電容器培訓(xùn)資料

1、鋁電解電容器基礎(chǔ)知識培訓(xùn)資料第1頁共9頁1目錄1、電容器的定義 2、電解電容器定義 3、鋁電解電容器定義 4、閥金屬定義5、電解電容器分類 6、鋁電解電容器的用途 7、電容器五大參數(shù)(C、tg、IL、U、Z)的定義 8、鋁電解電容器的組成結(jié)構(gòu) 9、鋁電解電容器的性能特點 10、鋁電解電容器電壓分類11、制造鋁電解電容器各工序的工藝目的 12、制程中的四大危害離子 13、產(chǎn)品的主要失效模式 14、鋁電解電容器的原理15、鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)圖示 16、制造工藝流程圖 附件一：雜質(zhì)超標引起失效機理分析 附件二：套管標識第2頁共9頁2電容器是使用最廣，用量最大，又是不可取代的無源電子元件，其產(chǎn)量約占電

2、子元件的40，而鋁電解電容器又占三大類電容器（電解電容器、陶瓷電容器、有機薄膜電容器）產(chǎn)量的56.8。電解電容器是十年來我國發(fā)展速度最快的元件之一，目前，國內(nèi)電解電容器生產(chǎn)總量已近250億只，平均年增長速度高達28%，占全球電解電容器產(chǎn)量的三分之一。鋁電解電容器發(fā)展過程，也來自集成電路、整機電路的改進和在高壓、高頻、長壽命、小容量應(yīng)用領(lǐng)域中的其它電容器（如多層獨石陶瓷電容器、金屬化薄膜電容、鉭電解電容器等）的相互滲透。為此，鋁電解電容器自身也在不斷的改進、完善、創(chuàng)新。尤其隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們需求的提高，環(huán)境的改善，新型整機的誕生，對中高壓大容量的鋁電解電容器的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷的拓寬，需求量越

3、來越大。它不僅不會萎縮，而具有更強的生命力和更廣闊的發(fā)展空間，它必將會有更快的增長速度。但近年來的發(fā)展重點有所轉(zhuǎn)變。國內(nèi)對鋁電解電容器最早的研究機構(gòu)且貢獻最大的是西安交通大學(xué)。近幾年來國內(nèi)的鋁電解電容品質(zhì)有了很大的提升，但與國際上的先進企業(yè)相比還是有較大的差距，品質(zhì)最好的還是日本企業(yè)，如RUBYCON，NICHCON等，其次是歐美、韓國企業(yè)。 從電源使用情況來看，其失效很多是是由于電容失效造成的，可以這么說，電容器(包括其它類別)的壽命在很大程度上，決定了電源的壽命。 這里需要澄清一些誤解，由于電容本身不良導(dǎo)致的失效自然要追究電容的問題，但很多案例中也反映出電容是被動受害的，由于整機設(shè)計配套選

4、擇的合理性、過載或其它元器件的問題，在這方面需要有個正確的認識，所以如何提高，需要供需雙方的共同努力。關(guān)于鋁電解電容器的概述31、電容器的定義：(儲存電荷的容器)由兩個導(dǎo)電極板，中間放置著具有介電特征的物質(zhì)所組成的分立無源電子元件。 (可分為電解電容器、陶瓷電容器、有機薄膜電容器等 )2、電解電容器定義：兩個極板有陽（正）極和陰（負）極之分，其中作為陽極的是采用特定的閥金屬， 并在該金屬表面上籍助于電化學(xué)方法生成一極薄且具有單向?qū)щ娦缘难趸ぷ鳛榻?質(zhì)，而陰極通常是采用能生成和修復(fù)介質(zhì)氧化膜的液態(tài)或固態(tài)的電解質(zhì)，這樣一種 特殊結(jié)構(gòu)和特殊工藝制造的電容器。 3、鋁電解電容器定義：以高純鋁為陽極，

5、以其上的氧化膜為介質(zhì)，以電解液為陰極，并以另一高純鋁為 陰極引出的電子元件。4、閥金屬定義：( 根據(jù)金屬材料的特征，能夠在電解液中產(chǎn)生陽極氧化膜而生成一層致密的絕緣性能良 好的金屬氧化簿膜的作用。) 是指像鋁、鉭、鈮和鈦等之類的金屬，因為其生成的金屬 氧化物Al2O3、Ta2O5、Nb2O5和TiO2，它們都具有單向?qū)щ娦浴?、電解電容器分類： 按閥金屬分：鋁電解電容器、鉭電解電容器和鉭鈮合金電解電容器等； 按電解質(zhì)狀態(tài)分：有液體（濕式）電解電容器和固體電解電容器； 按陽極呈現(xiàn)的狀態(tài)分：有箔式卷繞型電解電容器和燒結(jié)型電解電容器。 三種常見的電子元件：電阻(R)、電容(C)、電感(L) 6、鋁電

