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鋁高壓電解電容陽(yáng)極箔氯離子腐蝕失效分析與研究

作者:項(xiàng)永金,李 帥(格力電器(合肥)有限公司,合肥 230088) 時(shí)間:2021-02-24 來(lái)源:電子產(chǎn)品世界 收藏
編者按:商用多聯(lián)機(jī)組在實(shí)際應(yīng)用中出現(xiàn)大量外機(jī)不工作,經(jīng)過(guò)大量失效主板分析,確認(rèn)是開(kāi)關(guān)電源前段的高壓電解電容鼓包失效導(dǎo)致。


本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202102/422930.htm

摘要:本文結(jié)合大量失效品分析,對(duì)失效原因及失效機(jī)理分析,分析結(jié)果表明:電解電容是在特定的使用環(huán)境下因?yàn)橥獠亢葰怏w入侵導(dǎo)致電解電容出現(xiàn)陽(yáng)極開(kāi)路導(dǎo)致電容失效, 經(jīng)過(guò)對(duì)電解電容結(jié)構(gòu)分析、生產(chǎn)工藝分析、氯離子管控分析模擬分析驗(yàn)證,確認(rèn)為電解電容蓋板內(nèi)部附近聚集超標(biāo)含氯元素導(dǎo)致腐蝕失效,氯離子元素從外部入侵導(dǎo)致, 通過(guò)提升電容端蓋密封性能及增加物料測(cè)試監(jiān)控及來(lái)料實(shí)驗(yàn)把關(guān),從器件本身及質(zhì)量管控提高器件的整體應(yīng)用可靠性。

0   引言

鋁電解電容以其容量大、體積小、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)已被廣泛應(yīng)用于各種電子線路中,隨著國(guó)內(nèi)大屏幕彩電、變頻家電(如變頻空調(diào))的普遍應(yīng)用和電子元器件的國(guó)產(chǎn)化,對(duì)鋁電解電容,特別是中、高壓鋁電解電容的質(zhì)量和可靠性的要求愈來(lái)愈高。尤其是大屏幕彩電中所用的中、高壓(160~450 V)鋁電解電容主要用于開(kāi)關(guān)電源部分,作整流后濾波,它的質(zhì)量好壞直接影響到整機(jī)的性能,是線路中的關(guān)鍵元件。

近期統(tǒng)計(jì)控制器失效數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)售后復(fù)核集中反饋VTT電解電容鼓包失效突出,電容失效主要集中在多聯(lián)機(jī)主板30226000045(編碼)對(duì)應(yīng)C67絲印位置,其他主板使用該電容失效很少,查看該主板就是用1個(gè)電容,電容應(yīng)用在開(kāi)關(guān)電源電路直流輸入部分做濾波用,從電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)看該電容放在EMC電路后端,直接受到電源影響,電源波動(dòng)直接影響電容工作狀態(tài)。該主板主要使用在商用多聯(lián)機(jī)側(cè)出風(fēng)外機(jī),外機(jī)放在室外側(cè)、樓頂夏季外溫很高,電容工作直接受到高溫環(huán)境影響,溫升很高,夏天實(shí)際高達(dá)70~80 ℃度。電容鼓包失效嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量,需要立項(xiàng)組織攻關(guān)解決。

1   失效分析與生效機(jī)理研究

1.1 失效器件參數(shù)檢測(cè)分析

取部分故障件測(cè)試容值整體偏小,標(biāo)稱容量470 μF / 450 V,實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)如圖1所示,X-ray透射分析確認(rèn)正極陽(yáng)極引出箔部分因電化學(xué)反應(yīng)腐蝕導(dǎo)致陰影產(chǎn)生。

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圖1 不良品參數(shù)測(cè)試如上圖

對(duì)失效故障件進(jìn)行常規(guī)參數(shù)測(cè)試,不良品整體容量在nF級(jí),損耗角嚴(yán)重超標(biāo)。測(cè)試參數(shù)如表1。

