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MLCC机械裂问题的成因与系统解决方案
发布时间:2025.11.15
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多层片式陶瓷电容器(MLCC)的陶瓷体本质上属于脆性材料,这一特性使其对机械应力极为敏感。在实际应用中,当装配有MLCC的PCB板发生弯曲时,电容器会直接承受由此传递的机械应力冲击。一旦该应力超过陶瓷体本身的机械强度极限,瓷体表面或内部就会产生弯曲裂纹。需要特别注意的是,这类由弯曲引发的裂纹通常仅出现在MLCC焊接之后——焊接固定使元件与PCB板形成刚性连接,弯曲时二者的形变协同性增强,应力便会集中作用于陶瓷体,而未焊接的元件可随PCB板轻微位移,反而不易产生裂纹。

PCB板弯曲过程中,不同位置的应力分布存在明显差异,其中元件装配位置越接近分板点,所承受的应力通常越大。根据实际测试数据,各典型位置的应力大小关系为:1>2≈3>4>5,这一规律为MLCC的布局设计提供了重要参考,也为解决方案的制定指明了方向。

针对MLCC机械裂问题,需从制程、产品、布局三个层面构建系统解决方案,形成全方位防护体系。

在制程优化方面,核心是减少PCB板加工及装配过程中的应力冲击。分板环节应优先采用激光分板或邮票孔分板工艺,替代传统的V-CUT分板,避免分板时产生的瞬时应力传导至MLCC;PCB板弯折操作时,需控制弯折角度不超过30°,同时避免在装配有MLCC的区域直接施力。此外,焊接工艺也需优化,控制焊接温度与冷却速度,减少因热胀冷缩产生的内应力残留。

在产品选型层面,更换专用抗弯折系列是高效手段。当前市场上,抗弯折能力排序依次为:软端子系列最优,其特殊的端子结构可缓冲应力传递;三明治系列次之,通过多层复合结构提升整体韧性;N系列则以经济性见长,适合对成本敏感的普通场景。选用这些产品能显著提升MLCC的抗应力能力,但需明确其核心作用是强化抗弯性能,并非完全杜绝裂纹。

在布局设计上,需遵循“远离应力集中区”原则,将MLCC避开分板线、螺丝固定点等易产生应力的位置,至少保持2mm以上间距;同时避免将MLCC布置在PCB板边缘,优先选择板体中心等应力分散区域,从空间布局上降低应力影响。

通过制程、产品、布局的协同优化,可大幅降低MLCC机械裂的发生概率,为电子设备的稳定运行提供可靠保障。

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