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本文介紹MLCC（Multilayer Ceramic Chip Capacitor，焊錫裂紋的主要原因及對策。

焊錫裂紋的主要原因

MLCC焊錫裂紋不僅會在焊錫工藝等制造工藝中產生，還會在推出市場后的惡劣使用條件下產生。主要原因如下。

(1)熱沖擊和溫度循環導致熱疲勞

由于高溫/低溫的反復溫度變化，MLCC與PCB熱膨脹系數的差異導致焊錫接頭施加熱應力。此外，在焊接過程中，溫度管理不完善也會導致這種情況。

(2)無鉛焊錫

考慮到環保目的，使用的無鉛焊錫質地堅硬易碎。與以往的共晶焊錫相比，焊錫更容易開裂，需要特別注意。

圖1:焊錫裂紋情況(截面)

焊錫裂紋的主要原因

MLCC焊錫裂紋不僅會在焊錫工藝等制造工藝中產生，還會在推出市場后的惡劣使用條件下產生。主要原因如下。

(1)熱沖擊和溫度循環導致熱疲勞

由于高溫/低溫的反復溫度變化，MLCC與PCB熱膨脹系數的差異導致焊錫接頭施加熱應力。此外，在焊接過程中，溫度管理不完善也會導致這種情況。

(2)無鉛焊錫

考慮到環保目的，使用的無鉛焊錫質地堅硬易碎。與以往的共晶焊錫相比，焊錫更容易開裂，需要特別注意。

圖2：焊錫裂紋的主要原因及其影響

應特別注意焊錫裂紋對策和基板的應用

焊錫裂紋的主要原因是熱沖擊、溫度循環和使用脆性無鉛焊錫引起的熱疲勞。

因此，應特別注意汽車發動機艙等高溫發熱部位周圍的包裝，在會產生急劇加熱（急劇）或急劇冷卻（急劇冷卻）等周圍溫度急劇變化（熱沖擊）的環境中。

此外，由于太陽能發電、風力發電、基地局等基礎設施維護周期長，需要注意焊錫裂紋對策。

圖3:應用焊錫裂紋對策

1.金屬端子"分散"金屬支架電容器的熱沖擊

金屬支架電容器是在端子電極上安裝金屬端子的一種MLCC，分為單體型(單層)和雙層(雙層:雙重)兩類。(圖4)

圖4：金屬支架電容器的結構

耐熱沖擊的接合強度

TDK金屬支架電容器對焊錫裂紋有很高的抑制作用。圖5是循環熱沖擊3000次的截面比較圖。從圖中可以看出，與金屬支架電容器相比，一般終端產品的焊錫更容易劣化。特別是在2000多個循環中，差異更加明顯。

圖5:熱沖擊試驗結果(一般產品與金屬支架電容器的比較)

比較基板彎曲模擬

一般產品與金屬支架電容器的基板彎曲模擬通過焊錫連接到基板上。熱沖擊和基板彎曲產生的應力集中在焊接接頭上。此時，一般產品容易產生焊接裂紋，金屬支架電容器的金屬端子會吸收應力，從而減少焊接裂紋的產生。

圖6:基板彎曲模擬(一般產品與金屬支架電容器的比較)

金屬支架電容器的特點

通過外端TXC代理金屬端子用于吸收熱沖擊和基板彎曲引起的應力。同時，提高耐振動性。兩個相同容量電容器的電路可以平行使用，以減少包裝面積。與鋁電解電容器相比，ESR、ESL更低。

主要用途

車載應用（EPS、ABS、EV、HEV、LED燈等）

平滑電路、DC-DC轉換器、LED、HID

溫度變化急劇的使用環境和壓電效應對策

2.樹脂電極層具有優異的耐熱沖擊性和較強的的樹脂電極

一般MLCC端子電極的Cu底層均鍍了Ni及鍍Sn。樹脂電極是一種鍍Cu及鍍Ni導電性樹脂層加入導電性樹脂層MLCC（圖7）。

圖7:一般端子產品與樹脂電極端子的區別

樹脂層吸收熱沖擊引起的接接頭膨脹收縮和基板彎曲應力，抑制焊接裂紋的產生。

粘結強度的下降率約為以往產品的一半

TDK的樹脂電極MLCC其特點是具有極好的耐熱沖擊性。圖8顯示了熱沖擊后一般端子產品與樹脂電極粘結強度試驗的接合強度比較圖。熱沖擊3000次(-55 to 125℃/3000cyc.)數據。一般產品粘結強度下降90%左右，導電性樹脂端子型下降50%左右。

圖8:粘結強度下降率(一般端子產品與樹脂電極品的比較)

【樹脂電極品的特點】

提高基板對彎曲、墜落沖擊、熱沖擊(熱周期)的抵抗力。

焊料的接頭和原件由導電樹脂吸收。

主要用途

用于基板模塊，需要焊接積層貼片陶瓷片式電容器"彎曲裂紋"對策或預防

用于安裝在鋁基板上的電氣電路對彎曲有很強的耐久性和焊接接頭的問題SMT

PC、智能鑰匙、汽車多媒體、開關電源、基地局、車載應用（ECU、ABS、xEV等）

MLCC總結焊錫裂紋對策

電容器與基板之間的部分施加應力后會產生"焊錫裂紋"，可能導致元件脫落、開路故障等。

暴露在熱沖擊和溫度循環中的設備，如汽車發動機艙或其他熱源設備；實現無維護基礎設施；應特別注意硬脆無鉛焊錫的連接。

表9總結了各種產品的特點。

客戶可根據用途選擇產品，提高產品可靠性。

表9：MLCC對焊錫裂紋對策的比較