Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Конденсаторлардың жоғары ақаулық деңгейі кезеңі
Period of high failure rate of capacitors
"Конденсатор обасы" – 1999 және 2007 жылдар аралығында, әсіресе кейбір тайваньдық өндірушілерден шыққан, қатты емес алюминий электролиттік конденсаторлардың күтілгеннен артық ақаулық деңгейіне байланысты туындаған мәселе. Бұл мәселе электролит құрамының кемшілігінен туындаған, газ пайда болуымен бірге коррозияға алып келді, нәтижесінде конденсатор корпусының ішкі қысымның артуынан жарылуы жиі кездесті. Көптеген танымал электроника брендтерінде жоғары ақаулық деңгейі байқалды, әсіресе жеке компьютерлердің аналық платаларында, бейне карталарында және қуат блоктарында. 2003 жылы "The Independent" газетінде жарияланған мақалада, ақаулы конденсаторлардың себебі дұрыс емес көшірілген формулаға байланысты екені айтылды. 2001 жылы Жапониядағы Rubycon корпорациясындағы ғалым конденсаторлар электролиттерінің дұрыс емес көшірілген формуласын ұрлады. Ол бұзылған формуланы бұрын жұмыс істеген Қытайдағы Luminous Town Electric компаниясына әкелді. Сол жылы ғалымның қызметкерлері Қытайдан шығып, дұрыс емес көшірілген формуланы тағы да ұрлап, Тайваньға көшіп барды, онда олар өз компаниясын құрып, конденсаторларды өндіріп, конденсатор электролиттерінің осы ақаулы формуласын одан да көп таратты.
The capacitor plague was a problem related to a higher than expected failure rate of non solid aluminium electrolytic capacitors between 1999 and 2007, especially those from some Taiwanese manufacturers, due to faulty electrolyte composition that caused corrosion accompanied by gas generation; this often resulted in rupturing of the case of the capacitor from the build up of pressure. High failure rates occurred in many well known brands of electronics, and were particularly evident in motherboards, video cards, and power supplies of personal computers. A 2003 article in The Independent claimed that the cause of the faulty capacitors was due to a mis copied formula. In 2001, a scientist working in the Rubycon Corporation in Japan stole a mis copied formula for capacitors' electrolytes. He then took the faulty formula to the Luminous Town Electric company in China, where he had previously been employed. In the same year, the scientist's staff left China, stealing again the mis copied formula and moving to Taiwan, where they created their own company, producing capacitors and propagating even more of this faulty formula of capacitor electrolytes.
Алғашқы хабарландырулар
Тайваньдық шикізат мәселелеріне байланысты алғашқы ақаулы конденсаторлар туралы 2002 жылдың қыркүйек айында «Passive Component Industry» журналында хабарланды.
The first flawed capacitors linked to Taiwanese raw material problems were reported by the specialist magazine Passive Component Industry in September 2002.
Қоғамның назары
Холцман басылымындағы жаңалықтар Интернет пен газеттерде жылдам тарады, себебі, ішінара, конденсаторлардың ісінуі немесе жарылуы, тығыздағыш резеңкесінің сырға шығуы және көптеген басылымды тақталарда электролиттің ағуы сияқты көзге түсетін суреттер көп болды. Көптеген дербес компьютер пайдаланушыларына әсер етті, нәтижесінде мыңдаған блогтар мен басқа да онлайн қауымдастықтарда шағымдар мен пікірлер көбейді. Жаңалықтың жылдам таралуы көптеген бұрыс ақпарат алған пайдаланушылар мен блогтардың электролит ақаулығынан өзге себептермен бүлінген конденсаторлардың суреттерін жариялауына соқтырды.
The news from the Holzman publication spread quickly on the Internet and in newspapers, partly due to the spectacular images of the failures – bulging or burst capacitors, expelled sealing rubber and leaking electrolyte on countless circuit boards. Many PC users were affected, and caused an avalanche of reports and comments on thousands of blogs and other web communities. The quick spread of the news also resulted in many misinformed users and blogs posting pictures of capacitors that had failed due to reasons other than faulty electrolyte.
