Использование пироэлектрического эффекта для выявления неисправных конденсаторов MLCC
Винтажное компьютерное оборудование может выходить из строя различными интересными способами, при этом [Bits und Bolts] имеет дело с интересным режимом сбоя в виде разряженных конденсаторов MLCC на видеокартах Voodoo 2. Эти маленькие чудеса миниатюрной технологии поверхностного монтажа позволяют размещать керамические конденсаторы, занимая при этом очень мало места, но по мере их износа со временем или из-за физических повреждений они могут вызвать серьезные проблемы в цепи. В случае с двумя графическими процессорами Voodoo 2, которые [Bits и Bolts] пытались починить, признаком того, что что-то было не так, были графические сбои, которые, по-видимому, были связаны с тем, что что-то тянуло вниз по шине 5V. Используя стандартный метод «подай напряжение и посмотри, что нагреется», он обнаружил пару неисправных MLCC и заменил их. Но что-то все равно тянуло шину вниз. К сожалению, что бы это ни было, этого было недостаточно для нагрева рассматриваемой детали, и ни один здравомыслящий человек не захочет распаивать сотни или даже тысячи MLCC на печатной плате и смотреть, имеет ли это значение. В конечном счете, пироэлектрический эффект был использован для поиска виновника, что сэкономило бесчисленные часы работы. Это свойство некоторых кристаллов с естественной электрической поляризацией, в которых материал генерирует напряжение при нагревании или охлаждении. Материалы, подобные тем, что используются, например, в MLCCs.
С помощью термофена, настроенного на температуру 200 °C и нацеленного на определенный MLCC, можно было измерять изменения не только удельного сопротивления, но и напряжения между шиной 5 В и землей. Скачок напряжения был относительно незначительным для небольших MLCC, но более крупные показали значительное колебание напряжения — около 2,5 мВ.
Виновником оказался большой MLCC, который продемонстрировал лишь слабый пироэлектрический эффект и не снизил удельное сопротивление так же быстро, как и у аналогичных MLCC на той же плате. После замены неисправный MLCC действительно был измерен как неисправный, и 5-вольтовая шина платы теперь показывала нормальный уровень сопротивления заземлению.
В дополнение к знанию того, какое удельное сопротивление вы должны измерить на шинах напряжения печатной платы относительно земли, этот метод обеспечивает довольно безболезненный способ быстрого обнаружения сомнительного MLCC. Только не пытайтесь использовать этот метод с электролитом или танталом. Нагрев их не приведет к успеху.
Мы часто относимся к развязывающим конденсаторам скорее как к искусству, чем как к науке, но, конечно, мы не должны этого делать. MLCC могут даже демонстрировать пьезоэлектрический эффект.
Другие статьи: