No.017 薄膜电容器的短路、开路和介质击穿

1.现象描述及故障分析

① 金属化薄膜电容器通常由交替的电极和紧紧卷绕并压成扁平状的介质层构成。电极由涂覆了锌或铝的非导电膜制成。典型的薄膜包括聚酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚苯烯、电容器纸等。

② 薄膜电容器外观形谱如图No.017-1所示。

● 电极构成：内部电极通常采用蒸发铝膜制作而成，外部电极底层采用镀黄铜，外层则采用无铅合金 （SnAgCu） 作为可焊性保护涂层。为了阻断底层中的Zn向表层扩散影响表层的可焊性，在它们之间再涂覆一层磷青铜合金作为中间涂层。磷青铜合金本身具有在大气和海水中耐蚀性极好的特点。

● 典型产品外形结构：以松下薄膜电容器为例，其外形结构如图No.017-2所示。

图No.017-2 （a） 所示松下薄膜电容器的外形结构与图No.017-2 （b） 所示松下薄膜电容的外形结构基本相同，唯一的区别就在于外电极的中间镀层，用导电树脂胶替代了磷青铜合金。

③ 金属化薄膜电容常见的电气故障有短路、开路和介质击穿等。

2.故障形成原因及机理

（1） 短路故障

短路故障机理：

① 由于接线端和电极之间的高阻接触而引起过热。

② 电极之间产生接触，这是由于接入高频能量脉冲，引起电极移动，足以使环氧树脂封装断裂而发生原地接触。

（2） 介质击穿

由于外加电压过高或电容器内部的气体电离而发生介质击穿。

（3） 开路

由于引线上的实际应力而使引线与电极之间未连接。

3.典型案例分析

某医院特护区，一台用于显示病人信息的显示器引发了蔓燃性故障，烧毁了大部分高压扫描控制极，烟雾散发到房间内。经现场勘察确定，故障始发于扫描控制板的一个大的薄膜电容器。解剖发现在薄膜电容器引线与它的外层金属薄膜之间有一处可疑连接，即引线与金属薄膜之间有一处间歇性连接，此电容器在正常情况下使用时出现打火和过热情况。进一步测试发现，当持续向故障电容器馈给电能时，薄膜电容器便能维持燃烧。应用这一故障机理进行测试证明，在这个薄膜电容器位置上始发的故障可以再现该事故。