电解电容器的可靠性试验及失效分析

电解电容器的可靠性试验及失效分析

刘丽霞

广东风华高新科技股份有限公司利华电解电容器分公司 肇庆市 526000

摘要：为进一步加快数字化发展转型，推动电子产业发展，就需要在现有的工作机制下，做好电解电容器的可靠性分析探索。为全面深化电子设备的操作效能，促进电解电容的综合实验，就需要从容量超差、漏电流超值这两个方面对失效的电容实施综合的分析，寻找电解电容器失效的主要原因和问题。为此本文结合当前的工作现状进行观察，判断实验操作的过程。通过实验方案的过程判断，筛选试验的操作模式，从而加快对于失效电解电容的观察。以求全面促进电解电容器的工作机理控制，做好问题统筹，加快工作模式调节，实现设备优化配置，在推动电解电容器工作效果提升的基础上，实现操作机制优化，以便于减少故障风险，提升工作效率。

关键词：电解电容器；可靠性；试验

引言：

在现行的电子工程设备之中，铝电解电容器是其中作为关键的电子元件内容，也是不可替代的电子元件设备。可靠性的试验主要是在一种非破坏性的工作机制下进行试验探究，是电子元器件工作落实的一项主要的措施手段。通过不断的试验观察和判断分析可知，可以让整机的电子元器件的工作稳定性和可靠性增强，令电子元器件的使用寿命逐渐增强。通过在现有的工作机制下，对电解电容器的工作实验操作方案进行判断，分析过程的操作模式，同时强化失效电容的综合性机理分析，以保证电解电容器的工作有效性，减少电解电容器的故障隐患，为今后的电解电容器高效工作管理和有序使用奠定坚实的基础，也为问题的全面优化构建出合理的操作流程。

一、实验方案以及操作流程分析

1、实验方案分析

在高质量的市场竞争环境下，客户对于市场产品的实际需求和基本要求越来越高，为了适应客户的实际需求，电解电容器的生产厂家在实现产品出厂销售的过程中，都会通过一系列的产品实验分析，以保证产品本身的质量效果。而因为此类型的电解电容器在整机上的使用，可以做好实验的数据分析，继而对电解电容器进行试验观察。因为电解电容器的特殊性，电解电容器本身的可靠性要求较高，因为属于维修和更换的产品，因此就需要对可靠性进行筛选分析。首先要选定其本身的额定工作电压，分析额定工作温度在85℃作为基础的应力条件。根据前期的摸底试验分析结果，寻求失效的问题分布以及失效的激励，选择存储、动态老化试验作为筛选的主要条件和基础信息，结合既定的电解电容器元件实验方式方法，按照前期设定的实验目标任务，针对于非前提性的试验在后的操作原则要求，选择先后实验操作顺序为85℃高温48小时情况下进行存储。

2、筛选试验的过程分析

（1）高温存储试验

为了保证最终电解电容器的工作效果，提升电解电容器的工作质量，就需要开展专项的筛选试验分析模式。根据电解电容器的额定温度以及试验的操作方式方法，做85℃连续四十八小时的高温存储监测分析判断。电解电容器的试验基础原理可知，在存储试验操作分析的过程中，存储的实际温度的升高以及持续的额定高温效果，就会导致有缺陷的电容器的内部环境在既定的环境条件下，加速产生一种高效的化学反应现象。在这种环境的影响冲击下，导致电化学的反应加剧，让电解电容器的可靠性呈现降低的状态，从而导致多种缺陷的电解电容器的筛选分析。

（2）高温动态老化筛选

在现行的电解电容器环境下，高温动态老化筛选也可以称之为电老化。结合实验操作方案分析以及实验操作管理的规范性标准，需要在85℃的高温试验箱之内添加1.15倍的额定电压进行四十八小时的电应力老化分析。这种试验判断观察，并且定时测量电容的漏电流工作，能够保证实验效果。通过连续性的高温老化试验，就会将漏电的超值失效效果或是提早出现失效效果的电解电容器进行选择分析。

