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银离子迁移引起电容器失效机理

文章出处:东莞市瓷谷电子科技有限公司 所属分类: 知识分享

    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成氢氧化银.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,银离子还能扩散到无机介质内部,引起漏电流增大,严重时可使两个银电极之间完全短路,导致电容器击穿.
银离子迁移可严重破坏正电极表面银层,引线焊点与电极表面银层之间,间隔着具有半导体性质的氧化银,使无机介质电容器的等效串联电阻增大,金属部分损耗增加,电容器的损耗角正切值显著上升.

    由于正电极有效面积减小,电容器的电容量会因此而下降.表面绝缘电阻则因无机介质电容器两电极间介质表面上存在氧化银半导体而降低.银离子迁移严重时,两电极间搭起树枝状的银桥,使电容器的绝缘电阻大幅度下降.

    综上所述,银离子迁移不仅会使非密封无机介质电容器电性能恶化,而且可能引起介质击穿场强下降,最后导致电容器击穿.

    值得一提的是:银电极低频陶瓷独石电容器由于银离子迁移而引起失效的现象比其他类型的陶瓷电容器严重得多,原因在于这种电容器的一次烧成工艺与多层叠片结构.银电极与陶瓷介质一次烧也过程中,银参与了陶瓷介质表面的固相反应,渗入了瓷-银接触处形成界面层.如果陶瓷介质不够致密,则水分渗入后,银离子迁移不仅可以在陶瓷介质表面发生,还可能穿透陶瓷介质层.多层叠片结构的缝隙较多,电极位置不易精确,介质表面的留边量小,叠片层两端涂覆外电极时银浆渗入缝隙,降低了介质表面的绝缘电阻,并使电极之间的路径缩短,银离子迁移时容易产生短路现象.

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