铝电解电容失效分析报告

发布时间：2024-10-12

一个铝电解电容器失效分析的案例

400V47电解电容失效分析报告

客户

供应商

铝电解电容器

问题发生处收到反馈品时间

市场反馈品

产品名/型号部品名

Discipline1 组织成员

***（技术部长） *** ( 品保部长 ) *** （工艺工程师） *** （材料工程师） ***（制造部长） ***（品质主管）

日期/时间：2009年12月29日

Discipline2 问题描述

收到***司400V47uF市场反馈品（14只，见下图1）。

图1

Discipline3 原因分析

一.外观质量：

1.不良品生产年代分类情况：

序号 NO1 NO2 NO3

套管线号 U-5 V-3 W-H

生产时间 2006年 2007年 2008年

数量 1 10 3

从以上不良品套管表面标识可知，反馈产品为本司2006年-2008年生产产品，与前几次市场反馈品为同时期生产产品。

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透视检查结论：

以上X线透视检查结果表明：反馈品除芯包鼓凸外，其他内部结构无异常。

四、解剖电容器内部结构：

解剖电容器内部结构：橡皮塞老化变形、表面局部有电解液残余（图3），芯包发热干枯、电解液挥发，但铝壳内壁无击穿打火痕迹（图4）。进一步展开检查芯包内部结构，电解纸发热局部部位呈焦黄色、阳极箔片脆干，但电解纸及箔片表面无击穿点，而且引线与箔片铆接质量良好（图5）。

图3 图4

图5

五、原因分析：

以上测试、解析结果表明：此次反馈不良品大部分为同时期生产产品，而且不良现象基本相

同，均为典型的长时间使用后的发热失效品。根据电容器发热失效机理，以及我们对该产品的材料工艺配套和制程的进一步追溯分析、组织相关部门的多方讨论意见等，我们分析认为造成该产品多次市场失效的可能原因是：

1.该产品生产时间偏长。虽然 08年才开始陆续使用，存在一定的装机、储存、发运或后续

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储存后使用周期，但毕竟最长生产时间的产品已达3-4年之久。根据电容器固有特性：长时间生产产品，其储存和应用过程中漏电流将发生变化，最终导致电容器使用时发热。加之，不同应用条件或使用环境的诱导作用，加剧电容器内部循环发热、最终电解液汽化失效。

另外，橡皮塞长期处于高温环境下，加之，电容器使用过程中芯包发热，内部气压增加，

橡皮塞内侧受压将不断增大，而且随着使用时间的推延，橡胶硬度不断劣变，并逐步失去应有的弹性，最终将造成橡皮塞孔与引线铝梗间以及封口卷边四周密封性下降，电解液就会不断从橡皮塞孔周围或卷边处逃逸，导致芯包干枯失效、电性能衰变。

2.从失效品橡皮塞外观状态来看，大部分产品引线端橡皮塞表面有电解液结晶痕迹，表明电

容器使用过程中，电解液很可能从此处慢慢渗漏，最终导致芯包干枯。而从X线透视情况来分析，封口束腰位置基本无异常，密封性能良好，表明电解液渗漏的地点很可能就在该橡皮塞孔洞处。虽然在橡皮塞入料抽测记录中无异常记载，但不能完全排除少量橡皮塞供应商因制程因素，导致个别裂孔橡皮塞产品漏检现象的发生，类似裂孔橡皮塞装配电容器后短时间不会发生问题，但长时间使用后、特别是持续高温状态下，会导致该裂孔部位逐渐变大，最终导致电解液渗漏现象的发生。但此不良现象仅发生在橡皮塞供应商的模具调整或其他偶然性因素产生的制程中，不会因此形成批量问题。

3.该产品体积小、芯包直径粗大，浸渍或高温状态下，芯包将进一步膨胀，所以，芯包与铝壳内壁间散热空间小，电容器散热性能差。另外，不同的应用环境和使用条件等，也是导致以上电容器早期失效的重要影响或诱导因素。

Discipline 4 改善对策措施

该产品失效属于长期使用后的正常失效品。针对以上存在问题及原因分析内容，我们组织

相关工程技术人员从产品设计和工艺配套方面进行改善提高，制订了以下预防与改善对策并逐步付诸实施：

1.对现有库存及在制品进行检查，未发现类似不良现象。

2.继续实施工艺改良方案：为减少电容器使用过程中内部发热，延长电容器的使用寿命，

改用更高一电压挡450V47 产品（工作电压已由400V提高至450V，体积由原来的18X20或18X25，现

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改为18X31.5，目前，该改良方案已经付诸实施）。

2.改良橡皮塞配套，后续配套产品的橡皮塞将由原来的EPT改为EPT+IIR，不断增加橡皮塞

的密封性和耐高温性能。