MLCC（チップコンデンサ）の信頼性と故障モード

最近、MLCCコンデンサを全面的に使用する製品を製造する準備をしています。それらを使用するオンボードのバックコンバーターを統合し、MLCCはローカルデカップリングにも使用されます。

私のプロトタイプは、ホットプレートを使用した「危険な」リフロー技術で構成されています。一般的に、これを行った後の時間の10％で、ボード上にショートしたMLCCが見つかりました。通常、電源が投入されるとキャップが発煙するために見つかります。

しかし、ちょうど今、私はこれらのキャップの1つをはんだごてに交換していました。交換した後も、それはまだ短絡されていました。ボード上に他の短絡がないことを確認しました（3.3Vを取り外したときに数キロオームの抵抗が示されたため）。キャップをはんだ付けするという単純な操作が原因で失敗したようです。

最近、T-conボードでMLCCがショートしたLCDモニターも修理しました。人気のあるフォーラムの他の数人のユーザーがこの問題を驚くほど一般的であると報告しています。さて、この場合、モニターは暖かくなったり熱くなったりしますが、はんだごてほど熱くはありません。それで、なぜこれらが故障しているのでしょうか？

これらのボードに5年以上の保証を提供する予定ですが、ボードが通常の状態に耐えられると確信している場合にのみ提供できます。

キャップは、0603（100n、10u 6.3V）、0805（22u 6.3V）、1206（10u 35V）です。すべてX5RまたはX7Rです。水晶には18pFのキャップがいくつかありますが、失敗することはありません。MLCCとは異なるテクノロジーではないかと思います。

一部のキャップベンダーは独自の部品を製造しています。一部の企業は、工場でリールのブランドを変更して、小規模な製造業者からキャップを購入しています。気を付けて。2002年にmlccの故障調査に入り、リールのキャップを顕微鏡で検査し始めました。3/10リールが割れて外れました。亀裂は遅かれ早かれ短絡につながります。顕微鏡下でもクラックは目立ちません。クラックが表面層の下にある場合、それらは微妙なカラーシフトとして現れることがあります。いくつかの亀裂は、短絡をすぐに提示するのに十分な場合があります。すべてではない。この場合のベンダーの製造業者は、最終的にキャップが割れていたホッパーを特定しました。

MLCCは機械的ストレスに非常に敏感です。特に1210サイズより大きい。重いメカニカルコネクタの隣に大きな電源バイパスキャップを見つけました。最寄りの取り付け穴は2 "離れていました。ユニットの設置中に5/10の速度で割れていました。それらの一部が火災になりました。銅が溶けるまで火災が続き、電源接続が切断されました。

クラックの別の影響は、キャップの最大動作電圧の低下です。200 Vの仕様である可能性があります。ただし、ひびが入ると、40 Vで故障する可能性があります。テストすると、ひびの入ったキャップがラボで爆発し、定格電圧を下回っています。

キャップを暖める別の方法は、最大AC電流を超えることです。キャップをゼロ電力損失デバイスと考えるのは簡単です。特に高いQ mlcc。しかし、そうではありません。キャップで消費される電力を計算し、電力/ AC電流制限を超えないようにします。一般的に電源回路とコンバーターに現れます。

MLCCは、機械的ストレス（ボードの屈曲）や熱衝撃などのさまざまな理由で機能しません。彼らは製造プロセスに非常に敏感です。Googleに「セラミックコンデンサの故障モード」と入力すると、必要なすべてのデータが見つかります。

あなたが説明したCRTの問題に関しては、問題のコンデンサが組み立て中に潜在的に損傷を受けている可能性が高く、そのために寿命が短くなり、早期のフィールド故障につながります。暖かい環境は故障率に少し貢献するかもしれませんが、適切なサイズ、適切にはんだ付けされた部品がこれだけの理由で故障するとは思えません。

MLCCの手直しはアイロンで行うべきではありません。熱風リワークツールを使用して部品全体を均一に加熱し、パッドで「リフロー」してから、ピンセットまたは他のツールで部品を取り外します。交換も同様です。パッドの部品を均等に加熱してリフローさせ、空気を取り除いて、はんだを固化させます。アイロンをかけすぎると、取り外し時と交換時の両方で部品が損傷する可能性があります。私の現在の雇用者と元の雇用者の両方がこのポリシーを出荷可能な商品に厳格に施行したため、IPCはMLCCの熱風再加工を義務付けていると思います。

2つのMLCCを直列に積み、直角に取り付ける方法を採用しており、継続的に電力が供給されるデカップリングキャップに対応しています。また、1つのキャップを割るシンギュレーション応力が他のキャップを割らないように、それらを直角に取り付けます。彼らは事実上常に失敗するので、あなたはまだサーキットに残っているキャップの1つが残っています。

MLCCコンデンサの製造元は、はんだ付けと実装の注意事項と禁止事項について多くの情報を持っています。手はんだ付けは、故障メカニズムの大きな原因です（25年の委託製造）。キャップが大きいほど、1206、2512、2225など、熱衝撃や故障の影響を受けやすくなります。手はんだの場合は、部品をホットプレートで加熱してTshockを減らします。多くの大企業は、自社製品へのMLCCコンデンサの手はんだ付けを禁止しています。機械的ストレス、特にロータリーカッターを使用したデパネライジングは、多くの不良コンポーネント、LED、MLCCを作成します。MLCCの長さの設計方向は、PCBの潜在的な屈曲の長さに垂直でなければなりません。取り付け穴、I / Oコネクタなどの潜在的なストレスポイントから離してください。高品質のコンポーネントを購入します。ペニーとニッケルが製品を製造または破壊する場合、