Режим надійності та відмови MLCC (мікросхема конденсаторів)

Нещодавно я готувався до виготовлення продукту, який використовує виключно конденсатори MLCC у всьому плані. Він інтегрує бортовий перетворювач доларів, який їх використовує, а MLCC також використовується для локальної розв'язки.

Мої прототипи складалися з "химерних" способів розливу за допомогою гарячої плити. Як правило, 10% часу після цього я знаходжу на дошці короткий MLCC, який зазвичай зустрічається, тому що при подачі живлення ковпак буде диміти.

Однак я просто замінив одну з цих ковпачків паяльником, і після того, як я її замінив, вона все-таки була короткою. Я переконався, що на платі немає іншого короткого замикання (тому що при знятті 3,3 В виявив опір декількох кілометрів). Здається, що проста операція пайки шапки призвела до виходу з ладу.

Нещодавно я також відремонтував РК-монітор, у якого був короткий MLCC на платі T-con, і кілька інших користувачів на популярному форумі повідомили про це як про дивовижне поширене. Тепер у цьому випадку монітор стає теплим чи гарячим, але там, де поруч не так жарко, як паяльник - то чому вони можуть вийти з ладу?

Я планую запропонувати на ці дошки п'ятирічну або, можливо, більш тривалу гарантію, але можу зробити це лише в тому випадку, якщо я впевнений, що рада може пережити нормальні умови.

Кришки є 0603 (100n, 10u 6.3V), 0805 (22u 6.3V) та 1206 (10u 35V). Всі вони X5R або X7R. Існує кілька кришок 18pF для кристала, але я ніколи не бачив, щоб вони вийшли з ладу - я підозрюю, що вони відрізняються від технології MLCC.

Деякі продавці шапок виготовляють власні деталі. Деякі купують ковпачки меншого виробництва, а барабани перепрофільовані на фабриці. Стережись. Я потрапив у слідство про відмову від mlcc у 2002 році і почав оглядати ковпачки на котушці під мікроскопом. 3/10 зійшов з котушки тріщинами. Тріщина рано чи пізно призведе до короткого. Тріщини не очевидні навіть під мікроскопом. Вони можуть проявлятися як тонкий зміна кольору, якщо тріщина знаходиться нижче поверхневого шару. Деякі тріщини можуть бути достатніми, щоб представити короткий одразу. Не всі. У цьому випадку виробник продавця визначив бункер, де кришки тріскалися.

MLCC дуже чутливі до механічних навантажень. Особливо більший за 1210 розмірів. Одного разу я знайшов кришку обходу великої потужності, що прилягає до важкого механічного з'єднувача. Найближчий монтажний отвір знаходився на відстані 2 ". Вони під час встановлення агрегату тріскалися зі швидкістю 5/10. Частина з них підпалювала вогонь. Вогонь продовжував би горіти, поки не розплавив мідь, порушивши електроживлення.

Інший ефект тріщини - зменшення максимальної робочої напруги ковпачка. Це може призвести до 200 В. Але одного разу тріщини можуть вийти з ладу при 40 В. Потріскані ковпачки спалахнули полум'я в моїй лабораторії при випробуванні - навіть нижче їх номінальної напруги.

Ще один спосіб розігріти кришки - це перевищення їх максимального струму. Легко думати про ковпачки як пристрої, що розсіюють нульову потужність. Особливо вищий Q mlcc. Але їх немає. Обчисліть потужність, що розсіюється в кришках, і не перевищують межі струму живлення / змінного струму. Показує в силових схемах і перетворювачах зазвичай.

MLCC виходять з ладу з різних причин, включаючи механічне напруження (дошка згинання) та тепловий удар. Вони дуже чутливі до процесу виготовлення. Введіть у Google "режими відмови керамічного конденсатора", і ви знайдете всі дані, які вам коли-небудь знадобляться.

Що стосується описуваної вами CRT проблеми, то, швидше за все, розглядаються конденсатори приховано пошкоджуються під час складання, що передчасно скорочує їхнє життя, що призводить до раннього виходу з поля. Тепле навколишнє середовище може дещо сприяти швидкості виходу з ладу, але я сумніваюся, що правильно розміщена, правильно паяна частина не вийде виключно через це.

Переробку MLCC не слід проводити праскою. Для рівномірного нагрівання всієї деталі слід застосовувати інструмент для переробки гарячого повітря, щоб він «розтопився» на подушечках, а потім видалити пінцетом або іншим інструментом. Заміна аналогічна - рівномірно нагрійте деталь на прокладках, щоб вона нагрілася, потім видаліть повітря і дайте припою затвердіти. Занадто багато тепла з праскою може пошкодити деталь як при видаленні, так і при заміні. Я вважаю, що IPC надає мандат на переробку гарячого повітря для MLCC, оскільки і мій нинішній, і колишній роботодавець суворо виконували цю політику щодо товарів, що перевозяться.

Ми прийняли практику складати 2 MLCC послідовно та встановлювати їх під прямим кутом для будь-яких роз'єднувальних ковпачків, які живляться постійно. Ми також встановлюємо їх під прямим кутом, щоб симуляційні напруження, які тріскають одну шапку, не розтріскували іншу. Оскільки вони практично завжди виходять з ладу, вам залишається 1 ковпачок, який все ще знаходиться в ланцюзі.

Виробники конденсаторів MLCC мають багато інформації, що стосується пайки та монтажу речей і недоліків. Ручна пайка є великим фактором механізму відмов (25 років виготовлення контракту). Чим більше ковпачок, 1206, 2512, 2225 і т. Д., Тим більш чутливий до термічного шоку та несправності. Якщо вручну паяти, нагрійте компоненти нагрівальною плитою, щоб зменшити шок. Багато великих корпорацій забороняють вручну паяти конденсатори MLCC на своїх продуктах. Механічне напруження, особливо депанелізація за допомогою обертового різака, створює безліч поганих компонентів, світлодіодів та MLCC. Проектна орієнтація довжини MLCC повинна бути перпендикулярна потенціальній довжині згину друкованої плати. Тримайте подалі від потенційних точок напруги, тобто монтажних отворів, роз'ємів вводу / виводу тощо. КУПУЙТЕ Якісні компоненти. Якщо копійки і нікелі виробляють або порушують продукт,