3、试验结果分析观察

为了保证电解电容器的实验效果，在进行试验分析判断观察的过程中，我们实现了高温存储试验以及高温动态老化的筛选判断，不仅明确了在不同实验操作机制下，电解电容器的可靠性判断机制，同时也提出了针对性的试验操作基础理念。最终可以明确电解电容器在老化过程中以及筛选试验结束之后进行综合的测试观察，测量的这批实验的电容器中大于标称中的容量有三个，而小于标称容量的有两个，漏电流超出上限的有两个，失效的结果有三个，这些不符合技术标准的电容器都是可靠性试验所筛选出来的。另外在后续的电解电容器可靠性筛选分析的过程中，也要重新调节测试的方式和方法，以求做好电解电容器可靠性的精准分析。

二、对于失效电解电容器的失效分析

在现行的电解电容器测试分析的过程中所提出的失效，实质上就是指电解电容器电解电容器经过规定的实验分析时间以及各项工作任务之后，其性能指标超过规范数值信息。对电解电容器进行失效的分析观察判断，就需要首先从电解电容器内部的结构以及功能结构等方面进行探索分析，从而推动研究模式的分析观察，削弱电解电容器的失效问题产生。

在现有的工作机制下铝电解电容器的内部操作结构有着较为精细化的分配。而铝电解电容器主要是经过了反复的腐蚀以及氧化膜之中的阳极铝箔进行控制，在经过了被腐蚀的阴极铝箔，中间也需要隔着电解纸进行燃烧之后，浸渍电解液之后进行分析，铝箔上分别要添加一定的引出线，之后在密封的铝制品结构中进行工作。这个操作流程较为立体全面，可以满足当前的测试分析需求，达到最佳的工作状态。电解电容器内部的铝功能结构换将主要是从电容器的介质出发，将电容器的介质作为氧化铝膜，然后再将电解液真正的转化为阴极。其中在一个角度上的铝箔我们将其转化成为正极，由于氧化铝膜的结构主体成为单向的导电性工作机制，因此就需要在现有的工作机制下，有效的做好正极电位的接合处理。当负极接地电位出现的情况下，介质本身的绝缘作用才能真正的发挥优势。

1、对于容量超差的分析

（1）铆接厚度超标

铝电解电容器的铆接主要是为了来更好地引出线的铝舌，让铝箔本身的结构主体牢固的结合在一起，控制好铆接厚度尤为必要。铆接厚度的操作管理标准，要结合当前生产操作的实际情况进行量化分析和确定。多数来说铆接的厚度若是越小，就说明铆接的牢固性相对较高，接触的实际电阻也会逐渐的缩小。但是若是铆接的实际厚度相对较薄，就会导致厚度就会出现铆裂、断箔的情况出现。反之，若是铆接的牢固性失衡，接触到的电阻逐渐的呈现出一种较大的趋势，就会导致电容量难以完全的引入其中，电容量也会随之逐渐地被减小。更有甚者在此背景下的电容量也会逐渐的呈现出一种衰减性的效果，因此就会逐渐的减小。严重的情况下，就会电解电容器内容出现无容量的情况。为此做好技术分析，加快电解电容器的监测判断，削弱铆接厚度超标的问题，对现阶段的铆接厚度超标大小不一，因此在记得使用中就要提前做好布置分析，构建出高效的控制管理机制，以此保证铆接厚度的超标状态始终控制在合理的范围内。

