[心得] 為何電容的極性很重要?

[wolflsi (港都狼仔)]

https://i.imgur.com/CqrcUez.jpg
最近某品牌某型號主機板發生板上電容極性顛倒的現象，並導致異常及鄰近元件燒毀，為
何電容極性很重要呢?以下將進行分析

以往主機板比較常見圓柱形聚合物電解電容(又俗稱固態電容)，但部分高階主機板或是空
間寸土寸金的形式(例如ITX)，會使用下面這種表面黏著的方型聚合物電容，下圖為
Panasonic SP-CAP聚合物鋁質電容器，具有低ESR(等效內阻)、優異雜訊抑制及暫態響應
，並且不具溫度漂移及DC/AC偏壓特性
https://i.imgur.com/vjQBb0w.jpg
電容內部結構如下：作為正極的鋁箔上會有一層薄薄的氧化鋁層，外面包著做為電解質的
導電聚合物材料，最外層則是石墨與銀膠組成的負極，最後加上端子，並用樹脂包裹成型
https://i.imgur.com/grJPYic.jpg
當電容極性正確時，氧化鋁層扮演著隔離絕緣的作用，並使電容發揮正常的功能。若是當
極性反接，氧化鋁層將無法正常發揮絕緣隔離的作用，這時電容漏電流會大增，此時電容
將變成一個類似電阻的元件，開始發熱並出現異常電流流動，導致其他電路元件承受過大
的電流，如果是在電源電路中，極性相反的電容會成為一個異常電流路徑，超過電路最初
設計的額定電流，並可能造成功率元件(MOSFET)燒毀。因為固態電容未有傳統電解電容的
液態電解液，所以不會出現明顯膨脹鼓包或是噴出電解液/氣體的狀況，但仍可透過紅外
線熱影像分析找出漏電流過高而溫度異常的電容

一般電容上有標記的部分通常為負極，但這種表面黏著方型電容上面有標記處為正極，是
剛好相反的，通常是人工更換或焊接時較容易搞混，鮮少出現在全自動上件的製程上。另
外全自動上件製程後應該也要經過AOI(Automated Optical Inspection，自動光學檢測)
，若有異常應要被AOI設備偵出，照理說不應逃脫，不過廠商在發生問題後也鎖定受影響
的序號批次進行召回處理，也算是有負起責任，對於影響序號批次外的使用者，也可以自
行檢查一下，求個心安

報告完畢，謝謝收看

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推 Zenryaku    : 推
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推 free112136  : 在實習工廠裡面炸電容不是很正常嗎
推 fortune06   : 推 狼大
推 a902392001  : 以前高職實習 用過電解電容 只能說
→ a902392001  : 慶幸華碩弄錯的是貼片式 不然呵呵
→ a902392001  :  直接放鞭炮
→ aa1477888   : 什麼年代了怎麼還會有這種低級錯誤
推 oop53       : 品管怎麼過的？ 沒被架刀子就不會
→ oop53       : 做了
→ Dcpp2015    : 刀碩出包也不是第一次了，古早775
→ Dcpp2015    : 時代就用過會生鏽的電感。
推 Aquarius126 : 電解電容接錯出不了廠啦，品保那邊
→ Aquarius126 : 測一下就刷掉了
推 jeff520     : 推
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推 PrimeChaoz  : 先推
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推 twosheep0603: 推 能讓消費者拿到這種板真的奇葩
→ Vladivostok : 推
推 FXW11314    : 電解電容反而不會出這種包，QC就炸
→ FXW11314    : 給你看了
推 FCPEWN375   : 想請問氧化鋁的失效機制是？很好奇
正常氧化鋁薄膜應在鋁箔處高電位(正電位)，電解質(液態或聚合物)處低電位(負電位)
若極性顛倒，會在氧化鋁薄膜出現Valve Effect，造成漏電流大幅提高

