電容是電子設(shè)備中主要基礎(chǔ)元件之一，它廣泛用于電視機、收音機、手機、電子儀器等設(shè)備中，用作儲能和傳遞信息，但在使用當(dāng)中它也會由于一些內(nèi)外在因素而失效。電容在各種應(yīng)力作用下其材料發(fā)生物理和化學(xué)變化，導(dǎo)致電參數(shù)變劣而*后失效，可分為電應(yīng)力（電流、電壓）和環(huán)境應(yīng)力（濕度、溫度、氣壓、振動和沖擊等）兩種，下面就電容的失效和可靠性作一簡單分析。

一、電容的主要參數(shù)

電容的主要參數(shù)有：標(biāo)稱電容量與允許偏差、額定工作電壓、介電強度、損耗、絕緣電阻、電容溫度系數(shù)等。

1、標(biāo)稱電容量與允許偏差 電容標(biāo)明的電容量稱為標(biāo)稱電容量，電容允許偏差的定義是允許容量偏差與標(biāo)稱容量的比值，一般用百分?jǐn)?shù)表示。

2、額定工作電壓 在允許的環(huán)境條件下，在規(guī)定的工作壽命期間，可以連續(xù)加在電容上的*大直流電壓或交流電壓的有效值稱為電容的額定工作電壓。額定工作電壓是電容在規(guī)定期限內(nèi)，規(guī)定條件下能夠可靠工作的電壓。工作條件或工作期限超過規(guī)定范圍時，電容的工作電壓必須隨之而產(chǎn)生相應(yīng)的變化，否則將會影響電容的工作可靠性。

3、介電強度 電容承受一定大小的電場強度（或電壓）而不致被擊穿的能力稱為介電強度，一般通過耐壓試驗加以考核。通過耐壓試驗，可以快速剔除存在隱患的電容，保證成品電容在使用壽命期間工作的可靠性。

4、損耗 電場作用下單位時間內(nèi)電容因發(fā)熱而消耗的能量稱為電容的損耗。直流電場作用下主要表現(xiàn)為介質(zhì)的漏導(dǎo)損耗，交流電場作用下除漏導(dǎo)損耗外，還有介質(zhì)的*化損耗。此外，還必須計入電容金屬部分（包括接觸電阻）引起的損耗。通常用損耗角正切表示電容的損耗特性。

5、絕緣性能 表征電容絕緣性能的參數(shù)有：絕緣電阻、時間常數(shù)和漏電流。電容上所加的直流電壓與所產(chǎn)生的漏電流的比值稱為絕緣電阻。絕緣電阻這種絕緣性指標(biāo)一般適用于電容量不大于0.1uF的有機電容以及所有有機電容。時間常數(shù)是絕緣電阻與電容量的乘積，它僅取決于介質(zhì)本身性質(zhì)，而與電容的幾何尺寸無關(guān)。時間常數(shù)一般適用于電容量大于 0.1uF的有機介質(zhì)電容的絕緣性能指標(biāo)。對于電解電容，由于其金屬化膜介質(zhì)存在很多缺陷，無法采用材料特性表征電容絕緣特性，故直接應(yīng)用漏電流評價電解電容的絕緣性。

6、溫度系數(shù) 電容溫度變化一度時的電容量變化百分率稱為溫度系數(shù)。電容的溫度系數(shù)大小跟介質(zhì)材料的溫度特性與電容的結(jié)構(gòu)工藝有關(guān)。電容溫度系數(shù)應(yīng)盡可能接近零值。

二、陶瓷電容的失效模式及失效機理

1、電容常見的失效模式有：短路、開路、參數(shù)（包括電容量、損耗、漏電流等）飄移等。

2、電容常見的失效機理包括：來料本身的缺陷、外加電壓過高、電壓瞬態(tài)變化、浪涌電流、功率耗散過大、熱應(yīng)力、機械應(yīng)力、污染等。

三、陶瓷電容的失效機理

多層陶瓷電容本身的可靠性較高，可以長時間穩(wěn)定使用。但如果器件本身存在缺陷或在組裝過程引入缺陷，則會對其可靠性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。陶瓷電容常見的失效機理主要有以下幾種：

