铝电解电容失效分析报告

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从铝电解电容典型失效案例分析看品质提升

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图ｌ通过测试开路电压时的产品正常波形
图２保护用铝电解电容的电压正常波形
图３保护ＪＩ｛ｊ＝的电解电容器的电廿三异常波形
訇６电解电容Ｘ光透视图
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标准值
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６个月
存储时间，月
虱５电漏电流和存储时间曲线
从图５也可以说明一个问题，如果铝电解电容在整机中的主要作用是起异常态保护作用，那么对短时间充电５～１０Ｓ，电解电容的漏电流值较小。我们在选
试验。
根据铝电解电容固有特性，铝电解电容在不通电情况下电解液与铝箔产生电化学反应，铝电解电容中
的绝缘介质受到损伤，从而使漏电流回升。图５为铝电解电容器漏电流与存储时间的特性曲线，从图５的曲线町以看出，随着存储时间的延长，约６个月后漏电流逐渐增大。
品本体外观正常、防爆阀微鼓，且顶部铝壳表面附有黄色物质（怀疑电解液溢出）。用ｘ光对电容内部结构进行透视看到其内部芯子结构正常（见图６所示）。性能测试发现铝电解电容的损耗角值超出标准、漏电流值在规定的范围内、但已测不出容量值、这表明了
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211133639_大型高电压铝电解电容器早期失效的探讨

能源与环境工大型高电压铝电解电容器早期失效的探讨丁晓锋（南通海立电子有限公司江苏南通226361）摘　要：从目前的发展趋势看，全球范围内的铝电解电容器供应市场逐步完善，国内的生产供应技术已经在世界范围内名列前茅，尤其在日本产量萎缩减少的情况下，中国企业面临巨大的竞争机遇。

在上行压力、下游需求的影响下，大型高电压铝电解电容器的生产量逐步提升，但依旧面临早期失效问题，包括击穿、短路、压力阀释放等。

这些问题会影响高电压铝电解电容器的使用寿命与安全，需要采取有效的解决措施，本文就此进行了相关的阐述和分析。

关键词：高电压铝电解电容器早期失效失效模式中图分类号：T M535文献标识码：A文章编号：1674-098X(2022)10(c)-0143-04Discussion on Early Failure of Large High Voltage AluminumElectrolytic CapacitorsDING Xiaofeng( Nantong Haili Electronics Co., Ltd., Nantong, Jiangsu Province, 226361 China ) Abstract: From the current development trend, the global aluminum electrolytic capacitor supply market is gradually improving, and the domestic production and supply technology has been among the best in the world.Especially in the case of shrinking output in Japan, Chinese enterprises are faced with huge competitive opportunities.Under the influence of upstream pressure and downstream demand, the production of large high-voltage aluminum electrolytic capacitors has gradually increased, but they still face early failure problems, including breakdown, short circuit, pressure valve release, etc. These problems will affect the service life and safety of high voltage aluminum electrolytic capacitors, and effective measures need to be taken to solve them.Key Words: High voltage; Aluminum electrolytic capacitor; Early failure; Failure mode在手机和通信设备使用的过程中，整体质量虽然主要受到高端芯片质量的影响，但电容器等基础元件的作用也不可小觑。

铝电解电容器爆炸分析

1简介动力电池系统的安全性问题不仅局限在电池本身，电源管理系统（Battery Management System, BMS）安全性也需要认真考虑。

相对于电池来说，虽然BMS出现安全事故的可能性小，但是一旦出现问题将很有可能引发电池着火、爆炸，给整个系统将带来灾难性影响。

跟其它电子电路一样，BMS主要由电感、电容、电阻等按照特定功能搭建而成。

在这些基本电子元器件中，铝电解电容器相对于其它电力电子设备失效的可能性最大，给电子器件带来较大的安全隐患。

研究分析铝电解电容器存在的可能失效爆炸机制，对于提高BMS、乃至整个动力电池系统的安全性具有重要的意义。

常用铝电解电容器的结构由电容器芯、保护装置和引线组成。

其中功能部分为电容器芯，其组成结构包括：阳极金属铝箔、电解质阴极和阴极集流体铝箔。

阳极铝箔经过电化学腐蚀形成一层0.01-1μm厚的Al2O3薄膜作为电容器的电介质，该膜具有类似PN结的单向导流特性，因此电解电容器具有极性，如反接，将导致内部发热使电容器失效。

