今天的主題是電子設(shè)備中不可缺少的電子元器件 - 多層陶瓷電容器（以下簡稱貼片電容）。這里主要介紹一下該貼片電容器常常會出現(xiàn)的"扭曲裂紋"現(xiàn)象。
正確使用貼片電容的話完全不會產(chǎn)生裂紋（裂縫）。但是由于這種貼片電容與碗和器皿一樣都是陶瓷燒制成的，如果施加過大的機械力/就會導(dǎo)致產(chǎn)生裂紋（裂縫）。
因此這里我來為大家講述扭曲裂紋的產(chǎn)生原理以及防止扭曲裂紋產(chǎn)生的方法。

1. 什么是扭曲裂紋？

首先我們來看一下圖1中貼片電容器扭曲裂紋的形態(tài)。扭曲裂紋是指因扭曲而產(chǎn)生的相關(guān)裂紋（裂縫）。扭曲裂紋從貼片外表看很難被發(fā)現(xiàn)。因此我們把貼片電容如下圖一樣切開，來觀察貼片電容截面的圖像。
從中我們可以發(fā)現(xiàn)扭曲裂紋的特征是從外部電極的一端向?qū)蔷€方向產(chǎn)生了裂紋。


＜圖1＞ 裂紋的代表性實例

2. 扭曲裂紋的產(chǎn)生原理

為什么會產(chǎn)生扭曲裂紋呢？這是由于貼片是焊接在電路板上的。對電路板施加過大的機械力、使得電路板彎曲或老化/從而產(chǎn)生了扭曲裂紋。

將電路板翻轉(zhuǎn)過來/就會看到下列情況。
如圖2所示電路板上面被拉伸，下面被收縮。由于上面的拉伸/銅焊盤就會向左右移動。


＜圖2 電路板變形及應(yīng)力圖＞

隨著焊盤的移動/焊錫也會移動或產(chǎn)生變形。焊錫變形后，貼片電容的外部電極就會移動和變形，拉伸應(yīng)力就會集中在貼片電容的外部電極的一端。當(dāng)該拉伸應(yīng)力大于貼片電容電介質(zhì)的強度時，就會出現(xiàn)裂紋。


＜圖3 扭曲裂紋產(chǎn)生的原理＞

3. 扭曲裂紋產(chǎn)生的影響

扭曲裂紋從下面的外部電極的一端延伸到上面的外部電極的話/容量就會下降，使得電路呈現(xiàn)出開路狀態(tài)（開放）。因此即使裂紋不是十分嚴(yán)重，如果到達(dá)貼片電容內(nèi)部電極，焊劑中的有機酸和濕氣會通過裂紋的縫隙侵入/導(dǎo)致絕緣電阻性能降低。另外電壓負(fù)荷會變高，電流的流量過大時，最糟糕的情況會導(dǎo)致短路。
一旦出現(xiàn)了扭曲裂紋/是很難從外面將其去除的，因此為了防止裂紋的產(chǎn)生/應(yīng)當(dāng)控制不要施加過大的機械力。

4. 什么是扭曲量？

為了避免扭曲裂紋的產(chǎn)生，最好不要在生產(chǎn)產(chǎn)品的現(xiàn)場施加過大的機械力。那么有什么方法可以使得過度施加的機械力變得可視化？其中一種有效的方法就是測量扭曲量。下面先來介紹一下什么是扭曲量。
扭曲是指在物體上施加負(fù)重時單位長度的變化量。

此時的拉伸比率就是扭曲量。

ε＝ΔL/L    ε：扭曲量；L：施加力之前的長度；ΔL：變形長度

例如1000mm的棒經(jīng)過左右拉伸后/變成1001mm時，1mm/1000mm＝0.001ST＝1000μST。

5. 如何防止扭曲裂紋的產(chǎn)生？

為了防止扭曲裂紋的產(chǎn)生，我們需要從電路板設(shè)計和工序管理這兩方面采取相應(yīng)的對策。首先介紹一下工序管理方面的對策。先測量一下之前介紹過的扭曲量，然后在工序中進(jìn)行扭曲量的管理。我們來設(shè)置一下標(biāo)準(zhǔn)扭曲量。如果設(shè)置值過小，則需要嚴(yán)格管理。如果設(shè)置值過大/則會產(chǎn)生扭曲裂紋。一般的設(shè)置值是：生產(chǎn)關(guān)乎生命安全產(chǎn)品的客戶多以500μST為標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)普通消費產(chǎn)品的客戶多以1000μST為標(biāo)準(zhǔn)。即使是扭曲程度相同的電路板/元器件的應(yīng)力會因使用的電路板類型和厚度的不同而不同，因此客戶應(yīng)該按照經(jīng)驗判斷制定的標(biāo)準(zhǔn)。

下面測量各個工序中的扭曲量（本公司通過過去調(diào)查的項目總結(jié)出了哪些作業(yè)工序會產(chǎn)生扭曲裂紋。最重要的是管理工序）。

表1 安裝作業(yè)及扭曲裂紋產(chǎn)生的可能性
＜表1 安裝作業(yè)及扭曲裂紋產(chǎn)生的可能性＞
關(guān)于超過設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)的工序，可通過改良設(shè)備、改善作業(yè)等來控制扭曲量。

接下來介紹一下設(shè)計方面的主要預(yù)防措施。

1.電路板端、螺絲孔、連接器的距離
（例如設(shè)置10mm以上等等合理的距離。）

2.配置
（一般來講，分割線非常好設(shè)置成平行。像電路板角以及L字型的電路板中彎折的部分等等
容易集中應(yīng)力的地方非常好不要配置貼片。）

3.分割線的選擇
（設(shè)置成線比穿孔要好）

4.焊盤的寬度
（C的尺寸非常好小于貼片的W（寬度））


＜圖４ 焊盤尺寸＞
5.配置設(shè)計模式
（為防止印刷電路板因回流而變形，最好設(shè)計成銅箔模式）

6.采用樹脂外部電極產(chǎn)品
（考慮到扭曲較大的時候/可以采用樹脂外部電極產(chǎn)品。）
以上等等。

長期以來我司一直致力于國內(nèi)外測量扭曲量以及電路板設(shè)計方面的服務(wù)，積累了許多解決扭曲裂紋相關(guān)的訣竅。
今后我們將繼續(xù)致力于為客戶排除困擾。