Утечки керамики Опции

[PlainUser]

Неоднократно слышал что существуют токи утечки у многослойной керамики большой емкости.
Появляются со временем вследствии неустановленных причин.
Возможно перегрев с термоударом при пайке или эксплуатации.
Или попадание влаги в разгерметизированный корпус.
Или ХЗ что еще.
Сам не встречал (утечек в микро-миллиамперы) и пока не увижу не поверю.
Вопрос к тем кто реально с этим встречался.
Что, как , когда , почему???

[=AK=]

Вопрос к тем кто реально с этим встречался.

Вот тут все разжевано: TDK. Common Cracking Modes in Surface Mount Multilayer Ceramic Capacitors

Мы с этим встретились лет пять назад в устр-вах с батарейным питанием. Этой аппликухи не попалось на глаза, к сожалению. Вылечили переразводкой платы и посредством применения 100 В кондеров.

[PlainUser]

Вот тут все разжевано: TDK. Common Cracking Modes in Surface Mount Multilayer Ceramic Capacitors

Мы с этим встретились лет пять назад в устр-вах с батарейным питанием. Этой аппликухи не попалось на глаза, к сожалению. Вылечили переразводкой платы и посредством применения 100 В кондеров.

Что касается причин разрушения то я в курсе.Это уже давно у товарищей в спецаппаратуре при испытании термоударами вылазило.
Были потери емкости и конкретные КЗ.
Интересует именно вопрос утечек.Не КЗ при разрушении и замыкании слоев , а милли/микроамперные утечки.

Возможно сопротивление отдельных "пластин" в MLCC настолько велико что при замыкании одного слоя сопротивление будет значительным?


PS.Мое почтение уважаемый.Давненько с вами не пересекались.

[shewor]

Что, как , когда , почему???

Встречалось в материнских платах ПЭВМ. Батарейка часов разряжалась без видимых причин. Помогала замена
керамики, параллельно подключенной. Из воздействий - скорее всего время эксплуатации, т.к. состояние плат
бывало хорошим и никто никаких вредных воздействий на них не проводил. Никакого анализа причин в то время
не проводилось, конденсаторы при выпайке не разрушались.

[PlainUser]

Встречалось в материнских платах ПЭВМ. Батарейка часов разряжалась без видимых причин. Помогала замена
керамики, параллельно подключенной. Из воздействий - скорее всего время эксплуатации, т.к. состояние плат
бывало хорошим и никто никаких вредных воздействий на них не проводил. Никакого анализа причин в то время
не проводилось, конденсаторы при выпайке не разрушались.

Как производилась дефектовка?
Вынимали батарейку , прозванивали цепь , выпаивали конденсатор,цепь переставала звониться?
Конденсаторы после выпаивания не прозванивали?

[АндрейЦ]

Как производилась дефектовка?
Вынимали батарейку , прозванивали цепь , выпаивали конденсатор,цепь переставала звониться?
Конденсаторы после выпаивания не прозванивали?

После замены этого конденсатора новая батарейка переставала разряжаться в течении часа. А дефект похоже распространённый был...
З.Ы. Во времена моего фидошничанья один из участников конференции упоминал, что на своих платах (достаточно серьёзные на те годы разработки) ставят ёмости по питанию с большущим запасом по количеству. Много отказов после термоциклирования и с течением времени. Сам несколько раз сталкивался с утечкой 10мкХ10В, но пайка ручная. Так что не совсем тот случай.

[shewor]

Конденсаторы после выпаивания не прозванивали?

Конденсаторы вели себя как конденсаторы при прозвонке.
Утечки были наверное микроамперные, прозвонкой тестером не уловить ни в плате, ни в выпаянном состоянии.
А утечка приводила к тому, что батарейки жили дни, иногда недели.
Случаи конечно не массовые, но микросхемы часов, запитанные от батарейки, на моей памяти никогда утечкой не страдали.
Правда я давно уже этим делом (ремонтом) не занимаюсь.

