Kondensaattorirutto on nimitys ongelmalle, joka liittyy pääasiassa taiwanilaisten valmistajien luomiin alumiinielektrolyyttikondensaattoreiden vikaantumiseen vuosina 1999–2007 [1] [2] . Ongelma johtui väärästä elektrolyytin koostumuksesta , joka synnytti vetyä ja aiheutti korroosiota . Tähän liittyi paineen nousu lauhduttimen sisällä ja sen eheyden rikkominen. Kondensaattorivikojen määrä on ollut korkea useiden tunnettujen elektroniikkamerkkien eri laitteissa, useimmiten kondensaattoritauti on ilmennyt emolevyissä , näytönohjaimissa ja tietokoneiden virtalähteissä .
Vialliset kondensaattorit ovat olleet ongelma niiden kehittämisestä lähtien, mutta ensimmäisistä taiwanilaisiin raaka-aineongelmiin liittyvistä viallisista kondensaattoreista raportoi Passive Component Industry -alan lehti syyskuussa 2002 [1] . Pian sen jälkeen kaksi muuta elektroniikkalehteä raportoivat taiwanilaisten valmistajien kondensaattoreiden laajasta käytöstä ja emolevyjen ennenaikaisesta viasta [3] [4] .
Insinöörit ja muut teknisesti kiinnostuneet ihmiset raportoivat näistä julkaisuista, mutta ongelma ei yleistynyt yhteiskunnassa ennen kuin amerikkalainen tietotekniikan asiantuntija Cary Holtzman julkaisi kokemuksensa "vuotavista kondensaattoreista" ylikellotusyhteisössä [5] .
Uutinen Holtzmanin julkaisusta levisi nopeasti Internetissä ja sanomalehdissä. Tähän vaikuttivat osittain kuvat epäonnistuneista kondensaattoreista - ne olivat turvonneet ja joissain tapauksissa repeytyneet. Tämä on vaikuttanut moniin PC-käyttäjiin ja aiheuttanut vastausvyöryn blogeissa ja verkkoyhteisöissä [4] [6] [7] .
Uutisten nopea leviäminen on myös johtanut siihen, että monet väärään tietoon perehtyneet käyttäjät julkaisevat kuvia kondensaattoreista, jotka ovat epäonnistuneet elektrolyytiin liittymättömistä syistä. [kahdeksan]
Suurin osa tämän ongelman aiheuttamista kondensaattoreista valmistettiin vuosina 1999–2003, ja ne epäonnistuivat vuosina 2002–2005. Ongelmia kondensaattoreissa, jotka on valmistettu väärin muotoilluilla elektrolyytin vaikutuksilla varustetuilla laitteilla, jotka on valmistettu vuoteen 2007 asti [2] .
Suuret emolevyvalmistajat, kuten Abit [9] , IBM [1] , Dell [10] , Apple , HP ja Intel [11] , ovat kärsineet viallisista elektrolyyttikondensaattoreista . Vuonna 2005 Dell käytti noin 420 miljoonaa dollaria emolevyjen diagnosointiin ja vaihtamiseen [12] [13] . Monet muut valmistajat kokosivat ja myivät tietämättään viallisilla kondensaattoreilla varustettuja levyjä, joten kondensaattoriruton vaikutukset näkyivät ympäri maailmaa.
Kaikki valmistajat eivät ole ottaneet käyttöön tuotteiden takaisinveto- tai korjausohjelmia, joten tee-se-itse-korjausohjeet ovat ilmestyneet Internetiin [14] .
Passive Component Industry -lehden marras-joulukuun 2002 numerossa kerrottiin, että jotkin suuret taiwanilaiset elektrolyyttikondensaattoreiden valmistajat kieltäytyivät ottamasta vastuuta viallisista tuotteista [15] .
