基板ひずみ量評価

積層セラミックチップコンデンサ使用上の注意事項

実装上の確認事項

実装後の取扱い方

基板ひずみ量評価

生産工程では、取扱いや加工方法によっては、基板にたわみストレスが加わることがあります。そこでは基板上に実装されたコンデンサにもたわみストレスが加わり、外部電極を起点にクラックが発生することがあります。コンデンサ内部にクラックが進みますと、たとえ初期の電気特性に問題がない場合でも、部品寿命が著しく低下することがあります。
したがって、工程における基板のたわみストレスが、できるだけ小さくなるような基板設計、工程設計を行ってください。

ひずみ量評価

・ひずみ量評価の必要性
基板にたわみストレスが加わりますと、変形した基板の凸側面は表面が伸びる方向に変形が生じます。この伸びが、引張り方向のひずみ量となります。ランド、はんだ、外部電極を通して、チップ底面側に引張り応力が発生し、引張り応力が外部電極端部に集中することで、脆性材料であるセラミック部分にクラックが発生します。
基板のたわみは、基板カットなどの工程で発生しますが、その場でたわみ量（曲げ深さ）を計測することは困難です。そこで、一般には、ひずみゲージを使用して、基板表面のひずみ量を測定します。
ひずみ量を測定して、値が大きくならないようにしてください。
・ひずみ量評価時の注意点
1. (1) ひずみ量測定位置
  コンデンサが実装された基板に、どの程度のひずみ量が加わっているかを測定する場合、ひずみ量の測定位置は、
  コンデンサの横ではなく、コンデンサを取り外し、実装されていた位置で測定してください。
  コンデンサの横では、コンデンサの剛性による影響を受けるため、基板に加わるたわみストレスの大きさを正確に
  反映していません。また、評価基板の状態は、周辺の部材、はんだ及びはんだ量は、実際の実装基板に近い環境と
  なるようにしてください。
2. (2) 最大ひずみ量の発生方向
  実際の工程で発生するひずみ量は、360°全方向で生じます。このため、ひずみ量は、3軸のひずみゲージを使用して
  計測することを推奨します。ひずみゲージの取付け方向は、測定する位置に3軸のひずみゲージの中心軸を
  合わせるように設定してください。

ひずみ量について

・ひずみ量評価時の注意点
一般に金属は、外から力を加えて変形させると、電気抵抗が変わります。電気抵抗は断面積に反比例し、長さに比例します。この原理を利用すると、構造物に金属を接着して、その電気抵抗の変化を測定することで、ひずみ量が求められます。この原理を応用したのが、ひずみゲージです。

ひずみ量評価による改善例

各工程で、ひずみ量を測定したところ、基板カット時に、大きなひずみ量が発生することがわかりました。(ひずみゲージの接着例を下図に示します。)
この結果から、コンデンサ実装位置の近傍にスリットを設けました。この設計変更によって、基板カット時のひずみ量が低減し、コンデンサのクラックの発生を抑えることができました。