Tryb niezawodności i awarii MLCC (kondensatory chipowe)

Ostatnio przygotowywałem się do wyprodukowania produktu, który wyłącznie wykorzystuje kondensatory MLCC na całej płycie. Zawiera zintegrowany konwerter buck, który ich używa, a MLCC są również używane do lokalnego odsprzęgania.

Moje prototypy składały się z „podejrzanych” technik przepływu przy użyciu płyty grzejnej. Zasadniczo 10% czasu po wykonaniu tej czynności znajduję zwarty MLCC na płycie, zwykle znajdowany, ponieważ po włączeniu zasilania czapka będzie dymić.

Jednak właśnie teraz zastępowałem jedną z tych czapek lutownicą, a po jej wymianie nadal była zwarta. Sprawdziłem, że na płytce nie było żadnego innego zwarcia (ponieważ po zdjęciu 3,3 V wykazywał kilka oporności.) Wygląda na to, że prosta operacja lutowania nasadki spowodowała awarię.

Niedawno naprawiłem również monitor LCD, który miał zwarty MLCC na płycie T-con, a kilku innych użytkowników na popularnym forum zgłosiło ten problem jako zaskakująco powszechny. Teraz, w tym przypadku, monitor nagrzewa się lub nagrzewa, ale nie jest tak gorący jak lutownica - więc dlaczego mogą się zawodzić?

Planuję oferować pięcioletnią lub być może dłuższą gwarancję na te tablice, ale mogę to zrobić tylko wtedy, gdy mam pewność, że tablica jest w stanie przetrwać normalne warunki.

Czapki to 0603 (100n, 10u 6,3 V), 0805 (22u 6,3 V) i 1206 (10u 35 V). Wszystkie są X5R lub X7R. Dla kryształu jest kilka czapek 18pF, ale nigdy nie widziałem, żeby zawiodły - podejrzewam, że są one jednak inną technologią niż MLCC.

Niektórzy dostawcy czapek wytwarzają własne części. Niektórzy kupują czapki z mniejszej produkcji z kołowrotkami przemianowanymi w fabryce. Uważaj. W 2002 roku rozpocząłem dochodzenie w sprawie awarii mlcc i zacząłem sprawdzać czapki na rolce pod mikroskopem. 3/10 wyszedł z rolki pęknięty. Pęknięcie prędzej czy później doprowadzi do zwarcia. Pęknięcia nie są oczywiste nawet pod mikroskopem. Mogą występować jako subtelne przesunięcie koloru, jeśli pęknięcie znajduje się poniżej warstwy powierzchniowej. Niektóre pęknięcia mogą wystarczyć do natychmiastowego zwarcia. Nie wszystko. Producent dostawcy w tym przypadku ostatecznie zidentyfikował lej, w którym pękają korki.

MLCC są bardzo wrażliwe na naprężenia mechaniczne. Szczególnie większy niż 1210 rozmiarów. Raz znalazłem dużą nasadkę obejściową zasilania przylegającą do ciężkiego mechanicznego złącza. Najbliższy otwór montażowy znajdował się w odległości 2 cali! Podczas instalacji urządzenia pękały z prędkością 5/10. Ułamek z nich zapala się. Ogień płonie dalej, aż stopi miedź, przerywając połączenie zasilania.

Kolejnym efektem pęknięcia jest obniżenie maksymalnego napięcia roboczego nasadki. Może być określony na 200 V. Ale po pęknięciu może rozpaść się przy 40 V. Pęknięte czapki wybuchają w moim laboratorium podczas testów - nawet poniżej ich napięcia znamionowego.

Innym sposobem na rozgrzanie czapek jest przekroczenie maksymalnego prądu przemiennego. Łatwo jest myśleć o czapkach jako o urządzeniach rozpraszających zerową moc. Zwłaszcza wyższe Q mlcc. Ale nie są. Oblicz moc rozproszoną w kapslach i nie przekraczaj limitów mocy / prądu przemiennego. Często pojawia się w obwodach zasilania i przetwornicach.

MLCC zawodzą z różnych powodów, w tym naprężeń mechanicznych (flex płyty) i szoku termicznego. Są bardzo wrażliwe na proces produkcyjny. Wpisz w Google „ceramiczne tryby uszkodzenia kondensatora”, a znajdziesz wszystkie dane, których kiedykolwiek potrzebujesz.

Jeśli chodzi o opisany przez ciebie problem CRT, najprawdopodobniej omawiane kondensatory są utajone podczas montażu, co przedwcześnie skraca ich żywotność, prowadząc do wczesnych awarii pola. Ciepłe otoczenie może nieco przyczynić się do szybkości awarii, ale wątpię, aby odpowiednio dobrana, odpowiednio przylutowana część zawiodła wyłącznie z tego powodu.

Przeróbki MLCC nie należy wykonywać za pomocą żelazka. Narzędzie do przeróbki gorącym powietrzem powinno być stosowane do równomiernego podgrzania całej części, tak aby „przepłynęła” na swoich podkładkach, a następnie usunąć ją za pomocą pincety lub innego narzędzia. Wymiana jest podobna - równomiernie podgrzej część na elektrodach, aby ponownie się przepłynęła, a następnie usuń powietrze i pozwól lutowi zestalić się. Zbyt duże ciepło żelazka może uszkodzić część zarówno podczas wyjmowania, jak i wymiany. Uważam, że IPC nakazuje przerobienie gorącego powietrza dla MLCC, ponieważ zarówno mój obecny, jak i były pracodawca ściśle przestrzegał tej zasady w odniesieniu do towarów nadających się do wysyłki.

Przyjęliśmy praktykę układania w stos 2 MLCC szeregowo i montowania ich pod kątem prostym do wszystkich odsprzęgających nasadek zasilanych w sposób ciągły. Montujemy je również pod kątem prostym, aby naprężenia występujące podczas pojedynczego pękania jednej czapki nie powodowały pęknięcia drugiej. Ponieważ praktycznie zawsze zawodzą w zwarciu, masz 1 czapkę w obwodzie.

Producenci kondensatorów MLCC mają wiele informacji na temat lutowania i montażu nakazów i zakazów. Lutowanie ręczne ma duży udział w mechanizmie awarii (25 lat produkcji kontraktowej). Im większa nasadka, 1206, 2512, 2225 itd., Tym bardziej podatna na szok termiczny i uszkodzenie. W przypadku lutowania ręcznego należy podgrzać komponenty za pomocą płyty grzejnej, aby zmniejszyć wstrząs T. Wiele dużych korporacji zabrania ręcznego lutowania kondensatorów MLCC na swoich produktach. Naprężenia mechaniczne, zwłaszcza depanelizacja za pomocą noża obrotowego, powodują powstawanie wielu złych elementów, diod LED i MLCC. Orientacja projektowa długości MLCC powinna być prostopadła do potencjalnej długości elastycznej płytki drukowanej. Trzymaj się z dala od potencjalnych punktów naprężeń, tj. Otworów montażowych, złączy we / wy itp. KUP Elementy jakościowe. Jeśli grosze i nikle powodują lub niszczą produkt,