一、鉭電容簡介和基本結(jié)構(gòu)

固體鉭電容是將鉭粉壓制成型,在高溫爐中燒結(jié)成陽極體,其電介質(zhì)是將陽極體放入酸中賦能,形成多孔性非晶型Ta2O5介質(zhì)膜,其工作電解質(zhì)為硝酸錳溶液經(jīng)高溫分解形成MnO2 ,通過石墨層作為引出連接用。

鉭電容性能優(yōu)越，能夠?qū)崿F(xiàn)較大容量的同時(shí)可以使體積相對(duì)較小，易于加工成小型和片狀元件，適宜目前電子器件裝配自動(dòng)化，小型化發(fā)展，得到了廣泛的應(yīng)用，鉭電容的主要特點(diǎn)有壽命長，耐高溫，準(zhǔn)確度高，但耐電壓和電流能力相對(duì)較弱，一般應(yīng)用于電路大容量濾波部分。

2.1.基本結(jié)構(gòu)

下圖為MnO2為負(fù)極的鉭電容

下圖為聚合物（Polymer）為負(fù)極的鉭電容

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二、生產(chǎn)工藝

按照電解液的形態(tài)，鉭電解電容有液體和固體鉭電解電容之分，液體鉭電解用量已經(jīng)很少，本文僅介紹固體鉭電解的生產(chǎn)工藝。

固體鉭電解電容其介質(zhì)材料是五氧化二鉭；陽極是燒結(jié)形成的金屬鉭塊，由鉭絲引出，傳統(tǒng)的負(fù)極是固態(tài)MnO2，目前最新的是采用聚合物作為負(fù)極材料，性能優(yōu)于MnO2。

鉭電解電容有引線式和貼片兩種安裝方式，其制造工藝大致相同，現(xiàn)在以片鉭生產(chǎn)工藝為例介紹如下。

1、生產(chǎn)工藝流程圖

成型→燒結(jié)→試容檢驗(yàn)→組架→賦能→涂四氟→被膜→石墨銀漿→上片點(diǎn)膠固化→點(diǎn)焊→模壓固化→切筋→噴砂→電鍍→打標(biāo)志→切邊→漏電預(yù)測→老化→測試→檢驗(yàn)→編帶→入庫?

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2、主要生產(chǎn)工序說明

2.1 成型工序：

該工序目的是將鉭粉與鉭絲模壓在一起并具有一定的形狀，在成型過程中要給鉭粉中加入一定比例的粘接劑。

a）什么要加粘接劑？

為了改善鉭粉的流動(dòng)性和成型性，避免粉重誤差太大，另外避免鉭粉堵塞模腔。低比容粉流動(dòng)性好可適當(dāng)多加點(diǎn)粘接劑，高比容粉流動(dòng)性差可適當(dāng)少加點(diǎn)粘接劑。

b）加了太多或太少有什么影響？

如果太多：脫樟?xí)r，樟腦大量揮發(fā)，易導(dǎo)致鉭坯開裂、斷裂，瘦小的鉭坯易導(dǎo)致彎曲。如果太少：起不到改善鉭粉流動(dòng)性的作用。拌好后的鉭粉如果使用時(shí)間較長，因?yàn)檎聊X是易揮發(fā)物品，可適量再加入一點(diǎn)粘和劑。樟腦的加入會(huì)導(dǎo)致鉭粉中雜質(zhì)含量增加，影響漏電。每天使用完畢，需將鉭粉裝入聚四氟乙烯瓶或真空袋內(nèi)密封保存，以防樟腦揮發(fā)、鉭粉中混入雜質(zhì)、鉭粉中吸附空氣中的氣體。

c）3、成型后不進(jìn)行脫樟，可否直接放入燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)？

不行，因?yàn)檎聊X是低溫?fù)]發(fā)物，如果直接放入燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，揮發(fā)物會(huì)冷凝在爐膛、機(jī)械泵、擴(kuò)散泵等排出管道內(nèi)。

d）絲埋入深度太淺會(huì)有什么影響？

鉭絲易拔出，或者鉭絲易松動(dòng)，后道工序在鉭絲受到引力后，易導(dǎo)致鉭絲跟部漏電流大。所以強(qiáng)調(diào)鉭絲起碼要埋入三分之二的鉭坯高度以上，在成型時(shí)經(jīng)常要檢查。

e）粉重誤差太大分有什么影響？

粉重誤碼差太大，導(dǎo)致容量嚴(yán)重分散，K（±10%）檔的命中率會(huì)很低。成型時(shí)經(jīng)常要稱取粉重，誤差要合格范圍內(nèi)（±3%）。如果有輕有重都是偏重或都是偏輕，可調(diào)整賦能電壓或燒結(jié)溫度。如果有輕有重，超過誤差范圍，要調(diào)整成型機(jī)，并將已壓鉭坯隔離，作好標(biāo)識(shí)，單獨(dú)放一個(gè)坩堝燒結(jié)。

f）密要均勻

不能有上松下緊，或下緊上松的現(xiàn)象。否則會(huì)導(dǎo)致松的地方耐壓降低。鉭坯高度要在允許差范圍內(nèi)，詳細(xì)見工藝文件。

g）成型注意事項(xiàng)：

（1）粉重

（2）壓密

（3）高度

（4）鉭絲埋入深度

（5）換粉時(shí)一定要將原來的粉徹底從機(jī)器內(nèi)清理干凈。

（6）不能徒手接觸鉭粉、鉭坯，謹(jǐn)防鉭粉、鉭坯受到污染。杜絕在可能有鉭粉的部位加油。

（7）成型后的鉭坯要放在干燥器皿內(nèi)密封保存，并要盡快燒結(jié)，一般不超過24小時(shí)。

（8）每個(gè)坩堝要有伴同小卡，寫明操作者、日期、規(guī)格、粉重等情況，此卡跟隨工單一起流轉(zhuǎn)，要在賦能后把數(shù)據(jù)記在工單上才能扔掉，以防在燒結(jié)、賦能、被膜出了質(zhì)量問題可以倒追溯。

2.2燒結(jié)工序

a）燒結(jié)：在高溫高真空條件下將鉭坯燒成具有一定機(jī)械強(qiáng)度的高純鉭塊。

b）目的：一是提純，二是增加機(jī)械強(qiáng)度。

c）燒結(jié)溫度對(duì)鉭粉比容有什么影響？

隨著燒結(jié)溫度的提高,比容是越來越小,并不完全呈直線狀。

因?yàn)殡S著溫度的提高,鉭粉顆粒之間收縮得越來越緊密,以至于有些孔徑被燒死、堵塞，鉭塊是由多孔狀的鉭粉顆粒組成的，隨著溫度的提高，顆粒的比表面積越來越小，這樣就導(dǎo)致鉭粉的比容縮小。

d）燒結(jié)溫度對(duì)鉭粉的擊穿電壓有什么影響？

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燒結(jié)溫度越高，雜質(zhì)去除得越干凈，所以擊穿電壓隨著燒結(jié)溫度的提高而提高，并不是完全呈直線狀。

e）燒結(jié)溫度太高太低，對(duì)電性能有什么影響？

燒結(jié)溫度太低一方面鉭塊的強(qiáng)度不夠，鉭絲與鉭塊結(jié)合不牢，鉭絲易拔出，或者在后道加工時(shí)，鉭絲跟部受到引力作用，導(dǎo)致跟部氧化膜受到損傷，出現(xiàn)漏電流大。燒結(jié)溫度太高，比容與設(shè)計(jì)的比容相差甚多，達(dá)不到預(yù)期的容量，溫度高對(duì)漏電流有好處，溫度太高會(huì)導(dǎo)致有效孔徑縮小，被膜硝酸錳滲透不到細(xì)微孔徑中，導(dǎo)致補(bǔ)膜不透，損耗增加。

f）如果燒結(jié)后，試容出來容量小了怎么辦？

(1) 算一下如果容量控制在-5%-----10%左右,計(jì)算出的賦能電壓能否達(dá)到最低賦能電壓..

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額定 電壓	6.3	10	16	25	35	40	50
最低賦 能電壓	18	30	50	80	110	140	170

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(2) 如不行,只能改規(guī)格,如16V10UF，可改16V6.8UF,只要提高賦能電壓,但是要看提高后的賦能電壓是否會(huì)達(dá)到它的閃火電壓,如果接近的話,那就會(huì)很危險(xiǎn).也可以改25V6.8UF,但是計(jì)算出的賦能電壓要達(dá)到所改規(guī)格的最低賦能電壓。

g）如果燒結(jié)后，試容出來容量大了怎么辦？??