[=AK=]

Интересует именно вопрос утечек.Не КЗ при разрушении и замыкании слоев , а милли/микроамперные утечки.

А я именно про утечки и говорю.

Устройства питались от литиевой батарейки, если все нормально - ток потребления около 40 мкА, срок жизни батарейки порядка 2 лет. А тут пошли возвраты от пользователей: в некоторых девайсах батарейка садилась примерно за месяц. При том что устройства при производстве проходили 100% проверку на ток потребления. При исследовании возврата, выяснилось, что некоторые из кондеров в питании имеют большие утечки, хотя внешне выглядят обычно. Сначала грешили на "левые детали", однако с этим все оказалось чисто. Текли не все кондеры, а те, которые были расположены близко к краю платы, а также еще один в центре, у которого количество дорожек к одной обкладке было 3, а к другой - одна. Ну, неопытный человек плату разводил, явно там стрессы могли быть при пайке.

Вылечилось, как я уже говорил, переразводкой (убрали почву для стрессов и отодвинули кондеры подальше от края), а также стали использовать кондеры на 100 В. С тех пор проблем нет.

[Major]

2AK:
1. Краевой эффект на плате был из теплоградиента или изгибов (если изгиб, то толщина ПП)?
2. Пайка в печи (это по центральному кондюку)?
3. Какой был тепловой режим эксплуатации батарейного устройства (общая температура и градиент во времени)?

Обычно для конденсаторов, так или иначе, разная медная нагрузка на выводы.

[l1l1l1]

...Вылечилось, как я уже говорил, переразводкой (убрали почву для стрессов и отодвинули кондеры подальше от края), а также стали использовать кондеры на 100 В. С тех пор проблем нет.

вообще-то вы страшные вещи рассказали.
при напряжении вольта 3 пришлось использовать 100-вольтовые конденсаторы!
мы так никогда не закладывались, как бы отказы не посыпались.
хотелось бы узнать, о каком конкретно типе конденсаторов идет речь.
и, если можно, немного подробнее о стрессах из-за несимметричной разводки (непонятна их природа).

[=AK=]

1. Краевой эффект на плате был из теплоградиента или изгибов (если изгиб, то толщина ПП)?

Скорее изгиб. Обычная плата 1.6 мм. Однако кондеры были в паре мм от края, или даже ближе

2. Пайка в печи (это по центральному кондюку)?

Ага

3. Какой был тепловой режим эксплуатации батарейного устройства (общая температура и градиент во времени)?

Тяжелый. Устройство - температурный даталоггер, который кто в морозильник сует, кто рядом с печью держит.

при напряжении вольта 3 пришлось использовать 100-вольтовые конденсаторы!

У них толщина диэлектрика больше, а напряжение не играет роли.

хотелось бы узнать, о каком конкретно типе конденсаторов идет речь.

Обычный 100 нФ в корпусе 1206.

и, если можно, немного подробнее о стрессах из-за несимметричной разводки (непонятна их природа).

Суммарная толщина проводников, которые подходят к площадке, в значительной степени определяет теплоотвод от площадки. Площадка, к которой подходит больше меди, быстрее остывает.

[Snaky]

и, если можно, немного подробнее о стрессах из-за несимметричной разводки (непонятна их природа).

Несимметричная разводка скорее приводит к смещению компонентов во время пайки. Это либо rotation (см. стр. 3 http://www.avx.com/docs/techinfo/smzero.pdf), либо tombstoning (когда припой остывает на одной площадке быстрее чем на другой из-за разного теплоотвода, и компонент как бы "приподнимается". См. http://industrial.panasonic.com/ww/i_e/210..._failureeng.pdf и http://www.smtinfo.net/docs/tombstoning.pdf).

Смещения могут теоретически создать и механические стрессы, но на них в большей степени все таки влияет положение на плате.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Major]

Тема полезная. Для себя решил что для не серийных изделий проще купить три-четрые катушки board-flex конденсаторов.
А для серии больше уделять времени этому вопросу.

[ViKo]

Может быть, под вздернутые конденсаторы просто пролазила влага?

