带您了解片式多层陶瓷电容MLCC的弯曲裂纹
最新更新时间：2020-02-01
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由于上班日期延后，而且活动范围只限于老家的院子里面，这样自己的时间多了起来；
这些天在家整理总结关于电容器的基础知识，并把其中的几个关键点单独拿出来写。
今天介绍一下MLCC的
弯曲裂纹问题
。
MLCC的概念
片式多层陶瓷电容（MLCC：
Multi-layer Ceramic Capacitors），是由印好电极（内电极）的陶瓷介质膜片以错位的方式叠合起来，经过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，再在芯片的两端封上金属端（外电极）。
MLCC的结构
MLCC的内部结构图如下所示：在平行板电容器这一基本结构的基础上，重叠两个电极，在此之间加入介电体，为了存储更多的电荷，MLCC多次重叠了这一结构；
其端子电极是由内层铜、镀镍层、镀锡层构成的（这个很像连接器PIN针的镀层结构），内层铜将
叠加的内部电极
连接起来。
换一种角度，内部结构可以简化如下图所示，大家可以上下对比。
MLCC弯曲裂纹的定义与产生原因
是指由于PCB上焊接的MLCC因发生大幅度弯曲而形成的裂纹；
进一步地，是由于PCBA在制程中基板弯曲而形成的机械应力，导致MLCC出现裂纹；
例如PCBA的分板切割、安装螺钉的固定、以及连接器线束的拔插等场景（图片来自于TDK官网）。
除此之外，
焊料过多或不均匀
也可能造成电容出现裂纹；之前有过这样一个案例：某个单板在经过温度循环试验后，出现电源短路现象；进一步定位后发现电源处的某个MLCC出现短路，最终定位为出现裂纹造成短路；究其原因，发现这个MLCC是
后经手工补焊
上的，可能电容两端的焊锡量过多或不均匀，
造成应力过大或不均，在经过温度循环试验时，由于基板与电容的膨胀系数不同，最终导致出现裂纹
。
MLCC产生弯曲裂纹的机理
上面介绍过电容的内部结构，MLCC的电介质材料为陶瓷化合物，它虽然耐压缩，但不耐拉伸，质地易碎。
在PCB的凹形弯曲中，由于作用于该部位的力为压缩力，因此MLCC上
几乎不会产生裂纹
。
但在PCB的凸形弯曲中，由于该部位承受的是拉伸力，因此MLCC容易
产生裂纹
。
就像把一个薯片粘在一个纸板上，然后弯曲纸板，就造成了裂纹，如下图。
产生弯曲裂纹这个过程总结如下：
MLCC产生弯曲裂纹的外观和后果
产生的
常见裂纹称为45度裂纹
，此类裂纹以MLCC的端子电极与陶瓷本体的分界处附近为起点，以45度的角度往上方（弯曲应力方向）延伸，直达MLCC的端子电极外侧，从外部目测很少能够发现弯曲裂纹，需要进一步查看内部；
当然，如果该部位承受过大的弯曲时也会发生其他弯曲裂纹。
防止弯曲裂纹的解决方案
防止MLCC出现裂纹最有效的方法就是
避免对PCB施加多余的外力
。
例如产品的外壳对PCBA的固定设计，增加PCB的固定孔数量等，都是可以有效降低PCB的受力。
在PCB上布置器件时，也要考虑将电容远离PCB分割面与螺钉孔周围；
在下图中，拼版分割位置处的电容，首先尽量远离分割处，然后电容应该平行于分割线，减少受力（主要思想就是
将电容放置垂直于由PCB变形产生的应力的方向
）。
在电容本身的防护上，目前也有很多措施；
例如在端子电极中增加导电性树脂层（软端子）、改变内部电极板的结构等。
（图片来自于TDK官网）
总结：
上面相关内容参考了几个电容厂家（TDK\村田\KEMET）的内部资料，每个器件厂家的官网上有很多基础知识的介绍，大家可以充分利用下。
以上所有，仅供参考。
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