虹科电子 | 设备电容老化危害大，出厂测试可别轻视它！

电容作为电路中不可或缺的元器件，在旁路、去耦、滤波、振荡、同步、调谐等常见电路中担任着重要作用，也常常在高速电路中扮演者重要角色，在手机，通讯，以及汽车，航空等多种领域，电子设备的电路板上也都可以看到电容的身影，电容的好坏直接影响整个设备的性能。而要保证电子设备的正常工作，并经得起环境和其他因素的考验，就必须对设备电路板的电子元器件进行可靠性（失效性）测试，电容老化测试则是电路可靠性测试里不可避免的重要环节。

什么是电容老化？

电容老化表现为电容随时间的减少，通常出现在EIA II类电容器。在用作介电材料的所有铁电配方中都会发生这种自然且不可避免的现象，并且由于电介质的晶体结构随温度和时间的变化而发生。

图1 电容老化特性

另外，由钛酸钡碱（II，III和IV类）制成的电容器是铁电的，因此往往容易老化，其中如果电容器保持电容的能力将在未加热和/或不带电状态下随时间降低。I类电容器不是铁电体，因此不会老化。

什么会引起电容老化？

通常电容受过压，过热以及电化学腐蚀都会导致电容的老化（电老化和热老化），因为不管是过压还是过热都会让电容里面电解粒子的流动超乎异常的活跃，从而形成逃逸极板的冲压，直接表现为电容充放电的时间会很短，甚至会被击穿，造成电解质的泄露而固化造成短路，电容失效。

图2 电容鼓包表示内部可能已经老化

在设备运行的过程中，长期过电压运行、电容器内部局部放电，都会导致电力电容器电老化的发生，造成极其严重的后果。为了保障电力电容器长久安全运行，应避免电容器长期过电压运行。而导致电容热老化的因素有很多，例如电容器长期过电流运行、电容器环境温度过高、电网存在谐波等因素，都会导致电力电容器出现热老化。为了保障电容器的运行，企业可以采用谐波治理装置、禁止电容器长期过电流、过温运行等方式，避免其出现热老化。

电容老化有哪些危害？

电容出现电老化，将会对绝缘介质产生影响，导致电容器的使用寿命大幅度缩短。如果电老化特别严重的话，电容将会出现损坏，影响整个设备的性能，甚至造成设备失效。和电老化一样，电容器的热老化也会影响其使用寿命。当电容器热老化十分严重时，电容器可能会出现电容器外壳膨胀变形等故障，甚至出现电容爆炸事故。

图3 电容爆炸事故

虹科万片电容测试系统助力电容失效性批量测试

电容的老化不可避免，因此更需要对电容的可靠性进行测试。无论是元器件生产商进行批量的电容失效性测试（国标测试），还是涉及到产品电路中大量电容的可靠性测试，这个测试环节都对于元器件和产品的品控和质量都十分重要。通常对于电容器的测试，工程师们往往习惯直接通过万用表去判断电容器是否漏电和击穿，但由于无法模拟温湿度和电压条件，且考虑到开发成本和测试数量，往往难以对其可靠性进行判断。批量的电容测试系统成为了电容材料生产商和需要用到大量电容的厂家的急需品。

图4 虹科电容测试系统

广州虹科电子科技有限公司十几年来一直深耕于测试测量领域，针对大批量电容的失效性分析测试针对性地推出了虹科电容测试系统。设备通过给电容施加电压，同时施加高温和高湿的环境，来加速电容的老化，测试电容的可靠性。系统采用模块化设计，支持通道扩展，并且针对每一个电流通道都单独实现监测和控制断开的功能，保证系统在其中某一个电容失效（短路）的时候不影响其他的通道。

虹科电容测试系统适合进行大规模的测试，一次的测试容量可达几万片，因此采用了多电源供电的方式，可选的电源扩展规模，能支持多路电源，即在一次测试中可以配置不同的通道供电电压不同，从而实现了同一次长时间加热加湿的过程中测试多种规格的电容，极大提升测试效率。
系统功能

1. 系统主要用于电容的老化测试。
2. 系统提供高低温和湿度环境。
3. 系统支持一次测试中提供多组可调电压值，且每一路电压可以程控输入到任意一组电容上。
4. 系统可以实现对每一路的电流进行监控，当电容失效电流超限时可报警或者自动断开该路，不影响其他路的测试。
5. 电流监控可以自定义阈值。
6. 系统配备LED面板，试试显示每一路的失效情况。
7. 系统预留TCP通讯接口，可以实现通过TCP远程控制和获取测试数据。
8. 系统可以自动化测试并且生成测试报告。
9. 系统配备高阻仪，可以检测检测每一路的电容对应的阻值。
10. 测试通道可扩展，能达到一次2000+通道和四万片以上电容的老化失效测试，极大提升测试效率。

系统组成

为了达到灵活的电源配置，我们采用了基于LXI的大规模矩阵，可以实现电源和测试设备到电容组的任意路由，同时采用了虹科电流监控模块，可以同时监测上千个通路的电流，并且实现阈值的自定义和自动切断NG短路的被测件，保证系统在有短路的情况下仍然可以正常运行测试。

设备	作用
基于LXI总线的大规模矩阵	利用矩阵实现电源和高阻仪的信号路由
虹科电流监控模块	实时监控每一路的电流，拥有自定义阈值报警和可配置的超过阈值自动切断的功能
可定制的测试软件	具备了通讯，自动化测试，报表生成，测试管理，人机接口等功能