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1 陶瓷贴片电容的基本结构 陶瓷贴片电容器少数为单层结构，大多数为多层叠层结构。通常是无引脚矩形结构，外层电极同片式电阻相同，如图1所示。陶瓷贴片电容有不同的电解质，它们有不同的容量范围及温度稳定性，由于陶瓷贴片电容的端电极、金属电极、介质三者的热膨胀系数不同，因此在焊接过程中升温速率不能过快，特别是温度冲击及焊接时要考虑温度因素，否则易造成陶瓷贴片电容的损坏(失效)。
2 陶瓷贴片电容失效的原因 2.1 受外力作用引起的陶瓷贴片电容失效 (1)一旦陶瓷贴片电容焊接于PCB上，任何外力都会对PCB上的陶瓷贴片电容产生影响，如图2所示。如装配时出现过强或过急弯曲PCB，使两焊接端产生相反方向的机械应力，在电容最弱的位置，一般在瓷体和金属电极的交接点，产生裂缝。该裂缝初期可能很细而没有穿透内电极。做了温度冲击、应力筛选后，就会有裂缝，这种裂缝一般用肉眼是无法检测出来，常规测试一般都发现不了，只有裂缝扩大并且在做低温时有水分渗入才会出现失效。
(2)由于陶瓷贴片电容本体特性较脆而且无引脚，受作用力影响较大，一旦受外力作用内部电极易断开而导致陶瓷贴片电容失效。任何外力引起的陶瓷贴片电容端断裂、破损，如图3、图4所示。都会使陶瓷贴片电容失效，如机械装配过程中，将印制板组件装于盒体中使用电动起子装配，此时电动起子的机械应力易使电容断开。
(3)由于陶瓷贴片电容端头(本体与电极)结合力不良的质量问题，经焊接、温冲、调试等外力作用等过程，容易引起金属电极脱落，即本体与电极脱离如图5所示。
2.2焊接操作不当引起的失效 2.2.1 电烙铁手工焊接操作不当或返工 电烙铁焊接所带给陶瓷贴片电容的热冲击是很普遍的。焊接时会产生热冲击，如果操作者将烙铁尖端直接接触电容电极，就会出现热冲击引起陶瓷贴片电容器本体的微裂，一段时间后陶瓷贴片电容就会失效。原则上陶瓷贴片电容一般应由SMT专用设备焊接，假如非要手工焊接时，一定要严格按工艺要求进行。 多次焊接包括返工，也会影响贴片的可焊性和对焊接热量的抵抗力，并且效果是累积的，因此不宜让电容多次接触到高温。 2.2.2焊接时电容两端上锡不对称 焊接时电容两端上锡不对称如图6所示。
电容两端上锡不对称，当受到外力或做应力筛选试验时，因焊锡过多的一端会严重影响陶瓷贴片电容抵抗机械应力的能力，就出现本体与电极开裂而失效。 2．2．3焊料过多 多层陶瓷贴片电容在PCB上产生的机械应力的程度所关系的因素包括PCB的材料和厚度，焊料的量和焊接的位置，特别是焊料过多会严重影响贴片电容抵抗机械应力的能力，而产生电容失效。 2.3焊盘设计不合理引起的电容失效 (1)焊盘设计不合理，如焊盘上设计有过孔时，如图7所示。焊料会流失(产品中存在这种设计现象)，使电容两端的焊锡不对称造成焊接缺陷，这时做应力筛选或受外力，陶瓷贴片电容两端释放的应力不同就容易造成开裂，最终失效。
(2)另一种焊盘设计方式，如图8所示。采用上机焊接时，电容两端的焊盘尺寸不同或不对称(产品中存在这种设计现象)，印刷的焊膏量就相差较大，小焊盘对温度响应快，上面的焊膏先熔化，在焊膏张力作用下将元件拉直竖起，出现“直立”现象或出现焊锡不对称，引起电容失效。多个陶瓷贴片电容有一端共用一个大焊盘，如果公共端有一个电容需返修或其中有一个电容失效，需更换时，则其它元件的一端也要经历一次热冲击，电容就很容易出现失效。 2.4高低温冲击试验造成的失效 试验过程中，由于PCB、MLCC端电极、陶瓷介质三者的热膨胀系数(CTE)小同，快速的冷热变化，使贴片电容承受一定的热应力。贴片电容的本体(陶瓷)与电极部分(金属部分)产生应力裂纹，导致电容的失效。 2.5应力筛选试验产生的失效 电容失效的另一个原因就是在调试和环境试验中，焊点因热失配而失效。电路的周期性通断和环境温度的周期性变化，会使焊点经受温度循环过程，印制板材料、陶瓷、电极三者的热膨胀失配将在焊点中产生应力和应变。陶瓷的热膨胀系数为(CTE)为(6～7)×10-6/℃，而环氧树脂／玻璃纤维基板在X-Y轴方向的CTE则为15×10-6/℃，PTFE基板在X-Y轴方向的CTE为9-12×10-6/℃，温度变化时，焊点将承受一定的应力和应变。在THT工艺中，器件的柔性引脚会吸收由于热失配而引起的大部分应变，焊点真正承受的应变是很小的。而在SMT中，应变基本由焊点来承受，从而会导致焊点中裂纹的萌生和扩展，最终失效。 2.6机械应力造成的失效 印制板在装配过程中操作不当产生机械应力导致电容破裂，及焊盘设计于螺装孔附近，在装配时容易造成机械损伤。这种损伤在温度冲击试验中使裂纹进一步扩大从而导致电容失效。从结构上可以看出，MLCC的特点是能够承受较大压应力，但抵抗弯曲能力比较差，电容组装过程中任何可能产生弯曲变形的操作都会导致元件开裂。 3 减少电容的失效率
3.1避免外力 (1)装配过程必须尽量避免让PCB遇到过强或过急的弯曲。 (2)陶瓷贴片电容避免设计在线路板弯曲时受机械应力高的位置，如图9所示。
(3)陶瓷贴片电容的两焊点应该设计与受机械应力的方向平衡而不成直角，如图10所示。
(4)电缆线与PCBA之间接插件连接处，在拔出或插上连接器时如果电路板没有支撑，电路板就会产生翘曲而损坏到附近的元器件。当电路板面积较大(即大于15 cm×15 cm)时要特别小心，以防损坏元器件。 3.2材料的选用 为提高贴片电容与基板材料的热匹配，应选择合适的基板材料及选用级别比较高，抵抗热应力和机械应力较好的电容，来满足产品使用的要求。 3.3焊接要求 操作者焊接时应严格执行工艺纪律，并按工艺文件及典型工艺要求进行。 3.4设计要求 (1)焊盘间距要合理，避免如图7、图8及图1l(a)的设计现象发生。图11(a)的设计，当贴片电容焊接后容易受应力而损坏失效。图1l(b)设计有助于提高机械应力的抵抗力。 (2)设计师在设计PCB时，请按企业标准进行焊盘设计，避免不合理的设计出现。 3.5返修要求 当需对电容进行返修时，考虑焊接热量的效果累积，解焊后的电容应弃之不用，使用新电容。 4结论 正确的操作方法，合理的选料及正确的焊盘设计，对减少电容的失效均能起到很好的作用，也可提高产品质量及可靠性，避免不必要的返工。
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