电解电容器失效模式分类
铝电解电容的失效分析
应用铝电解电容器必须考虑的问题铝电解电容器的失效一、铝电解电容器失效的最主要原因电解液干涸！电解液干涸的原因电解液自然挥发电解液的消耗电解液自然挥发电解液的挥发速度随温度的升高而变快；电解液的挥发速度与电容器的密封质量有关，无论在高温还是在低温条件下都要有良好的密封性。
电解液的消耗漏电流所引起的电化学效应消耗电解液；铝电解电容器的寿命随漏电流增加而减少；漏电流随温度升高而增加：250C时漏电流仅仅是850C时漏电流的不到十分之一；漏电流随施加电压升高而增加：耐压为400V的铝电解电容器在额定电压下的漏电流大约是90%额定电压下的漏电流的5倍。
电解液干涸的时间就是铝电解电容器的寿命影响铝电解电容器寿命的因素（温度1）根据铝电解电容器的电解液的不同，铝电解电容器的最高工作温度可分为：一般用途：850C；一般高温用途：1050C：特殊高温用途：1250C：汽车发动机舱：140∽1500C；影响铝电解电容器寿命的因素（额定寿命小时数）按寿命小时数铝电解电容器可以分为：一般用途（常温，3年以内）：1000小时；一般用途（常温，希望比较长的时间）：2000小时以上；工业级：更长的寿命小时数。
影响铝电解电容器寿命的因素（温度2）温度每升高100C，寿命小时数减半；影响铝电解电容器寿命的因素（电解液）电解液的多与寡决定铝电解电容器的寿命；影响铝电解电容器寿命的因素（应用条件）高温缩短铝电解电容器寿命；高纹波电流缩短铝电解电容器寿命；工作电压过高缩短铝电解电容器寿命；二、影响铝电解电容器寿命的参数与应用条件工作电压与漏电流的关系工作电压与漏电流的关系CDE生产的450V/4700Uf/850C铝电解电容器的漏电流与施加电压的关系：温度与漏电流的关系CDE生产的450V/4700Uf/850C铝电解电容器的漏电流与环境温度的关系：温度、电压、纹波电流共同作用对寿命的影响以EPCOS的B43697电子镇流器用铝电解电容器为例在不同的电压与温度条件下的铝电解电容器寿命不同。
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。
铝电解电容失效
铝电解电容器的失效模式主要有以下几种：
漏液：铝电解电容器的电解液泄露会导致设备性能下降甚至失效。
这通常是由于密封不佳、橡胶老化、龟裂或者长时间工作等因素引起的。
爆炸：当铝电解电容器在工作电压中交流成分过大，或氧化膜介质有较多缺陷，或存在氯根、硫酸根之类有害的阴离子，以致漏电流较大时，电解作用产生的气体的速率较快，工作时间愈长，漏电流愈大，壳内气体愈多，温度愈高，就有可能发生爆炸。
击穿：工艺缺陷、机械应力的施加、引出线与铝箔铆接不实等原因都可能导致铝电解电容器的击穿。
烧毁：铝电解电容器的烧毁主要是由于过电压、纹波电流过大、施加反向电压、频繁充放电、施加交流电等因素引起的。
开路：引出线与铝箔接触不良、腐蚀、氯离子的侵入等原因可能导致铝电解电容器的开路。
短路：氧化膜劣化、金属微粒附着、引线毛刺等原因可能导致铝电解电容器的短路。
容量下降：阳极箔容量减少、阴极箔容量减少、电解液干涸等原因可能导致铝电解电容器的容量下降。
损耗上升：阳极箔容量减少、阴极箔容量减少、电解液干涸等原因可能导致铝电解电容器的损耗上升。
在应用中，需要避免在过电压、过电流、过热等极端条件下使用铝电解电容器，以避免其失效。
同时，也需要注意选择质量可靠的产品，并在使用过程中进行适当的维护和保养，以延长其使用寿命。
电容器失效模式和失效机理
金属化纸介电容器在高湿环境中工作时,电容器正端引线根部会遭到严重腐蚀,这种电解性腐蚀导致引线机械强度降低,严重时可造成引线断裂失效.
(6)、铝电解电容器的失效机理
铝电解电容器正极是高纯铝,电介质是在金属表面形成的三氧化二铝膜,负极是黏稠状的电解液,工作时相当一个电解槽.铝电解电容器常见失效模式有:漏液、爆炸、开路、击穿、电参数恶化等,有关失效机理分析如下.
产生低电平失效的原因主要在于电容器引出线与电容器极板接触不良,接触电阻增大,造成电容器完全开路或电容量幅度下降.
