如何提高钽电容的可靠性

时间：2012-09-28

　　钽电容以其出现色的高低温特性而成为使用者在工作条件恶劣时的,但其可靠性由于钽电容固有的缺陷而受到影响.特别是使用在高温和高浪涌时,产品的可靠性受到突然失效的威胁非常大（钽电容爆炸、钽电容烧毁）.因此,提高钽电容可靠性是我们非常重要的努力目标.
　　提高钽电容介质层厚度和质量
　　贴片钽电容的介质层具有很高的介电强度, 当直流电压提高1V,产品的介质层厚度可以增加16埃[每埃为百万分之一毫米]. 因此,提高贴片钽电容可靠性的有效方法就是通过增加钽粉用量或比容,使产品的介质层更厚,使其能够耐受的电压更高.在体积容许的情况下,尽可能使设计的产品的形成电压更高.
　　另外,,不同的原材料质量和生产工艺及过程控制水平也可以使产品的介质层在厚度一定时具有更好的质量.它对产品的可靠性影响一样较明显.
　　降低钽电容的ESR值
　　钽电解电容在工作状态,其ESR与产品可耐受的浪涌电流成反比,ESR越低的产品,能够耐受的浪涌电流越大,因此想法降低产品的ESR值,也是提高产品可靠性的有效途径. 另外,ESR较低的产品在工作频率较高时产品的阻抗更小,而且容量变化也更小,因此对可靠性也可以造成有利影响.
　　改变钽电容电连接结构
　　我们现在生产的钽电容基本上都是单芯子结构，如果我们把阳极芯子做成多个更小的再组装后,根据并联电路里总阻抗值与分阻抗值之间的分数关系，把产品的阳极分成几部分，这样产品的总阻抗值将成倍下降。这样产品的耐浪涌能力将成倍提高,可靠性也成倍提高.这是不采用新阴极材料就可以扩大产品使用频率范围的一个成功方法。采用多芯子结构的产品由于其极低的ESR值和优良的耐浪涌能力,被行业电路建议为直流开关电源滤波电路的推荐产品.其可靠性只需要增加成型磨具就可以成倍提高.因此我们可以在不增加生产成本太多的条件下就可以做到此点.
　　采用先进的贴片钽电容生产工艺
　　科学无止境,在通过改进生产工艺,使生产出的产品的参数性能更优良,一样可以提高产品的可靠性.例如,在关键的介质层形成时,如果我们可以使用两步发形成,先在产品的表面生成厚度较高的介质膜,然后再形成内部对容量有决定作用的介质膜,由于贴片钽电容的内部结构是一个海绵状的网络结构,由于其存在众多微观上的突出部位,因此其表面在形成时,部位的介质膜由于电场强度分布的趋肤效应而实际分布到的电场强度大的多,因此,此处形成的介质膜的晶体物理结构容易出现问题,非常容易形成可通过较大电流的导电通道.而且非常容易出现晶化现象.如果使用在低阻抗电路里,出现浪涌时,加在产品上的实际电压大于产品能够耐受的额定电压,而由于趋肤效应,加在产品外层的电压场强比产品内部介质膜上的场强更高,相当于加在产品边缘处的场强被放大,因此在产品边缘非常容易出现击穿现象.危险的是这种放大速度极快,导致产品介质膜上瞬间承受的场强远超过容许值.因此,增加外表层介质层厚度在粉量受到严格限制时,是一个提高产品可靠性的非常有效的途径.

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