根据其物理状态，电解质阴极分为液体电解质、凝胶（或糊状）电解质和固体电解质。

铝电解电容器由经过腐蚀和形成氧化膜的阳极铝箔、经过腐蚀的阴极铝箔、中间隔着电解纸卷绕后，再浸渍工作电解液，然后密封在铝壳中而制成。

2 研究内容欲分析个别电子器件爆炸事件的可能机制，需要对铝电解电容器进行多方面的测试和研究，包括：爆炸模拟实验、计算机模拟红外成像、气体成分与来源分析、电容器电解质组分分析等。

2.1 电容器电解质组分分析对于液体铝电解电容器，液体电解质是有电解纸吸附电解液形成的，电解纸是一种纤维素，起到吸附电解液和隔离阴阳铝箔电极的作用；常见的电解液中溶剂采用乙二醇、丙三醇或?-丁内酯等，溶质为五硼酸盐、癸二酸铵等，还含有各种功能添加剂如柠檬酸、次亚磷酸、硝基苯酚等。

将结合化学分析方法和光谱法如红外光谱、质谱法解析电解质中的主要成分，从而推导在电容器正常使用、爆炸前期和爆炸过程中可能存在的化学反应。

电容常见不良模式的相关原因分析

铝电解电容常见不良模式的相并原因分析
1.DF大,ESR大:：A.钉接阻抗大
B.卷绕对齐度,松紧度
C.含浸电解液不足
D.环境温度变化(骤冷),电解液低温特性不良
2.LC大：A.充电不足
B.环境温度高
C.裸品清洗不净,不干燥.
D.胶盖端渗液
E.假性短路，局部绝缘不好
3.短路：A.电解纸断（少），跑纸，跑片，抽芯
B.金属异物，箔边毛刺，铆接毛刺
C.箔局部绝缘不好D，交流电或反向电压
4.开路：A.钉接不良，铆接不良
B.断导针（导箔）
C.加工时导针受不当外力
D.腐蚀
5.低容：A.断箔
B.钉（铆）接不良
C.导针受力不当
D.箔比容散差大（异常大）
E.漏液，电解液含量不足
F.曾经受反向电压（比容急剧下降）
6.凸顶：A.LC大
B.充电过高，过电流
C.经受反向电压
D.组立素子顶起，裸品高度不足
E.充电时温升过高
F.电解液含浸过多
G.素子大。

专业功放用铝质电解电容器失效原因分析(铝壳鼓底)

专业功放用盖板式铝质电解电容器失效原因分析通过近十多年的客户返修机退回的电解电容器失效种类总结如下：A：不良品外观1．防爆阀打开2．铝壳防爆阀严重鼓起3．盖板端子鼓裂漏液4．电解液干涸铝壳防爆阀严重鼓起5．电容器纸芯内圈电解纸因高温变色6．纸芯边缘击穿短路B：不良比例(多年累加统计)对各类占有率统计划分铝壳鼓底占不良品的97.4%，纸芯边缘击穿短路占0.8%,电容器纸芯内圈电解纸因高温烧发黑占0.4%,电解液干涸铝壳防爆阀严重鼓起占0.9%,盖板端子鼓裂漏液0.3%,防爆阀打开0.2%C：原因分析：（重点分析占不良比例大的原因，下次分析占比例小的不良原因）铝壳鼓底占客诉数量最大，并且都是上机工作二到四年后返修机中发现电解电容器鼓底，对不良品进行电性参数测，总结其容量损耗角漏电都没有超出标准范围，估计拆下时多为返修机中其它元件损坏，修理工发现电解电容鼓底认为拆下换新比较好，所以电解电容器鼓底可正常使用，我们对鼓底不良进行重新含浸换铝壳封口，按产品标识温度做高温负荷寿命试验，（纹波电流按产品目录标准加入）经多次验证其寿命可达2000小时以上，正常产品做高温负荷寿命试验必须大于4000小时以上，因此分析认为其正负铝箔未严重劣化，只是电解液因长期高温参数开始慢慢变劣，其鼓底的主要原因是电解电容器使用环境有问题，例如环境电压不稳，机内温度散热不良，桥式整不良等，另外有部分功放机对电解电容选取时没有按电路设计要求选对型号，导致电解电容器不符合电路要求，例如：高频低阻，低漏电，耐纹波，低电感，耐高温等，没有选取正确对应电路特性电解电容器，对于电源是H类和电解电容器要串并联使用更要合理选取，如果说选取不当将导致很多问题，现在大多数功放为了节约成本对电源变压器功率选取偏低，导致电解电容器充放电幅度加大，这样选取时要更加注意选择适合电路特性的电解电容。

