Танталовые электролиты - рабочее напряжение

[Andrew Gridlikov]

На работе мы используем сабж в большом количестве, в основном KEMET и AVX. Больших проблем с ними никогда не было, хотя время от времени вылавливались закороченные. Однако, не так давно, мы стали применять источники питания с током 2-3А, и вот тогда начались пожары. В прямом смысле слова - кондеры стали гореть желтым пламенем довольно часто. Вонь при этом - невыносимая. Огонь, опять же. Поначалу подумали - брак попался. И терпели, ибо они преимущественно горят при первом включении. Потом терпеть стало дорого. Заставили сборщиков проверить рефлоу процесс - вроде нормально. Тогда вызвали представителей дистрибьюторов - они развели руками, но прислали представителей производителя. Короче, после долгих переговоров выяснилось, что мы "сами виноваты" - все кондеры выбирались исходя из обычного принципа: рабочее напряжение = напряжение в цепи +30%. Т.е. 12В цепь - 16В кондер, и т.п. Оказалось, к танталу это неприменимо! Там коэффициент - минимум 2. Нигде, естественно, это не написано. И, опять же, естественно, представители производителя делали вид, что это общеизвестные истины. Такая чепуха. Может кому поможет...

PS. Эффект этот почти не проявляется при ручной пайке, во всяком случае, у нас.

[Wh`te]

Andrew Gridlikov,

[ADDED=Wh`te]1122863246[/ADDED]
Andrew Gridlikov, Источники импульсные? Может ШИМ контроллер не успевает отработать?
ПС Мы пользуем Эпкос танталы, у меня лично на питании 12В стоят танталы на 16В, паяем в ИК печке. Брак бывает, Стоит стоит, потом бух или взрывается или просто на КЗ уходит. Это есть.

[Andrew Gridlikov]

Источники импульсные? Может ШИМ контроллер не успевает отработать?

Они стоят в разных местах, в том числе и на уже фильтрованных линиях (для блокировки). Взрываются, а точнее - горят пламенем, те, что стоят на сильноточных фильтрованных линиях. Импульсные вторичные источники у нас почти все маломощные, там они просто уходят в к.з. что тоже неприятно.
Информация по выбору напряжения достоверна, ибо получена от производителя. Они нам прислали целый талмуд, в котором объясняется, что конкретно происходит и почему. С картинками. Не написано там только одно - какого лешего надо было делать такой маленький запас, хотя мне кажется, что поначалу они сами не знали, от того и оптимизм был. А теперь уже поздно.
Кстати, один из способов избежать огня при первом включении - плавно поднять напряжение или ограничить ток зарядки. Цифру безопасного тока я не помню, но там что-то совсем мало.

[Wh`te]

Можешь талмуд этот показать? Аж интересно стало. У меня сейчас проект там токи по 12В до 3.5 ампер, пока тьфу-тьфу работает вроде

[Andrew Gridlikov]

Можешь талмуд этот показать?

Завтра посмотрю - если он не секретный, вышлю на мыло. Но смысл там простой - в 12 вольт ставить надо на 25. Мы поменяли все 100Х16 на 68Х25 и все стало пучком

[ИГВИН]

Завтра посмотрю - если он не секретный, вышлю на мыло. Но смысл там простой - в 12 вольт ставить надо на 25. Мы поменяли все 100Х16 на 68Х25 и все стало пучком

Андрей, такие вопросы:
1. Только одна фирма устраивает такие фейерверки или так ведут себя танталовые как тип?
2. Кто их делает?
3. Если талмуд "не секретный" , выложи здесь...

[Andrew Gridlikov]

1. Только одна фирма устраивает такие фейерверки или так ведут себя танталовые как тип?

Судя по туманным высказываниям представителей компании - все. Но точно утверждать не могу - все наши горели, а это - Кemet и AVX.

Если талмуд "не секретный" , выложи здесь...

