ภาพตัดของตัวเก็บประจุเซรามิก

ฉันพยายามวิเคราะห์ข้อผิดพลาดของตัวเก็บประจุเซรามิก

คำอธิบายสั้น ๆ ของแอปพลิเคชัน:

10 220 µF ตัวเก็บประจุเซรามิก 1210 แพคเกจจะวางขนานกับแบตเตอรี่ 3.6 V MCU จะตื่นขึ้นมาเป็นระยะ ๆ (สูงสุดหนึ่งครั้งต่อนาที) และดึงกระแส (สูงสุดสูงสุด 10-15 มิลลิแอมป์เป็นเวลาสองสามมิลลิวินาที) เวลาทั้งหมดก่อนที่จะกลับไปสู่โหมดสลีปที่ใช้พลังงานต่ำมากคือ 130 ms ตัวเก็บประจุควรจะมีพลังงานเพียงพอที่จะครอบคลุมสิ่งนี้โดยไม่ลดลงต่ำกว่า 1.6 โวลต์ (แรงดันไฟฟ้าขั้นต่ำของ MCU)

สิ่งนี้จำเป็นเนื่องจากอุณหภูมิในการทำงานต่ำและแบตเตอรี่ไม่สามารถส่งมอบได้ แบตเตอรี่มีเวลาเพียงพอในการชาร์จตัวเก็บประจุในขณะที่ MCU หลับ

ฉันสงสัยว่ากางเกงขาสั้นในตัวเก็บประจุ เพราะ:

• แบตเตอรี่หมดอย่างรวดเร็วใน PCB ของฉัน
• จากสิ่งที่ฉันได้อ่านตัวเก็บประจุเซรามิกโดยเฉพาะอย่างยิ่งในบรรจุภัณฑ์ขนาดใหญ่มีความไวต่อความเครียดทางกลและสามารถแตกทำให้กางเกงขาสั้น

เมื่อต้องการดูสิ่งนี้ด้วยตนเองฉันได้ลองทำสิ่งตัดขวาง แต่ฉันมีเวลายากที่จะเข้าใจสิ่งที่ฉันเห็น

ฉันทำส่วนข้ามได้อย่างไร:

• ใช้ dremel เพื่อตัดมุมของ PCB ที่วางประจุ
• หล่อขึ้นรูปแผ่น PCB ที่ถูกตัดออกด้วยกาวอีพ็อกซี่เพื่อให้จับง่ายขึ้น
• ใช้ใบเลื่อยวงเดือนเพชรเพื่อตัดขวางประมาณกลางตัวเก็บประจุ (ตามยาว)
• การบดแบบเปียกและการขัดให้มีความละเอียดสูงสุด 1 ไมครอนจากนั้นจะทำการขัดฟิล์ม 1 µ

ฉันทำซ้ำใน PCB สองตัว

มีตัวเก็บประจุ 3 ตัวอยู่ติดกัน:

ที่นี่คุณสามารถเห็นความแตกต่างของสีระหว่างตัวเก็บประจุที่ด้านบนขวาและด้านล่างตรงกลางมีสีเข้มกว่า แต่อย่างที่คุณเห็นไม่ใช่ในตำแหน่งเดียวกัน

ฉันมีตัวแทนไม่เพียงพอที่จะเพิ่มภาพทั้งหมด ฉันจะแสดงความคิดเห็นลิงก์ไปยังภาพทั้งหมด จะขอบคุณถ้ามีคนสามารถแก้ไขและเพิ่มภาพในโพสต์

สีที่เข้มกว่า (มุมบนขวา, กลางล่าง) ดูเหมือนภาพนี้

เกือบสิ่งที่ฉันคาดหวังว่าตัวเก็บประจุเซรามิกจะมีลักษณะเหมือน อย่างน้อยคุณก็สามารถเห็นการฝังรากลึกบางอย่าง แต่ชั้นไม่แข็งอย่างที่ฉันคาดไว้ นี่เป็นความเสียหายที่เกิดจากการเจียรและขัดหรือไม่?

ระยะห่างระหว่างเลเยอร์คือ 2 µm

วัตถุสีอ่อนกว่าจะเป็นดังนี้:

นี่คืออะไร?! เช่นกระแสสูงทำให้ชั้นหลอมรวมกันเช่นนี้ได้หรือไม่? หรือสิ่งนี้อาจเกิดจากการบดและขัดเงาของฉันได้หรือไม่?

ที่นี่เราสามารถเห็นฟองอากาศในการบัดกรี แต่ช่องว่างใกล้กับด้านล่างนั่นเป็นความเสียหายที่เกิดจากความเครียดเชิงกลหรือไม่?

หลังจากนั้นฉันก็พยายามบดและขัดตัวเก็บประจุอีกเล็กน้อย มันดูเหมือนกันหมด หากคลื่นที่แปลกประหลาดและ / หรือชั้นที่แตกหักเกิดจากการเจียรและการขัดฉันคาดหวังว่าคุณลักษณะจะเปลี่ยนไป ตัวอย่างเช่นตอนนี้คลื่นที่มีคลื่นจะแตกออกเป็นชั้น ๆ แทน

ตัวเก็บประจุที่แน่นอนใช้ Taiyo Yuden JMK325ABJ227MM-T

ดูเหมือนว่าฉันจะทำการบด / ขัดได้ค่อนข้างดี (ด้วยความระมัดระวังมากขึ้นคุณอาจมีรอยขีดข่วนน้อยกว่า) และคุณกำลังดูภาพที่แม่นยำและไม่เสียหายของส่วนของตัวเก็บประจุ

