Kondensatory to elementy najbardziej ograniczające trwałość urządzeń elektronicznych. Podczas gdy żywotność kondensatora zależy od czynników elektrycznych oraz czynników środowiskowych, bezpieczny okres jego przechowywania zależy głównie od warunków, w jakich się go składuje. Trwałość większości kondensatorów zależy od czynników środowiskowych, takich jak wilgotność, temperatura i ciśnienie atmosferyczne. Magazynowanie kondensatorów w trudnych dla nich warunkach może znacząco wpłynąć na ich właściwości elektryczne, a nawet całkowicie je uszkodzić. Wpływ czynników środowiskowych na trwałość kondensatorów jest różny w zależności od składu chemicznego i konstrukcji danego elementu. Aluminiowe kondensatory elektrolityczne są na przykład bardzo podatne na czynniki środowiskowe, szczególnie na wysokie temperatury.
Kondensatory zawierają materiały chemiczne, a wystawienie ich na działanie wysokich temperatur przyspiesza zachodzące w nich reakcje. W przypadku aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych szacuje się, że wzrost temperatury o 10°C może nawet podwoić ich szybkość. Stopniowe odparowywanie elektrolitu, w czasie gdy kondensatory te są wystawione na działanie wysokich temperatur, powoduje spadek pojemności i wzrost stycznej kąta strat (tan ?). Ogólnie narażanie kondensatorów na trudne warunki powoduje pogorszenie ich charakterystyki elektrycznej.
Trwałość aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych
Aluminiowe kondensatory elektrolityczne są najczęściej stosowane w aplikacjach, które wymagają wysokich wartości pojemności. Są one powszechnie używane do filtrowania napięcia w zasilaczach impulsowych. Żywotność takich urządzeń zależy głównie od tych kondensatorów.
Parametry takich kondensatorów w dużym stopniu zależą od warunków środowiskowych. Parametry, które zmieniają się, gdy kondensatory te są przechowywane przez długi czas bez ładowania, to głównie równoważna rezystancja szeregowa (ESR), prąd upływu i pojemność. ESR i prąd upływowy wzrastają, a pojemność maleje. Niemniej jednak zmiany te są zazwyczaj niewielkie, jeśli kondensatory są przechowywane w temperaturze pokojowej. Dzisiejsze aluminiowe kondensatory elektrolityczne mają dłuższy okres trwałości, zwykle około 2 lat, w porównaniu do swoich poprzedników.
W przypadku kondensatorów elektrolitycznych zmiany ESR, pojemności i prądu upływu są spowodowane głównie reakcją chemiczną pomiędzy warstwą tlenku glinu i elektrolitem. Przechowywanie tych kondensatorów w wysokich temperaturach powoduje degradację materiału uszczelniającego. Kiedy materiał ten jest osłabiony, może wystąpić nadmierne parowanie elektrolitu, co wpływa na charakterystykę elektryczną kondensatora.
Zmiany charakterystyk aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych, gdy są przechowywane przez długi czas, mogą być spowodowane również przez wnikanie elektrolitu w folię tlenkową. Jest to główna przyczyna zmian prądu upływowego. Szybkość pogarszania się jakości warstwy tlenku glinu jest funkcją czasu oraz temperatury.
Podczas przechowywania aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych ważne jest, aby nie wystawiać ich na działanie wilgoci. Wysoka wilgotność przyspiesza utlenianie wyprowadzeń elementu. Pogarsza to ich lutowność. Oprócz braku wilgoci konieczne jest również zapewnienie, że elementy te nie są narażone na promieniowanie ultrafioletowe, ozon, olej i promieniowanie jonizujące. Narażenie kondensatorów na te warunki powoduje, że gumowe uszczelki ulegają zniszczeniu. Osłabienie uszczelek końcowych obniża ogólną niezawodność aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych i przyspiesza parowanie elektrolitu, co m.in. zmniejsza ich pojemność.
Ważne jest, aby znać czas przechowywania aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych przed ich użyciem w urządzeniu. Ponieważ prąd upływu wzrasta wraz ze wzrostem czasu przechowywania, kondensator, który był przechowywany przez długi czas, może mieć duży prąd upływu, a przez to nie nadawać się do każdego zastosowania - wysoki prąd wymagany do przywrócenia warstewki tlenku glinu takiego kondensatora może uszkodzić element. Ten wzrost prądu może również wpływać niekorzystnie na dany obwód elektroniczny.
