[發明專利]一種內置保險絲固體鉭電解電容的失效分析方法

有效

• 申請號: 202010212378.3
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111521957B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 郭金花
• 申請（專利權）人: 航天科工防御技術研究試驗中心
• 主分類號: G01R31/74
• 分類號: G01R31/74;G01R31/66;H01H85/02;H01H85/22
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 王剛

本發明提供一種內置保險絲固體鉭電解電容的失效分析方法，該方法包括：觀察電容的外觀形貌和內部結構，并確定保險絲的位置和焊接狀態；測試電容的電參數，并根據電參數初步確認電容的失效模式以及保險絲和焊接是否正常；機械去除保險絲周圍的包封材料，并測試保險絲兩端電極之間的第一電阻，解焊保險絲，再測試保險絲兩端的第二電阻，根據第一電阻和第二電阻驗證保險絲和焊接是否正常；對解焊后的電容進行化學開封，觀察暴露鉭芯形貌；根據各步驟結果確定電容失效原因；該方法能夠準確確定保險絲狀態和焊接狀態，并通過開封前后進行初步確認和驗證，能夠高效、準確分析電容失效原因。

技術領域

本發明涉及電容失效分析技術領域，尤其涉及一種內置保險絲固體鉭電解電容的失效分析方法。

背景技術

固體鉭電解電容是將鉭粉壓制成型,在高溫爐中燒結成陽極體,其電介質是將陽極體放入酸中，形成多孔性非晶型Ta₂O₅介質膜，工作電解質可以是MnO₂或高分子聚合物，再通過石墨層引出與陰極連接；固體鉭電解電容的失效與其他類型的電容一樣，有電參數變化失效、短路失效和開路失效三種。

目前，隨著有可靠性要求的軍用電子裝備的整機性能的不斷提高，整機電路對鉭電容的可靠性要求也越來越嚴，根據鉭電解電容的失效統計數據，近百分之九十的鉭電解電容失效都是由漏電流大小増大引起的，因此，鉭電解電容失效主要表現為短路性失效。鉭電解電容短路失效危害較大，可引起過熱爆裂、PCB板燒毀等不良后果；目前，為了避免短路失效引起的危害，在結構上設計了內置保險絲，當鉭電解電容發生異常，漏電流大小增大致短路時，內置保險絲首先熔斷，使電容變為開路失效模式，防止對電路的進一步損傷。

當鉭電解電容失效后，為了分析失效原因，目前主要是采用化學開封法對鉭電解電容進行開封，并觀察內部鉭芯形貌，然而，化學開封容易直接破壞內置保險絲的狀態和焊接狀態，無法識別保險絲失效模式，進而無法準確分析鉭電解電容的失效原因。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種內置保險絲固體鉭電解電容的失效分析方法，以解決現有分析方法中存在的無法識別保險絲失效模式的問題。

基于上述目的，本發明提供了一種內置保險絲固體鉭電解電容的失效分析方法，所述失效分析方法包括如下步驟：

(a)觀察固體鉭電解電容的外觀形貌和內部結構，并確定保險絲的位置和焊接狀態；

(b)測試固體鉭電解電容的電參數，并根據電參數初步確認保險絲和焊接是否正常，以及固體鉭電解電容的失效模式；

(c)機械去除保險絲周圍的包封材料，并測試保險絲兩端電極之間的第一電阻，隨后解焊保險絲，再測試保險絲兩端的第二電阻，根據第一電阻和第二電阻驗證保險絲和焊接是否正常；

(d)對解焊后的固體鉭電解電容進行化學開封，觀察暴露鉭芯形貌以確定鉭芯是否存在缺陷；

(e)根據上述各步驟結果確定固體鉭電解電容失效原因。

可選地，所述包封材料的去除方式為機械研磨。

可選地，所述電參數包括電容值、損耗值、漏電流大小、兩端電極之間的第三電阻和保險絲測試點與臨近端電極之間的第四電阻。

可選地，所述根據電參數初步確認固體鉭電解電容的失效模式以及保險絲和焊接是否正常包括：

根據電容值、損耗值、漏電流大小和兩端電極之間的第三電阻初步確認固體鉭電解電容的失效模式；

根據保險絲測試點與臨近端電極之間的第四電阻初步確認保險絲和焊接是否正常。

可選地，所述保險絲和焊接是否正常的初步確認方法如下：

若保險絲測試點與臨近端電極之間的第四電阻小于1Ω，則初步確認保險絲和焊接正常；