鉭電容器和獨石電容器應用中的失效分析

鉭電容器和獨石電容器應用中的失效分析
樊曉團 胡圣 西安微電子技術研究所（西安710054）
1前言
　　對于有極性的鉭電容器來說，人們最容易想到的是極性接反引起的擊穿失效。通過多次分析實例來看，這種失效原因在實際工作中出現的可能性較小，常常出現的是一種較為隱蔽的原因所導致的失效—焊接溫度高、焊接持續時間長。而獨石瓷介電容器本身為無極性電容器，但在失效分析過程中發現，有些獨石電容器表現出與極性明顯相關，即兩個不同方向的漏電流相差很顯著，這正是電容器介質中離子遷移的實際表現，采用環氧樹脂固封后研磨，發現此類電容器的失效原因是電容器的質量隱患所致，受其制造工藝過程的復雜性影響。
2固體電解質鉭電容器的失效分析
　　某型號機器在隨機振動過程中，±15V電壓降至5V左右，后經檢查發現該電容器短路，在整機板上的連接如圖1所示。
　　測試發現，電容器正負極間已經短波，其阻值約為0.1Ω。與原始失效現象一致。采用BT1505型X光機透視觀察，看到電容器內部陽極一端空腔內有一塊較大的多余物，其X光機下的形貌如圖2所示。將電容器振動后在X光機下換不同角度的觀察，發現多余物可以移動。然后分別將電容器進行搖晃、振動、翻轉，重新測試，電容器時而短路，時而正常。證實電容器失效確是因內部多余物引起時斷時通。仔細進行解剖分析，剝除電容器陰極金屬外殼，暴露出陽極內芯，取出內部多余物，在顯微鏡下檢查，此多余物為焊錫，如圖3所示。取出電容器腔體內的多余焊錫后，用數字電橋測試儀測試電容值，結果正常，100Hz條件下為100.8μf,1kHz條件下為99.5μf。
　　該鉭電容器因腔體內部有焊錫多余物，在振動試驗中引起短路失效，產生多余物的原因是焊接不當，如鉻鐵溫度高，持續時間長，引起電容器內鉭絲與陽極引線熔焊的焊錫受熱后流出所致。因此我們建設：（1）在焊接器電容器的過程中應盡量縮短焊接時間，以免使電容器內焊錫熔化變為多余物，引起短路失效；（2）進行X射線透視觀察，淘汰有多余物的電容器。用戶接到分析報告后返回焊接過程檢查，證實是工作人員鍍錫時不慎將電容器浸入錫鍋較深且放置時間較長引起的。類似失效情況還有幾例，所以此類問題應引起足夠重視。