सिरेमिक कैपेसिटर का क्रॉस सेक्शन


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मैं सिरेमिक कैपेसिटर के एक गुच्छा का एक गलत विश्लेषण करने की कोशिश कर रहा हूं।

आवेदन का संक्षिप्त विवरण:

10 220 inF सिरेमिक कैपेसिटर 1210 पैकेज को 3.6 वी बैटरी के साथ समानांतर में रखा गया है। एक MCU समय-समय पर (अधिकतम एक बार प्रति मिनट) उठता है और वर्तमान (कुछ मिलीसेकंड के लिए अधिकतम 10-15 एमए) खींचता है। बहुत कम बिजली की नींद से पहले कुल समय 130 एमएस है। कैपेसिटर को 1.6 V (MCU के लिए न्यूनतम आपूर्ति वोल्टेज) से नीचे छोड़ने के बिना इसे कवर करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा रखने के लिए माना जाता है।

ऑपरेटिंग तापमान कम होने से यह आवश्यक है, और बैटरी वितरित नहीं कर सकती है। MCU सोते समय कैपेसिटर को रिचार्ज करने के लिए बैटरी के पास पर्याप्त समय होता है।

मुझे कैपेसिटर में शॉर्ट्स पर संदेह है। इसलिये:

  • मेरे कुछ पीसीबी पर बैटरी बहुत जल्दी खत्म हो गई है
  • मैंने जो भी सिरेमिक कैपेसिटर पढ़े हैं, विशेष रूप से बड़े पैकेजों में, यांत्रिक तनाव के प्रति संवेदनशील हैं और दरार कर सकते हैं, जिससे शॉर्ट्स हो सकते हैं

अपने लिए यह देखने के लिए मैंने क्रॉस सेक्शन बनाने का प्रयास किया है, लेकिन मुझे यह समझने में कठिन समय है कि मैं क्या देख रहा हूं।

मैंने क्रॉस सेक्शन कैसे बनाया:

  • पीसीबी के कोने को काटने के लिए एक ड्रेमेल का उपयोग किया जाता है जहां कैपेसिटर रखे जाते हैं
  • आसान से निपटने के लिए epoxy गोंद में पीसीबी बंद कटौती ढाला
  • कैपेसिटर के बीच में एक क्रॉस सेक्शन बनाने के लिए एक डायमंड सर्कुलर ब्लेड का इस्तेमाल किया गया
  • गीले पीस और 1 माइक्रोन तक चमकाने और फिर 1 film लैपिंग फिल्म

मैंने इसे दो पीसीबी पर दोहराया।

एक दूसरे के बगल में 3 कैपेसिटर हैं: अवलोकन

यहां आप कैपेसिटर के बीच एक रंग अंतर देख सकते हैं, शीर्ष दाएं और नीचे मध्य रंग में गहरे हैं। लेकिन जैसा कि आप देख सकते हैं, उसी स्थिति में नहीं।

मेरे पास सभी छवियों को जोड़ने के लिए पर्याप्त प्रतिनिधि नहीं है। मैं सभी छवियों के लिंक पर टिप्पणी करूंगा। अगर कोई व्यक्ति पोस्ट में छवियों को संपादित और जोड़ सकता है तो सराहना करेगा।

गहरे रंग वाले (ऊपर दाएं, नीचे मध्य) इस तरह के करीब दिखते हैं।dark1 तीसरा

लगभग जो मैं एक सिरेमिक संधारित्र की तरह दिखने की उम्मीद कर रहा था। कम से कम आप किसी तरह की लेयरिंग देख सकते हैं। लेकिन परतें ठोस नहीं हैं जैसा कि मुझे उम्मीद थी। क्या यह पीसने और पॉलिश करने से नुकसान हो सकता है?

परतों के बीच की दूरी 2 माइक्रोन है।

हल्के रंग वाले इस तरह दिखते हैं: चौथा पांचवां

यह क्या है?! क्या उच्च धाराओं के कारण परतें एक साथ इस तरह पिघल सकती हैं? या यह मेरे पीसने और चमकाने के कारण भी हो सकता है?

यहां हम मिलाप में एक हवा का बुलबुला देख सकते हैं। लेकिन नीचे के करीब अंतर, क्या यांत्रिक तनाव से नुकसान हो सकता है?

