1、铝电解电容测试铝电解电容测试 失效分析失效分析1.1.电解电容原理介绍电解电容原理介绍 2 2.铝电解电容制作工艺及流程介绍铝电解电容制作工艺及流程介绍3 3.产品特点及质量因素产品特点及质量因素4 4.寿命预估及测试方法寿命预估及测试方法5 5.设计选用注意事项设计选用注意事项6 6.失效模式及案例分析失效模式及案例分析7.7.业界发展趋势业界发展趋势1.电解电容器基本介绍主讲人:1.电容器简介2.电解电容器规格介绍与说明3.电解电容器信赖性测试介绍与说明4.电解电容器入料检验介绍与说明5.电解电容器应用介绍与说明6.Low ESR Type特性介绍与说明 7.电解电容器生产流程介绍与说明8
2、.电解电容器使用注意事项目目 录录1.在两平行对立之金属加以额定电压,两平行板间存在诱 电介质即可构成电容器.2.电容器以电气功能而言,因具有充放电功能本身就是 小能量之电池.3 3.电容器静电容量(C)电容器电容量大小与两极板的截面积成正比,与距离成反比,与充填介质的介质系数成正比4.电容器功能:旁路作用 滤波作用 耦合作用 移相作用 滤频作用 谐振作用 振荡作用5.电容器结构铝壳CP线端子铝端子电解纸阴极箔阳极箔CP线端子线端子封口橡胶盖塑料套管1.定义 CE：铝质非固体电解电容器(JIS).2.外形:04型(Radial)：圆筒形金属壳引线端子同一方向 披覆套管.02型(Axial)：圆
3、筒形金属壳引线端子反方向披覆套管.69型(Snap-in)：圆筒形金属壳 PCB用端子同方向自立型披覆套管.33型(Screw):圆筒型,金属壳、端子为螺丝型且同方向PC板自立式之铝质非固态电解电容器,披覆套管.32型(V-Chip):圆筒形(附座板立式)金属壳表面黏着型端子同方向披覆套管或镀树脂胶膜.3.制品基本电气特性 Cap.(F):制品容量值,F(法拉)为其单位,为计数单位(10-6)W.V.:工作电压(DC V.)Tan:损失角,以小数点表示(如16V之损失角为0.16)DF:散逸因素,以百分比表示(如16V之散逸因素为16%)LC(A):泄漏电流,A(安培)为其单位,为计数单位(1
4、0-6)Impedance():交流阻抗,(奥姆)为其单位 E.S.R.():等价直列阻抗,(奥姆)为其单位 Ripple Current:耐涟波电流(rms),A或mA为计数单位4.E S R值计算 3.1415 f 使用频率(120Hz)c制品容量(F)例:立隆REA1000F/16V之ESR值计算 16V之损失角为0.16 E S Rfc()ta n2212.01010001201415.3216.0)(6ESRW=-10%+100%M=-20%+20%T=-10%+50%K=-10%+10%Q=-10%+30%J=-5%+5%V=-10%+20%6.损失角(TAN)-以REA为例Rat
5、ed Voltage 6.3101625355063100Tan(max)0.230.200.160.140.120.100.090.08Rated Voltage 160200250350400450Tan(max)0.120.140.170.200.250.255.静电容量(CAP)容许误差范围 7.泄漏电流(LC)一般品0.01CV or 3A/2分钟(100V)0.02CV+25A/5分钟(100V)低漏电品0.002CV or 0.4A/2分钟8.突破电压(Surge Voltage)Rated Voltage 6.3101625355063100Surge Voltage 8132
6、032446379125Rated Voltage 160200250350400450Surge Voltage 2002503004004505009.对频率变化 10.对温度变化2.2.制作工艺及流程介绍制作工艺及流程介绍制程别 使用材料 图 示 功 能 说 明 钉接 阳极箔阴极箔导针 将电容器之容量经由导针引出使用 卷绕 电解纸卷绕固定用胶水或胶带 1.有效的空间利用2.两电极间绝缘3.电极与绝缘体固定 含浸 电解液-以电解液做为两极间之介电质 组立封口 橡胶盖铝壳 1.保存电解液,防止散逸2.防止电容器内部受污 染 制程别 使用材料 图 示 功 能 说 明 套管 热收缩套管 1.规格
