MLCC Устойчивость к сере Устойчивость к солевому туману Антикоррозионная надежность Механизм отказа сульфирования

Устойчивость к сере MLCC, устойчивость к солевому туману и антикоррозионная надежность: механизм отказа сульфирования, коррозия электродов в солевом тумане, эрозия промышленных выхлопных газов, выбор антикоррозийных средств и решения по устранению технологических процессов для наружного и прибрежного оборудования

Компания: Dongguan Musen Laidun Electronic Technology Co., Ltd.

Серостойкий MLCC, устойчивый к солевому туману MLCC, антикоррозионный конденсатор, коррозия электродов MLCC, отказ сульфурации наружного оборудования, коррозия промышленных отработанных газов, защита от коррозии прибрежных фотоэлектрических систем и систем хранения энергии, надежность трехслойного покрытия

Му Сен Введение

В сложных условиях работы, таких как прибрежные соляные брызги, серосодержащий газ в промышленных парках, городская дымка, химические отходы и конденсация с высокой влажностью на открытом воздухе, коррозионный отказ MLCC является наиболее частым, скрытым и периодически возникающим происшествием с надежностью в отрасли. В отличие от проблем с электрическим затуханием, вызванных высокой температурой, низкой температурой и напряжением смещения, коррозионное разрушение является необратимым, диффузионным, периодическим и сильно отсроченным. Все электрические испытания проходят перед поставкой оборудования, однако обрывы цепей, резкое повышение сопротивления и периодические функциональные сбои происходят в партиях через 6–24 месяца после массового производства, что приводит к массовым послепродажным доработкам, полному отзыву оборудования и экономическим потерям проекта.

Статистика отказов массовой промышленности показывает, что более 45% поздних неисправностей наружного оборудования, прибрежных фотоэлектрических систем и систем хранения энергии, промышленной автоматизации, охранной связи и оборудования автомобильных шасси происходят из-за сульфурационной коррозии концевых электродов MLCC и электрохимической коррозии солевого тумана. Большинство групп исследований и разработок полагают, что обычные трехслойные клеммы MLCC могут универсально применяться во всех сценариях, игнорируя фатальные скрытые опасности, включая проникновение микропор никелевого слоя на обычных клеммах, недостаточную защиту покрытия, эндогенную коррозию от серосодержащих материалов и электрохимическое разрушение под действием солевого тумана, что приводит к сбоям периодического оборудования после его использования в суровых условиях.

В этом техническом документе, являющемся основным специальным документом серии по надежности MLCC, систематически анализируются четыре основных механизма коррозии: отказ от серы, коррозия солевым туманом, коррозия конденсации влаги и эндогенная серная коррозия, проясняются когнитивные заблуждения в отрасли по поводу стойкого к сере MLCC, сравниваются технологические различия между обычными терминалами, устойчивыми к сере терминалами и полностью защищенными от коррозии терминалами, устанавливаются стандарты выбора антикоррозионной защиты для всех сценариев для прибрежных, промышленных, наружных и химических сред, а также предоставляется полный набор антикоррозионных решений, включая процесс печатной платы, трехслойное покрытие, контроль материалов, структурное проектирование вместе с практическими случаями исправления, тщательно решая постоянные отраслевые проблемы коррозии MLCC.

1. Фатальные когнитивные недопонимания в отрасли: 90% инженеров делают неверные суждения при выборе антикоррозионного покрытия MLCC

1.1 Пять основных заблуждений при выборе антикоррозионных средств (основная причина брака партий)

1. Заблуждение 1: покрытие никель-олово обеспечивает стойкость к коррозии
   Правда: Обычные трехслойные клеммы (Ag/Ni/Sn) содержат массивные микропоры в слое никеля. Ионы серного газа и солевого тумана могут проникнуть в покрытие и разрушить слой серебра, что является лишь псевдозащитой.
2. Заблуждение 2: Трехзащитная краска может полностью исключить коррозию
   Правда: обычное конформное покрытие не может полностью блокировать микромолекулярный сернистый газ. Отверстия в покрытии, утечка по краям и растрескивание после температурных циклов приведут к нарушению защиты от коррозии; Само по себе покрытие не может фундаментально устранить серообразование.
3. Заблуждение 3: Устойчивость к сере требуется только для наружного оборудования.
   Правда: чернила для печатных плат, флюс для пайки, клей, пена и другие вспомогательные материалы содержат серу. Эндогенная серная коррозия внутри герметичных шкафов более скрыта и разрушительна.
4. Заблуждение 4: Солевой туман разъедает только корпус, а не компоненты
   Правда: Конденсация солевого тумана образует проводящую пленку ионной воды, вызывая электрохимическую коррозию под напряжением смещения, которая быстро разрушает терминальную структуру MLCC.
5. Заблуждение 5: Незначительная коррозия не влияет на работу
   Правда: коррозия MLCC прогрессирует: микрокоррозия → дрейф сопротивления → прерывистый разрыв цепи → полное отключение, что в конечном итоге парализует все функции машины.

