Độ tin cậy và chế độ thất bại của MLCC (tụ điện chip)

Gần đây tôi đã chuẩn bị sản xuất một sản phẩm sử dụng tụ điện MLCC độc quyền trên bảng. Nó tích hợp một bộ chuyển đổi buck trên boong sử dụng chúng và MLCC cũng được sử dụng để tách rời cục bộ.

Nguyên mẫu của tôi đã bao gồm các kỹ thuật chỉnh lại dòng "tinh ranh" bằng cách sử dụng một tấm nóng. Nói chung, 10% thời gian sau khi làm điều này, tôi tìm thấy một MLCC ngắn trên bảng, thường được tìm thấy bởi vì khi cấp nguồn, nắp sẽ hút thuốc.

Tuy nhiên, ngay lúc này tôi đã thay thế một trong những chiếc mũ này bằng bàn ủi hàn và sau khi tôi thay thế nó, nó vẫn bị chập. Tôi xác nhận không có mạch ngắn nào khác trên bo mạch (vì khi tháo 3,3V cho thấy một vài lực cản.) Có vẻ như thao tác đơn giản của việc hàn nắp đã khiến nó bị hỏng.

Gần đây tôi cũng đã sửa chữa một màn hình LCD bị thiếu MLCC trên bảng T-con và một vài người dùng khác trên một diễn đàn nổi tiếng đã báo cáo vấn đề này là phổ biến đáng ngạc nhiên. Bây giờ, trong trường hợp này, một màn hình nóng lên hoặc nóng, nhưng không nơi nào nóng như bàn ủi hàn - vậy tại sao những điều này có thể thất bại?

Tôi đang lên kế hoạch cung cấp bảo hành năm năm hoặc có thể lâu hơn cho các bảng này, nhưng tôi chỉ có thể làm như vậy nếu tôi tự tin rằng bảng có khả năng sống sót trong điều kiện bình thường.

Mũ là 0603 (100n, 10u 6.3V), 0805 (22u 6.3V) và 1206 (10u 35V). Tất cả đều là X5R hoặc X7R. Có một số mũ 18pF cho tinh thể, nhưng tôi chưa bao giờ thấy những thất bại đó - tôi nghi ngờ rằng chúng là một công nghệ khác với MLCC.

Một số nhà cung cấp nắp làm cho các bộ phận riêng của họ. Một số mua mũ từ một nhà sản xuất nhỏ hơn với các cuộn tái thương hiệu tại fab. Coi chừng. Tôi đã tham gia vào một cuộc điều tra thất bại mlcc vào năm 2002 và bắt đầu kiểm tra mũ trên một cuộn dưới kính hiển vi. 3/10 ra khỏi guồng bị nứt. Một vết nứt sớm muộn sẽ dẫn đến một thời gian ngắn. Các vết nứt không rõ ràng ngay cả dưới kính hiển vi. Chúng có thể xuất hiện như một sự thay đổi màu sắc tinh tế nếu vết nứt nằm dưới lớp bề mặt. Một số vết nứt có thể đủ để trình bày một đoạn ngắn ngay lập tức. Không phải tất cả. Nhà sản xuất của nhà cung cấp trong trường hợp này cuối cùng đã xác định được một phễu nơi nắp bị nứt.

MLCC rất nhạy cảm với căng thẳng cơ học. Đặc biệt kích thước lớn hơn 1210. Tôi đã tìm thấy một nắp bypass năng lượng lớn liền kề với một đầu nối cơ nặng. Lỗ lắp gần nhất là 2 "! Chúng bị nứt với tốc độ 5/10 trong quá trình lắp đặt thiết bị. Một phần trong số đó đã bắt lửa. Ngọn lửa sẽ tiếp tục cháy cho đến khi nó làm tan chảy đồng, phá vỡ kết nối nguồn.