算一下如果容量控制在+5%-----+10%,計(jì)算出的賦能電壓是否接近閃火電壓？如果接近就不能流入后道；

如接近閃火電壓，可改規(guī)格，如16V10U，可改16V15U，10V15U，但是計(jì)算出的賦能電壓不能低于最低賦能電壓，不能往高電壓改規(guī)格。

實(shí)在不行只能返燒結(jié)，返燒結(jié)時(shí)要根據(jù)比容控制燒結(jié)溫度。

h）高溫時(shí)真空度不好，怎么處理？

高溫時(shí)真空度如果突然不好，說明爐膛已漏氣。應(yīng)立即降溫。因?yàn)檠鯕膺M(jìn)入爐膛后，鉭塊、鉭絲、坩堝隔熱層、隔熱罩都是鉭制品，會(huì)跟氧發(fā)生氧化，出現(xiàn)發(fā)脆。

i）空燒

正常燒結(jié)一個(gè)月，需進(jìn)行一次空燒，空燒溫度應(yīng)高于正常燒結(jié)溫度100度以上；如果一直是燒的低溫，突然要燒高溫，應(yīng)先進(jìn)行空燒。

因?yàn)榈蜏仉s質(zhì)吸附在爐膛和坩堝上，如果不空燒，突然燒高溫，低溫雜質(zhì)會(huì)揮發(fā)到鉭塊上去，造成鉭塊漏電流大（有一批35V106 335 225估計(jì)就是因?yàn)榭諢?，裝爐量太大，壓制密度偏小所致）。

2.3 組架

a) 尺寸

鉭塊上端面到鋼鋼條邊緣的距離5.0±0.2mm，如果偏差太大，會(huì)導(dǎo)致鉭塊上端面涂上硅膠或鉭絲。

b) 注意要垂直。

c) 注意直徑小于Φ2.0，放60條，大于Φ2.5，放行30條

d)在拌同小卡上作好記錄，每個(gè)架子都應(yīng)該附有小卡，將成型、將成型、燒結(jié)的數(shù)據(jù)搬到小卡上，并在小卡上標(biāo)注試容后的電壓。隨架子流傳。

e)燒結(jié)不同層次的，雖然電壓一樣，最好不要放在一個(gè)鋼架上，以防容量整條整條分散

f)鋼架鋼片一定要使用清洗后的，不要讓鋼架鋼片受到太大的力，以防變形彎曲。

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2.4? 賦能工序

a)賦能：通過電化學(xué)反應(yīng)，制得五氧化二鉭氧化膜，作為鉭電容器的介質(zhì)。

b)氧化膜厚度：電壓越高，氧化膜的厚度越厚，所以提高賦能電壓，氧化膜的厚度增加，容量就下降

c)氧化膜的顏色：不同的形成電壓干涉出的氧化膜的顏色也不同，隨著電壓的升高，顏色呈周期性化。

d)形成電壓：經(jīng)驗(yàn)公式（該公式只能在小范圍內(nèi)提高電壓，如果電壓提高的幅度很大，就不是很準(zhǔn)確，要加保險(xiǎn)系數(shù)）。

C1.V1=C2.V2

V2=C1.V1/C2

C1------第一次容量平均值;

V1------第一次形成電壓(恒壓電壓);

C2------要示的容量C2=K CR

(K 根據(jù)后道的容量收縮情況而定,可適時(shí)修改，一般情況下，容量小，后道容量損失較小，容量大，后道容量損失就大，低比容粉，容量損失較小，比容越高，后道容量損失就越大。通常，CR≤1UF，K=1.0；CR>1UF,K=1.04)

例如：35V105，中間抽測容量為1.08 、1.05 、 1.12 、 1.09 、 1.10 ，形成電壓為95V，問需要提高幾伏電壓才能達(dá)到需求的容量?

先求出中間抽測容量的平均值C1=1.09,V1=95

V2=1.09X95/1.0=103.5(V),需提高9V

注意：? 提高電壓后，需恒壓一小時(shí)，才可結(jié)束賦能。

e)?形成液溫度：T1.V1=T2.V2

T1：第一次恒壓溫度；

V1：第一次恒壓電壓；

T2：第二次恒壓溫度；

?V2：第二次恒壓溫度；

V2：T1.V1/T2 ??

注意公式中的溫度K是絕對(duì)溫度，需將攝氏溫度加上273；

例如：第一次恒壓溫度為75度，恒壓電壓為90V，如果形成液的溫度提高到85度，問形成電壓要降低幾伏？

V2=90×（75+273）/（85+273）=87.5V，需降低3V。

該公式不常用。但能指導(dǎo)為何溫度低容量會(huì)變大。

形成溫度越高，氧化膜質(zhì)量越好。但是溫度太高，水分揮發(fā)厲害，就要不停地加水，并且易導(dǎo)致形成液電導(dǎo)率不穩(wěn)定。一般磷酸稀水溶液的恒壓溫度控制在70-90℃之間，經(jīng)過大量的實(shí)踐證明，如果恒壓溫度低于70℃，導(dǎo)致氧化膜質(zhì)量嚴(yán)重不穩(wěn)定，濕測漏電超差，如果形成液選用乙二醇系列，恒壓溫度可適當(dāng)提高。

f）? 電流密度：

低比容粉由于它的比表面積小，需要的升壓電流密度就小，比容越高，比表面積就越大，需要的升壓電流密度就大，一般C級(jí)粉，升壓電流密度為10毫安/克，B級(jí)粉，升壓電流密度為20毫安/克，高比容粉35-60毫安/克，視比容高低而定，詳見工藝文件。

g）形成液：

電導(dǎo)率高，氧化效果好，但是形成液的閃火電壓低；電導(dǎo)率低，氧化效果差，但是形成液的閃火電壓高，陽極塊不容易晶化、擊穿。目前的磷酸稀水溶液只能適合形成電壓200V以下，如果要形成200V以上的產(chǎn)品，應(yīng)改用乙二醇稀水溶液，該溶液閃火電壓高，抑制晶化能力強(qiáng)，但是乙二醇不容易煮洗干凈，被膜損耗要微增加。一般情況下，CA42形成電壓不會(huì)超過200V，只要用磷酸稀水溶液就可以了。

h）恒壓時(shí)間：鉭塊越小，恒壓時(shí)間越短，鉭塊越大，恒壓時(shí)間越長，詳見工藝文件。原則：結(jié)束電流要很小，基本上穩(wěn)定不再下降為止，具體數(shù)值要看平時(shí)積累數(shù)據(jù)。

2.5、被膜

a) 被膜：通過多次浸漬硝酸錳，分解制得二氧化錳的過程。

b)目的：通過高溫?zé)岱纸庀跛徨i制得一層致密的二氧化錳層，作為鉭電容器的陰極。

c)分解溫度：分解溫度要適中，一般取200-270℃（指實(shí)際的分解溫度），在這個(gè)溫度下制得的二氧化錳的晶形結(jié)構(gòu)是β型的，它的電導(dǎo)率最大。如果分解溫度過高（大于300℃）或過低生成的是a型的二氧化錳或三氧化錳，它們的電阻率很大，導(dǎo)電性能沒有β型的好，電阻率大，就是接觸電阻大，在電性能上就反映損耗大。

d)分解時(shí)間：產(chǎn)品剛進(jìn)入分解爐時(shí)，能看到有一股濃煙冒出，那是硝酸錳劇烈反應(yīng)生成的二氧化氮?dú)怏w，過了2-3分鐘，基本上看不到有煙霧冒出，說明反應(yīng)已基本結(jié)束。分解時(shí)間過過短，反應(yīng)還沒有完全結(jié)束，補(bǔ)形成時(shí)會(huì)有錳離子溶出，這時(shí)補(bǔ)形成電流會(huì)很大，遇到這種情況，應(yīng)立即關(guān)閉電源，重新分解一次，并將補(bǔ)形成液換掉；如果分解時(shí)間過長，會(huì)對(duì)氧化膜造成破壞，同樣也會(huì)造成漏電流大。分解時(shí)間要靈活掌握，小產(chǎn)品時(shí)間短，大產(chǎn)品時(shí)間長，如果分解溫度很高，要適當(dāng)縮短分解時(shí)間，如果分解溫度很低，要適當(dāng)延長分解時(shí)間。

e)? 硝酸錳濃度：

被膜時(shí)先做稀液，目的是稀硝酸錳容易滲透至鉭粉顆粒的細(xì)微孔隙中，讓里面被透，如果被不透，陰極面積縮小，被膜容量和賦能容量就會(huì)相差很多，這種情況也會(huì)反映在損耗上，損耗大。要求在做濃液之前，可解剖一個(gè)鉭芯觀察里面有無被透，如果沒有被透，要增加一次稀液，低比容粉顆粒大，硝酸錳容易滲入，高比容粉顆粒小，不太容易滲入，小鉭芯稀液次數(shù)少，大鉭芯稀液次數(shù)要適當(dāng)增加。

