为什么说高压陶瓷电容击穿电压与工艺有关

从以下几点进行分析一：瓷片电容在电场作用下的击穿破坏遵循弱点击穿理论，而局部放电是产生弱点破坏的根源

除因温度冷热变化产生热应力导致开裂外，对于环氧包封型高压陶瓷电容，无论是留边型还是满银型电容都存在着电极边缘电场集中和陶瓷-环氧的结合界面等比较薄弱的环节

环氧包封的瓷片电容由于环氧树脂固化冷却过程体积收缩，产生的内应力以残余应力的形式保留在包封层中，并作用于陶瓷-环氧界面，劣化界面的粘结

在电场作用下，组成高压瓷片电容瓷体的钙钛矿型钛酸锶铁类陶瓷（SPBT）会发生电机械应力，产生电致应变

当环氧包封层的残余应力较大时，二者联合作用极可能造成包封与陶瓷体之间脱壳，产生气隙，从而降低电压水平

二：介质内空洞：导致空洞产生的主要因素为陶瓷粉料内的有机或无机污染、烧结过程控制不当等

空洞的产生极易导致漏电，而漏电又导致器件内局部发热，进一步降低陶瓷介质的绝缘性能从而导致漏电增加

该过程循环发生，不断恶化，导致其耐压水平降低

三：包封层环氧材料因素：一般包封层厚度越厚，包封层破坏所需的外力越高

在同样电场力和残余应力的作用下，陶瓷基体和环氧界面的脱粘产生气隙较为困难

另外固化温度的影响，随着固化温度的提高，高压瓷片电容的击穿电压会越高，因为高温固化时可以较快并有效地减少残余应力

随着整体模块灌胶后固化的高温持续，当达到或超过陶瓷电容器外包封层环氧树脂的玻璃转化温度，达到了粘流态，陶瓷基体和环氧界面的脱粘产生了气隙，此时的形变就很难恢复，这种气隙会降低陶瓷电容的耐压水平

四：机械应力裂纹：陶瓷体本身属于脆性较高的材料，在产生和流转过程中较大的应力可能造成应力裂纹，导致耐压降低

常见的应力源有：工艺过程电路板流转操作；流转过程中的人、设备、重力等因素；元件接插操作；电路测试；单板分割；电路板安装；电路板定位铆接；螺丝安装等

导致瓷片电容失效结论一：直接原因：陶瓷-环氧界面存在间隙，导致其耐压水平降低

二：间接原因：二次包封模块固化过程中产生了环氧材料应力收缩，致使陶瓷-环氧界面劣化，形成了弱点放电的路径

三：二次包封模块固化后，样品放置时间过短，其内部界面应力未完全释放出来，在陶瓷-环氧界面存在微裂纹，导致耐压水平降低

而电容器击穿，又分热击穿与电击穿

热击穿的本质是处于电场中的介质，由于其中的介质损耗而产生热量，就是电势能转换为热量，当外加电压足够高时，就可能从散热与发热的热平衡状态转入不平衡状态，若发出的热量比散去的多，介质温度将愈来愈高，直至出现永久性损坏，这就是热击穿

它形成的过程如下，电极间介质在一定外加电压作用下，其中不大的电导最初引起较小的电流

电流的焦耳热使电容产品内部温度升高

但电介质的电导会随温度迅速变大而使电流及焦耳热增加

若样品及周围环境的散热条件不好，则上述过程循环往复，互相促进，最后使样品内部的温度不断升高而引起损坏

在电介质的薄弱处热击穿产生线状击穿沟道

击穿电压与温度有指数关系，与样品厚度成正比；但对于薄的样品，击穿电压比例于厚度的平方根

热击穿还与介质电导的非线性有关，当电场增加时电阻下降，热击穿一般出现于较高环境温度

在低温下出现的是另一种类型的电击穿

电击穿是高压造成的击穿，热击穿是大电流造成的击穿

高压击穿如果能限制电流的话还能恢复

热击穿一般不可恢复

为此我们瓷谷电子的工程为大家做了一个分析，希望可以帮助到遇到同样问题的你，欢迎大家前来交流，探讨结果

经调查，此高压电容脚距为3.0㎜，客人要求测试电压为2000VAC

脚距即安全距离，电气间隙

在这里，瓷谷工程来告诉大家，什么叫拉弧，什么叫拉弧击穿，电容器在什么情况下会有拉弧产生

拉弧，是指电压击穿空气时候的一种放电现象！在电气中，当两个导体间的电压击穿空气层形成电弧，当电弧形成后空气即产生大量的电子，导电性能迅速提高，即使两导体间的距离继续增大仍不能使电弧熄灭，这现象就是拉弧