Игорь, можете считать меня параноиком, но что-то мне говорит, что не надо его выкладывать в открытую. Там довольно серьёзное исследование процессов, происходящих в теле кондера. Я ничего не подписывал, когда его получил, но все же это было на уровне компаний... Кстати, я бы предпочел, чтобы мне просто открытым текстом сказали - бери вдвое, а не заставляли читать это творение и догадываться самому. Впечатление было с самого начала такое, что мы, естественно, не первые, и у них есть сценарий урегулирования такого конфликта.

[ИГВИН]

Offтопик:
В любом случае спасибо за информацию.

[Retro]

Гы гы
Чтото я не пойму... Что мешает на тантале 25 вольт писать 12. Стандарты хоть какието есть, по которым строго указана конфигурация танталовых кондеров на разную мощность ? Путаница ведь получается.

Электроны тоже считали положительно заряженными. Теперь вот путаница

[Vidalgo]

Талмудами нас не снабдили, поэтому вывел эмпирическим путем.
Положенные вольты тантал держит, но только при отсутствии переменной составляющей, или при малом ее значении, когда выделяемое на ESR тепло успевает рассеяться через корпус и монтаж. Причем перегрев на рефлоу приводит к заметной деградации "сопротивляемости" - у нас в одном изделии было много брака именно по этой причине, на плате были массивные компоненты и профиль составлялся под них. Сейчас там смд-танталы монтируют вручную и проблема исчезла. Кемет, запас не менее 50% по напряжению. С трухольными танталами на той же плате проблем нет.

ПС. Горящий тантал лучше не нюхать - шибко ядовито.

[Wh`te]

С трухольными танталами

Это шо за зверь?

[Vidalgo]

Trough-hole = с проволочными выводами.

[Wh`te]

ясно

[Andrew Gridlikov]

Чтото я не пойму... Что мешает на тантале 25 вольт писать 12.

Дык, и я о том же
Теорию я уже высказал - они, видимо, не знали сами. А теперь уже поздно, т.к. это приведет к увеличению габаритов. Если кто-то один так сделает, он проиграет рынок остальным.

Положенные вольты тантал держит, но только при отсутствии переменной составляющей, или при малом ее значении, когда выделяемое на ESR тепло успевает рассеяться через корпус и монтаж.

Немного не то. Там после рефлоу появляются трещины в диэлектрике. Точнее, они сильно усугубляются после рефлоу. Далее, если подать питание на такой "треснувший" кондер не ограничив ток, он закорачивает цепь, и, при достаточной нагрузочной способности источника - горит пламенем. А при недостаточной - тихо сидит в козе. Если же питание поднимать плавно/oграничить ток - трещины "залечиваются", и более себя не проявляют. Я это не проверял, но так говорит талмуд

[ADDED=Andrew Gridlikov]1122918562[/ADDED]
Проверил - талмуд был опубликован в каком-то "вестнике". Выкладываю.

[Vidalgo]

Таким образом получается, что нагрев всего объема СМД-тантала, даже в пределах рекомендованного профиля, на практике вреднее чем термоудар от ручной пайки выводов поочередно.

Неплохо также выяснить, какие типы данных кондеров наиболее подвержены этой беде. Имеется в виду тип опрессовки - есть желтый компаунд, черный компаунд, и частичная опрессовка (у Sprague есть такие). Пока замечал проблему с желтыми.

Выводы в конце талмуда - это что-то. Особенно вот это:

The mismatch of CTEs for the materials used in these devices can create forces large enough to create new cracks or extend existing cracks during the solder process.

А почему разработчики чипов умеют подобрать материалы, и ничего у них не трескается?

Заключительная рекомендация из этого талмуда выглядит по меньшей мере странно. Предлагается не что иное как стандартная процедура формовки электролитического конденсатора, причем в составе уже собранного изделия (ведь речь идет об отказах после сборки). Ну спасибо.

