ความน่าเชื่อถือและความล้มเหลวของ MLCC (ตัวเก็บประจุแบบชิป)

เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันได้เตรียมที่จะผลิตผลิตภัณฑ์ที่ใช้ตัวเก็บประจุแบบ MLCC โดยเฉพาะ มันรวมตัวแปลงสัญญาณบั๊กออนบอร์ดที่ใช้มันและ MLCC ยังใช้สำหรับการถอดรหัสท้องถิ่น

ต้นแบบของฉันประกอบด้วยเทคนิคการหลบแบบ "หลบ" โดยใช้จานร้อน โดยทั่วไป 10% ของเวลาหลังจากทำสิ่งนี้ฉันพบว่า MLCC แบบ shorted บนกระดานซึ่งมักพบเพราะเมื่อมีการใช้พลังงานหมวกจะสูบบุหรี่

อย่างไรก็ตามตอนนี้ฉันกำลังแทนที่แคปตัวหนึ่งด้วยหัวแร้งและหลังจากที่ฉันแทนที่มันแล้วมันก็ยังสั้น ฉันตรวจสอบว่าไม่มีการลัดวงจรอื่น ๆ บนกระดาน (เพราะเมื่อนำ 3.3V ออกมาแสดงความต้านทานไม่กี่ kohms) ดูเหมือนว่าการบัดกรีอย่างง่ายทำให้หมวกล้มเหลว

ฉันเพิ่งซ่อมจอ LCD ที่มี MLCC สั้นบนบอร์ด T-con และผู้ใช้อื่น ๆ ในฟอรัมยอดนิยมรายงานว่าปัญหานี้เป็นเรื่องธรรมดาที่น่าประหลาดใจ ตอนนี้ในกรณีนี้จอแสดงผลจะร้อนหรือร้อน แต่ไม่มีที่ไหนใกล้ที่ร้อนเท่ากับหัวแร้ง - ทำไมสิ่งเหล่านี้ถึงล้มเหลว?

ฉันวางแผนที่จะให้การรับประกันห้าปีหรือนานกว่านั้นบนกระดานเหล่านี้ แต่ฉันสามารถทำได้ถ้าฉันมั่นใจว่าบอร์ดสามารถอยู่รอดได้ในสภาวะปกติ

แคปคือ 0603 (100n, 10u 6.3V), 0805 (22u 6.3V) และ 1206 (10u 35V) ทั้งหมดคือ X5R หรือ X7R มีแคปขนาด 18pF สำหรับคริสตัล แต่ฉันไม่เคยเห็นความล้มเหลวเหล่านั้น - ฉันสงสัยว่ามันเป็นเทคโนโลยีที่แตกต่างจาก MLCC

ผู้ขายหมวกบางคนทำชิ้นส่วนของตัวเอง บางคนซื้อแคปจากผู้ผลิตรายย่อยด้วยวงล้อ re-brand ที่ fab ระวัง. ฉันเข้าสู่การสอบสวนความล้มเหลวของ mlcc ในปี 2545 และเริ่มตรวจสอบแคปบนรีลภายใต้กล้องจุลทรรศน์ 3/10 หลุดออกจากรีล รอยแตกจะเกิดขึ้นในไม่ช้าก็เร็ว รอยแตกไม่ชัดเจนแม้อยู่ใต้กล้องจุลทรรศน์ พวกเขาอาจแสดงเป็นกะสีเล็กน้อยหากรอยแตกอยู่ด้านล่างชั้นผิว รอยแตกบางอย่างอาจเพียงพอที่จะนำเสนอสั้น ๆ ทันที ไม่ทั้งหมด. ผู้ผลิตของผู้จัดจำหน่ายในกรณีนี้ในที่สุดก็ระบุกระโดดที่หมวกได้รับการแตก

MLCC มีความไวต่อความเครียดเชิงกลมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งใหญ่กว่า 1210 ขนาด ฉันพบหมวกบายพาสพลังขนาดใหญ่ติดกับขั้วต่อเครื่องกลหนักหนึ่งครั้ง รูยึดที่ใกล้ที่สุดอยู่ห่างออกไป 2 "พวกมันแตกในอัตรา 5/10 ระหว่างการติดตั้งยูนิตเศษเสี้ยวถูกไฟไหม้ไฟจะไหม้ต่อไปจนกว่าจะละลายทองแดงทำลายการเชื่อมต่อพลังงาน

ผลกระทบของรอยแตกอีกประการหนึ่งคือการลดแรงดันการทำงานสูงสุดของฝาปิด มันอาจจะเป็นสเป็คสำหรับ 200 V แต่เมื่อแตกก็อาจสลายที่ 40 V. แคปแคปแตกเป็นเปลวไฟในห้องแล็บของฉันเมื่อทดสอบ - ต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด

