Режим надежности и отказа MLCC (чип-конденсаторы)

Недавно я готовился к производству продукта, который использует исключительно конденсаторы MLCC через плату. Он интегрирует встроенный понижающий преобразователь, который их использует, и MLCC также используются для локальной развязки.

Мои прототипы состояли из "хитрых" методов оплавления с использованием горячей пластины. Как правило, через 10% времени после этого я обнаруживаю на плате закороченный MLCC, обычно обнаруживаемый, потому что при подаче питания крышка будет дымить.

Однако, прямо сейчас я заменял одну из этих крышек паяльником, и после того, как я заменил ее, она все еще была закорочена. Я убедился, что на плате не было другого короткого замыкания (потому что при отключении 3,3 В показало сопротивление нескольких кОм). Кажется, простая операция по пайке крышки привела к ее выходу из строя.

Я также недавно ремонтировал ЖК-монитор с коротким MLCC на плате T-con, и несколько других пользователей на популярном форуме сообщили, что эта проблема удивительно распространена. Теперь, в этом случае, монитор нагревается или нагревается, но далеко не так жарко, как паяльник - так почему они могут выходить из строя?

Я планирую предложить пятилетнюю или, возможно, более длительную гарантию на эти платы, но я могу сделать это, только если уверен, что плата способна выдержать нормальные условия.

Крышки: 0603 (100n, 10u 6.3V), 0805 (22u 6.3V) и 1206 (10u 35V). Все X5R или X7R. Для кристалла есть несколько колпачков на 18 пФ, но я никогда не видел, чтобы они выходили из строя - я подозреваю, что они отличаются от технологии MLCC.

Некоторые производители колпачков делают свои собственные детали. Некоторые покупают кепки от меньшего производства с барабанами, повторно фирменными в потрясающем. Осторожно. В 2002 году я начал расследование сбоев в Mcc и начал осматривать крышки на катушке под микроскопом. 3/10 сошло с трещины на катушке. Трещина рано или поздно приведет к короткому замыканию. Трещины не очевидны даже под микроскопом. Они могут проявляться как тонкое смещение цвета, если трещина находится ниже поверхностного слоя. Некоторые трещины могут быть достаточными для немедленного представления короткого замыкания. Не все. Производитель поставщика в этом случае в конечном итоге определил бункер, в котором колпачки трескались.

MLCC очень чувствительны к механическим воздействиям. Особенно больше, чем 1210 размеров. Однажды я обнаружил большую крышку байпаса, рядом с тяжелым механическим разъемом. Расстояние до ближайшего монтажного отверстия составляло 2 дюйма. Во время установки устройства они треснули со скоростью 5/10. Часть из них загорелась. Огонь продолжал гореть до тех пор, пока не растопила медь, не нарушив подключение питания.

Другим эффектом трещины является снижение максимального рабочего напряжения крышки. Это может быть спецификацией для 200 В. Но после взлома он может сломаться при 40 В. Треснувшие колпачки загораются в моей лаборатории при тестировании - даже ниже номинального напряжения.

Еще один способ разогрева колпачков - превышение максимального переменного тока. Легко представить крышки как устройства с нулевым рассеиванием энергии. Особенно выше Q mlcc. Но это не так. Рассчитайте мощность, рассеиваемую в шапках, и не превышайте пределы мощности / переменного тока. Обычно появляется в силовых цепях и преобразователях.

MLCC не работают по разным причинам, включая механическое напряжение (изгиб платы) и термический удар. Они очень чувствительны к процессу производства. Введите "режимы отказа керамического конденсатора" в Google, и вы найдете все данные, которые вам когда-либо понадобятся.

Что касается проблемы с ЭЛТ, которую вы описали, то, скорее всего, рассматриваемые конденсаторы латентно повреждаются во время сборки, что преждевременно сокращает их срок службы, что приводит к преждевременным выходам из строя в полевых условиях. Теплая атмосфера может немного повлиять на частоту отказов, но я сомневаюсь, что из-за этого должным образом припаянная деталь надлежащего размера выйдет из строя.

Переделка MLCC не должна выполняться железом. Необходимо использовать инструмент для восстановления горячим воздухом, чтобы равномерно нагреть всю деталь, чтобы она «переплавилась» на ее площадках, а затем вынуть его пинцетом или другим инструментом. Замена аналогична - равномерно нагрейте деталь на контактных площадках, чтобы она опрокинулась, затем удалите воздух и дайте припою затвердеть. Слишком сильный нагрев утюгом может повредить деталь как при снятии, так и при замене. Я полагаю, что IPC требует переделки горячего воздуха для MLCC, поскольку и мой нынешний, и бывший работодатель строго соблюдали эту политику в отношении перевозимых товаров.

Мы применили практику последовательного соединения 2 MLCC и установки их под прямым углом для любых развязывающих крышек, которые питаются непрерывно. Мы также устанавливаем их под прямым углом так, чтобы одиночные напряжения, которые трескали одну крышку, не трескали другую. Поскольку они практически всегда терпят неудачу, у вас осталась одна из заглушек в цепи.

Производители конденсаторов MLCC имеют много информации о том, что нужно и чего нельзя делать при пайке и монтаже. Ручная пайка является важным фактором отказа механизма (25 лет контрактного производства). Чем больше крышка, 1206, 2512, 2225 и т. Д., Тем больше она подвержена тепловому удару и отказу. При ручной пайке нагрейте компоненты горячей плитой, чтобы уменьшить Tshock. Многие крупные корпорации запрещают ручную пайку конденсаторов MLCC на своих изделиях. Механическая нагрузка, особенно депанелизация с помощью роторного резака, создает много плохих компонентов, светодиодов и MLCC. Расчетная ориентация длины MLCC должна быть перпендикулярна потенциальной длине изгиба печатной платы. Держите вдали от возможных точек напряжения, например, монтажных отверстий, разъемов ввода / вывода и т. Д. КУПИТЬ Качественные компоненты. Если копейки и никели делают или ломают продукт,