薄膜电容器的失效分析和试验方法_袁捷
薄膜电容器的失效分析和试验方法_袁捷
fe rre d c hoic e a nd d a ta c omp a ris on, he c onc lud e d tha t “ 85℃， 85%RH, a p p lying AC volta g e ” wa s the mos t e ffe c tive . In s hort, the im-
潮湿是引起薄膜电容器电性能参数退化的主要原因。 这
是因为水分子具有很强的渗透和扩散能力， 而水的介质常数 很大(ε=80)， 损耗 也 很 大， 从 而 导 致电 容 器 的电 性 能 急剧 恶 化， 如绝缘电阻及耐压强度下降， 介质损耗角正切值增加和 电容量变化。 特别是当环境温度升高时， 水分子的渗透和扩 散 能力 增 强 ， 因此 ， 高 温 高湿 环 境(比 如 85℃， 85%RH)对 电 容器的电性能影响更为显著， 从而导致产品失效率增加， 可 靠性降低。
薄膜电容器的制造过程简单介绍： 原材料受入检验→卷绕→热压→掩膜→喷金→拆膜→赋 能→点焊→配料→包封→热处理→打印标志→外观检查→电 参数测试分选→逐批检验→包装入库→出库交客户 在上面这些工序中， 我们认为“ 配料→包封→热处理” 这一段是最重要的工序过程之一。 绝大多数失效事件的起因 (潮 湿 )都 来 源 于 它 。 我们知道薄膜电容器被广泛应用于电子镇流器中， 在使 用上有一些特殊的要求， 这主要包括高湿度、 高电压、 高频 率、 高温度、 高纹波电流和长寿命等。 电子镇流器被安装在 屋外， 它们的使用环境是非常严酷的， 必须承受恶劣的外界 环境， 比如严寒和冰雪， 高温和雨水， 高湿等等。 在实际使用中， 薄膜电容器的性能老化及失效是由温 度、 湿度和电应力等综合影响引起的。 当有潮气存在时， 电 压还会引起电解， 加速老化过程。 对于薄膜电容器, 如果环 氧包封料保护层的防潮作用有限, 潮气就会侵入， 例如在 “ 配料→包封→热处理” 这一段过程中， 环氧包封料的主剂
薄膜电阻器常见失效模式的分析和改进途径
［ 关键词 ］ 薄膜 电阻器； 失效模 式； 失效机理 ； 分析改进途径 ；失效分析技 术的延伸 ［ 中图分 类号 ］ Ｍ ４ Ｔ ５４ ［ 文献标 识码 ］ Ｂ
薄膜 电 阻 是 一 种 应用 领 域 比较 广 泛 的通 用 电子 元 件，其制造过程一般是在陶瓷等绝缘基体上被上一层均 匀的导电膜层， 然后在基体的两端压上带有引线的帽盖， 通过 对导 电膜 层进 刻槽 ， 阻值放 大 ， 而达到 所 需要 的 使 从
２０ 年第 ５ ０８ 期 安徽 电子信 息 职 业 技 术 学 院 学报 Ｎ ．２０ ０ ０ ８ ５ 第 ７ 总第 ３ 期） ］Ｒ Ｌ Ｈ ＣＩＡ Ｏ ＧＯ ＬＴＮＳＩ Ｒ ＴＮ ＣＯ Ｇ ｅｅａ Ｎ ． ０ ７ 卷（ ８ Ｏ ＮＯＡＵ ＯＴ Ｌ Ｌ ＥＦ ＥＲ Ｉ＆ ＦＭ Ｏ ＥＮＯ Ｇ ｎ ｒ ｏ ８ １ Ｕ ＡＦ Ｉ Ａ Ｎ Ｌ ＥＣＯＣ Ｎ Ａ Ｈ Ｌ Ｙ Ｎ Ｖ Ｏ ＣＥ ＯＩＴ ｌ ３ｖ ．
电阻器 没烘 干 阻
值
膜 层和 基 体 被 污 染 制造过程 中被杂质污染
超 差
膜层有小块 剥落 碱 金属离子侵蚀、 层附着 膜 力 差 槽 纹为锯齿 型、 断 设备故障 槽 切 割工 具 问 题
、
