导致MLCC (Multilayer Ceramic Chip Capacitor、积层陶瓷贴片电容) 发生裂纹的最主要原因是基板的弯板应力。裂纹可能会导致器件短路，也可能会引起异常发热和起火等情况，因此在要求高可靠性的应用中需要选择抗弯板应力的器件。
图1：元器件裂纹 (截面图)
弯曲裂纹的主要原因与对可靠性的影响
发生弯曲裂纹的最大原因在于基板弯板应力，产生弯板应力的原因有多种情况。
・制造过程中：吸嘴应力、不合理焊锡量导致的应力、基板的热膨胀系数与MLCC的热膨胀系数相差较大致的应力、PCB分割时的应力、螺丝固定导致的应力、过剩基板弯曲导致应力等；
・使用过程中：掉落冲击导致的应力、振动导致的应力等。
图2：对MLCC造成较大应力的事例（从左到右）：螺丝附近、PCB边缘附件的MLCC；热膨胀系数较大的基板；基板制造及组装时过度的基板弯曲
从陶瓷元件体的性质来看，其抗压缩应力较强，但抗拉伸应力较弱，因而在焊锡贴装时若从基板方向对MLCC施加过剩的应力，则很可能会导致电容发生裂纹。此时，若相对的内部电极导通，则会发生短路模式故障。
此外，即使最初发生裂纹时为开路模式，在市场端的使用过程中也有可能演变为短路模式。短路模式可能引起异常发热、起火等情况，因此对策不可或缺。
图3：弯曲裂纹的主要原因与对可靠性的影响
弯曲裂纹对策较为有效的应用
从元件贴装到整机组装工序中导致的细微裂纹很可能在市场使用过程中扩大为器件本体的裂纹。以下的应用中需要尤为注意。
・经常会受到振动及冲击的设备：车载电子设备、铁路车辆用设备及产业设备等；
・可能频繁发生掉落冲击的设备：移动设备、智能钥匙等。
此外，在潮湿环境下使用的设备中，结露产生的水分会从器件裂纹部位侵入内部，因此从开路模式演变成为短路模式的危险性会更高。
图4：弯曲裂纹对策较为有效的应用（从左到右）：经常会受到振动及冲击的设备；可能频繁发生掉落冲击的设备；于多湿环境下使用的设备
为降低因基板弯曲所导致的短路发生风险，提高设备的可靠性：
1.树脂电极品可缓和弯板应力，降低对器件本体的负荷
树脂电极品的端电极结构和普通产品不同。普通端子为铜、镍、锡3层结构，而树脂电极品在铜与镍之间添加了导电性树脂层，因此为4层结构。该导电性树脂层可缓解外部应力，从而避免发生裂纹。
图5：树脂电极产品的结构
即使基板弯曲至10mm，也不会产生元件体裂纹
图6：基板弯板测试的结果
通过剥离树脂电极来避免发生元件体裂纹
图7：元件体裂纹与树脂电极剥离
在10,000次的掉落试验中未发生元件体裂纹（*非保证项目）
图8：掉落试验结果
2.通过独特的端子结构兼顾高可靠性与低电阻
树脂电极品内部增加了树脂层，可吸收部分机械应力。但另一方面树脂电极品也有会让ESR等电阻成分上升的缺点。为了改善旧型树脂电极品的不足，通过优化端子结构使其可以降低电阻。低电阻型的端子构成成分是铜/树脂层/镍/锡，没有任何改变，但是其树脂层只印刷在贴装面一侧。
图9：新型端子结构的低电阻型产品
只在贴装面印刷树脂层来吸收基板应力
图10：基板弯曲对MLCC施加的应力
端子电极内的电流流通图
图11：端子电极内的电流流通示意图
降低阻抗/ESR
图12：阻抗/ESR频率特性、谐振点下的ESR/发热量
基板弯曲耐性与旧型树脂软端子相同
图13：基板弯曲试验结果
3.双串联结构可降低电容开裂时导致的短路风险 (+树脂电极)
安全设计品，在同一个器件结构内串联配置了2个电容器，内部结构独特。（双串联结构）
图14：安全设计品的内部结构 (双串联结构)
双串联结构可防止短路发生
图15：普通产品的弯曲裂纹
图16：安全设计产品的弯曲裂纹
采用树脂电极
图17：安全设计产品的结构
通过双串联结构来降低发生裂纹时的短路风险
图18：替换为安全设计产品的示例
4.金属端子缓和弯板应力，降低对元器件本体的负荷
MEAGACAP是将MLCC的端电极和金属支架焊接在一起的制品。金属支架可缓解热冲击和基板弯曲所产生的应力，具备很优秀的抗热冲击应力和抗弯板应力。同时，2颗MLCC堆叠使同一面积下能够得到2倍的静电容量，可有效削减元器件的贴装面积。
图19：MEGACAP的结构
弯曲基板10mm也不会发生元件体裂纹
图20：基板弯板试验的结果
5.通过独特的产品结构实现大容量、高可靠性、低电阻
虽然支架电容可以利用金属支架缓和机械应力，但金属支架也有使ESR等阻抗成分上升的缺点。为了改善旧型支架ESR会上升的缺点，我们对产品结构进行革新，将可降低电阻成分的新型支架电容制品化。其特点是将MLCC横向往旁边堆叠。
图21：新产品结构的低电阻横向并联式支架电容
横向堆叠式的并联结构可克服高度限制，改善ESR/ESL
图22：新型MEGACAP的特点
降低阻抗/ESR
图23：阻抗/ESR频率特性、谐振点下的ESR/发热量
来源：TDK官网
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