陶瓷电容是用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一氧化钛〉揉捏成圆管、圆片或圆盘作为介质，并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。
一、陶瓷电容—用处
在大功率、高压领域运用的高压陶瓷电容器，要求具有小型、高耐压和频率特性好等特色。跟着资料、电极和制作技能的前进，高压陶瓷电容器的开展有长足的发展，并取得广泛应用。高压陶瓷电容器已成为大功率高压电子产品不行短少的元件之一。高压陶瓷电容器的用处首要分为送电、配电体系的电力设备和处理脉冲能量的设备。
二、陶瓷电容—耐压不良失效剖析（事例）
构成陶瓷电容耐压不良原因为二次包封模块固化进程中及固化后应力效果构成陶瓷-环氧界面存在空隙，导致其耐压水平下降。
1、NG=进程不良，应用于出产制作办理
2、SEM（scanning electron microscope）：扫描式电子显微镜
3、EDS（Energy Dispersive Spectrometer）：X光微区剖析
1、陶瓷电容—客户端耐压不良。
剖析方法简述
（1）经过对 NG 样品、OK 样品进行了外观光学查看、金相切片剖析、SEM/EDS 剖析及模仿实验后，发现 NG 样品均存在显着的陶瓷-环氧界面脱壳，产生了气隙，此气隙的存在会严峻影响电容的耐压水平。 从测验成果，能够显着看到在陶瓷-环氧别离界面的裂缝方位存在显着的碳化痕迹，且碳化严峻区域根本会集在边际封装较薄区域，而 OK 样品未见显着陶瓷-环氧界面脱壳别离现象。
（2）NG 样品与 OK 样品结构成分共同，未见结构显着反常。失效的样品是将未封样品经焊接拼装灌胶，高温固化后组成单元模块进行运用的。取样品外封环氧树脂进行玻璃转化温度测验，发现未封样品的外封环氧树脂玻璃转化温度较低，置疑因为灌胶的高温超越了陶瓷电容的环氧树脂封体的玻璃转化温度，到达了其粘流态，导致陶瓷基体和环氧界面脱粘产气愤隙。
跟着环氧树脂固化冷却进程体积缩短，产生的内应力以剩余应力的方式保留在包封层中，并效果于陶瓷-环氧界面，劣化界面的粘结，此刻的形变就很难康复。然后在外部电场力（耐压加电测验）的效果下，在空隙途径上产生了缺点击穿。
图 1.样品外观典型外观
对托付方供给的样品进行金相切片，NG 样品环氧树脂封层和陶瓷基材分层显着，两电极间的裂缝通路上有碳化的痕迹，OK 样品未见反常。
样品切片后，对剖切面进行 SEM/EDS 剖析，NG 样品环氧树脂和陶瓷基材分层显着，且有显着的碳化痕迹
取未封 OK 样品外层环氧树脂资料若干，进行 DSC 热剖析，检测其 Tg 温度点。
2、陶瓷电容—DSC热剖析法
DSC热剖析法（DifferenTIal Scanning calorimeter），又称差示扫描量热法，是六十年代今后研制出的一种热剖析方法。
它是在程序操控温度下，丈量输入到试样和参比物的功率差与温度的联系。差示扫描量热仪记录到的曲线称DSC曲线。依据丈量的方法的不同，又分为两种类型：功率补偿型DSC和暖流型DSC。它以样品吸热或放热的速率，即暖流率dH/dt（单位毫焦/秒）为纵坐标，以温度T或时刻t为横坐标，能够测定多种热力学和动力学参数，例如比热容、反响热、转变热、相图、反响速率、结晶速率、高聚物结晶度、样品纯度等。该法运用温度规模宽（-175~725℃）、分辨率高、试样用量少。适用于无机物、有机化合物及药物剖析。
3、 陶瓷电容—失效方式剖析
（1）在电场效果下，陶瓷电容器的击穿损坏遵从缺点击穿理论，而部分放电是产生缺点损坏的本源。除因温度冷热改变产生热应力导致开裂外，关于环氧包封型高压陶瓷电容，无论是留边型仍是满银型电容都存在着电极边际电场会集和陶瓷-环氧的结合界面等比较单薄的环节。环氧包封陶瓷电容器因为环氧树脂固化冷却进程体积缩短，产生的内应力以剩余应力的方式保留在包封层中，并效果于陶瓷-环氧界面，劣化界面的粘结。在电场效果下，组成高压陶瓷电容瓷体的钙钛矿型钛酸锶铁类陶瓷（SPBT）会产生电机械应力，产生电致应变。当环氧包封层的剩余应力较大时，二者联合效果极或许构成包封与陶瓷体之间脱壳，产气愤隙，然后下降电压水平。
