MLCC (칩 커패시터)의 신뢰성 및 고장 모드

최근에는 보드 전체에서 MLCC 커패시터를 독점적으로 사용하는 제품을 제조하려고 준비하고 있습니다. 또한이를 사용하는 온보드 벅 컨버터를 통합하고 MLCC는 로컬 디커플링에도 사용됩니다.

내 프로토 타입은 핫 플레이트를 사용하는 "돌발적인"리플 로우 기술로 구성되었습니다. 일반적 으로이 작업을 수행 한 후 10 %는 보드에서 MLCC가 단락 된 것을 발견합니다. 일반적으로 전원이 공급되면 캡이 담배를 피우기 때문에 발견됩니다.

그러나 지금 당장이 캡 중 하나를 납땜 인두로 교체하고 있었고 교체 한 후에도 여전히 단락되었습니다. 보드에 다른 단락이 없는지 확인했습니다 (3.3V를 제거하면 몇 kohm의 저항이 나타났기 때문입니다).

또한 최근 T-con 보드에서 MLCC가 단락 된 LCD 모니터를 수리했으며 인기있는 포럼의 다른 사용자 중 몇 명이이 문제를 매우 일반적으로보고했습니다. 이제이 경우 모니터가 따뜻하거나 뜨거워 지지만 납땜 인두만큼 뜨겁지 않은 곳은 없습니다. 왜 이것이 고장 일 수 있습니까?

이 보드에 5 년 이상 보증을 제공 할 계획이지만 보드가 정상적인 조건에서 살아남을 수 있다고 확신하는 경우에만 그렇게 할 수 있습니다.

캡은 0603 (100n, 10u 6.3V), 0805 (22u 6.3V) 및 1206 (10u 35V)입니다. 모두 X5R 또는 X7R입니다. 크리스털에는 18pF의 캡이 있지만 그 실패는 본 적이 없습니다. MLCC와 다른 기술이라고 생각합니다.

일부 캡 공급 업체는 자체 부품을 만듭니다. 일부는 팹에서 브랜드를 변경하여 더 작은 제조소에서 캡을 구매합니다. 조심해. 2002 년에 mlcc 고장 조사에 들어 와서 현미경으로 릴에서 캡을 검사하기 시작했습니다. 3/10이 릴에 금이 갔다. 균열은 조만간 단락으로 이어질 것입니다. 현미경으로도 균열이 분명하지 않습니다. 균열이 표면층 아래에있는 경우 미묘한 색상 변화로 나타날 수 있습니다. 약간의 균열은 즉시 단락을 나타내기에 충분할 수 있습니다. 전부는 아닙니다. 이 경우 공급 업체의 제조업체는 결국 뚜껑이 갈라지는 호퍼를 식별했습니다.

MLCC는 기계적 응력에 매우 민감합니다. 특히 1210보다 큰 크기. 무거운 기계식 커넥터에 인접한 큰 전원 바이 패스 캡을 한 번 발견했습니다. 가장 가까운 장착 구멍은 2 "떨어져있었습니다! 장치를 설치하는 동안 5/10의 속도로 깨졌습니다. 그 중 일부는 화재가 발생했습니다. 구리가 녹아 전원 연결이 끊어 질 때까지 화재가 계속 발생합니다.

균열의 또 다른 효과는 캡의 최대 작동 전압이 감소한다는 것입니다. 200V로 사양이 지정 될 수 있습니다. 그러나 일단 금이 간 후에는 40V로 고장날 수 있습니다. 테스트 할 때 금이 간 캡이 실험실에서 불꽃으로 파열됩니다.

캡을 예열하는 또 다른 방법은 최대 AC 전류를 초과하는 것입니다. 캡을 제로 전력 손실 장치로 생각하기 쉽습니다. 특히 높은 Q mlcc. 그러나 그들은 아닙니다. 캡에서 소비되는 전력을 계산하고 전력 / AC 전류 제한을 초과하지 마십시오. 전원 회로 및 변환기에 일반적으로 표시됩니다.

MLCC는 기계적 응력 (보드 플렉스) 및 열 충격을 포함하여 여러 가지 이유로 실패합니다. 그들은 제조 공정에 매우 민감합니다. Google에 "세라믹 커패시터 장애 모드"를 입력하면 필요한 모든 데이터를 찾을 수 있습니다.

설명한 CRT 문제와 관련하여 문제가되는 커패시터가 조립 중에 잠재적으로 손상되어 수명이 조기에 단축되어 조기 현장 고장으로 이어질 가능성이 높습니다. 따뜻한 분위기는 고장률에 약간의 영향을 줄 수 있지만 적절한 크기로 납땜 된 부품이 이로 인해 고장날 것 같지는 않습니다.

MLCC 재 작업은 다리미로 수행해서는 안됩니다. 열풍 재 작업 도구를 사용하여 전체 부품을 균일하게 가열하여 패드에서 리플 로우되도록 한 다음 핀셋 또는 다른 도구로 제거해야합니다. 교체는 비슷합니다. 패드의 부품을 고르게 가열하여 리플 로우되도록 한 다음 공기를 제거하고 솔더를 응고시킵니다. 다리미로 열이 너무 많으면 제거 및 교체시 부품이 손상 될 수 있습니다. IPC는 MLCC에 대한 열풍 재 작업을 의무화한다고 믿습니다. 현재 및 이전 고용주 모두 배송 가능한 상품에 대해이 정책을 엄격하게 시행했기 때문입니다.

우리는 2 MLCC를 직렬로 쌓아서 지속적으로 전원을 공급하는 디커플링 캡에 대해 직각으로 장착하는 관행을 채택했습니다. 또한 한 캡을 크랙하는 단일 응력이 다른 캡을 크랙하지 않도록 직각으로 장착합니다. 그것들은 사실상 항상 실패하기 때문에 회로에 여전히 캡 1 개가 남아 있습니다.

MLCC 커패시터 제조업체는 납땜 및 마운팅에 대한 많은 정보를 제공합니다. 수동 납땜은 25 년의 계약 제조 기간 동안 실패 메커니즘의 큰 공헌자입니다. 캡, 1206, 2512, 2225 등이 클수록 열 충격 및 고장에 더 취약합니다. 손으로 납땜하는 경우 핫 쇼크로 부품을 가열하여 Tshock을 줄입니다. 많은 대기업에서는 제품에 MLCC 커패시터를 수동 납땜하는 것을 금지합니다. 기계적 응력, 특히 회전식 절단기로 분리하면 많은 불량 부품, LED 및 MLCC가 생성됩니다. MLCC 길이의 설계 방향은 PCB 전위 플렉스 길이에 수직이어야합니다. 장착 구멍, I / O 커넥터 등과 같은 잠재적 인 스트레스 지점을 피하십시오. 품질 구성 요소를 구매하십시오. 페니와 니켈이 제품을 만들거나 파손시키는 경우,