Ауру таралуы
Көбінесе зардап шеккен конденсаторлар 1999 жылдан 2003 жылға дейін өндірілді және 2002 мен 2005 жылдар аралығында істен шықты. Дұрыс емес құрастырылған электролитпен жасалған конденсаторлардың мәселелері кем дегенде 2007 жылға дейін жасалған жабдықтарға әсер етті. IBM, Apple, HP және Intel компаниялары ақаулы электролиттері бар конденсаторлардан зардап шекті. 2005 жылы Dell компаниясы негізгі платаларды толығымен ауыстыруға және жүйені ауыстыру қажеттігін анықтау логистикасына 420 миллион АҚШ доллары жұмсады. Көптеген басқа жабдық өндірушілер білмей тұрып, ақаулы конденсаторлары бар платаларды жинап, сатты, нәтижесінде конденсаторлардың таралуы бүкіл әлемдегі түрлі құрылыстарда байқалды. Барлық өндірушілер қайтарып алу немесе жөндеу шараларын ұсынбағандықтан, өздігінен жөндеу туралы нұсқаулар жазылып, интернетте жарияланды.
Most of the affected capacitors were produced from 1999 to 2003 and failed between 2002 and 2005. Problems with capacitors produced with an incorrectly formulated electrolyte have affected equipment manufactured up to at least 2007. IBM, Apple, HP, and Intel were affected by capacitors with faulty electrolytes. In 2005, Dell spent some US$420 million replacing motherboards outright and on the logistics of determining whether a system was in need of replacement. Many other equipment manufacturers unknowingly assembled and sold boards with faulty capacitors, and as a result the effect of the capacitor plague could be seen in all kinds of devices worldwide. Because not all manufacturers had offered recalls or repairs, do it yourself repair instructions were written and published on the Internet.
Жауапкершілік
2002 жылғы қараша-желтоқсан айларында шыққан "Passive Component Industry" журналында ақаулы электролит туралы жарияланған алғашқы мақаладан кейін, кейбір ірі тайваньдық электролиттік конденсатор өндірушілер ақаулы өнімдерге жауапкершілікті мойындамайтыны хабарланды. Өнеркәсіптік клиенттер ақауларды растағанмен, бұзылған компоненттердің бастауын анықтай алмады. Ақаулы конденсаторлар "Тайе", "Чхойо" немесе "Чхси" сияқты бұрын белгілі емес брендтермен белгіленген. Бұл белгілерді таныс компаниялармен немесе өнім брендтерімен байланыстыру қиын болды. Аналық плата өндірушісі ABIT Computer Corp. Тайваньдық конденсатор өндірушілерден алынған ақаулы конденсаторлар өнімдерінде қолданылғанын ресми түрде мойындаған жалғыз зардап шеккен өндіруші болды. + Әр түрлі қатты емес электролиттері бар алюминийлік конденсаторларды салыстыруЭлектролиттерӨндірушілерСериясы, түріӨлшемдеріD × L (мм)Макс. ESR100 кГц, 20 °C (мОм)Макс. 85/105 °C (мА) толқынды токVishay036 RSP, 100 мкФ, 10 В5 × 111000160Қатты емес, органикалық электролитNCC SMQ, 100 мкФ, 10 В5 × 11900180Қатты емес, этиленгликоль, бор қышқылы (борак) электролитіRubyconZL, 100 мкФ, 10 В5 × 11300250Қатты емес, су негізіндегі электролит
In the November/December 2002 issue of Passive Component Industry, following its initial story about defective electrolyte, reported that some large Taiwanese manufacturers of electrolytic capacitors were denying responsibility for defective products. While industrial customers confirmed the failures, they were not able to trace the source of the faulty components. The defective capacitors were marked with previously unknown brands such as "Tayeh", "Choyo", or "Chhsi". The marks were not easily linked to familiar