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电容的老化测试

返回列表来源:新晨阳 发布日期: 2024.04.28 浏览:0

产品耐久性和加速生命周期测试都是在发布前确定产品可靠性的方法。通过将电容器放置在其正常工作范围之外的高温高湿等极端环境中,我们努力发现任何缺陷或故障点,以便更好地确认产品性能,并告知客户电容器的局限性。让 让我们谈谈电容器的电流老化试验:1.老化试验电容器通常在特定时间内的电压和温度下进行可靠性试验,称为老化试验。

适用于多层陶瓷电容器(MLCC)老化规格为MIL-C-55681、MIL-C-123和MIL-C-49467。也可以根据特定的客户规格进行老化。我们通常使用两倍于设备额定工作电压的测试电压,该电压在85°C或125°C下持续96、100或168小时,甚至超过1000小时的测试时间来做这个老化过程。老化设备的老化是通过将电容器放置在老化板中的测试座上完成的,老化板通常是连接到电源的印刷电路板(PCB),可接标准老化箱电源。

监测系统在电压和温度应力下的电流运行分别连接或串联,通常测量一组100个电容元件的运行。系列测试速度更快,用于老化产品的量产。先进的测试设备与自动数据监控一起使用,以记录测试周期故障的位置和时间。电容器老化板批量测试用于高可靠性测试的电容器老化座电容器通常设计有额外的安全性,即电介质厚度最大化,并在老化前广泛测试电气特性(例如电容、损耗因数和绝缘电阻)将预测试数据与老化数据进行比较,以评估组件的可靠性。

2.老化失效模式老化失效的试验电容器,无论是直接破坏还是随时间逐渐消失,通常在升高的温度和电压下失去电阻率,产生绝缘电阻(IR)失效。故障率通常与时间成反比,因此在测试周期的早期会观察到更多的故障。然而,25°C时的出色电气性能可能无法保证在生命周期测试中的良好性能,原因如下:介电性能差:由于设计不当,室温下具有高IR的陶瓷电介质在125°c时可能会有过大的电阻率损耗。这将导致电荷载流子移动并产生漏电流,从而将IR降低到规格以下。

微观结构差:芯片结构中的空隙、裂缝或分层会破坏材料的固有电阻率,从而导致失效。经验表明,尽管经过严格的测试,分层单元仍能充分发挥其作用,但显而易见的是“优秀”可以以单位观察到故障。这是因为电极阵列上出现的缺陷更有利于电压和温度下的最终降解。与上述原因无关的第二种失效模式是片式电容器的电容值之和/或损耗因数(DF)下降,当老化数据和原始测试数据之间的相关性不高时。I类非铁电介质不会随时间变化、温度或电压与电容器老化。

因此,I类芯片中任何老化引起的电容变化都与机械故障有关,例如隔离电极层的开裂。另一方面,II类铁电介质可能在老化后显示电容和DF的变化而没有机械故障,因为这些电介质与时间有关、温度和电压有关。最值得注意的是,为了正确解释结果,必须考虑老化条件下介电常数的加速老化(例如,与在老化单元上执行的预老化数据相比)根据终止寿命测试的方法,被测装置可能面临三种不同的老化情况:情况1:当设备处于该温度时,移除电压,并保持该温度至少一小时而不出现偏差。在这种情况下,电容器将完全老化,电池将显示相对于原始预老化值的最小值(正或负)电容变化。情况2:当烘箱冷却到室温时,电容器保持在DC偏压下。这实际上是一个电压调节过程,因此电池相对于原始测试数据会老化(例如,-7.ΔC)情况3:在老化温度下移除电压,然后将该单元从烘箱中取出并空气冷却至室温。在这种情况下,该装置不会像程序2中那样在冷却周期中完全老化,也不会像程序1中那样完全老化。因此,组件仅经历部分老化(例如,-3.5%ΔC)以上述过期数据为例%δ c值是中间值-KII级电介质的典型值。

具有高k和较低稳定性的介电材料可能经历更剧烈的电容变化,因为这些材料的典型老化速率为每10小时5次%这是X7R配方平均老化速度的三倍。这些考虑清楚地表明,为了正确评估II类电介质的性能,在终止寿命测试时只需遵循程序1。除了老化之外,高可靠性测试通常包括根据MIL进行测试-C-55681或根据客户规范进行的其他性能测试。这些附加测试中最常见的是高温下的介电击穿电压和IR、电压-温度限制、热冲击、片式电容器端子的可焊性和抗焊料浸出性。此外,可能需要对产品进行严格的外观和机械检查,包括破坏性的物理分析(DPA)表1列出了适用于MIL规范的各种高可靠性试验组。需要高可靠性产品的客户可以指定任何或所有组测试。


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