鉭電容器和獨(dú)石電容器應(yīng)用中的失效分析
樊曉團(tuán) 胡圣 西安微電子技術(shù)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(shí)例來看，這種失效原因在實(shí)際工作中出現(xiàn)的可能性較小，常常出現(xiàn)的是一種較為隱蔽的原因所導(dǎo)致的失效—焊接溫度高、焊接持續(xù)時(shí)間長。而獨(dú)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(fā)現(xiàn)，有些獨(dú)石電容器表現(xiàn)出與極性明顯相關(guān)，即兩個(gè)不同方向的漏電流相差很顯著，這正是電容器介質(zhì)中離子遷移的實(shí)際表現(xiàn)，采用環(huán)氧樹脂固封后研磨，發(fā)現(xiàn)此類電容器的失效原因是電容器的質(zhì)量隱患所致，受其制造工藝過程的復(fù)雜性影響。
2固體電解質(zhì)鉭電容器的失效分析
　　某型號機(jī)器在隨機(jī)振動過程中，±15V電壓降至5V左右，后經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)該電容器短路，在整機(jī)板上的連接如圖1所示。
　　測試發(fā)現(xiàn)，電容器正負(fù)極間已經(jīng)短波，其阻值約為0.1Ω。與原始失效現(xiàn)象一致。采用BT1505型X光機(jī)透視觀察，看到電容器內(nèi)部陽極一端空腔內(nèi)有一塊較大的多余物，其X光機(jī)下的形貌如圖2所示。將電容器振動后在X光機(jī)下?lián)Q不同角度的觀察，發(fā)現(xiàn)多余物可以移動。然后分別將電容器進(jìn)行搖晃、振動、翻轉(zhuǎn)，重新測試，電容器時(shí)而短路，時(shí)而正常。證實(shí)電容器失效確是因內(nèi)部多余物引起時(shí)斷時(shí)通。仔細(xì)進(jìn)行解剖分析，剝除電容器陰極金屬外殼，暴露出陽極內(nèi)芯，取出內(nèi)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(nèi)的多余焊錫后，用數(shù)字電橋測試儀測試電容值，結(jié)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(nèi)部有焊錫多余物，在振動試驗(yàn)中引起短路失效，產(chǎn)生多余物的原因是焊接不當(dāng)，如鉻鐵溫度高，持續(xù)時(shí)間長，引起電容器內(nèi)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(shè)：（1）在焊接器電容器的過程中應(yīng)盡量縮短焊接時(shí)間，以免使電容器內(nèi)焊錫熔化變?yōu)槎嘤辔?，引起短路失效；?）進(jìn)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(bào)告后返回焊接過程檢查，證實(shí)是工作人員鍍錫時(shí)不慎將電容器浸入錫鍋較深且放置時(shí)間較長引起的。類似失效情況還有幾例，所以此類問題應(yīng)引起足夠重視。