我正在尝试对一堆陶瓷电容器进行故障分析。
应用程序的简短描述:
10 个 220 µF 陶瓷电容器 1210 封装与 3.6 V 电池并联放置。MCU 会定期唤醒(最多每分钟一次)并消耗电流(几毫秒的最大峰值 10-15 mA)。回到极低功耗睡眠前的总时间为 130 毫秒。电容器应该保持足够的能量来覆盖这一点,而不会低于 1.6 V(MCU 的最小电源电压)。
这是必需的,因为工作温度低,电池无法供电。在 MCU 休眠时,电池有足够的时间为电容器充电。
我怀疑电容器短路。因为:
- 我的一些 PCB 上的电池电量很快耗尽
- 根据我的阅读,陶瓷电容器,尤其是大封装的,对机械应力很敏感,会破裂,导致短路
为了亲眼看到这一点,我尝试制作横截面,但我很难理解我所看到的。
我是如何制作横截面的:
- 用dremel将放置电容器的PCB的一角剪掉
- 将切断的 PCB 模塑在环氧树脂胶中,使处理更容易
- 使用金刚石圆锯片在电容器的大致中间(纵向)制作横截面
- 湿磨和抛光至 1 微米,然后是 1 µ 研磨膜
我在两个 PCB 上重复了这一点。
在这里您可以看到电容器之间的颜色差异,右上角和中下角颜色较深。但正如你所看到的,不在同一个位置。
我没有足够的代表来添加所有图像。我将评论所有图像的链接。如果有人可以编辑图像并将其添加到帖子中,将不胜感激。
几乎是我所期望的陶瓷电容器的样子。至少你可以看到某种层次感。但是这些层并不像我预期的那样坚固。这会是研磨和抛光造成的损坏吗?
层之间的距离为 2 µm。
浅色的看起来像这样:
这是什么?!例如,高电流会导致这些层像这样熔化在一起吗?或者这也可能是我的研磨和抛光造成的?
在这里我们可以看到焊料中有气泡。但是靠近底部的缝隙,会不会是机械应力造成的损坏?
后来我尝试进一步研磨和抛光电容器。它看起来完全一样。如果奇怪的波纹和/或脱落的层是由研磨和抛光引起的,我预计特性会发生变化。例如,一个波浪形的现在已经断开了层,反之亦然。
使用的确切电容器是太阳诱电 JMK325ABJ227MM-T