7、及极性的标示2.绝缘3.美观 充电选别-修补氧化皮膜(电极于钉接卷绕及裁切时所损伤的氧化膜 贴带加工 热溶胶带台纸 依使用者插件需求做CP线成型加工 切脚加工 参考下一页加工形式 FCSDCCBCSFSCFoil slittingStitching and WindingImpregnating and assemblingAging and Sorting3.3.产品特点及质量因素产品特点及质量因素各种电容器特点与影响质量因素比较特性Characteristics电容器名称Capacitors name电解液Electrolyte小型化Volume/CV频率特性Frequency温度特性Te
8、mperature高电压High Voltage高容量Big Capacitance寿命Life价格容量Price铝质电解Al-Lytic液态Liquid钽质电解Ta-Lytic固态Solid积层陶瓷Ceramic薄膜Film有机半导体OS-Con(TCNQ)固态Solid功能性高分子OC-Con固态Solid注:优 劣4.4.寿命预估及测试方法寿命预估及测试方法5100022TTTTrXXLL符号意义Lx预估寿命(hrs)Lr规格订定最高工作温度额定直流工作电压与最高容许纹波电流寿命(hrs)T0规格订定最高工作温度()Tx实际工作环境温度()T实际印加纹波电流产生电容中心温升()T0最高容
9、许电容中心温升(T0=5/105品,15/85品)液态电解电容器寿命预估与测试法液态电解电容器寿命预估与测试法项目试验名称试验条件判定基准 1高温负荷寿高温负荷寿命试验命试验 温度：85(105)电压：制品定额电压时间：1000Hr(2000Hr)(5000Hr)CAP:初期值20%以内Tan:制品规格值200%以下LC:制品规格值以下Imp.:制品规格值200%以下2高温无负荷高温无负荷寿命试验寿命试验 温度：85(105)时间：1000Hr CAP:初期值20%以内Tan:制品规格值200%以下LC:制品规格值以下Imp.:制品规格值200%以下3耐湿性无负耐湿性无负荷试验荷试验 温度：6
10、0湿度：90%95%时间：500Hr CAP:初期值10%以内Tan:制品规格值120%以下LC:制品规格值以下Imp.:制品规格值120%以下4耐寒性试验耐寒性试验 温度：-40(-55)时间：72Hr CAP:初期值10%以内Tan:制品规格值以下LC:制品规格值以下Imp.:制品规格值以下电解电容器信赖性测试介绍与说明固态电解电容器寿命决定于电解液干涸L=L0 2L0=在105之寿命简单法则:温度每下10,寿命增倍105 1000小时寿命之电解电容器于85下操作寿命=4000小时(105-T)/10液态电解电容器固态电解质,无电解液干涸之虞,寿命长L=L0 10L0=在105之寿命简单法
11、则:温度每下20,寿命增加10倍105 1000小时寿命之固态电容器于85下操作寿命=10000小时 (105-T)/20电容器寿命比较5.5.设计选用注意事项设计选用注意事项1.铝质电解电容器一般是有极性的,极性反接是造成铝质电解 电容器短路损坏及漏液的原因。2.请勿施加过电压、过电流，当电压、电流过载时电解电容 器的漏电流会急速增加,造成电容器的损坏。3.铝质电解电容器的寿命取决于使用温度，因此使用温度请勿 超出最高使用温度之设定范围。4.电解电容器经过长时间放置后，通常其漏电流有增大之倾 向，因此在使用经过储存时间长于1年以上时之电解电容器 以前，需先串排1K之保护电阻并施加定额电压使其
12、电气特 性回复正常。5.有防爆孔设计之铝质电解电容器其使用时，防爆孔侧应与 其他机构保持相当之空间距离,如此条件不能满足的话,防 爆孔将无法正常运作。6.须尽量避免过高温度及过长时间之焊锡，因可能造成表面 胶管之异常收缩破裂,有时高温也会藉由导针及端子导热至 素子内部,对产品造成不良影响。7.电解电容器储存条件-温度:535;湿度:less than 75%，一 年之内Case Diameter 6.316 6.316 40 or more Clearance(min)2mm3mm5mm8.插件注意 基板孔距应依组件空间需求、电容器CP线加工间距来设 计孔距尺寸。6.6.失效模式及案例分析失效
13、模式及案例分析失效分析与案例分析失效分析与案例分析失效模式内部现状案例分析制造时误使用时适当使用时短路电极间短路酸化皮膜绝缘破坏电极间绝缘破坏钉接部,端子部断线开路钉接部,端子部接续不良静电容量减少Tan 增加电解液减少电解液热分解阳极箔容量减少阴极箔容量减少泄漏电流增加防爆瓣开花液漏酸化皮膜劣化腐蚀内压上升封口不完全氯离子侵入封口不良机械压迫应力接续不良切断毛刺,金属微粒子酸化皮膜部缺陷外部压迫应力经时劣化外部压迫应力过电压印加逆电压印加涟波电流过大超过容许以上充放电基板清洗时氯离子侵入1111213322223344电气化学反应7.业界发展趋势 2004200520062007200820
