鋁電解電容類(lèi)型

?固態(tài)鋁電解電容

1.貼片型固態(tài)導電高分子電容；

2.導針型固態(tài)導電高分子電容；

3.鋁疊層固態(tài)導電高分子電容；

?液態(tài)鋁電解電容

1.貼片型鋁電解電容；

2.導針型鋁電解電容；

3.牛角型鋁電解電容；

4.螺栓型鋁電解電容；

?固液混合鋁電解電容

1.貼片型混合型導電高分子電容；

2.導針型混合型導電高分子電容；

鋁電解電容的基本結構及制程簡(jiǎn)介

鋁電解電容包含兩個(gè)導電電極，中間有絕緣層隔開(kāi)。一個(gè)電極（陽(yáng)極）由擴大了表面積的鋁箔形成。鋁氧化層（AL2O3）在其表面形成絕緣層。與其它電容相比，鋁電解電容的負極（陰極）是導電液體，稱(chēng)作電解液。

另外一個(gè)鋁箔，是所謂的陰極箔，其有更大的表面積，以傳遞電流到電解液。電容的陽(yáng)極是極純的鋁箔，其有效表面被極大地增大（比例可以到200倍），增大方式是一個(gè)電化學(xué)腐蝕過(guò)程，這樣可以使電容到Z大容量?；瘜W(xué)腐蝕的方式以及程度過(guò)程不同，決定于其不同要求。

鋁電解電容器的主要生產(chǎn)原材料為：陽(yáng)極箔、陰極箔、電解紙、電解液、導箔、膠帶、蓋板、鋁殼、套管、墊片等，其生產(chǎn)工序主要有：切割、卷繞、含浸、裝配、老化、封口、印刷、套管、測量、包裝、檢驗等

鋁電解電容特性與差異

●高穩定性

高熱穩定是固態(tài)電容的一個(gè)重要特性。固體鋁電解電容可以持續在高溫環(huán)境中穩定工作，不易受溫度變化影響其電解質(zhì)容量，即使在高熱的操作環(huán)境下，亦不影響其高導電性能。

在高溫環(huán)境中，固態(tài)電容仍然能正常工作，保持各種電氣性能，其電容量在全溫度范圍變化不超過(guò)15％，明顯優(yōu)于液態(tài)電解電容。同時(shí)，固態(tài)電解電容的電容量與其工作電壓基本無(wú)關(guān)，從而保證其在電壓波動(dòng)環(huán)境中穩定工作，這可以直接提升主板性能。

●壽命長(cháng)

工作溫度直接影響到電解電容的壽命，固態(tài)電解電容與液態(tài)電解電容在不同溫度環(huán)境下壽命明顯較長(cháng)。固態(tài)電容通常應用在工業(yè)主板及長(cháng)時(shí)間運作的機器設備上，在85°C工作環(huán)境中使用壽命高達5萬(wàn)小時(shí)（約5.7年），而液態(tài)電容只有8,000小時(shí)（約0.9年），固態(tài)電容比一般液態(tài)電容擁有6倍長(cháng)的使用壽命。
固態(tài)的電解質(zhì)在高熱環(huán)境下不會(huì )像液態(tài)電解質(zhì)那樣蒸發(fā)膨脹，甚至“爆漿”。即使電容的溫度超過(guò)其耐受極限，固態(tài)電解質(zhì)僅僅是熔化，這樣不會(huì )引發(fā)電容金屬外殼爆裂和燃燒，因而十分安全。

●低ESR和高額定紋波電流

ESR（Equivalent Series Resistance）指串聯(lián)等效電阻，是電容非常重要的指標。ESR越低，電容充放電的速度越快，這個(gè)性能直接影響到微處理器供電電路的退藕性能，在高頻電路中固態(tài)電解電容的低ESR特性的優(yōu)勢更加明顯?？梢哉f(shuō)，高頻下低ESR特性是固態(tài)電解電容與液態(tài)電容性能差別的分水嶺。固態(tài)鋁電解電容的ESR非常低，同時(shí)具有非常小的能量耗散。在高溫、高頻和高功率工作條件下固態(tài)電容的極低ESR特性可以充分吸收電路中電源線(xiàn)間產(chǎn)生的高幅值電壓，防止其對系統的干擾。