（2）介质内空泛：导致空泛产生的首要要素为陶瓷粉料内的有机或无机污染、烧结进程操控不妥等。空泛的产生极易导致漏电，而漏电又导致器材内部分发热，进一步下降陶瓷介质的绝缘功能然后导致漏电添加。该进程循环产生，不断恶化，导致其耐压水平下降。
（3）包封层环氧资料要素：一般包封层厚度越厚，包封层损坏所需的外力越高。在相同电场力和剩余应力的效果下，陶瓷基体和环氧界面的脱粘产气愤隙较为困难。别的固化温度的影响，跟着固化温度的进步，高压陶瓷电容的击穿电压会越高，因为高温固化时能够较快并有用地削减剩余应力。跟着全体模块灌胶后固化的高温继续，当到达或超越陶瓷电容器外包封层环氧树脂的玻璃转化温度，到达了粘流态，陶瓷基体和环氧界面的脱粘产生了气隙，此刻的形
变就很难康复，这种气隙会下降陶瓷电容的耐压水平。
（4）机械应力裂纹：陶瓷体本身归于脆性较高的资料，在产生和流通进程中较大的应力或许构成应力裂纹，导致耐压下降。常见的应力源有：工艺进程电路板流通操作；流通进程中的人、设备、重力等要素；元件接插操作；电路测验；单板切割；电路板装置；电路板定位铆接；螺丝装置等。
4、陶瓷电容—失效剖析定论
归纳以上测验剖析可知，导致样品失效的原因为：
1）。直接原因：陶瓷-环氧界面存在空隙，导致其耐压水平下降。
2）。间接原因：a.二次包封模块固化进程中产生了环氧资料应力缩短，致使陶瓷-环氧界面劣化，构成了缺点放电的途径。
b.二次包封模块固化后，样品放置时刻过短，其内部界面应力未完全释放出来，在陶瓷-环氧界面存在微裂纹，导致耐压水平下降。
三、陶瓷电容—导致失效的七大原因解析
1）湿润对电参数恶化的影响
空气中湿度过高时，水膜凝聚在电容器外壳外表，可使电容器的外表绝缘电阻下降。此外，关于半密封结构电容器来说，水分还可渗透到电容器介质内部，使电容器介质的绝缘电阻绝缘才能下降。因而，高温、高湿环境对电容器参数恶化的影响极为明显。经烘干去湿后电容器的电功能可获改善，可是水分子电解的结果是无法铲除的。例如，电容器的作业于高温条件下，水分子在电场效果下电解为氢离子（H+）和氢氧根离子（OH-），引线根部产生电化学腐蚀。即便烘干去湿，也不行能使引线恢复。
2）银离子搬迁的结果
无机介质电容器八成选用银电极，半密封电容器在高温条件下作业时，进入电容器内部的水分子产生电解。在阳极产生氧化反响，银离子与氢氧根离子结合出产氢氧化银；在阴极产生复原反响，氢氧化银与氢离子反响生成银和水。因为电极反响，阳极的银离子不断向阴极复原成不接连金属银粒，靠水膜连接成树状向阳极延伸。银离子搬迁不只产生在无机介质外表，还能分散到无机介质内部，引起漏电流增大，严峻时可运用两个银电极之间完全短路，导致电容器击穿。（易容网：http://www.mlcc1.com）
离子搬迁可严峻损坏正电极外表银层，引线焊点与电极外表银层之间，间隔着具有半导体性质的氧化银，使无介质电容器的等效串联电阻增大，金属部分损耗添加，电容器的损耗角正切值明显上升。
因为正电极有用面积减小，电容器的电容量会因而而下降。外表绝缘电阻则因无机介质电容器两电极间介质外表上存在氧化银半导体而下降。银离子搬迁严峻时，两电极间搭起树枝状的银桥，使电容器的绝缘电阻大幅度下降。
综上所述，银离子搬迁不只会使非密封无机介质电容器电功能恶化，并且或许引起介质击穿场强下降，后导致电容器击穿。
值得一提的是：银电极低频陶瓷独石电容器因为银离子搬迁而引起失效的现象，比其他类型的陶瓷介质电容器严峻得多，原因在于这种电容器的一次烧成工艺与多层叠片结构。银电极与陶瓷介质一次烧结进程中，银参加了陶瓷介质外表的固相反响，进入了瓷-银触摸构成界面层。假如陶瓷介质不行细密，则水分进入后，银离子搬迁不只能够在陶瓷介质外表产生，还或许穿透陶瓷介质层。多层叠片结构的缝隙较多，电极方位不易，介质外表的留边量小，叠片层两头涂覆外电极时银浆进入缝隙，下降了介质外表的绝缘电阻，并使电极之间的途径缩短，银离子搬迁时简单产生短路现象。
3）高温条件下陶瓷电容器击穿机理
