铝电解电容器在生产过程中短路故障率高

电器工程 短路 电解电容
2022-01-15 05:39:50

我已经生产了 1000 台我们新开发的电能表。当我们在生产过程中进行测试时,几乎有 20 个铝电解电容器 (2%) 出现短路故障。电容器是 Nichicon 制造的 470uF 35V (UPW1V471MPD)。

故障本身在完全短路到小的可变电阻之间变化。其中一个盖子吐出了电解质。

我有来自同一制造商的其他 3 个不同的铝电解盖,它们没有失败。一年前,我生产了 300 台(相同的设计和部件号),它们运行良好,没有发现任何故障电容器。

我的问题有 3 个部分:

  1. 这是怎么发生的?

    铝电解帽短路故障导致婴儿死亡率为 2% 是否正常?

    或者,可能是盖子是假冒的,并且制造商没有进行足够的质量测试。(我是通过深圳的PCB和元器件供应商购买的)。如果是假货,如何验证?

  2. 我应该如何处理剩余的批次?

    如果我放了这批,我能保证不会再发生短路故障吗?如果它在制造过程中没有死,那么它在不久的将来也不会死!(U 形/浴缸图)。

    或者,如果没有失败,最好让我的仪表运行一段时间(24 小时),以后也不会失败。

    还是我应该努力改变它们?

  3. 将来如何避免这种情况,因为我将大量购买> 100K。

    除了 MIL-HDBK-978B 之外,我没有找到关于电子零件质量和可靠性的非常有用的说明。但它已经过时并且没有电解盖。

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经营条件:

  1. 电压 = 20V。

  2. 浪涌电流和纹波电流 = 电容器用于存储能量,仅在运行时提供锁存器/依赖。它在生产过程中运行了大约 5 次。锁存器/继电器阻抗 60 欧姆。它从能够提供最大 17mA 电流的容性电源中汲取电压。

  3. 温度:约30℃。

  4. 可以保证没有上限被反向偏置。

4个回答

对于像尼吉康这样的顶级供应商来说,在正确组装和保守操作的情况下,如此高的故障率是闻所未闻的。即使对于无名部分来说,这也不常见——万分之一可能是合理的,但这是偏高的。铝电解液的短路故障非常罕见。我曾经在台湾供应商的一袋 1,000 个中看到一些完全没有橡胶密封件,所以电解液也跑了——这真的很有趣。

您可以直接联系 Nichicon 以确认这些部件是正品(或非正品)。他们可能仅从照片中就可以分辨出来,或者您可能不得不快递样品。

您可以查看他们的应用信息,以确保您没有以某种方式滥用这些部件——不仅是电压,还有纹波电流、可能的反向电压或反向安装(这是会导致短路的一件事)。制作不良的假冒产品可能会被错误地标记,因此即使它们看起来安装正确,它们也会被颠倒过来。您的无变压器电源可能会在应用电源时对部件施加压力。

还要确认 PCBA 中使用的化学品和工艺以及任何后续操作(如清洁)已获得批准。

肯定会从那批电路板中取出 100% 的零件,并用已知的好零件替换它们。使用好的工具和熟练的技术人员,以免返工过度损害可靠性。现场故障在美元和声誉方面都非常昂贵。在显微镜下或至少用放大镜对它们进行良好的目视检查,看看您是否可以识别批次之间或批次内的差异。

至于未来的预防,这有点离题,但有一些方法可以控制“质量下降”和劣质零件的替代——其中之一就是第三方检查。您使用的装配厂或供应商是否允许采购假冒零件是可疑您可能有更好的供应商选择,数量更多,您可以询问他们打算如何保证使用正品零件。深圳市场有点像狂野西部,所以你需要小心。尼吉康将在那里有授权的分销渠道,但也可以在华强北的许多零售店或淘宝等网上采购一些未知历史的部分。

Nichicon有一份关于铝电解盖应用的广泛文件。

他们讨论了铝盖的故障率,对于他们所描绘的铝盖,故障仅在 6000 小时的测试时间后才会出现。因此,我不希望高质量 Nichicon 电容器立即出现 2% 的故障率。

他们有大量关于如何正确设计铝电容器的建议清单。提到的一点是,例如,使用含卤素的清洁剂可能会将卤素渗入电容器,然后导致不同的故障。

对于电容器的不同类型的故障模式,他们有一段关于短路的内容:

1) 短路短路在现场是非常少见的。电极之间的短路可能是由引线上的振动、冲击和应力引起的。它也可能由施加高于额定电压的电压、施加极端纹波或施加脉冲电流引起

你说你有 300 个板子运行良好,这表明你收到的新批次有问题。我会与供应商讨论这个问题,并询问他们是否改变了制造中的任何东西,从(我猜)预生产运行到完整的生产运行。也许在安装电容器的过程中出了点问题——引线是否弯曲得不好,是用手弯曲的吗?

阅读 Nichicon 提供的所有信息,并检查您的设计中是否有任何问题。如果您有一台可访问的 X 射线机,它也可能对失败的上限有所了解。

失败率是不可接受的。

第一步是联系有缺陷的组件的制造商,记录您的经历。在这种情况下,使用谷歌这将不是问题。包括组件的宏观照片,以帮助识别假货。如果您的应用程序不受版权保护或商业机密,并且您不担心信息泄漏,则包括电路和正常和异常工作条件下的电路描述。部分电路图可能就足够了。提供组件样品以协助任何调查。

一旦您确定一批组件的故障率不可接受,则应隔离整批组件并重新加工所有电路板。没有如果或但是。我们说所有,我的意思是所有。对于已售出的物品发出产品召回。记录您为解决问题所采取的所有步骤。我曾经工作的一家公司出售了一个电容器故障导致办公室火灾的设备。我不知道提供的补偿水平,但它会比正确指定组件的成本更高。消费者保护立法各不相同,我无法解决这个问题。

电路板的浸泡测试通常在升高的温度下进行一段时间,以促进婴儿死亡率失效。如果适用,使用边际电源电压执行测试以清除边际电路板。

开始阅读批次质量保证测试,这不是一门黑暗的艺术,也不是一个新问题

不确定这是否适用于铝电解,但对于我们的高可靠性应用,我们让我们的钽供应商在工厂对电容进行浪涌测试。我们还对硬件进行温度测试,以进一步降低边缘部件进入最终产品和交付的可能性。

是的,所有这些都增加了产品的成本。