有任何疑问均可电话咨询我们,请拨打0512-5510-7042 / 0512-5510-7043

薄膜电容器的结构

来源:威迪 时间: 分享到:
 

1.、薄膜 / 金属箔 结构



薄膜 / 金属箔的叠放结构,主要用于电容量较小的电容器 (100pF 到 0.1μF)。

这种结构的优势是,容易让金属箔电极有较好的接触性,使电容有良好的脉冲强度。
薄膜电容的电介质一旦被击穿,不可避免的将是引起短路,从而电容器失效。
为了避免电介质的薄弱点被击穿,电介质的选择,总是比理论上具体击穿强度的材料所需值要的厚。
因为有较高比例的薄弱点,因此小于4μm 的是不允许使用的。
因有选用较厚电介质的必要性,在尺寸和所使用材料上有着不利的影响。
为了使较厚的电介质达到特定的容量,故必须等量的增加薄膜长度,较厚的电介质,芯子也就有形成了较为正方的体积。
一个较薄的点的出现就会使上下表面击穿,电介质必须要足够厚,才能抵挡击穿强度。
优点 : 因为终端面的接触良好,以至于金属箔电极能承受较高脉冲负载能力。

 

2、金属化 结构



金属化类型的结构,特点在于,较小的卷绕体积获取较大的容质(0.01μF~100μF 或更大)

金属化电容器,铝的镀层约在 0.03μm,是以真空蒸镀在电介质上作为导电电极。 
金属化电容的自愈特性,比如电介质在某点存在缺陷下出现击穿短路,而击穿点的金属化层可在电弧作用下
瞬间熔化蒸发,而形成一个很小的无金属区,使电容的两个极片重新相互絶缘而仍能继续工作,极大提高了电容器工作的可靠性。
从原理上分析,金属化薄膜电容应不存在短路失效的模式,而金属箔式电容器会出现很多短路失效的现象。
这使得有可能使用更薄的电介质厚度 (<1μm)
优点:此结构最有利于容量/体积。

 

3、薄膜 / 金属箔 和 金属膜 相间结构



此类型是 薄膜 / 金属箔的结构,并以金属化电极为载体,这种电容器适用于高电流负载场合。

该电容器是以串联连接而构成,载流电极由两个金属箔和金属化膜的载体作为一个 ”浮置电极”,在芯子外缘经过喷金后接合了导线。
只有在浮置电极部份, 能通过电流容性耦合,这种方式,通过金属化浮置电极让电容具备了自愈性的特点,
且金属箔也提供了较为可靠的接合方式。
串联连接结构,拥有电压质翻倍的特性,但容量只会有理论设计容质的一半。
优点 : 因为终端面的接触良好,以至于金属箔电极能承受较高脉冲负载能力。
          金属载体浮置电极,良好的自愈能力。
          串联连接结构,电压质翻倍。

 

4、金属化电容器的自愈过程

即使是最好的塑料薄膜,或陶瓷材料,针孔都是不能避免的。

然而,金属化薄膜电容器可以通过施加高于额定的电压,来排除这个问题。
这个过程被称为自我修复,实现了"介质零缺陷"的可能性。



图1:自我修复过程
图2:自我修复后产生的无金属区域
自愈过程是由一个电击穿而开始的,这需要 8~10 秒的时间。
被击穿局部,在电介质转化为高度密集的等离子体后,转移填补了击穿点,而在介电层中断开。(图1)
等离子扩散,持续通电,在该金属电极。产生将近 6000K 高温,而击穿点周围形成了絶缘区。  (图2)
这种自我修复过程需要几微秒,在电压造成更大的损失之前,等离子体不再通电, 击穿点的瞬间熔化蒸发是必要的,
以避免进一步的损害。
层与层之间的压力不会太大,使等离子体扩散到整个损坏点,大部分等离子会填补电场较低的区域。
所施加的电压在获得最佳的自愈过程中,取决于金属化层的厚度,以及成分或比率。
在这里,除了制造过程所提供的先决条件之外,以获得最佳的自我愈为前提。