电容失效分析——板卡型变、翘曲应力开裂
在使用过程中电容器非常容易受到板卡变型应力,在焊接侧两端电极非常容易出现电极连带陶瓷在一角或两角边缘开裂现象。
该类开裂不是随机分布在核心电极区内部,呈现规律性地从端电极边缘起始的斜向裂纹,并且一直向内部延伸。
该类裂纹往往造成内部电极短路,进而出现内部电极烧融现象,并且烧熔区分布在这个角的较大区域和产生更破碎的裂纹。
电容失效分析——金属线不均匀
电容器制造的工艺质量也是影响其失效的主要原因之一。某LED灯条上电容器呈现短路现象,通过分析电路可知烧毁的是电源线和电源对地的电容器,是电源对地短路烧毁。烧毁的两条布线都是电源线,没有电位差,布线上也未发现毛刺等缺陷,对电源纹波检查未见纹波过大。
对烧毁短路的电容器进行检查分析,可见电容器内部电极层不整齐,出现了电极层厚度不均匀和弯折的情况,可能导致电极层可靠性不足,容易击穿。并且烧毁点附近的电极层厚度不均匀和弯折的形状更严重。
失效灯条的电源对地间的电容器内部电极层不均匀,导致电容器可靠性下降,使用一段时间后产生击穿短路烧毁,连带烧毁电源线。
电容失效分析——金属线结瘤
某多层陶瓷电容器,规格为22μF/35V,失效样品表现为短路现象。外观检查样品表面存在明显裂纹,裂纹呈斜线延伸,研磨裂纹内部可见烧毁熔融点,检查到金属电极层上有超标的结瘤,推测结瘤的存在可能会导致电极间绝缘性能下降,使用过程中漏电短路失效。Zui终造成过电击穿或耐压能力降低。
电容失效分析——陶瓷空洞介电击穿
某电容通过筛选测试检查到绝缘电阻明显偏低,不到GΩ级。通过精细研磨检查整个电极层的切面。发现陶瓷介质中存在明显空洞,并且个别空洞贯通了层间介质。该异常容易造成电极层间绝缘能力下降和在工作条件下漏电。
实际应用中某电容出现短路失效情况,失效表现为内部电极间烧蚀,在烧蚀区周围发现介质层间存在介质空隙,且间隙长度超过介质厚度的50%以上,该类异常容易造成耐压下降,在电应力激发下产生内电极介电击穿Zui终导致器件短路,进而短路产生的大电流会沿着电极水平传输并产生高温烧蚀。Zui终推测失效品失效原因为器件内部介质空腔相对较多,其耐压性能下降,在电应力激发下,产生介质击穿,使器件内电极短路烧熔。
电容失效分析——过电烧毁
某带引线有包封层多层瓷介电容器样品,失效表现为短路。通过化学开封去除样品表面的包封料,可见靠近一端电极的陶瓷表面有明显的裂纹及明显的烧毁现象。推测造成该类异常原因:1、外部过电压引起样品过电压击穿;2、样品内部有缺陷引起耐压能力降低,导致使用过程中击穿;3、机械应力导致样品内部出现微裂纹引起电极间漏电。Zui终失效样品击穿或漏电引起样品过热烧毁、裂纹扩大并产生更多的裂纹。
电容失效分析——电解电容电解液干涸
某电解电容在客户端使用出现低温不启动,测试容值偏低、串联电阻偏大现象。拆解样品可见失效品内部结构没有明显损伤,正负极电极的钉接牢固,浸润电解液的电解纸和良品对比明显干燥,电解液中的胶质凝结成颗粒状乃至析出,良品的胶质呈均匀半液化状。
该类电解液干涸异常,通常表现为容值下降,损耗和等效串联电阻增大。高温烘烤后,失效品的参数有更劣化趋势,同样高温烘烤的良品参数基本不变。
解剖检查可见失效品的内部结构没有损伤,有电解液干枯、电解质凝结现象。这是导致电容器的有效容量减小、损耗和电阻增大的直接原因。