目前CPU的功耗非常大，主頻已遠遠超出1GHz，同時(shí)CPU的峰值電流達到80A或更多，輸出濾波電容已經(jīng)接近工作臨界點(diǎn)。另一方面，CPU采用多種工作模式，大部分時(shí)間處于工作模式的轉換過(guò)程。當CPU由低功耗狀態(tài)轉為全負荷狀態(tài)時(shí)，這種CPU的瞬間（一般小于5毫秒）切換需要的大量能量均來(lái)自CPU供電電路中的電容，此時(shí)固態(tài)電容高速充放電特性可以在瞬間輸出高峰值電流，保證充足的電源供應，確保CPU穩定工作。

鋁電解電容的失效模式

鋁電解電容器正極是高純鋁，電介質(zhì)是在金屬表面形成的三氧化二鋁膜，負極是黏稠狀的電解液，工作時(shí)相當一個(gè)電解槽。鋁電解電容器常見(jiàn)失效模式有：漏液、爆炸、開(kāi)路、擊穿、電參數惡化等，有關(guān)失效機理如下：

（1）漏液

鋁電解電容器的工作電解液泄漏是一個(gè)嚴重問(wèn)題。工作電解液略呈現酸性，漏出的工作電解液嚴重污染和腐蝕電容器周?chē)钠渌骷陀∷㈦娐钒?。同時(shí)電解電容器內部，由于漏液而使工作電解液逐漸干涸，喪失修補陽(yáng)極氧化膜介質(zhì)的能力，導致電容器擊穿或電參數惡化而失效。產(chǎn)生漏液的原因很多，主要是鋁電解電容器密封不佳。采用橡膠塞密封的電容器，也可能因橡膠老化、龜裂而引起漏液。此外，機械密封工藝有問(wèn)題的產(chǎn)品也容易漏液?？傊?，漏液與密封結構、密封材料與密封工藝有密切的關(guān)系。

（2）爆炸

鋁電解電容器在工作電壓中交流成分過(guò)大，或氧化膜介質(zhì)有較多缺陷，或存在氯根、硫酸根之類(lèi)有害的陰離子，以致漏電流較大時(shí)電解作用產(chǎn)生氣體的速率較快，工作時(shí)間愈長(cháng)，漏電流愈大，殼內氣體愈多，溫度愈高。電容器金屬殼內外的氣壓差值將隨工作電壓和工作時(shí)間的增加而增大。如果產(chǎn)品密封不佳，則將造成漏液；如果密封良好，又沒(méi)有任何防爆措施，則氣壓增大到一定程度就會(huì )引起電容器爆炸。目前，已普遍采用防爆外殼結構，在金屬外殼上部增加一道褶縫，氣壓高時(shí)將褶縫頂開(kāi)，增大殼內容積，從而降低氣壓，減少爆炸危險。在使用上如加過(guò)載電壓，對電容急速充放電，施加反向電壓等都有可能使電容爆炸。

（3）開(kāi)路

鋁電解電容器在高溫或潮熱環(huán)境中長(cháng)期工作時(shí)可能出現開(kāi)路失效，其原因在于陽(yáng)極引出箔片遭受電化學(xué)腐蝕而斷裂。對于高壓大容量電容器，這種失效模式較多。此外，陽(yáng)極引出箔片和陽(yáng)極箔鉚接后，未經(jīng)充分平，則接觸不良會(huì )使電容器出現間歇開(kāi)路。在使用上，過(guò)機械應力有可能使電容開(kāi)路。

（4）擊穿

鋁電解電容器擊穿是由于陽(yáng)極氧化鋁介質(zhì)膜破裂，導致電解液直接與陽(yáng)極接觸而造成的。氧化鋁膜可能因各種材料，工藝或環(huán)境條件方面的原因而受到局部損傷。在外加電場(chǎng)的作用下工作電解液提供的氧離子可在損傷部位重新形成氧化膜，使陽(yáng)極氧化膜得以填平修復。但是如果在損傷部位存在雜質(zhì)離子或其他缺陷，使填平修復工作無(wú)法完善，則在陽(yáng)極氧化膜上會(huì )留下微孔，甚至可能成為穿透孔，使鋁電解電容器擊穿。此外，隨著(zhù)使用和儲存時(shí)間的增長(cháng)，電解液中溶劑逐漸消耗和揮發(fā)，使溶液酸值上升，在儲存過(guò)程中對氧化膜層發(fā)生腐蝕作用。同時(shí)，由于電解液老化與干涸，在電場(chǎng)作用下已無(wú)法提供氧離子修補氧化膜，從而喪失了自愈作用，氧化膜一經(jīng)損壞就會(huì )導致電容器擊穿。工藝缺陷也是鋁電解電容器擊穿的一個(gè)主要原因。如鉚接工藝不佳時(shí)，引出箔條上的毛剌嚴重剌傷氧化膜，刺傷部位漏電流很大，局部過(guò)熱使電容器產(chǎn)生熱擊穿。在使用上過(guò)溫，過(guò)紋波電流或過(guò)機械應力都有可能使電容擊穿失效。
（5）電參數惡化

