陶瓷貼片電容破裂失效的原因和解決辦法

基于疊層陶瓷貼片電容（MLCC）出色的高可靠性及低成本優勢被普遍應用于電路設計，使得其贏得了巨大的市場和優先選擇地位，當我們在設計電路中需要用到電容時，它們常常成為首選。但是在某一特定環境下，由于元器件的陶瓷部分破裂會發生一些問題。當元器件焊接到電路板后，這些失效通常由機械破壞產生；當電路板誤操作或在極其苛刻的環境條件下組裝，也會導致失效。本文將著重分析貼片電容斷裂失效的成因以及如何最大程度的避免該種失效的發生。

貼片電容斷裂失效的成因：

在貼片電容失效的原因中，斷裂是最普遍的失效模式。究其原因首先是因為陶瓷材料的特性造成的其很有可能在組裝的過程中因為操作不當或是在特殊的環境下出現破裂。彎曲附有元件的印刷電路板，最普遍的一個結果就是導致MLCC元件的破裂。這種彎曲是在組裝生產和惡劣的操作條件下機械導致的外力造成的。最壞的情形，一個低阻值的電阻破裂失效會導致極高的溫度，當其直接連接到電源線并有充足電流通過時電路板的直接區域將會造成毀滅性的破壞。
很典型的，板子的彎曲會導致陶瓷電容焊接到印刷電路板的部分產生裂痕，并且裂痕會繼續擴大至陶瓷電容焊接部分高度的一半。如下圖所示：

圖1，標準的MLCC終端展示典型的板子彎曲造成的破裂

貼片電容斷裂帶來的風險

多層陶瓷電容破裂可以說是高成本高能量應用的最大問題，因為在應用高電流的電路上將會造成更大的破壞。高風險應用包括汽車，電源，轉換器，電信，基站，個人電腦和筆記本電腦，PDA，醫學和使用儀器上。一般來說所有電路板組裝的產品在生產過程中都容易受到陶瓷電容失效的影響，另外一些因為苛刻的工作環境易受失效的攻擊。
汽車部分就是行業中的一個例子，在這個行業中陶瓷電容失效已經被廣泛的公認是其應用中的一個危急的失效。陶瓷電容在汽車電子領域新興的趨勢包括為可靠性比較高的原件作驅動，原件小型化，多功能化以及安置在汽車上高溫及高要求環境中的集成電路中譬如引擎, 傳動器, 和傳動箱里。汽車電子系統制造商因此在認可陶瓷電容器的極限和幫助為陶瓷電容 產品定義一個更合適的將來充當一個重要角色。
電源和轉換器技術也同樣要求防止破裂失效。預先發展陶瓷電容技術是為了使它能更多的應用在電源上，這些發展包括與原來電容技術相比更高的電容值和更低的等效串聯電阻（ESR）。
原器件的失效，譬如陶瓷電容那樣在許多應用中由于機械力和機械熱力可以危及安全系統并且停止整個系統的操作。另外對汽車和電源制造商而言，高端模塊產品失效帶來的不僅是經濟上的問題，同樣也會影響到公司的名譽。更令人不安的是當陶瓷電容在48伏電壓時或者是線性提供一個帶有少量amps的12伏電壓（很容易存在于汽車電池中）時短路，將會達到1000攝氏度左右的溫度，這將會潛在的引起巨大的破壞。如需了解更多有關貼片電容斷裂失效或其他產品選型問題，請咨詢南京南山半導體www.www-188555.com技術部在線客服。

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