ধাতব ফিল্ম ক্যাপাসিটার পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স, প্রতিক্রিয়াশীল শক্তি ক্ষতিপূরণ, পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি সিস্টেম এবং শিল্প অটোমেশনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় তাদের চমৎকার স্ব{0}} নিরাময় ক্ষমতা, কম ক্ষতি এবং উচ্চ নির্ভরযোগ্যতার কারণে। যাইহোক, উচ্চ তাপমাত্রা, আর্দ্রতা, ওভারভোল্টেজ এবং যান্ত্রিক চাপের মতো কঠোর অপারেটিং অবস্থার অধীনে, তাদের কর্মক্ষমতা ধীরে ধীরে খারাপ হতে থাকে, অবশেষে ব্যর্থতার দিকে নিয়ে যায়।

 

ধাতব ফিল্ম ক্যাপাসিটারগুলির সাধারণ ব্যর্থতার প্রক্রিয়াগুলিকে সাধারণত চারটি বিভাগে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে:ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল জারা, অস্তরক ভাঙ্গন, ক্যাপাসিট্যান্স অবক্ষয়, এবং কাঠামোগত ব্যর্থতা. ব্যবহারিক প্রয়োগে, এই ব্যর্থতাগুলি প্রায়শই বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, তাপমাত্রা, আর্দ্রতা এবং যান্ত্রিক চাপের সাথে জড়িত বহু-পদার্থবিজ্ঞানের যুগল প্রভাব দ্বারা চালিত হয়।

 

আমি, সাধারণ ব্যর্থতার মোড এবং সাধারণ প্রকাশ

ধাতব ফিল্ম ক্যাপাসিটারগুলির ব্যর্থতার ক্ষেত্রে সাধারণত বৈদ্যুতিক প্যারামিটার অস্বাভাবিকতা এবং শারীরিক কাঠামোগত ক্ষতি উভয়ই জড়িত থাকে।

 

ব্যর্থতা মোড	আদর্শ প্রকাশ	সরঞ্জামের উপর প্রভাব
ক্যাপাসিট্যান্স ডিগ্রেডেশন	আকস্মিক ব্যর্থতা না হওয়া পর্যন্ত রেট করা সীমার মধ্যে থাকা অবস্থায় ধীরে ধীরে ক্যাপাসিট্যান্স হ্রাস	ক্ষতিপূরণ কর্মক্ষমতা হ্রাস, সময় ত্রুটি, দোলন অস্থিরতা
নিরোধক ব্যর্থতা	বর্ধিত ফুটো বর্তমান এবং হ্রাস অন্তরণ প্রতিরোধের	উচ্চ তাপীয় ক্ষতি, থার্মাল পলাতক হওয়ার ঝুঁকি বেড়ে যায়
অস্তরক ভাঙ্গন	অস্তরক ফিল্ম গলন এবং খোঁচা, পরিবাহী পাথ গঠন	শর্ট-সার্কিট বার্নআউট এবং সম্পূর্ণ যন্ত্রপাতি ব্যর্থতা
কাঠামোগত ব্যর্থতা	অভ্যন্তরীণ ফ্র্যাকচার, সোল্ডার জয়েন্ট ডিটাচমেন্ট, প্যাকেজ ক্র্যাকিং	খোলা-সার্কিট ব্যর্থতা এবং বর্তমান প্রবাহের বাধা

 

II, মেটালাইজড ফিল্ম ক্যাপাসিটারের মূল ব্যর্থতা প্রক্রিয়া

1. বৈদ্যুতিক রাসায়নিক জারা এবং আর্দ্রতা প্রবেশ

বৈদ্যুতিক রাসায়নিক ক্ষয় হল এসি ফিল্টারিং এবং পাওয়ার ক্ষতিপূরণ অ্যাপ্লিকেশনের প্রাথমিক বার্ধক্য প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে একটি।

 

যখন একটি ধাতব ফিল্ম ক্যাপাসিটরের সিলিং কার্যকারিতা অপর্যাপ্ত হয়, তখন আর্দ্রতা অভ্যন্তরীণ কাঠামোর মধ্যে প্রবেশ করতে পারে, বায়ু ভাঙ্গন ভোল্টেজ হ্রাস করে এবং ফিল্ম স্তরগুলির মধ্যে আয়নকরণকে ত্বরান্বিত করে। এই আয়নকরণ প্রক্রিয়ার সময় উত্পন্ন ওজোন ধাতব ইলেক্ট্রোডগুলিকে (Zn/Al) অক্সিডাইজ করে, যা ZnO এবং Al₂O₃-এর মতো নন-পরিবাহী অক্সাইড তৈরি করে। অক্সিডেশন অগ্রগতির সাথে সাথে কার্যকর ইলেক্ট্রোড এলাকা ধীরে ধীরে হ্রাস পায়, যার ফলে ক্রমাগত ক্যাপাসিট্যান্সের অবনতি ঘটে।