做濃液、強(qiáng)化液是為了增加二氧化錳膜層厚度，如果膜層沒有一定的厚度，加電壓時(shí)，在上下端面輪廓處等到地方容易產(chǎn)生類端放電，該處的氧化膜造成擊穿，所以做強(qiáng)化液的時(shí)候，盡量要避免上小下大，或上大下小，膜層厚度要均勻。稀酸錳的酸度很重要，它會(huì)直接影響到硝酸錳的滲透性和分解質(zhì)量，一般每做時(shí)要用試紙測試，達(dá)不到工藝要求，要加硝酸調(diào)配。滴入硝酸后要攪拌均勻。稀硝酸錳一個(gè)星期換一次，濃硝酸錳一個(gè)月?lián)Q一次（也視產(chǎn)量和硝酸錳清潔程度）。

f)? 中間形成液：

純水修補(bǔ)的效果要差一點(diǎn)，它的導(dǎo)電離子很少，但是它的電阻大，對(duì)產(chǎn)品起到保護(hù)作用，鉭芯不容易被擊穿、燒焦，并且用它做補(bǔ)形成液，形成后沒有殘留物，不會(huì)造成損耗大。冰乙酸稀水溶液（0.04%）,形成效果較好,形成后沒有殘留物,不會(huì)造成損耗大,但是它的閃火電壓低,只適合做6.3V 10V 16V 的產(chǎn)品,冰乙酸很容易揮發(fā),造成電導(dǎo)率不太穩(wěn)定,所以用的話,要經(jīng)常測電導(dǎo)率。磷酸稀水溶液(0.01%),形成效果好,閃為電壓較高,可適合做25V 35V的產(chǎn)品，但是形成后有磷酸根離子殘留在鉭芯內(nèi)，造成損耗要增加0.5左右.乙二醇溶液,形成效果不是很好,閃火電壓很高，形成后不會(huì)造成損耗大，適合做40V50V的大規(guī)格產(chǎn)品，該形成液成本很高，并且有毒，不宜多用，用后的形成液不要倒掉，可重復(fù)使用，但是用前要測試電導(dǎo)率在合格范圍內(nèi)，一般CA42用不到該形成液。

i)? 發(fā)現(xiàn)問題的應(yīng)急措施：

（1）如果浸了強(qiáng)化液烘干后，還沒有做最后的稀液、濃液，出來發(fā)現(xiàn)外觀不符合要求，此時(shí)的強(qiáng)化層是很輕松的，只要將其浸泡在去離子水中，強(qiáng)化層會(huì)自動(dòng)脫落。取出分解補(bǔ)形成后，可繼續(xù)往下做。

（2）如果強(qiáng)化后，已經(jīng)做了稀液或濃液，發(fā)現(xiàn)漏電大，非要處理不可，可采用10毫升冰乙酸+30毫升雙氧水+1000毫升去離子水浸泡12小時(shí)以上，此種處理方法對(duì)氧化膜的損傷較小，取出沖洗干凈，再煮洗，賦能恒壓2小時(shí)，順序流人后道各工序。

j)被膜最難掌握的是被膜爐的分解氣氛（溫度、風(fēng)速、氧含量、蒸汽大?。硗膺M(jìn)氣孔、出氣孔、回流孔及下面的分流板的調(diào)整也非常關(guān)鍵?，F(xiàn)在只能通過試驗(yàn)來確認(rèn)調(diào)整到較合適的位置。要保證有好的損耗更要保證有好的漏電流。一般氧含量控制在9——12%。

2.6石墨銀漿切割

石墨銀漿也叫輔助陰極，起到二氧化錳與焊錫連接的橋梁作用。原瓶石墨濃度在10%左右，實(shí)際使用時(shí)調(diào)制到4 . 5%左右為宜,如果太稀的話,因?yàn)槭臐B透性很好，很容易往上爬，爬到上端面如果與鉭絲接觸,就會(huì)造成短路、漏電流大等情況，這種情況在當(dāng)時(shí)還檢測不出來，在點(diǎn)焊后鉭絲跟部受力，點(diǎn)焊檢測漏電流時(shí)合格率就相當(dāng)?shù)停匣瘯r(shí)擊穿非常嚴(yán)重。如果石墨太濃，石墨層和二氧化錳在做猛石墨時(shí)易分層，在后道包封、固化受到熱引力作用，石墨層和二氧化錳層之間產(chǎn)生層間剝離，造成損耗增加。

要注意石墨的PH值必須大于9。

銀漿也是同樣的道理，太稀的話，浸漬的時(shí)候很好浸，但是在浸焊的時(shí)候，銀層很容易被焊錫吞蝕掉，如果過濃，銀層和石墨的接觸不是太好，易造成接觸電阻大，并且浸漬時(shí)產(chǎn)生拉絲。有采用浸兩次銀漿的廠家銀漿和石墨使用前一定要按工藝要求滾勻。

切割的質(zhì)量往往被人們忽略。刀口的鋒利程度、間隙、沖下來時(shí)的速度都會(huì)對(duì)漏電有影響。我們有因?yàn)榍懈钯|(zhì)量不好導(dǎo)致10%的漏電大的試驗(yàn)結(jié)果。

2.7 點(diǎn)焊

焊點(diǎn)離根部越遠(yuǎn)越好，這樣對(duì)根部氧化膜的破壞就越小。點(diǎn)焊位置、手勢(shì)要正確，點(diǎn)焊浸焊的位置決定與包封后的外觀關(guān)系很大。

點(diǎn)焊后抽測漏電流合格率的信息很重要，作為工藝技術(shù)員一定要去經(jīng)常關(guān)心檢測信息，如果發(fā)現(xiàn)不正，一定要追查原因，不然后面的質(zhì)量無法控制，雖然該批產(chǎn)品已無法挽回了，但是，被膜流過的一段時(shí)間內(nèi)會(huì)出現(xiàn)同樣的問題。

經(jīng)常有可能出現(xiàn)的問題：

a）鉭絲切割太短？焊點(diǎn)太靠近根部？點(diǎn)焊電壓開得太高，鉭絲過融了？

b）是否鉭絲臟？是硅膠沒涂好？上端面有硅膠？上端面強(qiáng)化層太薄？組架尺寸不符合要求？鋼片變形？模具磨損？

c）石墨爬到端面上去了？強(qiáng)化層疏散導(dǎo)致石墨很容易往上爬？

d）切刀有問題？

問題要一查到底，只有查清了問題，才能制定糾正和預(yù)防措施。

2.8? 浸焊????

溫度控制在210℃（+10/-5℃）為宜：溫度低，粘錫厚，底部有錫尖；溫度高，粘錫少，溫度太高，銀層易被焊錫吞噬掉，時(shí)間控制在2秒左右，時(shí)間太長，銀層易剝離。最好一次浸焊能成功，如果反復(fù)浸的話，銀層、石墨都有可能剝離。

負(fù)極腳緊靠鉭芯，不能短路或開路。負(fù)極起碼達(dá)到鉭芯的1/2以上，但不能伸出鉭芯底部，不然包封后易外觀廢品。

控制助焊劑濃度，濃度太稀，上錫太慢，濃度濃，上錫快，但粘錫厚，容易導(dǎo)致石墨和二氧化錳層之間脫離。

2.9? 老化

老化的目的是修補(bǔ)氧化膜和剔除早期失效產(chǎn)品。老化電源串聯(lián)電阻的大小與老化的效果關(guān)系很大。如過大，達(dá)不到剔除早期失效產(chǎn)品的目的。如過小修補(bǔ)氧化膜的效果達(dá)不到，因產(chǎn)品上稍有次點(diǎn)就被擊穿。老化后產(chǎn)品要放電24小時(shí)后再測量，否則會(huì)導(dǎo)致漏電測試不準(zhǔn)。

2.10? 電容器的三參數(shù)及測試方法

容量：注意頻率是100HZ.

