高压陶瓷电容的制作工艺是怎样的呢?
您好,高压陶瓷电容是以介电陶瓷为核心材料的环氧树脂灌封的电容器。随着时代有进步与科技发展,高压陶瓷电容主要是指交流工作电压1KV以上的电容器,或者直流工作电压达到40KV以上的陶瓷电容器,智旭JEC的高压陶瓷电容制作工艺如下:
1、熔块的制备。熔块的制备质量对瓷料的球磨细度和烧成有很大的影响,如熔块合成温度偏低,则合成不充分,对后续工艺不利。
2、原料要精选、影响高压陶瓷电容器质量的因素,除瓷料组成外,优化工艺制造、严格工艺条件是非常重要的。因此,对原料既要考虑成本又要注意纯度,选择工业纯原料时,须注意原料的适用性。
3、烧成工艺。应严格控制烧成制度,采取性能优良的控温设备及导热性良好的窑具。
4、成型工艺。成型时要防止厚度方向压力不均,坯体闭口气孔过多,若有较大气孔或层裂产生,会影响瓷体的抗电强度。
5、包封。包封料的选择、包封工艺的控制以及瓷件表面的清洁处理等对电容器的特性影响很大。冈此,须选择抗潮性好,与瓷体表面密切结合的、抗电强度高的包封料。
高压陶瓷电容的制作工艺一定要严格执行,这样才能保证质量,智旭JEC生产的高压陶瓷电容经过了各种国际认证,质量有保证!
不同的电容有不同的特性,今天我们就来探讨下瓷片电容、独石电容和贴片电容的区别在哪里吧。
瓷片电容:
瓷片电容(ceramiccapacitor)是一种用陶瓷材料作介质,在陶瓷表面涂覆一层金属薄膜,再经高温烧结后作为电极而成的电容器。通常用于高稳定振荡回路中,作为回路、旁路电容器及垫整电容器。瓷片电容分高频瓷介和低频瓷介两种。具有小的正电容温度系数的电容器,用于高稳定振荡回路中,作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用,或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。这种电容器不宜使用在脉冲电路中,因为它们易于被脉冲电压击穿。
优点:稳定,绝缘性好,耐高压
缺点:容量比较小
独石电容:
独石电容是多层陶瓷电容器的别称,英文名称monolithic ceramic capacitor或multi-layer ceramic capacitor, 简称MLCC,根据所使用的材料,可分为三类。
一类为温度补偿类NPO电介质这种电容器电气性能最稳定,基本上不随温度、电压、时间的改变,属超稳定型、低损耗电容材料类型,适用在对稳定性、可靠性要求较高的高频、特高频、甚高频电路中。
二类为高介电常数类X7R电介质由于X7R是一种强电介质,因而能制造出容量比NPO介质更大的电容器。这种电容器性能较稳定,随温度、电压时间的改变,其特有的性能变化并不显著,属稳定电容材料类型,使用在隔直、耦合、傍路、滤波电路及可靠性要求较高的中高频电路中。
三类为半导体类Y5V电介质这种电容器具有较高的介电常数,常用于生产比容较大、标称容量较高的大容量电容器产品。但其容量稳定性较X7R差,容量、损耗对温度、电压等测试条件较敏感,主要用在电子整机中的振荡、耦合、滤波及旁路电路中。
特点:温度特性好,频率特性好。一般电容随着频率的上升,电容量呈现下降的规律,独石电容下降比较少,容量比较稳定。
陶瓷电容:
陶瓷电容用用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一氧化钛〉挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质,并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。具有小的正电容温度系数的电容器,用于高稳定振荡回路中,作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用,或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。
选择合适的电容,会大大提升产品性能哟
2、流延:将配料后获得的浆料通过流延机形成薄薄的一层膜,以备印刷之用。
3、印刷:在流延后的瓷膜上印刷上一层电极,也就是MLCC的内电极。
4、叠层:将印刷后的瓷膜按照预先的设计叠成不同层数的生坯。
5、层压:叠层后的生坯层与层之间结合还不够致密,所以通过层压将其压紧,不分层,形成一体。
6、切割:把层压后的大块生坯,按照不同的规格切割成小的生坯。
7、排胶:将切割后的生坯装成专用的钵内,然后放入烘箱内,用300度左右的温度来进行排胶,去除生坯内的有机物,以便下下步的烧结。
8、烧结:将排胶后的产品放入高温烧结炉内,设定曲线进行更高温度的烧结,使生坯烧结成瓷,形成具有一定强度及硬度的瓷体。
9、倒角:将烧结后的产品放入罐内,加一定比例的磨介、水等,进行研磨,倒去产品的棱角,以便产品的下一步封端。
10、封端:将烧结后的产品利用封端机在其两个端头形成一层外电极,并用低温烘干。