อีกวิธีหนึ่งในการอุ่นเครื่องแคปคือเกินกระแสไฟ AC สูงสุด เป็นเรื่องง่ายที่จะคิดว่าหมวกเป็นอุปกรณ์ที่ปล่อยพลังงานเป็นศูนย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งปริมาณคิวซีซีที่สูงขึ้น แต่พวกเขาไม่ได้ คำนวณพลังงานที่กระจายในตัวพิมพ์ใหญ่และไม่เกินขีด จำกัด กระแสไฟฟ้า / ac ปรากฏขึ้นในวงจรไฟฟ้าและตัวแปลงทั่วไป

MLCCs ล้มเหลวด้วยเหตุผลหลายประการรวมถึงความเครียดเชิงกล (บอร์ดเฟล็กซ์) และการช็อกความร้อน พวกเขามีความไวต่อกระบวนการผลิต พิมพ์ "โหมดตัวเก็บประจุแบบเซรามิกล้มเหลว" ลงใน Google แล้วคุณจะพบข้อมูลทั้งหมดที่คุณต้องการ

สำหรับปัญหา CRT ที่คุณอธิบายมีแนวโน้มว่าตัวเก็บประจุที่เป็นปัญหาจะได้รับความเสียหายในระหว่างการประกอบซึ่งอาจทำให้ชีวิตของพวกเขาสั้นลงก่อนกำหนดซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลวของสนามก่อน สภาพแวดล้อมที่อบอุ่นอาจส่งผลต่ออัตราความล้มเหลวเล็กน้อย แต่ฉันสงสัยว่าส่วนที่มีขนาดที่เหมาะสมและมีการบัดกรีที่เหมาะสมจะล้มเหลวเพียงอย่างเดียวเนื่องจากสิ่งนี้

การทำงานซ้ำ MLCC ไม่ควรใช้เตารีด ควรใช้เครื่องมือทำอากาศร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนทั้งหมดอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้ 'ไหล' บนแผ่นอิเล็กโทรดจากนั้นจึงถอดออกด้วยแหนบหรือเครื่องมืออื่น ๆ การเปลี่ยนมีความคล้ายคลึงกัน - ให้ความร้อนกับส่วนบนแผ่นอิเล็กโทรดอย่างสม่ำเสมอเพื่อให้ความร้อนจากนั้นนำอากาศออกและปล่อยให้บัดกรีแข็งตัว ความร้อนที่มากเกินไปด้วยเหล็กสามารถทำลายชิ้นส่วนได้ทั้งในการถอดและเปลี่ยน ฉันเชื่อว่า IPC สั่งการทำงานซ้ำอากาศร้อนให้กับ MLCC เนื่องจากนายจ้างปัจจุบันและอดีตของฉันบังคับใช้นโยบายนี้อย่างเคร่งครัดกับสินค้าที่สามารถส่งได้

เราได้นำวิธีปฏิบัติของการวางซ้อน 2 MLCC ในซีรีส์และติดตั้งพวกมันในมุมที่เหมาะสมสำหรับแคปแยกตัวใด ๆ ที่ขับเคลื่อนอย่างต่อเนื่อง นอกจากนี้เรายังติดตั้งพวกมันในมุมที่ถูกต้องเพื่อให้การเน้นเสียงที่แตกหนึ่งฝาจะไม่แตกอีก เนื่องจากพวกเขามักจะล้มเหลวในระยะสั้นคุณจะเหลือหนึ่งในแคปที่อยู่ในวงจร

ผู้ผลิตตัวเก็บประจุ MLCC มีข้อมูลมากมายเกี่ยวกับการบัดกรีและการติดตั้งและสิ่งที่ควรทำ การบัดกรีด้วยมือเป็นผู้มีส่วนร่วมของกลไกความล้มเหลว (การผลิตตามสัญญา 25 ปี) หมวกที่มีขนาดใหญ่ขึ้น 1206, 2512, 2225 ฯลฯ ยิ่งไวต่อความร้อนและความล้มเหลวมากขึ้น หากการบัดกรีด้วยมือให้ส่วนประกอบความร้อนด้วยแผ่นความร้อนเพื่อลด Tshock บริษัท ขนาดใหญ่หลายแห่งห้ามมิให้มีการบัดกรีด้วยมือของตัวเก็บประจุ MLCC ในผลิตภัณฑ์ของตน ความเค้นเชิงกลโดยเฉพาะการแยกชิ้นส่วนด้วยเครื่องตัดแบบหมุนสร้างส่วนประกอบที่ไม่ดีจำนวนมาก LED และ MLCC การวางแนวการออกแบบของความยาว MLCC ควรตั้งฉากกับความยาวเฟล็กซ์ของ PCB เก็บให้ห่างจากจุดที่อาจเกิดความเครียดเช่นรูยึดตัวเชื่อมต่อ I / O ฯลฯ ซื้อชิ้นส่วนคุณภาพ หาก pennies และ nickels สร้างหรือทำลายผลิตภัณฑ์