MLCC电容物理应力导致击穿问题案例.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑MLCC电容物理应力导致击穿问题案例 典型的MLCC电容外应力导致失效的诱因. MLCC电容应力失效跟踪报告 一、 现象 ......................................................................................................................................... 1 二、 问题定义 ................................................................................................................................. 1 三、 信息收集、跟踪与分析 ......................................................................................................... 1 四、 结论 ......................................................................................................................................... 2 五、 改善建议 ................................................................................................................................. 2 一、 现象 2022年5月24日首次接板卡调试段通知，GPS G03H V1.0主板在举行48V高压测试时，展现批量C27/C39电容烧毁的现象。

进一步跟踪察觉，后续G03H系列产品各批次都存在这个问题，失效率时高时低，在2%～5%左右浮动结果一次生产1000台G03H-T V2.1主板，展现16块C27烧，不良率1.60%；13块C39烧，不良率1.30% 根据操作员供给的现场描述，主板经过12V上电，工作正常，各测试点电压正常然后切换到48V供电，在上电时C27/C39展现电火花，立刻下电后察觉电容已烧毁48V上电时间一般在1秒左右 二、 问题定义 涉及该问题的主板包括：G03H V1.0，G03H-T V1.0，G03H V2.0，G03H-T V2.0 展现该问题的环境：板卡调试段，48V高压测试，在主板电源输入端供给48V电压 展现失效的器件：电容C27与C39 三、 信息收集、跟踪与分析 1. 问题共性：G03H各系列主板差异很小，烧毁电容所属的电路环境完全一致同时，C27 与C39使用同一种物料，并联在同一级电路上，在PCB板上也是并列排放；同一批次中，同时存在C27烧和C39烧的问题根据以上信息，根本可以认定属于同一种问题 2. 根据生产记录显示，自2022年10月G03H V1.0首量后，各月均有数百至数千的产量， C27 与C37不良率之和一向保持较低水平，多个月份失效率为0%。

在2022年5月底之后，该问题的失效率突然提高至2%以上查看5月收到的设计变更通知中，没有G03H相关的工程从数据上看，经过了数个月的生产与测试检验，C27、C39的稳当性，以及工装 典型的MLCC电容外应力导致失效的诱因. 3. C27与C39是104贴片陶瓷电容，耐压为50V，作为滤波电容使用48V上电时，实测电 容两端波峰最高不超过46V，稳定在36V，下电时不会造成更高的电压冲击因此电压设计是符合要求的 4. 将坏板上的C27、C39电容取下，手工焊上新领的同种物料，举行48V开关机测验，重复 50次，问题不复现持续持续48V供电半小时，问题不复现根本可以摈弃由于主板上其他器件不良导致C27/C39烧毁的可能性 5. 对经过12V测试的主板举行筛选，筛选后的主板再举行48V测试筛选的方案是使用小 型显微镜查看电容上外观筛选后未察觉奇怪，但随后的高压测试中仍有烧毁的处境概括分析参见本文结尾附录 6. 对展现问题的主板，拆下烧毁电容（c29或c37）之外的另一个电容，绝大多数都展现外 部金属电极与陶瓷介质剥离的现象，但是在拆下之前外观无奇怪和修理确认，该现象从5月底开头一向存在。

当一个电容烧毁时，导致或者是同时展现另一个电容裂开的可能性很低因此理应是在烧毁之前电容就已经开裂较为合理的解释是，两个电容事先展现开裂，导致耐压系数降低，在12V时可以工作，但是高压测试时一个电容先被击穿 7. 为了确认在哪一道工序展现奇怪，申请安置了200台的任务，在生产的各段设置了全检 测试工程，举行线上全程跟踪把关在跟踪检测时未察觉任何电容奇怪目前这200台主板已经全部通过高压测试，没有展现一例C27/C39烧的处境这批任务与结果的1000台的物料清单一致 四、 结论 从线上跟踪的结果来看，200台主板中没有一例电容烧毁，说明该问题不是由于产品设计或是工装方案导致，暂时无法确认电容奇怪是从哪一道工序开头展现 五、 改善建议 为了制止在后续生产中再次展现C27、C39电容烧毁问题，整理了一些建议，请各部门评估可行性 1. 已经抉择后续采用更高耐压值的电容请考虑更改PCB布局，尽量裁减板边的陶瓷 电容假设无法移开，应将电容的方向与板边保持平行 典型的MLCC电容外应力导致失效的诱因. 2. G03H的PCB板两边是邮票口，目前使用斜口钳掰板需要制作分板工装，使用分板 机自动分板。