6、解電容器的用途：濾波、貯能、旁路、耦合、定時、分頻、S校正。7、電容器五大參數(shù)(C、tg、IL、U、Z)的定義： 電容量(C)：指電容器貯存電荷的容量，每升高1伏電壓電容器兩極電荷的增量。單位：F 1F10的3次方mF=10的6次方F10的9次方nF=10的12次方pF 損耗角正切值(tg)：在規(guī)定頻率的正弦電壓下，所消耗的有用功率與無用功率的比值。 tg=P有/P無=I2R/I2XC=R/XC=ESR/XC=ESR/1/2fC=2fCESR 在規(guī)定環(huán)境溫度的 范圍內(nèi)，溫度與損耗成反比與頻率成正比。第3頁共9頁4漏電流(IL):當給電容器施加規(guī)定的直流電壓時充電電流很大然后隨時間逐漸下降至某一

7、終值后達到較穩(wěn)定 的狀態(tài)，這一終值叫漏電流。原材料的純度、氧化膜的質(zhì)量、工作電解液的成分/粘度和PH值、 工作環(huán)境溫度、電容器本身的發(fā)熱程度、施加電壓的大小時間的長短、電容器貯存期限和貯存 的條件都會影響到IL的大小。額定電壓(UR)：在規(guī)定環(huán)境溫度的范圍內(nèi)，通能連續(xù)施加到電容器上的最高直流工作電壓稱為額定電壓。 單位V阻抗(Z)：impedance im5pi:dEns 阻抗為電容器容抗、感抗、接觸電阻三者之和電阻越大，阻抗就越 大。（在電路中對于交流電流顯見的反抗,它類似于對直流電流的實際電阻,并且等于有效電動勢 對有效電流的比值）電容器的阻抗將隨電容器損耗角正切值的增大而增大。電壓、電流

8、、電阻、容量、長度的國際單位為： 電壓伏特（U）電流安培（A）電阻歐姆（）容量法拉（F）長度米（m）8、鋁電解電容器的組成結(jié)構(gòu)： A.陽極箔：（鋁金屬箔）作陽極，經(jīng)過腐蝕、賦能形成氧化膜作為工作介質(zhì)；陽極箔99.97% B.陽極箔：起陰極引出作用，為腐蝕箔；陰極箔97% C.電解液： 為實際陰極，起修補氧化膜作用； D.電解紙： 貯存電解液，起隔絕陰、陽極箔作用，且增加內(nèi)壓； F.引出條（導(dǎo)針）： 起連接引出作用，其中陽極引出條需經(jīng)過600V以上的賦能； G.蓋板（皮頭）： 起密封、安裝作用； H.鋁殼： 保護芯子且起固定作用； I.鋁墊圈（華司）： 起連接引出條和蓋板作用； J.套管和絕緣墊

9、片： 起絕緣作用同時使外觀美觀整潔。 9、鋁電解電容器的性能特點： A、比容高； B、具有自愈能力；第4頁共9頁5 C、工作電場強度高； D、可以獲得很大的額定電電容量； E、具有單項導(dǎo)電性； F、工作電壓有一定的上限值； G、絕緣性能較差； H、 t g值大且溫度頻率特性較差； I、易老化，性能可靠性逐漸下降； J、價格便宜。10、鋁電解電容器電壓分類: 低壓：4V-100V、中壓：160V-250V、高壓：315V-500V、閃光燈:330V、 360V。 我公司目前生產(chǎn)的鋁電解電容器按引出端子不同區(qū)分，主要有焊針、引線、焊片、螺栓。11、制造鋁電解電容器各工序的工藝目的 切割：把電解紙、

