MLCC की विश्वसनीयता और विफलता मोड (चिप कैपेसिटर)

Question

हाल ही में मैं एक ऐसे उत्पाद का निर्माण करने की तैयारी कर रहा हूं जो विशेष रूप से बोर्ड में MLCC कैपेसिटर का उपयोग करता है। यह ऑनबोर्ड हिरन कन्वर्टर को एकीकृत करता है जो उनका उपयोग करता है, और एमएलसीसी का उपयोग स्थानीय डिकॉउलिंग के लिए भी किया जाता है।

मेरे प्रोटोटाइप में एक गर्म प्लेट का उपयोग करके "डॉगी" रिफ्लो तकनीक शामिल है। आम तौर पर ऐसा करने के बाद 10%, मैं बोर्ड पर एक छोटा एमएलसीसी पाता हूं, आमतौर पर पाया जाता है क्योंकि जब बिजली लागू होती है, तो कैप धूम्रपान करेगा।

हालाँकि, अभी मैं इनमें से एक कैप को टांका लगाने वाले लोहे के साथ बदल रहा था और इसे बदलने के बाद, यह अभी भी छोटा था। मैंने सत्यापित किया कि बोर्ड पर कोई अन्य शॉर्ट सर्किट नहीं था (क्योंकि जब 3.3V को हटा दिया गया तो प्रतिरोध के कुछ कोम्स दिखाई दिए।) ऐसा लगता है कि कैप को सोल्डर करने के सरल ऑपरेशन ने इसे विफल कर दिया है।

मैंने हाल ही में एक एलसीडी मॉनिटर की मरम्मत की है, जिसमें टी-कॉन बोर्ड पर एक छोटा एमएलसीसी था और एक लोकप्रिय मंच पर कुछ अन्य उपयोगकर्ताओं ने इस मुद्दे को आश्चर्यजनक रूप से सामान्य बताया है। अब, इस मामले में, एक मॉनीटर गर्म या गर्म हो जाता है, लेकिन जहां टांका लगाने वाले लोहे के रूप में गर्म नहीं है - तो ये क्यों विफल हो सकते हैं?

मैं इन बोर्डों पर पांच साल या शायद लंबे समय तक वारंटी देने की योजना बना रहा हूं, लेकिन मैं ऐसा केवल तभी कर सकता हूं जब मुझे विश्वास हो कि बोर्ड सामान्य परिस्थितियों में जीवित रहने में सक्षम है।

कैप्स 0603 (100n, 10u 6.3V), 0805 (22u 6.3V) और 1206 (10u 35V) हैं। सभी X5R या X7R हैं। क्रिस्टल के लिए कुछ 18pF कैप हैं, लेकिन मैंने उन असफलताओं को कभी नहीं देखा है - मुझे संदेह है कि वे MLCC के लिए एक अलग तकनीक हैं।

Comments

कैपेसिटर के साथ ब्रांड मायने रखता है। क्या आपको पता है कि आप किस ब्रांड का कैप इस्तेमाल कर रहे हैं? आपका सप्लायर कौन है

— रसेल मैकमोहन

@RussellMcMahon ये इलेक्ट्रोलाइटिक कैप नहीं हैं, लेकिन अगर यह मायने रखता है, तो वे कुछ मल्टीकोम्प (यानी सस्ते मेड-इन-चाइना) के साथ ज्यादातर एवीएक्स हैं। मल्टीकॉम्प विशेष रूप से 100n हैं।

— थॉमस ओ

क्या आप बोर्ड को फ्लेक्स करते हैं? MLCC फ्लेक्स के प्रति बहुत संवेदनशील है जब तक कि आप $ $ $ $ "लचीली समाप्ति" का अनुमान नहीं लगाते हैं। यहां तक ​​कि फ्लेक्स कैप महान नहीं हैं, लेकिन कम से कम वे खुले में विफल होते हैं।

— 12:56

@ चिह्न सामान्य रूप से मैं नहीं करता। हालांकि, थर्मल विस्तार उन्हें फ्लेक्स के कारण हो सकता है?

— थॉमस ओ

क्या आकार टोपी? 1206 और बड़े में फ्लेक्स की समस्या होने की सबसे अधिक संभावना है। 0603 और छोटे को समस्या होने की बहुत कम संभावना है (लेकिन फिर भी अगर आप बोर्ड को गाली दे रहे हैं तो)। यदि यह 0402 है, हालांकि, मुझे लगता है कि आपको सिर्फ एक मिलाप पुल मिला है।

— फोटॉन

Answer 1

कुछ टोपी विक्रेता अपने हिस्से बनाते हैं। कुछ लोग रीब-ब्रांडेड फैब के साथ एक छोटे से निर्माण से कैप खरीदते हैं। ध्यान रहे। मैं 2002 में एक एमएलसीसी विफलता की जांच में जुट गया और एक माइक्रोस्कोप के तहत एक रील पर कैप का निरीक्षण करना शुरू कर दिया। 3/10 बंद दरार से आया था। एक दरार जल्द या बाद में एक छोटी सी हो जाएगी। एक खुर्दबीन के नीचे भी दरारें स्पष्ट नहीं हैं। यदि दरार सतह की परत के नीचे है, तो वे सूक्ष्म रंग बदलाव के रूप में प्रस्तुत कर सकते हैं। कुछ दरारें तुरंत एक छोटी पेश करने के लिए पर्याप्त हो सकती हैं। सब नहीं। इस मामले में विक्रेता के निर्माता ने अंततः एक हॉपर की पहचान की, जहां कैप में दरार पड़ रही थी।