拉弧击穿，电压超过空气的耐受力使空气电离变成导体也就是产生电弧，电弧一般会绕过绝缘体沿着绝缘体的表面产生，因而会对绝缘体产生损坏

如电弧的高温会使绝缘体融化或碎裂

收到客户寄来的产品，按客户指示，进行三种模式测试分析：1.芯对芯2.芯对壳3.壳对壳

产生不良最多的是壳对壳

凭多年的电容器使用累积经验猜想是安全距离太近造成的

接着看以下分析吧，哈哈！我先把每个产品都测试容量，发现容量是没问题的

然后再拆分客供品

测电压，电压是逐步递进式测试的，由低向高开始

当电压达到2000VAC时，电火花磁磁声产生了

白色的光晕出现了

就是所谓的拉弧

仔细观察，不难发现，产生拉弧的两个端点在哪里

结论：客人所说的高压陶瓷电容耐压不良，其实是拉弧造成的误判

最后有拆下电容器测试，电气性能符合标准

拉弧并非电容耐压不良

但是拉弧会影响使用，影响判定

这个主要是焊点与金属壳之间因距离太近造成拉弧的

不是电容耐压不良引起的

后来，瓷谷电子工程以给到客人建议，在PCB板的焊点上，特别是圆头焊点，点加绝缘胶，增加绝缘性，防止焊点与金属壳之间拉弧

瓷谷30年专注安规陶瓷电容研发生产与销售

科技发展离不开元器件，为了保护核心器件不受到损坏，瓷谷电子给您放心的选择，为产品的安全提供强而有力的保障！

通常在电视接收机和扫描等电路中看见高压瓷介电容的身影

瓷介电容按工作电压可分为：高压瓷介电容器和低压瓷介电容器

在生活中高压瓷介电容使用不当是有可能会发生“爆炸”的，这和高压瓷介电容是一个共性

当高压瓷介电容在超过它标称电压下工作时是有可能发生灾难性的损坏

绝缘材料的故障可能会导致在充满油(通常这些油起隔绝空气的作用)的小单元产生电弧致使绝缘液体蒸发，引起电容凸出、破裂甚至爆炸，损坏附近的设备

硬包装的圆柱状玻璃或塑料电容比起通常长方体包装的电容更容易炸裂，而后者不容易在高压下裂开

被用在射频电路中和长期在强电流环境工作的电容会过热，特别是电容中心的卷筒

即使外部环境温度较低，但这些热量不能及时散发出去，集聚在内部可能会迅速导致内部高热从而导致电容损坏

在高能环境下工作的电容组，如果其中一个出现故障，使电流突然切断，其他电容中储存的能量会涌向出故障的电容，这就即有可能出现猛烈的爆炸，影响人体的健康安全

只要我们在正常环境下使用高压瓷介电容是很少发生爆炸的，大家可以放心的使用含有高压瓷介电容的电容器产品

从原理上讲，两片金属片之间有一个绝缘层，只能耐受一定的电压，电压超过，绝缘层就被击穿。

（1）电容器内部元件击穿：主要是由于制造工艺不良引起的．

（2）电容器对外壳绝缘的损坏。电容器高压侧引出线由薄钢片制成，如果制造工艺不良．边缘不平有毛刺或严重弯折，其尖端容易产生电晕，电晕会使油分解、箱壳膨胀、油面下降而造成击穿。另外，在封盖时，转角处如果烧焊时间过长，将内部绝缘烧伤并产生油污和气体，使电压大大下降而损坏。

（3）密封不良和漏油：由于装配套管密封不良，潮气进入内部，使绝缘电阻降低；或因漏油使油面下降，导致极对壳方向放电或元件击穿。

（4）鼓肚和内部游离：由于内部产生电晕、击穿放电和严重游离，电容器在过电压的作用下，使元件起始游离电压降低到工作电场强度之下，由此引起物理、化学、电气效应，使绝缘加速老化、分解，产生气体，形成恶性循环，使箱壳压力增大，造成箱壁外鼓以至爆炸。

（5）带电荷合闸引起电容器爆炸：任何额定电压的电容器组均禁止带电合闸。电容器组每次重新合闸，必须在开关断开的情况下将电容器放电3min后才能进行，否则合闸瞬间的电压极性可能与电容器上残留电荷的极性相反而引起爆炸。为此，一般规定容量在160kvar以上的电容器组，应装设无压时自动跳闸装置，并规定电容器组的开关不允许装设自动重合闸。

此外，还可能由于温度过高、通风不良、运行电压过高、电压谐波分量过大或操作过电压等原因引起爆炸。

电容器特点

1.它具有充放电特性和阻止直流电流通过，允许交流电流通过的能力。

2.在充电和放电过程中，两极板上的电荷有积累过程，也即电压有建立过程，因此，电容器上的电压不能突变。

电容器的充电：两板分别带等量异种电荷，每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量；电容器的放电：电容器两极正负电荷通过导线中和。在放电过程中导线上有短暂的电流产生。

3.电容器的容抗与频率、容量之间成反比。即分析容抗大小时就得联系信号的频率高低、容量大小 。

电容的自愈特性，很容易出现电容量衰减、击穿、发热、漏液、外壳变形、开路等情况

这与电容器的选用材料、制作工艺、及内部结构都有关系。

由于自愈特性导致容量明显变化，是因为该类电容器的极板是附着在塑料薄膜上面仅有0.01um厚的一层铝粉，在大电流冲击下极板铝粉容易出现碳化现象。

喷金层和金属化面之间是”颗粒的堆积接触”，如果喷金层过厚则会引起喷金层自然脱落。所以，连接处的阻抗损耗因数(I2RS)是比较大的，大电流通过时端面也容易出现“击穿”、“炭化”现象。