元器件與集成電路卷膜電容器脈沖性能淺析王思莉珠海愛科電子有限公司519070摘要脈沖性電流經(jīng)常作為測試薄膜電容器內(nèi)部連接強度的種方法應(yīng)用在電18容器上。本文介紹了脈沖性電流在測試薄膜電容器中的應(yīng)用= 1.簡介脈沖性電流經(jīng)常作為測試薄膜電容器內(nèi)部連接強度的種方法應(yīng)用在電容器上。

　　薄膜電容器應(yīng)用在各種工作條件中，例如電壓的突變，它可能是突然充電，或是通過個低阻值的電路快速放電。大家都知道，對于電容器，電壓與能量間的關(guān)系式是因此，電壓的1化引起強電流流過電容。

　　在薄膜電容器內(nèi)部，金屬化薄膜與噴涂金屬間的連接是通過鋁的小顆粒。這種連接的質(zhì)量直接影響到相應(yīng)的串聯(lián)電阻簡稱為51當(dāng)電容器遇到了脈沖電壓，根據(jù)焦耳定律，在連接區(qū)域這個能量將現(xiàn)為熱能，熱能的出現(xiàn)，導(dǎo)致金屬化薄膜與噴涂金屬連接區(qū)域的溫度升高。我們需要知道在連接區(qū)域?qū)饘倩∧ぎa(chǎn)生破壞作用的這個溫度的極限值，才能找到對于電容器能夠承受的脈沖最大值。這種破壞意味著金屬化薄膜的有效面積減少，電子的重新分配以及電子密度的增加。

　　相應(yīng)地，根據(jù)電容器的制造工藝，電性參數(shù)會發(fā)生各種各樣的變化。

　　本報告包括理論部分和技術(shù)部分。在理論部分，我們將說明脈沖是怎樣產(chǎn)生的，它的特性，以及它是怎樣影響電容的。在技術(shù)部分，我們將根據(jù)工廠實際情況，研究那些給電容器加脈沖的機器條件。基于這些機器的局限性，我們將試定義套更完整的系統(tǒng)，將來應(yīng)用在生產(chǎn)線和實驗室。

　　2.原理分析2.1脈沖應(yīng)用電路給電容器加脈沖電流的最簡單方法是讓個已充了電的電容器通過個電阻和個電感放電，1首先，開關(guān)連接充電回路，電容通過電阻們充電，然后開關(guān)接至放電回路，電容器通過尺2和放電。分析顯，當(dāng)禮21以時，放電電流達式為其中電流波形呈振蕩式指數(shù)級衰減。指數(shù)函數(shù)我們可以減少振蕩波的個數(shù)；R的增加帶來能量的損耗和放電過程的加速。事實上，如果札2大于或等于就會有個非振蕩式的或過阻尼的脈沖波形出現(xiàn)。在這種情況下，上面提到的等式將不再成立，但我們不準(zhǔn)備討論這種情況，因為脈沖產(chǎn)生的電路通常都設(shè)計為振蕩式。

　　回到振蕩電路，我們提供了2的電壓和電流波形注入電流在第個波峰達到最大值。峰值電流和時間1達式如下放電頻率達式2.2脈沖效應(yīng)的特性對于個電容器有幾個方面必須提及，以便于全面現(xiàn)它的脈沖處理能力。對于我們前面研究的脈，發(fā)生器，個典型的脈沖波形有幾毫秒的脈寬，它的脈寬范圍從1級容量2.2.1脈沖處理能力，北正如我們在2.1節(jié)中看到的，我們發(fā)現(xiàn)最研發(fā)與交流大的注入電流包拈峰值電流時間都非常短。如果我們僅僅考慮放電時的峰值電流，可以將電容的脈沖處理能力定義為；單位為3或。

　　這個參數(shù)僅僅考慮了個電容器可能受到持續(xù)的時間，更加忽略了這個峰值脈沖之后的其余脈沖。事實上，如果峰值電流1！比較小，只要衰減時間足夠長，脈沖將維持足夠長的時間以至于即使在峰值之后能量損耗，能量的總量還是太大以至于產(chǎn)生破壞性效應(yīng)，這個將在2.3節(jié)研究。

　　這樣看來，我們有理由提出個關(guān)于在整個脈沖范圍內(nèi)現(xiàn)能量損耗的參數(shù)。這個參數(shù)我們稱作脈沖特性。

　　2.2.2脈沖特性1我們定義為整個脈沖有效時間段內(nèi)抑價的總和。

　　我們來看看與由于脈沖而引起的能量損耗之間的關(guān)系。能量，電容器的熱能損耗之間的關(guān)系為因為ESR，頻率的關(guān)系非常緊密，Edlss不能直接計算獲得但是既然我們可以這樣達我們就可以得到個有意義的關(guān)于，與之間的達式我們可以看到，與整個脈沖過程中連接處的熱能損耗有關(guān)。實際上，我們可以通過對脈沖電流的積分獲得。這樣我們有了對產(chǎn)生2.2.3工作周期元器件與集成電路卷剛才描述的參數(shù)如考慮的是個孤立的脈沖。似是在大多數(shù)的應(yīng)用中，脈沖波形是以個特定的頻率周期性的作用于電容器的。現(xiàn)在比我們來研究這種情況。