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→ tomsawyer   : 放鞭炮不知道有沒有比較好 因為放
→ tomsawyer   : 了就斷路了 mos也不會炸
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推 crystal0504 : 廠商比你還怕被客訴，主管氣到留下
→ crystal0504 : 來加班哭著寫報告
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推 u8702116    : 先推免得被人說我不懂
推 bubunana    : 腿
推 joaoko37967 : 第一次能完全看得懂的狼大文章...
推 Deparic     : 簡介易懂，推
推 a902392001  : 只能說要嘛華碩自己的鍋 這種上檢查
→ a902392001  : 機台應該是會跑錯誤的吧？
正常依照AOI應該要抓得出來，除非是AOI影像教讀異常或是門檻百分比設定不佳(逃脫)

推 oppoR20     : 推
推 Data000     : 推！狼大！
推 mind324     : 推 固態是為了解決放鞭炮問題的
→ friedpig    : 就出大包 產線年終哭哭而已
推 mind324     : 原文有提到他的優勢，理論上更耐用
→ mind324     : ，而且比較貴
推 madeinheaven: 推
推 ltytw       : 推
推 LoveShibeInu: 推
→ gameguy     : 不是Blackgate電容，pass
推 dirtyli     : 推
推 david54001  : 推學習到了
推 gamania31610: 推 跟我想的一樣
推 hm83139     : 推
推 lc85301     : 我只記得某種電容炸開還蠻香的
推 sppmg       : 同F大，失效機制是什麼？
→ sppmg       : 跟傳統圓柱形比，電容值一樣嗎？還
→ sppmg       : 是說無法做到太大電容？
推 abk1229     : 電解電容會直接炸開
推 bunjie      : 推
推 josh8410    : 推
推 YCL13       : 對呀，AOI沒抓出來真的很奇怪
推 mind324     : 容值、耐溫跟材料特性、製程有關，
→ mind324     : 細節和配方公司不會說，作材料有材
→ mind324     : 料公司，作電容有電容公司，不一定
→ mind324     : 兩個都有搞
→ mind324     : 長興就有作材料，但沒作電容，鈺邦
→ mind324     : 立隆就是電容廠
※ 編輯: wolflsi (114.40.175.24 臺灣), 12/30/2021 22:57:58
推 s813692105  : 也有可能TE工程師睡覺根本沒抓極性.
→ s813692105  : ....
→ wolflsi     : AOI的影像沒教讀好或是辨識門檻設錯
推 E6300       : 全部都用MLCC就沒事了
推 joewang85   : 推
推 kjes924308  : 以前上課最愛爆電容了
推 dogluckyno1 : 推
→ weibkey     : 推
推 Bimatow     : 推
→ a989876     : 推
推 rabbit80891 : 推
推 cka         : 影像辨識沒認出來很扯啊
推 garlic1234  : 推
推 DimlyLit    : 打件廠會犯這種低級錯誤！！
推 wonder007   :  https://i.imgur.com/ayjpE45.jp
→ wonder007   : g
→ wonder007   : 同一原件有兩個外觀印刷導致不好教
→ wonder007   : 導
推 E6300       : 應該都雷雕吧？
推 Toy17       : 專業文推
推 ATND        : 推
推 paxetin     : 長知識推
推 annoying    : 推狼大
推 nvidia7900gt: 推專業!  另外樹脂模封裝處即有一
→ nvidia7900gt: 個極性凹點 最後出貨前再用光纖雷射
→ nvidia7900gt: 打出白色的極性辨識線
推 lin212324   : 推
推 luckynight  : 技術愈來愈進步，十年前做電子廠還
→ luckynight  : 沒見過這種smd電容
推 x52013      : 有沒有不分極性的電容啊？
→ jim924211   : 有阿，陶瓷電容我記得就是？
→ jim924211   : 應該說，陶瓷電容一部分有極性，
→ jim924211   : 一部分沒有，一般高中職大學應該都
→ jim924211   : 會用過
→ jim924211   : 不過說到高中職大學共同的回憶應該
→ jim924211   : 都是炸電容XD
推 kkes0001    : 炸電容是插插頭嗎
推 SPDY        : 要炸 不必非得用市電交流110V吧...
→ wolflsi     : 之前實驗課有同學這樣搞被老師巴頭
推 creepy      : 推推!
推 bala73      : 所以主機板出廠前不會做功能測試？
→ bala73      : 打完件就包裝出貨了喔？不然這個做
→ bala73      : 產側抓的出來吧
推 user1120    : 推