察 分析 ， 层脱 落 、 毁、 如膜 烧 划伤及 槽 纹质 量 等。一般情 况 下 ，电 阻膜 层脱 落 是 由于碱 金属 离 子 的侵蚀 造 成 了金 属 电迁 移 ， 这样 可 以造 成 电阻膜 层 附着 力 变差 ， 显 微镜 下 在 以观 察到 膜层 脱 落的状况 。当膜层 大 片脱 落 时 ， 以形 可 成 电阻开 路 ， 层小 块脱 落 时就 导致 电阻值超 出规 范 ， 膜 出 现偏 差。电 阻膜 层烧 毁是 由于 电 负荷 过 大 ， 电应 力给膜 过 层 造成 了损 伤 ，在 显微镜 下观 察 可 以辨 别 出膜 层 烧毁 的 状 况 。 电阻膜层 的 划伤 、 纹 不整 齐 呈锯 齿状 和 断槽 ， 槽 这 些损伤 用放 大镜观 察都 可 以一 目了然。
薄膜电容怎么测好坏
薄膜电容怎么测好坏
薄膜电容怎幺测好坏
1、首先看外观，外观有问题则薄膜电容很可能有问题。
2、用万用表电阻档测试薄膜电的两脚应为非常高阻值，如果有电容表，量度电容值是否跟外壳上标记相符。
3、常温测试性能，包括容量、损耗、绝缘电阻、耐压情况、ESR等等。
特别需要电容器哪方面的性能就重点测试哪方面的。
4、做模拟寿命试验。
常温常态测试性能没有问题了，还要看寿命是否能持久。
5、选择有信誉的电容器生产厂家。
6、薄膜电容器是以金属箔当电极，将其和聚乙酯，聚丙烯，聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜从两端重叠后卷绕成圆筒状的构造之电容器。
而依。
薄膜电容测试方法详解
薄膜电容测试方法详解1. 准备设备、工具：所需工具及其规格型号如表一所示：表一（工具规格型号）品名规格/型号数量品名规格/型号数量调压器0V～450V/三相1台电流表UNI-T 1台万用表FLUKE-117C 1台测温仪TM-902C 1台电桥测试仪Zen tech 1台双综示波器LM620C型1台游标卡尺mm/inch 1把变压器MTT-120K 1台耐压测试仪CC2672A型1台分流器TM-902C 2把2.外观物理检测2.1首先需检查待测电容是否有正规的《产品规格说明书》，其中需包括产品名称、规格型号、安装尺寸、工艺要求、技术参数以及供应商名称、地址及其联系方式，以确保此批次产品是由正规厂商提供。
2.2参考《产品规格说明书》的工艺参数，观察电容的外观、颜色、及其材质等参数是否与其所标注的工艺指标一致。
2.3用游标卡尺对电容的安装尺寸进行确认，确保电容的直径、高度、最大高度、以及引出端的直径与间距等参数在产品工艺的误差范围之内。
2.4 检查电容的外观，确保其外观整洁、无明显的变形、破损、裂纹、花斑、污浊、锈蚀等不良状况；且其标识清晰牢固、正确完整。
2.5检查其引出端子，保证其端子端正、无氧化、无锈蚀、无影响其导电性能等状况，且引出端子无扭曲、变形和影响插拔的机械损伤。
3.数字电桥测试3.1用电桥测试其实际容量与标称容量是否一致（金属化薄膜电容一般会有±5%的误差范围），其损耗角正切值tanθ(即D值)大小是否符合国家标准（薄膜电容器t a nθ≤0.0015，电解电容器t a nθ≤0.25）。
3.2对Zentech电桥测试仪的使用，正确连接电源以后，按“POWER”键开启测试仪的工作电压；按“LCR”键选择测试类型（L：电感，C：电容，R：电阻）。
薄膜电容失效模式及原因
薄膜电容失效模式及原因
薄膜电容器失效的主要模式有以下几种：
1. 强电场击穿：当电场强度超过薄膜电容器所能承受的极限时，会导致电场击穿，使薄膜电容器失效。
这种失效模式可能是由于电压过高、电压波动或过电压等因素引起的。
2. 介质老化：薄膜电容器的介质材料可能会随着时间的推移而老化，失去其原本的性能。
例如，高温、高湿度、紫外线辐射等环境因素可能导致电容器介质老化，进而失效。
3. 温度应力：薄膜电容器在高温或低温环境下可能会受到温度应力的影响，使电容器的内部结构发生变形或应力集中，导致失效。