例如：串联使用时要求电解电容器电性参数一致性要好，特别是漏电和阻抗感抗，对于H类和多级供电要求电解电容器必须是低阻低电感并且要选择105℃产品等，其实电子元件中电阻半导体IC及其它类电容等只有电解电容寿命最短，因为一台机器使用寿命是由最短的元件决定，所以电解电容器在成本选择时要重点考虑到寿命，要选择VF电压达到标准的电解电容，这样整机寿命和质量才能得到保障。

铝电解电容测试﹑ 失效分析

圆筒形﹑金属壳﹑ PCB用端子同方向自立型﹑披覆套管.
电解电容器规格介绍与说明
33型(Screw): 圆筒型,金属壳、端子为螺丝型且同方向PC板自立式之铝质非固态电解电容器,披覆套管.
32型(V-Chip): 圆筒形(附座板立式) ﹑ 金属壳﹑表面黏着型端子同方向﹑披覆套管或镀树脂胶膜.
3
耐湿性无负荷试验
温度：60℃ 湿度：90%~95% 时间：500Hr
4
耐寒性试验
温度：-40℃(-55℃) 时间：72Hr
电容器寿命比较
液态电解电容器
寿命决定于电解液干涸 L=L0 × 2 (105-T)/10 L0 =在105℃之寿命简单法则 : 温度每下10℃,寿命增倍 105℃ 1000小时寿命之电解电容器于85℃下操作寿命=4000小时
电解电容器使用注意事项
5.有防爆孔设计之铝质电解电容器其使用时，防爆孔侧应与其他机构保持相当之空间距离,如此条件不能满足的话,防爆孔将无法正常运作。
Case Diameter
ψ6.3~16
ψ6.3~16
ψ40 or more
5mm
6.须尽量避免过高温度及过长时间之焊锡，因可能造成表面 Clearance (min) 2mm 3mm 胶管之异常收缩破裂,有时高温也会藉由导针及端子导热至素子内部,对产品造成不良影响。 7.电解电容器储存条件-温度:5~35℃;湿度:less than 75% ，一年之内
tan 2 f c
例:立隆REA1000μF/16V之ESR值计算 16V之损失角为0.16
ESR ()
0.16 0.212 6 2 3.1415 120 1000 10
电解电容器规格介绍与说明

铝高压电解电容阳极箔氯离子腐蚀失效分析与研究

铝高压电解电容阳极箔氯离子腐蚀失效分析与研究Analysis and research on chloride ion corrosion failure of anode Foil of Aluminum medium high voltage electrolytic capacitor项永金，李帅（格力电器（合肥）有限公司，合肥 230088）摘要：商用多联机组在实际应用中出现大量外机不工作，经过大量失效主板分析，确认是开关电源前段的高压电解电容鼓包失效导致。

本文结合大量失效品分析，对高压电解电容失效原因及失效机理分析，分析结果表明：电解电容是在特定的使用环境下因为外部含氯气体入侵导致电解电容出现氯离子腐蚀阳极开路导致电容失效，经过对电解电容结构分析、生产工艺分析、氯离子管控分析模拟分析验证，确认为电解电容盖板内部附近聚集超标含氯元素导致腐蚀失效，氯离子元素从外部入侵导致，通过提升电容端盖密封性能及增加物料氯离子含量测试监控及来料实验把关，从器件本身及质量管控提高器件的整体应用可靠性。

关键词：高压电解电容；氯离子腐蚀；氯离子含量；盖板密封0 引言铝电解电容以其容量大、体积小、价格低等优点已被广泛应用于各种电子线路中，随着国内大屏幕彩电、变频家电（如变频空调）的普遍应用和电子元器件的国产化，对铝电解电容，特别是中、高压铝电解电容的质量和可靠性的要求愈来愈高。