1.2 Основные характеристики коррозионного разрушения (в отличие от электрического старения)

Отсутствие раннего предупреждения, необратимость, возникновение пакетов и высокая задержка: электрические параметры не имеют дрейфа на ранней стадии. При появлении видимых почернений, коррозии или разрыва цепи повреждение становится необратимым, и на оборудовании одной партии возникают последовательные неисправности.

2. Четыре основных механизма коррозионного разрушения MLCC (корень основных неисправностей отрасли)

2.1 Сероводородная коррозия (наиболее часто встречается в промышленном и герметичном оборудовании, доля 50%)

Явление неисправности: Через полгода-два года эксплуатации оборудования клеммы MLCC чернеют, сопротивление контактов резко возрастает, сигналы прерываются, а в цепях питания возникают периодические сбои.

Анализ механизма: Сероводород, диоксид серы в воздухе или выделяющий серу газ из внутренних вспомогательных материалов проникают в микропоры обычного никель-оловянного покрытия и вступают в химическую реакцию с внутренними серебряными электродами с образованием высокоомного сульфида серебра (Ag₂S). Сульфид серебра не проводит ток и увеличивает объем, что приводит к разделению электродов, резкому повышению сопротивления и окончательному полному размыканию цепи.

Сценарии с высоким уровнем заболеваемости: промышленные парки, химическое оборудование, герметичные шкафы, помещения для хранения энергии, городская дымка, комплектные машины с серосодержащими вспомогательными материалами.

2.2 Электрохимическая коррозия в солевом тумане (исключительно отказ берегового оборудования, доля 30%)

Явление неисправности: Пакетный простой прибрежного фотоэлектрического оборудования, оборудования безопасности и связи; клеммы белеют, отслаиваются и отваливается покрытие.

Анализ механизма: Прибрежные соляные брызги содержат ионы хлорида, которые адсорбируются на поверхности MLCC, образуя проводящую водную пленку. Электрохимическая коррозия микроэлементов возникает при включении оборудования, преимущественно прорывая защиту никелевого слоя и быстро разрушая серебряные электроды, что приводит к отслаиванию клемм и выходу из строя разомкнутой цепи. Условия работы под высоким напряжением увеличивают скорость коррозии.

2.3 Коррозия из-за конденсации влаги при высокой влажности (высокая распространенность в горном и тропическом оборудовании)

Явление неисправности: случайные утечки тока, ухудшение изоляции и стандартные сигналы безопасности оборудования в сезон сливовых дождей и в горных районах с высокой влажностью.

Анализ механизма: Длительная высокая влажность приводит к образованию конденсата на границе между керамическим корпусом и клеммами. Водяной пар проникает в прослойки, вызывая медленное окисление электродов и отслаивание границ раздела, постоянное увеличение тока утечки и ухудшение характеристик изоляции.

2.4 Эндогенная серная коррозия (наиболее скрытая и труднее всего устраняемая неполадки)

Явление неисправности: Оборудование полностью используется в помещении без внешнего агрессивного газа, однако почернение в результате серации все равно происходит.

Анализ механизма: Вспомогательные материалы, включая чернила для печатных плат, канифольный флюс, уплотнительный силикон, пенопласт и теплоизоляционную вату, содержат серу. Ионы серы постоянно выделяются в условиях длительной высокотемпературной герметичной среды, вызывая прямую коррозию клемм MLCC изнутри оборудования, что является типичной скрытой эндогенной коррозией.

3. Углубленное сравнение антикоррозионной способности трех терминальных процессов MLCC.

Железное правило выбора антикоррозионной защиты: для любого оборудования, расположенного на открытом воздухе, на побережье, в промышленных парках или в герметичных шкафах, использование обычных трехслойных клемм MLCC запрещено. Необходимо использовать утолщенные, устойчивые к сере или полностью защищенные от коррозии процессы.

4. Стандартизированные схемы эксклюзивного выбора для четырех сценариев высокой коррозии.

4.1 Сценарии прибрежного солевого тумана (фотоэлектрические системы, накопление энергии, прибрежные базовые станции, безопасность)

Коррозионное давление сердечника: электрохимическая коррозия хлорид-ионов, конденсация при высокой влажности, ускоренная коррозия при длительном высоковольтном смещении.