損耗：注意頻率是100HZ。

漏電流：IL判定標(biāo)準(zhǔn)為0.02CU（C為標(biāo)稱容量,U為測試電壓）.

2.11 ?幾個(gè)專業(yè)詞語解釋：??????????????????????

成型后的為鉭坯---------燒結(jié)后的稱為鉭塊--------賦能后的稱為陽極塊-------石墨銀漿后的稱為鉭芯-------點(diǎn)焊浸焊后的稱為芯組--------包封后的稱為電容器

品的質(zhì)量將不能滿足用戶的基本要求。這樣的產(chǎn)品因?yàn)榭估擞磕芰^差,因此,使用在存在大的脈沖電流的電路將非常容易出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象.?

三、參數(shù)和選型鉭電容器的漏電流和工作溫度之間的關(guān)系

鉭電容器的漏電流會(huì)隨使用溫度的增加而增加,此曲線稱作漏電流溫度曲線.但不同廠家生產(chǎn)的相同規(guī)格的產(chǎn)品，常常由于生產(chǎn)工藝和使用的原材料及設(shè)備精度不同而高溫漏電流變化存在非常大的差別.高溫漏電流變化大的產(chǎn)品在高溫狀態(tài)會(huì)由于自己產(chǎn)生的熱量的不斷累積而最終出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象.高溫漏電流變化小的產(chǎn)品在高溫下長時(shí)間工作，產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性將較高.因此高溫時(shí)產(chǎn)品漏電流變化率的大小可以決定鉭電容器的可靠性. 對(duì)于片式鉭電容器,高溫性能高低對(duì)可靠性有決定性的影響.

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3.1 ?漏電流VS溫度：

3.2 漏電流VS電壓：

漏電流的測試一般是在20℃時(shí)施加額定電壓進(jìn)行測試，在測量電路中與電容串接一1000 OHM保護(hù)電阻，充電一到五分鐘(KEMET、VISHAY、AVX為兩分鐘、SANYO為五分鐘)，然后測出漏電流。

?3.3耗散因子(DF值)

耗散因子是決定電容內(nèi)部功率耗散的一個(gè)物理量，越小越好，一般DF值隨頻率增加而增加。

損耗大小對(duì)產(chǎn)品使用影響及可靠性影響說明：損耗（DF值）是表征鉭電容器本身電阻能夠造成的無效功耗比例的一個(gè)參數(shù)，損耗較小的產(chǎn)品ESR也將較小。但損耗大小的微小差別不會(huì)對(duì)使用造成明顯影響，對(duì)工作狀態(tài)的產(chǎn)品的可靠性影響與容量偏差的影響相比較大，但與產(chǎn)品漏電流大小和ESR大小對(duì)使用時(shí)的可靠性的影響相比仍然較?。╇娏鞔笮『虴SR大小影響> 損耗大小影響 > 容量偏差的影響），濾波時(shí)如果產(chǎn)品的損耗較大，濾波效果差一些。同時(shí)，損耗較大的產(chǎn)品的抗浪涌能力也較差。

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3. 4? 阻抗，等效串聯(lián)阻抗(ESR)&感抗

ESR是決定電容濾波性能的一個(gè)重要指標(biāo)，鉭電容的ESR主要是由引腳和內(nèi)部電極阻抗引起，是電容在高頻上表現(xiàn)的一個(gè)很重要的參數(shù)，一般來講，同容量，同電壓值的鉭電容的ESR要低于電解電容，但要高于多層陶瓷電容，ESR隨著頻率和溫度的增加而減少，ESR=DF/WC。在諧振頻率以下，電容的阻抗是電容的容抗和ESR的矢量和，在電容產(chǎn)生諧振以后，電容的阻抗是電容的感抗和ESR矢量和。

下圖出示了電容的等效組成圖：

其中:ESL:描敘的是引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電感

RL：電容的漏電阻????

Rd：由電介質(zhì)吸收和內(nèi)部分子極化引起的介電損耗??

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ESR與頻率特性曲線：

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電容阻抗Z與頻率特性曲線：

在脈沖充放電電路，鉭電容器會(huì)不斷承受峰值功率可能達(dá)到幾十安培的浪涌電流沖擊，而且有時(shí)候充放電的頻率也可能達(dá)到幾百甚至幾千HZ；在此類電壓基本穩(wěn)定，浪涌電流不斷的電路，鉭電容器的可靠性不光取決于產(chǎn)品耐壓高低及伏安特性和高低溫性能，還取決于產(chǎn)品的等效串聯(lián)電阻ESR的高低，因?yàn)镋SR值較大的產(chǎn)品在高浪涌時(shí)瞬間就會(huì)產(chǎn)生更多的熱量積累，非常容易導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)擊穿。因此，鉭電容器ESR值的高低直接可以決定產(chǎn)品的抗直流浪涌能力。

另外; 不同ESR值的產(chǎn)品在存在交流紋波的電路里, 一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也與其ESR值高低成比例,ESR越高的產(chǎn)品在一定的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也越高,因此,不同規(guī)格的產(chǎn)品由于阻抗ESR值不一樣,具有不同的耐紋波電流能力. ESR低的產(chǎn)品不光在高頻使用時(shí)容量衰減較少,濾波效果較好而且可以使用在更高頻率的電路,同時(shí)因?yàn)樗哂懈蟮目估擞磕芰?也符合可靠性要求較高的不斷通過瞬時(shí)大電流的脈沖充放電電路的基本要求.

四、電容失效模式,機(jī)理和失效特點(diǎn)

對(duì)于鉭電容，失效與其他類型的電容一樣,也有電參數(shù)變化失效、短路失效和開路失效三種。由于鉭電容的電性能穩(wěn)定,且有獨(dú)特的“自愈”特性,鉭電容鮮有參數(shù)變化引起的失效，鉭電容失效大部分是由于電路降額不足，反向電壓，過功耗導(dǎo)致，主要的失效模式是短路。另外,根據(jù)鉭電容的失效統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),鉭電容發(fā)生開路性失效的情況也極少。因此,鉭電容失效主要表現(xiàn)為短路性失效。鉭電容短路性失效模式的機(jī)理是:固體鉭電容的介質(zhì)Ta2O5由于原材料不純或工藝中的原因而存在雜質(zhì)、裂紋、孔洞等疵點(diǎn)或缺陷,鉭塊在經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)時(shí)已將大部分疵點(diǎn)或缺陷燒毀或蒸發(fā)掉,但仍有少量存在。在賦能、老煉等過程中,這些疵點(diǎn)在電壓、溫度的作用下轉(zhuǎn)化為場致晶化的發(fā)源地—晶核;在長期作用下,促使介質(zhì)膜以較快的速度發(fā)發(fā)生物理、化學(xué)變化,產(chǎn)生應(yīng)力的積累,到一定時(shí)候便引起介質(zhì)局部的過熱擊穿。如果介質(zhì)氧化膜中的缺陷部位較大且集中,一旦在熱應(yīng)力和電應(yīng)力作用下出現(xiàn)瞬時(shí)擊穿,則很大的短路電流將使電容迅速過熱而失去熱平衡,鉭電容固有的“自愈”特性已無法修補(bǔ)氧化膜,從而導(dǎo)致鉭電容迅速擊穿失效。

失效機(jī)理主要是由于氧化膜缺陷，鉭塊與陽極引出線接觸產(chǎn)生相對(duì)位移，陽極引出鉭絲與氧化膜顆粒接觸等，大部分鉭電容失效是災(zāi)難性的，可能發(fā)生燒毀，爆炸，在應(yīng)用過程中需特別注意。

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4.1、固鉭因“不斷擊穿”又“不斷自愈”問題產(chǎn)生失效。