表1 不良品測(cè)試數(shù)據(jù)

序號(hào)

條碼后5位

批次

容值680

μF±20%/nF

損耗角正切

0.20   MAX

備注

解剖結(jié)果

1

07834

C1713

53.369

0.440 1

B17-037279

正極腐蝕,

且引腳鋁箔斷開(kāi)

2

07511

C1716

119.40

0.602 1

B17-043267

3

07943

C1713

81.052

0.600 6

B17-037279

4

09780

C1715

352.81

3.757 3

B17-041152

1.2 失效電容X光透射分析

對(duì)多單售后故障件x光透射分析,正極箔引出端存在開(kāi)路現(xiàn)象,周圍存在雜物附著。經(jīng)過(guò)解析查看為鋁箔腐蝕產(chǎn)物。

1.3失效器件解剖分析

對(duì)多單失效故障件進(jìn)行解剖分析,故障現(xiàn)象均為正極鋁箔引出部分腐蝕開(kāi)路失效(如圖2)。經(jīng)查閱資料得知是典型失效,電容腐蝕失效位置在離蓋板最近的具有正高極電位的陽(yáng)極引出片部位。

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圖2 電解電容解剖陽(yáng)極箔腐蝕開(kāi)路

1.4 高壓鋁電解電容陽(yáng)極氯離子腐蝕機(jī)理及表現(xiàn)

陽(yáng)極引線條氯離子腐蝕,因?yàn)橛懈郊赢a(chǎn)氫(正常自愈產(chǎn)氫之外),易使內(nèi)壓上升,造成鼓底爆炸,早期失效,成品率低。曾是鋁解電容器行業(yè)中高壓產(chǎn)品的一個(gè)重大問(wèn)題。經(jīng)過(guò)蓋板材質(zhì)改進(jìn)及文明生產(chǎn)的應(yīng)對(duì)措施之后,曾有很大的改善。雖然問(wèn)題已基本解決,但因這個(gè)危害的隱患因素依然存在。例如蓋板材料的仍然較高,生產(chǎn)中的污染,及水分問(wèn)題都是時(shí)刻會(huì)爆發(fā)的隱含因素,應(yīng)該引起警覺(jué)。同時(shí)它也是影響壽命及耐波紋能力的重要因素。因此要特別加以重視。氯離子的長(zhǎng)期不斷腐蝕,對(duì)產(chǎn)品的破壞會(huì)愈來(lái)愈大。超標(biāo)對(duì)電解電容是致命傷害。

1.4.1 氯離子對(duì)鋁或氧化膜的腐蝕機(jī)理

對(duì)鋁的腐蝕: 1614154284302013.png有附加產(chǎn)H2

對(duì)氧化膜的腐蝕:1614154315666733.png

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所以氯離子的腐蝕是不消耗氯離子的,氯離子的腐蝕作用可以不斷反復(fù)進(jìn)行。他們最終的產(chǎn)物是白色或略綠色(灰黃色)的氫氧化鋁的堆積物及水。水不僅為氯離子的復(fù)原提供了條件,而且水也會(huì)對(duì)Al及Al2O3產(chǎn)生腐蝕(水合)

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由于電解液是含有一定水分,浸漬芯子還會(huì)從空氣中吸收水分。因此水分是產(chǎn)生氯離子腐蝕的條件之一。而且對(duì)氯離子腐蝕產(chǎn)生推波助瀾的作用。

1.4.2 氯離子腐蝕的表現(xiàn)  