尤其是大屏幕彩电中所用的中、高压（160~450V）铝电解电容主要用于开关电源部分，作整流后滤波，它的质量好坏直接影响到整机的性能，是线路中的关键元件。

近期统计控制器失效数据分析发现售后复核集中反馈VTT电解电容鼓包失效突出，电容失效主要集中在多联机主板30226000045（编码）对应C67丝印位置，其他主板使用该电容失效很少，查看该主板就是用1个电容，电容应用在开关电源电路直流输入部分做滤波用，从电路设计结构看该电容放在EMC电路后端，直接受到电源影响，电源波动直接影响电容工作状态。

《铝电解电容器的失效情况及预防措施》72

《铝电解电容器的失效情况及预防措施》摘要：铝电解电容器是一种性能优越但可靠性存在不足的重要电容器，相关领域的工作人员应发挥其长而力避其短，在全面而细致地了解其常见失效模式及机理的基础上明确预防措施。

本文对此进行了系统性和概要性总结，冀对相关领域工作者有所助益。

关键词：铝电解电容器；失效模式；失效机理；预防措施作为应用最广泛的分立元件之一，铝电解电容器在电源滤波、信号耦合及去耦、杂波旁路，以及谐振选频等电力电子线路中发挥着重要作用。

与其种类别的电容器相比，铝电解电容器虽有着鲜明优势，但其寿命相对较短，可靠性方面存在一定不足，因而了解其常见的失效模式及机理进而明确预防措施是有着重要意义的。

本文拟对此作一系统性和概要性总结，冀对相关领域工作者有所助益。

一、铝电解电容器的失效情况概述1、铝电解电容器失效的判断与表现在实际工程应用中，铝电解电容器失效至完全不能再用通常被称为寿命终结，其使用寿命被定义为“电容器在规定条件下规定性能的工作时间”。

规定条件主要指的上限工作温度和额定电压（额定直流电压或直流电压叠加纹波电压之和）。

规定性能主要指电容量相对变化率|AC/C|、损耗因子（主要表现为损耗角正切值tgδ的变化）与漏电流（主要表现为等效串联电阻EST的变化）等参数在技术规范规定内的性能指标。

通常情况下，液态铝电解电容器失效的具体判断标准如下表所示：当然，从外观异常表现上亦可直接判断铝电解电容器是否失效，最典型的如铝壳或防爆口开裂、电解液泄露等。

需要指出的是，以上讨论主要针对最为重要和典型的液态铝电解电容器。

随着相关技术的飞速发展，各种型号的新型电容器层出不穷，其规定条件和规定性能值自然不尽相同，但基本原理和判断依据并无二致，在实际工程应用中，工程人员应在切实明了其基本原理及判断依据的基础上明确各项技术参数，进而对其是开始失效和已经完全失效加以合理判断，下面我们来讨论更具体的铝电解电容器常见失效模式及机理。

2、铝电解电容器失效模式及机理铝电解电容器的失效模式及机理向来是备受重视和受到深入研究的范畴。

铝电解电容器失效模式与管控措施

Fe3+等金属离子含量过高
电解纸或铝箔的Fe3+等含量过高
铝箔要求同上；电解纸：铁离子个数≤5个/1800cm2，
铁总量<20mg/Kg
其它
对250WV以上的产品每只进行高电压剔除，250WV：300V 315WV：450V 350WV：480V 400WV：510V
450WV：520V
铝电解电容器的通常失效模式与管控措施
引条腐蚀
芯子端面CL-超标
水份超标
外部人为带入
空气、电解液，电解纸
对乳胶手套每班检测一次；对出现异常的批次返85℃10小时，并
且漏电流检测标准由0.003VC降为0.0025CV以确保不良产品不流
入客户，视返工情况决定最终处理方案
同上
铝箔腐蚀
铝箔CL-或Fe3+超标
水份超标
铝箔本身
空气、电解液，电解纸
关系，在保证可靠性的基础上使产品的ESR值尽可能小
氧化膜质量较差
铝箔本身
采用无机酸体系化成的铝箔
3
短路击穿
铝箔切割时产生的铝屑、毛刺
铝箔折弯过低或刀片磨损过大
严格刀具管理(新刀10000m，再生刀8000m)，增加吸尘装置；铝箔
折弯大于110回
工作电解液耐压不足
提高电解液的耐毛刺能力
开发新的工作电解液并不断改进，特别是高压方面要求在520V高电压下不击穿
要求铝箔中CL-<0.5 ppm、
芯子发热
铝箔到达电压过低
铝箔本身
采用标准电压的铝箔并且对每一卷铝箔都检测到达电压，对有特殊要求的适当提高铝箔的到达电压
电容的ESR值过大
铝箔不良或电解液电导率过低或电解纸密度过高
采用无机酸体系化成的铝箔；充分考虑电解液与电解纸之间的配套