Стандарты отбора:

• Для всех контуров используется полностью герметичный, устойчивый к солевому туману MLCC, прошедший 240-часовое испытание в солевом тумане;
• Отдайте предпочтение высокостабильному диэлектрику X8R для силовых высоковольтных цепей, чтобы избежать комбинированного отказа из-за коррозии и старения;
• Примите антикоррозионную высокоточную серию C0G для дискретизации сигнала и прецизионных схем;
• Запретить все обычные MLCC с обычными клеммами и тонкими слоями никеля.

4.2 Сценарии промышленного/химического сульфирования (оборудование промышленного контроля, химические приборы, оборудование автоматизации)

Коррозионное давление активной зоны: сероводород, промышленные отходящие газы диоксида серы и кислотная коррозия из пыли.

Стандарты отбора:

• Полный переход на терминальную технологию с утолщенным никелем, устойчивым к сере, чтобы блокировать проникновение ионов серы;
• Выбирайте долговечный X8R для силовых цепей с двойной защитой от старения и коррозии;
• Равномерно использовать антикоррозийную серию C0G с нулевым дрейфом для точных схем обнаружения приборов;
• Замените полностью машинный флюс, не содержащий серы, и вспомогательные материалы, не содержащие серы, чтобы устранить эндогенные источники коррозии.

4.3 Открытые наружные сценарии (уличные фонари, зарядные устройства, наружные шлюзы, полевой мониторинг)

Коррозионное давление активной зоны: конденсация днем ​​и ночью, дождевая влага, серообразование дымки и стресс от термического цикла.

Стандарты отбора:

• Стандартно оснащен серо- и влагостойким терминальным процессом, способным противостоять сложной коррозионной среде на открытом воздухе;
• Широкотемпературный диэлектрик X8R с широким диапазоном высоких и низких температур для адаптации к всепогодным условиям изменения температуры;
• Антикоррозионное покрытие C0G с низким ESL для высокочастотных цепей электромагнитных помех, гарантирующее долговременную стабильность.

4.4 Сценарии эндогенной коррозии герметичных шкафов (шкафы хранения энергии, серверы, промышленные шасси управления)

Давление коррозии активной зоны: герметичное накопление тепла, выделение серы из вспомогательных материалов, захваченная влага с постоянной эндогенной коррозией.

Стандарты отбора:

• Обязательный высокосортный серостойкий MLCC для комплектных машин, чтобы противостоять постоянной эрозии эндогенной серы;
• Высокостабильный диэлектрик Match X8R в высокотемпературных зонах для двойной защиты от высокотемпературного старения и устойчивости к коррозии;
• Строго контролируйте серосодержащие материалы всей машины, чтобы уменьшить количество агрессивных сред от источника.

5. Полная схема проектирования антикоррозионной системы машины (трехмерная защита: выбор + процесс + структура)

5.1 Защита выбора компонентов (фундаментальное устранение у источника)

• 100% отказ от обычных трехслойных клемм MLCC для защиты от коррозии;
• Соответствуйте утолщенным, устойчивым к сере / полностью обернутым антикоррозийным процессам в зависимости от степени коррозии;
• Отдавайте предпочтение компактным конструкциям небольшого размера в условиях высокой влажности и солевого тумана, чтобы уменьшить площадь воздействия электродов.

5.2 Производственный процесс Антикоррозионная защита (промежуточный перехват)

• Используйте флюсы и чистящие средства, не содержащие серы, с низким содержанием галогенов и кислот;
• Полностью удалить остаточные ионы и остатки флюса с платы после очистки;
• Выберите конформное покрытие медицинского/промышленного класса с высокой плотностью, низким уровнем осадков и термостойкостью толщиной ≥35 мкм;
• Запретить некачественное конформное покрытие, склонное к растрескиванию при старении, осаждению серы и кислотным осадкам при длительной эксплуатации.

5.3 Полная структурная защита машины (изоляция клемм)

• Используйте герметичную конструкцию + водонепроницаемую дышащую пленку для наружного оборудования, чтобы сбалансировать внутреннее и внешнее давление воздуха и исключить накопление конденсата;
• Добавить фильтрацию солевого тумана, пыле- и влагозащитные конструкции для береговой техники;
• Избегайте локальных низкотемпературных мертвых углов внутри шкафов, чтобы уменьшить образование конденсата;
• Оптимизируйте вентиляцию и отвод тепла для высокотемпературного оборудования, чтобы снизить вероятность прилипания влаги.

6. Три практических случая устранения типичных коррозионных повреждений.

