贴片铝电解液电容是如今的板卡上最常见的电容之一。

基本信息

中文名称: 贴片铝电解电容

定义: 如今的板卡上最常见的电容之一

类型: 电容

领域: 板卡

目录

  1.制造过程   2.性能参数   3.原理

制造过程

九事实上其它种类的贴片电解电容，例如铝固体聚在节着到理味合物电容的制造方法也和它类似，只是阴极采用的材料不是电解液，而是固体聚合物等等。贴片铝电解液电容是显卡上最常见的电容 贴片铝电解液电容的制造过程包括九个步骤，我们就按顺序逐一为大家讲解: 第一步:铝箔的腐蚀。 假如拆开一个铝电解液电容的外壳，你会看到里面是若干层铝箔和若干层电解纸，铝箔和电解纸金威灯行强念矿明适存贴附在一起，卷绕成筒状的结构，这样每两层铝箔中间就是一层吸附了电解液的电解纸了。 因此首先我们谈谈铝箔的制造方法。为了增来自大铝箔和电解质的接触面积，电容中的铝箔的表面并不是光滑的，而是经过电化腐蚀法，使其表面形成凹凸不平的形状，这样能够增大7~8倍的表面积。普通铝箔一平方米的价格在10元人民币左右，而经过这道工艺之后，它的价格将升到40~5优欢直侵华宗帮财0元/平米。电化腐蚀的工艺是比较复杂的，其中涉及到腐蚀液的种类、浓度、铝箔的表面状态、腐蚀的速度、电压的动态平衡等等。我们国家目前在这方面的制造工艺还不够成熟，因此用于制造电容的经过电化腐蚀的铝箔目前还主要依赖进口。 第二步:氧化膜形成工艺。 铝箔经过电化腐蚀后，就要使用化学办法，将其表面氧化成三氧化二铝--也就是铝电解电容的介质。在氧化之后，要仔  无建凯.细检查三氧化二铝  目.的表面，看是否有斑点或者龟裂，将不合格的排除在外。 第三步:铝箔的切割。 这个步骤很容易理解。就是把一整块铝箔，切割成若干小块，使其适合电容制造的需要。 第四步:引线的铆接。 电容外部的引脚并不是直接连到电容内部，而是通过内引线与电容内部连接的。因此，在这一步当中我们就需要将阳极和阴极的内引线，与电容的外引线通过少足听段己点宽顺弦超声波键合法连接在一起。外引线通常采用镀铜的铁线或者氧化铜线以减少电阻，而移自百续随孔装各现无伟内引线则直接采用铝线与铝箔直接相连。大家注意这些小小的步骤无一不对精密加工要求很高。 第五步:电解纸的卷绕。 电容中的电解液并非直接灌进电容，呈液态浸泡住铝箔，而是通完批讲视花何志斯领展过吸附了电解液的电解纸与铝箔层层贴合。这当中，选用的电解纸与普通纸张的配方有些不同，是呈微孔状的，纸的表面不能有杂质，否则将影响电解液的成分与性能。而这一步，就是将没有吸附电解液的电解纸，和铝箔贴在价皇行纸纪良务著议承一

块，然后卷进电容外壳，使铝箔和电解纸形成类似"101010"的间例想隔状态。 第六步:电解液的浸渍。 当电解纸卷绕完毕之后，就将电解液灌进去，使电解液浸渍到电解纸上。蛋右武调单友药八杆去矿随着电解液配方的改进以及电解纸制造技术的提升，如今铝电解液电容的ESR值也逐渐得以提升，变成以前的若干分之一。 第史无频李连胞七步:装配。 这一步就是将电容外面的铝壳装配上，同时连接外引线，电容到这时已经基本成型了。 第八步:卷边。 如果是那种"包皮"电容，就需要经过这一步，将电容外面包覆的PVC膜套在电容铝壳外面。不过如今使用PVC膜的电容已经越来越少，主要原因在于这种材料并不符合环保的趋势，而和性能表现没有太大关系。 第九步:组合装配。 如果是直插封装，就不需要经过这步 这是贴片铝电解电容制造的最后一步。这一步就是将SMT贴片封装工艺所需要的黑色红观传武培款无塑料底板元件装在电容  乎河见尔群境.底部。对元件的要求，首先是密封效果要好;第二是耐热性能要好;第三还要具备耐化学性，不能和电容内部的电解液一类物质产生化学反应。这块小塑料板叫做"端子板"，其制造精度要求是非常高，因为一旦大小不合适，要么影响电容的密封性(过小)。