? 電容量下降與損耗增大

鋁電解電容器的電容量在工作早期緩慢下降，這是由于負荷過(guò)程中工作電解液不斷修補并增厚陽(yáng)極氧化膜所致。鋁電解電容器在使用后期，由于電解液耗損較多、溶液變稠，電阻率因黏度增大而上升，使工作電解質(zhì)的等效串聯(lián)電阻增大，導致電容器損耗明顯增大。同時(shí)，黏度增大的電解液難于充分接觸經(jīng)腐蝕處理的凹凸不平鋁箔表面上的氧化膜層，這樣就使鋁電解電容器的極板有效面積減小，引起電容量急劇下降。這也是電容器使用壽命臨近結束的表現。此外，如果工作電解液在低溫下黏度增大過(guò)多，也會(huì )造成損耗增大與電容量急劇下降的后果。在使用上過(guò)溫，過(guò)紋波電流都有可能使電容量下降與損耗增大。

? 漏電流增加

漏電流增加往往導致鋁電解電容器失效。工藝水平低，氧化膜損傷與沾污嚴重，工作電解液配方不佳，原材料純度不高，電解液的化學(xué)性質(zhì)與電化學(xué)性質(zhì)難以長(cháng)期穩定，鋁箔純度不高，雜質(zhì)含量多等等這些因素均可能造成漏電流超差失效。鋁電解電容器中氯離子沾污嚴重，漏電流導致沾污部位氧化膜分解，造成穿孔，促使電流進(jìn)一步增大?？傊?，鋁箔中金屬雜質(zhì)的存在，會(huì )使鋁電解電容器漏電流增大，從而縮短電容器的壽命.在使用上過(guò)壓等有可能使電容的漏電流增加。

鋁電解電容使用注意事項

? 電路設計

（1）在確認使用及安裝環(huán)境時(shí)，作為按產(chǎn)品樣本設計說(shuō)明書(shū)上所規定的額定性能范圍內使用的電容器，應當避免在下述情況下使用：