铝电解电容过压损坏

铝电解电容过压损坏
铝电解电容过压损坏的原因可以归纳为以下几点：
1.阳极铝箔的表面处理工艺问题。

若阳极铝箔的表面氧化处理不完整，会导致铝箔表面存在一层附着力差的氧化膜，从而在施加电压时产生大量气体，使铝电解电容过压损坏。

2.电解质内部的水分。

若电解质内部存在水分，在施加过电压时，水分会与铝产生反应生成氢气，导致电容产生大量气体，最终过压损坏。

3.铝电解电容额定电压不足。

如果额定电压不足，铝电解电容在长时间使用后，会逐渐失去特性，造成介质击穿损坏。

为了防止铝电解电容过压损坏，可以采取以下措施：
1.在使用前，对铝电解电容进行严格的电压测试，确保其能承受预期的电压。

2.确保电解质内部没有水分或其他杂质。

3.确保铝电解电容的额定电压符合要求。

4.考虑增加安全装置，如安全阀等，以防止过压时铝电解电容损坏。

铝电解电容失效原因

是对电容器失效的分析：失效模式： 1．防暴阀打开：现象：内压增加，内部温度上升。

原因：在使用过程中，施加过电压，纹波电流过大，施加反向电压，频繁充放电，施加交流电，使用温度过高。

2．容量下降：现象：阳极箔容量减少，阴极箔容量减少，电解液干涸（主要原因）原因：制造方面，电解液量不足，使用原因，施加过电压，纹波电流过大，施加反向电压，频繁充放电，施加交流电，使用温度过高。

3．损耗上升：现象：阳极箔容量减少，阴极箔容量减少，电解液干涸（主要原因）原因：制造方面，电解液量不足，使用原因，施加过电压，纹波电流过大，施加反向电压，频繁充放电，施加交流电，使用温度过高，长时间使用。

4．漏电流上升：现象：氧化膜劣化，氯离子的侵入腐蚀原因：制造方面，氧化膜的缺陷，使用方面，施加过电压，纹波电流过大，施加反向电压，频繁充放电，施加交流电，使用温度过高，长时间使用，使用含有卤素的洗净剂，粘接剂的使用，涂层剂的使用。

5．短路：现象：氧化膜劣化，氧化膜，电解纸的绝缘作用受到破坏。

原因：制造原因，氧化膜的缺陷，金属微粒附着，铝箔，引线毛刺，使用原因，引线受到异常外部应力 6．开路：现象：引出线与铝箔接触不良，腐蚀，氯离子的侵入。

原因：制造原因，引出线与铝箔铆接不实，机械应力的施加。

使用原因，引线受到异常外部应力，使用含氯离子的洗净剂，粘接剂的使用，涂层剂的使用。

液态铝电解电容器的失效机理及可靠性研究

液态铝电解电容器的失效机理及可靠性研究摘要：简述了液态铝电解电容器的结构与制造工艺流程，归总了其失效模式。

从制程和应用两个方面﹐探讨了液态铝电解电容器的失效机理及导致原因。

使用环境温度及纹波电流是影响液态铝电解电容器寿命的主要因素，文中阐述了温度及纹波电流影响寿命的机制。

应用Arrhenius方程的形式描述了液态铝电解电容器的寿命估算方法。

关键词：液态铝电解电容器；失效模式分析；寿命铝电解电容器是被广泛应用的分立元件之一，目前全球每年产量近1000亿只，并以15%年增长率持续发展，在电源滤波，信号耦合/去耦，杂波旁路及谐振选频等电子线路中发挥着重要功效。

相对其他种类的电容器而言，铝电解电容器的寿命较短，可靠度较低，因而探讨其失效机理以指导其可靠性的改进是必要的。

本文中，作者从制造和应用两个方面阐述了导致铝电解电容器诸类失效的机理与原因。

如果能够准确地计算出电子元件在整机中的使用寿命，则对整机的可靠性设计是极为有利的；本文也述明了环境温度及纹波电流对铝电解电容器的影响机制，并给出了估算寿命的Arrhenius方程。