3. 在GPS/GSM/CDMA天线头处包上醋酸胶带或橡胶套，举行绝缘养护 4. 确保生产过程中的温升速度在合理范围内，制止快速的升温/降温对器件造成影响 附录——G03H故障板烧电容C27及C39现象分析（新） 针对SG2000-G03H(G600)V1.0故障板烧电容C27及C39现象初步分析： 1．经询调试板状态上电过程烧毁C27（104/50V 1206）或C39（104/50V 1206）（多层、积层、叠层）片式陶瓷电容器，不存在上电时间长短或12VDC与48VDC切换状态损坏特性 典型的MLCC电容外应力导致失效的诱因. 图一：故障点局部电路 借用12块烧电容故障板及正常板2块做比较试验用简易放大镜约30X从物理外观查看故障板(板号F51100026/019/025/068/086/228/229/230/129/130在C27、C39中间处都有裂痕(非烧黑处),其中两块058/232烧的对比严重无法查看 典型的MLCC电容外应力导致失效的诱因. 图二 C27电容红圈处断裂 典型的MLCC电容外应力导致失效的诱因. 图三 C39电容断裂处（红圈处）， 典型的MLCC电容外应力导致失效的诱因. 图四：C39边缘处烧焦（红圈处）。

而正常F51020780/488两块板电容无裂痕经查询比较两种传票号板电容物料有存在两种物料混用的处境,C27/C39旧物料CM0150M073(拆下测量厚实测0.76)和新领物料CM0050M028（厚实测0.74） 2．以上结论再进一步从电路上做破坏性试验来验证是外力导致还是本身电路或器件引起的烧毁 电路试验测试：领新物料电容（料号CM0050M028）换上G03板上开关机供电冲击50次，在外电50V供电处境下电容并没有展现奇怪，实测电源经过前级后到C27和C39端电压就37.3V－37.5V左右，不存在电流冲击损坏的处境 在后续查看跟踪中察觉同块板烧掉一个电容时，而另一个电容外观完好用烙铁轻轻焊下就已经在端头断裂处境，连续几块板都是如此状况附断裂电容图： 典型的MLCC电容外应力导致失效的诱因. 图五（电容无烧毁痕迹金属电极与陶瓷介质剥离） 图六 图七 并附上G01H电容烧毁现象引用参考：针对现场的测试工装、电源等举行了比测，未察觉异 常，对库里电容抽100个举行耐压测试正常，但与现场FA技术人员等随机抽20多块板察觉有三块板C44电容上有裂纹，各带走一块故障板，带回的故障板电容破碎处境见下图 典型的MLCC电容外应力导致失效的诱因. 对破碎的电容举行上电耐压测试，12V起步/1V为单位步进上电，当电压到31V时，上电电容即冒火花烧毁！即，电容是为“过压”烧，但前因是电容因受机械应力导致参数下降（50V的耐压下降到31V）。

后续隐患存在及个人建议：是不是有好多产品是在电容开裂的处境下出货，而这些产品大多数并不是工作在12VDC以上工作环境，说明上看起来工作是“很”正常 附上烧毁后电容图如下： 3．破坏测试： 领PCB空板8拼1块焊上电容做掰板动作，也没有展现电容裂痕处境，由于今天产线没有排场SG2000-G03H(G600)生产，无法从制程上追溯故障产生理由 （在6月23号安置200套生产，各段除正常生产调试外，额外设置了针对C27/C39两 典型的MLCC电容外应力导致失效的诱因. 端加强36VDC全检测试工程，测试举行线上全程跟踪把关，并没有展现烧电容现象基于以上现象分析从稳当性角度说，是属于机械应力或热冲击失效后导致烧毁，不成能由电路性能上引起烧毁器件 后续建议：对G03H电容C27 C39改用不同规格封装来制止展现由于CM0050M028厚度较薄导致物理应力损伤，也可考虑更改PCB布局来变更C27 C39放置方向制止生产过程导致电容损伤 测验分析 2022年 — 8 —。