引線條不斷被腐蝕,甚至被蝕斷,硬梗部出現(xiàn)腐蝕凹坑。腐蝕處會(huì)出現(xiàn)大量堆積析出物?;野咨?、黑色或略帶黃色的糊狀腐蝕物。經(jīng)分析主要有3種,①白色絮狀的氧化鋁沉淀物,②白色半透明的凝膠狀氫氧化鋁,③黑色疏松的氧化鋁剝落層。其他帶色則可能與氯離子來(lái)源有關(guān)。例如蓋板中的氯離子往往伴隨著帶色的纖維素進(jìn)入電解液,因而造成腐蝕斑痕或堆積物帶有其他顏色。放置一段時(shí)間可能會(huì)生成綠色霉點(diǎn)。由于腐蝕過(guò)程中附加產(chǎn)氫,所以會(huì)引起鼓底爆炸。

分析總結(jié):經(jīng)過(guò)對(duì)多單故障件檢測(cè)、解剖分析,確定電解電容鼓包失效原因?yàn)殡娊怆娙菰诰C合環(huán)境條件下:強(qiáng)電場(chǎng)高壓(310 V)  + 高溫環(huán)境(約85 ℃) + CL-含量超標(biāo),CL-與陽(yáng)極鋁箔引出端發(fā)生電化學(xué)反應(yīng),逐步將鋁箔腐蝕開(kāi)路,腐蝕開(kāi)路部分鋁箔周圍存在大量灰色糊狀物附著在周圍,主要是鋁的化合物。

CL-來(lái)源集中底部端蓋富集區(qū),具體來(lái)源需要廠家進(jìn)一步分析確認(rèn)清楚(從解剖電容查看鋁箔看沒(méi)有化學(xué)腐蝕現(xiàn)象,可以排除鋁箔原材料問(wèn)題 )。

2   發(fā)生氯離子腐蝕的條件

氯離子腐蝕發(fā)生的首要條件是氯離子必須達(dá)到一定濃度,因?yàn)锳l或其他氧化膜只有在過(guò)酸或過(guò)堿的條件下才能被腐蝕,因?yàn)槁入x子的濃度達(dá)到一定時(shí),其配對(duì)的H+離子才能達(dá)到一定濃度,形成過(guò)酸的條件。為什么氯離子腐蝕經(jīng)常發(fā)生在陰極特別是引條和引線鋁梗處,是因?yàn)殛帢O電位最高處易達(dá)到氯離子富集所必須的一定濃度條件。同時(shí)陰極附近由于陰極氧化易于形成過(guò)酸的條件。其次要看[有人試驗(yàn)這個(gè)濃度是20~50 ppm(注:10-6)]被腐蝕處的狀態(tài)是否有利于腐蝕的發(fā)生。因此氯離子的發(fā)生總是有一定的誘發(fā)期,有長(zhǎng)有短,視這兩方面的各種因素而定。如果氯離子含量不大時(shí),僅會(huì)造成少量或部分產(chǎn)品發(fā)生腐蝕。

影響發(fā)生氯離子腐蝕的主要因素總結(jié)如下(誘發(fā)期長(zhǎng)短的影響因素):

1)電解液及其他材料等整體氯離子含量水平,氯離子必須達(dá)到一定濃度,影響達(dá)到產(chǎn)生腐蝕濃度的富集時(shí)間;

2)引線條及鋁梗處原始表面氧化膜的完整性及質(zhì)量。因?yàn)槁入x子的腐蝕是從缺陷入手。缺陷及完整性差的易于腐蝕;

3)引線條及引線的純度 在電解液中由于微電池化學(xué)反應(yīng)的作用,易于自腐蝕或缺陷,而縮短潛伏期。

4)電解液的化成性  化成性強(qiáng),修補(bǔ)能力強(qiáng),即自愈能力強(qiáng),延長(zhǎng)潛伏期;

5)額定電壓高低,高壓加高溫環(huán)境最容易出現(xiàn)腐蝕失效,電場(chǎng)強(qiáng)度是氯離子富集的動(dòng)力,所以在加壓(老練、壽命試驗(yàn)及使用中)易發(fā)生,存放時(shí)不易發(fā)生,中高壓比低壓相對(duì)易發(fā)生。為什么氯離子腐蝕易在引線條引線鋁梗處發(fā)生?就是此處電位最高,易先達(dá)到腐蝕需要的氯離子密集濃度;另外這時(shí)接觸電解液較少,修復(fù)能力差,如果電解液中銨鹽析出氨,在此處也易形成腐蝕所需的過(guò)堿條件。

