一种电容失效分析检测方法与流程

本发明涉及电子元器件检测分析技术领域，特别是涉及一种电容失效分析检测方法。

背景技术：

电容器在电力系统中是提高功率因数的重要器件，在电子电路中是获得振荡、滤波、相移、旁路、耦合等作用的主要元件。但是电子元器件同时也是脆弱的，常会因多重原因造成失效，例如有些电力系统在使用一段时间后，就有可能因为电容的失效而导致无法正常工作，那么就需要对电容失效的原因进行检测分析，以杜绝同样问题的发生。

目前针对电容失效分析的方法存在分析速度慢，检测准确性低，失效理由不充分等问题，因此，如何快速、高效地对电容进行失效分析成为失效分析领域急待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是要提供一种电容失效分析检测方法，其能够快速、高效地确认电容失效的根本原因，通过电容失效分析实现对于电子系统的工作可靠性的提高。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种电容失效分析检测方法，用于对失效电容进行分析，包括如下检测步骤：

步骤一：外观检查，检查失效电容的损毁情况并查看记录失效电容表面是否有明显异常现象；

步骤二：内视检测，通过探伤检测设备对失效电容进行失效点定位，并确定失效点位置；

步骤三：初步确认失效原因，根据失效点位置列出可能的失效原因；

步骤四：模拟试验，根据失效原因对良品电容进行针对性的通电模拟，验证可能的失效原因，并将良品电容在失效损毁后的失效点情况与失效电容的失效点位置进行比对，确定失效原因；

步骤五：金相检测，根据步骤二确定的失效点位置，将失效电容制成失效点位置的金相切片并在金相显微镜下观察确认失效点位置，再使用扫描电镜和能谱分析仪对金相切片进行扫面分析，验证确定电容失效损毁的根据原因，并给出分析结论。

对于上述技术方案，申请人还有进一步的优化措施。

进一步地，在进行步骤五的金相检测后，模拟电容不良品失效损毁时的失效环境，二次验证电容的失效机理，确定最终给出的分析结论。

进一步地，步骤一中所指的明显异常现象指的是电容所存在的磨损、开裂、烧毁的情况。

更进一步地，步骤二中所采用的探伤检测设备为x射线检测仪。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的电容失效分析检测方法，通过宏观观察和微观检测相结合的检测方法，确认电容的失效点位置，且针对失效点位置进行针对性的金相分析，同时进行扫描电镜和能谱分析，从而确认电容的失效原因，再结合电容工作环境（失效环境）对失效原因进行二次验证，如此，能够高效、准确地对失效电容的失效原因进行分析确定，为电子系统的稳定工作保驾护航。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本发明实施例的检测样品中的失效电容；

图2为本发明实施例的检测样品中的良品电容；

图3-1为本发明实施例中失效电容的内视检测图；

图3-2为本发明实施例中一良品电容的内视检测图；

图3-3为本发明实施例中另一良品电容的内视检测图；

图3-4为本发明实施例中又一良品电容的内视检测图；

图4-1为本发明实施例中失效电容的金相切片扫描图；

图4-2为本发明实施例中一良品电容的金相切片扫描图；

图4-3为本发明实施例中另一良品电容的金相切片扫描图；

图4-4为本发明实施例中又一良品电容的金相切片扫描图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例是针对后刮水器支架总成中的独石电容，型号规格为：dsdr-474，其中，本实施例中的检测样品包括一个失效电容和同批次的三个未使用的良品电容。

首先，对失效电容进行外观检查，该失效电容如图1所示，良品电容则如图2所示，两个电容为同一型号同一厂家，失效电容外表已明显烧毁，已无法测试其电性能，表面颜色明显异于良品电容的颜色，且一端的引脚已被烧断，一半电容表面已被烧焦。

然后内视检测，通过x射线检测仪对良品电容和失效电容分别进行扫描检查，其中，失效电容的内视检测图如图3-1所示，而三个良品电容的内视检测图则分别如图3-2、图3-3、图3-4所示，可见，失效电容较良品电容而言其内部的中间介质不均匀，部分已被烧毁，整体不再完整，根据中间介质情况初步确定出来位于中部的失效点位置，进行失效点定位。

初步确认失效原因，可能是由于局部电压过大，导致失效电容的一个引脚已经烧毁，有鉴于此，进行通电情况下的良品电容测试模拟。

这里，对样品的电容量电容量（c）、损耗角正切（tanδ）和绝缘电阻（ir）等参数进行测试，测试结果如下表1所示：

表1：良品电容的电参数测试结果

可见，未使用的良品电容的各项参数指标均正常，可见常规通电下的电容十分正常，不会失效损毁。

开始对失效电容进行针对性的金相检测以及金相切片分析，依据ipc-tm-6502.1.1-2004-e（金相检测标准）中的程序，对失效电容及良品电容分别进行切片试验，在金相显微镜下进行观察并记录结果，同时，再使用扫描电镜和能谱分析仪对金相切片进行扫面分析。失效电容的金相切片如图4-1所示，而三个良品电容的金相切片分别如图4-2、图4-3、图4-4所示。可见，失效电容中存在大量明显的裂纹，只能看到一端的引脚，另一端的引脚已全部烧毁

综上可总结得出如下分析结果，发现失效电容表面被严重烧毁，未烧到部位的颜色也发生了明显的变化。在x射线检测仪的透视扫描中，可以观察到，失效电容内部介质已不再不均匀，而未使用的良品电容未发现异常。在金相切片实验观察中，发现失效电容中具有大量明显的裂纹，只能看到一端的引脚，另一端的引脚已全部烧毁。所得结论就是，未使用电容的各项检查均无问题，而失效电容失效的原因为电容引脚端引入异常电压导致过电烧毁。

通过二次验证，模拟在良品电容的电容引脚端通入高压，其损毁情况与在先的失效电容一致，可知分析结果无误。

可知，本发明的电容失效分析检测方法，是通过宏观观察和微观检测相结合的检测方法，确认电容的失效点位置，且针对失效点位置进行针对性的金相分析，同时进行扫描电镜和能谱分析，从而确认电容的失效原因，再结合电容工作环境（失效环境）对失效原因进行二次验证，如此，能够高效、准确地对失效电容的失效原因进行分析确定，为电子系统的稳定工作保驾护航。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。