Huolimatta suurten yritysten vikojen vahvistamisesta, epäonnistuneiden komponenttien lähdettä ei voitu määrittää. Viallisia kondensaattoreita ovat raportoineet aiemmin tuntemattomat tuotemerkit, kuten Tayeh, Choyo tai Chhsi [16] . Näitä merkkejä ei liitetty tunnettuihin yrityksiin millään tavalla. Tunnettujen merkkien vialliset kondensaattorit, jos ne rikkoutuivat, syistä, jotka eivät liity vialliseen elektrolyyttiin.
Emolevyn valmistaja ABIT Computer Corp. Hänestä tuli ainoa valmistaja, joka julkisesti myönsi, että sen tuotteissa käytettiin taiwanilaisilta kondensaattorivalmistajilta hankittuja viallisia kondensaattoreita [15] . Yritys ei kuitenkaan paljastanut vialliset tuotteet toimittaneen kondensaattoreita valmistavan yrityksen nimeä.
Vuonna 2003 The Independent -lehden artikkelissa väitettiin, että viallisten kondensaattorien syy johtui itse asiassa väärin kopioidusta kaavasta. Vuonna 2001 Rubycon Corporationille Japanissa työskentelevä tiedemies varasti väärin kopioidun elektrolyyttikaavan ja meni töihin Luminous Town Electriciin Kiinaan. Samana vuonna tutkijan henkilökunta lähti Kiinasta, jälleen kerran varastettuaan väärin kopioidun kaavan ja muuttaen Taiwaniin, missä he perustivat oman yrityksen valmistamaan kondensaattoreita ja jakelemaan viallisia kondensaattoreita [17] .
Ei-kiinteät alumiiniset elektrolyyttikondensaattorit, joissa on virheellisesti muodostettu elektrolyytti, kuuluivat pääasiassa kondensaattoreiden sarjaan, joilla on pieni ekvivalenttisarjavastus (ESR), pieni impedanssi ja suuri aaltoiluvirta. Vähintään 70 % vedestä koostuvaa elektrolyyttiä käyttävien kondensaattorien etuna on erityisesti alhaiset tuotantokustannukset, koska vesi on kondensaattorin halvin materiaali [18] .
Kaikki märät kondensaattorit vanhenevat ajan myötä elektrolyytin haihtumisen vuoksi. Kapasitanssi yleensä pienenee ja ESR kasvaa. Märkäkondensaattorin tyypillinen käyttöikä, joka on mitoitettu 2000 tunniksi 85 °C:ssa ja käytettäessä 40 °C:ssa, on noin 6 vuotta. Kondensaattori, joka on mitoitettu 1000 tunniksi 105 °C:ssa ja toimii 40 °C:ssa, voi olla yli 10 vuotta. Alhaisemmissa lämpötiloissa toimivien kondensaattorien käyttöikä voi olla jopa pidempi.
Kondensaattoreita voidaan pitää viallisina, kun kapasitanssi on laskettu 70 prosenttiin nimellisarvosta ja ESR kasvaa nimellisarvoon verrattuna [19] [20] . Viallisen elektrolyytin sisältävän kondensaattorin käyttöikä voi olla vain kaksi vuotta, tällainen kondensaattori voi pettää ennenaikaisesti saavutettuaan noin 30-50 % odotetusta käyttöiästä.
Viallisen avoimen kondensaattorin sähköiset ominaisuudet ovat seuraavat:
Paljaat kondensaattorit ovat kuivumassa, olipa niissä hyvä tai huono elektrolyytti. Niissä on aina alhaiset kapasitanssiarvot ja erittäin korkeat ESR-arvot. Kuivatut kondensaattorit ovat sähköisesti hyödyttömiä.