[=AK=]

Может быть, под вздернутые конденсаторы просто пролазила влага?

Из возвращенных устройств кондеры выпаивали и уж потом прозванивали. Иначе как было определить, какой из них битый? Они же все параллельно соединены.

[PlainUser]

Афигеть 0.1uf.
Это что-же будет с 10.0uf.
При том что прибор должен потреблять 2-3мка и работать от 10лет и выше...

[=AK=]

Это что-же будет с 10.0uf.
При том что прибор должен потреблять 2-3мка и работать от 10лет и выше...

А у меня сейчас та же головная боль. Устройство потребляет 3 мкА, а в питании стоят три керамики по 47 мкФ. И уж, конечно, никак не на 100 В, и даже не flex, а самый зауряд, поскольку такой емкости "с прибамбасами" не нашел. Уповаю на правильную разводку. Еще поговорю с конторой, которая паяет, на предмет температурного профиля, там надо по-максимуму выжать.

[Snaky]

Устройство потребляет 3 мкА, а в питании стоят три керамики по 47 мкФ.

(мысли вслух) А вот всегда ли обосновано применение больших емкостей в питании батарейных устройств? Видел что нередко просто ставят как дань традиции что-ли..

[=AK=]

А вот всегда ли обосновано применение больших емкостей в питании батарейных устройств? Видел что нередко просто ставят как дань традиции что-ли..

Всегда или нет - за всех говорить не буду. А мне большая емкость нужна, поскольку RF передатчик в пике жрет более 20 мА, а без емкостей литиевая батарейка "не тянет". Есть у нее такое поганое свойство - не держит импульсных нагрузок, "проседает". А тантал течет и места занимает больше, чам керамика.

[Snaky]

Всегда или нет - за всех говорить не буду. А мне большая емкость нужна, поскольку RF передатчик в пике жрет более 20 мА, а без емкостей литиевая батарейка "не тянет". Есть у нее такое поганое свойство - не держит импульсных нагрузок, "проседает". А тантал течет и места занимает больше, чам керамика.

Ну то что в вашей схеме все просчитано я почему-то не сомневался :>
Это я так, мысль вслух... Просто бывает люди ставили всю жизнь конденсаторы "на выходе КРЕНки", ну и в батарейном устройстве тоже забабахаем на шину питания "раз положено", даже если и не надо ни разу.

[PlainUser]

Всегда или нет - за всех говорить не буду. А мне большая емкость нужна, поскольку RF передатчик в пике жрет более 20 мА, а без емкостей литиевая батарейка "не тянет". Есть у нее такое поганое свойство - не держит импульсных нагрузок, "проседает". А тантал течет и места занимает больше, чам керамика.

"Дороги все приходят в Рим , а сколько их дорог..."(с)

Аналогичные проблемы , RF , безальтернативный литий на низкие температуры и долгие годы.Проблемы с просадками при пассивированной батарее.

Как возможную причину слаботочных утечек умные люди выдвигают теорию роста дендритов на обломках конденсатора.

[Snaky]

Аналогичные проблемы , RF , безальтернативный литий на низкие температуры и долгие годы.Проблемы с просадками при пассивированной батарее.

Ну для предотвращения пассивации надо периодически подгружать повышенным током (т.н. активация), а для борьбы с просадками вроде вот что придумали http://www.tadiranbatteries.de/eng/product...SESPLUS/HLC.asp

[PlainUser]

Ну для предотвращения пассивации надо периодически подгружать повышенным током (т.н. активация), а для борьбы с просадками вроде вот что придумали http://www.tadiranbatteries.de/eng/product...SESPLUS/HLC.asp

Депассивация пройденный этап , с этим все ясно.Ну или почти все.
Но при ввводе е эксплуатацию батарея будет пассивированной.
Да и она хилая сама по себе , пиковые нагрузки не держит.
Без накопителя энергии никак.

HLC занятная вещь , хотя для наших условий чересчур мощная пожалуй.