Một ảnh hưởng khác của vết nứt là giảm điện áp làm việc tối đa của nắp. Nó có thể là 200 V. Nhưng một khi bị nứt, nó có thể bị vỡ ở 40 V. Mũ bị vỡ đã bốc cháy trong phòng thí nghiệm của tôi khi được thử nghiệm - ngay cả dưới điện áp định mức của chúng.

Một cách khác để làm nóng mũ là vượt quá dòng ac tối đa của chúng. Thật dễ dàng để nghĩ mũ là thiết bị tản điện bằng không. Đặc biệt là Q mlcc cao hơn. Nhưng họ không phải. Tính công suất tiêu tán trong mũ và không vượt quá giới hạn dòng điện / ac. Xuất hiện trong các mạch điện và bộ chuyển đổi thông thường.

Các MLCC thất bại vì nhiều lý do, bao gồm căng thẳng cơ học (bảng uốn) và sốc nhiệt. Họ rất nhạy cảm với quá trình sản xuất. Nhập "chế độ lỗi tụ gốm" vào Google và bạn sẽ tìm thấy tất cả dữ liệu bạn cần.

Đối với vấn đề CRT mà bạn đã mô tả, rất có thể các tụ điện đang được đề cập đang bị hư hỏng gần đây trong quá trình lắp ráp, điều này rút ngắn tuổi thọ của chúng dẫn đến sự cố trường sớm. Môi trường ấm áp có thể đóng góp một chút vào tỷ lệ thất bại, nhưng tôi nghi ngờ rằng một bộ phận được hàn đúng kích cỡ, đúng cách sẽ thất bại chỉ vì điều này.

Làm lại MLCC không nên được thực hiện với một bàn ủi. Nên sử dụng công cụ làm lại không khí nóng để làm nóng đồng đều toàn bộ bộ phận để nó 'phản xạ' trên các miếng đệm của nó, sau đó tháo nó bằng nhíp hoặc một số công cụ khác. Thay thế là tương tự - làm nóng đều phần trên miếng đệm để nó phản xạ, sau đó loại bỏ không khí và để cho chất hàn rắn lại. Quá nhiều nhiệt với bàn ủi có thể làm hỏng bộ phận cả khi tháo và thay thế. Tôi tin rằng IPC bắt buộc phải làm lại không khí nóng cho các MLCC, vì cả chủ nhân hiện tại và chủ cũ của tôi đều thực thi nghiêm chỉnh chính sách này đối với hàng hóa có thể chuyển được.

Chúng tôi đã áp dụng thực hành xếp chồng 2 MLCC nối tiếp và lắp chúng ở các góc phù hợp cho bất kỳ nắp tách rời nào được cấp nguồn liên tục. Chúng tôi cũng gắn chúng ở các góc phù hợp để các ứng suất nhấn mạnh rằng nứt một nắp này sẽ không làm vỡ nắp kia. Vì chúng hầu như luôn luôn thất bại, bạn chỉ còn 1 mũ trong mạch.

Các nhà sản xuất tụ điện MLCC có rất nhiều thông tin liên quan đến hàn và lắp và không. Hàn tay là một đóng góp lớn của cơ chế thất bại, (25 năm sản xuất hợp đồng). Nắp càng lớn, 1206, 2512, 2225, v.v ... càng dễ bị sốc nhiệt và hỏng. Nếu hàn bằng tay, gia nhiệt các thành phần bằng tấm nóng để giảm Tshock. Nhiều tập đoàn lớn cấm hàn tay các tụ MLCC trên các sản phẩm của họ. Ứng suất cơ học, đặc biệt là khử cực bằng máy cắt quay tạo ra rất nhiều bộ phận xấu, đèn LED và MLCC. Định hướng thiết kế của chiều dài MLCC phải vuông góc với chiều dài uốn tiềm năng PCB. Tránh xa bất kỳ điểm căng thẳng tiềm năng nào, ví dụ như lỗ lắp, đầu nối I / O, vv MUA các thành phần chất lượng. Nếu đồng xu và biệt hiệu làm hoặc phá vỡ sản phẩm,