Warstwa tlenku glinu kondensatora może być regenerowana poprzez doprowadzenie napięcia do komponentu. Ten proces odbudowywania pogorszonej warstwy tlenkowej kondensatora nazywany jest reformowaniem kondensatora. Zaleca się mimo to nie używać kondensatorów, które były magazynowane przez dłuższy czas.
Trwałość kondensatorów tantalowych
Kondensatory tantalowe mają długi okres trwałości. Parametry elektryczne tych kondensatorów nie ulegają znaczącym zmianom, gdy są przechowywane przez dłuższy czas. W przeciwieństwie do aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych, kondensatory tantalowe mają wyższą stabilność, a ich pojemność nie pogorszają się z czasem.
Wiele badań ujawniło, że kondensatory takie mogą być przechowywane przez długi okres czasu przy niewielkiej lub wręcz zerowej zmienności charakterystyki elektrycznej. Jednak występują niewielkie zmiana prądu upływu, gdy kondensator tantalowy jest przechowywany przez dłuższy czas w niekorzystnych warunkach.
Przechowywanie kondensatorów tantalowych w wysokich temperaturach może spowodować znaczną zmianę tego prądu, ale normalny poziom prądu upływu jest odzyskiwany, gdy przez krótki czas przykładane jest do elementu napięcie. Małe lub żadne zmiany prądu upływu są zauważane, gdy kondensatory te są przechowywane w niskich temperaturach. Podczas przechowywania kondensatorów tantalowych zaleca się przestrzeganie instrukcji podanych przez producenta.
Trwałość kondensatorów ceramicznych
Okres trwałości kondensatorów ceramicznych jest w znacznym stopniu określany na podstawie warunków pakowania i przechowywania. W przeciwieństwie do aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych materiał dielektryczny wielowarstwowych kondensatorów ceramicznych (MLCC) nie wykazują wad, gdy kondensator jest przechowywany przez krótki czas. Jednak długotrwałe przechowywanie wielowarstwowych kondensatorów do montażu SMD może powodować starzenie się dielektryków (dielektryki klasy II) i problemy z lutowaniem, a także degradację opakowania, co utrudnia montaż automatyczny.
Gdy kondensatory ceramiczne są przechowywane przez dłuższy czas, powolny proces utleniania może spowodować degradację ich wyprowadzeń. Przechowywanie kondensatora ceramicznego na otwartym powietrzu lub wystawianie go na działanie chloru lub dwutlenku siarki przyspiesza proces utleniania. Utlenianie zakończeń wpływa na lutowność kondensatorów MLCC.
Pojemność kondensatorów ceramicznych skonstruowanych z dielektrykami klasy II, takimi jak X7R, Z5U i Y5U, zmniejsza się nieznacznie z czasem. Ten spadek pojemności, związany ze starzeniem się elementu, jest funkcją czasu i jest niezależny od warunków przechowywania. Aby odwrócić proces starzenia, dielektryk jest podgrzewany do temperatury powyżej jego punktu Curie.
Kondensatory ceramiczne należy przechowywać w warunkach temperatury i wilgotności określonych przez producenta. Przed użyciem kondensatora należy sprawdzić zalecaną trwałość, datę odbioru i sprawdzić jakość jego wyprowadzeń.
Podsumowanie
W przypadku większości kondensatorów okres przechowywania zależy od warunków przechowywania. Charakterystyki elektryczne przechowywanych kondensatorów zmieniają się głównie w zależności od tych warunków, w szczególności temperatury i wilgotności.
W przypadku niektórych kondensatorów, takich jak aluminiowe kondensatory elektrolityczne, temperatura przechowywania określa szybkość reakcji chemicznych zachodzących w elemencie - kondensatory takie, przechowywane w wysokich temperaturach tracą pojemność szybciej niż kondensatory przechowywane w niskich temperaturach.
Narażenie kondensatorów na wilgoć i niektóre gazy przyspiesza utlenianie wyprowadzeń, co pogarsza lutowność. Przed użyciem kondensatora należy sprawdzić jego czas przydatności i jakość warunków przechowywania.
