Hallo zusammen, hat jemand von euch Erfahrungen, wie hoch die Ausfallwahrscheinlichkeit von MLCCs ist? Vorausgesetzt, sie werden fachgerecht gehandhabt und eingesetzt. Habe gerade eine Anwendung, die langsamen aber häufigen Temperaturwechseln zwischen ca. 5 bis 60°C unterworfen ist. Habe da einen X7R mit 2,2µF/16V in 1206 in der Schaltung. Der Kondensator wird als Koppelkondensator zwischen zwei Schaltungsteilen eingesetzt. Er ist im Wohlfühlbereich, was Spannungs- und Strombelastung betrifft. Aber ein Kurzschluss des Kondensators würde zum Totalausfall des Produkts führen. Das Produkt wird in großen Stückzahlen hergestellt, deshalb wird über jedes Bauteil gestritten, das nicht zwingend notwendig ist. Wenn ich die Wahl hätte, würde ich zwei 4,7µF-Kondensatoren in Reihe schalten. Dann wäre die resultierende Kapazität in Ordnung und der Kurzschluss eines Kondensators hätte keine Auswirkungen. Das kann ich aber nur durchsetzen, wenn ich belastbare Zahlen zur Ausfallwahrscheinlichkeit zeigen kann. Meine Vermutung ist, dass erwartbare Ausfälle durch Kondensatorkurzschluss im ppm-Bereich sind. Aber gibt es da irgendwelche Zahlen oder Studien dazu? Grüße Third-Eye
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Kurzschluss ist der harte Fehlerfall Vorher hat man in der Regel Mikrorisse und damit einhergehend höhere Leckströme. Bei der Baugröße kommt auch der Boardflex mit ins Spiel. Wie ist die PCB befestigt. Könnte sie sich wölben durch die Temperaturzyklen? Im Automobilbereich werden, wie du schon schriebst, 2 Kondensatoren in Reihe verwendet und die dann noch rechtwinklig zueinander angeordnet. So bricht durch Boardflex hoffentlich nur einer der beiden.
Biegung der Platine ist nicht zu erwarten. Mechanischen Stress kriegt der Kondensator wenn dann nur durch die Lötstellen ab, wenn sich der Kondensator z.B. langsamer erwärmt als die Platine oder umgekehrt.
Third E. schrieb: > Aber gibt es da irgendwelche > Zahlen oder Studien dazu? Üblich;: Findest Du in der Siemens Liste für Ausfallwahrscheinlichkeit. Wenn Dir diese Zahlen zu konservativ (d.h. für Deine Anwendung wird es knapp) sind): GGfs den Hersteller "Deines" Kondensators befragen, der hat ebenfalls die relevanten Daten. Third E. schrieb: > Biegung der Platine ist nicht zu erwarten. Mikro-Biegung reicht im Extemfall --- also vom Kurzschluss mußt Du ausgehen.
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Third E. schrieb: > Der Kondensator wird > als Koppelkondensator zwischen zwei Schaltungsteilen eingesetzt. Bist du sicher, das dieses Bauteil dafür geeignet ist?
Third E. schrieb: > Habe gerade eine Anwendung, die langsamen aber häufigen > Temperaturwechseln zwischen ca. 5 bis 60°C unterworfen ist. Habe da > einen X7R mit 2,2µF/16V in 1206 in der Schaltung. Der Kondensator wird > als Koppelkondensator zwischen zwei Schaltungsteilen eingesetzt. Er ist > im Wohlfühlbereich, was Spannungs- und Strombelastung betrifft. > Aber ein Kurzschluss des Kondensators würde zum Totalausfall des > Produkts führen. Könnte irgendwie ein bedrahteter FolKo (MKT) an dessen Stelle?
Mean Time Between Failure=MTBF, diese Zahl geben seriöse Hersteller für ihre Bauteile an. Tantal hatten früher die deutlich höchste Ausfallrate. Fragen kostet nix.
