔｈ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＣＥＴＣ， Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００５１：
２． Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ Ｑｕａｌｉｔｙ ＳｕｐｅｒｖｉＳｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５００５１）