瓷片電容失效分析
瓷片電容分高壓瓷片電容及低壓瓷片電容。在應(yīng)用,為何會(huì)有失效?從幾點(diǎn)進(jìn)行分析
一:瓷片電容在電場(chǎng)作用下的擊穿破壞遵循弱點(diǎn)擊穿理論,而局部放電是產(chǎn)生弱點(diǎn)破壞的根源。除因溫度冷熱變化產(chǎn)生熱應(yīng)力導(dǎo)致開(kāi)裂外,對(duì)于環(huán)氧包封型高壓陶瓷電容,無(wú)論是留邊型還是滿(mǎn)銀型電容都存在著電極邊緣電場(chǎng)集中和陶瓷-環(huán)氧的結(jié)合界面等比較薄弱的環(huán)節(jié)。環(huán)氧包封的瓷片電容由于環(huán)氧樹(shù)脂固化冷卻過(guò)程體積收縮,產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力以殘余應(yīng)力的形式保留在包封層中,并作用于陶瓷-環(huán)氧界面,劣化界面的粘結(jié)。在電場(chǎng)作用下,組成高壓瓷片電容瓷體的鈣鈦礦型鈦酸鍶鐵類(lèi)陶瓷(SPBT)會(huì)發(fā)生電機(jī)械應(yīng)力,產(chǎn)生電致應(yīng)變。當(dāng)環(huán)氧包封層的殘余應(yīng)力較大時(shí),二者聯(lián)合作用極可能造成包封與陶瓷體之間脫殼,產(chǎn)生氣隙,從而降低電壓水平。
二:介質(zhì)內(nèi)空洞:導(dǎo)致空洞產(chǎn)生的主要因素為陶瓷粉料內(nèi)的有機(jī)或無(wú)機(jī)污染、燒結(jié)過(guò)程控制不當(dāng)?shù)?斩吹漠a(chǎn)生極易導(dǎo)致漏電,而漏電又導(dǎo)致器件內(nèi)局部發(fā)熱,進(jìn)一步降低陶瓷介質(zhì)的絕緣性能從而導(dǎo)致漏電增加。該過(guò)程循環(huán)發(fā)生,不斷惡化,導(dǎo)致其耐壓水平降低。
三:包封層環(huán)氧材料因素:一般包封層厚度越厚,包封層破壞所需的外力越高。在同樣電場(chǎng)力和殘余應(yīng)力的作用下,陶瓷基體和環(huán)氧界面的脫粘產(chǎn)生氣隙較為困難。另外固化溫度的影響,隨著固化溫度的提高,高壓瓷片電容的擊穿電壓會(huì)越高,因?yàn)楦邷毓袒瘯r(shí)可以較快并有效地減少殘余應(yīng)力。隨著整體模塊灌膠后固化的高溫持續(xù),當(dāng)達(dá)到或超過(guò)陶瓷電容器外包封層環(huán)氧樹(shù)脂的玻璃轉(zhuǎn)化溫度,達(dá)到了粘流態(tài),陶瓷基體和環(huán)氧界面的脫粘產(chǎn)生了氣隙,此時(shí)的形變就很難恢復(fù),這種氣隙會(huì)降低陶瓷電容的耐壓水平。
四:機(jī)械應(yīng)力裂紋:陶瓷體本身屬于脆性較高的材料,在產(chǎn)生和流轉(zhuǎn)過(guò)程中較大的應(yīng)力可能造成應(yīng)力裂紋,導(dǎo)致耐壓降低。常見(jiàn)的應(yīng)力源有:工藝過(guò)程電路板流轉(zhuǎn)操作;流轉(zhuǎn)過(guò)程中的人、設(shè)備、重力等因素;元件接插操作;電路測(cè)試;單板分割;電路板安裝;電路板定位鉚接;螺絲安裝等。
導(dǎo)致瓷片電容失效結(jié)論
一:直接原因:陶瓷-環(huán)氧界面存在間隙,導(dǎo)致其耐壓水平降低。
二:間接原因:二次包封模塊固化過(guò)程中產(chǎn)生了環(huán)氧材料應(yīng)力收縮,致使陶瓷-環(huán)氧界面劣化,形成了弱點(diǎn)放電的路徑。
三:二次包封模塊固化后,樣品放置時(shí)間過(guò)短,其內(nèi)部界面應(yīng)力未完全釋放出來(lái),在陶瓷-環(huán)氧界面存在微裂紋,導(dǎo)致耐壓水平降低。
減少失效瓷片電容的使用,在選擇產(chǎn)品建議選擇實(shí)力廠(chǎng)家生產(chǎn)的,質(zhì)量有保障。
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編輯:admin 最后修改時(shí)間:2018-02-26