Jan schrieb: > Kurzschluss ist der harte Fehlerfall > Vorher hat man in der Regel Mikrorisse und damit einhergehend höhere > Leckströme. Hatte ich in einer Serie häufig bei 2,2uf/50V 1210 MLCC. Der Ritznutzen wurde per Hand gebrochen und der MLCC bekam Biegebelastung dabei. Oft Wochen Später defekt, mit Kurzschluss und ausgelöster Sicherung. Die mit offenen Brüchen haben wir nicht mitbekommen. Das war aber der einzige Fall und klar auf Misshandling zurückzuführen. Flex term sind teurer Elkos trocknen aus. Irgendwas ist ja immer. Ich würde mir das Layout nochmal auf Biegebelastung ansehen (Fertigung und im Gerät) und den MLCC nehmen. Möglichst im kleineren FP. spy fly schrieb: > Könnte irgendwie ein bedrahteter FolKo (MKT) an dessen Stelle? 2,2uF/16V? Das wird dann aber ganz ordentlich größer als 1206
Es gibt gängige Ausfallraten. Nennt sich "Failure in Time" (FIT). Üblicherweise zieht man da "die Siemens-Norm" zu Rate, wo Ausfallraten für diverse Bauteile unter diversen Bedingungen angegeben sind. Da spielen halt so Dinge rein wie nahe an der zulässigen Betriebsspannung ein Bauteil betrieben wird usw. Manchmal gibt auch der Hersteller eine FIT an. Als konservativen Ansatzpunkt kannst du bei deinem MLCC mal von einer FIT von 10 ausgehen. Also 10 Ausfälle pro 1 Mrd. Betriebsstunden. Zudem kannst du davon ausgehen, dass das Bauteil in 40% der Fälle als Kurzschluss ausfällt. Das ergibt für den Fehler "Kurzschluss" also eine FIT von ca. 4. Das Ding ist halt, dass das alles Werte sind, um die Ausfallwahrscheinlichkeiten ganzer Baugruppen und Anlagen abzuschätzen. Damit muss dein einzelnes Bauteil nicht unbedingt viel zu tun haben. Wenn der Kondensator z. B. an einer mechanisch stark beanspruchten Stelle sitzt, kannst du auch um Größenordnungen höhere FITs haben. Aber als Einstiegspunkt und "Stand der Technik" sollte es wohl reichen, um zumindest mal eine ganz grobe Idee zu bekommen.
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https://de.wikipedia.org/wiki/Failure_In_Time X7R Keramikkondensator hat 2 FIT @ 40°C Die Fehlerarten teilen sich nach meiner Datenbank so auf: 50% Short 30% Open 10% Kapazitätsänderung bis 0.5x 10% Kapazitätsänderung bis 2x Third E. schrieb: > Wenn ich die Wahl hätte, würde ich zwei 4,7µF-Kondensatoren in Reihe > schalten Würde ich nicht machen, wozu auch? Wenn es aus Electrical/Functional Safety sicht nicht normativ gefordert wird. Ein Ausfall ist sehr unwahrscheinlich.
Danke für eure Antworten. Hier noch die Rückmeldung, wie die Geschichte ausgegangen ist: Habe vom Hersteller des Kondensators FIT-Daten bekommen. Die sind so gut, dass ein Ausfall wirklich äußerst unwahrscheinlich sein dürfte. Ich belasse es also so, wie es ist. Habe auch nochmal das Layout überprüft: Der Kondensator ist nach den üblichen Empfehlungen positioniert, nicht nah an einer Ritzkante oder Stellen mechanischer Belastung der Platine.
> Habe gerade eine Anwendung, die langsamen aber häufigen > Temperaturwechseln zwischen ca. 5 bis 60°C unterworfen ist. Von -40 bis +80 ist Standard in der Industrie. Das halten die Bauteil in Millionen von Geraeten aus. Solltest du krasse Sonderannahmen haben dann haengt das nicht nur an deinem Kondensator sondern auch an der Platine und wie sie befestigt ist. Letztlich musst du halt ausgiebig im Klimaschrank testen. Olaf
Ansonsten gibt es von Kemet MLCCs mit "flexible termination" (https://content.kemet.com/datasheets/KEM_C1015_X7R_FF-CAP_SMD.pdf) oder ein zusätzlicher mechanischer Aufbau (https://content.kemet.com/datasheets/KEM_C1020_X7R_KPS_SMD.pdf). Unter diesen Suchbegriffen gibt es diese Varianten sicher auch bei anderen Herstellern.
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