Случай 1: Периодическое почернение и разрыв цепи MLCC на прибрежных фотоэлектрических инверторах

Явление неисправности: Через 18 месяцев эксплуатации на береговых электростанциях выходят из строя сигнальные цепи нескольких инверторов. При разборке видны обширные почернения и обрыв цепи на клеммах MLCC.

Основная причина: Обычные трехслойные клеммы недостаточно устойчивы к солевому туману. Хлорид-ионная электрохимическая коррозия проникает в покрытие и вызывает сульфурированное отсоединение слоя серебра.

Схема исправления: Полная замена на полностью завернутый, устойчивый к солевому туману MLCC и модернизация полного процесса трехпроверки машины.

Результат: отсутствие отказов от коррозии в течение следующих 24 месяцев, однократное испытание на соответствие требованиям соляного тумана.

Случай 2: Герметичная эндогенная серная коррозия в промышленных шкафах управления

Явление неисправности: Внутреннее промышленное оборудование управления, не находящееся на открытом воздухе, подвергается дрейфу сопротивления MLCC после 1 года эксплуатации.

Основная причина: Уплотнительная пена и силикагель внутри шкафов содержат серу, которая выделяет серу при высоких температурах и вызывает эндогенную сульфурирующую коррозию.

Схема устранения: Заменить утолщенным никелевым серостойким MLCC и заменить все вспомогательные материалы на бессернистые варианты.

Результат: Полностью устранена проблема эндогенной сульфурации, стабильная долговременная работа оборудования.

Случай 3: Конденсатная коррозия и утечка тока на наружных зарядных станциях в сезон дождей

Явление неисправности: частые сигналы тревоги при утечке тока, повторяющиеся перезагрузки и выход из строя зарядных станций в сезон дождей на юге сливы.

Основная причина: Конденсат влаги прилипает к клеммам MLCC, вызывая микрокоррозию, ухудшение изоляции и рост тока утечки.

Схема исправления: принять влагостойкое антикоррозийное покрытие MLCC плюс утолщенное плотное трехслойное покрытие.

Результат: отсутствие утечек тока или коррозии после длительного испытания в условиях высокой влажности, неисправности полностью устранены.

Конденсаторы MP0402R225K010TAAA Mlcc

MP0603X104K050TAAA MLCC

Конденсатор MP0805X104K050TAAA Mlcc

Конденсатор mlcc MPAAA1206X475K101

7. Контрольный список выбора и обработки MLCC для рабочих условий, связанных с коррозией (непосредственно реализуемый)

Му Сен Заключение

Коррозионный отказ является одним из наиболее скрытых и дорогостоящих рисков, связанных с надежностью электронного оборудования. Его основная причина лежит в несоответствии выбора класса компонента и коррозионной стойкости рабочего состояния, а не в дефектах конструкции оборудования или процесса. Защитная способность обычного терминала MLCC применима только к сценариям потребительского класса при сухих условиях, при нормальной температуре и отсутствии коррозии, и он совершенно не способен адаптироваться к суровым условиям, включая прибрежные солевые брызги, промышленное сульфирование, высокую влажность на открытом воздухе и закрытую эндогенную коррозию, что является основной причиной сбоев в серийном производстве.

Основная логика проектирования антикоррозионной защиты рассматривает защиту компонентов от коррозии как основу, изоляцию процесса как вспомогательную функцию и структурную защиту как последнюю линию защиты. Путем целенаправленного выбора устойчивых к сере, солевому туману и полностью защищенных от коррозии MLCC в сочетании с контролем материалов, не содержащих серы, трехслойным процессом высокой плотности и антиконденсационной конструкцией, такие неисправности, как серообразование MLCC, коррозия солевого тумана и эрозия влаги, могут быть полностью устранены из источника, обеспечивая долгосрочную стабильную работу оборудования в течение 5–15 лет.

Компания Dongguan Musen Laidun Electronic Technology Co., Ltd. предлагает полную серию антикоррозийных материалов MLCC, включая утолщенный никель, устойчивый к сере, полностью обернутый, устойчивый к солевому туману, влагостойкий с высокой влажностью и промышленный антикоррозионный, высокостабильный. Все линейки продуктов проходят специальные ускоренные испытания на надежность в условиях солевого тумана, серообразования и влажного тепла, идеально подходящие для сценариев с высокой коррозией, включая прибрежные фотоэлектрические системы и накопители энергии, промышленный контроль, наружную безопасность, химическое оборудование и герметичные шкафы. Мы можем предоставить полные отчеты об антикоррозионных испытаниях, услуги по подбору рабочих условий и реализуемые схемы исправления для обеспечения надежности оборудования в тяжелых условиях работы.