1、來料本身的缺陷

a）陶瓷介質(zhì)內(nèi)空洞

介質(zhì)內(nèi)的空洞容易導(dǎo)致漏電，介電強度降低。漏電容易導(dǎo)致電容內(nèi)局部過熱， 由于熱電的正反饋，進(jìn)一步降低陶瓷介質(zhì)的絕緣性能，導(dǎo)致電容該位置的漏電增加。該過程循環(huán)發(fā)生，不斷惡化，輕則導(dǎo)致電容的參數(shù)飄移（絕緣電阻減小、損耗增大等），重則導(dǎo)致電容介質(zhì)擊穿，從而使電容兩端電流過大，可能產(chǎn)生爆炸甚至燃燒等過熱燒毀的嚴(yán)重后果。陶瓷介質(zhì)內(nèi)空洞。

分析結(jié)論：陶瓷貼片電容失效原因是由于電容本身存在缺陷，在*板間存在許多空洞，從而引起漏電流增大，耐電壓降低，進(jìn)而導(dǎo)致電容兩端電壓大幅度下降。

b）分層

多層陶瓷電容的燒結(jié)為多層材料堆疊共燒，燒結(jié)溫度可高達(dá) 1000℃以上， 燒結(jié)工藝的不良容易導(dǎo)致分層的發(fā)生，分層和空洞、裂紋的危害相似，都是多層陶瓷電容重要的內(nèi)在缺陷。

分析結(jié)論：內(nèi)電*之間有分層，可能與陶瓷燒結(jié)工藝不良有關(guān)。

2、溫度沖擊及機械應(yīng)力產(chǎn)生的裂紋

溫度沖擊主要是發(fā)生在電容焊接過程中，不當(dāng)?shù)姆敌抟彩菍?dǎo)致溫度沖擊裂紋的重要產(chǎn)生原因。多層陶瓷電容的特點是能夠承受較大的壓應(yīng)力，但抵抗彎曲能力較差。電容在組裝過程中任何可能產(chǎn)生彎曲變形的操作都可能導(dǎo)致電容開裂。常見的應(yīng)力源有：陶瓷電容與印刷電路板材料之間的膨脹系數(shù)不同，印刷電路板的機械彎曲， 裝配產(chǎn)生的應(yīng)力和機械沖擊或振動。 陶瓷電容中機械斷裂的影響要經(jīng)一段時間才會顯示出來。例如，如果由于電路板的彎曲導(dǎo)致陶瓷電容的斷裂，那么，當(dāng)彎曲力取消時，陶瓷電容就會回到正常位置，這時可能不會引起顯著的電性能變壞。但是，陶瓷電容的兩**板是平行交錯插入的，只要稍微有錯位，就會引起漏電增大或短路。

分析結(jié)論：陶瓷與電*的交界處有裂紋，這種形貌的裂紋一般與使用不當(dāng)有關(guān)，電容受機械損傷后，造成電容器擊穿電壓大大降低，上電后甚至電*短路、熔融。

3、浪涌電流

過強的電流超過了介質(zhì)局部區(qū)域的瞬時功率耗散能力，就會引起熱失控狀態(tài)，導(dǎo)致電容燒毀。

分析結(jié)論：浪涌電流使電容絕緣性下降，造成擊穿短路，在熱應(yīng)力下炸裂。

4、介質(zhì)擊穿

介質(zhì)擊穿可能是由于過壓狀態(tài)或者電容本身來料缺陷引起的。

分析結(jié)論：在研磨過程中發(fā)現(xiàn)失效樣品內(nèi)部陶瓷介質(zhì)有裂紋，并且擊穿燒毀區(qū)域發(fā)生在其中一條裂紋上面。這說明電容的破裂在先，因而造成內(nèi)電*層間錯位引起兩內(nèi)電*短路。由于在裂紋中發(fā)現(xiàn)有Sn和Cl—— ，即焊料和助焊劑已延伸到裂紋中去。這也說明在焊接的時候裂紋應(yīng)該就已經(jīng)存在，并不是因為樣品的擊穿而導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。因此電容失效的原因是，機械應(yīng)力（包括高溫應(yīng)力和機械應(yīng)力） 造成電容開裂，內(nèi)部電*短路，從而樣品短路燒毀失效。