陶瓷电容损坏原因有哪些

您好，介质击穿按发生时间的早晚又可分为早期击穿与老化击穿两种，早期击穿暴露了电容介质材料与生产工艺方面存在的问题。这些问题导致陶瓷介质介电强度显著降低，以至于在高湿度环境的电场作用下，电容器在耐压试验过程中或工作初期，就产生电击穿。

老化击穿大多属于电化学击穿范畴，由于陶瓷电容器银的迁移，陶瓷电容器的电解老化击穿已成为相当普遍的问题，但关键还是要选对电容厂家，正规电容厂家生产的陶瓷电容质量过关，击穿率低，例如智旭JEC生产的陶瓷电容，质量可靠。

一：潮湿对电参数恶化的影响。空气中温度过高，会使高压陶瓷电容的表面绝缘电阻下降，对于半密封结构电容器来说，水分会渗透到电容器的介质内部使电容器介质的绝缘电阻绝缘能力下降。因此，高温，高湿环境对瓷片电容的损坏影响较大。

二：银离子的迁移。无机介质电容器多半采用银电极，半密封电容器在高温条件下工作，渗入电容器内部的水分子产生电解。产生氧化反应，银离子与氢氧根离子结合产生氢氧化银。由于电极反应，银离子迁移不仅发生在无机介质表面，还扩散到无机介质内部，引起漏电流增大，严重时会使两个银电极之间完全短路，导致高压陶瓷电容损坏或击穿。

三：有的高压陶瓷电容，在运用测试操作时，电容器投入时的电流过大，无任何无电压保护措施，也无串联电抗器，使电容器过热，绝缘降低或损坏，如果操作频繁，也会影响陶瓷电容损坏，甚至爆炸。

四：从单颗陶瓷电容分析，电容碰到了强大的电流，导致内部材料发热，散热不及时，造成热击穿损坏。

智旭电子高压陶瓷电容外观小巧，精莹剔透，粉涂均匀，还可以为客人需求订制观型尺寸。

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

2、电容不管串联还是并联使用都是要注意耐压的。选取的电容耐压要高于电路的大电压值。

3、比如在300V的电路，2个耐压450V的电容串联是不会击穿的。

4、如果在300V的电路，并联一个100V和一个450V的电容，那么100V的电容如果分压超过100V就会击穿的。

5、此时要看陶瓷电容的容量，电容量越小的分压越高，反比关系。

6、2个相同的电容串联，总容量减半，总耐压增加1倍。

因此除了选购正规电容厂商生产的陶瓷电容之外，还要掌握正确的使用方法，这样才能长久的使用，采购陶瓷电容欢迎采购智旭JEC生产的陶瓷电容，有各国认证，质量有保证。

耐压值一般只有测试时才会达到，用于测试瓷片电容质量

即使在测试时，耐压值也是保持一个很短的时间

如果长时间进行耐压测试，就会损坏瓷片电容

瓷片电容额定电压是指电容器运行的电压范围

是保障电容长期稳定工作的标准电压，使用中电容两端施加电压不能超过这个值

最好是与这个值相等

这样才可以保证电容正常工作

瓷片电容击穿电压是指电容两极之间可以破坏的最小电压

通俗解释：耐压值=最高电压；额定电压=工作电压；击穿电压=破坏电压我们也可以把耐压值和击穿电压理解是一个意思，当加在瓷片电容上的电压超过耐压值的时候，瓷片电容会被击穿

1.潮湿对电参数恶化的影响

空气中湿度过高时，水膜凝聚在电容器外壳表面，可使电容器的表面绝缘电阻下降。此外，对于半密封结构电容器来说，水分还可渗透到电容器介质内部，使电容器介质的绝缘电阻绝缘能力下降。因此，高温、高湿环境对电容器参数恶化的影响极为显著。经烘干去湿后电容器的电性能可获改善，但是水分子电解的后果是无法根除的。例如，电容器的工作于高温条件下，水分子在电场作用下电解为氢离子（H+）和氢氧根离子（OH-），引线根部产生电化学腐蚀。即使烘干去湿，也不可能使引线复原。

2.银离子迁移的后果

无机介质电容器多半采用银电极，半密封电容器在高温条件下工作时，渗入电容器内部的水分子产生电解。在阳极产生氧化反应，银离子与氢氧根离子结合生产氢氧化银；在阴极产生还原反应，氢氧化银与氢离子反应生成银和水。由于电极反应，阳极的银离子不断向阴极还原成不连续金属银粒，靠水膜连接成树状向阳极延伸。银离子迁移不仅发生在无机介质表面，还能扩散到无机介质内部，引起漏电流增大，严重时可使用两个银电极之间完全短路，导致电容器击穿。