14、09105C15,000h170CMax.150CMax.-20%(400V/120uF)105C20,000h105C8,000h-33%(Dia.88L)Hi-grade85CHi-grade105C-50%(400V/150uF)1.2.4.5.6.MiniaturizationC(Cap.)x V(Voltage)Safety TypeComplying with high temperatureComplying withLong lifeFor Audio3.Life extension of the Low Impedance productsRZF Series 105deg.
15、C 10,000hRXF Series 105deg.C 10,000hRGA Ex.400V/100uF:Dia.16x31.5LRZD Series 4000hOCRZ Ex.4V/560uF:Dia.8x12LRUA Series 125deg.C MaxRAA Series Technology Road Map-1 105C10,000hPassiveFlammabilityActiveFlammabilityRoHS Compliant2004200520062007200820092.Life Extension3.high temperature5.RoHS compliant
16、 Reflow Soldering Resistance1.Low Impedance Wide temperature0.46ohms(-46%)125C1000h105C8,000h105C5,000h150C1000h4.Durability for vibration30G50G260CreflowVGA Series 105deg.C,2000hPb freeVEZ Series Ex.Dia 6.3 x 5.3L,0.85OhmsVEU Series 3000hRoHS Compliant1.1.2.2.3.3.4.4.5.5.LSK Series 105deg.C 5000h D
17、ia.90 x 157L 200420042005200520062006200720072008200820092009MiniaturizationMiniaturizationC C（CapCap）x Vx V（VoltageVoltage）Safety Type Snap-inSafety Type Snap-inSafety Type ScrewSafety Type ScrewLong lifeLong lifeVery Large Screw typeVery Large Screw typeDia.100 x237LDia.100 x237L105C10000h-13%(Dia
18、.30 x35L)LS Ex.450V/330uF,Dia.30 x 40L-37%(Dia.35x25L)PassiveFlammabilityActiveFlammabilityActiveFlammabilityLong LifePassiveFlammabilityRoHS Compliant1.2.3.4.5.OCR/OCV Series 2.5 20V Dia.6.3 x 6L 200420042005200520062006200720072008200820092009Low ESRLife ExtensionHigh TemperatureVoltage ExtensionSmaller SizedDia.4 x 6LDia.4 x 6L2.525V-25%6mOhmOCRZ Ex.Dia.8 x 8L 8mOhm8mOhm（The numerical value written in the above is calculated based on 2004）5000h10000h-37%5mOhmOCR 2000hOCRU/OCVU 1000/2000h5000h235V250VDia.3 x 5LDia.3 x 5LRoHS Compliant