6)紋波電壓、紋波電流大小,加紋波比不加紋波易于發(fā)生腐蝕,因?yàn)榻涣髟黾恿寺入x子的活動(dòng)性,易使其在電場(chǎng)下富集。特別是高電場(chǎng)環(huán)境,紋波電流電流的發(fā)熱、溫升,使氯離子的活性上揚(yáng),會(huì)加劇腐蝕失效周期。

7)多余電解液、電解液量過(guò)多(引線及引線條粘附電解液的狀態(tài))有利于氯離子從電解液向此處密集,另外電解液液面也易腐蝕(液界面的活性)。

8)電解液中水分或芯子浸漬后在裝配前要吸水,有利于氯離子的活性(復(fù)原性)也有利于腐蝕發(fā)生。

3   電解電容氯離子腐蝕失效模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證復(fù)現(xiàn)

3.1 食鹽水試驗(yàn)驗(yàn)證(中性環(huán)境)

選取失效編碼高壓鋁電解電容(額定電壓450 V規(guī)格)進(jìn)行高溫鹽水浸泡,具體方案如下。

3.1.1 鹽霧試驗(yàn)驗(yàn)證:使用5%氯化鈉溶液進(jìn)行鹽霧試驗(yàn),驗(yàn)證鹽霧對(duì)電解電容的滲透能力。測(cè)試電容容量、損耗角、漏電流是否有超標(biāo)異常。

經(jīng)試驗(yàn),各組解剖1支對(duì)比芯子氯離子含量差異,未發(fā)現(xiàn)差異,各組剩余2支產(chǎn)品進(jìn)行2 A,2 000 h紋波試驗(yàn)對(duì)比差異。105 ℃ 紋波耐久(壽命)試驗(yàn)表明: 2 000 h合格。

3.1.2 不同濃度高溫鹽水浸泡試驗(yàn)驗(yàn)證

選取失效編碼高壓鋁電解電容(額定電壓450 V規(guī)格)進(jìn)行高溫鹽水浸泡,具體方案如下:使用5%氯化鈉溶液進(jìn)行高溫鹽水浸泡試驗(yàn),驗(yàn)證高溫環(huán)境浸泡對(duì)電解電容的滲透能力。測(cè)試電容容量、損耗角、漏電流是否有超標(biāo)異常。經(jīng)測(cè)試,測(cè)試結(jié)果合格。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果顯示:實(shí)驗(yàn)樣品蓋板上殘留鹽水較多,造成漏電流偏大。樣品經(jīng)高溫鹽水浸泡后,類似高溫貯存,測(cè)試漏電流相對(duì)原始正常品整體均有變大現(xiàn)象,但都在合格范圍內(nèi)。實(shí)際檢測(cè)漏電流時(shí)間為20 s,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定測(cè)試時(shí)間為5 min,該規(guī)格漏電流標(biāo)準(zhǔn)要求≤ 1 659 μA。

3.1.3 高溫加速電耐久實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

用已做125 ℃加速直流耐久試驗(yàn)500 h的450 V, 470μF樣品,外殼底部略有鼓起,在90 ℃、30%氯化鈉鹽水溶液中浸泡10天,檢測(cè)芯子內(nèi)部氯離子含量合格,未發(fā)現(xiàn)氯離子滲入到電容內(nèi)。