Niektóre kondensatory wymagają ponownego formowania po tym, jak były przechowywane przez dłuższy czas bez ładowania. Aby zmaksymalizować żywotność kondensatorów, należy je przechowywać w warunkach określonych przez producenta.
Źródło: https://passive-components.eu/get-the-lowdown-on-shelf-life-and-storage-of-capacitors/
Kondensatory zawierają materiały chemiczne, a wystawienie ich na działanie wysokich temperatur przyspiesza zachodzące w nich reakcje. W przypadku aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych szacuje się, że wzrost temperatury o 10°C może nawet podwoić ich szybkość. Stopniowe odparowywanie elektrolitu, w czasie gdy kondensatory te są wystawione na działanie wysokich temperatur, powoduje spadek pojemności i wzrost stycznej kąta strat (tan ?). Ogólnie narażanie kondensatorów na trudne warunki powoduje pogorszenie ich charakterystyki elektrycznej.
Trwałość aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych
Aluminiowe kondensatory elektrolityczne są najczęściej stosowane w aplikacjach, które wymagają wysokich wartości pojemności. Są one powszechnie używane do filtrowania napięcia w zasilaczach impulsowych. Żywotność takich urządzeń zależy głównie od tych kondensatorów.
Parametry takich kondensatorów w dużym stopniu zależą od warunków środowiskowych. Parametry, które zmieniają się, gdy kondensatory te są przechowywane przez długi czas bez ładowania, to głównie równoważna rezystancja szeregowa (ESR), prąd upływu i pojemność. ESR i prąd upływowy wzrastają, a pojemność maleje. Niemniej jednak zmiany te są zazwyczaj niewielkie, jeśli kondensatory są przechowywane w temperaturze pokojowej. Dzisiejsze aluminiowe kondensatory elektrolityczne mają dłuższy okres trwałości, zwykle około 2 lat, w porównaniu do swoich poprzedników.
W przypadku kondensatorów elektrolitycznych zmiany ESR, pojemności i prądu upływu są spowodowane głównie reakcją chemiczną pomiędzy warstwą tlenku glinu i elektrolitem. Przechowywanie tych kondensatorów w wysokich temperaturach powoduje degradację materiału uszczelniającego. Kiedy materiał ten jest osłabiony, może wystąpić nadmierne parowanie elektrolitu, co wpływa na charakterystykę elektryczną kondensatora.
Zmiany charakterystyk aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych, gdy są przechowywane przez długi czas, mogą być spowodowane również przez wnikanie elektrolitu w folię tlenkową. Jest to główna przyczyna zmian prądu upływowego. Szybkość pogarszania się jakości warstwy tlenku glinu jest funkcją czasu oraz temperatury.
Podczas przechowywania aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych ważne jest, aby nie wystawiać ich na działanie wilgoci. Wysoka wilgotność przyspiesza utlenianie wyprowadzeń elementu. Pogarsza to ich lutowność. Oprócz braku wilgoci konieczne jest również zapewnienie, że elementy te nie są narażone na promieniowanie ultrafioletowe, ozon, olej i promieniowanie jonizujące. Narażenie kondensatorów na te warunki powoduje, że gumowe uszczelki ulegają zniszczeniu. Osłabienie uszczelek końcowych obniża ogólną niezawodność aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych i przyspiesza parowanie elektrolitu, co m.in. zmniejsza ich pojemność.
Ważne jest, aby znać czas przechowywania aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych przed ich użyciem w urządzeniu. Ponieważ prąd upływu wzrasta wraz ze wzrostem czasu przechowywania, kondensator, który był przechowywany przez długi czas, może mieć duży prąd upływu, a przez to nie nadawać się do każdego zastosowania - wysoki prąd wymagany do przywrócenia warstewki tlenku glinu takiego kondensatora może uszkodzić element. Ten wzrost prądu może również wpływać niekorzystnie na dany obwód elektroniczny.
Warstwa tlenku glinu kondensatora może być regenerowana poprzez doprowadzenie napięcia do komponentu. Ten proces odbudowywania pogorszonej warstwy tlenkowej kondensatora nazywany jest reformowaniem kondensatora. Zaleca się mimo to nie używać kondensatorów, które były magazynowane przez dłuższy czas.
