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影响铝电解电容失效的因素

发布时间:2020/8/4 20:38:17 访问次数:1445

半导体芯片产业链重要环节

产业链简单来说分上、中、下游主要是三个环节:

IC设计指的是集成电路设计。什么手机、电脑、智能设备玩意儿运行逻辑都要在这个时候定好;

晶圆制造是啥意思呢?因为集成电路需要做到一个晶片上,晶片是从砂石里层层提炼出来的东西,中间有拉晶、切割的工艺,要用到熔炼炉、CVD设备、单晶炉和切片机这几样设备。

晶圆加工就是在上一步做好的晶圆基础上,把集成电路做到上面去主要包含镀膜、光刻、刻蚀、离子注入这些工艺。这也需要多项设备来实现。

封测就是封装+测试。目的是把上面做好的集成电路放到保护壳中,防止损坏、腐蚀。要用到切割减薄设备、引线机、键合机、分选测试机等设备。

rpmh电解电容器是以电解的方法形成的氧化皮膜作为介质而做成的电容器。而铝电解电容器是以高纯度铝当阳极,和以乙二醇、丙三醇、硼和氨水等等所组成的糊状物当电解液,在电解液中电解使铝表面產生一层极薄的氧化铝膜为介质所做成的电容器。电解电容器因为电介质薄膜可以作得很薄,因此可以做出体积小容量大的电容器,为大容量电容器的主要的零件。但是电解电容器却有不少缺哈,例如频井特性和温度特性差,而且漏电流和介质损失大等等。另外,当极性被反接时或两端所加得电压超出规格时,其安全性将被破坏,电解液将被气化而爆出(即俗称所谓的击穿)。

有很多的外在环境因素都会引起电解电容器性能上的劣化,如温度、湿度、气压和振动等,电气方面的影响则包括了电压、涟波、电流和充放电等。在环境因素中以温度对电容器寿命的影响最大,且会使静电容量变小,损失增大。另外,铝电解电容器因为比其它电容器损失(内部电阻)较大,由涟波电流所引发的热对寿命也会造成很大的影响。另外,某些纯A类扩大机所需的高偏流会引起高热,高热容易导致所有相关零件使用寿命严重的缩短,这其中又以电源重镇的电解电容器为甚。高热会使得电解电容器的性能迅速劣化,寿命及静电容量都缩短到只有原来的几分之一,如此一来滤波电容等于失去作用,很容易机器便会出现故障。

通用型铝电解电容器的基本结构是箔式卷绕型的结构,阳极为铝金属箔,介质是用电化学方法在阳极金属箔表面上形成的阀金属氧化膜Al2O3,阴极则为多孔性电解纸所吸附的工作电解质。

通俗理解,电容都是由两个导电板并排放到一起就构成了。正极是铝(阳极箔),中间介质是不导电的氧化铝(阳极氧化膜),负极就是电解液了。

电解电容失效,主要原因就出在了这个电解液上了。这个电解液自己会分解产生气体,也会与氧化膜发生化学反应产生气体。当然,正常使用情况下,这个速率是非常慢的,不然岂不是没法用了。

所以,电解寿命的长短,主要决定于这个电解液,啥时候电解液没了,电容也就失效了。

铝电解电容失效速度与电解液的挥发速度有关,而挥发的速度主要取决于温度。电解电容内部的温度,取决与环境温度和纹波电流。

如果是用在电源纹波比较小的场合,那么电解电容的温度就主要由环境温度决定了。

如果是用在在纹波电流比较大场合,电解电容的ESR是不能忽略的,比如用在开关电源里面,因为ESR的存在,电解电容会主动发热。

其实如果翻开电容规格书,我们也可以看到电解电容有个参数叫做最大纹波电流。

这个纹波电流为有效值Irms。

温度升高, 化学反应速率( 寿命消耗) 增大, 一般来说, 当所处环境温度每上升10℃ ,化学反应速率(K 值) 将增大 2-10 倍,即电容工作温度每升高 10℃ ,电容寿命减小一倍,电容工作温度每下降 10℃ ,其寿命增加一倍。

Lo为电解电容工作最高温度对应的寿命,一般来说电解电容规格书都会有相应的参数。

电解电容在最高温度工作时,寿命只有2000小时(0.2年),所以必须考虑寿命问题。

温度每升高10摄氏度,电解电容寿命下降一半。

温度,纹波电流都是影响电解电容的重要因素。

(素材来源:21IC.如涉版权请联系删除。特别感谢)