4. 湿度应力：薄膜电容器在高湿度环境下可能会受到湿度应力的作用，导致电容器的介质吸水膨胀或内部结构变化，从而失效。
5. 机械应力：薄膜电容器可能会受到外界的机械应力，如振动、冲击等，导致电容器内部结构损坏，进而失效。
以上只是薄膜电容器失效的几种常见模式及原因，实际情况可能还会受到其他因素的影响。
对于使用薄膜电容器的电路设计和应用，需要考虑这些失效模式和原因，以提高电容器的可靠性。
薄膜电容失效模式及原因
薄膜电容失效模式及原因薄膜电容是一种常用的电子元件，广泛应用于电子设备和电路中。
然而，薄膜电容也会出现失效的情况，即无法正常工作或性能下降。
本文将探讨薄膜电容的失效模式及其原因。
薄膜电容失效的模式主要包括电容值下降、电压漏电、短路和开路等。
首先是电容值下降。
薄膜电容的核心部分是由两层金属薄膜之间的绝缘层组成，而绝缘层的质量直接影响电容值。
当绝缘层出现质量问题时，例如存在缺陷、氧化或污染，就会导致电容值下降。
此外，长时间的高温、高湿度、高电压等环境条件也会加速绝缘层的老化，使电容值降低。
其次是电压漏电。
薄膜电容在正常工作时会承受一定的电压，然而，当绝缘层出现问题时，就会导致电压漏电。
电压漏电主要源于绝缘层的破损或缺陷，使得电流可以通过绝缘层流动，从而导致电容器无法正常工作。
另一种失效模式是短路。
薄膜电容内部的金属薄膜可能会发生短路现象，导致电流绕过电容器直接流入负载或其他部件。
短路的原因主要有金属薄膜之间的直接接触或金属薄膜上的污染物导致的导电。
最后是开路。
开路是指薄膜电容内部断开，导致电流无法通过电容器。
开路的原因可能是金属薄膜之间的断裂或绝缘层的完全破损。
开路可能会导致电容器无法充电或放电，影响电路的正常工作。
以上就是薄膜电容失效的几种常见模式及其原因。
要解决薄膜电容失效问题，首先需要对失效模式进行准确的判断和识别。
然后，可以采取相应的修复措施或更换电容器。
此外，为了延长薄膜电容的使用寿命，还应注意避免长时间高温、高湿度和高电压的环境，定期检查和维护电子设备，以确保薄膜电容的正常工作。
薄膜电容失效的模式包括电容值下降、电压漏电、短路和开路等。
这些失效模式的原因主要涉及绝缘层的质量问题、环境条件和金属薄膜的问题。
了解薄膜电容失效的模式和原因，可以帮助我们更好地预防和解决失效问题，确保电子设备和电路的正常运行。
薄膜电容器的失效分析和试验方法
Ｃ Ｃｎ ｍ ｌ Ｔ ３ Ｌ ｕ ’ Ｉ ・ Ｍ５
Ｄ ｃ ｍｅｔ ｏ Ｉ ｏ ｕ ｎ ｃ ｄ ：Ｂ
Ａｔ ｒ ｄｅＩ １ ０ － １ ７２ ０ ） １ ０ ３ — ４ ｉ Ｄ： ０ ３ ０ ０ （０ ８ １ － ０ ９ ０
１ 刖 置
与固化剂 的配 比称重 ，或热处理干燥工艺（ 时间 、温度） 不当 ， 以及 保护层 的覆盖 效果不佳 （ 未完全 包住 卷绕芯 子或保 护层 偏薄，厚度不够） 时，潮气 的侵蚀会加快 。特别是受到热 、紫 外线 、空气 中的二氧化 硫 、臭 氧等作 用 ，包封层 容 易老化 ， 致使表面产生许多小孔和细微龟裂，使潮气更易侵蚀。因此 ， 保护层的性能和质量 对提 高薄膜 电容器 的耐 湿负荷寿命是很
电容器 的生产 工艺 和电子镇 流器 的使 用环境 ，再介 绍潮 湿对 电容器 的危 害作用 ，以及 电容 器的 失效 分析 。作 者
运 用详 细的原理 解释 ，结合 用不 同的潮 湿试验 条件 和施加 直 漉电压 或交 流电压 的方法 来评 估薄膜 电容器 的实 际
