钽电容失效的两大“罪魁祸首”

2.电路峰值输出电流过大(使用电压合适)

钽电容器在工作时可以安全承受的最大直流电流冲击I,与产品自身等效串联电阻ESR及额定电压UR存在如下数学关系;

I=UR/1ESR

如果一只容量偏低的钽电容器使用在峰值输出电流很大的电路,这只产品就有可能由于电流过载而烧毁。这非常容易理解。

3.钽电容器等效串联电阻ESR过高和电路中交流纹波过高导致的失效

当某只ESR过高的钽电容器使用在存在过高交流纹波的滤波电路,即使是使用电压远低于应该的降额幅度,有时候,在开机的瞬间仍然会发生突然的击穿现象;出现此类问题的主要原因是电容器的ESR和电路中的交流纹波大小严重不匹配。电容器是极性元气件,在通过交流纹波时会发热,而不同壳号大小的产品能够维持热平衡的容许发热量不同。由于不同容量的产品的ESR值相差较高,因此,不同规格的钽电容器能够安全耐受的交流纹波值也相差很大,因此,如果某电路中存在的交流纹波超过使用的电容器可以安全承受的交流纹波值,产品就会出现热致击穿的现象。同样,如果电路中的交流纹波一定,而选择的钽电容器的实际ESR值过高,产品也会出现相同的现象。

一般来说,在滤波和大功率充放电电路,必须使用ESR值尽可能低的钽电容器。对于电路中存在的交流纹波过高而导致的电容器失效问题,很多电路设计师都忽略其危害性或认识不够。只是简单认定电容器质量存在问题。此现象很多。

4.钽电容器漏电流偏大导致实际耐压不够

此问题的出现一般都由于钽电容器的实际耐压不够造成。电容器上长时间施加一定场强时,如果其介质层的绝缘电阻偏低,此时产品的实际漏电流将偏大。而漏电流偏大的产品,实际耐压就会下降。

出现此问题的另外一个原因是关于钽电容器的漏电流标准制定的过于宽松,导致有些根本不具备钽电解电容器生产能力的公司在生产质量低劣的钽电容器。普通的室温时漏电流就偏大的产品,如果工作在较高的温度下,其漏电流会成指数倍增加,因此其高温下的实际耐压就会大幅度下降。在使用温度较高时就会非常容易出现击穿现象。

高温时漏电流变化较小是所有电容器生产商努力的最重要目标之一,因此,此指标对可靠性的决定性影响不言而愈。如果你选择使用的钽电容器的漏电流偏大,实际上它已经是废品,出问题因此成为必然。

5.钽电容器使用时的生产过程因素导致的失效

很多用户往往只注意到钽电容器性能的选择和设计,而对于贴片钽电容安装使用时容易出现的问题视而不见;举例如下;

A.使用自动贴装而使用手工焊接,产品不加预热,直接使用温度高于300度的电烙铁较长时间加热电容器,导致电容器性能受到过高温度冲击而失效。

B.工焊接不使用预热台加热,焊接时一出现冷焊和虚焊就反复使用烙铁加热产品。

C.用的烙铁头温度甚至达到500度。这样可以焊接很快,但非常容易导致片式元气件失效。

贴片钽电容实际使用时的可靠性实际上可以通过计算得出来,而我们的很多用户使用时设计余量不够,鲁棒性很差,小批实验通过纯属侥幸,在批生产时出现一致性质量问题。

此时,问题原因往往简单被推到电容器生产商身上,忽略对设计可靠性的查找。钽电容器使用时的无故障间隔时间MTBF对于很多用户来讲还是一个陌生的概念。很多使用者对可靠性工程认识肤浅。过于重视实验而忽略数学计算。导致分电路设计可靠性比整机可靠性低,因此,批量生产时不断出现问题。不懂得失效是一个概率问题,非简单的个体问题。实际上钽电容器使用时容易出现的故障原因和现象还很多,无法在此一一论述。如果有使用时的新问题,可以及时交流。

该如何进行产品选型？

钽电容产品选型应注意以下几点：

1. 钽电解电容焊脚形状

2. 注意查看编带上的印字

3. 贴片钽电容本体印字内容

4. 贴片钽电容本体印字的一致性和质量

5. 一定要查看规格书

随着技术革命的不断发展，一款新型电容——MLPC出世，对比上文我们所提及的普通钽电容，MLPC具有体积小、性能优秀、宽温、寿命周期长、可靠环保性高等诸多优点，是传统液体铝电解电容的更新换代产品。

目前，MLPC适用于电子产品小型化、高频化、高速化、高可靠与环保的发展趋势和表面贴装技术（SMT）。

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