精密聚苯乙烯薄膜电容器一般采用铝箔作为极板,铜引出线与铝箔极板点焊在一起.铝箔在空气中极易氧化;极板表面生成一层氧化铝半导体薄膜,在低电平条件下氧化膜层上的电压不足以把它击穿,因而铝箔间形成的间隙电容量的串联等效容量,间隙电容量愈小,串联等效容量也愈小.因此,低电平容量取决于极板表面氧化铝层的厚薄,氧化铝层愈厚,低电平条件下电容器的电容量愈小.此外,电容器在交流电路中工作时,其有效电容量会因接触电阻过大而下降,接触电阻很大时有效电容量可减小到开路的程度.即使极板一引线间不存在导电不良的间隔层,也会产生这种后果.
② 电解液沿引线渗漏,使引线遭受化学腐蚀;
③ 引线在电容器制造过程中受到机械损伤;
④ 引线的机械强度不够.
(6) 引起电容器绝缘子破裂的主要原因
① 机械损伤;
② 玻璃粉绝缘子烧结过程中残留热力过大;
③ 焊接温度过高或受热不均匀.
(7) 引起绝缘子表面飞弧的主要原因
① 绝缘了表面受潮,使表面绝缘电阻下降;
⑧ 在机械应力作用下电介质瞬时短路.
(2) 引起电容器开路的主要失效机理
① 引线部位发生“自愈“,使电极与引出线绝缘;
细叙各类电子元器件的失效模式与机理
细叙各类电子元器件的失效模式与机理
电子元器件的主要失效模式包括但不限于开路、短路、烧毁、爆炸、漏电、功能失效、电参数漂移、非稳定失效等。
对于硬件工程师来讲电子元器件失效是个非常麻烦的事情，比如某个半导体器件外表完好但实际上已经半失效或者全失效会在硬件电路调试上花费大把的时间，有时甚至炸机。
硬件工程师调试爆炸现场
所以掌握各类电子元器件的实效机理与特性是硬件工程师比不可少的知识。
下面分类细叙一下各类电子元器件的失效模式与机理。
电阻器失效模式与机理失效模式：各种失效的现象及其表现的形式。
失效机理：是导致失效的物理、化学、热力学或其他过程。
1、电阻器的主要失效模式与失效机理为1) 开路：主要失效机理为电阻膜烧毁或大面积脱落，基体断裂，引线帽与电阻体脱落。
2) 阻值漂移超规范：电阻膜有缺陷或退化，基体有可动钠离子，保护涂层不良。
3) 引线断裂：电阻体焊接工艺缺陷，焊点污染，引线机械应力损伤。
4) 短路：银的迁移，电晕放电。
2、失效模式占失效总比例表
(1)、线绕电阻
失效模式占失效总比例开路90%阻值漂移2%引线断裂7%其它1%
(2)、非线绕电阻
失效模式占失效总比例开路49%阻值漂移22%引线断裂17%其它7%
3、失效机理分析
电阻器失效机理是多方面的，工作条件或环境条件下所发生的各种理化过程是引起电阻器老化的原因。
(1)、导电材料的结构变化
薄膜电阻器的导电膜层一般用汽相淀积方法获得，在一定程度上存在无定型结构。
按热力。
电容的MTBF报告
电容的MTBF报告1. 引言本文旨在提供关于电容的可靠性指标MTBF（Mean Time Between Failures）的报告。
MTBF是一项重要的指标，用于评估电子元件的可靠性和预测故障发生的频率。
对于电容器而言，MTBF可以帮助我们了解其在特定工作条件下的使用寿命和可靠性。
2. 电容器的基本原理电容器是一种电子元件，由两个电极和介质组成。
电极之间的介质可以是空气、陶瓷或电解质等。
电容器的基本原理是利用电极之间的电场储存电荷。
当电压施加到电容器上时，电荷会在电极之间积累，从而形成电场。
3. 电容器故障模式电容器可能会出现多种故障模式，导致其失效或降低性能。
以下是一些常见的电容器故障模式：3.1. 电解液干燥对于电解电容器而言，电解液的干燥是一种常见的故障模式。
电解液的干燥可能会导致电容器内部的电解质浓度下降，从而影响电容器的性能和寿命。
3.2. 电极腐蚀电容器的电极可能会受到腐蚀。
腐蚀可能会导致电极的电阻增加，从而影响电容器的性能。
3.3. 电压过载电容器在使用过程中可能会遭受电压过载。
电压过载可能会导致电容器内部的电场强度超过其设计限制，从而引发电容器失效。
4. 电容器的MTBF计算计算电容器的MTBF需要考虑多个因素，包括电容器的设计、工作条件和环境条件等。
