[电子元器件]Fail-safe贴片MLCC电容简介

1. 贴片MLCC简要介绍电容

MLCC（Multi-layer CeramicCapacitors）它是片式多层陶瓷电容器的英文缩写。它是由印刷电极（内电极）的陶瓷介质膜组成的，通过一次性高温烧结形成陶瓷芯片，然后在芯片两端密封金属层（外电极），形成类似于独石的结构，也称为独石电容器。

印刷电极（内电极）的陶瓷介质膜以错位的方式叠加，一次性高温烧结形成陶瓷芯片，然后在芯片两端密封金属层（外电极），以实现所需的电容值等参数特性。

陶瓷电容体积小，耐热性好，损耗小，绝缘电阻高，但容量小，适用于高频电路。贴片陶瓷电容器用于大功率、高压领域，要求具有小、高耐压、频率特性好等特点。随着材料、电极和制造技术的进步，高压陶瓷电容器的发展取得了长足的进步，并得到了广泛的应用。据电子之家介绍，贴片陶瓷电容已成为大功率高压电子产品不可缺少的组成部分之一。

2. 贴片MLCC电容故障分析

多层陶瓷电容器（MLCC）其内部可靠性非常好，可以长期稳定使用，但同时也会有内部或外部因素，只要内部因素是生产过程中的一些质量问题，外部因素包括热应力或机械应力MLCC电容器开裂，导致故障。作为车载电子工程师PCB在电路板的设计中，常用于防止故障MLCC滤波电容器，随着行业越来越重视车载电子元件的可靠性，我主要介绍外部因素MLCC故障细节：

热应力裂纹

在实际使用中，各种温度冲击往往容易产生热应力。热应力产生的裂纹主要分布在陶瓷接近端电极的两侧。常见的表现形式是贯穿瓷体的裂纹，有些裂纹和内部电极是90°。需要强调的是，这些裂纹产生后，不一定在现场表现出实际效果。大多数水蒸气或离子在使用一段时间后进入裂纹，导致电容器绝缘电阻降低，导致电容器故障。

机械应力裂纹

多层陶瓷电容器（MLCC）其特点是能承受较大的压应力，但抗弯能力较差。任何可能在装配过程中弯曲变形的操作都可能导致装置开裂。常见的应力源有：工艺过程电路板流转操作；流转过程中的人、设备、重力等因素；元件接插操作；电路测试；单板分割；电路板安装；电路板定位铆接；螺丝安装等。裂纹一般来自器件上下金属化端子，沿45°扩展到设备内部。如下图所示：

一旦产生裂纹，MLCC电容会减少容量或短路，导致电容失去其原有功能。

3. 应对MLCC失效短路Fail-safe的方案

随着车载电子可靠性的逐步提高，市场上越来越多的零部件发布了高安全的广告。常用的MLCC也不例外，有很多自称安全性高的人。MLCC，比如“ Flexiterm MLCC”，“Open-mode MLCC”，“Fail-open MLCC”。这些电容器的出现是为了防止电容器短路，以下简要介绍：

Flexiterm MLCC

Flexiterm MLCC电容器在电容器的两端添加了一些软物质，可以在一定程度上吸收应力，防止开裂。代表性产品AVX如下图所示：

电容器浮设计电容器

这种电容内部电极使用 cascade设计(不同的人可能有不同的名字)，相当于两个电容串联的效果。当然，因为一个本体的内容值比正常的更正常MLCC容量减少一半，一般采用这种技术的是小容量电容。这种异能有效防止电容在外力发生时短路。

Open-mode MLCC电容

利用相邻电极之间的错开空间crack后开路的效果不会造成短路。

4. 总结

Fail-safeMLCC价格肯定比一般标准好MLCC电容器的价格要高得多，所以在应用中，具体情况需要具体分析，是否使用MLCC电容器也需要仔细考虑。以上就是对Fail-safe MLCC简单介绍几种形式，随着科学技术的发展和进步，我相信未来会有更好的解决方案，各领域的竞争非常激烈，组件的成本将继续降低。由于这些更可靠的元件，我们的产品也会变得更可靠。
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作者：火星国务卿
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