 

যে পরিবেশে আপেক্ষিক আর্দ্রতা 85% ছাড়িয়ে যায়, সেখানে ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল মাইগ্রেশন ধাতব স্তরের ভিতরেও ঘটতে পারে, যা পরিবাহী ডেনড্রাইট তৈরি করে যা শেষ পর্যন্ত আন্তঃ-ইলেকট্রোড শর্ট সার্কিটকে ট্রিগার করতে পারে।

 

সালফার{0}}যুক্ত বা অম্লীয় গ্যাস পরিবেশে, ক্ষয়ের হার 3-5 গুণ বৃদ্ধি পেতে পারে। টার্মিনাল টিনের কলাইয়ের ক্ষয় উল্লেখযোগ্যভাবে যোগাযোগের প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ায়, যা অতিরিক্ত গরম এবং সংযোগ ব্যর্থতার দিকে পরিচালিত করে।

 

মূল প্রভাব

• ক্যাপাসিট্যান্সের অবনতি
• ইনসুলেশন প্রতিরোধের হ্রাস
• টার্মিনাল ওভারহিটিং
• ছোট-সার্কিট ঝুঁকি

 

2. বৈদ্যুতিক চাপ এবং বারবার স্বয়ং-নিরাময় ক্ষতি

ধাতব ফিল্ম ক্যাপাসিটরগুলির একটি প্রধান বৈশিষ্ট্য হল তাদের স্ব-নিরাময় ক্ষমতা। যখন একটি স্থানীয় ডাইইলেকট্রিক ব্রেকডাউন ঘটে, তখন ফল্টের চারপাশের ধাতব স্তরটি দ্রুত বাষ্পীভূত হয়, ক্ষতিগ্রস্ত এলাকাকে বিচ্ছিন্ন করে এবং ক্যাপাসিটরকে স্বাভাবিকভাবে কাজ চালিয়ে যেতে দেয়।

যাইহোক, পুনরাবৃত্ত স্ব-নিরাময় ইভেন্টগুলি ধীরে ধীরে কার্যকর ধাতুযুক্ত ইলেক্ট্রোড এলাকা গ্রাস করে, যা ক্রমবর্ধমান ক্যাপাসিট্যান্স হ্রাস এবং দুর্বল ভোল্টেজ সহ্য করার ক্ষমতার দিকে পরিচালিত করে।

 

পরীক্ষামূলক গবেষণা দেখায় যে:

• ঘন ঘন স্ব-নিরাময় স্রাব উল্লেখযোগ্যভাবে ক্যাপ্যাসিট্যান্স অবক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে
• ডাইলেকট্রিক সহ্য ভোল্টেজ ক্যাপাসিট্যান্স হ্রাসের সাথে একসাথে হ্রাস পায়
• নিম্ন অবশিষ্ট ধারণক্ষমতা দরিদ্র নিরোধক কর্মক্ষমতা ফলাফল

 

3. ওভারভোল্টেজ প্রভাব

ওভারভোল্টেজ হল বিপর্যয়কর ডাইলেক্ট্রিক ব্রেকডাউনের জন্য সরাসরি ট্রিগার।

 

যেহেতু ক্যাপাসিটরের শক্তি হ্রাস অপারেটিং ভোল্টেজের বর্গক্ষেত্রের সাথে প্রায় বৃদ্ধি পায়, দীর্ঘ-মেয়াদী ওভারভোল্টেজ অপারেশন ডাইইলেকট্রিক বার্ধক্য এবং অভ্যন্তরীণ গরমকে ত্বরান্বিত করে। এদিকে, স্যুইচিং অপারেশন বা গ্রিড ব্যাঘাতের কারণে সৃষ্ট ক্ষণস্থায়ী উত্থান ভোল্টেজগুলি রেটেড ভোল্টেজের কয়েকগুণে পৌঁছতে পারে, সরাসরি ডাইলেক্ট্রিক স্তরকে পাংচার করে।

 