常见的MTBF计算方法包括基于实验数据和基于模型的方法。
4.1. 基于实验数据的MTBF计算基于实验数据的MTBF计算是通过对大量电容器的实际运行数据进行统计分析来得出MTBF值。
这种方法需要大量的实验数据和时间来进行统计分析，从而得出较为准确的MTBF值。
4.2. 基于模型的MTBF计算基于模型的MTBF计算是通过建立数学模型和可靠性模型来预测电容器的MTBF值。
这种方法需要考虑电容器的工作条件、故障模式和可靠性参数等因素，并使用数学方法进行计算和模拟。
5. 提高电容器的可靠性为了提高电容器的可靠性，我们可以采取一些措施：5.1. 选择合适的电容器根据实际需求选择合适的电容器，包括电容值、电压等级和使用环境等因素。
电容的主要失效模式、失效原理及预防措施
产生电化学离解
固体钽电 短路
解
氧化膜缺陷、钽块与阳极引出线产生相对位 移、阳极引出钽丝与氧化膜颗电容器粒接触
开裂
热应力、机械应力
瓷介电容 短路
介质材料缺陷、生产工艺缺陷、银电极迁移
器
低 电 压 失 低电压失效介质内部存在空洞、裂纹和气孔
效
等缺陷工作条件类别
预防措施及注意事项
应确保不含卤素,在采用此类材料前应注意
助焊剂已完全干透
(7)使用清洁剂以后必须充分干燥,采用免洗
型助焊剂也需充分干燥
(8)确保电容的封口位置不受压
(9)当采用胶黏剂或其它材料固定元件时,应
小心不要让此类材料完全覆盖电容器的封
口,同时应确保电容器的完全阀不被封闭
储存
(1)电容器应储存在正常的温度、湿度条件 下。避免受到阳光直射
式和失效机理
类别
失效模式 失效原理
密封不佳、橡胶老化龟裂、高温高压下电解
漏液
液挥发，密封工艺不佳、阳极钽丝表面粗糙、
负极镍引线焊接不当液体
工作电压中交流成分过大、氧化膜介质缺陷、
炸裂
存在氯离子或硫酸根之类的有害离子、内气
压高
铝电解电 开路
容
电化学腐蚀、引出箔片和阳极接触不良、阳 极引出箔片和焊片的铆接部分氧化
类别
工作条件 预防措施及注意事项
(1)确定工作温度及纹波电流在规定范围内
工 作 温 度 纹波电流
及 纹 波 电 (2)当并联两个或更多电容时,需注意接线电
流 铝电解电
容
阻应计算在内 (3)注意电容工作时的热能导致设备内部温 度的提升
(1)注意电容的正负极,不应施加反向电压或
20-4 电解电容器失效模式分类
金属微粒附着
引出线与铝箔 接触不充分 氧化膜,电解纸 的绝缘作用受到破坏 氧化膜,电解纸 的绝缘作用受到破坏 引出线与铝箔 接触不充分 引出线与铝箔 接触不充分 引出线与铝箔 接触不充分
铝箔，引线毛刺
引出线与铝箔铆接不 良 机械应力的施加
X X X X X X X X X X X X X
X X X X X X X X X X X X X
阳极箔容量减小 氧化膜劣化 氧化膜,电解纸 的绝缘作用受到破坏 引出线与铝箔 接触不充分 氧化膜劣化 氧化膜劣化 长时间使用 电解液干涸 氧化膜,电解纸 的绝缘作用受到破坏 氧化膜,电解纸 的绝缘作用受到破坏 引线受到异常外部应 力 引出线与铝箔 接触不充分 氯离子的侵入 腐蚀 使用含卤素的洗净剂 氯离子的侵入 氯离子的侵入 粘接剂,涂层剂的使 用
容量下降 容量下降 X X X 容量下降 容量下降 容量下降 X 容量下降 容量下降 容量下降 X 容量下降
损耗上升 损耗上升 X X X X X X X X X 损耗上升 X 损耗上升
X 漏电流上升 X X 漏电流上升 X X 漏电流上升 漏电流上升 漏电流上升 漏电流上升 漏电流上升 X X
X X X X 防爆阀打开 X 防爆阀打开 防爆阀打开 X 防爆阀打开 防爆阀打开 X X X
X X X X X X X X X X X X X X
X X X X X X X X X X X X X X
X X 短路 X X X X 短路 短路 短路 短路 短路 X X
X X X 开路 X X X X X X X 开路 开路 X
短路 短路 X 短路 短路 X X 短路 短路 X 短路 短路 短路