छठा

मैंने बाद में कैपेसिटर में थोड़ा और पीसने और चमकाने की कोशिश की। यह बिल्कुल वैसा ही दिखता है। यदि अजीब लहराती और / या टूटी हुई परतें पीसने और चमकाने के कारण हुई थीं, तो मुझे उम्मीद है कि विशेषताओं में बदलाव आया होगा। उदाहरण के लिए, एक लहरदार एक की जगह अब परतें टूट गई हैं, और दूसरा रास्ता।

इस्तेमाल किए जाने वाले सटीक कैपेसिटर हैं ताईयो युडेन जेएमके 325 एबीबी 227 एमएम-टी


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"मुझे कैपेसिटर में शॉर्ट्स पर संदेह है।" मल्टीमीटर के साथ परीक्षण करना आसान होना चाहिए। इसके अलावा, आप कैप में देखने के लिए काफी प्रयास करते हैं, आप एक ज्ञात स्वस्थ का उपयोग तुलना के रूप में कर सकते हैं।
प्लाज़्मा एचएच

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खासकर यदि आपको एक उच्च (शॉर्ट पर संदेह है, तो दोष (यदि सभी पर दिखाई दे रहा है) उस परत में नहीं हो सकता है जिसे आपने नीचे दबाया है। लेकिन फिर भी आप एक मल्टीमीटर के साथ माप सकते हैं, आपको बस थोड़ी देर इंतजार करने की आवश्यकता है जब तक कि यह बस नहीं जाता। या आप वोल्टेज लगाते हैं और लीकेज करंट को सीधे मापते हैं यदि वह अधिक है तो आप उसे इंट्रस्ट करते हैं।
प्लाज्माएच

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अब मैं चित्र 4 और 5 में अजीब चक्कर और परिदृश्य जैसी संरचना की व्याख्या के लिए अधिक उत्सुक हूं
फिलिप्पा

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संरचना, सामग्री और फोटोग्राफी दोनों की उत्कृष्ट गुणवत्ता के लिए +1। एक शानदार सवाल।
वॉसनाम

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लहरदार पैटर्न आप की तरह दिखते हैं, जो किसी न किसी तरह से कैप को परतों के साथ समेटने में कामयाब होते हैं। आप लहर को देखते हैं क्योंकि विमान पूरी तरह से समानांतर हैं, और आपकी प्रक्रिया पूरी तरह से विमानों के साथ गठबंधन नहीं है। यदि ये कैप्स क्रॉसिंग में वर्ग हैं, तो यह एक टॉसअप है, जिस तरह से वे बोर्ड पर मिलाप करते हैं।
ओलिन लेट्रोप

जवाबों:


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यह मुझे ऐसा लगता है जैसे पीस / पॉलिशिंग काफी अच्छी तरह से किया गया है (अधिक देखभाल के साथ आपके पास कम खरोंच हो सकता है), और आप कैपेसिटर क्रॉस सेक्शन की एक सटीक और अनअमेडेड छवि को देख रहे हैं।

"अंधेरे" छवियां कम या ज्यादा हैं जो मैं इलेक्ट्रोड के विमानों के पार संधारित्र से देखने की अपेक्षा करता हूं। एक गहरे सिरेमिक मैट्रिक्स में धातु इलेक्ट्रोड। कम मूल्य के कैपेसिटर के लिए मुझे मोटी समानांतर रेखाएं देखने की उम्मीद होगी, लेकिन लाइनों के लिए थोड़ा लहराती और टूटी हुई एक बड़ी आश्चर्य नहीं है। मुझे उम्मीद है कि यह एक छोटे पैकेज में बहुत उच्च समाई प्राप्त करने के लिए उठाए गए विशेष कदमों से परिणाम है। संभवतः विमानों के बजाय ग्रिड इलेक्ट्रोड का एक संयोजन है, और परतों के निर्माण के बाद सिरेमिक को स्क्वैश करना / बनाना, लेकिन परतों को पतला करने के लिए अंतिम फायरिंग से पहले।