Hale Waihona Puke 承 受能 力 ，通 过优 化选 择 和数据 对 比 ，得 出结论 “５ ，８％Ｒ ８℃ ５ Ｈ，施 加 交流 电压 ”是 最 有效 的试 验方 法 。 总
ｐｏ ｅ ｒ ｖ ｍｅｎ ｂｉ ｆ ｔ ｍｏｉ ｕ ｅ ｎ ａ ｔ ｔｏ ａ ｌ ｏ ｉ ｎ ｉ ｙ ｔ ｎ ａ － ｓ ｒ ａ ｄ ｎ ｉ ｔ －ＡＣ ｃ ｔ ｇ ｃｏ ｌ ｍａ ｉ ｃ ａ ｉ ｓ ａ ｄ ｌｃｔ ｃｂａ ｌｓｓ ａ ｅ ｔ ｐ ｑｕ ｌｙ ｌｖ ｖ ４ａ ｅ ｕｄ ｋｅｆｍ ａ ｃｔ ｌ ｐ ｏｒ ｎ ｅｅ ｒ ｌ ｔ ｔ ｈ ｏ ａ ｉ ｅｌ ｉ ａ ｔ ｔ ｅ
薄膜电容器在节能灯上的应用及失效案例分析
１ ． ２ ． ３抵 抗 高 频 率 和 高 纹 波 电流 。 要 求 长 寿 命
的温度就可 以降低 ， 使用寿命就可 以延长 。
还有 ， 正如我们在前面 “ 抵抗高湿度 ” 中谈 到灰胶包 裹， 事实上 ， 灰胶也能起到散热和降温作用 。 当薄膜 电容 器处 于过高温度 时 ， 如 果不包裹 灰胶 ， 那 么热量 就全部 集 中在 电容器本体上 ， 导致温度上升 ， 寿命下降 。 如果我 们对 电容器进行灰胶包裹 ，灰胶就 能帮助 电容器 降温 ，
器会 产生热量 。万 一 自温升过高 ， 电容器会损坏 或品质 退化 。为了防止对电容器的永久损坏 ， 自温升不 能超过
在节 能灯的实际使用 中 ， 元器件 必须承受施加在很 短 时间内的高浪涌脉冲 电压或过 电压 ， 这 电压值会远 远 超过其额定 值 。根据以上情况 ， 我们 用一些试验项 目来 检 查 元 器 件是 否 具 有 这 些抵 抗 能 力 ，例 如 电容 器 的
１ ０ ５ｏ Ｃ。
覆 。另一方 面 ， 我们使 用一些特殊方法来 改进元器件 的
抗潮 湿能力 。在一 些节能灯机型 中 ， 我们 对部分元器件 进行 灰胶包裹 ， 其 目的是绝 缘和 防潮 ， 它 还能改 善元器 件抵抗 温度 的可靠 性和稳定性 。
１ ． ２ ． ２抵抗高 电压
由于纹波 电流 、 交 流 电压 和高频 回路 的作 用 ， 电容
总之 ， 通过 以上分析 和对 比 ， 针对节 能灯 中薄膜 电
容器 的特殊应用 ， 为 了保证飞利 浦产 品的高质量 ， 我们
薄膜电容1KDF不良分析
薄膜电容1KDF不良分析引言薄膜电容1KDF是一种常见的电子元件，广泛应用于电子产品中。
然而，由于制造过程中的各种因素，会导致1KDF电容的不良问题，进而影响产品的性能和可靠性。
本文将对薄膜电容1KDF的不良分析进行探讨。
不良现象描述薄膜电容1KDF的常见不良现象包括：失效、泄漏电流过大、容量漂移等。
这些不良现象会导致电子产品的性能下降，甚至无法正常工作。
1.失效：薄膜电容1KDF失效通常表现为电容值降低至很低或为无穷大。
失效的电容无法正常工作，无法存储电荷或在电路中发挥作用。
2.泄漏电流过大：薄膜电容1KDF的泄漏电流应该保持较低的水平。
如果泄漏电流过大，会导致能量损耗增加，使电子产品的整体效率降低。
3.容量漂移：薄膜电容1KDF的容量应该稳定，随着时间的推移，容量值应保持相对不变。
容量漂移的不良现象会使电子产品的性能变得不可靠，无法满足设计要求。
不良原因分析制造过程中的因素1.材料质量：薄膜电容1KDF的质量直接受到制造过程中使用的材料的影响。
如果选用了质量不合格的材料，如杂质过多或质量不稳定的薄膜材料，就容易导致1KDF电容的不良现象。
2.制造工艺：制造薄膜电容1KDF的工艺过程中，如薄膜沉积、电极制备、封装等环节存在问题，也会导致1KDF电容的不良现象发生。
例如，在薄膜沉积过程中存在沉积不均匀、缺陷等情况，就容易导致电容性能不稳定。
