常見的IC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。說到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(yán)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(dāng)返修也是導(dǎo)致溫度沖擊裂紋的重要原因。
2. 機(jī)械應(yīng)力裂紋(Flex Crack)
MLCC的特點(diǎn)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(kuò)展。該類缺陷也是實(shí)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(jī)或無機(jī)污染，燒結(jié)過程控制不當(dāng)?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(jìn)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(yán)重時導(dǎo)致多層陶瓷電容器開裂、爆炸，甚至燃燒等嚴(yán)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(kuò)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(dá)1000℃以上。層間結(jié)合力不強(qiáng)，燒結(jié)過程中內(nèi)部污染物揮發(fā)，燒結(jié)工藝控制不當(dāng)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。
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(diǎn)之一，它嚴(yán)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M(jìn)LCC的擊穿電壓與高壓可靠性。
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(zhǔn)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(jìn)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(bào)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(lán)色，是由于樣品邊緣表面高度不均勻造成，屬于正常現(xiàn)象。
異常樣品：樣品本體顏色會出現(xiàn)紅藍(lán)色，則會再次對可疑樣品進(jìn)行掃描確認(rèn)。
失效分析方法
01電特性測試：通常應(yīng)用于失效分析初步階段，目的是通過掌握樣品電參數(shù)或功能失效狀況，方便為進(jìn)一步分析作準(zhǔn)備。
02觀察量測：通過觀察IC外部/內(nèi)部外觀&結(jié)構(gòu)，確認(rèn)IC異常位置及具體狀況。該類測試一般與DPA(即破壞性物理分析)結(jié)合使用。
03DPA破壞性測試：通過液體侵蝕、機(jī)械破壞、激光切割等破壞方式，對IC內(nèi)部具體失效位置進(jìn)行定位及呈現(xiàn)。
04可靠度測試：是通過使用各種環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備，模擬氣候環(huán)境中的高溫、低溫、高溫高濕以及溫度變化等情況，驗(yàn)證IC壽命及性能穩(wěn)定性。
總結(jié)，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(yàn)失效、中試失效以及現(xiàn)場失效的樣品，確認(rèn)失效模式、分析失效機(jī)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。