"पीला" चित्र कम या ज्यादा है जो मैं इलेक्ट्रोड विमानों के समानांतर संधारित्र के लिए अपेक्षा करता हूं। मान लें कि आपने मेटलोग्राफिक ग्राइंडर का उपयोग किया है (जैसा दिखता है) तो आपका सेक्शन प्लेन सपाट है, लेकिन इलेक्ट्रोड नहीं हैं। तो आपको समोच्च जैसी विशेषताएं मिलती हैं जहां इलेक्ट्रोड अनुभाग विमान को पार करता है।

मुझे संदेह है कि आप इन छवियों में अपना रिसाव पाएंगे। देखने के लिए अन्य स्थान:

  • अपेक्षित प्रतिरोध के लिए डेटशीट की जाँच करें। क्या यह उतना उच्च है जितना आपने सोचा था? उन शर्तों की जांच करें जिनके तहत इसे डेटशीट में दिया गया है, देखें कि क्या आपका वातावरण इससे खराब होने की संभावना है।
  • नए कैपेसिटर के एक बैच को देखें कि प्रतिरोध क्या हैं
  • अपने वारंटी रिटर्न से कैपेसिटर का एक गुच्छा देखें कि क्या कैपेसिटेंस या प्रतिरोध बदल गया है।
  • विधानसभा से पहले अपने पीसीबी पर प्रतिरोध को मापें (अच्छा और उच्च होना चाहिए)
  • एक पूर्ण पीसीबी पर प्रतिरोध को मापें (शायद एमसीयू को छोड़ दें)। प्रवाह के साक्ष्य के लिए देखें जो अच्छी तरह से साफ नहीं किया गया है और प्रतिरोध को कम कर सकता है।

ओह! यह सब कुछ समझाता है! MLCC विकास और संरचना पर अधिक विवरण के साथ अपने उत्तर का विस्तार करने के लिए स्वतंत्र महसूस करें। उदाहरण के लिए, इन विफलता विश्लेषणों के बारे में आपका क्या कहना है? क्या वे इस विधि का उपयोग करके इन दोषों को खोजने के लिए बस बहुत भाग्यशाली थे? gideonlabs.com/posts/failure-analysis-mlccs , gideonlabs.com/posts/... , gideonlabs.com/posts/leakage-current-mlcc-pcb
Filippa

उन विश्लेषणों में डेलमिनाटन और क्रैकिंग दिखाई देते हैं जो एमएलसीसी से नहीं, बल्कि पीज़ोस से मुझे परिचित लगते हैं, जो वास्तव में बहुत समान सामग्री और निर्माण हैं। मुझे आपकी छवियों में ऐसा कुछ दिखाई नहीं दे रहा है, जो कि मेरे कहने का मतलब है कि मुझे नहीं लगा कि आप इसे पाएंगे। नुकसान काफी छोटा और स्थानीय हो सकता है, इसलिए आप इसे एक ही खंड में नहीं देख सकते हैं। उन छवियों को प्राप्त करने के लिए, उन्होंने संभवतः पूरे संधारित्र को एक समय में 50um दूर रखा है, और राइटअप के लिए सबसे अच्छी छवि को चुना है।
जैक बी

मेरी सलाह है कि आप विफल बोर्डों से कुछ कैप लें और वास्तव में उन्हें मापें, और नए की तुलना करें। केवल अगर आप निश्चित हैं कि टोपी ख़राब हो गई है, तो मैं सेक्शनिंग और परीक्षा पर अधिक समय खर्च करूँगा। और अगर आप उस मार्ग से नीचे जा रहे हैं, तो आपको नुकसान का पता लगाने के लिए बहुत से सेक्शन लेने होंगे। आपके लिंक में दूसरा बहुत गंभीर विफलता है। मैं उम्मीद करूंगा कि केवल कुछ ओम का प्रतिरोध हो। यह शायद हर खंड में दिखाई दे रहा है, दूसरा ऐसा नहीं है।
जैक बी

एक दृश्य निरीक्षण में कुछ प्रकार की खामियां हो सकती हैं: यदि ये कैपेसिटर टिन धातुकरण का उपयोग करते हैं, तो टिन ऑक्साइड प्रवाहकीय और पारदर्शी दोनों है।
व्हिट3rd

