电容使用注意事项与失效解决方案0001.docx

电容使用注意事项与失效解决方案 在确认使用及安装环境时，作为按产品样本设计说明书所规定的额定性能范围内 使用的电容器，应当避免在下述情况下使用电容使用注意事项与失效解决方案：电容的选用注意事项在确认使用及安装环境时，作为按产品样本设计说明书所规定的额定性能范 围内使用的电容器，应当避免在下述情况下使用：a、高温（温度超过最高使用温度）;b、过流（电流超过额定纹波电流），施加纹波电流超过额定值后，会导致电 容器体过热，容量下降，寿命缩短；c、过压（电压超过额定电压），当电容器上所施加电压高于额定工作电压时， 电容器的漏电流将上升，其电氧物性将在短期内劣化直至损坏；d、 施加反向电压或交流电压，当直流铝电解电容器按反极性接入电路时， 电容器会导致电子线路短路，由此产生的电流会引致电容器损坏若电路中有可 能在负引线施加正极电压，选用无极性电容器；e、 使用于反复多次急剧充放电的电路中，如快速充电用途，其使用寿命可 能会因为容量下降，温度急剧上升等而缩减；f、在直接与水、盐水、油类相接触或结露的环境、充满有害气体的环境硫 化物、氨水等）、直接日光照射、臭氧、紫外线及有放射性物质的环境、振动及 冲击条件超过了样本及说明书规定范围的恶劣环境下，禁止使用电容器；g、电容器安装时，电容器防爆阀上方留有空间、爆阀上方避免配线及安装 其他元件、电容器四周及电路板避免安装发热元件。

电容安装的注意事项a、用过的电容器不能再使用，但作为周期检查可卸下来测试电性能;b、如果电容器已充电，使用前要用一个约1kQ的电阻放电;c、如果电容器在超过35°C，湿度大于70%的条件下存放，其漏电流可能上 升，使用前可通过一个约1kQ的电阻施加额定电压处理；d、安装前要确认电容器的额定容量、电压和极性;e、掉在地面的电容器不要使用;匚变形的电容器不要使用;g、电容器的正负引线间距应与PCB板焊孔的位置相吻合若将电容器强行 插入孔距不配套的电路板，会有应力作用于引出线，会导致电容器短路或漏电流 上升;h、安装时把电容器引脚或焊针插入PCB板，直到电容器底部贴到PCB板表 面;匚不要施加超过规定的机械压力当拉力施加到电容器引出线，该拉力将 作用于电容器内部，会导致电容器内部短路，开路或漏电流上升在电容器焊装 到电路板，不强烈摇动电容器电容低电压失效的机理在电路设计中，有一种常见的认识，“器件的裕度设计在没有把握的情况下， 余量尽可能大就会可靠”，事实上这个观点是错误的对于安规电容来说，耐压 余量留的太大，也会导致一种失效，称之为“低电压失效”低电压失效的机理是介质漏电流的存在在较大湿度情况下，因为电容的不 密封性，会导致潮气渗入，在电容两极加电压时，渗入的潮气表面会因其导电性 形成漏电流，过量的漏电流会使电容的储能特性大大降低，结果就表现为电容的 特性丧失。

这个现象在湿度储存试验后加电运行时最容易出现但经过一段时间（不少于2h）的高温储存后，再开机，该电容的性能又可以 恢复或者将电容拆下，给两端加较高电压（不低于0.7倍额定电压的电压值，如 50V的电容，加不低于35V，不高于50V的电压），加压一小段时间后，再将电容 焊上电路板，开机后，失效现象消失以上现象产生的机理如图填充介质中，渗入潮气，会形成如图所示的漏电 流通路，其上会产生漏电流，导通通路上有电阻，因此会产生热量I2R，当电容 的额定耐压值较大，而实际施加的电压很小时（如施加10%的额定耐压），热量很 小，不足以使潮气挥发掉，因此表现为电容失效但施加的电压较大时，相同的 电阻值，却能产生较大的热量，热量会使潮气快速挥发，电容特性很快恢复因 此，电容的耐压值降额幅度过大，容易引发低电压失效一般以按照**降额到额 定值的70%为宜高温储存试验后，潮气在高温下快速挥发，电容特性可恢复环境应力筛选试验（ESS试验）是考核产品整机质量的常用手段在ESS试验 中，随机振动的应力旨在考核产品在结构、装配、应力等方面的缺陷体积较大 的电容，在焊接后，如果没有施加单独的处理措施，在振动试验时容易发生引脚 断裂的问题。

这个实验模拟的是运输振动、运行振动、冲击碰撞跌落的应力条件断裂的机理是应力集中，一般发生在电容引出脚或焊盘连接点位置，如图 当振动环境下，电容引出脚和焊盘连接点承受的将是整个电容横向剪切和纵向拉 伸方向的冲击力，尤其当电容较大的时候，如大的电解电容电容引脚断裂机理示意图此现象的发生机理简单，解决方案也不复杂，常规经验是在电容的底部涂1 圈硅橡胶GD414以粘接固定，但这种处理方式是不行的硅橡胶拉伸强度为4-5MPa，伸长率为100%-200%，分子间作用力弱，粘附性 差，粘接强度低;用于粘接电容时，表面上看是固定住了，但实际上冲击应力较 大的时候，硅橡胶的被拉伸程度较大，电容自身依然会受到较大的拉伸应力和剪 切应力;所以，固定用的材料推荐首选E-4X环氧树脂胶，其拉伸强度大于83MPa， 伸长率小于9%，粘合性好，粘接强度高，收缩率低，尺寸稳定从性能上能明 显看出，E-4X环氧树脂胶才能起到真正的固定作用对涂胶工序也须进行细化，要求环氧胶固定电容高度达到电容本体的1/3, 并在两肋形成山脊状支撑，使电容与E-4X胶成为一体，振动中不再颤振，引脚 得到保护另外，除了涂胶固定，电路板装配生产的流程也会引出，先装配电容，再装 配其它元件，这样，立式电容为最高点，周转或放置时，易受到磕碰或外力而造 成歪斜;更改工序，先装配其它元件和粘接立柱再装配高电容，这样周转或放置 时，比电容稍高的立柱受力就保护了电容。

改进工序前，先对电路板真空涂覆（在电容陶瓷面上形成约15 “m厚的派埃 林薄膜材料），再涂硅橡胶固定改进后，先在电容上涂环氧胶，再在整个电路 板真空涂覆，这样在电容和胶外表面一体形成派埃林薄膜由于派埃林薄膜表面 粗糙度小于陶瓷面，胶在派埃林薄膜表而的接触角大于陶瓷表面（接触角越小润 湿效果越好），改进后固定效果更好对以上问题和解决方法做一个总结结论有三：1、电容引脚断裂性质是疲劳 断裂；2、装配方式设计不合理，固定胶粘接强度不够和工艺不完善是导致引脚断 裂的原因；3、改用环氧树脂胶和调整生产流程从工程上解决此问题。