鉭電容概述

鉭電容器是四大核心電容產(chǎn)品(MLCC/鋁電解/鉭電容/薄膜電容)之一，陽極為多孔的鉭粉燒結(jié)體，工作介質(zhì)是鉭粉燒結(jié)體表面生成的一層極薄的五氧化二鉭薄膜(20nm~400nm)，一般用在直流電路中作濾波、整流。自1956年年貝爾實驗室研發(fā)以來，鉭電容已有近70年的發(fā)展歷史，在不斷的技術(shù)革新過程中，鉭電容器在社會發(fā)展和人們?nèi)粘Ｉ钪邪缪葜匾慕巧螤疃鄻踊?，能按使用需要設(shè)計成各種外形的元器件，滿足復(fù)雜電路和微小電路的需求。

鉭電容可靠性好、使用壽命長;相對其他類型的電容器，在電性能方面具有容量高、漏電流小、損耗小、等效串聯(lián)電阻低等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于電氣電子、通訊、交通、軍工國防、航空航天等領(lǐng)域。在民用領(lǐng)域中，由于其價格高昂，多用于高端領(lǐng)域，具體用在電腦主板、智能手機及音頻放大器。

本文主要介紹FOTRIC 248M 科研熱像儀是怎樣幫助用戶進行熱失效檢測檢測的。

鉭電容特點

• 體積小。鉭電容器陽極表面生成的氧化鉭薄膜為其介電體。該氧化膜非常薄且與鉭金屬結(jié)合成整體，而鉭陽極內(nèi)部多孔而疏松，保留了鉭粉的絕大部分表面積。因此鉭電容器比容量很高，在同等電容量的要求下可以做到更小的體積。
• 容量高。鉭電容器能很容易獲得較大的電容量。即便在較低的工作電壓下也能保持高電容優(yōu)勢。尤其是在電源濾波、交流旁路、直流電源系統(tǒng)的退耦以及耦合等用途上優(yōu)勢更為突出。
• 可靠性高且使用壽命長。鉭電容器工作時，在電場作用下，鉭金屬表面緩慢氧化，相當(dāng)于又一次賦能過程，尤其是氧化膜中的贓點和缺陷處能做到自動修復(fù)和絕緣，使其不致遭到連續(xù)的累積性破壞而失效。鉭電容器這種獨特的自我修復(fù)能力，保證了其高可靠性和長使用壽命，同時也加大了其電場適應(yīng)范圍。
• 損耗小。鉭電容器的介電體為無定型氧化擔(dān)薄膜，其化學(xué)性能非常穩(wěn)定，耐普通酸、堿，電阻率高，介電常數(shù)大(27.6)，能在工作中自動修復(fù)缺陷。適用于較惡劣的環(huán)境。

鉭電容熱失效的表現(xiàn)主要有以下幾點：

• 電容值變化：在高溫環(huán)境下，電容器的電容值會減小，這會影響電路的穩(wěn)定性和工作性能。
• 漏電流增加：鉭電容熱失效會導(dǎo)致電容器的漏電流增加，從而增加電路的功耗和熱量，進一步加劇電容器的熱失效。
• 溫升異常：由于器件損耗變大（如紋波電流過大），導(dǎo)致溫升異常升高，破壞器件熱平衡，從而導(dǎo)致熱擊穿失效。
• 電壓型失效：鉭電容介質(zhì)層厚度決定了其耐壓，由于介質(zhì)膜不均勻，在薄的地方耐壓低，或者外界電壓過高，瞬間擊穿介質(zhì)膜，導(dǎo)致器件失效。
• 焊接問題：焊接溫度過高或焊接持續(xù)時間過長，可能導(dǎo)致鉭電容內(nèi)鉭絲與陽極引線熔焊的焊錫受熱流，形成多余物，造成短路失效。
• 容值影響：容值較大的片狀鉭電容比容值較小的片狀鉭電容更容易失效，因為容值增大時，體積將增大，耐壓值和串聯(lián)阻抗卻會降低。
• 溫度影響：“熱致效應(yīng)”是溫度導(dǎo)致片狀鉭電容失效的重要因素，通常采取增加降額和運用“緩啟動”電路來提高可靠性，同時避免較高的環(huán)境溫度，遠離熱源。
• 浪涌影響：浪涌電流的大小決定于電壓上升的速率，鉭電容承受浪涌的能力依賴于它的額定電壓。串聯(lián)電阻可以降低浪涌電流的峰值，但同時增加了阻尼電阻，降低了電路的Q值。

綜上，鉭電容熱失效的表現(xiàn)多種多樣，但通常都與溫度、電壓、電流以及電容本身的物理結(jié)構(gòu)有關(guān)。為了避免或減輕這些失效現(xiàn)象，需要采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施和設(shè)計優(yōu)化。 

鉭電容熱失效檢測方式

熱成像儀檢測：

使用Fotric 248M 熱成像儀對鉭電容進行檢測。熱失效的鉭電容在熱像圖上會顯示出異常的高溫區(qū)域。

根據(jù)紅外熱像儀提供的溫度數(shù)據(jù)，確定鉭電容是否存在過熱現(xiàn)象。

電氣性能測試：

進行電容值測試，觀察電容值是否發(fā)生變化，以及與標(biāo)稱值是否相符。

進行漏電流測試，檢查漏電流是否超過規(guī)定值。

環(huán)境適應(yīng)性測試：

在高溫環(huán)境下對鉭電容進行長時間工作測試，觀察其性能變化。

如有條件，可以模擬實際工作環(huán)境中的振動、沖擊等條件進行測試。

Fotric 248M 主要硬件參數(shù)：

• 紅外分辨率：640×480
• 熱靈敏度：<0.03℃
• 幀頻：25Hz
• 測溫范圍：-20~650℃；
• 調(diào)焦方式：手動調(diào)焦
• 測試范圍：12.8mm×9.6mm
• 支持錄制全輻射視頻流
• 標(biāo)配免費分析軟件：Fotric AnalyzIR

鉭電容未來發(fā)展方向

有機高分子鉭電容器是一種電子元件，其特點在于采用有機高分子材料作為電介質(zhì)，同時具有鉭金屬作為電極材料。這種電容器結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)的電解電容器的基礎(chǔ)上進行了升級，通過引入有機高分子材料，提高了電容器的性能和穩(wěn)定性。有機高分子材料在此起到電介質(zhì)的角色，與傳統(tǒng)的固態(tài)和液體電解質(zhì)相比，不僅具有更好的絕緣性能，還能在高溫和高頻應(yīng)用中表現(xiàn)出色。此外，有機高分子鉭電容器還繼承了鉭電容器的優(yōu)勢，如高電容密度和長壽命。因此，這種電容器廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備和電路中，為提高性能、減小體積以及滿足現(xiàn)代電子產(chǎn)品對高品質(zhì)電子元件的需求提供了一種有效的解決方案。

總結(jié)：鉭電容熱失效的檢測，當(dāng)鉭電容在高溫環(huán)境下內(nèi)部溫度過高，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時，失效點局部的內(nèi) 熱會引起局部溫度的輕微提升。這時，F(xiàn)otric 248M 科研熱成像儀就能準(zhǔn)確地捕捉到這一溫度變化，把鉭電容表面不可見的熱分布轉(zhuǎn)換為可見的紅外圖像，揭示出失效部位的異常狀況。同時，熱成像儀還能進行清晰的局部溫度顯示，被測物體表面的熱場分布成像清晰，為鉭電容熱失效的判斷提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。熱成像儀檢測就像是為鉭電容做了一次“全身掃描”，幫助我們快速、準(zhǔn)確地找到熱失效的“病灶”。