1.液态铝电解电容器的结构与制造工序简介铝电解电容器的构成材料有：阳极铝箔、阴极铝箔、电解纸、电解液、导针、铝壳、胶盖及胶管；其结构如图1及图2所示。

适当宽度的铝箔和电解纸，以阳极铝箔、电解纸、阴极铝箔、电解纸的顺序由里及外依次层叠，卷绕而成圆柱状，称之为铝电解电容器的芯子。

可以形象地将芯子比作铝电解电容器的心脏，一旦其经由含浸工序注入血液——电解液，就可以表征出电解电容器的基本功能。

经由将含浸过的芯子密封于铝壳和胶盖的腔体中的组装工序得到的半成品称为裸品，其目的在于防止电解液的挥发，潮解及污染，以保证铝电解电容器长期发挥其效用。

裸品经由老化工序以达到稳定产品特性之目的。

2.液态铝电解电容器的失效机理探讨2.1液态铝电解电容器的失效模式[液态铝电解电容器主要有以下几种失效模式﹕短路、断路、电容量衰减、损耗因子增大、漏电流增大、电解液泄漏、铝壳防爆纹开裂。

铝电解电容的失效原因分析

铝电解电容的失效原因分析铝电解电容是电容中非常常见的一种。

铝电解电容用途广泛：滤波作用；旁路作用；耦合作用；冲击波吸收；杂音消除；移相；降压等等。

对于铝电解电容，常见的电性能测试包括：电容量，损耗角正切，漏电流，额定工作电压，阻抗等等。

在失效分析案件中，关于铝电解电容的失效案件不少，那么常见的铝电解电容的失效机理有哪些呢？1、漏液在正常的使用环境当中，经过一段时间密封便可能出现泄漏。

通常，温度升高、振动或密封的缺陷等都有可能加速密封性能变坏。

漏液的结果是电容值下降、等效串联电阻增大以及功率耗散相应增大等。

漏液使工作电解液减少，丧失了修补阳极氧化膜介质的能力，从而丧失了自愈作用。

此外，由于电解液呈酸性，漏出的电解液还会污染和腐蚀电容器周围其他的元器件及印刷电路板。

2、介质击穿铝电解电容器击穿是由于阳极氧化铝介质膜破裂，导致电解液直接与阳极接触而造成的。

氧化铝膜可能因各种材料、工艺或环境条件方面的原因而受到局部损伤，在外电场的作用下工作电解液提供的氧离子可在损伤部位重新形成氧化膜，使阳极氧化膜得以填平修复。

但是如果在损伤部位存在杂质离子或其他缺陷，使填平修复工作无法完善，则在阳极氧化膜上会留下微孔，甚至可能成为穿透孔，使铝电解电容击穿。

工艺缺陷如阳极氧化膜不够致密与牢固，在后续的铆接工艺不佳时，引出箔条上的毛刺刺伤氧化膜，这些刺伤部位漏电流很大，局部过热使电容器产生热击穿。

3、开路当电容器内部的连接性能变差或失效时，通常就会发生开路。

电性能连接变差的产生可能是腐蚀、振动或机械应力作用的结果。

当铝电解电容在高温或潮热的环境中工作时，阳极引出箔片可能会由于遭受电化学腐蚀而断裂。

阳极引出箔片和阳极箔的接触不良也会使电容器出现间歇开路。

4、其他1）在工作早期，铝电解电容器由于在负荷工作过程中电解液不断修补并增厚阳极氧化膜（称为补形效应），会导致电容量的下降。

2）在使用后期，由于电解液的损耗较多，溶液变稠，电阻率增大，使电解质的等效串联电阻增大，损耗增大。

铝电解电容失效分析报告

400V47电解电容失效分析报告客户供应商问题发生处市场反馈品产品名/型号 400V47uF 部品名铝电解电容器收到反馈品时间Discipline1 组织成员***（技术部长）*** ( 品保部长) *** （工艺工程师）*** （材料工程师）***（制造部长）***（品质主管）日期/时间：2009年12月29日Discipline2 问题描述收到***司400V47uF市场反馈品（14只，见下图1）。

