導(dǎo)致陶瓷貼片電容失效的主要因素有哪些?
1)濕度對(duì)電參數(shù)惡化的影響
陶瓷介質(zhì)的老化大大降低了芯片電容器的介電強(qiáng)度,并可能導(dǎo)致芯片電容器擊穿。因此,這種陶瓷芯片電容器的電解擊穿要比不含二氧化鈦的陶瓷介質(zhì)片式電容器嚴(yán)重。
該貼片電容器電極的邊緣電場(chǎng)畸變的銀離子遷移,因?yàn)樘沾山橘|(zhì)表面凝高濕度的環(huán)境中的水膜,貼片電容邊緣表面科羅娜啤酒電壓明顯降低,表面閃絡(luò)現(xiàn)象的產(chǎn)生與工作條件。在嚴(yán)重的情況下,芯片電容器表面的電弧擊穿極為顯著。表面擊穿是芯片電容結(jié)構(gòu),相關(guān)的電極間距離、負(fù)載電壓、保護(hù)層、吸濕透氣疏水性。當(dāng)空氣濕度過(guò)高時(shí),水膜凝結(jié)在芯片電容器外殼的表面,降低了芯片電容器的表面絕緣電阻。另外,對(duì)于半封閉結(jié)構(gòu)的片式電容器,水可以滲透到片式電容介質(zhì)中,降低了片式電容器介質(zhì)的絕緣電阻和絕緣能力。因此,高溫高濕環(huán)境對(duì)片式電容器參數(shù)惡化的影響是非常顯著的。經(jīng)干燥、除濕、芯片電容器電性能可以得到改善,但水分子電解不能根除的后果。例如,貼片電容器在高溫條件下工作,電解氫離子(H+)和羥基離子(oh)的電場(chǎng)中的水分子,導(dǎo)致電化學(xué)腐蝕的根源。即使烘干機(jī)是濕的,也不可能恢復(fù)鉛。
2)銀離子遷移的后果
大多數(shù)無(wú)機(jī)介質(zhì)片式電容器是由銀電極制成的,而半密封貼片電容器在高溫下工作,并穿透芯片電容器內(nèi)部的水分子產(chǎn)生電解。通過(guò)陽(yáng)極氧化反應(yīng),銀離子和氫氧根離子結(jié)合生成氫氣生成氧化銀,在氫和氫離子的陰極反應(yīng)中還原反應(yīng)生成銀和銀水。由于電極反應(yīng),陽(yáng)極的銀離子不斷還原為陰極,金屬銀粒子通過(guò)水膜與陽(yáng)極相連。銀離子遷移不僅發(fā)生在無(wú)機(jī)介質(zhì)表面,而且擴(kuò)散到無(wú)機(jī)介質(zhì)中,使泄漏電流增大。在嚴(yán)重的情況下,兩個(gè)銀電極之間的短路會(huì)導(dǎo)致芯片電容器的擊穿。
離子遷移可能會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞電極表面是一層銀,鉛和銀焊電極的表面層,隨著銀氧化物半導(dǎo)體性能區(qū)間,等效介電電容器串聯(lián)電阻增加,增加金屬零件的損耗,電容損耗明顯增加。
由于有效電極面積減小,芯片電容器相應(yīng)減小。在氧化銀半導(dǎo)體和電介質(zhì)表面的兩個(gè)電極之間的無(wú)機(jī)絕緣電容器的表面絕緣電阻減小。銀離子遷移嚴(yán)重,樹(shù)枝狀銀之間架設(shè)的兩個(gè)電極,貼片電容的絕緣電阻大大降低。
如果陶瓷介質(zhì)不夠致密,不僅可以在陶瓷介質(zhì)表面發(fā)生銀離子遷移,還可以穿透陶瓷介電層。差距更是多層復(fù)合結(jié)構(gòu),電極的位置是不容易的,對(duì)中小型邊緣表面,疊層外涂電極銀漿兩端進(jìn)入間隙,減少介質(zhì)表面的絕緣電阻,并縮短電極之間的路徑,銀離子遷移容易出現(xiàn)短路現(xiàn)象。
3)陶瓷芯片電容器在高溫下的擊穿機(jī)理
高濕度環(huán)境下半封閉陶瓷片式電容器的擊穿失效是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。擊穿現(xiàn)象可分為兩類(lèi):介質(zhì)擊穿和表面閃絡(luò)。根據(jù)介電擊穿發(fā)生的時(shí)間可分為兩種故障和故障的早期老化,早期故障暴露的電容器介質(zhì)材料和生產(chǎn)工藝的缺陷,這些缺陷導(dǎo)致陶瓷介電強(qiáng)度顯著下降,因此,在高濕度的領(lǐng)域,在測(cè)試的早期或工作壓力SMD電容器擊穿。大多數(shù)老化故障屬于電化學(xué)故障類(lèi)別。
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