[PlainUser]

О какую занятную штуковину подсказали.
Практически то что надо.
http://psearch.murata.com/capacitor/produc...1E106KH01K.html

[=AK=]

Че-то я сомневаюсь как-то. Может, лучше по-старинке, танталом? Господин с говорящей фамилией Faltus убеждает, что у правильно выбранного 47 мкФ утечка будет всего 0.7 мкА  LowDCL.pdf ( 976.65 килобайт ) Кол-во скачиваний: 216

[PlainUser]

Вопрос несколько утрясся и переварился в мозгах , можно попробовать снова к нему вернуться.

Итак , что-же является причиной УТЕЧКИ ?
Не обрыва , не конкретного КЗ , а небольшой утечки.
Что именно является тем резистивным элементом который определяет ток утечки?
Понятно что мех повреждение первично.Но что потом?

Варианты:

1 - дендриты на обломках обкладок
2 - часть токих и высокоомных "обкладок" закороченных в результате повреждения
3 - ну пусть для ассортимента будет влага внутри

Принимаются любые другие гипотезы кроме вечного двигателя разумеется.

[shewor]

Принимаются любые другие гипотезы

Строго по теме.
Предположу что так проявляется деградация материала между обкладками и явление это вероятностное.
Понимание физики явления делу получения длительной безотказной работы изделия скорее всего не поможет.
Возможно надо что-то как-то дублировать-резервировать, искать особенно надежных производителей, или смириться,
и включить в цену изделия его сервисное обслуживание (ремонт) в течении времени эксплуатации.

Не совсем по теме.
Я в настоящее время занимаюсь тестированием, недавно на в чем-то аналогичную тему слышал следующее. Существуют
такие станки с летающими пробниками, сильно замечательные и не менее дорогие. Они могут в том числе с большой
точностью измерять характеристическое сопротивление между любыми точками платы. Американскими инженерами
(или учеными ?) cтавилась задача обеспечить длительную безотказную работу неких изделий в космосе. Для этого они
неоднократно подвергали платы всяким нехорошим воздействиям (в том числе ренгеновским облучениям) и смотрели, как
изменились х. сопротивления, т.о. выявляли и удаляли пострадавшие элементы. В какой-то момент характеристики плат
стабилизировались и такие изделия отправлялись на выполнение предназначенных задач. Утверждалось, что удивительная
живучесть электронной начинки их техники (на Марсе и в других местах) достигнута в том числе и таким способом.
Цена этого дела видимо тоже космическая, подходит оно Вам или нет, не знаю.

[PlainUser]

Вопрос борьбы с последствиями и предупредительных ударов это отдельный вопрос.
Как его решать понятно исходя из имеющихся возможностей.
Во всяком случае несколько вариантов решения есть , они будут осмыслены и опробованы.
Это скучные материи.

А мой вопрос именно о физической(химической) стороне дела.
Той самой которая как вы правильно заметили решению не поможет.
Скорее всего.

[rudy_b]

А вы никогда не грешили на тот флюс, который используется при пайке?

Мы много раз нарывались на всякие фокусы связанные с утечками, в том числе после длительной эксплуатации. Полностью смыть флюс при отмывке невозможно. При пайке флюс лезет во все щели и, потом, реагирует с окружением с образованием всякой гадости. Замена флюса на другой резко меняла картинку.

Но вот одна беда - только найдешь "правильный" флюс (обычно с точно неизвестным составом), как он исчезает, появляется другой и снова все с начала.

[PlainUser]

А вы никогда не грешили на тот флюс, который используется при пайке?

Мы много раз нарывались на всякие фокусы связанные с утечками, в том числе после длительной эксплуатации. Полностью смыть флюс при отмывке невозможно. При пайке флюс лезет во все щели и, потом, реагирует с окружением с образованием всякой гадости. Замена флюса на другой резко меняла картинку.

Но вот одна беда - только найдешь "правильный" флюс (обычно с точно неизвестным составом), как он исчезает, появляется другой и снова все с начала.

