陶瓷電容失效的七大原因
1、潮濕對電參數(shù)的影響
空氣中濕度過高時,水膜凝聚在電容器外殼表面,可使電容器的表面絕緣電阻下降。此外,對于半密封結(jié)構(gòu)電容器來說,水分還可滲透到電容器介質(zhì)內(nèi)部,使電容器介質(zhì)的絕緣電阻絕緣能力下降。因此,高溫、高濕環(huán)境對電容器參數(shù)惡化的影響極為顯著。
2、高溫易導致?lián)舸?/p>
半密封陶瓷電容器在高濕度環(huán)境條件下工作時,發(fā)生擊穿失效是比較普遍的嚴重問題。所發(fā)生的擊穿現(xiàn)象大約可以分為介質(zhì)擊穿和表面極間飛弧擊穿兩類。介質(zhì)擊穿按發(fā)生時間的早晚又可分為早期擊穿與老化擊穿兩種,早期擊穿暴露了電容介質(zhì)材料與生產(chǎn)工藝方面存在的缺陷,這些缺陷導致陶瓷介質(zhì)介電強度顯著降低,以至于在高濕度環(huán)境的電場作用下,電容器在耐壓試驗過程中或工作初期,就產(chǎn)生電擊穿。
3、電極材料
陶瓷電容器一直使用銀電極。銀離子遷移和由此而引起含鈦陶瓷介質(zhì)的加速老化是導致陶瓷電容器失效的主要原因。有的廠家生產(chǎn)陶瓷電容器已不用銀電極,而改用鎳電極,在陶瓷基片上采用化學鍍鎳工藝。由于鎳的化學穩(wěn)定性比銀好,電遷移率低,提高了陶瓷電容器的性能和可靠性。
4、銀離子遷移
無機介質(zhì)電容器多半采用銀電極,半密封電容器在高溫條件下工作時,滲入電容器內(nèi)部的水分子產(chǎn)生電解。在陽極產(chǎn)生氧化反應,銀離子與氫氧根離子結(jié)合生產(chǎn)氫氧化銀;在陰極產(chǎn)生還原反應,氫氧化銀與氫離子反應生成銀和水。由于電極反應,陽極的銀離子不斷向陰極還原成不連續(xù)金屬銀粒,靠水膜連接成樹狀向陽極延伸。銀離子遷移不僅發(fā)生在無機介質(zhì)表面,還能擴散到無機介質(zhì)內(nèi)部,引起漏電流增大,嚴重時可使用兩個銀電極之間完全短路,導致電容器擊穿。
5、疊片陶瓷電容器的斷裂
疊片陶瓷電容器機械斷裂后,斷裂處的電極絕緣間距將低于擊穿電壓,會導致兩個或多個電極之間的電弧放電而徹底損壞疊片陶瓷電容器。
6、電極端頭被熔淋
在波峰焊焊接疊片陶瓷電容器時可能會出現(xiàn)電極端頭被焊錫熔掉了。其原因主要是波峰焊疊片陶瓷電容器接觸高溫焊錫的時間過長。
7、疊片陶瓷電容器的斷裂
疊片陶瓷電容器常見的失效是斷裂,這是疊片陶瓷電容器自身介質(zhì)的脆性決定的。由于疊片陶瓷電容器直接焊接在電路板上,直接承受來自電路板的各種機械應力,而引線式陶瓷電容器則可以通過引腳吸收來自電路板的機械應力。因此,對于疊片陶瓷電容器來說,由于熱膨脹系數(shù)不同或電路板彎曲所造成的機械應力將是疊片陶瓷電容器斷裂的主要因素。
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