Seramik kondansatörlerin kesiti

Bir grup seramik kondansatörün hata analizini yapmaya çalışıyorum.

Uygulamanın kısa açıklaması:

10 220 µF seramik kondansatörler 1210 paket 3.6 V aküye paralel olarak yerleştirilmiştir. Bir MCU periyodik olarak uyanır (dakikada maksimum bir kez) ve akımı çeker (birkaç milisaniye için maksimum tepe 10-15 mA). Son derece düşük güç uykusuna dönmeden önce toplam süre 130 ms'dir. Kondansatörlerin 1,6 V altına düşmeden (MCU için minimum besleme gerilimi) bunu örtecek kadar enerji tutması beklenir.

Çalışma sıcaklığı düşük olduğundan ve pil veremediğinden bu gereklidir. Pil, MCU uyurken kapasitörleri şarj etmek için yeterli zamana sahiptir.

Kapasitörlerdeki şortlardan şüpheleniyorum. Çünkü:

• Bazı PCB'lerde pil çok hızlı bitmiştir
• Okuduklarımdan, özellikle büyük paketlerde seramik kapasitörler mekanik strese karşı hassastır ve çatlamalara neden olabilir.

Bunu kendim için görmek için kesitleri oluşturmaya çalıştım, fakat ne gördüğümü anlamakta zorlanıyorum.

Kesiti nasıl yaptım:

• Kapasitörlerin yerleştirildiği PCB köşesini kesmek için bir dremel kullanılır
• Kullanımı kolaylaştırmak için PCB'leri epoksi tutkalla kalıplanmış
• Kapasitörlerin tam ortasına bir kesit oluşturmak için elmas biçimli bir testere bıçağı kullanıldı (boyuna)
• Islak öğütme ve parlatma, 1 mikron ve daha sonra 1 µ lepleme filmi

Bunu iki PCB'de tekrarladım.

Yan yana 3 adet kondansatör var:

Burada kondansatörler arasındaki renk farkını görebilirsiniz, sağ üst ve alt orta renk daha koyu. Ama gördüğün gibi, aynı konumda değil.

Tüm görüntüleri eklemek için yeterli desteğim yok. Tüm resimlere linkler yorumlayacağım. Birisi görüntüleri gönderiye ekleyip düzenleyebiliyorsa sevinirim.

Koyu renkli olanlar (üst sağ, alt orta) bu yakın gibi görünüyor.

Neredeyse neye benzemem için seramik bir kapasitör bekliyordum. En azından bir çeşit katmanı görebilirsin. Fakat katmanlar beklediğim gibi katı değil. Bu, taşlama ve cilalamanın neden olabileceği hasar olabilir mi?

Katmanlar arasındaki mesafe 2 um'dir.

Açık renkli olanlar şöyle görünür:

Bu nedir?! Örneğin yüksek akımlar, katmanların bu şekilde erimesine neden olabilir mi? Yoksa bu ayrıca taşlama ve cilalamamdan da kaynaklanabilir mi?

Burada lehimde bir hava kabarcığı görüyoruz. Fakat dibe yakın boşluk, mekanik stresin neden olduğu hasar olabilir mi?

Daha sonra kapasitörlerin içine biraz daha taşlama ve parlatma denedim. Tamamen aynı görünüyor. Garip dalgalanma ve / veya kırılan tabakalar taşlama ve cilalamadan kaynaklanmış olsaydı, özelliklerin değişeceğini umardım. Örneğin, dalgalı bir tanesi şimdi bunun yerine katmanları kırdı, ya da tam tersi.

Kullanılan tam kapasitörler Taiyo Yuden JMK325ABJ227MM-T'dir.

Bana göre taşlama / cilalama oldukça iyi yapılmış gibi görünüyor (daha az çizilmeye daha fazla dikkat ederek) ve kondansatör kesitinin doğru ve hasar görmemiş görüntüsüne bakıyorsunuz.