Еще как грешили , поскольку занимаюсь измерительной (а ранее метрологической) техникой.
Встречались даже с проблемами утечек по грязи под масками на резонитовских платах.

Этот процесс видимо относится к "росту дендритов".

[rudy_b]

...Этот процесс видимо относится к "росту дендритов".

Не только. Образуется еще и куча всяких гальванических пар между разными металлами. В результате (во влажной среде) - куча батареек, электрохимия, растворение одного, выпадение другого, образование всяких комплексов... Сам черт ногу сломит.

[PlainUser]

Не только. Образуется еще и куча всяких гальванических пар между разными металлами. В результате (во влажной среде) - куча батареек, электрохимия, растворение одного, выпадение другого, образование всяких комплексов... Сам черт ногу сломит.

Как влажная дрянь может проводить ток понятно.Выше речь шла о том что конденсаторы выпаяли , прозвонили.Нашли с утечкой.
Вряд-ли там какая влага осталась.Интересует нечто сухое токопровоящее.

[Пушкарев Михаил]

Как влажная дрянь может проводить ток понятно.Выше речь шла о том что конденсаторы выпаяли , прозвонили.Нашли с утечкой.
Вряд-ли там какая влага осталась.Интересует нечто сухое токопровоящее.

Имели опыт отказов керамических конденсаторов no name. После непродолжительной эксплуатации в конденсаторах, отнюдь не на микрофарады, появлялась значительная утечка, вплоть до короткого замыкания. Вылечилось приобретением конденсаторов солидной фирмы.
Тонкости явления лучше попробовать выяснить у специалистов конденсаторостроения.

[rudy_b]

...Вряд-ли там какая влага осталась.Интересует нечто сухое токопровоящее.

Скорее всего Михаил прав - что-то от изготовителя.

Но мы один раз наехали на такой эффект с китайскими диодами MELF. Плата была маленькая, высоковольтная (2.5 кВ) и малопотребляющая (утечки минимальны). После ультразвуковой промывки 90% высоковольтных диодов пришлось выпаять и выкинуть - токи утечки выросли в десятки раз. Проверяли тоже на выпаянных экземплярах и сравнивали с исходными. Собственно пайка не при чем - именно промывка. Причина так и осталась невыясненной, но, судя по всему, корпуса были негерметичны и что-то пролезало внутрь и там оставалось. Что-то похожее может быть и с конденсаторами, если их корпуса негерметичны.

Проблему решили аналогично - сменили производителя.

[deza]

У керамики нет понятия тока утечки у них нормируется сопротивление. и оно обычно измеряется гигаомами
ну а на данный момент есть керамика 150мкФ смотрим ниже.

http://psearch.murata.com/capacitor/lineup...mp_105_125.html

[nicom]

У керамики нет понятия тока утечки у них нормируется сопротивление. и оно обычно измеряется гигаомами
...

Из практики... по утечкам...
... про хорошие конденсаторы...
Мы используем конденсаторы по 1нФ (NPO) в измерительных усилителях заряда. Параллельно несколько (10 штук) и резистор 20ГОм... Изделия поверяются раз в год. Если бы увеличились бы утечки (даже незначительно) - посыпались бы претензии...
Да и на собственных усилителях в нашем распоряжении такого не замечалось.
Но добавлю - в процессе отладки технологии замечались проблемы с утечками из-за флюса - реально серьезная проблема тщательно вымыть из под элементов - выбор флюса, растворителя...
...есть еще проблема связанная с серебром - если из него сделаны контакты (понятие электрохимической миграции - пишу по памяти) с образованием усов на выводах в изделиях под действием атосферной влаги. http://www.pribor.ru/files/articles/clean-check.pdf
... тщательная просушка и защита в виде лакировки спасают...

Не только. Образуется еще и куча всяких гальванических пар между разными металлами. В результате (во влажной среде) - куча батареек, электрохимия, растворение одного, выпадение другого, образование всяких комплексов... Сам черт ногу сломит.

...у нас встречались разъемы BNC, которые после промывки работали, как батарейки... на 100мВ...