使用环境中的因素1.温度影响：薄膜电容1KDF的性能通常随着温度的变化而变化。
如果在使用环境中温度较高或温度变化较大，1KDF电容的性能可能会发生不可逆的变化，进而导致不良现象的发生。
2.湿度影响：湿度对于薄膜电容1KDF的性能同样非常重要。
如果薄膜电容1KDF在高湿度环境下使用，容易发生泄漏电流过大等问题。
不良分析方法为了对薄膜电容1KDF的不良进行准确分析，可以采用以下方法：1.电容测试：通过测量薄膜电容1KDF的电容值、损耗因子(Q值)、等效串联电阻等参数，可以初步判断电容是否失效或存在其他问题。
薄膜电容检验标准
薄膜电容器检验标准
(适用于松下的CECQ2104/ECQE4103系列)
文件编号
审核
修改状态
编制
制（修）订日期
检验项目
检验要求
检验工具
不良等级
抽样方式
判定
包装
1、包装无破损；
2、外包装标识清晰、整洁、无错误；
3、包装箱上标识型号、数量、生产日期（生产批号）标识。
目视
A
GB2828-2003
一般II级
AQL=1.5
规格型号
实物上标识、包装标签上的规格型号与ERP单上的规格型号一致。
目视
A
GB2828-2003
一般II级
AQL=1.5
外观
1、电容表面丝印清晰，无漏印、丝印不清晰；
2、电容表面无变形、破损或露出介质；
3、引脚无伤痕、断裂、氧化、松动。
目视
A
N=5
Ac=0
Re=1
结构尺寸
封装尺寸符合技术要求。
2、高温85℃、额定电压下，连续24小时，检测其漏电流波动情况，每5分钟记录一次数据，要求老化过程中漏电流无大的波动，且小于10倍初始极限值；
3、恢复至常温，保持12分钟，监测漏电流、损耗角、绝缘电阻符合常温下标准。
电容器高温老化系统
A
20pcs/每批
Ac=0
Re=1
可焊性
烙铁温度270±5ºC恒温电铬铁给引脚加焊锡2~3秒，引脚上锡率≥90%以上，未上锡部分和针孔缺陷不能集中在一起且不超过5%。
耐压测试仪
A
N=5
Ac=0
Re=1
绝缘电阻
1、引线和引线之间：>30000MΩ；
2、引线和壳体之间：>30000MΩ。
薄膜电容测试方法详解
薄膜电容测试方法详解1. 准备设备、工具：所需工具及其规格型号如表一所示：表一（工具规格型号）2.1首先需检查待测电容是否有正规的《产品规格说明书》，其中需包括产品名称、规格型号、安装尺寸、工艺要求、技术参数以及供应商名称、位置及其了解方式，以确保此批次产品是由正规厂商提供。
2.2参考《产品规格说明书》的工艺参数，观察电容的外观、颜色、及其材质等参数是否与其所标注的工艺指标一致。
2.3用游标卡尺对电容的安装尺寸进行确认，确保电容的直径、高度、最大高度、以及引出端的直径与间距等参数在产品工艺的误差范围之内。
2.4 检查电容的外观，确保其外观整洁、无明显的变形、破损、裂纹、花斑、污浊、锈蚀等不良状况；且其标识清晰牢固、正确完整。
2.5检查其引出端子，保证其端子端正、无氧化、无锈蚀、无影响其导电性能等状况，且引出端子无扭曲、变形和影响插拔的机械损伤。
3.数字电桥测试3.1用电桥测试其实际容量与标称容量是否一致（金属化薄膜电容一般会有±5%的误差范围），其损耗角正切值tanθ(即D值)大小是否符合国家标准（薄膜电容器tanθ≤0.0015，电解电容器tanθ≤0.25）。
3.2对Zen tech电桥测试仪的使用，正确连接电源以后，按“POWER”键开启测试仪的工作电压；按“LCR”键选择测试类型（L：电感，C：电容，R：电阻）。
3.3按“UP”与“DOWN”键选择测试量程（μF、nF、pF），按“FREQ”键选择测试频率（100HZ、120HZ、1KHZ），可根据厂商提供的技术参数来选择所需的测试频率。
