No.005 钽电容器冒烟烧损

1.现象描述及分析

（1） 现象描述

在某PCBA生产过程中，用户发现某钽固体电容器冒烟烧损。从钽电容器内喷岀的火焰如图No.005-1所示。

（2） 现象分析

① 经过外观观察和分析，冒烟起火是由于钽电容器内部有短路现象。

② 矩形钽电容器的外形结构和电极如图No.005-2所示。

矩形钽电解电容以高纯度的钽金属粉末为原料，与黏合剂混合后，将钽引线埋入，加压成型，在1800～2000℃的真空炉中烧结，形成多孔性的烧结体作为阳极。应用硝酸锰发生的热解反应，使烧结体表面被覆固体电解质的二氧化锰作为阴极。在被覆二氧化锰的烧结体上涂覆接触电阻很小的石墨层和 Ag 的合金层，然后焊接阳极端子和阴极端子封装成型。

2.形成原因及机理

（1） 形成原因

通过查阅有关文献并对市场大多数电子设备使用中发生故障的长期追踪发现，钽电容器发生故障的主要原因是在其制造过程中绝缘被膜存在缺陷，而且其故障模式主要是短路。

（2） 形成机理

对绝缘被膜存在的微细欠缺，钽电容器具有自修复功能，这是由于在欠缺处流过的电流，将局部发热而产生高温，使该处的二氧化锰释放出氧，使欠缺处的钽氧化形成氧化钽膜，覆盖在有缺陷的地方而使故障现象得到缓解。钽电容器内部构造原理如图No.005-3所示。

因高温而引发绝缘膜被破坏，以及被破坏处绝缘膜的自修复同时存在，假定与绝缘膜的自修复速度相比，绝缘膜被破坏的速度更快，那么钽电容器内部就会出现短路模式的故障。

正是由于短路时的大电流流过钽烧结体内部而产生的高温，使得其封装树脂分解产生的气体吹出，并由此引起电容器冒烟和产生耀眼的火焰。

3.解决措施

① 对钽电容器采取在额定温度环境下加载老化筛选，剔除漏电流大的元件。

② 负极选用高导电性高分子材料来代替二氧化锰，可大幅度减小等效串联电阻（ESR），与以往产品相比，在构造上可大幅度降低冒烟、起火的危险性。

③ 使用时应避免功率超过正常额定值。当环境温度≥85℃时，降低电压等级使用，焊接时请勿使用含卤素的助焊剂。