在正常使用一段時(shí)間后常發(fā)生固鉭密封口的焊錫融化，或見到炸開，焊錫亂飛到線路板上。分析原因是其工作時(shí)“擊穿”又“自愈”，在反復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)致漏電流增加。這種短時(shí)間(ns～ms)的局部短路，又通過“自愈”后恢復(fù)工作。關(guān)于“自愈”。理想的Ta2O5介質(zhì)氧化膜是連續(xù)性的和一致性的。加上電壓或高溫下工作時(shí)，由于Ta＋離子疵點(diǎn)的存在，導(dǎo)致缺陷微區(qū)的漏電流增加，溫度可達(dá)到500℃～1000℃以上。這樣高的溫度使MnO2還原成低價(jià)的Mn3O4。有人測試出Mn3O4的電阻率要比MnO2高4～5個(gè)數(shù)量級(jí)。與Ta2O5介質(zhì)氧化膜相緊密接觸的Mn3O4就起到電隔離作用，防止Ta2O5介質(zhì)氧化膜進(jìn)一步破壞，這就是固鉭的局部“自愈了”。但是，很可能在緊接著的再一次“擊穿”的電壓會(huì)比前一次的“擊穿”電壓要低一些。在每次擊穿之后，其漏電流將有所增加，而且這種擊穿電源可能產(chǎn)生達(dá)到安培級(jí)的電流。同時(shí)電容器本身的儲(chǔ)存的能量也很大，導(dǎo)致電容器永久失效。

生產(chǎn)方在選用材料上入手，為解決固鉭“不斷擊穿”又“不斷自愈”，應(yīng)用超純鉭粉材料和工藝控制來減少這種局部“擊穿”現(xiàn)象。分析了固鉭在加上電壓或高溫下工作時(shí)，會(huì)產(chǎn)生局部“擊穿”現(xiàn)象。固鉭環(huán)境溫度從＋85℃降到55℃使用，工作壽命增加10倍。

4.2、固鉭有“熱致失效”問題

固鉭的Ta2O5介質(zhì)氧化膜有單向?qū)щ娦阅埽?dāng)有充放大電流通過Ta2O5介質(zhì)氧化膜，會(huì)引起發(fā)熱失效。Ta2O5介質(zhì)氧化薄膜厚度只有微米級(jí)。無充放大電流時(shí)，介質(zhì)氧化薄相當(dāng)穩(wěn)定，微觀其離子排列不規(guī)則、無序的，稱作無定形結(jié)構(gòu)。目測呈現(xiàn)的顏色是五彩干涉色。當(dāng)無定形結(jié)構(gòu)向定形結(jié)構(gòu)逐步轉(zhuǎn)化，逐步變?yōu)橛行蚺帕?，稱之微“晶化”，目測呈現(xiàn)的顏色不再是五彩干涉色，而是無光澤、較暗的顏色。Ta2O5介質(zhì)氧化薄膜的“晶化”疏散的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致鉭電容器性能惡化直至擊穿失效。

為解決“熱致失效”問題。應(yīng)用方在線路上入手，采取限流措施，增加固鉭線路中的回路電阻。筆者見到有文獻(xiàn)報(bào)道：“如果應(yīng)用線路中的串聯(lián)電阻從3W下降到0.1W，則其可靠會(huì)降低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上?！奔垂蹄g的可靠性下降十倍!在固鉭線路中，增加串聯(lián)電阻，達(dá)以1W／1V后，可增加固鉭應(yīng)用可靠性。

4.3、固鉭有“場致失效”問題。

固鉭加上高的電壓，內(nèi)部形成高的電場，易于局部擊穿。

“場致失效”的原因是加到固鉭上的電壓越高，場強(qiáng)越高，越容易產(chǎn)生“場致失效”。所以為提高固鉭可靠性，必須采取電壓降額使用!

一般高可靠線路中固鉭電壓降額50%使用，其工作壽命可延長100倍。

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4.4、低阻抗電路使用電壓過高導(dǎo)致的失效;

對(duì)于鉭電容器使用的電路,只有兩種;有電阻保護(hù)的電路和沒有電阻保護(hù)的低阻抗電路. 對(duì)于有電阻保護(hù)的電路,由于電阻會(huì)起到降壓和抑制大電流通過的效果,因此,使用電壓可以達(dá)到鉭電容器額定電壓的60%.? 沒有電阻保護(hù)的電路有兩種;? 一;前級(jí)輸入已經(jīng)經(jīng)過整流和濾波,輸出穩(wěn)定的充放電電路.在此類電路,電容器被當(dāng)作放電電源來使用,由于輸入?yún)?shù)穩(wěn)定沒有浪涌,因此,盡管是低阻抗電路,可安全使用的電壓仍然可以達(dá)到額定電壓的50%都可以保證相當(dāng)高的可靠性. 二;電子整機(jī)的電源部分; 電容器并聯(lián)使用在此類電路, 除了要求對(duì)輸入的信號(hào)進(jìn)行濾波外,往往同時(shí)還兼有按照一定頻率和功率進(jìn)行放電的要求. 因?yàn)槭请娫措娐?因此,此類電路的回路阻抗非常低,以保證電源的輸出功率密度足夠. 在此類開關(guān)電源電路中[也叫DC-DC電路], 在每次開機(jī)和關(guān)機(jī)的瞬間,電路中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)時(shí)間小于1微秒的高強(qiáng)度尖峰脈沖,其脈沖電壓值至少可以達(dá)到穩(wěn)定的輸入值的3倍以上,電流可以達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的10倍以上,由于持續(xù)時(shí)間極短,因此,其單位時(shí)間內(nèi)的能量密度非常高,? 如果電容器的使用電壓偏高,此時(shí)實(shí)際加在產(chǎn)品上的脈沖電壓就會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過產(chǎn)品的額定值而被擊穿.? 因此,使用在此類電路中的鉭電容器容許的使用電壓不能超過額定值的1/3.?

如果不分電路的回路阻抗類型,一概降額50%, 在回路阻抗最低的DC-DC電路,一開機(jī)就有可能瞬間出現(xiàn)擊穿短路或爆炸現(xiàn)象.

在此類電路中使用的電容器應(yīng)該降額多少,一定要考慮到電路阻抗值的高低和輸入輸出功率的大小和電路中存在的交流紋波值的高低.因?yàn)殡娐纷杩垢叩涂梢詻Q定開關(guān)瞬間浪涌幅度的大小。內(nèi)阻越低的電路降額幅度就應(yīng)該越多。

對(duì)于降額幅度大小,切不可一概而論. 必須經(jīng)過精確的可靠性計(jì)算來確定降額幅度.

4.5、用電壓合適,但峰值輸出電流過大。

鉭電容器在工作時(shí)可以安全承受的最大直流電流沖擊I,與產(chǎn)品自身等效串聯(lián)電阻ESR及額定電壓UR存在如下數(shù)學(xué)關(guān)系;

I=UR/1+ESR?

如果一只容量偏低的鉭電容器使用在峰值輸出電流很大的電路,這只產(chǎn)品就有可能由于電流過載而燒毀.這非常容易理解.

4.6、鉭電容器等效串聯(lián)電阻ESR過高和電路中交流紋波過高導(dǎo)致的失效。

當(dāng)某只ESR過高的鉭電容器使用在存在過高交流紋波的濾波電路,即使是使用電壓遠(yuǎn)低于應(yīng)該的降額幅度, 有時(shí)候,在開機(jī)的瞬間仍然會(huì)發(fā)生突然的擊穿現(xiàn)象; 出現(xiàn)此類問題的主要原因是電容器的ESR和電路中的交流紋波大小嚴(yán)重不匹配. 電容器是極性元?dú)饧?在通過交流紋波時(shí)會(huì)發(fā)熱,而不同殼號(hào)大小的產(chǎn)品能夠維持熱平衡的容許發(fā)熱量不同.由于不同容量的產(chǎn)品的ESR值相差較高,因此,不同規(guī)格的鉭電容器能夠安全耐受的交流紋波值也相差很大, 因此,如果某電路中存在的交流紋波超過使用的電容器可以安全承受的交流紋波值,產(chǎn)品就會(huì)出現(xiàn)熱致?lián)舸┑默F(xiàn)象.同樣,如果電路中的交流紋波一定,而選擇的鉭電容器的實(shí)際ESR值過高,產(chǎn)品也會(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象.

一般來說,在濾波和大功率充放電電路,必須使用ESR值盡可能低的鉭電容器.? 對(duì)于電路中存在的交流紋波過高而導(dǎo)致的電容器失效問題,很多電路設(shè)計(jì)師都忽略其危害性或認(rèn)識(shí)不夠. 只是簡單認(rèn)定電容器質(zhì)量存在問題. 此現(xiàn)象很多.

