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電容器
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鉭電容失效的三大原因

文章出處:作者:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2020-12-30 16:29:00

  電流型失效

  常見(jiàn)于固體鉭的異常漏電流巨大,一方面表明其氧化膜上的缺陷部分惡化,引起介質(zhì)的漏導(dǎo)增大,最后導(dǎo)致介質(zhì)短路,大多數(shù)情形下,自愈特性會(huì)修復(fù)這些疵點(diǎn),但如處于充放電過(guò)于頻繁的場(chǎng)合,這種介質(zhì)瞬時(shí)擊穿也會(huì)弄得不可收拾導(dǎo)致突然失效。因此,電壓一定時(shí),串聯(lián)電阻可以顯著減小失效。

  電壓型失效

  是指使用中的不當(dāng)導(dǎo)致工作電壓或浪涌電壓突然過(guò)高,結(jié)果引起局部閃火,終致介質(zhì)擊穿;另外是長(zhǎng)期經(jīng)受高的工作電壓,而氧化膜不可避免地存在著雜質(zhì)或其它缺陷;當(dāng)這些部位的場(chǎng)強(qiáng)較高,電流密度較大,導(dǎo)致局部高溫點(diǎn)出現(xiàn),從而留下了誘發(fā)熱致晶化的隱患。

電容

  在金屬氧化物界面的某些點(diǎn)上,由于金屬里含有雜質(zhì),也成了誘發(fā)場(chǎng)致晶化成核的因素,當(dāng)溫度升高時(shí),便促進(jìn)了晶核的形成和生長(zhǎng)。因?yàn)榫w要達(dá)到一定大小后,才會(huì)使無(wú)定形氧化膜破裂,所以晶體生長(zhǎng)的快慢是決定電容器壽命的一個(gè)因素,試驗(yàn)表明,使晶體生長(zhǎng)到足以引起氧化膜破裂臨界尺寸的時(shí)間是場(chǎng)強(qiáng)的指數(shù)函數(shù)。隨著施加電壓增加(即場(chǎng)強(qiáng)提高)和環(huán)境溫度的提高(相應(yīng)的缺陷部位溫度更高),電容器的失效率也就增加,在晶體生長(zhǎng)階段,對(duì)電容器性能并沒(méi)有顯著影響,只在氧化膜破裂時(shí),絕緣會(huì)完全喪失,導(dǎo)致突然失效。

  發(fā)熱型失效

  一般認(rèn)為是由于產(chǎn)品的tg太大導(dǎo)致熱不平衡,熱量累積以致熱破壞,但隨著高頻化,趨膚效應(yīng),是另一種熱失效模式。 

  對(duì)固體鉭電容承受大的沖擊電流對(duì)產(chǎn)品性能的影響研究中,例如應(yīng)用在計(jì)算機(jī)電源里作為去耦元件以及開(kāi)關(guān)電源的輸出濾波元件時(shí),所遇到的瞬時(shí)高頻大電流的沖擊,分析其失效原因發(fā)現(xiàn)MnO2層及銀層部分,已破裂脫開(kāi)鉭塊,由于局部熱點(diǎn)的低阻和較差的熱導(dǎo)接觸,發(fā)生局部高溫,最后造成介質(zhì)的熱擊穿,按照傳輸線理論,電容器鉭塊可視為一RC組成單元,在高頻時(shí)(例如脈沖的前沿部分),電流只在鉭塊表面通過(guò),而未及內(nèi)部,因此電量集中在表面,電流密度很大。未能均勻分布在鉭塊全部,所以表面成為電量集中區(qū)域,而主要集中在鉭塊的一小部分面積上,如鉭塊的上下肩部,一方面該處曲率很大,不利于導(dǎo)熱和散熱;另一方面,肩部的MnO2層較薄,電阻小,因此沖擊電流失效的擊穿是源于發(fā)熱,成為發(fā)熱型失效的典型。

 

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