ภาพ "มืด" นั้นมากหรือน้อยกว่าที่ฉันคาดหวังจากตัวเก็บประจุที่ตัดผ่านระนาบของขั้วไฟฟ้า ขั้วไฟฟ้าโลหะในเมทริกซ์เซรามิกที่เข้มกว่า สำหรับตัวเก็บประจุที่มีค่าต่ำกว่าฉันคาดว่าจะเห็นเส้นขนานที่หนากว่า แต่สำหรับเส้นที่หยักและหักเล็กน้อยนั้นไม่น่าแปลกใจเลย ฉันคาดหวังว่านี่เป็นผลมาจากขั้นตอนพิเศษที่พวกเขาทำเพื่อให้ได้ความจุสูงมากในแพ็คเกจเล็ก ๆ อาจจะเป็นการรวมกันของอิเล็กโทรดกริดแทนระนาบและการบีบ / การขึ้นรูปเซรามิกหลังจากสร้างเลเยอร์ แต่ก่อนที่จะทำการยิงขั้นสุดท้ายเพื่อให้เลเยอร์บางลง

ภาพ "ซีด" นั้นมากหรือน้อยกว่าที่ฉันคาดไว้สำหรับตัวเก็บประจุที่ขนานกับระนาบอิเล็กโทรด สมมติว่าคุณใช้เครื่องบดโลหะ (ดูเหมือน) แล้วระนาบส่วนของคุณแบน แต่ขั้วไฟฟ้าไม่ได้ ดังนั้นคุณจะได้รับคุณสมบัติที่มีรูปร่างคล้ายเส้นที่ขั้วไฟฟ้าตัดผ่านระนาบส่วน

ฉันสงสัยว่าคุณจะพบรอยรั่วในภาพเหล่านี้ สถานที่อื่น ๆ ให้ดู:

• ตรวจสอบเอกสารข้อมูลทางเทคนิคสำหรับความต้านทานที่คาดหวัง สูงเท่าที่คุณคิดหรือไม่ ตรวจสอบเงื่อนไขตามที่กำหนดไว้ในแผ่นข้อมูลดูว่าสภาพแวดล้อมของคุณมีแนวโน้มที่จะทำให้แย่ลง
• ตรวจสอบชุดของตัวเก็บประจุใหม่เพื่อดูว่าค่าความต้านทานคืออะไร
• ตรวจสอบตัวเก็บประจุจำนวนมากจากการรับประกันของคุณเพื่อดูว่าตัวเก็บประจุหรือความต้านทานเปลี่ยนไปหรือไม่
• วัดความต้านทานบน PCB ของคุณก่อนประกอบ (ควรจะดีและสูง)
• วัดความต้านทานบน PCB ที่เสร็จสมบูรณ์ (อาจจะเป็น sans MCU) มองหาหลักฐานของฟลักซ์ที่ไม่ได้รับการทำความสะอาดเพียงพอและสามารถลดความต้านทาน

ฉันคิดว่าจุดประสงค์ของการฝึกนี้คือแหล่งตัวเก็บประจุที่ใช้ได้

นอกจากว่าคุณกำลังซื้อ gazillions ของสิ่งต่าง ๆ และจะมี clout การซื้อเพื่อให้ผู้ผลิตฟังการวิเคราะห์ทางกายภาพของตัวเก็บประจุจะไม่ไปข้างหน้าคุณตามเส้นทางของการได้รับชิ้นส่วนที่ดีแม้ว่าคุณจะคิดได้ ว่ามีอะไรผิดปกติและวิธีการเปลี่ยนกระบวนการของผู้ผลิต

ขั้นแรกให้ระบุผู้ผลิตตัวเก็บประจุที่แตกต่างกันทั้งหมด จากนั้นซื้อตัวเก็บประจุที่เหมาะสมจากตัวอย่างแต่ละตัวอย่าง วัดรอยรั่วก่อนบัดกรี ประสานกับบอร์ดและตรวจสอบรอยรั่ว ระบุหมายเลขชิ้นส่วนเฉพาะที่สามารถซื้อได้หรือไม่ควรซื้อเนื่องจากการทดสอบเหล่านี้ จากนั้นให้ยึดหมายเลขชิ้นส่วนที่ดี

คำเตือนการวัดการรั่วนั้นทำได้ยากรอนานตรวจสอบกระแสกาฝากเช่น DMM และกระแสอินพุตของแอมพลิฟายเออร์เพื่อให้แน่ใจว่าสารปนเปื้อนบนพื้นผิวไม่ทำให้บอร์ดรั่ว

220 ยูเอฟเป็นอย่างมากสำหรับตัวเก็บประจุ SMD คุณอาจได้รับผลลัพธ์ที่ดีขึ้นโดยใช้อัตราส่วนความจุ / ปริมาตรที่น้อยมากแม้ว่าจะหมายถึงการใช้ชิ้นส่วนมากขึ้น ผู้ผลิตใช้เซรามิกที่แตกต่างกันสำหรับอัตราส่วน C / V ที่แตกต่างกันและคุณอาจพบว่ามีการรั่วไหลของความจุในอัตราส่วนขนาดเฉพาะที่คุณซื้อ โปรดทราบว่าการกำหนดเช่น X7R, Y5U และอื่น ๆไม่ได้ระบุเซรามิกเพียงเทมเพลและคุณสมบัติความอดทน พวกเขาไม่ได้ระบุ voltco (คุณลักษณะที่แย่มากของเซรามิกอัตราส่วน C / V สูง) และจะไม่ระบุรายละเอียดการรั่วไหลใด ๆ