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1. 薄膜/金屬箔 結構?


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塑膠薄膜內部結構


薄膜 / 金屬箔的疊放結構,主要用于電容器容量較小的電容器 (100pF 到 0.1μF)。?

這種結構的優勢是,容易讓金屬箔電極有較好的接觸性,使電容有良好的脈沖強度。


薄膜電容的電介質一旦被擊穿,不可避免的將是引起短路,從而電容器失效。

為了避免電介質的薄弱點被擊穿,電介質的選擇,總是比理論上具體擊穿強度的材料所需值要的厚。


因為有較高比例的薄弱點,因此薄膜厚度小于因為有較高比例的薄弱點,因此薄膜厚度小於 4μm 是不允許使用的。

因有選用較厚電介質的必要性,所使用的材料再尺寸上有著不利的影響。


為了使較厚的電介質達到特定的容量,故必須等量的增加薄膜長度,較厚的電介質,芯子也就有了較為正方的體積。

一個較薄的點的出現就會使上下表面擊穿,電介質必須要足夠厚,才能抵擋擊穿強度。


優點:因為終端面的接觸良好,以至于金屬箔電極能承受較高脈沖負載能力。?



2. 金屬化結構??


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塑膠薄膜內部結構

金屬化類型的結構,特點在于,較小的卷繞體積獲取較大的容質(0.01μF~100μF 或更大)


金屬化電容器,鋁的鍍層約在 0.03μm,是以真空蒸鍍在電介質上作為導電電極。


金屬化電容的自愈特性,比如電介質在某點存在缺陷下出現擊穿短路,而擊穿點的金屬化層可在電弧作用下瞬間熔化蒸發,而形成一個很小的無金屬區,使電容的兩個極片重新相互絕緣而仍能繼續工作,極大提高了電容器工作的可靠性。


從原理上分析,金屬化薄膜電容應不存在短路失效的模式,而金屬箔式電容器會出現很多短路失效的現象。

這使得有可能使用更薄的電介質厚度 (<1μm)


優點:此結構最有利于容量/體積。



3. 薄膜/金屬箔和金屬膜相間結構


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塑膠薄膜內部結構

此類型是 薄膜 / 金屬箔的結構,并以金屬化電極為載體,這種電容器適用于高電流負載場合。


該電容器是以串聯連接而構成,載流電極由兩個金屬箔和金屬化膜的載體作為一個 ”浮置電極”,在芯子外緣經過噴金后接合了導線。


只有在浮置電極部份, 能通過電流容性耦合,這種方式,通過金屬化浮置電極讓電容具備了自愈性的特點,且金屬箔也提供了較為可靠的接合方式。

串聯連接結構,擁有電壓質翻倍的特性,但容量只會有理論設計容質的一半。


優點 : 因為終端面的接觸良好,以至于金屬箔電極能承受較高脈沖負載能力。

? ? ? ? ?屬載體浮置電極,良好的自愈能力 ;串聯連接結構,電壓質翻倍。



4. 金屬化電容器的自愈過程? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?


即使是最好的塑料薄膜,或陶瓷材料,針孔都是不能避免的。


然而,金屬化薄膜電容器可以通過施加高于額定的電壓,來排除這個問題。這個過程稱為自我修復,實現"介質零缺陷"的可能性。


塑膠薄膜內部結構

圖1:自我修復過程? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖2:?自我修復后產生的五金屬區域

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被擊穿局部,在電介質轉化為高度密集的等離子體后,轉移填補了擊穿點,而在介電層中斷開。(圖1)

等離子擴散,持續通電,在該金屬電極。產生將近 6000K 高溫,而擊穿點周圍形成了絕緣區。(圖2)


這種自我修復過程需要幾微秒,在電壓造成更大的損失之前,等離子體不再通電, 擊穿點的瞬間熔化蒸發是必要的,以避免進一步的損害。


層與層之間的壓力不會太大,使等離子體擴散到整個損壞點,大部分等離子會填補電場較低的區域。

所施加的電壓在獲得最佳的自愈過程中,取決于金屬化層的厚度,以及成分或比率。


在這里,除了制造過程所提供的先決條件之外,以獲得最佳的自愈為前提。

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