Kondensatorpest er navnet på problemet med den øgede fejlrate for aluminiumelektrolytiske kondensatorer mellem 1999 og 2007, primært skabt af taiwanske producenter [1] [2] . Problemet var forårsaget af den forkerte sammensætning af elektrolytten , som dannede brint og forårsagede korrosion . Dette blev ledsaget af en stigning i trykket inde i kondensatoren og en krænkelse af dens integritet. Kondensatorfejlraten har været høj i forskellige enheder fra mange kendte elektronikmærker, oftest har kondensatorplagen manifesteret sig i bundkort , videokort og computerstrømforsyninger .
Defekte kondensatorer har været et problem siden de blev udviklet, men de første defekte kondensatorer relateret til taiwanske råvareproblemer blev rapporteret af fagbladet Passive Component Industry i september 2002 [1] . Kort efter rapporterede yderligere to elektronikmagasiner om den udbredte brug af kondensatorer fra taiwanske producenter og for tidlig svigt af bundkort [3] [4] .
Disse publikationer blev rapporteret af ingeniører og andre teknisk interesserede mennesker, men problemet blev ikke udbredt i samfundet, før Cary Holtzman, en amerikansk informationsteknologispecialist, offentliggjorde sine erfaringer med "lækkende kondensatorer" i overclocking -samfundet [5] .
Nyheder fra Holtzmans udgivelse spredte sig hurtigt på internettet og i aviser. Dette var delvist påvirket af billederne af fejlslagne kondensatorer - de var hævede og i nogle tilfælde revet. Dette har påvirket mange pc-brugere og forårsaget en lavine af svar i blogs og websamfund [4] [6] [7] .
Den hurtige spredning af nyhederne har også ført til, at mange misinformerede brugere har postet billeder af kondensatorer, der har fejlet af årsager, der ikke er relateret til elektrolytten. [otte]
De fleste af de kondensatorer, der er berørt af dette problem, blev produceret fra 1999 til 2003 og fejlede mellem 2002 og 2005. Problemer med kondensatorer lavet med ukorrekt dannet elektrolyt påvirket udstyr fremstillet frem til 2007 [2] .
Store bundkortproducenter som Abit [9] , IBM [1] , Dell [10] , Apple , HP og Intel [11] har lidt af defekte elektrolytkondensatorer . I 2005 brugte Dell omkring 420 millioner USD på at diagnosticere og udskifte bundkort [12] [13] . Mange andre producenter samlede og solgte ubevidst plader med defekte kondensatorer, så virkningerne af kondensatorplagen kunne ses over hele verden.
Ikke alle producenter har implementeret programmer til tilbagekaldelse eller reparation af produkter, så gør-det-selv reparationsinstruktioner er dukket op på internettet [14] .
I november/december 2002-udgaven af Passive Component Industry magazine blev det rapporteret, at nogle store taiwanske producenter af elektrolytiske kondensatorer nægtede at blive holdt ansvarlige for defekte produkter [15] .
På trods af bekræftelse af fejl fra store virksomheder, var det ikke muligt at fastslå kilden til de fejlbehæftede komponenter. Defekte kondensatorer er blevet rapporteret af hidtil ukendte mærker som Tayeh, Choyo eller Chhsi [16] . Disse mærker var ikke på nogen måde forbundet med kendte virksomheder. Defekte kondensatorer af kendte mærker, hvis de gik i stykker, så af årsager, der ikke er relateret til den defekte elektrolyt.
Bundkortsproducent ABIT Computer Corp. blev den eneste producent, der offentligt anerkendte, at deres produkter brugte defekte kondensatorer fra taiwanske kondensatorproducenter [15] . Virksomheden oplyste dog ikke navnet på det kondensatorfremstillingsfirma, der leverede de defekte produkter.
En artikel fra 2003 i The Independent hævdede, at årsagen til de defekte kondensatorer faktisk skyldtes en fejlkopieret formel. I 2001 stjal en videnskabsmand, der arbejdede for Rubycon Corporation i Japan, en forkert kopieret elektrolytformel og gik på arbejde for Luminous Town Electric i Kina. Samme år forlod videnskabsmandens personale Kina, og stjal igen den forkert kopierede formel og flyttede til Taiwan, hvor de etablerede deres eget firma, der fremstiller kondensatorer og distribuerer flere defekte kondensatorer [17] .
Elektrolytiske kondensatorer af ikke-solid aluminium med ukorrekt dannet elektrolyt tilhørte hovedsageligt serien af kondensatorer med lav ækvivalent seriemodstand (ESR), lav impedans og høj bølgestrøm. Fordelen ved at kondensatorer anvender en elektrolyt bestående af 70 % vand eller mere er især lave produktionsomkostninger, da vand er det billigste materiale i kondensatoren [18] .
