鉭電容的三大罪狀：

 

1.固鉭因“不斷擊穿”又“不斷自愈”問題產(chǎn)生失效。

 

在正常使用一段時(shí)間后常發(fā)生固鉭密封口的焊錫融化，或見到炸開，焊錫亂飛到線路板上。分析原因是其工作時(shí)“擊穿”又“自愈”，在反復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)致漏電流增加。這種短時(shí)間(ns～ms)的局部短路，又通過“自愈”后恢復(fù)工作。

 

關(guān)于“自愈”。理想的Ta2O5

 

介質(zhì)氧化膜是連續(xù)性的和一致性的。加上電壓或高溫下工作時(shí)，由于TＡ＋離子疵點(diǎn)的存在，導(dǎo)致缺陷微區(qū)的漏電流增加，溫度可達(dá)到500℃～1000℃以上。這樣高的溫度使MnO2還原成低價(jià)的Mn3O4。有人測(cè)試出Mn3O4的電阻率要比MnO2高4～5個(gè)數(shù)量級(jí)。與Ta2O5介質(zhì)氧化膜相緊密接觸的Mn3O4就起到電隔離作用，防止Ta2O5介質(zhì)氧化膜進(jìn)一步破壞，這就是固鉭的局部“自愈了”。但是，很可能在緊接著的再一次“擊穿”的電壓會(huì)比前一次的“擊穿”電壓要低一些。在每次擊穿之后，其漏電流將有所增加，而且這種擊穿電源可能產(chǎn)生達(dá)到安培級(jí)的電流。同時(shí)電容器本身的儲(chǔ)存的能量也很大，導(dǎo)致電容器永久失效。
 

 

2. 固鉭有“熱致失效”問題

 

固鉭的Ta2O5介質(zhì)氧化膜有單向?qū)щ娦阅埽?dāng)有充放大電流通過Ta2O5介質(zhì)氧化膜，會(huì)引起發(fā)熱失效。無充放大電流時(shí)，介質(zhì)氧化薄相當(dāng)穩(wěn)定，微觀其離子排列不規(guī)則、無序的，稱作無定形結(jié)構(gòu)。目測(cè)呈現(xiàn)的顏色是五彩干涉色。當(dāng)無定形結(jié)構(gòu)向定形結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)化，逐步變?yōu)橛行蚺帕校Q之微“晶化”，目測(cè)呈現(xiàn)的顏色不再是五彩干涉色，而是無光澤、較暗的顏色。

 

Ta2O5介質(zhì)氧化薄膜的“晶化”疏散的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致鉭電容器性能惡化直至擊穿失效。

 

 

3.固鉭有“場(chǎng)致失效”問題（dV/dT）。

 

固鉭加上高的電壓，內(nèi)部形成高的電場(chǎng)，易于局部擊穿。

 

擊穿事故發(fā)生率隨時(shí)間減低到一個(gè)穩(wěn)定值。當(dāng)擊穿電壓被接近時(shí)，擊穿發(fā)生率增加。隨著電壓的增長(zhǎng)，裝置因在某個(gè)疵點(diǎn)發(fā)生的熱逃逸而發(fā)生故障的機(jī)率也增加。擊穿電壓依賴于脈沖的持續(xù)。在某些實(shí)驗(yàn)中，可以看到擊穿電壓隨著脈沖長(zhǎng)度的增加而降低。該過程不是十分確定的；擊穿以不定時(shí)間間隔出現(xiàn)在不定位置。在反模式下，電擊穿是由于焦耳熱產(chǎn)生的熱擊穿的最終狀態(tài)。

 

 

電容如果選擇不當(dāng)?shù)脑挘?dāng)電容失效后就會(huì)短路，一般的話，有兩個(gè)可以考慮，作為生產(chǎn)廠商，如果一定要失效之后是開路狀態(tài)的話，可以考慮內(nèi)部有保險(xiǎn)絲的系列，通過的電壓和電流都是有膽電容內(nèi)部的保險(xiǎn)絲所決定的。所以它失效后會(huì)是一個(gè)開路的模式，還有客戶在選型的時(shí)候，一定要考慮到足夠多的余量在里邊，如果在正常的工作電壓使用的情況下是非常的可靠的。 

 

鉭電壓在工業(yè)電子，汽車電子，至少需要降額50%使用。

 

另外潮濕也會(huì)對(duì)電容的ESR起到很大的變化。

 

變化測(cè)試：

 

 

其機(jī)理如下圖所示：

 

 

一句話：慎重使用鉭電容。

 

參考文獻(xiàn)如下：

 

1.固體鉭電容器和鈮電容器的電壓降載法.pdf

 

2.采用不同技術(shù)制造的鉭電容器的故障模式.pdf

 

3.Surge Current Testing of Resin Dipped Tantalum Capacitors.pdf

 

4.Effect of Moisture on Characteristics of Surface Mount Solid Tantalum.pdf

 

5.Failure Modes of Tantalum Capacitors Made by Different Technologies.pdf

 

6.Surge in Solid Tantalum Capacitors.pdf

 

 

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