性能参数

在熟知电容的制造全过程，了解了电容的基本构造和原理之后，我们就将面临一个新的问题--如何从参数上判断电容品质的好坏?只有掌握了这一方法，我们才能以不变应万变，即使对电容的种类和品牌本身不了解，也能通过几个参数迅速判断出其性能档次。 关于电容的参数，我们将其分为"看得到的"和"看不到的"。所谓"看得到的"，就是印在电容表面的一些基本参数，这些参数在我们看到一颗电容之后往往可以直接得知。例如电容的容量(比如"470μF"等己独仅封考消季等)、容量偏差范湖帝围、耐温范围、电压值(比如"1员内课洲硫6V")。 所谓"看通素不到的"参数，就是我们需要根据站准族则弱娘电容的型号来查询的参数。例如我们常说的ESR值，如今章已成为区别电容性能的重要参数，而我们在电容上是看不到这个参数的，我们得去相关的网站通过电容的型号来查询。类似的参数还有不少，其中包括如下一些: 1.ESR值;

2.能够耐受的涟波电流值;

3.温度特性;

4.损耗角的正切(TAN)，相当于无功功率和有功功率的比值，这个值跟电容的品质以及发热量有关系，这底断个值越小电容性能越好。

5.漏电流值:无论绝缘体多大，总是会有细微的电流漏过电容，这个况聚已值则代表具体漏过的多少。 此外，ESL特性也是电容的性能指标之一。但是随着电容技术的发展，现在的高档电解电容，其ESL特性一般都很好，到10MHz、20MHz以上的时候往往才能体现出区别，因此也就失去了比较的意义。 电容ESR的意义 ESR缘烈装何重要? 首先来说ESR。ESR是高频电解电容里面最重要的性能参数，很多电子元器件都强调"LOW ESR"这一性能特征，也就是ESR值很小的意思。那么，我们如何正确理解LOW ESR的实际意义呢?由于现在电子技术的发展，供应给硬件的电压正呈现越来越句谈伤析除朝低的趋势，例如INTEL、AM全终毫布旧盐D的最新款CPU，电压均小于2V，相比以前动辄3、4V的电压要低得多。但是，另一  总叫只今职谓活给修.方面这些芯片由于晶体管和频率爆增，需求的功耗却是有增无减，因此按P=UI的公式来计算，这些设备对电流的要求就越来越高了。 例如两颗功耗同样是70W的CPU，前者电压是3.3V，后者电压是助争息村伯干要绍跑1.8V。那么，前者的依电流就是I=P/U=70W/3.3V大约在21.2A左右六较鸡。而后者的电流就是I=P/U=70照相女利为江W/1.8V=38.9A，达到了前者的近一倍。在通过电容的电流越来越高的情况下，假如电容的ESR值不能保持在一个较小的范围，那么就会产生比以往更高的涟波电压(理想的输出直流电压应该是一条水平线，而涟波电压则是水平线上的波峰和波谷)。 此外，即使是相同的涟波电压，对低电压电路的影响也要比在高电压情值况下更大。例如对于  长改草极我海重.3.3V的CPU而言，0.2V涟波电压从后很措逐稳造所占比例较小，还不足以形成致命的影响，但是对于1.8V的CPU而言，同样是0.2V的涟波电压，其所占的比例就足以造成数字电路的判断失误。 那么ESR值与涟波电压的关系何掌在呢?我们可以用以下公式热乱围失秋表示: V=R(ESR)×I 这个公式中的V就表示  侵减益屋.涟波电压，而R表示电容的ESR，I表示电流。可以看到，当电流增大医迅代酒六的时候，即使在ES  远受统司.R保持不变的情况下，涟波电压也会成倍提高，采用更低ESR值的电容是势在必行。这就是为什么如今的板卡等硬件设备上所用的电容，越旧单经孩打外史来越强调LOW ESR的缘故。上图就是一个典型的滤波电路。其中的SW IC相当开关电源，将输入的5V直流电转换为3.3V直流电。