良率的無聲殺手：為何MLCC不斷裂（而不是放置機造成的）

線路向下。產量圖表下降。一批電路板在功能測試中失敗，12V軌道出現間歇性短路。現場的立即反應是指責點膠機。推理似乎合理：高速噴嘴將脆弱的陶瓷元件猛然壓在電路板上。如果該元件破裂，機器人一定是力道太重。

工程師們花了數週時間校準噴嘴壓力。他們更換送料器。他們向供應商施壓，聲稱“劣質批次”的電容器污染了供應鏈。這是所謂的“劣貨批次”謬論——相信買來的次品，從而將責任推給流程團隊的安慰性謊言。但現代的貼片機，如松下、富士或ASM的，都具有能感測微米級偏差的力反饋環路。除非操作員用本應用於D-pack的噴嘴壓碎0201元件，否則機器是無辜的。

元件在放置過程中沒有破裂，是在之後，當電路板彎曲時破裂的。

人字標的解剖

要了解為何放置理論失效，就看一下殘骸。一個陶瓷電容（MLCC）本質上是一塊玻璃。它具有高抗壓強度，但毫無拉伸彈性。當PCB彎曲時，玻璃纖維伸展。僵硬的焊錫球將這種拉伸直接傳遞到陶瓷體上。

如果力量來自垂直撞擊——像是貼片噴嘴——裂紋會像火山口或表面凹陷。這不是導致產量降低的原因。真正的殺手是 彎曲裂紋.

在橫截面顯微鏡下，這種故障有明顯的特徵："人字"或45度裂紋。它從電容器的底角開始，正好在端接處與陶瓷體相接之處，並向對角線方向擴展。這個角度是由於在電路板彎曲時，拉伸應力將元件底部拉開所形成的。這是一個典型的剪切失效——一個電路板超過陶瓷的應變極限而彎曲的物理記錄。

這裡的真正危險是潛藏的。通常，裂紋足夠緊密，使得元件能通過In-Circuit測試（ICT），因為金屬板仍在接觸。但一旦電路板在運作中升溫或震動，裂紋就會開裂，水分進入，絕緣電阻下降，電容器短路。一塊在工廠測試中通過的電路板，在兩個月後會在客戶手中喪命。

犯罪現場：拆板

如果貼片機沒有彎曲電路板，是誰造成的呢？損壞幾乎總是在拆板時發生——也就是將各個電路板從生產面板上分離的時候。

手動敲合是最嚴重的因素。在大批量、注重成本的生產—尤其是消費品—中，面板常常用V型槽（V-score）進行刻痕，再手工分隔。更糟的是，操作員可能會使用“膝蓋法”或工作台邊緣來敲合面板。這會施加巨大且不一致的扭矩。FR4玻璃纖維會彎曲，但焊點不會。應力集中在電路板最堅硬的位置：大型陶瓷元件的焊盤。

即使是“披薩刀”式滾輪刀分隔器也很危險。如果刀片的高度設定不正確，或者操作員以略微傾斜的角度推動面板，電路板就會彎曲。V-score工藝依賴於破壞剩餘的材料網狀結構。這次破裂是一次劇烈的機械事件，會在玻璃纖維中傳送衝擊波。

高可靠性電子產品唯一安全的方法是路由器（tab-route）。路由刀片會磨除材料，不會在PCB上產生應力。這個方法較慢，會產生灰塵，並需要更多維護。但它完全不引入彎曲應力。管理者常因循環時間的限制而抗拒切換到路由器，把刀片的成本和便宜的V-score刀片相較。他們很少考慮由於手工分隔而導致的2%報廢率或50,000次現場召回的$成本。

幾何學即命運

如果路由器不可能且V-score是必須的，電容器的存活度取決於佈局。兩個變數很重要： 方向 以及 距離.

方向是PCB設計中最常被忽視的規則。放置在“平行”於破壞線的電容器，位於死角。當電路板沿V-score彎曲時，電容器的長軸會被拉伸。元件的整個長度都抗拒彎曲，最終會折斷。 將相同的元件旋轉90度，使其 垂直於破壞線。現在，當電路板彎曲時，應力會作用於元件的寬度而非長度。焊點則充當支點，而非堅硬的固定點，這樣炸裂的風險會指數級下降。

垂直於破壞線的方向布置電容，能顯著降低在拆板過程中的機械應力。 垂直 到断线处。现在，当板弯曲时，应力作用在元件的宽度上，而不是长度。焊点充当枢轴点，而不是刚性锚点，降低了开裂的风险，风险呈指数级下降。

然後就是距離。設計師喜歡把元件包進板子邊緣，以縮小外形尺寸。他們依靠CAD設計規則檢查（DRC）來標示是否有元件過於靠近。但標準的DRC只檢查電氣 間隙（銅到銅），而非 機械 安全距離。電容器在電氣上距離邊緣1mm是安全的，但在機械上卻命運多舛。 安全區域通常是

5mm 距離任何斷裂線都要保持5mm的距離。當然，這會有所不同——厚度為1.6mm的板子傳遞的應力比0.8mm的板子大得多，玻璃編織方向也很重要。但5mm是一般的『睡得好』標準數值。如果一個1206的電容遠離V形切割線2mm，且平行於切割線，問題就不在於 任何断线都可能受到影响。当然，这有差异——厚度为1.6mm的板比薄的0.8mm板传递的应力更大，玻璃纱线方向也很重要。但5mm是标准的“夜晚安睡”数值。如果一个1206的电容器距离V切割线2mm，且与切割线平行，那就不是一个问题 是否 它是否會裂開，而在於 當.

‘軟終止’膠帶的解決方案

當布局不能更改時——通常是因為板子已經轉動完畢、良率下降太多——工程師經常會選擇『軟終止』或『Flex-term』電容器。

標準電容用剛性的金屬端子。軟終止在銅與鎳/錫鍍層之間增加一層導電環氧樹脂。這種樹脂就像減震器，允許端子在彎曲時稍微脫離陶瓷本體。這樣可以切斷電氣連接（失開），而不是讓陶瓷裂開（短路）。

這裡經常造成混淆，採購經理會問這多出來的成本是否值得。它確實有效，但並非魔法。它將彎曲容差從大約2mm的偏移提升到5mm。可以把它想像成安全氣囊。氣囊可以降低致命率，但並不代表你可以以每小時60英里的速度撞上一堵磚牆。如果拆除電路板的過程涉及操作者用膝蓋折斷板子，軟終止則無法拯救元件。這只是一個安全網，而非解決差勁工藝的辦法。

驗證：確鑿證據

那麼，你怎麼向管理層證明流程出錯，而不是供應商？答案在於破壞性測試。

將失敗的電路板送到實驗室進行“染色與剝離”測試。技術人員用紅色染料充瀉該區域，將電路板放入真空室以強制染料滲入任何裂縫，然後機械性地將元件從電路板上剝離。如果在斷裂面上看到紅色墨水，則意味著裂縫存在 之前 測試。

如果墨水顯示出45度之字形的簽名，那麼爭論就結束了。那是彎曲裂縫。它並非在供應商處發生。也不是在貼片機中發生。在電路板被彎曲時發生。去走一走生產線。觀察面板的分離方式。聽聽“啪”的一聲。那聲音是工廠裡資金流失的聲音。