從試驗(yàn)結(jié)果看:設(shè)備上粉塵氯離子、硫酸根離子、硝酸根離子濃度較高對(duì)鋁外殼有腐蝕的風(fēng)險(xiǎn),因電容器蓋板上有一層橡膠,起密封作用,能阻隔以上雜質(zhì)離子滲入到電容內(nèi)部。對(duì)樣品進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)、鹽水浸泡失效均沒(méi)有復(fù)現(xiàn)故障。

3.2 電解電容氯離子腐蝕失效實(shí)驗(yàn)?zāi)M驗(yàn)證

取已老練測(cè)試篩選合格的,加入10 ppm氯離子溶液,重新封口后做高溫負(fù)荷試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)周期500 h,測(cè)試漏電流變大,陽(yáng)極箔出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象,個(gè)別嚴(yán)重的會(huì)出現(xiàn)正極引條腐蝕現(xiàn)象(見(jiàn)圖3)。未加入雜質(zhì)溶液的對(duì)比組樣品高溫負(fù)荷試驗(yàn)正常合格。

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圖3 加入10 ppm氯離子樣品高溫耐久試驗(yàn)后

3.3 含氯腐蝕性氣體入侵實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分析

取部分樣品放在含氯的腐蝕性氣體中高溫負(fù)荷試驗(yàn),模擬復(fù)現(xiàn)失效故障模式,可見(jiàn)正極引線板周邊有較多量的腐蝕生成物堆積。

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果如下。

1)當(dāng)前試驗(yàn)周期經(jīng)過(guò)12 h后,由電氣特性確認(rèn)結(jié)果判斷均尚未發(fā)生腐蝕斷線。

2)實(shí)驗(yàn)24 h后,測(cè)試漏電流很大,判斷存在內(nèi)部腐蝕發(fā)生的情形。解剖確認(rèn)發(fā)生氯離子腐蝕失效,復(fù)現(xiàn)故障。

失效原理分析如下。鋁是兩性金屬,它遇酸呈堿性,遇堿呈酸性;它的化學(xué)性質(zhì)較為活潑,它同時(shí)有一種自我保護(hù)的功能,在正常大氣條件下,鋁金屬表面會(huì)與氧化合,形成一層天然氧化膜,阻止內(nèi)層鋁繼續(xù)氧化,起到了保護(hù)作用。這層保護(hù)膜像一道屏障,也像一個(gè)控制閥,所以又把鋁歸為“閥金屬”一類。在自然條件下,生成的這層氧化膜非常薄,只能耐受1 V左右的直流電壓。利用這一功能,將鋁置于化成電解液中,加正向直流電壓,促進(jìn)氧向鋁內(nèi)部遷移,增厚氧化膜的厚度,同時(shí)增加了鋁的耐電壓的能力。由于它的化學(xué)性質(zhì)活潑,這層氧化膜是不穩(wěn)定的,所以當(dāng)它遇到氯離子、硫酸根離子時(shí),就容易被腐蝕,而失去耐電壓的能力。并且,氧化鋁遇水也會(huì)水解,生成不耐壓的氫氧化鋁(酸性環(huán)境)或偏鋁酸(堿性環(huán)境),這就是鋁電解電容漏電流不穩(wěn)定,易回升的原因。

生產(chǎn)過(guò)程中,微量有害雜質(zhì)離子(氯離子)污染,氯離子在電容內(nèi)部電場(chǎng)作用下,向正極引條處移動(dòng),并將正極引條的鋁腐蝕,經(jīng)較長(zhǎng)時(shí)間作用,使正極引條腐蝕斷開(kāi)。

4   中高壓鋁電解電容防止氯離子腐蝕失效的防控措施

1)嚴(yán)格把關(guān)原材料及部件的檢驗(yàn),層層把關(guān)測(cè)試控制氯離子絕對(duì)不應(yīng)超標(biāo),企標(biāo)要求小于0.25 ppm;

