[SI-LIST] Re: Tantalum explode

  • From: Charles Hymowitz <charles@xxxxxxxx>
  • To: "Chris.Belting@xxxxxxxxxxxxxxxxx" <Chris.Belting@xxxxxxxxxxxxxxxxx>, "telegrapher9@xxxxxxxxx" <telegrapher9@xxxxxxxxx>, "buenoshun@xxxxxxxxx" <buenoshun@xxxxxxxxx>
  • Date: Thu, 4 Feb 2016 22:41:43 +0000

There are many mechanisms that impact this, but first is that the ripple 
current rating is typically based on internal heating, so it depends on the 
operating temperature and also harmonic content. The ripple current rating is 
typically for a single frequency and I suspect if you calculate the equivalent 
heating using an FFT you aren't close, but way above the rating. The capacitors 
are also sensitive to overvoltage and negative voltage as well as surge 
current.  

It would seem that you didn't adequately derate the part. For long life, I 
would suggest never exceeding 75% voltage or 50% ripple current and this would 
be at the highest operating temperature. I don't know where the part is used, 
but if it is the output of a regulator, slowing down the soft-start will 
reduce, but not eliminate the inrush.  

If you can tolerate the very low ESR, you might try to stack a few ceramics in 
a 1206 or 1210 case size. They will take more punishment. I don't know your 
application, so perhaps you can also live with reduced capacitance, so that you 
don't need to stack them. If there is a reliability concern over stacking the 
caps, some companies can assemble them into a lead frame for you.

It's good you found this now, as it would have been a time bomb. It would be 
exacerbated in time due to capacitor aging.

Charles Hymowitz - Managing Director
AEi Systems
Charles@xxxxxxxx
(310) 216-1144
(310) 863-8034 (M)

http://www.aeng.com - Analytical Heavy Lifting



-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Chris Belting
Sent: Thursday, February 04, 2016 11:09 AM
To: telegrapher9@xxxxxxxxx; buenoshun@xxxxxxxxx
Cc: lwrbakro@xxxxxxxxx; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: Tantalum explode

Perhaps a little caution is worthwhile if changing to a ceramic. There are some 
nice write-ups regarding how small sized ceramics rapidly lose their rated 
capacitance as the voltage approaches the rated value. This was printed in the 
Jan 2013 issue of EDN:  "Temp and voltage variation of ceramic caps, or why 
your 4.7-uF part becomes 0.33 uF", (also available on Maxim's website). Just be 
sure to check the capacitor manufacturer's DC bias curve.

The capacitor vendors recommendation you mentioned for including series 
resistance reduces the instantaneous current but that can also be managed by 
controlling the dV/dt. As many have alluded to during start-up, hot swap, etc. 
instantaneous application of voltage results in impressive currents: 
100uF*12V/100us = 12A. For a high-reliability Tantalum (solid: CSR, CSS, CWR) 
the recommendation is to add resistance to keep this at 0.1 ohm/V or 10A max. 3 
ohms/V is only 0.33A. If the input comes up faster than 3.6ms you are exceeding 
the vendors guidance.

Chris Belting

-----Original Message-----
From: si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx [mailto:si-list-bounce@xxxxxxxxxxxxx] On ;
Behalf Of Dave Cuthbert
Sent: Thursday, February 04, 2016 10:24 AM
To: buenoshun@xxxxxxxxx
Cc: lwrbakro@xxxxxxxxx; si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Re: Tantalum explode

I would look at replacing it with a ceramic cap (unless you are relying on the 
Tantalum cap ESR).
A quick look at Digikey in the 1206 package shows X5R ceramic caps of 47 uF 
rated for 16V and 25V.

   Dave C

On Thu, Feb 4, 2016 at 9:47 AM, Istvan Nagy <buenoshun@xxxxxxxxx> wrote:

Hi,

What do you mean by "first power on"? Connecting or reconnecting the 
power cable, or pressing the power button?
When the board is still hot from the previous run (e.g. you didn't 
connect fan or heatsink on your prototype), and you reconnect the 
power cable, this can easily happen.
Make sure your board does not get too hot during normal run.
Only reconnect the power cable after it cooled down.
For electrical/functional reasons it is also good to wait 5s...30sec 
before reapplying the power, for letting registers clear and do hard reset.

Istvan Nagy


-----Original Message-----
From: Bni I
Sent: Thursday, February 04, 2016 7:50 AM
To: si-list@xxxxxxxxxxxxx
Subject: [SI-LIST] Tantalum explode

Hi experts
I am having issues with my 100uF 20V 1206 tantalum capacitor for 12V input.
The ripple is lower, but close to the limit (said in the DS) [~150mA]

I am facing 20% failure.Most of the time, it explodes on the first 
power on.
Sadly I have a lot of PCB without any hope to change the PCB.


I haven't found much on the application of the tantalum.

I found that there is some condensation/crystallization time on the 
first power up.
The article suggest to use 3xVin [Ohm] serial resistor.


I am not satisfied with this solution. I think it does not help on the 
problem.
It only mitigates the problem and it will blow up in my customer hands.


Any experience or artical/book are welcome.

Thanks
Steve


------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
//www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
  http://www.qsl.net/wb6tpu



---
This email has been checked for viruses by Avast antivirus software.
https://www.avast.com/antivirus

------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:
                //www.freelists.org/archives/si-list

Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu





------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

------------------------------------------------------------------
To unsubscribe from si-list:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'unsubscribe' in the Subject field

or to administer your membership from a web page, go to:
//www.freelists.org/webpage/si-list

For help:
si-list-request@xxxxxxxxxxxxx with 'help' in the Subject field


List forum  is accessible at:
               http://tech.groups.yahoo.com/group/si-list

List archives are viewable at:     
                //www.freelists.org/archives/si-list
 
Old (prior to June 6, 2001) list archives are viewable at:
                http://www.qsl.net/wb6tpu
  

Other related posts: