击穿失效
发布时间:2015/6/29 21:52:02 访问次数:568
固体钽电解电容器的介质氧化膜五氧化二钽(Ta。O。),由于原材料不纯或工艺中的原因而存在杂质、裂纹、孔洞等疵点和缺陷,虽然钽块在高温烧结时,M27C2001-15C1大部分被烧毁或蒸发掉,但仍有少量存在。在赋能、老练过程中,这些疵点在电压、温度的作用下成为场致晶化的发源地——晶核,在长期作用下,促使介质膜以较快的速度发生物理、化学变化,也就是应力的积累,到一定时候引起介质的局部击穿和过热。例如,在一定温度下(425~450℃)因Mn0。的热分解还原成电阻系数较大的Mn。O。和新生态氧而得到自愈;如果温度更高(550~800℃)无定形的介质氧化膜还会转变成介电性能很差的结晶型氧化膜,通常把此转变称为热致晶化。如果介质中含有杂质,在强电场的作用下,即使在比较低的温度下(例如,在O~100℃)也能出现晶化,把此称为场致晶化。当介质中因工艺原因已出现晶核,则在电场和温度作用下,晶区不断扩大,而形成晶化的氧化膜,从而导致漏电流急剧增大而击穿。
进一步分祈发现:这些晶化的氧化物还包含由钽、锰共融结晶形成的黑色物质。此外,当介质氧化膜中的缺陷部位较大而集中时,一旦发生瞬时击穿,则很大的短路电流将使产品迅速过热而失去热平衡,局部的自愈已无法修补氧化膜,从而导致迅速击穿失效。
固体钽电解电容器的介质氧化膜五氧化二钽(Ta。O。),由于原材料不纯或工艺中的原因而存在杂质、裂纹、孔洞等疵点和缺陷,虽然钽块在高温烧结时,M27C2001-15C1大部分被烧毁或蒸发掉,但仍有少量存在。在赋能、老练过程中,这些疵点在电压、温度的作用下成为场致晶化的发源地——晶核,在长期作用下,促使介质膜以较快的速度发生物理、化学变化,也就是应力的积累,到一定时候引起介质的局部击穿和过热。例如,在一定温度下(425~450℃)因Mn0。的热分解还原成电阻系数较大的Mn。O。和新生态氧而得到自愈;如果温度更高(550~800℃)无定形的介质氧化膜还会转变成介电性能很差的结晶型氧化膜,通常把此转变称为热致晶化。如果介质中含有杂质,在强电场的作用下,即使在比较低的温度下(例如,在O~100℃)也能出现晶化,把此称为场致晶化。当介质中因工艺原因已出现晶核,则在电场和温度作用下,晶区不断扩大,而形成晶化的氧化膜,从而导致漏电流急剧增大而击穿。
进一步分祈发现:这些晶化的氧化物还包含由钽、锰共融结晶形成的黑色物质。此外,当介质氧化膜中的缺陷部位较大而集中时,一旦发生瞬时击穿,则很大的短路电流将使产品迅速过热而失去热平衡,局部的自愈已无法修补氧化膜,从而导致迅速击穿失效。
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