半导体芯片产业链重要环节

产业链简单来说分上、中、下游主要是三个环节:

IC设计指的是集成电路设计。什么手机、电脑、智能设备玩意儿运行逻辑都要在这个时候定好;

晶圆制造是啥意思呢?因为集成电路需要做到一个晶片上,晶片是从砂石里层层提炼出来的东西,中间有拉晶、切割的工艺,要用到熔炼炉、CVD设备、单晶炉和切片机这几样设备。

晶圆加工就是在上一步做好的晶圆基础上,把集成电路做到上面去主要包含镀膜、光刻、刻蚀、离子注入这些工艺。这也需要多项设备来实现。

封测就是封装+测试。目的是把上面做好的集成电路放到保护壳中,防止损坏、腐蚀。要用到切割减薄设备、引线机、键合机、分选测试机等设备。

rpmh电解电容器是以电解的方法形成的氧化皮膜作为介质而做成的电容器。而铝电解电容器是以高纯度铝当阳极,和以乙二醇、丙三醇、硼和氨水等等所组成的糊状物当电解液,在电解液中电解使铝表面產生一层极薄的氧化铝膜为介质所做成的电容器。电解电容器因为电介质薄膜可以作得很薄,因此可以做出体积小容量大的电容器,为大容量电容器的主要的零件。但是电解电容器却有不少缺哈,例如频井特性和温度特性差,而且漏电流和介质损失大等等。另外,当极性被反接时或两端所加得电压超出规格时,其安全性将被破坏,电解液将被气化而爆出(即俗称所谓的击穿)。

有很多的外在环境因素都会引起电解电容器性能上的劣化,如温度、湿度、气压和振动等,电气方面的影响则包括了电压、涟波、电流和充放电等。在环境因素中以温度对电容器寿命的影响最大,且会使静电容量变小,损失增大。另外,铝电解电容器因为比其它电容器损失(内部电阻)较大,由涟波电流所引发的热对寿命也会造成很大的影响。另外,某些纯A类扩大机所需的高偏流会引起高热,高热容易导致所有相关零件使用寿命严重的缩短,这其中又以电源重镇的电解电容器为甚。高热会使得电解电容器的性能迅速劣化,寿命及静电容量都缩短到只有原来的几分之一,如此一来滤波电容等于失去作用,很容易机器便会出现故障。

通用型铝电解电容器的基本结构是箔式卷绕型的结构,阳极为铝金属箔,介质是用电化学方法在阳极金属箔表面上形成的阀金属氧化膜Al2O3,阴极则为多孔性电解纸所吸附的工作电解质。

通俗理解,电容都是由两个导电板并排放到一起就构成了。正极是铝(阳极箔),中间介质是不导电的氧化铝(阳极氧化膜),负极就是电解液了。

电解电容失效,主要原因就出在了这个电解液上了。这个电解液自己会分解产生气体,也会与氧化膜发生化学反应产生气体。当然,正常使用情况下,这个速率是非常慢的,不然岂不是没法用了。

所以,电解寿命的长短,主要决定于这个电解液,啥时候电解液没了,电容也就失效了。

铝电解电容失效速度与电解液的挥发速度有关,而挥发的速度主要取决于温度。电解电容内部的温度,取决与环境温度和纹波电流。

如果是用在电源纹波比较小的场合,那么电解电容的温度就主要由环境温度决定了。

如果是用在在纹波电流比较大场合,电解电容的ESR是不能忽略的,比如用在开关电源里面,因为ESR的存在,电解电容会主动发热。

其实如果翻开电容规格书,我们也可以看到电解电容有个参数叫做最大纹波电流。

这个纹波电流为有效值Irms。

温度升高, 化学反应速率( 寿命消耗) 增大, 一般来说, 当所处环境温度每上升10℃ ,化学反应速率(K 值) 将增大 2-10 倍,即电容工作温度每升高 10℃ ,电容寿命减小一倍,电容工作温度每下降 10℃ ,其寿命增加一倍。

Lo为电解电容工作最高温度对应的寿命,一般来说电解电容规格书都会有相应的参数。

电解电容在最高温度工作时,寿命只有2000小时(0.2年),所以必须考虑寿命问题。

温度每升高10摄氏度,电解电容寿命下降一半。

温度,纹波电流都是影响电解电容的重要因素。

(素材来源:21IC.如涉版权请联系删除。特别感谢)


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