No.004 瓷片电容器烧损

1.现象描述及分析

（1） 现象描述

某产品在运行过程中，发生多层陶瓷电容器 （以下简称瓷片电容器） 在加电运行中冒烟烧毁的情况。被损坏的实物照片如图No.004-1所示。

（2） 现象分析

① 先在陶瓷薄片的两面印刷银钯浆，然后将其重叠加压放入高温炉烧结成带多层内部电极的叠层瓷片电容器体，再在电容器体的两端面涂上银浆料，在400℃温度下烧结成端面为银的被膜，将内部的各电极连接起来，然后再在端子的银膜上先后镀上Ni、Sn或焊料。多层瓷片电容器的内部结构如图No.004-2所示。

② 瓷片电容器存在的问题是，由于陶瓷是多孔的，在烧结之前，在陶瓷片上含有水分、有机溶剂和黏结剂等，在烧结温度下，这些物质都变成了无数的微细空洞散布在电容器的内部，多层瓷片电容器内瓷片的多针孔断面如图No.004-3所示，从照片上可以明显地看到很多的小孔。

③ 由于瓷片电容器的电极大多采用银制成，而由于瓷片电容器的吸湿性导致在其内部微细空洞内壁上生成的水膜能够溶解银，溶解了的银离子在电场的作用下，将向相对的另一电极方向迁移，所形成的漏电流造成瓷片电容器被损坏。

2.形成原因及机理

（1） 形成原因

瓷片电容器具有吸湿性，在其内部微细空洞内壁上生成的水膜能够溶解银，溶解了的银 （Ag） 离子在电场的作用下，将向相对的另一电极方向迁移，并在另一电极侧还原成金属银。

（2） 形成机理

Ag离子迁移是电化腐蚀的特殊现象，它的发生机理是在绝缘基板上的Ag电极 （镀Ag引脚） 间加上直流电压后，当绝缘板吸附了水分时，阳极被电离。Ag 迁移机理如图No.004-4所示。

水 （H₂ O） 在电场作用下被电离：

H⁺向阴极运动，从阴极上获得电子变成氢气 （H₂ ） 向空间逸放掉，而OH^-则反向移向阳极，在阳极形成氢氧化银：

由电化反应生成的AgOH是不稳定的，很容易和空气中的氧或者合成树脂中的基团反应，在阳极侧生成氧化银：

假如阳极侧不断地被溶蚀，氧化银不断地生长，直到抵达阴极时，便从阴极侧被还原而析出金属银，其反应如下：

由于上述反应是不断循环的，故Ag₂ O不断地从阳极向阴极方向呈树枝状生长，Ag₂ O在阴极不断地被还原而析出Ag。Ag离子沿绝缘体表面方向的迁移现象如图No.004-5所示。Ag离子沿绝缘体厚度方向的迁移现象如图No.004-6所示。陶瓷内部有较多的银参与扩散，而使陶瓷由绝缘体演变为半导体。故只要在电极间加上电压，陶瓷便变成加热器，瓷片电容器因过热而冒烟，甚至引发火灾。

3.解决措施

① 加强对元件制造商的产品质量验收和控制。

② 加强对产品组装场地环境条件的控制和生产现场的7S管理。