Mode keandalan dan kegagalan MLCC (chip kapasitor)

Baru-baru ini saya telah mempersiapkan untuk memproduksi produk yang secara eksklusif menggunakan kapasitor MLCC di seluruh papan. Ini mengintegrasikan konverter buck onboard yang menggunakannya, dan MLCC juga digunakan untuk decoupling lokal.

Prototipe saya terdiri dari teknik reflow "cerdik" menggunakan hot plate. Secara umum, 10% dari waktu setelah melakukan ini, saya menemukan MLCC korsleting di papan, biasanya ditemukan karena ketika daya diterapkan, tutupnya akan merokok.

Namun, saat ini saya mengganti salah satu topi ini dengan besi solder dan setelah saya menggantinya, itu masih singkat. Saya memverifikasi tidak ada hubungan arus pendek di papan tulis (karena ketika dihapus 3.3V menunjukkan beberapa kohms perlawanan.) Tampaknya operasi sederhana penyolderan tutup telah menyebabkannya gagal.

Saya juga baru-baru ini memperbaiki monitor LCD yang memiliki MLCC korsleting pada papan T-con dan beberapa pengguna lain di forum populer telah melaporkan masalah ini sebagai hal yang biasa. Sekarang, dalam kasus ini, monitor menjadi hangat atau panas, tetapi tidak sedekat besi solder - jadi mengapa ini bisa gagal?

Saya berencana untuk menawarkan garansi lima tahun atau lebih lama pada papan ini, tetapi saya hanya dapat melakukannya jika saya yakin dewan mampu bertahan dalam kondisi normal.

Batasnya adalah 0603 (100n, 10u 6.3V), 0805 (22u 6.3V) dan 1206 (10u 35V). Semuanya X5R atau X7R. Ada beberapa tutup 18pF untuk kristal, tapi saya belum pernah melihat yang gagal - saya curiga itu adalah teknologi yang berbeda dari MLCC.

Beberapa vendor topi membuat bagian mereka sendiri. Beberapa membeli topi dari pabrik yang lebih kecil dengan reel bermerek di pabrik. Awas. Saya masuk ke penyelidikan kegagalan mlcc pada tahun 2002 dan mulai memeriksa topi pada reel di bawah mikroskop. 3/10 keluar dari reel yang retak. Retak cepat atau lambat akan menyebabkan pendek. Celah tidak jelas bahkan di bawah mikroskop. Mereka mungkin hadir sebagai pergeseran warna yang halus jika retakan berada di bawah lapisan permukaan. Beberapa retakan mungkin cukup untuk menyebabkan gejala singkat. Tidak semua. Pabrikan vendor dalam kasus ini akhirnya mengidentifikasi hopper di mana tutupnya retak.

MLCC sangat sensitif terhadap tekanan mekanik. Terutama lebih besar dari ukuran 1.210. Saya menemukan topi bypass daya besar berdekatan dengan konektor mekanik berat sekali. Lubang pemasangan terdekat adalah 2 "jauhnya! Mereka retak pada tingkat 5/10 selama pemasangan unit. Sebagian kecil dari mereka terbakar. Api akan terus menyala sampai melelehkan tembaga, memutus koneksi daya.

Efek lain dari retakan adalah pengurangan tegangan kerja maksimal tutup. Itu mungkin dispesifikasikan untuk 200 V. Tetapi sekali retak mungkin rusak pada 40 V. Tutup retak meledak di lab saya ketika diuji - bahkan di bawah tegangan pengenal mereka.

Cara lain untuk menghangatkan topi melebihi arus maksimum ac. Sangat mudah untuk menganggap caps sebagai perangkat pembuangan daya nol. Terutama Q mlcc yang lebih tinggi. Tapi ternyata tidak. Hitung daya yang hilang dalam batas dan tidak melebihi batas daya / arus ac. Ditampilkan di sirkuit daya dan konverter secara umum.

MLCC gagal karena berbagai alasan, termasuk tekanan mekanis (board flex) dan thermal shock. Mereka sangat sensitif terhadap proses pembuatan. Ketik "mode kegagalan kapasitor keramik" ke Google dan Anda akan menemukan semua data yang Anda perlukan.

Adapun masalah CRT yang Anda jelaskan, kemungkinan besar kapasitor yang dimaksud sedang rusak akhir-akhir ini selama perakitan, yang secara prematur mempersingkat masa pakai mereka yang menyebabkan kegagalan medan awal. Suasana hangat mungkin berkontribusi sedikit pada tingkat kegagalan, tetapi saya ragu bahwa bagian yang berukuran tepat dan disolder dengan benar akan gagal hanya karena ini.

Pengerjaan ulang MLCC tidak harus dilakukan dengan setrika. Alat pengerjaan ulang udara panas harus digunakan untuk memanaskan seluruh bagian secara merata sehingga 'memantulkan kembali' pada bantalannya, kemudian lepaskan dengan pinset atau alat lain. Penggantian serupa - panaskan bagian pada bantalan secara merata, lalu buang udara, lalu biarkan solder mengeras. Terlalu banyak panas dengan setrika dapat merusak bagian saat dilepas maupun saat diganti. Saya percaya bahwa IPC mengamanatkan pengerjaan ulang udara panas untuk MLCC, karena baik majikan saya saat ini dan yang sebelumnya secara ketat menegakkan kebijakan ini untuk barang-barang yang dapat dikirim.

Kami telah mengadopsi praktik penumpukan 2 MLCC secara seri dan memasangnya pada sudut yang tepat untuk setiap tutup pelepasan yang diaktifkan secara kontinu. Kami juga memasang mereka di sudut kanan sehingga singulasi menekankan bahwa retak satu tutup tidak akan retak yang lain. Karena mereka hampir selalu gagal pendek Anda dibiarkan dengan 1 tutup masih di sirkuit.

Produsen kapasitor MLCC memiliki banyak informasi mengenai penyolderan dan pemasangan yang harus dan tidak boleh dilakukan. Penyolderan tangan adalah penyumbang besar mekanisme kegagalan, (25 tahun pembuatan kontrak). Semakin besar tutupnya, 1206, 2512, 2225 dll. Semakin rentan terhadap guncangan dan kegagalan termal. Jika penyolderan tangan, panaskan komponen dengan hot plate untuk mengurangi Tshock. Banyak perusahaan besar melarang penyolderan tangan kapasitor MLCC pada produk mereka. Stres mekanis, terutama depanelizing dengan rotary cutter menciptakan banyak komponen yang buruk, LED dan MLCC. Orientasi desain panjang MLCC harus tegak lurus terhadap panjang potensial potensial PCB. Jauhkan dari titik stres potensial, yaitu lubang pemasangan, konektor I / O, dll. BELI Komponen-komponen berkualitas. Jika uang dan receh menghasilkan atau menghancurkan produk,