Humidity control inside metallized film capacitors. development of design rules for operating under harsh environmental conditions of high humidity and temperature.

Abstract

La industria electrónica requiere que los condensadores de lámina delgada metalizada superen requisitos cada vez más exigentes de ensayos de operación bajo tensión en un ambiente de alta humedad y temperatura. En la presente tesis se lleva a cabo el estudio de los distintos materiales (resina de encapsulado, plásticos inyectados como envase y metal depositado por spray para contactar la bobina) que actúan como barrera frente a la humedad para que ésta no degrade la metalización de la cinta que actúa como electrodo. Así como las distintas interfaces del condensador para garantizar el contacto entre superficies y, por consiguiente, la vida útil del dispositivo bajo las condiciones extremas de calor húmedo. Para la mejora de la adhesión en dichas interfaces, se estudian diferentes tratamientos de limpieza y funcionalización de superficies. Todos los estudios se han abordado tanto a través de la caracterización de los materiales como de los ensayos de operación de los dispositivos. Como consecuencia de dichos estudios, se definen unas reglas de diseño de condensadores de lámina delgada que se recogen en la patente con Nº de Publicación Internacional WO 2019/141388 A1 de la cual Azahara Albéndiz es la inventora principal. Es por ello, que el presente manuscrito recoge sólo los resultados experimentales e interpretación de los mismos del estudio específico del metal depositado por spray y compila como anexos diversas evidencias que demuestran los estudios referentes a los otros materiales e interfaces. El comportamiento de los condensadores obtenido durante la prueba combinada acelerada de temperatura/humedad/tensión (a 305Vac, 85ºC y 85% de humedad relativa) demostró que el cumplimiento de las reglas de diseño permite operar durante al menos 1000h bajo las más estrictas condiciones ambientales perdiendo menos de un 10% de la capacidad inicial.