3.高温条件下陶瓷电容器击穿机理

半密封陶瓷电容器在高湿度环境条件下工作时，发生击穿失效是比较普遍的严重问题。所发生的击穿现象大约可以分为介质击穿和表面极间飞弧击穿两类。介质击穿按发生时间的早晚又可分为早期击穿与老化击穿两种，早期击穿暴露了电容介质材料与生产工艺方面存在的缺陷，这些缺陷导致陶瓷介质介电强度显著降低，以至于在高湿度环境的电场作用下，电容器在耐压试验过程中或工作初期，就产生电击穿。老化击穿大多属于电化学击穿范畴。由于陶瓷电容器银的迁移，陶瓷电容器的电解老化击穿已成为相当普遍的问题。银迁移形成的导电树枝状物，使漏电流局部增大，可引起热击穿，使电容器断裂或烧毁。热击穿现象多发生在管形或圆片形的小型瓷介质电容器中，因为击穿时局部发热严重，较薄的管壁或较小的瓷体容易烧毁或断裂。

4.电极材料的改进

陶瓷电容器一直使用银电极。银离子迁移和由此而引起含钛陶瓷介质的加速老化是导致陶瓷电容器失效的主要原因。有的厂家生产陶瓷电容器已不用银电极，而改用镍电极，在陶瓷基片上采用化学镀镍工艺。由于镍的化学稳定性比银好，电迁移率低，提高了陶瓷电容器的性能和可靠性。

又如，以银做电极的独石低频瓷介质电容器，由于银电极和瓷料在900℃下一次烧结时瓷料欠烧不能获得致密的陶瓷介质，存在较大的气孔率；此外银电极常用的助溶剂氧化钡会渗透到瓷体内部，在高温下依靠氧化钡和银之间良好的浸润“互熔”能力，使电极及介质内部出现热扩散现象，即宏观上看到的“瓷吸银”现象。银伴随着氧化钡进入瓷体中后，大大减薄了介质的有效厚度，引起产品绝缘电阻的减少和可靠性的降低。为了提高独石电容器的可靠性，改用银-钯电极代替通常含有氧化钡的电极，并且在材料配方中添加了1%的5#玻璃粉。消除了在高温下一次烧结时金属电极向瓷介质层的热扩散现象，能促使瓷料烧结致密化，使得产品的性能和可靠性有较大提高，与原工艺和介质材料相比较，电容器的可靠性提高了1~2个数量级。

5.叠片陶瓷电容器的断裂

叠片陶瓷电容器最常见的失效是断裂，这是叠片陶瓷电容器自身介质的脆性决定的。由于叠片陶瓷电容器直接焊接在电路板上，直接承受来自电路板的各种机械应力，而引线式陶瓷电容器则可以通过引脚吸收来自电路板的机械应力。因此，对于叠片陶瓷电容器来说，由于热膨胀系数不同或电路板弯曲所造成的机械应力将是叠片陶瓷电容器断裂的最主要因素。

6.叠片陶瓷电容器的断裂分析

叠片陶瓷电容器机械断裂后，断裂处的电极绝缘间距将低于击穿电压，会导致两个或多个电极之间的电弧放电而彻底损坏叠片陶瓷电容器。

叠片陶瓷电容器机械断裂的防止方法主要有：尽可能地减少电路板的弯曲，减小陶瓷贴片电容在电路板上的应力，减小叠片陶瓷电容器与电路板的热膨胀系数的差异而引起的机械应力。

如何减小叠片陶瓷电容器在电路板上的应力将在下面另有叙述，这里不再赘述。减小叠片陶瓷电容器与电路板的热膨胀系数的差异而引起的机械应力，可以通过选择封装尺寸小的电容器来减缓，如铝基电路板应尽可能用1810以下的封装，如果电容量不够可以采用多只并联的方法或采用叠片的方法解决，也可以采用带有引脚的封装形式的陶瓷电容器解决。

7.叠片陶瓷电容器电极端头被熔淋

在波峰焊焊接叠片陶瓷电容器时可能会出现电极端头被焊锡熔掉了。其原因主要是波峰焊叠片陶瓷电容器接触高温焊锡的时间过长。现在在市场上的叠片陶瓷电容器分为适用于回流焊工艺的和适用于波峰焊工艺的，如果将适用于回流焊工艺的叠片陶瓷电容器用于波峰焊，很可能发生叠片陶瓷电容器电极端头的熔淋现象。关于不同焊接工艺下叠片陶瓷电容器电极端头可以承受的高温焊锡的时间特性，在后面的叠片陶瓷电容器的适用注意事项中有详尽叙述，这里不在赘述。

消除的办法很简单，就是在使用波峰焊工艺时，尽可能地使用符合波峰焊工艺的叠片陶瓷电容器；或者尽可能不采用波峰焊工艺。

爬银这个名词很形象，是电极两端银离子析出，引起短路，外观上，可以见到贴片电容表面有一条黑线。