4.7、鉭電容器漏電流偏大導(dǎo)致實(shí)際耐壓不夠。

此問題的出現(xiàn)一般都由于鉭電容器的實(shí)際耐壓不夠造成.當(dāng)電容器上長時(shí)間施加一定場強(qiáng)時(shí),如果其介質(zhì)層的絕緣電阻偏低,此時(shí)產(chǎn)品的實(shí)際漏電流將偏大.而漏電流偏大的產(chǎn)品,實(shí)際耐壓就會(huì)下降.

出現(xiàn)此問題的另外一個(gè)原因是關(guān)于鉭電容器的漏電流標(biāo)準(zhǔn)制定的過于寬松,導(dǎo)致有些根本不具備鉭電容器生產(chǎn)能力的公司在生產(chǎn)質(zhì)量低劣的鉭電容器. 普通的室溫時(shí)漏電流就偏大的產(chǎn)品,如果工作在較高的溫度下,其漏電流會(huì)成指數(shù)倍增加,因此其高溫下的實(shí)際耐壓就會(huì)大幅度下降. 在使用溫度較高時(shí)就會(huì)非常容易出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象.

高溫時(shí)漏電流變化較小是所有電容器生產(chǎn)商努力的最重要目標(biāo)之一,因此,此指標(biāo)對(duì)可靠性的決定性影響不言而愈.

如果你選擇使用的鉭電容器的漏電流偏大,實(shí)際上它已經(jīng)是廢品,出問題因此成為必然.

4.8、鉭電容器使用時(shí)的生產(chǎn)過程因素導(dǎo)致的失效。

很多用戶往往只注意到鉭電容器性能的選擇和設(shè)計(jì),而對(duì)于片式鉭電容器安裝使用時(shí)容易出現(xiàn)的問題視而不見;

舉例如下;

A, 不使用自動(dòng)貼裝而使用手工焊接, 產(chǎn)品不加預(yù)熱,直接使用溫度高于300度的電烙鐵較長時(shí)間加熱電容器,導(dǎo)致電容器性能受到過高溫度沖擊而失效.

B,手工焊接不使用預(yù)熱臺(tái)加熱,焊接時(shí)一出現(xiàn)冷焊和虛焊就反復(fù)使用烙鐵加熱產(chǎn)品.

C,使用的烙鐵頭溫度甚至達(dá)到500度. 這樣可以焊接很快,但非常容易導(dǎo)致片式元?dú)饧?

4.9、一致性質(zhì)量問題

鉭電容器實(shí)際使用時(shí)的可靠性實(shí)際上可以通過計(jì)算得出來,而我們的很多用戶使用時(shí)設(shè)計(jì)余量不夠,魯棒性很差,小批實(shí)驗(yàn)通過純屬僥幸,在批生產(chǎn)時(shí)出現(xiàn)一致性質(zhì)量問題. 此時(shí),問題原因往往簡單被推到電容器生產(chǎn)商身上,忽略對(duì)設(shè)計(jì)可靠性的查找. 鉭電容器使用時(shí)的無故障間隔時(shí)間MTBF對(duì)于很多用戶來講還是一個(gè)陌生的概念. 很多使用者對(duì)可靠性工程認(rèn)識(shí)膚淺.過于重視實(shí)驗(yàn)而忽略數(shù)學(xué)計(jì)算. 導(dǎo)致分電路設(shè)計(jì)可靠性比整機(jī)可靠性低,因此,批量生產(chǎn)時(shí)不斷出現(xiàn)問題. 不懂得失效是一個(gè)概率問題,非簡單的個(gè)體問題.

實(shí)際上鉭電容器使用時(shí)容易出現(xiàn)的故障原因和現(xiàn)象還很多, 無法在此一一論述.

???

在實(shí)際使用中的經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，鉭電容失效呈現(xiàn)如下特點(diǎn)：

a)容值較大的鉭電容比容值較小的鉭電容更易失效

b)片狀鉭電容多發(fā)生在固定的部位或固定的電路中。

c)電源濾波的第一個(gè)鉭電容更容易失效。

d)在ICT,FCT上電瞬間易發(fā)生失效。

e)老化過程中鉭電容最容易失效。

f)散熱較差區(qū)域易發(fā)生失效。

g)浪涌下易發(fā)生失效。

分析鉭電容如上特點(diǎn)，無外乎就是容值，溫度，浪涌等幾個(gè)方面引起，所以我們?cè)趹?yīng)用過程中需綜合考量各種因素。

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五.設(shè)計(jì)，保存，焊接注意事項(xiàng)

由于鉭電容失效易起火，爆炸，所以在設(shè)計(jì)，保存，焊接過程中應(yīng)注意如下關(guān)注點(diǎn):

5.1.設(shè)計(jì)注意點(diǎn)

5.1.1.電壓

1.電壓主要通過電場的形式施加給鉭電容使電容局部擊穿而失效，用在開關(guān)電源中電壓至少降額為1/3額定電壓值(美軍標(biāo)規(guī)定不允許在電源濾波器中中使用固體鉭電容），其他使用應(yīng)降2/3電壓，對(duì)我司應(yīng)用建議電壓至少降額至50%以下甚至1/3。

2.直流偏壓和交流分壓峰值之和不能超過額定電壓值 。

3.交流負(fù)峰值和直流偏壓不能超過電容器允許的反向電壓。

4.15V以上直流電壓濾波不建議采用鉭電容，特別在上下電較快的輸入口處；低壓但上下電較快的場合需要采取緩啟動(dòng)電路或盡量不采用固體鉭電容。

5.在應(yīng)用中盡量不用萬用表進(jìn)行不分極性的電阻量測。

6.當(dāng)幾個(gè)鉭電容并聯(lián)使用時(shí)候，建議Layout時(shí)把小容量電容放在前一級(jí)，容量大的放在后 一級(jí)。

5.1.2.電流

1.紋波電流通過鉭電容ESR產(chǎn)生有功功耗，進(jìn)而導(dǎo)致電容器自身溫度升高，導(dǎo)致熱擊穿失效，因此需要對(duì)通過電容器的紋波電流引起的功率損耗進(jìn)行限制（鉭電容器不應(yīng)長期使用于交流分量大或純交流電路中）。

2.鉭電容器在電路中，應(yīng)控制瞬間大電流對(duì)電容器的沖擊（國軍標(biāo)和供應(yīng)商一般建議串聯(lián)R＞3Ω/V的電阻以緩解這種沖擊，以限制電流在300mA以下；當(dāng)串聯(lián)電阻小于3Ω/V時(shí)，則應(yīng)考慮進(jìn)一步的降額設(shè)計(jì)，否則產(chǎn)品可靠性將相應(yīng)降低，如果將電路電阻從3Ω/V 降到≤0.1Ω/V，則失效率提高約10倍），當(dāng)電容器用于濾波電路時(shí)，降額系數(shù)至少應(yīng)為0.5），低阻抗電路應(yīng)為1/3。

3.固體鉭電容一般不耐大的電流沖擊，，容易在氧化膜的薄弱區(qū)域發(fā)熱促使氧化膜晶化提早發(fā)生，并降低耐壓能力，所以為提高使用壽命，電容器應(yīng)避免發(fā)生頻繁的充、放電。

5.1.3.熱設(shè)計(jì)&功耗考慮

1.鉭電容應(yīng)盡量遠(yuǎn)離熱源，比如變壓器盤，電池下面等。

2.應(yīng)了解各種殼號(hào)的鉭電容的功率損耗和降額系數(shù)，盡量減少熱失效的幾率。

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5.2.組裝，焊接&清洗

1.施加在電容工作端的壓力不超過4.9N（工作端直徑為1.5mm)，時(shí)間不超過5S。

2.任何型號(hào)的電容器重復(fù)焊接不能超過2次。

3.在第一次焊接完成2H后才能進(jìn)行第二次焊接，且第二次焊接完成后立即進(jìn)
行清洗

4.無論是手工焊還是再流焊，都應(yīng)避免使用活性高、酸性強(qiáng)的助焊劑，以免清洗不干凈后滲透、腐蝕和擴(kuò)散，進(jìn)而影響其可靠性。

5.不得使用高活性溶劑，建議使用異丙醇溶劑進(jìn)行清洗， 但時(shí)間應(yīng)不超過5分鐘。

6.不建議用超聲波清洗，如確需要，則建議條件為48KHZ/40度/5分鐘，振動(dòng)輸出0.02W/cm3已安裝電容器不得與任何清洗器具相接觸，也不得用刷子之類的的工具戳洗電容器。