半密封陶瓷电容器在高湿度环境条件下作业时，产生击穿失效是比较遍及的严峻问题。所产生的击穿现象大约能够分为介质击穿和外表极间飞弧击穿两类。介质击穿按产生时刻的迟早又可分为前期击穿与老化击穿两种，前期击穿暴露了电容介质资料与出产工艺方面存在的缺点，这些缺点导致陶瓷介质介电强度明显下降，以至于在高湿度环境的电场效果下，电容器在耐压实验进程中或作业初期，就产生电击穿。老化击穿大多归于电化学击穿领域。因为陶瓷电容器银的搬迁，陶瓷电容器的电解老化击穿已成为适当遍及的问题。银搬迁构成的导电树枝状物，使漏电流部分增大，可引起热击穿，使电容器开裂或焚毁。热击穿现象多产生在管形或圆片形的小型瓷介质电容器中，因为击穿时部分发热严峻，较薄的管壁或较小的瓷体简单焚毁或开裂。
此外，以二氧化钛为主的陶瓷介质中，负荷条件下还或许产生二氧化钛的复原反响，使钛离子由四价变为三价。陶瓷介质的老化明显下降了电容器的介电强度，或许引起电容器击穿。因而，这种陶瓷电容器的电解击穿现象比不含二氧化钛的陶瓷介质电容器愈加严峻。
银离子搬迁使电容器极间边际电场产生严峻畸变，又因高湿度环境中陶瓷介质外表凝有水膜，使电容器边际外表电晕放电电压明显下降，作业条件下产生外表极间飞弧现象。严峻时导致电容器外表极间飞弧击穿。外表击穿与电容结构、极间间隔、负荷电压、保护层的疏水性与透湿性等要素有关。边际外表极间飞弧击穿的首要原因是，介质留边量较小，在湿润环境中作业时的银离子搬迁和外表水膜构成使电容器边际外表绝缘因为银离子搬迁的产生与开展需要一段时刻，所以在耐压实验初期，失效方式以介质击穿为主，直到实验500h今后，只需失效方式才过度为边际外表极间飞弧击穿。
4）电极资料的改善
陶瓷电容器一向运用银电极。银离子搬迁和由此而引起含钛陶瓷介质的加快老化是导致陶瓷电容器失效的首要原因。有的厂家出产陶瓷电容器已不必银电极，而改用镍电极，在陶瓷基片上选用化学镀镍工艺。因为镍的化学稳定性比银好，电搬迁率低，进步了陶瓷电容器的功能和可靠性。
又如，以银做电极的独石低频瓷介质电容器，因为银电极和瓷料在900℃下一次烧结时瓷料欠烧不能取得细密的陶瓷介质，存在较大的气孔率；此外银电极常用的助溶剂氧化钡会渗透到瓷体内部，在高温下依托氧化钡和银之间杰出的滋润“互熔”才能，使电极及介质内部呈现热分散现象，即微观上看到的“瓷吸银”现象。银伴跟着氧化钡进入瓷体中后，大大减薄了介质的有用厚度，引起产品绝缘电阻的削减和可靠性的下降。为了进步独石电容器的可靠性，改用银-钯电极替代一般含有氧化钡的电极，并且在资料配方中添加了1%的5#玻璃粉。消除了在高温下一次烧结时金属电极向瓷介质层的热分散现象，能促进瓷料烧结细密化，使得产品的功能和可靠性有较大进步，与原工艺和介质资料相比较，电容器的可靠性进步了1~2个数量级。
5）叠片陶瓷电容器的开裂
叠片陶瓷电容器常见的失效是开裂，这是叠片陶瓷电容器本身介质的脆性决议的。因为叠片陶瓷电容器直接焊接在电路板上，直接接受来自电路板的各种机械应力，而引线式陶瓷电容器则能够经过引脚吸收来自电路板的机械应力。因而，关于叠片陶瓷电容器来说，因为热膨胀系数不同或电路板曲折所构成的机械应力将是叠片陶瓷电容器开裂的首要要素。
6）叠片陶瓷电容器的开裂剖析
叠片陶瓷电容器机械开裂后，开裂处的电极绝缘距离将低于击穿电压，会导致两个或多个电极之间的电弧放电而完全损坏叠片陶瓷电容器。
叠片陶瓷电容器机械开裂的避免方法首要有：尽或许地削减电路板的曲折，减小陶瓷贴片电容在电路板上的应力，减小叠片陶瓷电容器与电路板的热膨胀系数的差异而引起的机械应力。
怎么减小叠片陶瓷电容器在电路板上的应力将在下面还有叙说，这儿不再赘述。减小叠片陶瓷电容器与电路板的热膨胀系数的差异而引起的机械应力，能够经过挑选封装尺度小的电容器来减缓，如铝基电路板应尽或许用1810以下的封装，假如电容量不行能够选用多只并联的方法或选用叠片的方法处理，也能够选用带有引脚的封装方式的陶瓷电容器处理。
7）叠片陶瓷电容器电极端头被熔淋
在波峰焊焊接叠片陶瓷电容器时或许会呈现电极端头被焊锡熔掉了。其原因首要是波峰焊叠片陶瓷电容器触摸高温焊锡的时刻过长。现在在市场上的叠片陶瓷电容器分为适用于回流焊工艺的和适用于波峰焊工艺的，假如将适用于回流焊工艺的叠片陶瓷电容器用于波峰焊，很或许产生叠片陶瓷电容器电极端头的熔淋现象。关于不同焊接工艺下叠片陶瓷电容器电极端头能够接受的高温焊锡的时刻特性，在后面的叠片陶瓷电容器的适用注意事项中有翔实叙说，这儿不在赘述。
消除的方法很简单，就是在运用波峰焊工艺时，尽或许地运用契合波峰焊工艺的叠片陶瓷电容器；或许尽或许不选用波峰焊工艺。
