如何延长焊针型铝电解电容器的寿命

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如何延长焊针型铝电解电容器的寿命

航联科技 2021-01-11 937 0




大家都想解决的:如何延长焊针型铝电解电容器的寿命

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本文的主要研究对象是使用液体工作电解质的焊片(针)型(含螺栓型)结构的铝电解电容器。衡量铝电解电容器的寿命最常用的办法是,在其额定的上限使用温度环境中,施加额定的工作电压和额定的纹波电流,至产品失效为止所持续的时间,即为该产品的最终寿命。


一、失效现象及其机理

在耐久性〈寿命〕试验过程中,铝电解电容器的失效模式可以分为三种:电解液干涸、产品开路失效、击穿短路。据统计,在焊片〈针)型铝电解电容器的寿命试验中,90%以上的失效均为阳极引线条因烂断而开路,造成产品失效所致,中高压产品尤为明显。

这里对阳极引线条腐蚀烂断的原因简单的分析一下。如图1所示,焊片(针)型产品在作耐久性的加压试验过程中,从电容的正极到负极有两组电流流过,I为芯子本身的工作电流,另一组为,是胶盖的绝缘电阻所形成的电流。在电流电场的作用下,芯子和胶盖当中的阴离子全部趋向阳极〈正极),而有害杂质如C1和 so42等因不能形成回路而堆积在阳极引线条和胶盖的铆钉交接处A。根据电化学理论,随着氯离子的进一步堆积,浓度随着提高,形成原电池腐蚀,从而使该处率先烂断,产品失效。

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二、对策

通过上述的分析,可以采取相应的对策,如降低电解液的挥发速度、提高阳极箔和电解纸的耐击穿能力等等。但由于焊片(针)型铝电解电容器的结构与引线型的铝电解电容器不一样,其最脆弱点在阳极引线条上。所以,要延长其使用寿命,最根本的是要延缓其阳极引线条的腐蚀速度,办法如下:

(1〕采用低氯含量的胶盖和低氯铝箔,电解质、电解液等杂质含量低的原材料生产。

(2〕加强生产过程中的工艺卫生,控制外界杂质污染。

(3〕提高阳极引线条的纯度,加大其使用宽度。

(4〕采取适当措施,减慢或阻止胶盖中的氯离子等有害杂质的游离。

上述四种方法中,前三种均好理解,笔者主要介绍第四种。由于目前国产的胶盖〈如酚醛胶盖),一般C1-含量在十几 PPM左右,其浓度远大于产品中其他材料杂质含量的总和。所以,在国产胶盖生产技术还没有达到将C1-浓度控制在1 PPM 以下的今天,第四种就显得非常重要。具体方法有二:

1)减慢c1-的游离

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图2为图1中产品的寿命试验等效电路。要减慢C1―的游离速度,可以提高胶盖的绝缘电阻R值,以减小电流。这对中高压铝电解电容器产品更为重要。

2)阻止胶盖中c1―向引线条处游离

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由于胶盖的基板大部分是环氧树脂或酚醛板,它们是氯离子的主要含有者。拟采取的措施如图3所示,图中,1为镀锡锑铁焊片,2为胶盖基板,3为EPT橡胶,4为铝铆钉。在胶盖基板(环氧板或酚醛板〕2的两面、孔周围及其外圆周边缘,都涂覆一层 EPT橡胶3。这种密封胶将基板全密封的胶盖,完全优于以往的基板直接和芯子、引线条接触的结构,它可以有效地阻止基板中的有害杂质离子游离出来与铝铆钉和阳极引线条起作用,从而提高铝电解电容器的使用寿命


三、结束语

焊片(针)型铝电解电容器,由于其密封形式与引线型的产品不一样,其束腰处主要起托住结构的作用,而它的密封则全部依靠胶盖外面一层橡胶与铝壳的封口,所以电解液的挥发也是影响其使用寿命的重要因素。


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