3.4按“SERIES”（串联）与“PARALLEL”（并联）选择测试的连接方式，对电阻而言阻抗小于1K用串联，1K到几十K串并联都可以，阻抗大于几百K或M的量级就用并联模式。
如果被测元件是大电感或小电容要用并联模式，测试元件是小电感或大电容用串联模式。
且对小电感小电容适当提高测试频率可以提高测量精度。
陶瓷电容和薄膜电容失效分析
电容失效分析概述a、某电源在市场因吸收陶瓷电容炸裂烧毁，造成市场批量整改，和对用到此陶瓷电容其它产品线模块进行长达近一年的风险评估实验。
b、在某充电机模块的生产进程中，老化时薄膜电容器持续失效，致使二极管烧毁。
缘故分析a、陶瓷电容失效分析陶瓷电容作为PFC二极管的阻容吸收电路和输出整流二极管的RCD吸收电路，经对失效批次电容测试容量和电压知足要求，损耗高于规格书要求。
由于该电源是密封利用，环境温度较高，损耗高电容的发烧就高，电容温度超过最高利用温度，随着时刻的延长，电容自身损耗不断上升，由于自身温升和环境无法达到热平稳，不断恶化，最终致使电容显现热击穿，发生电容炸裂。
后查实为供给商擅自换料造成，以为知足电压和容量要求就能够够了。
b、薄膜电容失效分析薄膜电容器用于二极管吸收电路，电容额定压630VDC，电路中正常尖峰小于200V，知足降额要求。
失效电容器外观良好，无损坏痕迹。
用LCR表测试，失效样品均无容量，引脚间呈开路状态。
解开电容器塑料封装，引线和引线与喷金层焊接良好，喷金层与芯子连接部位有发黑痕迹；展开电容器芯子金属化膜，部份失效电容器金属化膜光亮平整完好，另一部份金属化膜已经发烧变形。
初步判定为电路dv/dt过大致使电容器失效。
测试电路中电压波形，发觉dv/dt 为3000V/μs，但选用的薄膜电容器dv/dt最大值只有40V/μs。
为验证失效模式，取一批新电容器，初测正常，上机老化后，电容器80-90％失效，排除厂家来料质量问题，确信该电容器不适合在该电路中利用。
解决方案a、陶瓷电容选用低损耗同容量同电压物料，应用连年未发觉失效。
关于陶瓷电容，因介质不同、相同容量和电压的电容，其损耗不同专门大。
如选型仅从电压品级和容量上来考虑，会造成误选，因此类失效，生产中可不能当即表现，易造成市场上严峻损失。
b、所有单板（包括半成品、成品和发货产品）此位置利用的该电容器全数改换为同规格dv/dt较大的双面金属化聚丙烯电容器后问题解决。
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摘 要： 薄膜电容器失效的主要原因在于其保护层防潮性能不好和实际应用中存在交流电。 文中先介绍薄膜
电容器的生产工艺和电子镇流器的使用环境， 再介绍潮湿对电容器的危害作用， 以及电容器的失效分析。 作者
运用详细的原理解释， 结合用不同的潮湿试验条件和施加直流电压或交流电压的方法来评估薄膜电容器的实际
承 受能力， 通 过优化选 择和数 据对比， 得 出 结 论 “ 85℃， 85%RH， 施 加 交 流 电 压 ” 是 最 有 效 的 试 验 方 法 。 总
薄膜电容器的制造过程简单介绍： 原材料受入检验→卷绕→热压→掩膜→喷金→拆膜→赋 能→点焊→配料→包封→热处理→打印标志→外观检查→电 参数测试分选→逐批检验→包装入库→出库交客户 在上面这些工序中， 我们认为“ 配料→包封→热处理” 这一段是最重要的工序过程之一。 绝大多数失效事件的起因 (潮 湿 )都 来 源 于 它 。 我们知道薄膜电容器被广泛应用于电子镇流器中， 在使 用上有一些特殊的要求， 这主要包括高湿度、 高电压、 高频 率、 高温度、 高纹波电流和长寿命等。 电子镇流器被安装在 屋外， 它们的使用环境是非常严酷的， 必须承受恶劣的外界 环境， 比如严寒和冰雪， 高温和雨水， 高湿等等。 在实际使用中， 薄膜电容器的性能老化及失效是由温 度、 湿度和电应力等综合影响引起的。 当有潮气存在时， 电 压还会引起电解， 加速老化过程。 对于薄膜电容器, 如果环 氧包封料保护层的防潮作用有限, 潮气就会侵入， 例如在 “ 配料→包封→热处理” 这一段过程中， 环氧包封料的主剂