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मुझे लगता है कि इस अभ्यास का उद्देश्य ऐसे स्रोत कैपेसिटर हैं जो ठीक हैं।

जब तक आप चीजों का गजिलियन नहीं खरीद रहे हैं, और इसलिए निर्माता को सुनने के लिए खरीदारी करना बंद हो जाएगा, कैपेसिटर का भौतिक विश्लेषण करना आपको अच्छे भागों को प्राप्त करने में सक्षम होने के मार्ग के साथ आगे बढ़ने वाला नहीं है, भले ही आप आंकड़ा कर सकें क्या गलत है और निर्माता की प्रक्रिया को कैसे बदलना है।

सबसे पहले, सभी विभिन्न कैपेसिटर निर्माताओं की पहचान करें। फिर प्रत्येक से एक उपयुक्त संधारित्र के कुछ नमूने खरीदें। टांका लगाने से पहले उनके रिसाव को मापें। बोर्डों को मिलाप और उनके रिसाव को हटाने के लिए। इन परीक्षणों के परिणामस्वरूप विशिष्ट भाग संख्या की पहचान करें, जिन्हें खरीदना ठीक है, या नहीं खरीदा जाना चाहिए। फिर अच्छे भाग संख्या के लिए छड़ी।

चेतावनी, रिसाव माप अच्छा करना मुश्किल है, लंबे समय तक प्रतीक्षा करें, डीएमएम और एम्पलीफायर इनपुट धाराओं की तरह परजीवी धाराओं की जांच करें, सुनिश्चित करें कि सतह के दूषित तत्व बोर्ड रिसाव नहीं कर रहे हैं।

220uF ए है एसएमडी संधारित्र के लिए बहुत कुछ है । आप कम चरम समाई / वॉल्यूम अनुपात का उपयोग करके बेहतर परिणाम प्राप्त कर सकते हैं, भले ही इसका अर्थ है कि अधिक भागों का उपयोग करना। निर्माता विभिन्न सी / वी अनुपात के लिए विभिन्न सिरेमिक का उपयोग करते हैं, और आप पा सकते हैं कि रिसाव को आपके द्वारा खरीदे गए विशेष आकार के अनुपात में क्षमता के लिए बलिदान किया गया है। ध्यान दें कि X7R, Y5U आदि जैसे पदनाम सिरेमिक की पहचान नहीं करते हैं , केवल टेम्पो और टॉलरेंस स्पेक। वे वोल्टको (उच्च सी / वी अनुपात सिरेमिक की एक बहुत बुरी विशेषता) की पहचान नहीं करते हैं और किसी भी रिसाव चश्मे की पहचान नहीं करेंगे।


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इस बिंदु पर यह जिज्ञासा से बाहर प्रयोग करने और समझने की इच्छा का अधिक है। यह कुछ शांत उपकरणों का उपयोग करने के लिए मजेदार है जो आपको बहुत बार उपयोग करने के लिए नहीं मिलते हैं
फिलिप्पा

@ फ़ीलिपा इसके लिए जाती है, लेकिन मुझे संदेह है कि आपको कुछ भी दिखाई देगा जो रिसाव के अंतर के लिए है। मुझे यह देखने में भी काफी दिलचस्पी है कि वे अंदर की तरह दिखते हैं। मुझे लगता है कि बहुत पतली परतों को प्राप्त करने के लिए शायद 'पफ-पेस्ट्री' तकनीकों का उपयोग करने के कारण लहराती है? लेकिन सिरेमिक के प्रकार को बहुत गंभीरता से लें, यह भिन्न होता है क्योंकि वे एक ही चरण में अधिक uFs रटना करने की कोशिश करते हैं, और समझौता किया गया होगा।
नील_यूके

लेकिन जब से कैपेसिटर में से कुछ में अजीब लहराती है, जबकि अन्य नहीं ... लगता है जैसे वे किसी भी तरह से क्षतिग्रस्त हो गए हैं
फिलिप्पा

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TDK संधारित्र उपकरण का उपयोग करते हुए, 3.6V पर प्रभावी समाई इन उपकरणों के लिए 100uF से अधिक नहीं होने की उम्मीद की जा सकती है। product.tdk.com/info/en/products/capacitor/ceramic/mlcc/…
पीटर स्मिथ
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