结果和可靠性验证
整套测试在CECC 30 800/ IEC-QC300 800/AEC-Q200规范基础上进行了扩展,以涵盖气候类别55/150/56,将测试限制和温度扩至175℃。
在组合测试中,对多种负荷温度、存储、循环和负荷湿度的组合条件进行了测试。该测试旨在将150℃下存储与0.5额定电压负荷相结合,随后为175℃、0.5额定电压、高温循环和高湿条件下的长期存储。测试了专门用于175℃操作的七个生产批次的电容器。测试使用了高压码和机盒尺寸A、B和D,每批次50个。
在渐进温度循环测试中,对-40℃/150℃和+20/+175℃两种测试条件进行了测试,证明了钽电容在高温下的高稳定性。新开发的机盒尺寸为A、B、C、D的电容器(每种机盒两个生产批次)需要在高温下进行多次温度循环,最初在150℃下,然后在175℃下循环(-40℃/150℃下475个循环,+20/+175℃下50个温度循环,每次60分钟)。结果证明了在暴露于高温后的高稳定性。
规格验证测试表明,针对高温存储进行优化的电容器足够坚固,可以达到规格要求。
对6000个电容器进行了100次-55℃/175℃的温度循环测试,每个循环30分钟。标准电容器在175℃下进行循环时发生的失效率可能更高,尤其在尺寸较大的情况下。设计用于175℃操作的电容器则显示出更低的失效率。标准系列和新开发的电容器都完全达到CECC 30 800/ IEC-QC300 800规格要求,但设计用于175℃温度应用的电容器则表现出超过25倍的可靠性。测试没有发现严重故障,电容器只有在参数故障模式下才有出现故障。
对6000个电容器在200℃下进行了加速存储测试(48小时),由此保证在175℃时的存储稳定性。同样的,所有电容器都通过了测试。
对THJ系列电容器进行的电压测试表明,电容器可以类别电压0.5Ur(额定电压的一半)承受175℃高温。今后的目标是将工作温度提高至200℃。
结论
AVX THJ系列钽电容器采用了新设计、工艺和材料,达到了比现有钽电容器更高的性能水平。THJ系列钽电容能够以一半额定电压持续在175℃使用,在高温下的可靠性提高了两倍,可以满足目前汽车应用的要求。今后还要对钽电容器在材料和工艺上进一步改进,以获得更高规格的性能。
参考文献
[1] Wondrak,W.被动组件:汽车应用的要求. CARTS‘99.
[2] Gill,J. 连接钽效应研究. AVX技术出版物
[3] Zednicek,T. Sita, Z. 150℃操作钽电容器新家族. CARTS USA 2000,汇编