Trwałość kondensatorów tantalowych
Kondensatory tantalowe mają długi okres trwałości. Parametry elektryczne tych kondensatorów nie ulegają znaczącym zmianom, gdy są przechowywane przez dłuższy czas. W przeciwieństwie do aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych, kondensatory tantalowe mają wyższą stabilność, a ich pojemność nie pogorszają się z czasem.
Wiele badań ujawniło, że kondensatory takie mogą być przechowywane przez długi okres czasu przy niewielkiej lub wręcz zerowej zmienności charakterystyki elektrycznej. Jednak występują niewielkie zmiana prądu upływu, gdy kondensator tantalowy jest przechowywany przez dłuższy czas w niekorzystnych warunkach.
Przechowywanie kondensatorów tantalowych w wysokich temperaturach może spowodować znaczną zmianę tego prądu, ale normalny poziom prądu upływu jest odzyskiwany, gdy przez krótki czas przykładane jest do elementu napięcie. Małe lub żadne zmiany prądu upływu są zauważane, gdy kondensatory te są przechowywane w niskich temperaturach. Podczas przechowywania kondensatorów tantalowych zaleca się przestrzeganie instrukcji podanych przez producenta.
Trwałość kondensatorów ceramicznych
Okres trwałości kondensatorów ceramicznych jest w znacznym stopniu określany na podstawie warunków pakowania i przechowywania. W przeciwieństwie do aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych materiał dielektryczny wielowarstwowych kondensatorów ceramicznych (MLCC) nie wykazują wad, gdy kondensator jest przechowywany przez krótki czas. Jednak długotrwałe przechowywanie wielowarstwowych kondensatorów do montażu SMD może powodować starzenie się dielektryków (dielektryki klasy II) i problemy z lutowaniem, a także degradację opakowania, co utrudnia montaż automatyczny.
Gdy kondensatory ceramiczne są przechowywane przez dłuższy czas, powolny proces utleniania może spowodować degradację ich wyprowadzeń. Przechowywanie kondensatora ceramicznego na otwartym powietrzu lub wystawianie go na działanie chloru lub dwutlenku siarki przyspiesza proces utleniania. Utlenianie zakończeń wpływa na lutowność kondensatorów MLCC.
Pojemność kondensatorów ceramicznych skonstruowanych z dielektrykami klasy II, takimi jak X7R, Z5U i Y5U, zmniejsza się nieznacznie z czasem. Ten spadek pojemności, związany ze starzeniem się elementu, jest funkcją czasu i jest niezależny od warunków przechowywania. Aby odwrócić proces starzenia, dielektryk jest podgrzewany do temperatury powyżej jego punktu Curie.
Kondensatory ceramiczne należy przechowywać w warunkach temperatury i wilgotności określonych przez producenta. Przed użyciem kondensatora należy sprawdzić zalecaną trwałość, datę odbioru i sprawdzić jakość jego wyprowadzeń.
Podsumowanie
W przypadku większości kondensatorów okres przechowywania zależy od warunków przechowywania. Charakterystyki elektryczne przechowywanych kondensatorów zmieniają się głównie w zależności od tych warunków, w szczególności temperatury i wilgotności.
W przypadku niektórych kondensatorów, takich jak aluminiowe kondensatory elektrolityczne, temperatura przechowywania określa szybkość reakcji chemicznych zachodzących w elemencie - kondensatory takie, przechowywane w wysokich temperaturach tracą pojemność szybciej niż kondensatory przechowywane w niskich temperaturach.
Narażenie kondensatorów na wilgoć i niektóre gazy przyspiesza utlenianie wyprowadzeń, co pogarsza lutowność. Przed użyciem kondensatora należy sprawdzić jego czas przydatności i jakość warunków przechowywania.
Niektóre kondensatory wymagają ponownego formowania po tym, jak były przechowywane przez dłuższy czas bez ładowania. Aby zmaksymalizować żywotność kondensatorów, należy je przechowywać w warunkach określonych przez producenta.
Źródło: https://passive-components.eu/get-the-lowdown-on-shelf-life-and-storage-of-capacitors/
Fajne? Ranking DIY