11、烧端:将封端后的产品放入烧端炉内高温烧渗外电极,形成具有良好导电性的外电极。
12、端处:烧端后的产品具有导电性,但还未具有良好的可焊性(可焊的除外),所以在其端头再电镀上一层NI和一层SN。
13、测试:将端处后的产品进行100%的测试分选,剔除不良。
14、外观:将测试后的产品进行外观分选,剔除测试合格,但外观不良的产品。
15、编带:将产品按照客户要求编成盘。
以上工序中,叠层印刷和烧结是特殊工序,流延、端处是关键工序。
除因温度冷热变化产生热应力导致开裂外,对于环氧包封型高压陶瓷电容,无论是留边型还是满银型电容都存在着电极边缘电场集中和陶瓷-环氧的结合界面等比较薄弱的环节
环氧包封的瓷片电容由于环氧树脂固化冷却过程体积收缩,产生的内应力以残余应力的形式保留在包封层中,并作用于陶瓷-环氧界面,劣化界面的粘结
在电场作用下,组成高压瓷片电容瓷体的钙钛矿型钛酸锶铁类陶瓷(SPBT)会发生电机械应力,产生电致应变
当环氧包封层的残余应力较大时,二者联合作用极可能造成包封与陶瓷体之间脱壳,产生气隙,从而降低电压水平
二:介质内空洞:导致空洞产生的主要因素为陶瓷粉料内的有机或无机污染、烧结过程控制不当等
空洞的产生极易导致漏电,而漏电又导致器件内局部发热,进一步降低陶瓷介质的绝缘性能从而导致漏电增加
该过程循环发生,不断恶化,导致其耐压水平降低
三:包封层环氧材料因素:一般包封层厚度越厚,包封层破坏所需的外力越高
在同样电场力和残余应力的作用下,陶瓷基体和环氧界面的脱粘产生气隙较为困难
另外固化温度的影响,随着固化温度的提高,高压瓷片电容的击穿电压会越高,因为高温固化时可以较快并有效地减少残余应力
随着整体模块灌胶后固化的高温持续,当达到或超过陶瓷电容器外包封层环氧树脂的玻璃转化温度,达到了粘流态,陶瓷基体和环氧界面的脱粘产生了气隙,此时的形变就很难恢复,这种气隙会降低陶瓷电容的耐压水平
四:机械应力裂纹:陶瓷体本身属于脆性较高的材料,在产生和流转过程中较大的应力可能造成应力裂纹,导致耐压降低
常见的应力源有:工艺过程电路板流转操作;流转过程中的人、设备、重力等因素;元件接插操作;电路测试;单板分割;电路板安装;电路板定位铆接;螺丝安装等
导致瓷片电容失效结论一:直接原因:陶瓷-环氧界面存在间隙,导致其耐压水平降低
二:间接原因:二次包封模块固化过程中产生了环氧材料应力收缩,致使陶瓷-环氧界面劣化,形成了弱点放电的路径
三:二次包封模块固化后,样品放置时间过短,其内部界面应力未完全释放出来,在陶瓷-环氧界面存在微裂纹,导致耐压水平降低
老化击穿大多属于电化学击穿范畴,由于陶瓷电容器银的迁移,陶瓷电容器的电解老化击穿已成为相当普遍的问题,但关键还是要选对电容厂家,正规电容厂家生产的陶瓷电容质量过关,击穿率低,例如智旭JEC生产的陶瓷电容,质量可靠。
要想知道制造瓷片电容的工艺中那些地方要焊接,那就是瓷片电容的两个极的引出脚需要焊接。一般来说可以直接进行焊接,而不需要什么助焊剂,万一要是用的话建议使用酒精松香焊剂。
那么陶瓷电容的热循环是什么呢?对陶瓷电容有什么影响呢?长期的热循环作用会在陶瓷电容器中产生热应力,使材料发生疲劳,由于封装材料的热膨胀失配,在交变温度条件下,焊料合金焊点内将产生周期性的应力应变过程,导致裂纹的产生,引起焊点的热疲劳失效(即热循环可靠性)
有关研究表明,影响焊点可靠性的因素很多,如焊点形态、合金的力学性能、焊点工艺条件及微观组织、底充胶的力学性能等,同时焊点寿命还与焊点在芯片所处位置、钎料量、焊盘结构参数相关
目前,倒装焊焊点热循环可靠性的影响因素、焊点寿命估计方法等研究已引起人们的关注
国内也有一些学者对倒装焊技术进行了有关研究:利用有限元方法模拟焊点在热循环条件下的应力应变行为,建立倒装焊点热循环失效的寿命模式,以便能解决热循环对陶瓷电容产生裂纹等影响
高压瓷片电容优点
1.容量损耗随温度频率具高稳定性
2.特殊的串联结构适合于高电压极长期工作可靠性
3.高电流爬升速率并适用于大电流回路无感型结构 .识别方法:电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同,分直标法、色标法和数标法3种。
221表示标称容量为220pF。 224表示标称容量为22x10(4)pF。 在这种表示法中有一个特殊情况,就是当第三位数字用"9"表示时,是用有效数字乘上10的-1次方来表示容量大小。
而往往瓷片电容容易受到损坏和老化的情况,其中之一的原因我们在日常的操作中使用不恰当
瓷片电容出现断裂或微裂的情况是由于加工工艺和电容在使用过程中的机械、热应力等作用因为影响而成的
而电容的失效往往由于老化、磨损、疲劳等原因导致瓷片电容加速恶化
不同材质的瓷片电容对于工作温度的使用要求都是不一样的,大家操作的时候可以看看如下列表:对于有要求的温度使用范围希望大家都遵守,目的是可以保证瓷片电容的寿命,不会提高老化速度