[发明专利]一种内置保险丝固体钽电解电容的失效分析方法

说明书

本发明提供一种内置保险丝固体钽电解电容的失效分析方法，该方法包括：观察电容的外观形貌和内部结构，并确定保险丝的位置和焊接状态；测试电容的电参数，并根据电参数初步确认电容的失效模式以及保险丝和焊接是否正常；机械去除保险丝周围的包封材料，并测试保险丝两端电极之间的第一电阻，解焊保险丝，再测试保险丝两端的第二电阻，根据第一电阻和第二电阻验证保险丝和焊接是否正常；对解焊后的电容进行化学开封，观察暴露钽芯形貌；根据各步骤结果确定电容失效原因；该方法能够准确确定保险丝状态和焊接状态，并通过开封前后进行初步确认和验证，能够高效、准确分析电容失效原因。

技术领域

本发明涉及电容失效分析技术领域，尤其涉及一种内置保险丝固体钽电解电容的失效分析方法。

背景技术

固体钽电解电容是将钽粉压制成型,在高温炉中烧结成阳极体,其电介质是将阳极体放入酸中，形成多孔性非晶型Ta₂O₅介质膜，工作电解质可以是MnO₂或高分子聚合物，再通过石墨层引出与阴极连接；固体钽电解电容的失效与其他类型的电容一样，有电参数变化失效、短路失效和开路失效三种。

目前，随着有可靠性要求的军用电子装备的整机性能的不断提高，整机电路对钽电容的可靠性要求也越来越严，根据钽电解电容的失效统计数据，近百分之九十的钽电解电容失效都是由漏电流大小増大引起的，因此，钽电解电容失效主要表现为短路性失效。钽电解电容短路失效危害较大，可引起过热爆裂、PCB板烧毁等不良后果；目前，为了避免短路失效引起的危害，在结构上设计了内置保险丝，当钽电解电容发生异常，漏电流大小增大致短路时，内置保险丝首先熔断，使电容变为开路失效模式，防止对电路的进一步损伤。

当钽电解电容失效后，为了分析失效原因，目前主要是采用化学开封法对钽电解电容进行开封，并观察内部钽芯形貌，然而，化学开封容易直接破坏内置保险丝的状态和焊接状态，无法识别保险丝失效模式，进而无法准确分析钽电解电容的失效原因。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种内置保险丝固体钽电解电容的失效分析方法，以解决现有分析方法中存在的无法识别保险丝失效模式的问题。

基于上述目的，本发明提供了一种内置保险丝固体钽电解电容的失效分析方法，所述失效分析方法包括如下步骤：

(a)观察固体钽电解电容的外观形貌和内部结构，并确定保险丝的位置和焊接状态；

(b)测试固体钽电解电容的电参数，并根据电参数初步确认保险丝和焊接是否正常，以及固体钽电解电容的失效模式；

(c)机械去除保险丝周围的包封材料，并测试保险丝两端电极之间的第一电阻，随后解焊保险丝，再测试保险丝两端的第二电阻，根据第一电阻和第二电阻验证保险丝和焊接是否正常；

(d)对解焊后的固体钽电解电容进行化学开封，观察暴露钽芯形貌以确定钽芯是否存在缺陷；

(e)根据上述各步骤结果确定固体钽电解电容失效原因。

可选地，所述包封材料的去除方式为机械研磨。

可选地，所述电参数包括电容值、损耗值、漏电流大小、两端电极之间的第三电阻和保险丝测试点与临近端电极之间的第四电阻。

可选地，所述根据电参数初步确认固体钽电解电容的失效模式以及保险丝和焊接是否正常包括：

根据电容值、损耗值、漏电流大小和两端电极之间的第三电阻初步确认固体钽电解电容的失效模式；

根据保险丝测试点与临近端电极之间的第四电阻初步确认保险丝和焊接是否正常。

可选地，所述保险丝和焊接是否正常的初步确认方法如下：

若保险丝测试点与临近端电极之间的第四电阻小于1Ω，则初步确认保险丝和焊接正常；