IEEE গবেষণা অনুযায়ী:

যখন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তি 10⁶ V/cm এ পৌঁছায়, তখন অভ্যন্তরীণ স্রাবের সম্ভাবনা তাপমাত্রার সাথে দ্রুতগতিতে বৃদ্ধি পায়

তাপমাত্রায় প্রতি 10 ডিগ্রি বৃদ্ধির জন্য, আংশিক স্রাবের সম্ভাবনা প্রায় দ্বিগুণ হয়

 

মূল প্রভাব

• ত্বরান্বিত স্ব-নিরাময় খরচ
• বর্ধিত অভ্যন্তরীণ তাপমাত্রা বৃদ্ধি
• অস্তরক পাঞ্চার
• থার্মাল পলাতক
• হঠাৎ বিপর্যয়কর ব্যর্থতা

 

4. মাল্টিফিজিক্স কাপলিং এক্সিলারেটেড এজিং মেকানিজম

চরম অপারেটিং অবস্থার অধীনে,ধাতব ফিল্ম ক্যাপাসিটরব্যর্থতা সাধারণত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র, তাপমাত্রা, আর্দ্রতা এবং যান্ত্রিক চাপের মধ্যে মিলিত মিথস্ক্রিয়া দ্বারা সৃষ্ট হয়।

 

4.1। বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র-তাপমাত্রা কাপলিং

উচ্চ তাপমাত্রা পলিপ্রোপিলিন (পিপি) ফিল্মের অস্তরক শক্তি এবং অস্তরক ধ্রুবক হ্রাস করে, যার ফলে স্থানীয় বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের উন্নতি হয়। বর্ধিত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র আরও অভ্যন্তরীণ শক্তি অপচয় এবং তাপমাত্রা বাড়ায়, একটি ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া লুপ তৈরি করে।

এই ঘটনাটি স্থানীয়ভাবে "হট স্পট" তৈরি করে, যেখানে তাপমাত্রা কয়েকশ ডিগ্রি সেলসিয়াসে বাড়তে পারে, অবশেষে ডাইইলেকট্রিক ফিল্ম গলে যায় এবং বিপর্যয়কর ভাঙ্গন ঘটায়।

 

পরিণতি

• স্থানীয় তাপ ঘনত্ব
• আংশিক স্রাব তীব্রতা
• ফিল্ম গলে যাওয়া
• থার্মাল ব্রেকডাউন ব্যর্থতা

 

4.2। তাপমাত্রা-যান্ত্রিক স্ট্রেস কাপলিং

অ্যালুমিনিয়াম ধাতবকরণ এবং পলিপ্রোপিলিন অস্তরক ফিল্মের তাপীয় প্রসারণ সহগগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে পৃথক। তাপমাত্রা সাইক্লিংয়ের সময়, যথেষ্ট ইন্টারফেসিয়াল শিয়ার স্ট্রেস তৈরি হয়।

 

বারবার থার্মাল সাইক্লিং অবস্থার অধীনে স্ট্রেস লেভেল 50 MPa পর্যন্ত পৌঁছতে পারে। বস্তুগত ক্লান্তির সীমা অতিক্রম হয়ে গেলে, ধাতব স্তরে মাইক্রোক্র্যাক তৈরি হয়।

 

একই সময়ে, উচ্চ তাপমাত্রা ত্বরান্বিত করে:

• ধাতু বিস্তার
• জারণ প্রতিক্রিয়া
• অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড স্তর বৃদ্ধি
• প্রতি 10 ডিগ্রি তাপমাত্রা বৃদ্ধির জন্য জারণ বৃদ্ধির হার প্রায় তিনগুণ হয়।

 

পরিণতি

• ধাতবকরণ ক্র্যাকিং
• ESR বৃদ্ধি
• বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা হ্রাস
• ত্বরান্বিত বার্ধক্য

 

4.3। যান্ত্রিক স্ট্রেস কাপলিং

PCB সমাবেশ, পরিবহন, কম্পন এবং ইনস্টলেশনের সময় যান্ত্রিক চাপও ক্যাপাসিটরের নির্ভরযোগ্যতাকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করতে পারে।

দীর্ঘমেয়াদী কম্পন বা প্রভাব লোডিং সহ, 2000 মাইক্রোস্ট্রেন ছাড়িয়ে যাওয়া PCB বেন্ডিং স্ট্রেস হতে পারে:

• অভ্যন্তরীণ ফিল্ম ক্র্যাকিং
• সোল্ডার জয়েন্টের ক্লান্তি
• টার্মিনাল বিচ্ছিন্নতা
• প্যাকেজ বিকৃতি

 

এই যান্ত্রিক মাইক্রোক্র্যাকগুলি আর্দ্রতা প্রবেশ এবং ক্ষয় প্রচারের পথও হয়ে ওঠে, যা ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বার্ধক্যকে আরও ত্বরান্বিত করে।

 

পরিণতি

• ওপেন-সার্কিট ব্যর্থতা
• বিরতিহীন বৈদ্যুতিক যোগাযোগ
• আর্দ্রতা অনুপ্রবেশ
• কর্মক্ষম জীবনকাল হ্রাস

 

5. উত্পাদন এবং প্রক্রিয়া ত্রুটি

মেটালাইজড ফিল্ম ক্যাপাসিটারের প্রথম দিকে ব্যর্থতার আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ উৎস হল ম্যানুফ্যাকচারিং ত্রুটি।

 

সাধারণ প্রক্রিয়া{0}}সম্পর্কিত ত্রুটিগুলির মধ্যে রয়েছে:

• কাঁচামালের অমেধ্য
• অসম ধাতব স্তরের বেধ
• ডাইলেক্ট্রিক ফিল্মে পিনহোলের ত্রুটি
• অসম্পূর্ণ ভ্যাকুয়াম শুকানোর এবং dehumidification
• দরিদ্র encapsulation গুণমান

 

এই ত্রুটিগুলি স্থানীয় বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের ঘনত্বের বিন্দু তৈরি করে, যার ফলে অপারেশন চলাকালীন আংশিক স্রাব এবং ডাইইলেকট্রিক ভাঙ্গনের সম্ভাবনা বেশি থাকে।

প্যাকেজিংয়ের সময় প্রবর্তিত অবশিষ্ট অভ্যন্তরীণ আর্দ্রতা পরিষেবা জীবনের প্রাথমিক পর্যায় থেকে ক্ষয় এবং নিরোধক ক্ষয়কে আরও ত্বরান্বিত করে।

 

পরিণতি

প্রারম্ভিক-জীবনের ব্যর্থতা

স্থানীয়করণ অস্তরক ভাঙ্গন

নির্ভরযোগ্যতা হ্রাস

সংক্ষিপ্ত সেবা জীবন

 

III, উপসংহার

এর নির্ভরযোগ্যতাধাতব ফিল্ম ক্যাপাসিটারবৈদ্যুতিক চাপ, পরিবেশগত অবস্থা, তাপ ব্যবস্থাপনা, যান্ত্রিক লোডিং এবং উত্পাদন গুণমান দ্বারা দৃঢ়ভাবে প্রভাবিত হয়। সমস্ত ব্যর্থতার প্রক্রিয়ার মধ্যে, ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ক্ষয়, পুনরাবৃত্ত স্ব-নিরাময় খরচ, ডাইলেকট্রিক ব্রেকডাউন, এবং মাল্টিফিজিক্স কাপলিং এফেক্ট হল দীর্ঘ-মেয়াদী কর্মক্ষমতা এবং পরিষেবা জীবনকে প্রভাবিত করার প্রধান কারণ।

 

ক্যাপাসিটরের নির্ভরযোগ্যতা এবং কর্মক্ষম জীবনকাল উন্নত করতে, নিম্নলিখিত ব্যবস্থাগুলি গুরুত্বপূর্ণ:

• উন্নত sealing এবং আর্দ্রতা সুরক্ষা
• সঠিক তাপ ব্যবস্থাপনা এবং বায়ুচলাচল
• ওভারভোল্টেজ এবং সুরেলা দমন
• ইনস্টলেশনের সময় যান্ত্রিক চাপ হ্রাস
• উচ্চ-গুণমানের ডাইইলেকট্রিক ফিল্ম ম্যানুফ্যাকচারিং এবং এনক্যাপসুলেশন প্রক্রিয়া

 

অপ্টিমাইজড ডিজাইন, উপাদান নির্বাচন এবং পরিবেশগত সুরক্ষা সহ, ধাতব ফিল্ম ক্যাপাসিটারগুলি আধুনিক পাওয়ার ইলেকট্রনিক সিস্টেমে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত স্থিতিশীলতা, নিরাপত্তা এবং কর্মক্ষম স্থায়িত্ব অর্জন করতে পারে।