　　脈沖引起的熱能損耗在脈沖波形的有限時間內(nèi)堆積在接觸點叫周，造成接觸區(qū)域溢度上升。脈沖波形消失后，接觸域開始冷卻。大部分的熱能隨著接觸區(qū)域的金屬薄膜散去，因為它的傳導(dǎo)系數(shù)較高鋁的為210伽。冷卻時間取決于上升到的最高溫度，以及基干噴涂面積的散熱面積。，般來說，冷卻時間是幾毫秒。如果脈沖波形的，效時間1小于冷卻時間，屯容器就可以承受這個慢速的但是持續(xù)的加熱過程，雖然這個加熱過程有可能導(dǎo)致電容器的被破壞。

　　在4中我們分別列出了幾組假設(shè)的度曲線。第1組曲線為冷卻時間等于脈沖有效時間，我們看不到有加熱過程。另外，第2織曲線為脈沖有效時間小廠冷卻時間，我們可以看到平均溫度的升高。第3組曲線我們可以很明姑的看到，當(dāng)冷卻時間小下脈沖有效時間時，達到圾大值。但是對于1個完整的工作周期，2.3薄膜電容器的脈沖效應(yīng)在薄膜電容器內(nèi)部，金屬薄膜與噴涂金屬間的連接是通過鋁的小顆粒完成的。這個連接工藝十分精密，它取決于許多因素，例如鋁顆粒的大小，它們的，化程度，連接區(qū)域的1個單位內(nèi)的顆粒密度，金屬薄膜面的粗燥程度，平均溫度等等。由于以上因素的不，造成連接區(qū)域的不同連接點的接觸電阻不同。而連接區(qū)域的接觸電阻的平均值遠遠高干其它的如金屬薄膜間的，噴涂金屬與引線間的接觸電阻。因此我們可以將3定義為連接區(qū)域的平均接觸電阻。

　　當(dāng)薄膜電容器遇到脈沖電壓時，它的注入電流通過各個連接點流人電容器，由于焦耳效應(yīng)轉(zhuǎn)變成熱能。接觸不良則意味著接觸電阻較高。脈沖電流作用于電容器，在接觸電阻高的接觸點可能產(chǎn)生較高的熱能以至于它周圍的金屬薄膜無法將熱能消耗掉。

　　我們可以用以下這個達式來估計溫度的變化值1研發(fā)與交流扣中3呢及特定的熱能系數(shù)。鋁的3門大約為910.1.我們可以解釋為如果個點的溫度上升到就會破壞金屬薄膜的介質(zhì)薄膜，它會縮小，同時該接觸點的兩端會分離，+.1接觸。

　　我們將通過兩種主要的生產(chǎn)工藝，來討論薄膜電容器的脈沖效應(yīng)。

　　2.3.1層餐式電容器層疊式電容器是由系列具，電容器特性每個薄板都是通過金屬顆粒5噴涂金屬單獨連接；我們將這駐接觸電阻記義為1到如。

　　正如我們已知道的，接觸4；良可能帶來接觸電阻過高，甚至斷開。假如電容，的電阻如斷開了，那么01的，個接觸電阻則增加廣。

　　般來說，流過電容的電流取決于電容的外部放電電路，這個電流會在各個薄板間平均分布。

　　因此，通過電荇01的熱能損耗高于其它的薄板，1的其它接觸電阻更有可能斷開，這樣的連鎖反應(yīng)可能造成薄板電容無效。整個電容的容量將會輕微下降。對于個固定的脈沖應(yīng)用條件，這意味著注入電流將會，新平均分配給剩余的電容薄板。如果仍然存在接觸薄弱點，這個過程將會重演，脈沖電流的應(yīng)用則有可能產(chǎn)生容量的損失。對7個固定的沉和。，電流的減少和對接觸薄弱點的，洗可以穩(wěn)定工序，不會再有更多的電容薄板失效。這也是為什么居疊式薄膜電容器有很好的脈沖處理能力的原因。

　　2.3.2卷繞式電容器層連接著薄膜的整個有效區(qū)域。等效電路中電容器的容值為電容器的單位薄膜長度的容值=沿著接觸線的每個不同接觸點都連著個取決于薄膜金屬化程度的固定電阻乜到如，個接觸點的破壞就會增加整條接觸線的接觸電阻因此也就增加了損耗因子，似是如米旁路電阻只3到此仍然連接著有效區(qū)域，就不會引起容量的損失。它的后果足由于總電流維持不變，而影響到其它的接觸不良點。最終整個接觸電阻和電流密度會增加，最終生產(chǎn)出不合格品。