带您了解片式多层陶瓷电容MLCC的弯曲裂纹
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。
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。
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。
在产生裂纹之后，可能直接导致短路，也可能导致开路；不过随着时间推移，即使在开路模式下，潮气以及异物将会渗透到MLCC内部，可能会导致绝缘电阻降低，发展成为短路。（图片来自于TDK官网）
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）
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。 著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-08-26
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