2)文明生產(chǎn),盡可能控制氯離子的污染不發(fā)生。減少芯組在封口前暴露在空氣中的時(shí)間,存放芯組的箱桶要加蓋,特別是浸漬后,盡可能減少?gòu)目諝庵形账只蚵入x子污染,浸漬后的芯組要盡快封口,特別是海邊及陰雨季節(jié)與天氣,控制在4 h內(nèi)一定封口。

3)加嚴(yán)老練頻次及實(shí)驗(yàn)時(shí)間,在老練后的產(chǎn)品剖析發(fā)現(xiàn)有氯離子腐蝕或其跡象,可將此批次加嚴(yán)再老練(提高溫度檔次,或延長(zhǎng)老練時(shí)間),使具有潛在腐蝕危險(xiǎn)的產(chǎn)品提前暴露(在老練中爆炸,鼓底)予以剔除,再剖析。若未發(fā)現(xiàn)有腐蝕跡象,便可放行。使用廠家發(fā)現(xiàn)氯離子腐蝕,而退回的批次產(chǎn)品,也可采用再老練方法予以剔除。

4)引線條應(yīng)盡量采用化成的,并且在工藝中要盡可能減少引條引線、蓋板內(nèi)鉚釘被劃傷的可能,引線引條盡可能采用高品級(jí)。

5)盡可能提高電解液的化成性。使高壓段升壓速率高些。對(duì)氯離子可在電解液中添加阻止氯離子富集的硝基化合物。硝基不僅能化合吸H,而且其氮中的2個(gè)孤電子有螯合配位傾向。給出孤電子與氯離子暫時(shí)配位,而對(duì)氯離子起固定作用。阻止在電場(chǎng)下,向引線條富集。因而起到防氯離子腐蝕的作用。與吸氫劑一樣,也要探討它的足量及效率。對(duì)硝基苯甲醇耐壓性好,雖吸氫效率較差,但固氯離子的作用較強(qiáng)。宜做高壓電解電容器電解液的防腐劑。對(duì)于中壓電解液,只要注意添加足量的硝基化合物,就可以既吸氫又固氯離子。對(duì)于大紋波的電容器其溫升可能超過(guò)5 ℃,特別是85 ℃的大紋波產(chǎn)品,由于其允許溫升高(15 ℃),因而其實(shí)際的溫升往往高達(dá)7~10℃。此時(shí)電解液中的氨揮發(fā)若較多(決定于電解液的性質(zhì),例如采用高電導(dǎo)電解液)也就可能發(fā)生過(guò)堿條件下的氯離子腐蝕。此時(shí)若添加一些硼酸烷基酯、磷酸烷基酯、飽和二羧酸烷基酯,由于它們的沸點(diǎn)較低,可隨水汽或氨的揮發(fā)同時(shí)而揮出。因而中和氨的堿性,破壞過(guò)堿條件的腐蝕。因而它不僅防止了氯離子的腐蝕,同時(shí)也提高了電容器的耐紋波能力。注意,一定要足量(0.5%~1%)。另外在高壓電解液中也可添加二甲酚橙或苯基呋喃酸,萘化物等防止引線條的氯離子腐蝕。

6)蓋板膠塞仍是氯離子的主要來(lái)源。除了檢驗(yàn)要卡嚴(yán),在檢測(cè)方法上仍需要探討。如果電解液中含有多一點(diǎn)的GBL或DMF(15%)之類的溶解性較強(qiáng)的溶劑,或封口不緊、氣壓較大等原因,使電解液進(jìn)入蓋板的邊緣切口處內(nèi)。電解液就易將蓋板中的氯離子富集到電解液中,再富集到引線條附近,就易造成陽(yáng)極氯離子腐蝕,因此在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有條件下,中高壓電解液應(yīng)盡量少用GBL或DMF之類的溶劑,封口應(yīng)設(shè)法封得較緊。使電解液難以浸入蓋板邊緣切口處。同時(shí)應(yīng)盡可能降低中高壓電解液的蒸汽壓,以避免蓋板氯離子能進(jìn)入電解液的可能。