5.3.保存

1.請(qǐng)?jiān)诔爻癍h(huán)境（溫度要求在35度以下)下保存。

2.避免日光照射，避免受過大的振動(dòng)和沖擊。

3.電容保存期超過兩年需重新進(jìn)行老化并測試電性參數(shù)。

六、鉭電解電容器應(yīng)用指南

選擇和使用鉭電解電容器需要注意哪些方面

1、選擇考慮因素

設(shè)計(jì)師針對(duì)某個(gè)特定用途在選擇電容器類型時(shí)，必須考慮眾多因素。選擇時(shí)，一般優(yōu)先考慮應(yīng)用需求的最重要特性，然后選擇和協(xié)調(diào)其他特性。幾個(gè)最重要因素如下，并給出列為最重要因素的原因。

1.1 溫度

溫度影響：

A）電容量：介電常數(shù)的變化引起、導(dǎo)體面積或間距變化引起

B）漏電流:通過阻抗變化影響

C）高溫?fù)舸╇妷汉皖l率:對(duì)發(fā)熱的影響

D）額定電流:當(dāng)發(fā)熱產(chǎn)生影響時(shí)

E）電解液從密封處泄漏

1.2 濕度

濕度影響：A）漏電流 B）擊穿電壓 C）對(duì)功率因數(shù)或品質(zhì)因數(shù)的影響

1.3 低氣壓

低氣壓影響：A）擊穿電壓 B）電解液從密封處泄漏

1.4 外加電壓

外加電壓影響：A）漏電流 B）發(fā)熱及伴隨的影響 C）介質(zhì)擊穿：頻率影響 D）電暈 E）對(duì)外殼或底座的絕緣

1.5 振動(dòng)

振動(dòng)影響：A）機(jī)械振動(dòng)引起的電容量變化 B)電容器芯子、引出端或外殼發(fā) 機(jī)械變形

1.6 電流

電流影響：A）對(duì)電容器的內(nèi)部升溫和壽命的影響 B）導(dǎo)體某發(fā)熱點(diǎn)的載流能力

1.7 壽命

所有環(huán)境和電路條件對(duì)其都有影響。

1.8 穩(wěn)定性

所有環(huán)境和電路條件對(duì)其都有影響。

1.9 恢復(fù)性能

電容量變化后，能否恢復(fù)到初始條件。

1.10 尺寸、體積和安裝方法在機(jī)械應(yīng)力下，當(dāng)產(chǎn)品安裝固定不當(dāng)時(shí)，容易導(dǎo)致引線承受較大應(yīng)力或共振，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生引線斷裂待現(xiàn)象。

2 、在選擇和使用電容器時(shí)應(yīng)考慮下列內(nèi)容：

A）電路設(shè)計(jì)者為了設(shè)計(jì)出能在要求的時(shí)間內(nèi)滿意工作的電路，所使用的電容量允許偏差必須考慮：符合規(guī)范規(guī)定的允許偏差：電容量--溫度特性變化；恢復(fù)特性；電容量--頻率特性介質(zhì)吸收；電容量與壓力、振動(dòng)和沖擊的關(guān)系；電容量在電路中的老化和貯存條件。

B）需考慮電容器引出端和外殼之間的電容量，如果此電容量會(huì)產(chǎn)生雜散電容和漏電流。

C）可以用多種電容器組合獲得要求的電容量，從而補(bǔ)償電容量--溫度特性等。

D）施加于電容器的峰值電壓不能超過相應(yīng)規(guī)范規(guī)定的額定值。通常，相同的峰值電壓可能由于以下條件而降低：老化；溫升；介質(zhì)區(qū)域增大；外加電壓頻率較高；潮氣進(jìn)入電容器。

需要強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，不要忽視電容器在應(yīng)用中的短時(shí)瞬態(tài)電壓。

E）當(dāng)電容器在高于地電位的高壓下工作時(shí)，并且對(duì)絕緣采用附加絕緣時(shí)，電容器的一個(gè)引出端要接在外殼上，因?yàn)殡妷悍峙淙Q于電容器芯子和外殼之間的電容量、以及外殼和底盤之間的電容

量。

F）必須根據(jù)電路的時(shí)間常數(shù)考慮充電和放電的峰值電流。

G) 必須考慮內(nèi)部發(fā)熱和環(huán)境溫度。

H）必須考慮濕度、壓力、腐蝕性大、霉菌、振動(dòng)和沖擊等環(huán)境因素影響。

I）必須考慮絕緣電阻，尤其是在高溫下的絕緣電阻。

J）在直流電路中串聯(lián)工作時(shí)，必須考慮使用平衡電阻器。

K）大容量電容的有效電感量可以并聯(lián)小電容器來降低。

L）因?yàn)殡娙萜骶哂须姼?，因此并?lián)在電路中每一次工作或瞬時(shí)工作時(shí)可能產(chǎn)生瞬時(shí)振蕩。

M）電接觸不良在低壓下可能開路或產(chǎn)生噪聲。

N）電容器內(nèi)儲(chǔ)存的能量對(duì)人和設(shè)備有危險(xiǎn)，對(duì)此應(yīng)采取適當(dāng)防范措施。

O）充滿液體的電容器不能被倒置，因其會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部電暈。

P）非氣密封電容器可能因“呼吸”過程中受潮。

3 、關(guān)于反向電壓

鉭電容器介質(zhì)氧化膜具有單向?qū)щ娦院驼魈匦?，?dāng)施加反向電壓時(shí)，就會(huì)有很大的電流通過，甚至造成短路而失效。因此，使用中應(yīng)嚴(yán)格控制反向電壓。

3.1 固體電解質(zhì)極性鉭電容量

一般不允許加反向電壓，并且不可長期在純交流電路中使用。若在不得已的情況下，允許在短時(shí)間內(nèi)施加小量的反向電壓，其值為：25℃下：≤10%UR 或1V（取小者）85℃下?≤ 5%UR 或0.5V （取小者） 125℃下≤1%UR或0.1V（取小者）。

如果將電容器長期使用在有反向電壓的電路中時(shí)，請(qǐng)選用雙極性鉭電容器，但也只能在極性變換而頻率不太高的直流或脈動(dòng)電路中使用。

3.2 非固體電解質(zhì)鉭電容器

銀外殼非固體電解質(zhì)鉭電容器不能承受任何反向電壓。全鉭電容器能承受3V 反向電壓。非固體電解質(zhì)鉭電容器不能承受任何反向電壓。

3.3 原則上禁止使用三向電表阻擋對(duì)有鉭電容器的電路或電容器本身進(jìn)行不分極性的測試（容易施加反向電壓）。

3.4 在測量使用過程中，如不慎對(duì)液體鉭電容器施加了反向電壓或?qū)腆w鉭電容器施加了超過規(guī)定的反向電壓，則該電容器應(yīng)報(bào)廢處理，即使其各項(xiàng)電參數(shù)仍然合格，因?yàn)楫a(chǎn)品由反向電壓造成的質(zhì)量隱患有一定的潛伏期，在當(dāng)時(shí)并不一定能表現(xiàn)出來。

4、關(guān)于紋波電流

鉭電容器在線路設(shè)計(jì)中當(dāng)施加超過鉭電容器所能承受的紋波電壓、紋波電流時(shí)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品失效。

4.1 紋波電流

直流偏壓與交流壓峰之和不得超過電容器的額定電壓.交流負(fù)峰值與直流偏壓之和不得超過電容器所允許的反向電壓值.紋波電流流經(jīng)電容器產(chǎn)生有功功率損耗,導(dǎo)致產(chǎn)品自身溫度增加致使熱擊穿概率增大,有必要在電路中對(duì)紋波電流或是器允許功率損耗進(jìn)行限制(鉭電容器不應(yīng)長期使用于交流分量較大或交流電路中)功率損耗(P有)與紋波電流(Irms)的關(guān)系由下式表示:

P 有=V -·I漏+I2 rms·R ≈ I2 rms·Rs

其中:V -:直流偏壓（V）；I漏：漏電流（μA）；Rs：等效串聯(lián)電阻（Ω）；I

rms ：紋波電流（mA）

由上式可以看出：當(dāng)Rs 增大或當(dāng)Irms 增大時(shí)，功率損耗增大。因此，在高頻線路中要求通過鉭電解電容器的紋波電流小和選用等效串聯(lián)電阻小的鉭電解電容器。各種非固體鉭電容器按殼號(hào)允許最大紋波電流有效值（+85℃ 40KHZ 0.66UR），在不同使用電壓、頻率下紋波電流系數(shù)。

