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薄膜電容易失效原因及設計重點

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薄膜電容雖然耐用,但還是會受到一些因素的影響。時間久了,用的介電材料會變弱變脆,耐壓能力下降,最終會導致介電擊穿失效。溫度和電壓應力會加速這個過程,所以降低這兩者可以延長使用壽命。輕微的擊穿事件會被薄膜電容的自愈特性阻止,但時間久了,這種情況多了,就會導致電容減少和ESR增加,直到器件失效。

更極端的情況是,如果器件沒有及時維修,可能會發(fā)生級聯(lián)故障。自愈過程會讓部分電容從電路中移除,導致剩下的部分承受更大的應力,然后這部分也會失效,發(fā)生更多的擊穿事件。如果這個過程很快,自愈過程產生的氣體會讓器件外殼破裂。所以較大的器件會有排氣機構和熔斷機構,防止這種情況發(fā)生。

薄膜電容還會因為超過峰值電流限制而失效。這通常發(fā)生在金屬化薄膜類型中,因為它們的電極很薄,與外部連接很精細。許多薄膜型電容都有最大電壓變化率(dV/dt)的限制,這相當于通過器件的峰值電流的限制。

環(huán)境條件也會影響薄膜電容的壽命。溫度升高會大大降低器件的使用壽命,而濕度會讓器件引線周圍環(huán)氧樹脂和聚合物外殼變潮。濕氣進入后會讓介電材料和電極材料腐蝕。高振動環(huán)境可能會導致器件引線的機械故障或引線與電極之間的附著問題。

所以影響薄膜電容可靠性和壽命的主要因素是外加電壓和溫度。供應商的使用壽命模型不同,但通常是根據額定電壓和施加電壓的比例來算的,溫度的影響則遵循阿倫尼烏斯關系。降低電壓和溫度可以延長使用壽命。

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