MLCC यांत्रिक तनाव के प्रति बहुत संवेदनशील हैं। विशेष रूप से 1210 आकार से बड़ा। मुझे एक बार एक भारी यांत्रिक कनेक्टर से सटे एक बड़ी शक्ति बाईपास कैप मिली। निकटतम बढ़ते छेद 2 "दूर थे! वे यूनिट की स्थापना के दौरान 5/10 की दर से दरार कर रहे थे। उन लोगों का एक हिस्सा आग पकड़ रहा था। बिजली के कनेक्शन को तोड़ते हुए आग तब तक जलती रहेगी जब तक कि यह तांबा पिघल नहीं जाता।

दरार का एक और प्रभाव टोपी के अधिकतम काम वोल्टेज में कमी है। यह 200 वी के लिए निर्दिष्ट हो सकता है। लेकिन एक बार फटा होने पर यह 40 वी पर टूट सकता है। परीक्षण किए जाने पर टूटे हुए कैप मेरी प्रयोगशाला में आग की लपटों में फट जाते हैं - यहां तक ​​कि उनके रेटेड वोल्टेज के नीचे भी।

कैप को वार्म अप करने का दूसरा तरीका उनके अधिकतम एसी करंट से अधिक है। यह शून्य शक्ति अपव्यय उपकरणों के रूप में कैप के बारे में सोचना आसान है। विशेष रूप से उच्च क्यू mlcc। लेकिन वे नहीं हैं। कैप में छोड़ी गई शक्ति की गणना करें और बिजली / एसी की वर्तमान सीमा से अधिक न हो। आमतौर पर पावर सर्किट और कन्वर्टर्स में दिखाई देता है।

Answer 2

MLCC कई कारणों से विफल होता है, जिसमें यांत्रिक तनाव (बोर्ड फ्लेक्स) और थर्मल शॉक शामिल हैं। वे विनिर्माण प्रक्रिया के प्रति बहुत संवेदनशील हैं। Google में "सिरेमिक कैपेसिटर विफलता मोड" टाइप करें और आपको वह सभी डेटा मिलेंगे जिनकी आपको कभी आवश्यकता होगी।

जैसा कि आपने वर्णित CRT मुद्दे के लिए, सबसे अधिक संभावना है कि प्रश्न में संधारित्रों को असेंबली के दौरान हाल ही में क्षतिग्रस्त किया जा रहा है, जो समय से पहले उनके जीवन को प्रारंभिक क्षेत्र की विफलताओं की ओर अग्रसर करता है। गर्म परिवेश विफलता की दर में थोड़ा सा योगदान दे सकता है, लेकिन मुझे संदेह है कि ठीक से आकार, ठीक से मिला हुआ हिस्सा इस वजह से पूरी तरह से विफल हो जाएगा।

MLCC rework एक लोहे के साथ नहीं किया जाना चाहिए। एक गर्म हवा में काम करने वाले उपकरण का उपयोग पूरे हिस्से को समान रूप से गर्म करने के लिए किया जाना चाहिए ताकि यह अपने पैड पर 'फिर से लगा' जाए, फिर इसे चिमटी या किसी अन्य उपकरण से हटा दें। प्रतिस्थापन समान है - समान रूप से पैड पर भाग को गर्म करें ताकि यह फिर से हो जाए, फिर हवा को हटा दें और मिलाप को जमने दें। एक लोहे के साथ बहुत अधिक गर्मी हटाने और प्रतिस्थापन पर दोनों हिस्से को नुकसान पहुंचा सकती है। मेरा मानना ​​है कि आईपीसी एमएलसीसी के लिए गर्म हवा में काम करने को अनिवार्य करता है, क्योंकि मेरे वर्तमान और पूर्व नियोक्ता दोनों ने इस नीति को सख्ती से लागू किया था।

Answer 3

हमने श्रृंखला में 2 MLCC को स्टैक करने और उन्हें लगातार संचालित होने वाले किसी भी डिकूपिंग कैप के लिए समकोण पर उठाने की प्रथा को अपनाया है। हम उन्हें सही कोणों पर भी माउंट करते हैं ताकि सिंग्नलेशन पर जोर दिया जाए कि एक कैप को क्रैक करने से दूसरे पर दरार न पड़े। चूंकि वे वस्तुतः हमेशा विफल रहते हैं, इसलिए आप 1 कैप के साथ अभी भी सर्किट में बचे हैं।

Answer 4

MLCC संधारित्र निर्माताओं को सोल्डरिंग और माउंटिंग डू और डॉनट्स से संबंधित बहुत सारी जानकारी होती है। हैंड सोल्डरिंग विफलता तंत्र का एक बड़ा योगदानकर्ता है, (अनुबंध निर्माण के 25 वर्ष)। जितना बड़ा कैप, 1206, 2512, 2225 आदि उतने ही अधिक तापीय झटके और विफलता। यदि टांका कम करने के लिए हाथ टांका लगाने, गर्म प्लेट के साथ घटकों को गर्म करें। कई बड़े निगम अपने उत्पादों पर MLCC कैपेसिटर के हाथ टांका लगाने से मना करते हैं। यांत्रिक तनाव, विशेष रूप से एक रोटरी कटर के साथ depanelizing, बहुत सारे खराब घटकों, एलईडी और MLCC का निर्माण करता है। एमएलसीसी लंबाई का डिजाइन अभिविन्यास पीसीबी संभावित फ्लेक्स लंबाई के लंबवत होना चाहिए। किसी भी संभावित तनाव बिंदु, यानी बढ़ते छेद, I / O कनेक्टर्स आदि से दूर रखें। यदि पेनी और निकल उत्पाद बनाते या तोड़ते हैं,