companies or product brands. The motherboard manufacturer ABIT Computer Corp. was the only affected manufacturer that publicly admitted to defective capacitors obtained from Taiwan capacitor makers being used in its products. + Comparison of aluminium e caps with different non solid electrolytesElectrolyteManufacturerseries, typeDimensionsD × L(mm)Max. ESRat 100 kHz, 20 °C(mΩ)Max. ripple currentat 85/105 °C(mA) Non solidorganic electrolyte Vishay036 RSP, 100 μF, 10 V 5 × 11 1000 160 Non solid, ethylene glycol,boric acid (borax) electrolyte NCC SMQ, 100 μF, 10 V 5 × 11 900 180 Non solidwater based electrolyte RubyconZL, 100 μF, 10 V 5 × 11 300 250
Ерте сәтсіздік
Қатты емес электролитті барлық электролиттік конденсаторлар электролиттің булануына байланысты уақыт өте келе тозады. Сыйымдылығы әдетте төмендейді және ESR әдетте артады. Тұтынушылық сападағы қатты емес электролиттік конденсатордың, әдетте 2000 сағ/85 °C есебімен және 40 °C температурада жұмыс істейтін, қалыпты қызмет мерзімі шамамен 6 жылды құрайды. Егер 40 °C температурада жұмыс істейтін 1000 сағ/105 °C конденсатор болса, ол 10 жылдан астам қызмет ете алады. Электролиттік конденсаторлар төмен температурада жұмыс істесе, олардың қызмет мерзімі едәуір ұзарады. Компоненттің қалыпты қызмет мерзімі ішінде сыйымдылығы номиналды мәнінің 70% дейін төмендеуі және ESR номиналды мәнінің екі есеге артуы керек, содан кейін ғана ол "тозудан істен шығу" деп есептеледі. Ақаулы электролитті электролиттік конденсатордың қызмет мерзімі екі жылға дейін болуы мүмкін. Конденсатор күтілетін қызмет мерзімінің шамамен 30-50 пайызына жеткеннен кейін мерзімінен бұрын істен шығуы мүмкін.
All electrolytic capacitors with non solid electrolyte age over time, due to evaporation of the electrolyte. The capacitance usually decreases and the ESR usually increases. The normal lifespan of a non solid electrolytic capacitor of consumer quality, typically rated at 2000 h/85 °C and operating at 40 °C, is roughly 6 years. It can be more than 10 years for a 1000 h/105 °C capacitor operating at 40 °C. Electrolytic capacitors that operate at a lower temperature can have a considerably longer lifespan. The capacitance should normally degrade to as low as 70% of the rated value, and the ESR increase to twice the rated value, over the normal life span of the component, before it should be considered as a "degradation failure". The life of an electrolytic capacitor with defective electrolyte can be as little as two years. The capacitor may fail prematurely after reaching approximately 30% to 50% of its expected lifetime.
Көрінетін белгілері
Ақаулықты электронды құрылғыны тексергенде, істен шыққан конденсаторларды оңай тануға болады, олардың анық көрінетін белгілері бар: шыққан электролитті кейде конденсаторларды соққыдан қорғау үшін қолданылатын қалың, серпімді желіммен шатастыруға болады. Конденсатордың қабырғасындағы қара қоңыр немесе қара түсті қабық әрқашан желімнен, емес электролиттен пайда болады. Желімнің өзі зиянсыз.
When examining a failed electronic device, the failed capacitors can easily be recognized by clearly visible symptoms that include the following: The leaked electrolyte can be confused with thick elastic glue sometimes used to secure the capacitors against shock. A dark brown or black crust up the side of a capacitor is invariably glue, not electrolyte. The glue itself is harmless.