图1Discipline3 原因分析一.外观质量：1.不良品生产年代分类情况：序号套管线号生产时间数量NO1 U-5 2006年 1NO2 V-3 2007年 10NO3 W-H 2008年 3从以上不良品套管表面标识可知，反馈产品为本司2006年-2008年生产产品，与前几次市场反馈品为同时期生产产品。

43.7nF 95.7 83733.37nF 261.6 1540测试结论：容量小、损耗及漏电流大。

有引线产品X线图片断引线产品图片透视检查结论：以上X线透视检查结果表明：反馈品除芯包鼓凸外，其他内部结构无异常。

四、解剖电容器内部结构：解剖电容器内部结构：橡皮塞老化变形、表面局部有电解液残余（图3），芯包发热干枯、电解液挥发，但铝壳内壁无击穿打火痕迹（图4）。

进一步展开检查芯包内部结构，电解纸发热局部部位呈焦黄色、阳极箔片脆干，但电解纸及箔片表面无击穿点，而且引线与箔片铆接质量良好（图5）。

图3 图4图5五、原因分析：以上测试、解析结果表明：此次反馈不良品大部分为同时期生产产品，而且不良现象基本相同，均为典型的长时间使用后的发热失效品。

根据电容器发热失效机理，以及我们对该产品的材料工艺配套和制程的进一步追溯分析、组织相关部门的多方讨论意见等，我们分析认为造成该产品多次市场失效的可能原因是：1.该产品生产时间偏长。

虽然 08年才开始陆续使用，存在一定的装机、储存、发运或后续储存后使用周期，但毕竟最长生产时间的产品已达3-4年之久。

电容失效分析（详解干货）

电容失效分析（详解干货）多层片状陶介电容器由陶瓷介质、端电极、金属电极三种材料构成，失效形式为金属电极和陶介之间层错，电气表现为受外力（如轻轻弯曲板子或用烙铁头碰一下）和温度冲击（如烙铁焊接）时电容时好时坏。

多层片状陶介电容器具体不良可分为:1、热击失效2、扭曲破裂失效3、原材失效三个大类（１）热击失效模式：热击失效的原理是：在制造多层陶瓷电容时，使用各种兼容材料会导致内部出现张力的不同热膨胀系数及导热率。

当温度转变率过大时就容易出现因热击而破裂的现象，这种破裂往往从结构最弱及机械结构最集中时发生，一般是在接近外露端接和中央陶瓷端接的界面处、产生最大机械张力的地方（一般在晶体最坚硬的四角），而热击则可能造成多种现象：第一种是显而易见的形如指甲狀或U-形的裂縫第二种是隐藏在内的微小裂缝第二种裂缝也会由裸露在外的中央部份，或陶瓷/端接界面的下部开始，并随温度的转变，或于组装进行时，顺着扭曲而蔓延开来（见图4）。

第一种形如指甲狀或U-形的裂縫和第二种隐藏在内的微小裂缝，两者的区别只是后者所受的张力较小，而引致的裂缝也较轻微。

第一种引起的破裂明显，一般可以在金相中测出，第二种只有在发展到一定程度后金相才可测。

（２）扭曲破裂失效此种不良的可能性很多：按大类及表现可以分为两种：第一种情况、SMT阶段导致的破裂失效当进行零件的取放尤其是SMT阶段零件取放时，取放的定中爪因为磨损、对位不准确，倾斜等造成的。