"Karanlık" görüntüler, elektrotların düzlemlerinde kesilen bir kapasitörden görmeyi beklediğim gibi görünüyor. Daha koyu seramik bir matristeki metal elektrotlar. Daha düşük değerli kapasitörler için daha kalın paralel çizgiler görmeyi beklerdim, ancak çizgiler biraz dalgalı ve kırılmış olması büyük bir sürpriz değil. Bunun küçük bir pakette çok yüksek kapasitans elde etmek için attığı özel adımlardan kaynaklanmasını bekliyorum. Muhtemelen uçaklardan ziyade ızgara elektrotlarının bir kombinasyonu ve katmanları inceltmek, ancak son ateşlemeden önce katmanları inceltmek için seramiklerin ezilmesi / biçimlendirilmesi.

"Soluk" görüntüler, elektrot düzlemlerine paralel olarak kesilmiş bir kondansatör için beklediğim gibi ya da az. Bir metalografik öğütücü kullandığınızı varsayalım (öyle gözüküyor) o zaman kesit düzleminiz düzdür, ancak elektrotlar değildir. Böylece elektrotun kesit düzlemini geçtiği kontur benzeri özellikler elde edersiniz.

Bu görüntülerde sızıntınızı bulacağınızdan şüpheliyim. Bakılacak diğer yerler:

• Beklenen direnç için veri sayfalarını kontrol edin. Düşündüğün kadar yüksek mü? Veri sayfasında verildiği koşulları kontrol edin, ortamınızın daha kötü hale getirme olasılığı olup olmadığına bakın.
• Rezistansların ne olduğunu görmek için yeni kapasitörler serisini kontrol edin
• Kapasitansın veya direncin değişip değişmediğini görmek için garanti kapasitenizden bir demet kapasitöre bakın.
• Montajdan önce PCB'nizdeki dirençleri ölçün (güzel ve yüksek olmalıdır)
• Tamamlanmış bir PCB üzerindeki direnci ölçün (belki MCU sans). Yeterince iyi temizlenmemiş ve direnci azaltabilecek akı kanıtı arayın.

Bu alıştırmanın amacının, uygun olan kapasitörleri sağlamak olduğunu farz ediyorum.

Şeylerin gazyonunu satın almıyorsanız ve üreticiyi dinletmek için satın alma yetkisine sahip değilseniz, kapasitörlerin fiziksel analizini yapmak, iyi parçalar alabilmeniz için yol boyunca ilerlemeyecektir. Neyin yanlış olduğunu ve üreticinin sürecini nasıl değiştireceğinizi öğrenin.

İlk önce, tüm farklı kapasitör üreticilerini tanımlayın. Daha sonra her birinden uygun kapasitörden birkaç örnek alın. Lehimlemeden önce sızıntılarını ölçün. Levhalara lehim yapın ve sızıntılarını tekrar ölçün. Bu testler sonucunda satın alınması uygun olan veya satın alınmaması gereken belirli parça numaralarını tanımlayın. Sonra iyi parça numaralarına yapış.

Uyarı, sızıntı ölçümlerini iyi yapmak zordur, yeterince bekleyin, DMM ve amplifikatör giriş akımları gibi parazit akımları kontrol edin, yüzey kirleticilerin tahta sızıntısı yapmadığından emin olun.

220 uF bir SMD kapasitör için çok fazla . Daha fazla parça kullanmak anlamına gelse bile, daha düşük bir kapasitans / hacim oranı kullanarak daha iyi sonuçlar alabilirsiniz. Üreticiler farklı C / V oranları için farklı seramikler kullanırlar ve satın aldığınız özel boyut oranındaki kapasite için sızıntının feda edildiğini görebilirsiniz. Do X7R, Y5U vb gibi o belirtme Not değil seramik, yalnızca TEMPCO ve tolerans spesifikasyonları belirlemek. Voltco'yu (yüksek C / V oranlı seramiklerin çok kötü bir özelliği) tanımlamıyorlar ve herhangi bir sızıntı özelliğini de tanımlamayacaklar.