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电容的失效模式和失效机理分析

发布时间:2024-06-02 发布时间:
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  电容器的常见失效模式有:

 

  ――击穿短路;致命失效

  ――开路;致命失效

  ――电参数变化(包括电容量超差、损耗角正切值增大、绝缘性能下降或漏电流上升等;部分功能失效

  ――漏液;部分功能失效

  ――引线腐蚀或断裂;致命失效

  ――绝缘子破裂;致命失效

  ――绝缘子表面飞弧;部分功能失效

  引起电容器失效的原因是多种多样的。各类电容器的材料、结构、制造工艺、性能和使用环境各不相同,失效机理也各不一样。

  各种常见失效模式的主要产生机理归纳如下。

 

  1失效模式的失效机理

 

  1.1引起电容器击穿的主要失效机理

  ①电介质材料有疵点或缺陷,或含有导电杂质或导电粒子;

  ②电介质的电老化与热老化;

  ③电介质内部的电化学反应;

  ④银离子迁移;

  ⑤电介质在电容器制造过程中受到机械损伤;

  ⑥电介质分子结构改变;

  ⑦在高湿度或低气压环境中极间飞弧;

  ⑧在机械应力作用下电介质瞬时短路。

  1.2引起电容器开路的主要失效机理

  ①引线部位发生“自愈“,使电极与引出线绝缘;

  ②引出线与电极接触表面氧化,造成低电平开路;

  ③引出线与电极接触不良;

  ④电解电容器阳极引出箔腐蚀断裂;

  ⑤液体电解质干涸或冻结;

  ⑥机械应力作用下电介质瞬时开路。

  1.3引起电容器电参数恶化的主要失效机理

  ①受潮或表面污染;

  ②银离子迁移;

  ③自愈效应;

  ④电介质电老化与热老化;

  ⑤工作电解液挥发和变稠;

  ⑥电极腐蚀;

  ⑦湿式电解电容器中电介质腐蚀;

  ⑧杂质与有害离子的作用;

  ⑨引出线和电极的接触电阻增大。

  1.4引起电容器漏液的主要原因

  ①电场作用下浸渍料分解放气使壳内气压上升;

  ②电容器金属外壳与密封盖焊接不佳;

  ③绝缘子与外壳或引线焊接不佳;

  ④半密封电容器机械密封不良;

  ⑤半密封电容器引线表面不够光洁;

  ⑥工作电解液腐蚀焊点。

  1.5引起电容器引线腐蚀或断裂的主要原因

  ①高温度环境中电场作用下产生电化学腐蚀;

  ②电解液沿引线渗漏,使引线遭受化学腐蚀;

  ③引线在电容器制造过程中受到机械损伤;

  ④引线的机械强度不够。

  1.6引起电容器绝缘子破裂的主要原因

  ①机械损伤;

  ②玻璃粉绝缘子烧结过程中残留热力过大;

  ③焊接温度过高或受热不均匀。

  1.7引起绝缘子表面飞弧的主要原因

  ①绝缘子表面受潮,使表面绝缘电阻下降;

  ②绝缘子设计不合理

  ③绝缘子选用不当

  ④环境气压过低

  电容器击穿、开路、引线断裂、绝缘子破裂等使电容器完全失去工作能力的失效属致命性失效,其余一些失效会使电容不能满足使用要求,并逐渐向致命失效过渡;

  电容器在工作应力与环境应力综合作用下,工作一段时间后,会分别或同时产生某些失效模式。同一失效模式有多种失效机理,同一失效机理又可产生多种失效模式。失效模式与失效机理之间的关系不是一一对应的。

 


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