10、陰、陽極箔、引出條按“切割通知流轉(zhuǎn)單”規(guī)定切成盤料供卷繞使用。 卷繞：將陽極箔、陰極箔分別與引出條鉚接后和電解紙卷成芯包供下道工序使用。 浸漬：將干燥后的芯包浸漬相應(yīng)工作電壓的電解液作為實際陰極起修補氧化膜的作用。 自動裝配封口：將引出條與蓋板鉚接合格后再將引條折成保適的形狀塞入鋁殼中將產(chǎn)品卷邊密封成型。 手工裝配封口：將浸好的芯子套上橡皮頭裝入鋁殼中進行卷邊密封并滾槽成型。 塑套：將電容器上印有產(chǎn)品標識的PVC熱縮套管及絕緣墊片，使之絕緣、美觀。 老煉：對電容 器進行修補、完善氧化膜，改善電容器品質(zhì)，剔除廢次品。 測試：測量電容器電性能三參數(shù)剔除不良品，使電容器電性能符合要求。 包裝：剔除外

11、觀不合格產(chǎn)品，將產(chǎn)品裝到小包裝盒中并貼合格證。 成型：將電容器的引出線按規(guī)定加工成所需要的形狀和尺寸。 12、制程中的四大危害離子 ：Cl-、 SO42-、 CU2+ 、 Fe3+第5頁共9頁613、產(chǎn)品的主要失效模式 容量不合格、損耗不合格、漏電流不合格、短路、擊穿、漏液、反極、開路、腐蝕、起鼓 14、鋁電解電容器的原理 鋁電解電容器的原理示意圖： 陽極箔為一個電極，其上氧化膜為電氣絕緣體 電解液為真正的陰極，同時起修補氧化膜作用 電解紙起隔離陽極箔和陰極箔作用，同時貯存電解液 陰極箔起引出電極作用 第6頁共9頁715、鋁電解電容器的結(jié)構(gòu)圖示 ：A、引線產(chǎn)品第7頁共9頁8 B、焊針產(chǎn)品第8頁

12、共9頁9第9頁共9頁16、生產(chǎn)流程圖 ：10附件一雜質(zhì)超標引起失效機理分析 電容器在使用或可靠性實驗時內(nèi)部雜質(zhì)超標引起的失效現(xiàn)象，主要有：腐蝕、擊穿、起鼓及漏液等。一.腐蝕，主要有兩種：1.CL-、SO42-富集引起腐蝕，即化學(xué)腐蝕。1.1在電場強度的作用下，CL-、SO42-向陽極區(qū)（如：陽極箔、正極引線、正極華司鉚釘?shù)龋┮苿痈患Ｓ捎谇拾霃酱螅ㄈ纾阂龡l折疊處、鉚接不實處等）的地方，電場強度也大，造成陰離子在該處富集的可能性也大。1.2富集處，PH降低，即該處被酸化，從而進一步溶解AL造成腐蝕。CL- + AL3+ ALCL3 ， ALCL3 + H2O AL(OH)3 +HCL， HCL

13、 + AL ALCL3 +H2 A.整個過程CL-循環(huán)使用； B.過程中要有的H2O參與，且H2O、CL-越多腐蝕越嚴重； C.整個反應(yīng)過程放出熱量和H2，增大產(chǎn)品溫升和內(nèi)壓，又進一步促使整個反應(yīng)進行。2. Cu、Fe雜質(zhì)粒子與AL形成原電池引起腐蝕，即電化學(xué)腐蝕。 2.1.Cu、Fe的電極電勢比AL的高，且有相應(yīng)電解質(zhì)的參與時，有電子從AL流向Cu、Fe形成電子電流，即原電池。2.2.過程反應(yīng)式如下：ALe- AL3+， H+ + e- H2， AL3+ + OH- AL(OH)3 A.過程中H2O以H+、OH-的形式吸附在Cu的周圍，參與反應(yīng)。 B.整個過程消耗了AL，生成AL(OH)3，造成腐蝕。 C.過程中沒有消耗Cu，且Cu、H2O越多腐蝕越嚴重 D.整個反應(yīng)過程放出熱量和H2，增大產(chǎn)品溫升和內(nèi)壓，又進一步促使整個反應(yīng)進行。11二.擊穿在雜質(zhì)粒子中，主要是Fe、Cu引起擊穿。從根本上說，擊穿就是局部電流增大造成該處發(fā)熱嚴重而引起。一方面：Fe、Cu會有上述的電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象，形成微小局部電流且整個過程發(fā)出大量的熱量。另一方面：Fe、Cu粒子會刺壓電解紙及氧化膜，造成該處耐壓能力下降，從而更容易擊穿。三.起