Estoy tratando de hacer un análisis de fallas de un montón de condensadores de cerámica.
Breve descripción de la aplicación:
10 paquetes de 1210 condensadores cerámicos de 220 µF se colocan en paralelo con una batería de 3.6 V. Una MCU se despierta periódicamente (máximo una vez por minuto) y extrae la corriente (máximo pico 10-15 mA durante unos pocos milisegundos). El tiempo total antes de volver a la suspensión de energía extremadamente baja es de 130 ms. Se supone que los condensadores tienen suficiente energía para cubrir esto sin caer por debajo de 1,6 V (voltaje de alimentación mínimo para la MCU).
Esto es necesario ya que la temperatura de funcionamiento es baja y la batería no puede entregarse. La batería tiene tiempo suficiente para recargar los condensadores mientras la MCU está inactiva.
Estoy sospechando cortocircuitos en los condensadores. Porque:
- La batería se ha agotado muy rápidamente en algunos de mis PCB
- Por lo que he leído, los condensadores cerámicos, especialmente en paquetes grandes, son sensibles a la tensión mecánica y pueden agrietarse, causando cortocircuitos
Para ver esto por mí mismo, he intentado hacer secciones transversales, pero me cuesta entender lo que estoy viendo.
Cómo hice la sección transversal:
- Se utilizó un dremel para cortar la esquina de la PCB donde se colocan los condensadores
- Moldeado los PCB cortados en pegamento epoxi para facilitar el manejo
- Usó una hoja de sierra circular de diamante para hacer una sección transversal aproximadamente en el medio de los condensadores (a lo largo)
- Pulido húmedo y pulido hasta 1 micra y luego 1 µ de película de lapeado
Repetí esto en dos PCBs.
Hay 3 condensadores uno al lado del otro:
Aquípuedeverunadiferenciadecolorentreloscondensadores,lapartesuperiorderechaylaparteinferiorcentralsondecolormásoscuro.Perocomopuedesver,noenlamismaposición.
Notengosuficienterepresentanteparaagregartodaslasimágenes.Oscomentaréenlacesatodaslasimágenes.Agradeceríasialguienpudieraeditaryagregarlasimágenesalapublicación.
Losdecolormásoscuro(arribaaladerecha,abajoalamitad)sevenasídecerca.
Casiloqueesperabaqueparecierauncapacitorcerámico.Almenospuedesveralgúntipodecapas.Perolascapasnosontansólidascomoesperaba.¿Puedeserestedañocausadoporelpulidoypulido?
Ladistanciaentrelascapasesde2µm.
Losdecolormásclarosevenasí:
¡¿Quéesesto?!Puedeporejemplo¿Lascorrientesaltashacenquelascapassefundanjuntasdeestamanera?¿Oestotambiénpuedesercausadopormipulidoypulido?
Aquípodemosverunaburbujadeaireenlasoldadura.Perolabrechacercadelfondo,¿puedesereldañocausadoporlatensiónmecánica?
Más tarde intenté rectificar y pulir un poco más en los condensadores. Se ve exactamente igual. Si la extraña ondulación y / o las capas rotas hubieran sido causadas por el esmerilado y pulido, espero que las características hayan cambiado. Por ejemplo, uno ondulado ahora ha roto las capas en su lugar, y al revés.
Los condensadores exactos utilizados son Taiyo Yuden JMK325ABJ227MM-T