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多層陶瓷電容(MLCC)摔落後破裂並掉落分析（應力造成）
這是前一陣子工作熊公司產品執行落下測試(drop impact test)後發現電路板上有多層陶瓷電容(MLCC)破斷裂及掉落的問題，經過初步的分析後發現電路板的焊墊以及電容零件上的鍍層都還殘留在電路板上，而且電容本身開裂的位置則發生在端點邊緣的地方。
依此現象研判，應該是遭受到外力而使得電容發生破裂的典型問題，個人認為這種破裂的現像很像電路板彎曲並造成的應力所致，因為這款電路板的板子厚度只有1.2mm，而破裂位置的零件則座落在電路板的板邊直角以內大約25mm的位置。第二個理由是這裡總共有兩顆一模一樣的電容零件，看起來反而是離板邊比較遠的電容，破裂及掉落的機會比較大，這可能是距離板邊比較遠，所以板子彎折的幅度反而比較大的緣故。
不過這只是工作熊個人的看法，其他人還是有不同的意見，因為零件旁邊就有一顆螺絲將電路板鎖在塑膠下殼，理論上不應該有板彎的機會才是？關於這點，個人認為應該是落下實驗(drop impact test)中外殼受到撞擊以致塑膠彎曲變形，連帶的使得機殼內部的電路板跟著彎曲所致。
後來我們把將整機連同破裂的電容零件送到電容的日本原廠作分析，報告回來說是【機械應力】所引起的電容破裂現象，他們也認為板子彎曲是主要原因，電容應該是被板子彎曲後拉扯而造成的破裂，所以破裂的地方才會從端點外緣以約45度角的方向裂開，而且應力(STRESS)應該是發生在焊接作業完成之後。
▼有人認為電容旁邊已經有螺絲將電路板固定於機殼上了，不應該發生電路板彎曲的現象才對。 
▼電容廠商的分析報告結論，雖然廠商的結論不一定最正確，但照片不會騙人。 
▼從破裂的現象與電容廠商切片的照片看來，破裂的痕跡從端接處以斜角方向裂開，電容零件的確像是機械外應力所造成的破裂。 
後記：
關於多層陶瓷電容(MLCC)破裂的問題，其實電容原廠很有經驗，他們大多會提供電容經典破裂的可能原因給客戶參考，工作熊這裡也整理了一些給大家參考【MLCC多層陶瓷電容破裂的可能原因】。
另外，建議大家也要多瞭解一下【多層陶瓷電容(MLCC)的基本原理與構造】，來瞭解其破裂現象的可能原因，與破裂後可能引起的怎樣的電性問題。
最後，建議可以使用【應力應變計(strain gage)】來檢測電路板在摔落測試或是電路板組裝時的彎曲程度，這樣才能有科學依據，而不是聽某某人說可能是什麼原因造成這種道聽塗說。
碰到生產製造或是品質問題時該如何著手分析？內含「MLCC電容破裂原因特性要因分析圖」
延伸閱讀：
超音波熔接 ─ 埋植螺絲塑膠柱破裂的可能原因
MLCC陶瓷電容焊接端點尺寸與電容破裂的影響性
電子零件掉落或BGA錫裂一定是SMT製程問題迷思(1)？錫裂只是應力大於結合力之必然結果
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訪客留言內容（Comments）
除了螺絲鎖上的扭力要注意之外，上下殼組裝時，是否有BOSS撞擊到電容的可能呢?
另外螺絲鎖上後，還要看螺絲鎖附的數量及位置，因為當外殼受到衝擊時
板子還是有變型的可能性，早期在做可靠度(衝擊或落下)時，通常會發生BGA錫裂的狀況
1.想是说是否有连板，如果是连板的话，会不会是裁板时的应力，已经提前造成crack，所以QRE时，问题恶化
2.从设计的角度来说，MLCC应该平行于板边摆放，就是说你这两颗料是否应该转90°(具體可以參考datasheet，里面有廠商建議擺放的方式，尤其是大的size)
以上是個人看法…
@工作熊:我也認為有應力存在，但是RD認為沒有問題。
==》您好!可以實驗來驗證到底有沒有應力存在.
在電容斷裂的位置安放一片Strain Gauge,板子組裝與殼子過過程中監測鎖螺絲時是否有造成大的形變,將最大形變圖抓出來;如果組裝沒發現造成大的形變,則完全組裝整機后,再做落下實驗,監測strain Gauge整個形變的圖形,看其最大形變量和持續時間是多久.
@工作熊:
B家的不會破,不代表那裡不存在應力. 有些廠商的材料可能設計了能夠耐一定的應變,此時暫時不顯示出來失效現象;但是隨著環境溫度和濕度變化,這裡在可能承受機構應力和電應力雙重應力下,逐步失效. 這是field端才會發生的風險.
RJ11,RJ45 線路周圍會有防雷殛設計
此區會大範圍ground未鋪銅 也無其他線路
未鋪銅區的PCB比有鋪銅區域軟很多
尤其兩區連接有較大板彎易造成錫裂
除trace外應避免擺件
照片中電容剛好跨在未鋪銅區與有鋪銅區域
這個問題確實是板彎造成的應力集中。但為何有些會剝落有些不會呢，問題是出在焊錫的錫量所造成的，當錫量過多時，切片看一下焊錫的截面, 板彎時的拉力造成的應力集中點，因為焊點所連接的夾角度大，所以F應力就會很大，當焊點的錫量少時，連接點的夾角度小，因應力分力原因，焊點所承受的F應力就會很小，不會剝落。我在十多年前就對策過了，若有相關想討論的，可以發mail給我，我很樂意分享及交換彼此經驗。
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若應力來自於機械應力
熊大可以去量測stress gage
看當螺絲鎖上的一瞬間的應力是多少,
我沒記錯的話,無鉛製程的應力標準要在450µ stress以下
若是超過這個標準以上,則有錫裂或零件破損的風險存在
這時就要考慮使用治具或是變更作業方式來解決平坦度的問題
避免瞬間的過大彎曲造成不良