● 高溫（溫度超過(guò)Z高使用溫度）；

● 過(guò)流（電流超過(guò)額定紋波電流）；

● 過(guò)壓（電壓超過(guò)額定電壓）；

● 施加反向電壓或交流電壓；

● 使用于反復多次急劇充放電的電路中；另：在電路設計時(shí)，請選用與機器壽命相當的電容器。

（2）電容器外殼、輔助引出端子與正、負極以及電路板間必須完全隔離；

（3）當電容器套管的絕緣不能保證時(shí)，在有絕緣性能特定要求的地方請不要使用；

（4）請不要在下述環(huán)境下使用電容器：

● 直接與水、鹽水及油類(lèi)相接觸、或結露的環(huán)境；

● 充滿(mǎn)有害氣體的環(huán)境（硫化物、H2SO3、HNO2、Cl2、氨水等）；

● 置于日照、O3、紫外線(xiàn)及有放射性物質(zhì)的環(huán)境；

● 振動(dòng)及沖擊條件超過(guò)了樣本及說(shuō)明書(shū)的規定范圍的惡劣環(huán)境；

（5）在設計電容器的安裝時(shí)，必須確認下述內容：

● 電容器正、負極間距必須與線(xiàn)路板孔距相吻合；

● 保證電容器防爆閥上方留有一定的空間；

● 電容器防爆閥上方盡量避免配線(xiàn)及安裝其他元件；

● 電路板上，電容器的安裝位置，請不要有其他配線(xiàn)；

● 電容器四周及電路板上盡量避免設計、安裝發(fā)熱元件；

（6）另外，在設計電路時(shí)，必須確認以下內容：

● 溫度及頻率的變化不至于引起電性能變化；

● 雙面印刷板上安裝電容器時(shí)，電容器的安裝位置避免多余的基板孔和過(guò)孔；

● 兩只以上電容器并聯(lián)連接時(shí)的電流均衡；

● 兩只以上電容器串聯(lián)連接時(shí)的電壓均衡。

? 元件安裝

（1）安裝時(shí)，請遵守以下內容：

● 為了對電容器進(jìn)行點(diǎn)檢，測定電氣性能時(shí)，除了卸下的電容器，裝入機器中通過(guò)電的電容器請不要再使用；

● 當電容器產(chǎn)生再生電壓時(shí)，需通過(guò)約1KΩ左右的電阻進(jìn)行放電；

● 長(cháng)期保存的電容器，需通過(guò)約1 KΩ左右的電阻加壓處理；

● 確認規格（靜電容量及額定電壓等）及極性后，再安裝；

● 不要讓電容器掉到地上，掉下的電容器請不要再使用；

● 變形的電容器不要安裝；

● 電容器正、負極間距與電路板孔距必須相吻合；

● 自動(dòng)插入機的機械手力量不宜過(guò)大；

（2）焊接時(shí)，請確認下面內容：

● 注意不要將焊錫附著(zhù)在端子以外；

● 焊接條件（溫度、時(shí)間、次數）必須按規定說(shuō)明執行；

● 不要將電容器本身浸入到焊錫溶液中；

● 焊接時(shí)，不要讓其他產(chǎn)品倒下碰到電容器上；

（3）焊接后的處理應不產(chǎn)生以下的機械應力：

● 電容器發(fā)生傾倒、扭轉；

● 電容器碰到其他線(xiàn)路板；

● 使其它物體碰撞到電容器；

（4）電容器不要用洗凈劑洗凈，不過(guò)，在有必要洗凈的情況下對電容器進(jìn)行洗凈，必須在產(chǎn)品規格書(shū)規定的范圍內進(jìn)行；

（5）對有必要洗凈的電容器，洗凈時(shí)，須確認下列內容：

● 洗凈劑污染管理（電導率、PH值、比重、水分等）；

● 洗凈后，不能保管在洗凈液環(huán)境中及密閉容器中，要采用（Z高使用溫度以下的）熱風(fēng)干燥印刷電路板及電容器，使之不殘留洗凈液成分。

（6）不使用含鹵素的固定劑、樹(shù)脂涂層劑。

（7）使用固定劑、涂層劑時(shí)，請確認以下內容：

● 電路板與電容器之間，不能殘留焊接殘渣及污垢；

● 固定劑、涂層劑吸附前，盡可能不殘留洗凈成分，進(jìn)行干燥處理，使印刷孔不堵塞；

● 固定劑、涂層劑熱硬化條件，按規定說(shuō)明書(shū)要求執行。

? 組裝使用

（1）組裝使用中，請遵守以下內容：電容器的端子間不要直接接觸，另外，不要讓導體物質(zhì)引起正負極短路；

（2）請確認所安裝電容器所處環(huán)境

● 不要與水或油污接觸或處于結露狀態(tài)；

● 不要讓日光、O3、紫外線(xiàn)及放射線(xiàn)直接照射到電容器上；

● 不要處于充滿(mǎn)有害氣體的環(huán)境（硫化氫、亞硫酸、亞硝酸、氨水、Cl2 等）；

● 震動(dòng)及沖擊不要超過(guò)樣本或規格說(shuō)明中規定值；

? 保守點(diǎn)檢

工廠(chǎng)企業(yè)用的電容器，必須定期點(diǎn)檢，定期點(diǎn)檢項目包括外觀(guān)檢查及電性能的測試；

? 意外情況

（1）組裝使用過(guò)程中，如電容器防爆閥打開(kāi)，請切斷組裝主電源或拔下電源線(xiàn)插頭；

（2）電容器防爆閥動(dòng)作時(shí)，因有超過(guò)100℃高溫氣體噴出，皮膚不要接近。噴出的氣體進(jìn)入眼睛時(shí)，立即用水清洗眼睛。不要品嘗電容器的電解液，電解液濺到皮膚上時(shí)，用肥皂清洗；

? 熏蒸處理

當組裝電容器的電子產(chǎn)品出口到海外時(shí)，用溴化鉀等鹵化物進(jìn)行熏蒸處理。因采用此方法可能會(huì )產(chǎn)生因鹵素離子而引起的腐蝕反應，請務(wù)必小心。熏蒸時(shí)，熏蒸液不能直接接觸電子產(chǎn)品，同時(shí)有必要進(jìn)行充分干燥處理，估計有熏蒸液附者及干燥不充分時(shí)，有必要先查詢(xún)一下安全性；

? 儲存條件

（1）在溫度為5～30℃，濕度為75%以下的室內儲存;

（2）不要保存在組裝使用中禁用的環(huán)境及同等條件下.