Alle våde kondensatorer ældes over tid på grund af fordampning af elektrolytten. Kapacitansen falder normalt, og ESR stiger. Den typiske levetid for en våd kondensator vurderet til 2000 timer ved 85°C og drevet ved 40°C er cirka 6 år. En kondensator, der er normeret til 1000 timer ved 105°C, fungerer ved 40°C, kan være over 10 år. Kondensatorer, der arbejder ved lavere temperaturer, kan have endnu længere levetid.
Det er muligt at betragte kondensatorer som defekte, efter at kapacitansen er reduceret til 70 % af den nominelle værdi, og ESR stiger sammenlignet med den nominelle værdi [19] [20] . Levetiden for en kondensator med en defekt elektrolyt kan være så lidt som to år, en sådan kondensator kan svigte for tidligt efter at have nået cirka 30-50% af sin forventede levetid.
De elektriske karakteristika for en fejlbehæftet åben kondensator er som følger:
Udsatte kondensatorer er ved at tørre op, uanset om de har god eller dårlig elektrolyt. De viser altid lave kapacitansværdier og meget høje ESR-værdier. Tørrede kondensatorer er elektrisk ubrugelige.
Aluminiumskondensatorer med en forkert elektrolytformel, der holder op med at virke uden synlige symptomer, har normalt to elektriske symptomer:
Når man inspicerer en ødelagt elektronisk enhed, kan defekte kondensatorer let genkendes af tydeligt synlige tegn, der inkluderer følgende [21] :
Lækket elektrolyt kan forveksles med det klæbemiddel, der bruges til at beskytte kondensatorer mod stød. En mørkebrun eller sort skorpe på en kondensator er normalt et klæbemiddel, ikke en elektrolyt. Selve limen er uskadelig.
Kondensatorpesten var forårsaget af tyveri af elektrolytformlen. En materialeforsker, der arbejder for Rubycon i Japan , forlod virksomheden og tog den hemmelige vandbaserede elektrolytformel til Rubycons kondensatorer i ZA- og ZL-serien, og gik derefter på arbejde for et kinesisk firma, hvor han udviklede en kopi af elektrolytten. Derefter kopierede nogle medarbejdere, der forlod det kinesiske firma, den ufuldstændige version af formlen igen og begyndte at sælge den til mange aluminiumelektrolytproducenter i Taiwan, hvilket førte til lavere priser for japanske producenter [1] [22] . Den manglede vigtige proprietære ingredienser, der var nødvendige for den langsigtede og stabile drift af kondensatorer [4] [21] . Som et resultat blev der produceret brint inde i kondensatoren [23] .
Der var ingen retssager i forbindelse med det påståede tyveri af elektrolytformler. En uafhængig laboratorieanalyse af defekte kondensatorer viste, at for tidlig fejl hovedsageligt skyldtes øget vandindhold og mangel på inhibitorer .
Produktionen af brint under kondensatorpesten blev demonstreret af to forskere fra University of Maryland , som analyserede defekte kondensatorer [23] .
De fastslog, ved hjælp af ionbytterkromatografi og massespektrometri , at der var brintgas til stede i defekte kondensatorer, hvilket fik kondensatorhuset til at bule eller briste. Det er således bevist, at oxidationen sker i overensstemmelse med det første trin af dannelsen af aluminiumoxid.
Da det er sædvanligt i elektrolytiske kondensatorer at reducere overskydende brint ved at bruge reducerende eller depolariserende forbindelser til at lette trykket, ledte forskerne derefter efter forbindelser af denne type. Der blev ikke fundet spor af sådanne forbindelser i de defekte kondensatorer.
I kondensatorer, hvor stigningen i det indre tryk var stor nok til, at kondensatoren allerede var hævet, men ikke åbnet, var det muligt at måle elektrolyttens pH-værdi . Ved hjælp af energidispersiv røntgenspektroskopi blev aluminium opløst i elektrolytten påvist, og aluminium opløses kun i alkaliske forbindelser. Elektrolytten af defekte taiwanske kondensatorer var alkalisk med en pH på 7 til 8. Gode lignende japanske kondensatorer havde en sur elektrolyt med en pH på omkring 4.
Inhibitorer bruges til at beskytte aluminium mod at blive opløst i en vandbaseret elektrolyt. De er nævnt i patenter vedrørende kondensatorer med vandbaseret elektrolyt [24] . Da der ingen fosfationer var, og elektrolytten i de testede taiwanske kondensatorer også var alkalisk, manglede kondensatoren tydeligvis beskyttelse mod vekselvirkning med vand.