（2）刺铆针、刺铆孔位置添加润滑油

在具体的生产操作的过程中，为了更好的提升使用效果，优化电解电容器生产创新手段，在具体的生产中，随着刺铆的次数进行增加和优化，刺铆针以及刺铆孔之间的磨损度也会呈现出更高的磨损效果。另外刺铆针进入到刺铆孔的深度也会对最终的铆花效果以及大小都会产生出较大的影响。在调整的过程中，曾经出现的最佳做法在于加入硅油之类的润滑剂效果，以便于全面调节转化铆花的实际类型以及大小状态。因为油类物质本身的润滑作用较为明显，当刺铆针退出刺铆孔的情况下，铆花的实际花瓣也会因为摩擦力的影响来回变化。这的确对于整个铆花的花型结构大小产生出一定的影响，并且会加强操作模式的优化。但是因为油类本身就是一种基础的介质，其自身的导电能力相对较弱，在添加之后就会隔绝在导针铝片以及阳极铝箔的基体铝之间，让他们不能产生高质量的接触效果。另外因为油类本身对于阳极氧化膜微孔的缓慢渗透，也会在潜移默化的影响下出现渗透的情况，这样必然会直接影响产品电容量的引出，导致电容量的出现衰减的状态，较为严重的情况下也会导致无电容量的情况出现。

（3）阳极铝箔的箔粉相对较多

在进行铆接处理的过程中，刺铆针直接穿透了导针铝片以及铝箔反面翻出铆花的花瓣效果，之后再经过刺铆座的支撑进行压平和处理，导致导针铝片以及阳极铝箔的基体之间进行接触操作，完成电信号的引出操作。若是在现有的工作机制下，阳极铝箔的箔粉本身的消耗也相对较多，刺铆压平之后就会进行导针铝片以及阳极铝箔之间的基体铝之间出现隔绝处理效果，让其不能产生较为明显高效接触。因为箔粉的实际组成部分就是一种基础的中间介质，导电本身的效果和能力相对较差。因此就会直接影响产品电容量的估量分析，造成电容量的衰减出现，严重的情况下就会造成无容量的出现。

（4）产品老练的工艺参数控制不佳

在当前的工作机制下，产品的老练的工艺参数相对较多，包含的数据主要有老练电压、温度以及时间等等。若是这些工艺的实际参数没有得到较佳的控制处理，不仅难以达到较佳的工作效果，漏电的电流也相对较大，同时也会影响产品的其他导电参数信息以及工作效率和使用寿命。在影响产品工艺效果的相关数据中，经常会因为电压相对较高，导致老练的实际温度呈现上升的情况，老练的时间也会相对较长，这些因素就会导致产品的内部压力呈现出上升的趋势，芯片内部的温度逐渐升高，阳极氧化膜出现增厚的情况，令产品的电容量会逐渐衰减的情况出现。若是产品本身在老练的过程中呈现了较强的反向电压，在较短的时间呃逆，就会在阴极铝箔位置快速的产生出一层较为明显的氧化膜，阴极本身的比容速度也会呈现出降低的情况，产品自身的电容量也会因为这种衰减效果逐渐的进行了缩短。

（5）产品本身的装配密封性效果不佳

产品的装配密封性效果若是难以得到保障，呈现的效果不佳，就会导致电解液逐渐地挥发消散，电容量也会在这种挥发的影响下逐渐地减小，损耗也会逐渐的增大，电解液干涸，产品最终也会出现失效的情况。但是要保证产品密封性的工作效果和工作质量，卷边以及胶塞平面一定不能有缝隙的出现，滚槽实际的深度和具体的位置变化状态，要结合产品自身的实际直径和胶塞的厚度大小不同而造成较为明显的调节优化机制。滚槽的位置中心应当是在导针铝棒结构的中间位置，滚槽的宽度要尽量的扩张和拓展，但是在具体的操作和密封的过程中导针铝棒的实际长度不应当过长，以此提升工作的效率，保证最佳工作效果。