而电路的L/C部分则构成电路的低通滤波器，目的就是尽量滤去直流电中的涟波电压。 而上图的高光西委沿表格则表明了，在L/C部分使用不同种类电容的情况下，这个电路中涟波电压的表现情况。可以看出，具有LOW ESR性能的铝固体聚合物导体电容(左边)，其消除涟波电压的性能最强，钽二氧化锰电容(右边)性能次之，铝电解液电容(中间)表现最差。同时最后的数值还  慢单就尔景班菜直.将受温度影响，这点我们还将在后面详细说明。 温度与电容性能的密切关系 电容的性能并非一成不变，妈父构而是会受到环境的影响，而对电容影响最语延卫理攻坐乐越呢此州大的就是温度。而在不同种类的电容当中，采用电解液作为阴极材质的电容例如铝电解液电容，受温度影响又最为明显。因为在不同种类的阴极，例如电解液、二氧化锰、固体聚合物导体当中，只有电解液采用离子导电方式，而其余几种均采用温征川呢始烟电子导电方式。对于离子导电而言，温度越高，其离子活动越强，电论离程度也越强。因此，在温度不超过额定限度的前提下，电解液电容在高温状态下的性能要比低温状态下更好。 上图代表25摄氏度下，三种电容降低涟波电压的能力(电路可以以上一章节中的电路图为参考)。其中第一个表格所使用的OSCON SVP铝固体聚合物导体电容(1颗，100μF，ESR=40毫欧姆))，第二个表格所使用的是低阻抗铝电解液电容(3颗并联)，第三个表格使用的是低阻抗钽电容(2颗并联)。 从表格中可以看出，在25摄氏度的常温状态下，三者所产生的涟波电压分别是22.8/23.8/24.8mV。也就是说，1颗铝固体聚合物导体电容，在25摄氏度下降低涟波电压的能力，大致相当于2颗钽电容和3颗铝电解液电容。 上图同样是这三种电容，同一电路，在70摄氏度下降低涟波电压的表现。可以看出，铝固体聚合物导体电容和钽电容的性能改变都不大，依然保持在24~25mV左右，但是3颗铝电解液电容并联下的涟波电压降低到了16.4mV，这时只需要并联两颗这种电容，即可达到25摄氏度状态下的25mV左右水平，其性能提升巨大。 下面我们就要看低温环境下这三种电容的表现了。上图是在零下20摄氏度下三种电容的成绩。可以看出，在低温环境下，铝电解液电容的性能降低得非常厉害。3颗并联状态下的涟波电压由25摄氏度下的23.8mV猛增到了57.6mV。要将涟波电压降低到和25摄氏度相同的数值，需要并联7颗这种电容。相比之下我们还能看出，铝固体聚合物导体电容和钽电容的性能，无论是在25度、70度还是-20度环境下，其波动都不大。 从以上分析我们不难看出，铝电解液电容的ESR值受温度影响是极其明显的。上面的图表则直接画出了不同种类电容，在不同温度状态下的ESR曲线。其中铝电解液电容(蓝色线)随温度(Y轴)的增加，ESR值(X轴)降低明显。而铝固体聚合物导体电容(紫色线)和钽电容(绿色线)以及高档陶瓷电容(红色线)则近似于直线，其ESR值受温度影响不大。而普通陶瓷电容(粉红线)则受温度影响较大。 这里需要说明的是，上表中用做比较的铝固体聚合物导体电容，其容量较小(只有100μF)，而且ESR并不太低(40毫欧)。如换上大容量，ESR更低的同类产品，最终性能表现将更加突出。

2贴片铝电解电容容量及电压表

0.47uf:(50V 63V)

1uf:(50V 63V 100V)

2.2uf:(50V 63V 100V)

3.3uf:(35V 50V 63V 100V)

4.7uf:(25V 35V 50V 63V 100V)

10uf:(16V 25V 35V 50V 63V 100V)