4 潮湿试验方法对比
方法一： 40℃， 93%RH, 500 小时， 施加额定直流电压。 方法二： 40℃， 93%RH, 500 小时， 施加额定交流电压。 方法三： 85℃， 85%RH, 500 小时， 施加额定直流电压。 方法四： 85℃， 85%RH, 500 小时， 施加额定交流电压。 我们选用两家世界著名薄膜电容器生产商的粉末包封浸 渍 型 高 压 金 属 化 聚 丙 烯 膜 电 容 器 9.1nF 和 12nF/1250Vdc (450Vac)来做 潮 湿 对比 试 验(各 10 颗)。 40℃， 93%RH 是 通 常 的 潮 湿 试 验 条 件 , 它 与 IEC 60115- 1 和 JIS C 5201- 1 的 条 款 是 一 致 的 。 选 择 85℃， 85%RH 的 理 由 来 自 于 它 的 严 酷 , 当 你打开此条件下做耐湿负荷试验的恒温恒湿箱的门时， 会发 现里面的潮气很浓， 而且蒸气正扑向你。 所以， 我们经常提 醒周围的人们注意热蒸气， 避免被烫伤。 你可以想象一下， 在如此恶劣的状态下， 蒸气对薄膜电容器环氧包封料保护层 的损伤是多么严重。 而且， 潮湿对电容器的电性能影响一般 来说虽然是可逆的， 即潮气去除后电性能是可以恢复的， 但 是在高温高湿和电压条件下发生电解作用后是不可逆的， 这 就 是 为 什 么 我 们 要 选 择 85℃， 85%RH 施 加 电 压 作 为 试 验 条 件的根本原因。 只有这样， 才能更好地考核薄膜电容器的质 量， 更加明显地区分出其水平高低。 在下面试验中， 容量和 损 耗 的 测 试 条 件 为 25kHz/1Vrms， 试 验 标 准 为 电 容 量 变 化 率 △Cp/Cp≤±5%， 损耗的增加量△tgδ≤15*(E- 4) 。 从上面的试验数据对比， 我们可以得出以下结论： a. 在 通 常 IEC 和 JIS 标 准 规 定 的 40℃ ， 93%RH 试 验 条 件下， 这两家供应商的产品都是合格的， 而且容量的变化率 和损耗的增加量都较小， 说明生产过程控制得很好， 质量水 平很高， 不愧为飞利浦的全球供应商。 b. 无论 在 40℃， 93%RH， 还 是 在 85℃， 85%RH 下, 施 加额定交流电压后的产品容量变化率的绝对值和损耗的增加
潮气对电容器的影响主要有两种方式： 一种是以水膜状 态附着在产品表面上; 另一种是渗透到介质材料内部。 当电 容器表面环氧包封料保护层材料介质存在缝隙、 微孔等缺陷 时, 其影响更加显著。
当环氧包封料保护层不良时， 一旦薄膜电容器暴露在高 温高湿度环境中， 它的介质和电极会很快老化， 引起损耗变 大 ， 尤 其 在 85℃， 85%RH 情 况 下 ， 最 终 电 容 器 将 由 于 过 热 过湿而失效。 解剖失效品的芯子后会发现金属膜材料老化收 缩， 有时甚至可出现发白现象， 这就是薄膜电容器受高温高 湿气体冲击导致产品的芯子中部膨胀鼓起， 并发生变形现 象。
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之， 增强防潮和抗交流电能力可以保证薄膜电容器以及电子镇流器处于高质量水平。