Өнеркәсіптік тыңшылықтың салдары
Өнеркәсіптік тыңшылық конденсаторлар ауруына қатысты, электролит формуласының ұрлануымен байланысты болды. Жапониядағы Rubycon компаниясында жұмыс істейтін материалдар ғалымы компанияны тастап, Rubycon компаниясының ZA және ZL сериялы конденсаторларына арналған су негізді электролит құпия формуласын алып, қытай компаниясында жұмыс істей бастады. Содан кейін ғалым осы электролиттің көшірмесін жасады. Кейіннен қытай компаниясынан кеткен бірнеше қызметкерлер формуланың толық емес нұсқасын көшіріп, Тайваньдағы алюминий электролиттік конденсатор өндірушілеріне кеңінен сата бастады, осылайша жапондық өндірушілердің бағасын төмендетті. Бұл толық емес электролит конденсаторлардың ұзақ мерзімді тұрақтылығы үшін маңызды, құпия ингредиенттерден құралмады және дайын алюминий конденсаторға құйылғанда тұрақсыз болды. Бұл кемшікті электролит гидроксидтің тежелмей түзілуіне және сутек газының пайда болуына мүмкіндік берді. Rubycon-ның толық электролит формуласы сақталғандықтан, күдікті ұрлыққа қатысты сот процесі болған жоқ. Дегенмен, зақымдалған конденсаторларды тәуелсіз зертханалық талдау көрсеткендей, көптеген ерте тозулардың себебі электролиттегі судың жоғары құрамы мен ингибиторлардың жетіспеушілігімен байланысты, бұл төменде сипатталған. Фосфат иондарының болмауы және зерттелген тайвандық электролиттердің сілтілі болуы конденсатордың судан зақымданудан қорғалуын қамтамасыз етпеді және тұрақты алюминий оксидтерінің түзілуіне кедерілді. Нәтижесінде, тек алюминий гидроксиді ғана пайда болды. Химиялық талдау нәтижелері 56 күндік ұзақ сынақ кезінде электр сыйымдылығы мен ағымның өлшенуімен расталды. Химиялық коррозияға байланысты осы конденсаторлардың оксид қабаты әлсіреп, қысқа уақыттан кейін сыйымдылық пен ағым қысқа мерзімге өсті, бірақ газ қысымы желдеткішті ашқанда күрт төмендеді. Хиллман мен Хельмольдтың баяндамасы Тайваньдық өндірушілер қолданған электролит қоспасының ақаулы екенін, оның құрамында электролиттің дұрыс pH деңгейін ұзақ мерзімге сақтау үшін қажетті химиялық ингредиенттер болмағанын, соның салдарынан электролиттік конденсаторлардың тұрақтылығына кепілдік берілмегенін дәлелдеді. Олардың электролиттің сілтілі pH деңгейінің тұрақты оксидке айналмаған гидроксидтің үнемі жиналуына себеп болатын, қатаң кемшілік бар деген қорытындысы анод фольгасының бетінде фотосуреттер арқылы және химиялық компоненттердің EDX саусақ іздері талдауымен расталды.
Industrial espionage was implicated in the capacitor plague, in connection with the theft of an electrolyte formula. A materials scientist working for Rubycon in Japan left the company, taking the secret water based electrolyte formula for Rubycon's ZA and ZL series capacitors, and began working for a Chinese company. The scientist then developed a copy of this electrolyte. Then, some staff members who defected from the Chinese company copied an incomplete version of the formula and began to market it to many of the aluminium electrolytic manufacturers in Taiwan, undercutting the prices of the Japanese manufacturers. This incomplete electrolyte lacked important proprietary ingredients which were essential to the long term stability of the capacitors and was unstable when packaged in a finished aluminium capacitor. This faulty electrolyte allowed the unimpeded formation of hydroxide and produced hydrogen gas. There are no public court proceedings related to the alleged theft, as Rubycon's complete electrolyte formula remained secure. However, independent laboratory analysis of defective capacitors has shown that many of the premature failures appear to be associated with high water content and missing inhibitors in the electrolyte, as described below. Since phosphate ions were missing and the electrolyte was also alkaline in the investigated Taiwanese electrolytes, the capacitor evidently lacked any protection against water damage, and the formation of more stable alumina oxides was inhibited. Therefore, only aluminium hydroxide was generated. The results of chemical analysis were confirmed by measuring electrical capacitance and leakage current in a long term test lasting 56 days. Due to the chemical corrosion, the oxide layer of these capacitors had been weakened, so after a short time the capacitance and the leakage current increased briefly, before dropping abruptly when gas pressure opened the vent. The report of Hillman and Helmold proved that the cause of the failed capacitors was a faulty electrolyte mixture used by the Taiwanese manufacturers, which lacked the necessary chemical ingredients to ensure the correct pH of the electrolyte over time, for long term stability of the electrolytic capacitors. Their further conclusion, that the electrolyte with its alkaline pH value had the fatal flaw of a continual buildup of hydroxide without its being converted into the stable oxide, was verified on the surface of the anode foil both photographically and with an EDX fingerprint analysis of the chemical components.