4.2 產(chǎn)品額定電壓（UR）是指在額定溫度85℃下施加在電容器上的最高工作電壓。若超過額定電壓使用，則超過了介質(zhì)氧化膜Ta2O5 的抗電強(qiáng)度，將導(dǎo)致產(chǎn)品性能劣化，嚴(yán)重時(shí)甚至產(chǎn) 介質(zhì)擊穿、失效。所以在電路設(shè)計(jì)中，一般都采用了降額設(shè)計(jì)。

當(dāng)環(huán)境溫度不大于85℃時(shí)，降額的基準(zhǔn)為額定電壓

當(dāng)環(huán)境溫度大于85℃時(shí)，降額的基準(zhǔn)為類 電壓約為額定電壓的0.65倍 若是低

阻抗電路，建議使用電壓設(shè)定在額定電壓的1/3 以下。工作電壓隨溫度變化的關(guān)系。

4.3 電容器在低阻抗電路中并聯(lián)使用時(shí)，將增加直流浪涌電流或大電流沖擊失效的危險(xiǎn)，同時(shí)應(yīng)注意并聯(lián)電容器中貯存的電荷通過其它電容器放電。

4.4 鉭電器在電路中，應(yīng)控制瞬間大電流對(duì)電容器的沖擊。建議串聯(lián)電阻以緩解這種沖擊，推薦串聯(lián)電阻R＞ 3Ω/V，以限制電流在300mA 以下 當(dāng)串聯(lián)電阻小于3Ω/V 時(shí)，則應(yīng)考慮進(jìn)一步的降額設(shè)計(jì)，否則產(chǎn)品可靠性將相應(yīng)降低 （如果將電路電阻從3Ω/V 降到≤ 0.1Ω/V，則失效率提高約10倍）。當(dāng)電容器用于紋波電路時(shí)，降額系數(shù)至少應(yīng)為0.5。選用高頻鉭電容器時(shí)，限流串聯(lián)電阻阻值可適當(dāng)降低（建議R＞ 2Ω/V）。

4.5 電容器在出廠前都進(jìn)行了可焊性檢測，不存在可焊性問題，上機(jī)前不需要進(jìn)行浸錫預(yù)處理。如果必要時(shí)（如貯存兩年以上，或受潮，或受酸氣污染等）可作浸錫處理。

全密封固體鉭電容器無論是焊接，還是浸錫處理，處理距離都應(yīng)控制在技術(shù)規(guī)范規(guī)定的離封口錫包的3.2mm 處外，溫度不高于260℃，時(shí)間不小于5秒。因?yàn)槿芊夤腆w鉭電容器的密封材料是焊錫，如果時(shí)間過長，溫度過高，或焊接距離本體太近＜3.2mm ，都有可能造成封口錫包熔化，導(dǎo)致電容器受潮、不密封，影響電性能和可靠性；嚴(yán)重時(shí)，電容器受熱后內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓，把封口處焊錫吸入內(nèi)部，造成腔內(nèi)有多余物并短路。進(jìn)行浸錫處理后的鉭電容器，最好在額定電壓、85℃下老化4～8小時(shí)，然后進(jìn)行電性能測量（雙極性產(chǎn)品應(yīng)每小時(shí)換向一次，漏電流量也應(yīng)兩個(gè)方向分別測量）。

4.6 鉭電容器一般可貯存14年以上（可焊接除外），但貯存2年以上或進(jìn)行浸錫處理的鉭電容器，在使用前最好施加額定電壓、電源內(nèi)阻不大于3Ω（非固體鉭需通過一個(gè)1100Ω（最大）的電阻器）85℃老化4～8小時(shí)，并進(jìn)行電性能測量（雙極性產(chǎn)品應(yīng)每小時(shí)換向一次，漏電流測量也應(yīng)兩個(gè)方向分別測
量）。

4.7 電路的開或關(guān)，都會(huì)產(chǎn)生過渡狀態(tài)下的瞬時(shí)電壓，一般其值要大于工作電壓，而且產(chǎn)生相應(yīng)沖擊電流。如果電源和負(fù)載的電阻均較小，這樣瞬時(shí)電流值相當(dāng)大，容易引起電解電容器氧化膜的損傷，特別固體鉭電容器更為嚴(yán)重。因?yàn)楣腆w鉭電容器不耐大的沖擊電流，容易在氧化膜的薄弱區(qū)域發(fā)熱促使氧化膜晶化提早發(fā)生，并降低耐壓能力。

所以為提高使用壽命，電容器應(yīng)避免發(fā)頻繁的充、放電。

4.8 產(chǎn)品應(yīng)避免超溫使用。超溫下會(huì)使材料的性能發(fā)改變，因產(chǎn)品用的各種材料熱膨脹系數(shù)不同，可能產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力而使產(chǎn)品失效；產(chǎn)品在高溫下長時(shí)間貯存，產(chǎn)品可能產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致失效。因此，產(chǎn)品必須在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度范圍內(nèi)使用。

4.9鉭電容器的失效率是對(duì)直流額定值而言（85℃、額定電壓），并且因使用條件

（環(huán)境溫度、施加電壓、電路電阻等）的不同而不同。在實(shí)際電路中，往往存在電壓或電流的峰值沖擊及紋波電流，或其它意外電沖擊，所以實(shí)際使用中降低額設(shè)計(jì)是必要的。建議一般降額至65%UR 以下，這樣才能保證產(chǎn)品及線路的完全性。當(dāng)環(huán)境溫度大于85℃時(shí)，應(yīng)考慮第3條降額基準(zhǔn)下的降額。

4.10 非固體電解質(zhì)鉭電容器在用濕PH試紙檢漏前應(yīng)充分放電，否則將會(huì)因電容器放電不完全使試紙與電容器陽極接觸處呈紅色（陽極的正電荷使試紙水中的OH 失去電荷，水中的H+過剩所致）；試紙與電容器陰極接觸處呈蘭色（是水中的H+得到電子而使OH-過剩所致的虛假現(xiàn)象），導(dǎo)致電容器被誤判為漏酸。

4.11 片式鉭電容器，無論是手工焊還是再流焊，都應(yīng)避免使用活性高、酸性強(qiáng)的助焊劑，以免清洗不干凈后滲透、腐蝕和擴(kuò)散，進(jìn)而影響其可靠性。建議用免清洗助焊劑。若要清洗，建議使用溶劑：異丙醇，時(shí)間應(yīng)不超過5分鐘；建議不要用超聲波清洗。

4.12 鉭電容器的引線（包括片式鉭電容器引出端），在測量、使用過程中應(yīng)注意避免赤手直接接觸，以免汗?jié)n、油漬等污染引起可焊性不良。

4.13 產(chǎn)品標(biāo)志符號(hào)說明
有可靠性指標(biāo)的產(chǎn)品

4.14 推薦的鉭電容器安裝方法

鉭電容器若安裝固定不當(dāng)或固定效果差，都容易使整機(jī)在機(jī)械應(yīng)力（振動(dòng)、沖擊）作用下，導(dǎo)致鉭電容器引線承鉭電解電容器應(yīng)用指導(dǎo)受絕大部分機(jī)械應(yīng)力或共振，最終導(dǎo)致其斷裂，產(chǎn)品失效。

（1）軸向引出鉭電解電容器

A軸向引出產(chǎn)品的母體必須與線路板緊配合，盡量無縫隙，然后用膠或樹脂固定，否則機(jī)械應(yīng)力產(chǎn)生共振導(dǎo)致引線斷裂失效。

B引線彎折處離本或（焊點(diǎn)）6mm 以上，并有R（R至少為線徑的2倍），彎折處不能有傷痕。

C大殼號(hào)產(chǎn)品，由于本體重，在振動(dòng)環(huán)境中，引線無法承受全部應(yīng)力。安裝時(shí)本體必須加固，否則機(jī)械應(yīng)力易振斷引線失效，推薦的緊固件。
（2）單向引出鉭電解電容器

（3）在不影響整體線路設(shè)計(jì)的前堤下，建議線路板上安裝的元器件勻分布；若分布的元器件一邊輕，一邊重，整機(jī)做機(jī)械試驗(yàn)容易產(chǎn)生共振而易導(dǎo)致產(chǎn)品引線斷裂失效。

-END-

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