22uf:(6.3V 10V 16V 25V 35V 50V 63V 100V)

33uf:(6.3V 10V 16V 25V 35V 50V 63V 100V)

47uf:(6.3V 10V 16V 25V 35V 50V 63V 100V)

100uf:(6.3V 10V 16V 25V 35V 50V 63V)

150uf:(6.3V 10V 16V 25V 35V 50V)

220uf:(6.3V 10V 16V 25V 35V 50V)

330uf:(6.3V 10V 16V 25V 35V)

70uf:(6.3V 10V 16V 25V)

680uf:(6.3V 10V 16V)

1000uf:(6.3V 10V 16V)

1500uf:(6.3V)

技术性能

贴片铝电解电容

RVT系列-宽温度品-105℃-1000小时

特点:

A、工作温度范围宽(-55℃~+105℃),105℃标准品

B、适用于高密度组装

C、性能稳定、可靠性高

D荣誉指令已对应完毕

主要技术性能:

使用温度范围:-55℃~+105℃

额定电压范围:6.3V-100V DC

标称电容量范围:0.47-1500uf

标准电容量允许偏差:±20%(120Hz,20℃

漏电流(20℃):1≤0.01CrUr(uA)或3uA取较大者(2分钟)

耐久性:+105℃施加额定电压1000小时，恢复16小时后，电容器应满足下要求

1电容量变化率≤±30%初始值为内

2漏电流值≤初始规定值

3损耗角正确值≤±300%初始规定值

高温存储:+105℃，1000小时，恢复16小时后，电容器应满足下要求

1电容量变化率≤±30%初始值为内

2漏电流值≤2倍初始规定值

3损耗角正确值≤±300%初始规定值

耐焊接热:在250℃的条件下，电容器应在热板上保持30秒，然后从热板上取出电容器，让其在温室下恢复，电容器应满足一下要求。

1电容量变化率≤±10%初始值为内

2漏电流值≤初始规定值

3损耗角正确值≤初始规定值

尺寸及封装

4*5.4mm 一盘2000个

5*5.4mm 一盘1000个

6.3*5.4mm 一盘1000个

6.3*7.7mm 一盘1000个

8*6.5mm 一盘1000个

8*10.2mm 一盘 500个

10*10.2mm 一盘 500个

12.5*13.5mm一盘 200个

16*16.5mm一盘 125个

16*21.5mm一盘75个

原理

贴片铝电解电容的两个电极分别接在电源的正、负极上，过一会儿即使把电源断开，两个引脚间仍然会有残留电压，我们说贴片铝电解电容储存了电荷。贴片铝电解电容极板间建立起电压，积蓄起电能，这个过程称为贴片铝电解电容的充电。充好电的贴片铝电解电容两端有一定的电压。贴片铝电解电容储存的电荷向电路释放的过程，称为贴片铝电解电容的放电。

贴片铝电解电容降压原理

阻容降压原理图工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗，因为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。

例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。因此,电容降压实际上是利用容抗限流。而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。

采用电容降压时应注意以下几点:

1、根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率。

2、限流贴片铝电解电容必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容。而且电容的耐压须在400V以上。最理想的电容为铁壳油浸电容。

3、电容降压不能用于大功率条件,因为不安全。

4、电容降压不适合动态负载条件。

5、同样,电容降压不适合容性和感性负载。

6、当需要直流工作时,尽量采用半波整流。不建议采用桥式整流， 因为全波整流产生浮置的地，并在零线和火线之间产生高压，造成人体触电伤害。而且要满足恒定负载的条件。

器件选择

1、电路设计时，应先测定负载电流的准确值，然后参考示例来选择降压电容器的容量。因为通过降压电容C1向负载提供的电流Io，实际上是流过C1的充放电电流Ic。C1容量越大，容抗Xc越小，则流经C1的充、放电电流越大。当负载电流Io小于C1的充放电电流时，多余的电流就会流过稳压管，若稳压管的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管烧毁。

2、为保证C1可靠工作，其耐压选择应大于两倍的电源电压。

3、泄放电阻R1的选择必须保证在要求的时间内泄放掉C1上的电荷。