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嘉峪檢測網(wǎng) 2018-01-17 11:18
1. 電解電容失效背景
不良品電氣特性超差,防爆孔與橡膠蓋處均存在凸起不良。
失效樣品電氣特性:

失效樣品外觀圖片:

失效模式:
電性不良,防爆孔與橡膠蓋凸起。
失效原因:
電解液氣化,造成內(nèi)部壓力增大而導(dǎo)致防爆孔與橡膠蓋凸起。電性容量偏低,損失角大,泄漏電流無限大,呈現(xiàn)開路狀況。
分析結(jié)論:
從失效樣品的DPA拆解分析可以看出,異常返回品素子均有顏色變黑,電解紙與正負(fù)鋁箔粘附在一起現(xiàn)象。從此現(xiàn)象可以看出制品應(yīng)受長期高溫作用下失效所致。由于制品在長期高溫作用下使電解液汽化產(chǎn)生氣體,隨著時間推移正箔與氣體中之水分產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),在正箔表面生成一種不致密的水和三氧化二鋁將原有的氧化膜覆蓋,加之電解紙也在此種環(huán)境下變質(zhì)粘附與正負(fù)鋁箔表面,使正箔之容量無法引出使用,從而造成此次不良的產(chǎn)生。
表1 常見電解電容主要失效模式和失效機(jī)理
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電容類型 |
失效模式 |
失效機(jī)理 |
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鋁電解電容 |
漏液 |
密封不佳,橡膠老化龜裂,高溫高壓下電解液揮發(fā)。 |
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炸裂 |
工作電壓中交流成份過大,氧化膜介質(zhì)缺陷,存在氯離子或硫酸根之類的有害離子,內(nèi)部氣壓高。 |
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開路 |
電化學(xué)腐蝕,引出箔片和陽極接觸不良,鉚接處氧化。 |
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斷裂 |
陽極氧化膜局部損傷,電解液老化護(hù)著干涸、工藝不良。 |
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電容量下降損耗增大 |
電解液損耗較多,低溫下電解液粘度增大。 |
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漏電流增加 |
氧化膜致密性差,氧化膜損傷,氯離子嚴(yán)重沾污,工作電解液配方問題,原材料純度不高。 |
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漏液 |
密封工藝不加,陽極表面粗糙負(fù)極引線焊接不當(dāng)。 |
失效樣品X-ray圖片(內(nèi)部結(jié)構(gòu)輕微不對立,防爆孔凸起):

失效樣品DPA拆解分析:

2. 電解電容知識補(bǔ)充
在排除工藝和應(yīng)用問題,電容器的致命性失效通常是由于介質(zhì)失效所引起的,介質(zhì)失效通常是一種化學(xué)效應(yīng),對于密封性良好,介質(zhì)不受空氣污染的電容器,介質(zhì)失效是時間,溫度與電壓的函數(shù)。
時間與溫度的關(guān)系影響化學(xué)作用或退化率,也就是說,溫度每上升10℃,性能即為退化一半;例如:在100℃溫度環(huán)境下工作的電容器,其壽命為在90℃溫度環(huán)境下工作的同樣電容器的壽命的一半。
3. 鋁電解電容器的優(yōu)劣對比
優(yōu)點(diǎn):
a.單位體積的電容量非常大,比其它種類的電容大幾十到數(shù)百倍;
b.額定的容量可以做到非常大,可以輕易做到幾萬μf甚至幾f;
c.價格比其它種類具有壓倒性優(yōu)勢,因?yàn)殡娊怆娙莸慕M成材料都是普通的工業(yè)材料,比如鋁等,制造電解電容的設(shè)備也都是普通的工業(yè)設(shè)備,可以大規(guī)模生產(chǎn),成本相對比較低。
缺點(diǎn):
a.內(nèi)部損耗大,此主要是由于電解液所形成的電阻加上相對于容量下鋁箔及接點(diǎn)本身的電阻所形成此內(nèi)電阻在等價電路上為串聯(lián)電阻亦即影響逸散因子的因素。在大電流充放電時,可能會引致發(fā)熱等現(xiàn)象;
b.靜電容量誤差大,因?yàn)殡娊怆娙萜鞯拇蟛糠蛛娙萘渴且揽夸X箔表面凹凸不平的曲面及電解形成的氧化膜介質(zhì)所形成,而此二者不管在進(jìn)行處理或使用時,性質(zhì)均不安定,使得許多電解質(zhì)電容器的容量誤差為標(biāo)示值的-20%到+80%;為此項(xiàng)缺陷在電源電路中并無所影響;
c.漏電流大,主要是因?yàn)榻橘|(zhì)特性的關(guān)系,此在使用于交連等需要隔絕直流之處宜特別注意;長期儲存后,漏電流有增大及容量降低之傾向。因此乃由于氧化鋁膜長期浸漬在電解液中,使鋁膜的介質(zhì)特性劣化所致,但可于施加電壓若干時間后恢復(fù)之。
4. 鋁電解電容器基本使用材料如下
鋁箔、端子線、耳片、電解紙、電解液、膠蓋(封口橡皮)、組立蓋(電木蓋) 、鋁殼、膠管(套管) 、膠水、膠布。

來源:CTI