鉭電容的三大罪狀：

 

1.固鉭因“不斷擊穿”又“不斷自愈”問題產生失效。

 

在正常使用一段時間後常發生固鉭密封口的焊錫融化，或見到炸開
，焊錫亂飛到線路板上。分析原因是其工作時“擊穿”又“自愈”


，在反複進行，導致漏電流增加。這種短時間(ns～ms)的局部短路，又通過“自愈”後恢複工作。

 

關於“自愈”。理想的Ta2O5

 

介質氧化膜是連續性的和一致性的。加上電壓或高溫下工作時
，由於TＡ＋離子疵點的存在，導致缺陷微區的漏電流增加，溫度可達到500℃～1000℃以上。這樣高的溫度使MnO2還原成低價的Mn3O4。有人測試出Mn3O4的電阻率要比MnO2高4～5個數量級。與Ta2O5介質氧化膜相緊密接觸的Mn3O4就起到電隔離作用，防止Ta2O5介質氧化膜進一步破壞，這就是固鉭的局部“自愈了”。但是，很可能在緊接著的再一次“擊穿”的電壓會比前一次的“擊穿”電壓要低一些。在每次擊穿之後，其漏電流將有所增加，而且這種擊穿電源可能產生達到安培級的電流。同時電容器本身的儲存的能量也很大，導致電容器永久失效。
 

 

2. 固鉭有“熱致失效”問題

 

固鉭的Ta2O5介質氧化膜有單向導電性能
，當有充放大電流通過Ta2O5介質氧化膜，會引起發熱失效。無充放大電流時，介質氧化薄相當穩定，微觀其離子排列不規則、無序的，稱作無定形結構。目測呈現的顏色是五彩幹涉色。當無定形結構向定形結構逐步轉化，逐步變為有序排列
，稱之微“晶化”，目測呈現的顏色不再是五彩幹涉色，而是無光澤
、較暗的顏色。

 

Ta2O5介質氧化薄膜的“晶化”疏散的結構導致鉭電容器性能惡化直至擊穿失效。

 

 

3.固鉭有“場致失效”問題（dV/dT）。

 

固鉭加上高的電壓，內部形成高的電場，易於局部擊穿。

 

擊ji穿chuan事shi故gu發fa生sheng率lv隨sui時shi間jian減jian低di到dao一yi個ge穩wen定ding值zhi。當dang擊ji穿chuan電dian壓ya被bei接jie近jin時shi，擊ji穿chuan發fa生sheng率lv增zeng加jia。隨sui著zhe電dian壓ya的de增zeng長chang，裝zhuang置zhi因yin在zai某mou個ge疵ci點dian發fa生sheng的de熱re逃tao逸yi而er發fa生sheng故gu障zhang的de機ji率lv也ye增zeng加jia。擊ji穿chuan電dian壓ya依yi賴lai於yu脈mai衝chong的de持chi續xu。在zai某mou些xie實shi驗yan中zhong
，可ke以yi看kan到dao擊ji穿chuan電dian壓ya隨sui著zhe脈mai衝chong長chang度du的de增zeng加jia而er降jiang低di。該gai過guo程cheng不bu是shi十shi分fen確que定ding的de；擊穿以不定時間間隔出現在不定位置。在反模式下
，電擊穿是由於焦耳熱產生的熱擊穿的最終狀態。

 

 

電(dian)容(rong)如(ru)果(guo)選(xuan)擇(ze)不(bu)當(dang)的(de)話(hua)，當(dang)電(dian)容(rong)失(shi)效(xiao)後(hou)就(jiu)會(hui)短(duan)路(lu)，一(yi)般(ban)的(de)話(hua)
，有(you)兩(liang)個(ge)可(ke)以(yi)考(kao)慮(lv)
，作(zuo)為(wei)生(sheng)產(chan)廠(chang)商(shang)
，如(ru)果(guo)一(yi)定(ding)要(yao)失(shi)效(xiao)之(zhi)後(hou)是(shi)開(kai)路(lu)狀(zhuang)態(tai)的(de)話(hua)，可(ke)以(yi)考(kao)慮(lv)內(nei)部(bu)有(you)保(bao)險(xian)絲(si)的(de)係(xi)列(lie)，通(tong)過(guo)的(de)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu)都(dou)是(shi)有(you)膽(dan)電(dian)容(rong)內(nei)部(bu)的(de)保(bao)險(xian)絲(si)所(suo)決(jue)定(ding)的(de)。所(suo)以(yi)它(ta)失(shi)效(xiao)後(hou)會(hui)是(shi)一(yi)個(ge)開(kai)路(lu)的(de)模(mo)式(shi)

，還(hai)有(you)客(ke)戶(hu)在(zai)選(xuan)型(xing)的(de)時(shi)候(hou)，一(yi)定(ding)要(yao)考(kao)慮(lv)到(dao)足(zu)夠(gou)多(duo)的(de)餘(yu)量(liang)在(zai)裏(li)邊(bian)，如(ru)果(guo)在(zai)正(zheng)常(chang)的(de)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)使(shi)用(yong)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)是(shi)非(fei)常(chang)的(de)可(ke)靠(kao)的(de)。 

 

鉭電壓在工業電子，汽車電子
，至少需要降額50%使用。

 

另外潮濕也會對電容的ESR起到很大的變化。

 

變化測試：

 

 

其機理如下圖所示：

 

 

一句話：慎重使用鉭電容。

 

參考文獻如下：

 

1.固體鉭電容器和铌電容器的電壓降載法.pdf

 

2.采用不同技術製造的鉭電容器的故障模式.pdf

 

3.Surge Current Testing of Resin Dipped Tantalum Capacitors.pdf

 

4.Effect of Moisture on Characteristics of Surface Mount Solid Tantalum.pdf

 

5.Failure Modes of Tantalum Capacitors Made by Different Technologies.pdf

 

6.Surge in Solid Tantalum Capacitors.pdf

 

 

推薦閱讀：