Fail-safe贴片MLCC电容简介

贴片MLCC电容失效分析

贴片MLCC电容器（MLCC）本身具有优良的内在可靠性，可以长时间稳定使用。然而，它也可能受到内在或外在因素的影响而出现问题。内在因素主要是制造过程中器件本身的质量问题，而外在因素则包括热应力或机械应力导致MLCC电容开裂，从而失效。作为一名汽车电子工程师，在车载PCB电路板的设计中，常常会使用防止失效的MLCC滤波电容。随着业界对车载电子元器件可靠性重视程度的提高，我在这里介绍外在因素导致MLCC失效的详细情况： 热应力裂纹 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靠近端电极的两侧，常见的表现形式为贯穿瓷体的裂纹，有些裂纹与内电极呈现90°角。这些裂纹产生后，不一定会立即表现出实效，大多数情况下是在使用一段时间后，水汽或离子进入裂纹内部，导致电容的绝缘电阻降低，从而引发电容失效。 机械应力裂纹 贴片MLCC电容器的特点是能够承受较大的压应力，但其抵抗弯曲能力较差。器件组装过程中任何可能产生弯曲变形的操作都有可能导致器件开裂。常见的应力源包括工艺过程中的电路板流转操作、流转过程中的人员、设备和重力等因素，以及元件的接插操作、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。该裂纹一般起源于器件上下金属化端子，并沿45°方向向器件内部扩展。

一旦产生裂纹，MLCC电容的容量可能会减小，甚至导致短路，使电容失去其原有功能。

应对MLCC失效短路的Fail-safe方案

随着对车载电子可靠性重视程度的提高，市面上越来越多的零部件都打出了高安全性的广告。MLCC电容也不例外，出现了不少自称具有高安全性的MLCC，如“Flexiterm MLCC”、“Open-mode MLCC”和“Fail-open MLCC”等。这些电容的出现都是为了防止电容出现短路情况，下面简单介绍几种常见的Fail-safe MLCC电容：

Flexiterm MLCC Flexiterm

MLCC电容在电容的两端加入了一些软性物质，能够在一定程度上吸收应力，防止开裂。代表性的产品来自AVX厂家。

（插入Flexiterm MLCC电容示意图）

极板悬浮设计电容

这种电容内部电极采用了级联设计，相当于内部两个电容串联的效果。虽然其中一个本体的容值较正常MLCC减少一半，但这种技术通常适用于小容量的电容。它能有效防止电容在受到外力时产生短路。

Open-mode MLCC电容

Open-mode MLCC电容利用相邻电极之间错开的空间，实现裂纹后开路的效果，不会造成短路。

总结

Fail-safe MLCC在价格方面通常较一般标准的MLCC电容高，因此在应用时需要具体分析。是否采用这种MLCC电容还需仔细斟酌。随着科技的发展进步，相信未来肯定会有更好的解决方案。在竞争激烈的各个领域，元器件的成本也会不断降低。高可靠性的元器件将使我们的产品变得更加可靠。

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