关键词： 薄膜电容器； 潮湿试验； 潮气； 包封； 失效分析； 交流电压； 可靠性
中图分类号： TM53
文献标识号: B
文章编号： 1003- 0107(2008)11- 0039- 04
Ab s t ra ct : Film c a p a c itors fa ilure ’ s ma in c a us e s we re from the ir p oor a nti- mois ture a b ility of p rote c tive la ye rs a nd e xis te d AC volta g e in re a l a p p lic a tions . This p a p e r firs tly introd uc e d the ma nufa c ture p roc e s s e s of film c a p a c itors a nd us ing c ond itions in e le c tric b a lla s ts , the n a b out mois ture ’ s b a d e ffe c ts to c a p a c itors a nd the ir fa ilure a na lys is . The write r us e d d e ta ile d the ory e xp la na tions , c omb ine d to
与固化剂的配 比 称重 ， 或 热 处理 干 燥 工艺(时 间 、 温度)不 当 ， 以 及 保 护 层 的 覆 盖 效 果 不 佳 (未 完 全 包 住 卷 绕 芯 子 或 保 护 层 偏薄, 厚度不够)时, 潮气的侵蚀会加快。 特别是受到热、 紫 外线、 空气中的二氧化硫、 臭氧等作用, 包封层容易老化, 致使表面产生许多小孔和细微龟裂, 使潮气更易侵蚀。 因此, 保护层的性能和质量对提高薄膜电容器的耐湿负荷寿命是很 有关系的。
fe rre d c hoic e a nd d a ta c omp a ris on, he c onc lud e d tha t “ 85℃， 85%RH, a p p lying AC volta g e ” wa s the mos t e ffe c tive . In s hort, the im-
表 1 潮湿试验条件的严酷度 S 和相对严酷度 S' 比较
温 度 (℃) 40 65 85
相对湿度(%) ρ(g r/m3)
93
47
95
பைடு நூலகம்151
85
294
S 4.89(E- 6) 5.14(E- 5) 2.31(E- 4)
S' 1.0 10.5 47.3
3 薄膜电容器的失效分析[2]
由于实际电容器是在工作应力(包括使用电压、 纹波电流 和 充 放 电 循 环 次 数)和 环 境 应 力(包 括 温 度 、 湿 度 、 大 气 压 和 振 动)的 综 合 作 用 下 工 作 ， 因 而 会 同 时 产 生 一 种 或 几 种 失 效 模式和失效机理， 还会由一种失效模式导致另外失效模式或 失效机理的发生。 例如， 温度应力既可以促使表面氧化、 加 快老化进程、 加速电参数退化， 又会促使电场强度下降， 加 速介质击穿的提前到来， 而且这些应力的影响还是时间的函 数。 因此， 电容器的失效机理是与产品的类型、 材料的种 类、 结构的差异、 制造工艺及环境条件、 工作应力等诸因素 有密切的关系。
Do cu m e n t co d e : B