固态钽电容器的失效现象分析

固钽有热致失效问题。固钽的介质氧化膜有单向导电性能，当有充放大电流通过介质氧化膜，会引起发热失效。无充放大电流时，介质氧化薄相当稳定，微观其离子排列不规则、无序的，称作无定形结构。目测呈现的颜色是五彩干涉色。当无定形结构向定形结构逐步转化，逐步变为有序排列，称之为晶化，目测呈现的颜色不再是五彩干涉色，而是无光泽、较暗的颜色。介质氧化薄膜的晶化疏散的结构导致钽电容器性能恶化直至击穿失效。

固钽有场致失效问题（dV/dT）。固钽加上高的电压，内部形成高的电场，易于局部击穿。击穿事故发生率随时间减低到一个稳定值。当击穿电压被接近时，击穿发生率增加。随着电压的增长，装置因在某个疵点发生的热逃逸而发生故障的机率也增加。击穿电压依赖于脉冲的持续。在某些实验中，可以看到击穿电压随着脉冲长度的增加而降低。该过程不是十分确定的；击穿以不定时间间隔出现在不定位置。在反模式下，电击穿是由于焦耳热产生的热击穿的最终状态。

电容如果选择不当的话，当电容失效后就会短路，一般的话，有两个可以考虑，作为生产厂商，如果一定要失效之后是开路状态的话，可以考虑内部有保险丝的系列，通过的电压和电流都是有胆电容内部的保险丝所决定的。所以它失效后会是一个开路的模式，还有客户在选型的时候，一定要考虑到足够多的余量在里边，如果在正常的工作电压使用的情况下是非常的可靠的。需要注意的是，潮湿也会对电容的ESR起到很大的变化。

液体钽电解电容器的制造工艺比固体钽电解电容器较为简单，电容器的芯子直接由钽粉烧结块经阳极氧化制成。再把电容器芯子装入含有硫酸水榕液或凝胶体硫酸硅溶液的银外壳中，然后用氟橡胶密封塞进行卷边密封而成。硫酸水搭液等液体电解质为电容器的负极。钽电解电容器具有以下特点：由于钽电解电容器采用颗粒很细的钽粉烧结成多孔的正极，所以单体积内的有效面积大，而且钮氧化膜的介电常数比铝氧化膜的介电常数大因此在相同耐压和电容量的条件下，钽电解电容器的体积比铝电解电容器的体积要小得多；由于钽粉烧结块是先由模压而成的，因此钽电解电容器的外形可以制成多种形式；使用温度范围宽。

一般钽电解电容器都能在40℃ ~ + 85℃环境温度范围内工作，有的还能在+155℃ 下工作。钽电解电容器漏电流小，损耗低，绝缘电阻大，频率特性好。容量大，寿命长，可制成超小型元件。由于钽氧化膜化学性能稳定，而且耐酸、耐碱，因而钽电解电容器性能稳定，长时间工作仍能保持良好的电性能。钽电解电容器采用钮金属材料，再加上工艺原因，因而成本高、价格贵，但它是有极性的电容器，且耐压低。钽电解电容器主要用于铝电解电容器性能参数难以满足要求的场合，如要求电容器体积小、上下限温度范围宽、频率特性及阻抗特性好、产品稳定性高的军用和民用整机电路。