2、对于漏电流差值的分析判断

电容器的机制本身对于直流电流之间有着较强的制约阻碍的作用。但是因为铝逐渐的氧化，令氧化膜的介质结构上浸润一定的电解液，在施加电压的过程中，就需要重新进行修复和调节，做好氧化膜的修复处理。在此过程中往往会出现较为明显的电流效果，我们可以将这种现象称之为漏电流。当电容刚刚施加电压的情况下，充电的电流相对较大，随着时间的推动和传输，充电的电流会逐渐的减少并且最终保持一种较为稳定的工作数值，我们可以将这种电解电容器的工作现象称之为漏电电流。在现有的电解电容器工作机制中，漏电流实质上就是为了更好地衡量和分析电解电容器的工作状态和生产水平。漏电流超值的情况是一般铝电解电容器在存储以及高温动态老化实验操作所产生的失效现象状态。失效的主要原因操作室电解电容器的有害杂质离子或是电解液之间有一定的水分添加，侵蚀破坏了氧化膜信息状态，让介质膜逐渐的消耗，在高温存储试验的过程中，没有外来电压对其进行氧化膜的修复处理操作，让暴露呈现出来的瑕疵数量逐渐呈现出增大的趋势，这就导致了漏电流增大超差失效的情况产生。

3、对于失效电容的分析判断

结合具体的操作管理规范要求和基础的理论数据可知，失效电容多数都是因为开路问题、接触不良等不同的电解液干涸，造成失效。

（1）开路失效

开路失效多数都出现在引出线腐蚀的断开位置，在这个位置中多数出现的断电情况都是因为引出线与铝杆之间的焊接很容易出现故障。在现有的工作中这种开路失效多数出现在正极环境上，失效机理的分析判断观察可以发现为电池腐蚀以及化学腐蚀问题的所产生的。铝电解电容器的引出线多数都是较为高效的线路主体。此线路结构与铝杆完成对接焊接处理之后就会形成特殊的共熔物材料结构。当电解液内部的水分含量相对较高的情况下，上述的共熔物在电解液中会构建成一种微电池的操作，还有就是封口位置的盖封位置受到热度、氧以及金属盐等相关材料的有影响限制，导致电解液的浸泡而出现的老化和溶胀问题，这种情况下的盖封内部有着一定的补强剂材料。在此工作推进的过程中，杂质离子也会逐渐被稀释出来，加速了对于焊接位置的腐蚀冲击。

电解电容器在实施动态老化的情况下，加之因为受到直流电压的影响，电解液之中的负离子也会在电场的工作机制影响下，直接影响电容进行优化。因为腐蚀的侵袭影响主要是在容器本身的正极部位，负极区内部因为缺少了可以抑制氧化的离子，因此焊接工作问题较为凸显。

（2）接触不良失效

当前我们所观察到的电解电容器接触不良主要是呈现在电容数值有时出现有时缺失，因此就需要在现有工作机制的前提下，触动电容器引线的容量值始终保持正常的损耗效果，但是损耗的稳定性不佳。导致这种问题的出现主要是因为容器引线本身的焊接位置，在实现焊接处理的过程中没有高效的处理调节，就会导致氧化情况的出现，致使导电性能出现直接的影响。

（3）电解液逐渐干涸

工作电解液本身就是电解电容器实际的阴极，在现有环境下电解液干涸实质上就等同于电容器失去阴极，在带电性能的结构上就能充分地彰显出电容量的高低效果。电解液通过封口橡皮塞、引线孔以及滚标位置所呈现和反映出的一种失效的现象。这也是因为橡皮塞出现问题、铝壳裂缝较大所导致的电容密封性不足，最终令电解液逐渐的出现干涸的情况。

总结：电解电容器的可靠性实验加快了电子工程技术的优化控制管理，为进一步推动技术转型和工作流程的调控，相关的技术人员在电解电容器分析基础上，通过明确实验方案和构建高效的处理措施，加快了技术改革工作任务的全面推进，不仅为整个电解电容器的工作机制调节塑造了新的工作体系，也在现有的电解电容器工作改革基础上，强化了故障风险问题排查能力，实现了操作管理水平的提升。另外为了保证电解电容器工作效率，发挥工作管理优势，越来越多的人通过实践的探索和综合的分析，判断在不同环境下电解电容器的反应状态。

参考文献

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