由定中爪集中起来的压力，会造成很大的压力或切断率，继而形成破裂点。

这些破裂现象一般为可见的表面裂缝，或2至3个电极间的内部破裂；表面破裂一般会沿着最强的压力线及陶瓷位移的方向。

真空检拾头导致的损坏或破裂﹐一般会在芯片的表面形成一个圆形或半月形的压痕面积﹐并带有不圆滑的边缘。

此外﹐这个半月形或圆形的裂缝直经也和吸头相吻合。

另一个由吸头所造成的损环﹐因拉力而造成的破裂﹐裂缝会由组件中央的一边伸展到另一边﹐这些裂缝可能会蔓延至组件的另一面﹐并且其粗糙的裂痕可能会令电容器的底部破损。

电解电容寿命的失效分析

影响电解电容寿命的因素
电解电容广泛应用在电力电子的不同领域，主要是用于平滑、储存能量或者交流电压整流后的滤波，另外还用于非精密的时序延时等。在开关电源的MTBF预计时，模型分析结果表明电解电容是影响开关电源寿命的主要因素，因此了解、影响电容寿命的因素非常重要。
电解电容的寿命取决于其内部温度。因此，电解电容的设计和应用条件都会影响到电解电容的寿命。从设计角度，电解电容的设计方法、材料、加工工艺决定了电容的寿命和稳定性。而对应用者来讲，使用电压、纹波电流、开关频率、安装形式、散热方式等都影响电解电容的寿命。
1.电解电容的非正常失效
一些因素会引起电解电容失效，如极低的温度，电容温升（焊接温度，环境温度，交流纹波），过高的电压，瞬时电压，甚高频或反偏压；其中温升是对电解电容工作寿命(Lop)影响最大的因素。
电容的导电能力由电解液的电离能力和粘度决定。当温度降低时，电解液粘度增加，因而离子移动性和导电能力降低。当电解液冷冻时，离子移动能力非常低以致非常高的电阻。相反，过高的热量将加速电解液蒸发，当电解液的量减少到一定极限时，电容寿命也就终止了。在高寒地区（一般－25℃以下）工作时，就需要进行加热，保证电解电容的正常工作温度。如室外型UPS，在我国东北地区都配有加热板。
以上这些特性保证了电容在要求的领域中具有很长的工作寿命。
3.2、影响寿命的应用因素
根据寿命公式，可以得出影响寿命的应用因素为：纹波电流(IRMS)、环境温度（Ta）、从热点传递到周围环境的总的热阻（Rth）。
（1）.纹波电流
纹波电流的大小，直接影响电解电容内部的热点温度。查询电解电容的使用手册，就可以得到纹波电流的允许范围。如果超出范围，可以采用并联方式解决。
另外将延长的阴极铝箔与电容器铝壳直接接触，也是很好的降低热阻的方法。同时应注意铝壳会因此带负电，不能作负极连接。

分析开关电源中液态铝电解电容器失效成因

分析开关电源中液态铝电解电容器失效成因分析开关电源中液态铝电解电容器失效成因摘要：本文阐明了铝电解电容器的主要失效为磨损失效，通过数据、图表分析了纹波电流、电压、温度、频率对电容器失效的影响。

关键词：磨损失效；纹波电流；电压；温度；频率铝电解电容器是电子设备中应用较为广泛的一种元器件，由于具有比较大的电容容量，常被用作整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交流电路的耦合以及储能等。

但其损耗角正切值较大，温度、频率特性相对较差，受纹波电流、瞬时高压、环境温度以及高频影响大，容易造成失效。

本文对其失效原因进行了分析。

1.概述开关电源中液态铝电解电容器主要有以下几种失效模式﹕短路、断路、电容量衰减、损耗因子增大、漏电流增大、电解液泄漏、铝壳防爆孔开裂。

对电容器的应用者而言﹐断路和短路属于“灾难性的失效”，或曰“致命的失效”，由于其完全丧失了电容器的功能。

正常来说，应用者遭遇短路和断路失效现象的机会较为稀少，这是由于铝电解电容器制造流程中的老化环节可以筛除这类“致命不良”。

其他几类失效模式属于“劣化失效”，或曰“耗尽失效”，是由铝电解电容器的组成材料的物理特性决定的，随着其使用或存放时间的增长而必然要表现出来的，与此不同的是，“灾难性的失效”从理论而言是可以避免的，其出现并非必然的、也无明确的规律性。

电解电容的失效遵从一种被称为“浴缸”的失效率曲线，如图1所示。

造成铝电解电容器磨损失效的因素可分为两大部分。

其一是电容本身特性，其中包括制造材料的（极片、电解液、封口等）选择及配方，制造工艺及技术（封口方式、散热技术等）；其二是电容的应用环境，包括（环境温度、散热方式、电压、电流及频率参数等）。

下面主要说明电容应用环境对铝电解电容器寿命的影响。

铝电解电容生命终结一般定义为电容量、漏电流、损耗角这三个关键参数之一的衰减超出一定的范围。

开关电源中液态铝电解电容器的容量变化率，损耗因子，漏电流超出规定允许值或者有明显的外观异常发生，即认为达到了其寿命的终点。