5   腐蝕失效的解決方案

為了防止陽(yáng)極腐蝕,避免產(chǎn)品失效,可以采取以下幾種解決方案。

1)選擇純度較高、含氯離子雜質(zhì)離子較少的原材料。包括陽(yáng)極鋁箔、陰極鋁箔、電解紙、蓋板、鋁殼、引條套管以及配置電解液用的各種化學(xué)藥品等。

2)針對(duì)不同化成工藝的鋁箔研究與之匹配的工作電解液。

3)對(duì)陽(yáng)極引條進(jìn)行高壓化成處理,在引條表面形成耐足夠電壓的保護(hù)膜,提高引條的耐腐蝕性能力。

4)在電解液方面可以添加一些緩蝕劑,延緩腐蝕的進(jìn)程及失效周期,提高產(chǎn)品的性能和延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。

5)鋁電容產(chǎn)品芯包內(nèi)電解液含量不能太高,可以用甩干的辦法除去多余的電解液。

6)嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝,保證生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)塵無(wú)污染的環(huán)境,氯離子含量層層測(cè)試把關(guān)。

7)提高電解電容密封性能,防止外部因素(含氯氣體)侵入導(dǎo)致腐蝕失效。

6   高壓電解電容的鹵素離子的管控建立

鹵素離子特別是氯離子對(duì)高壓電解電容的危害是致命的,其損壞程度主要取決于電容內(nèi)部芯子(包括電解液)、端蓋(包括電木、橡膠)材料中氯離子濃度,當(dāng)給電容兩端加高壓電時(shí),在強(qiáng)電場(chǎng)作用下,氯離子會(huì)向陽(yáng)極鋁箔條處移動(dòng),直至腐蝕陽(yáng)極導(dǎo)箔條。在此化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中會(huì)附加產(chǎn)生氫氣(正常自愈產(chǎn)氫之外),造成電容內(nèi)壓上升,輕者將電容陽(yáng)極板腐蝕斷開(kāi),重者出現(xiàn)鼓底爆炸。

為了更好管控好高壓電解電容中氯離子含量,制定具體管控要求如下。

1)落實(shí)原材料來(lái)料的氯離子含量檢測(cè);

2)抽取至少5個(gè)成品進(jìn)行氯離子含量測(cè)試(樣品必須涵蓋廠家的所有生產(chǎn)批次);

3)每批次抽取至少5個(gè)成品通電(直流或紋波),測(cè)試至少48 h后核實(shí)是否存在氯離子腐蝕異常;

4)嚴(yán)格落實(shí)每批來(lái)貨抽取至少2個(gè)成品進(jìn)行氯離子含量測(cè)試。

7   整改總結(jié)及意義

本文結(jié)合大量失效品分析,對(duì)高壓電解電容失效原因及失效機(jī)理分析,分析結(jié)果表明:電解電容是在特定的使用環(huán)境下,因?yàn)橥獠亢葰怏w入侵,導(dǎo)致電解電容出現(xiàn)氯離子腐蝕失效陽(yáng)極開(kāi)路導(dǎo)致電容失效。經(jīng)過(guò)對(duì)電解電容結(jié)構(gòu)分析、生產(chǎn)工藝分析、氯離子管控分析模擬分析驗(yàn)證,確認(rèn)為電解電容蓋板內(nèi)部附近聚集超標(biāo)含氯元素導(dǎo)致腐蝕失效,氯離子元素從外部入侵導(dǎo)致。通過(guò)提升電容端蓋密封性能,及增加物料氯離子含量測(cè)試監(jiān)控,以及來(lái)料實(shí)驗(yàn)把關(guān),從器件本身提高器件的整體可靠性。

參考文獻(xiàn):

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[3] 陳錦輝.關(guān)于紋波影響電容鼓包的分析研究[J].日用電器,2018(10): 86-89.

(本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志社2020年12月期)



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