使用温度过高
粘接剂,涂层剂的使 用
腐蚀 氧化膜劣化 氧化膜,电解纸 的绝缘作用受到破坏
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X 容量下降 容量下降 容量下降 X 容量下降 容量下降 容量下降 X 容量下降 X 容量下降
X X X X X X X 损耗上升 X 损耗上升 X 损耗上升
漏电流上升 X X 漏电流上升 漏电流上升 漏电流上升 漏电流上升 漏电流上升 X X 漏电流上升 漏电流上升
防爆阀打开/端蓋破裂 X 防爆阀打开/端蓋破裂 防爆阀打开/端蓋破裂 X 防爆阀打开/端蓋破裂 防爆阀打开/端蓋破裂 X X X X X
失效模式
漏电流上升 X 漏电流上升 漏电流上升 漏电流上升 漏电流上升 X 漏电流上升 漏电流上升 X 漏电流上升 X 漏电流上升 漏电流上升 漏电流上升 漏电流上升 防爆阀打开/端蓋破裂 防爆阀打开/端蓋破裂 X X X 防爆阀打开/端蓋破裂 防爆阀打开/端蓋破裂 X X X 防爆阀打开/端蓋破裂 防爆阀打开/端蓋破裂 X X X 防爆阀打开/端蓋破裂
失效模式
X 漏电流上升 漏电流上升 漏电流上升 漏电流上升 X X X 漏电流上升 漏电流上升 X X X X X X 防爆阀打开 蓋破裂 X / 端
阳极箔容量减小 频繁充放电 氧化膜劣化 电解液干涸 内部温度上升 内压增加 阳极箔容量减小 阴极箔容量减小 施加交流电 氧化膜劣化 电解液干涸 内压增加 阳极箔容量减小
使用原因／制造原因
氧化膜劣化
失效现象
容量下降 X X 损耗上升 X X
失效模式
漏电流上升 X X X X X
氧化膜,电解纸的绝缘作用受到破坏 使用温度过高 引出线与铝箔接触不充分
氧化膜劣化 氧化膜劣化 长时间使用 电解液干涸 氧化膜,电解纸的绝缘作用受到破坏 氧化膜,电解纸的绝缘作用受到破坏 引线受到异常外部应力 引出线与铝箔接触不充分 氯离子的侵入 腐蚀 使用含卤素的洗净剂 氯离子的侵入 氯离子的侵入 粘接剂,涂层剂的使用 腐蚀 氧化膜劣化
使用原因／制造原因
失效现象
氧化膜,电解纸的绝缘作用受到破坏 容量下降 容量下降 容量下降 容量下降 容量下降 损耗上升 损耗上升 损耗上升 损耗上升 X
失效模式
漏电流上升 漏电流上升 漏电流上升 漏电流上升 漏电流上升 X X X X X
氧化膜的缺陷
引出线与铝箔接触不充分 氧化膜劣化
电解液不足
氧化膜,电解纸的绝缘作用受到破坏 氧化膜,电解纸的绝缘作用受到破坏
使用原因／制造原因
内部温度上升 内压增加 施加过量电压
失效现象
容量下降 X 容量下降 容量下降 容量下降 容量下降 X 容量下降 容量下降 容量下降 容量下降 X 容量下降 容量下降 容量下降 容量下降 损耗上升 X 损耗上升 损耗上升 损耗上升 损耗上升 X 损耗上升 损耗上升 损耗上升 损耗上升 X 损耗上升 损耗上升 损耗上升 损耗上升
金属微粒附着
金属微粒附着
引出线与铝箔接触不充分 氧化膜,电解纸的绝缘作用受到破坏 氧化膜,电解纸的绝缘作用受到破坏
X 容量下降 容量下降 X 容量下降 容量下降
X 损耗上升 损耗上升 X 损耗上升 损耗上升
X 漏电流上升 漏电流上升 X 漏电流上升 漏电流上升
X X X X X X
铝箔，引线毛刺 引出线与铝箔接触不充分 引出线与铝箔铆接不良 机械应力的施加 引出线与铝箔接触不充分 引出线与铝箔接触不充分
阳极箔容量减小 氧化膜劣化 电解液干涸 内部温度上升 内压增加
纹波电流过大
阳极箔容量减小 氧化膜劣化 电解液干涸 内部温度上升 内压增加 阳极箔容量减小
施加反向电压 氧化膜劣化 电解液干涸 内部温度上升
使用原因／制造原因
内压增加
失效现象
X 容量下降 容量下降 容量下降 容量下降 X 容量下降 X 容量下降 容量下降 X 容量下降 X 损耗上升 损耗上升 损耗上升 损耗上升 X 损耗上升 损耗上升 损耗上升 损耗上升 X 损耗上升