Alumiinikondensaattoreissa, joissa on väärä elektrolyyttikaava ja jotka lakkaavat toimimasta ilman näkyviä oireita, on yleensä kaksi sähköistä oiretta:
Viallisen elektroniikkalaitteen tarkastuksessa vialliset kondensaattorit voidaan helposti tunnistaa selvästi näkyvistä merkeistä, jotka sisältävät seuraavat [21] :
Vuotanut elektrolyytti voidaan sekoittaa liimaan, jota käytetään kondensaattoreiden suojaamiseen iskuilta. Tummanruskea tai musta kuori kondensaattorissa on yleensä liimaa, ei elektrolyyttiä. Itse liima on vaaratonta.
Kondensaattorin rutto johtui elektrolyyttikaavan varkaudesta. Rubyconille Japanissa työskennellyt materiaalitutkija jätti yrityksen ja otti salaisen vesipohjaisen elektrolyyttikaavan Rubyconin ZA- ja ZL-sarjojen kondensaattoreille ja meni sitten töihin kiinalaiseen yritykseen, jossa hän kehitti elektrolyytin jäljennöksen. Sitten jotkut kiinalaisesta yrityksestä lähteneet työntekijät kopioivat kaavan epätäydellisen version uudelleen ja alkoivat myydä sitä monille alumiinielektrolyyttivalmistajille Taiwanissa, mikä johti japanilaisten valmistajien hintojen laskuun [1] [22] . Siitä puuttui tärkeitä patentoituja aineosia, jotka olivat välttämättömiä kondensaattoreiden pitkäaikaiselle ja vakaalle toiminnalle [4] [21] . Tämän seurauksena lauhduttimen sisällä muodostui vetyä [23] .
Epäiltyyn elektrolyyttikoostumukseen liittyvää varkautta koskevia oikeudellisia menettelyjä ei ollut. Riippumaton laboratorioanalyysi viallisista kondensaattoreista osoitti, että ennenaikainen vika johtui pääasiassa lisääntyneestä vesipitoisuudesta ja inhibiittoreiden puutteesta .
Kaksi Marylandin yliopiston tutkijaa , jotka analysoivat viallisia kondensaattoreita , osoittivat vedyn tuotannon kondensaattoriruton aikana [23] .
He määrittelivät ioninvaihtokromatografiaa ja massaspektrometriaa käyttäen , että vikaantuneissa kondensaattoreissa oli vetykaasua, mikä aiheutti kondensaattorin kotelon pullistumisen tai repeytymisen. Siten on todistettu, että hapettuminen tapahtuu alumiinioksidin muodostumisen ensimmäisen vaiheen mukaisesti.
Koska elektrolyyttikondensaattoreissa on tapana vähentää ylimääräistä vetyä käyttämällä pelkistäviä tai depolarisoivia yhdisteitä paineen lieventämiseen, tutkijat etsivät tämän tyyppisiä yhdisteitä. Viallisista kondensaattoreista ei löytynyt jälkiä tällaisista kytkennöistä.
Kondensaattoreissa, joissa sisäisen paineen nousu oli niin suuri, että kondensaattori oli jo turvonnut, mutta ei avautunut, oli mahdollista mitata elektrolyytin pH-arvo . Energiaa hajottavalla röntgenspektroskopialla havaittiin elektrolyyttiin liuennut alumiini ja alumiini liukenee vain alkalisiin yhdisteisiin. Viallisten taiwanilaisten kondensaattorien elektrolyytti oli emäksistä, jonka pH oli 7-8. Hyvissä vastaavissa japanilaisissa kondensaattoreissa oli hapan elektrolyytti, jonka pH oli noin 4.
Inhibiittoreita käytetään suojaamaan alumiinia liukenemasta vesipohjaiseen elektrolyyttiin. Ne mainitaan vesipohjaista elektrolyyttiä sisältäviin kondensaattoreihin liittyvissä patenteissa [24] . Koska fosfaatti-ioneja ei ollut ja testattujen taiwanilaisten kondensaattoreiden elektrolyytti oli myös alkalista, kondensaattorilta puuttui selvästi suojaus veden kanssa tapahtuvaa vuorovaikutusta vastaan.