我曾在一家光通信公司擔(dān)任設(shè)計(jì)工程師，該公司生產(chǎn)的1000臺設(shè)備安裝在世界各地?，F(xiàn)場的模塊很多，送回公司返修的也很多，我的工作便是搞清這些模塊出了什么故障。其中一次故障查找經(jīng)歷給我上了精彩的一課，我至今記憶猶新。

客戶寄回來一個模塊，其故障原因很容易找到：一個燒焦的鉭電容。這個電容短路了，導(dǎo)致價值數(shù)萬美元的模塊無法運(yùn)行。這種表面貼裝電容器（7343封裝，額定電壓為20V）貼裝在12Vdc電源層上。這段時間內(nèi)，大約10,000個電容器中只有一個電容器出現(xiàn)故障，這一數(shù)據(jù)大大低于根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 預(yù)測的故障率。我給這顆燒焦的電容拍了照片，把這個案子結(jié)了。

幾周后，另一個客戶又退回了一個類似的模塊，在這個模塊的同一位置，一顆電容器燒焦并短路了。即便算上這個模塊，故障率仍然低于統(tǒng)計(jì)預(yù)測值。我知道板子上還有5顆相同的電容器，它們并聯(lián)在同一個12Vdc電源層上。除了模塊的故障率，現(xiàn)在板子上電容的故障率是六分之一。所以，我又拍了一張照片。雖然我寫了一份報(bào)告來安撫高層管理人員，但我覺得最好還是進(jìn)行一下可靠性計(jì)算，尤其是鉭電容器的可靠性，越快越好。

過了幾周，我又收到了一個故障模塊。還是相同的電容器，看起來很糟。那時我已經(jīng)完成了可靠性計(jì)算，對可靠性進(jìn)行長篇大論的復(fù)雜解釋可能會嚇倒其他人，但為什么燒毀的總是相同的電容器？過電壓？尖峰電壓？都不太可能。同一個12Vdc電源層上有很多靈敏器件，在電容器甚至還沒有感覺之前這些器件就會被燒毀。除了過大的紋波電流，我想不到其它更好的解釋。

這三顆燒毀的電容器顯示出一個共性，即它們的負(fù)極端子上幾乎都沒有焊錫，這讓我產(chǎn)生了這樣的想法：電容器出現(xiàn)故障是由于紋波電流導(dǎo)致溫度升高而引起的。電氣連接仍然良好電容短路，但是焊錫很少。電容器的正極端子良好，上面有大量球形焊錫。缺乏焊料會導(dǎo)致熱接觸受阻，但這只是我的一個想法而已。我計(jì)算了最差的紋波電流：最大額定值的10％。在操作板上，我發(fā)現(xiàn)紋波電流不到5％。

我排除了其他可能的原因——從濕度過大到渦流。這時，我突然想起了PCB的布局圖片。這5個沒有發(fā)生故障的電容器的布局是相同的：過孔靠近兩個端子并向下通往內(nèi)部層。而發(fā)生故障的那顆電容器的正極端子上有一個過孔，但在負(fù)極端子上，有一條較粗的走線進(jìn)入電容器下方的焊墊內(nèi)，然后再到外部。這時，我知道問題出在哪了。

正極端子上的焊錫處于它應(yīng)該在的位置，將端子緊緊地壓到PCB上。但是，在負(fù)極端子這邊，在組裝過程中，熔化的焊錫流到電容器下方然后凝固，這抬高了負(fù)極端子，使電容器發(fā)生彎曲而產(chǎn)生微小的裂紋——眾所周知這是電容器的天敵。我激動不已，第二天寫好了技術(shù)分析報(bào)告。

原文刊登于Aspencore旗下EDN英文網(wǎng)站，參考鏈接：A bad-capacitor story ends happily

編譯：Jenny Liao電容短路，EDN China

文章由啟和科技編輯