[Wh`te]

, черный компаунд

Встречал коротышы после ИК пайки, но реже. Хотя и желтых у нас больше идет

[Andrew Gridlikov]

Таким образом получается, что нагрев всего объема СМД-тантала, даже в пределах рекомендованного профиля, на практике вреднее чем термоудар от ручной пайки выводов поочередно.

По моим наблюдениям - именно так. Да и талмуд не спорит...

Неплохо также выяснить, какие типы данных кондеров наиболее подвержены этой беде. Имеется в виду тип опрессовки - есть желтый компаунд, черный компаунд, и частичная опрессовка (у Sprague есть такие). Пока замечал проблему с желтыми.

У нас все - желтые. Так что не знаю с остальными. Но предполагаю, что то же самое - похоже, эта фигня присуща самой технологии и не зависит от исполнения.

Выводы в конце талмуда - это что-то. Особенно вот это:
Цитата:
The mismatch of CTEs for the materials used in these devices can create forces large enough to create new cracks or extend existing cracks during the solder process.

А почему разработчики чипов умеют подобрать материалы, и ничего у них не трескается?

В процессе таких переговоров я всегда сильно жалею, что матом нельзя . Иногда ну просто просится, а надо вежливо, чтоб никого не дай бог не обидеть...

Заключительная рекомендация из этого талмуда выглядит по меньшей мере странно. Предлагается не что иное как стандартная процедура формовки электролитического конденсатора, причем в составе уже собранного изделия (ведь речь идет об отказах после сборки). Ну спасибо.

По-моему, это политика. Здесь принято предлагать решения, а не просто констатировать факты. А какое решение предложено - никого не волнует. Вам предлагали ограничить ток при первом включении? Предлагали. А вы оказались? ясный перец. Ну вот теперь и ищите выход сами, раз вам наш не нравится! Своего рода перевод стрелок...
Однако, поскольку фирма солидная, то и реальное решение в талмуде есть - это таблица вероятности отказа в зависимости от типа кондера и запаса по напряжению. Из него следует, что либо 50% запаса, либо другой тип кондера. Более дорогой, естественно. Кстати, если внимательно почитать даташит на танталовые кондеры, там есть две категории типоразмеров. Та, что с большей удельной ёмкостью заявлена как пониженной надежности. Так что, формально, жопа прикрыта

[Alex]

исходя из обычного принципа: рабочее напряжение = напряжение в цепи +30%. Т.е. 12В цепь - 16В кондер, и т.п. Оказалось, к танталу это неприменимо! Там коэффициент - минимум 2.

"Минимум 2" - это если оно будет работать при высокой температуре.
У нас внутри девайсов под сотню бывает, поэтому мы и с коэффициентом 3 иногда ставим.

Виталий, а вот с пайкой "желтых танталов"- это странно, мы таких проблем не наблюдали (статистика имеется, у нам тиражи все вместе, сахаколь, больше сотни тысяч в год)

Вот с высоковольтной керамикой 1206 - это бывало, да и то при волне а не рифлоу.

[Andrew Gridlikov]

"Минимум 2" - это если оно будет работать при высокой температуре.
У нас внутри девайсов под сотню бывает, поэтому мы и с коэффициентом 3 иногда ставим.

Дык, чем больше - тем дальше

а вот с пайкой "желтых танталов"- это странно, мы таких проблем не наблюдали

Мы тоже не наблюдали, до поры - до времени

Вот с высоковольтной керамикой 1206 - это бывало, да и то при волне а не рифлоу.

Это - отдельная тема. Они у нас разваливаются сплошь и рядом (не коротят - обрыв или потеря ёмкости). Однако, пока я не знаю почему. Подозреваю, что переход на бессвинцовые выводы подкосил процесс.

[Andrew Gridlikov]

Случайно наткнулся вот на это, изучая даташит на LDO LP3985:

Important: Tantalum capacitors can suffer catastrophic failures
due to surge current when connected to a lowimpedance
source of power (like a battery or a very large
capacitor). If a tantalum capacitor is used at the input, it must
be guaranteed by the manufacturer to have a surge current
rating sufficient for the application.