KEMET聚合物电容一日谈(一)
KEMET原厂针对聚合物电容的一个PPT,感觉颇有收获,记录如下:
1,KEMET产能占据全球产能约40%,其中B型(3528)与D型(7443)用量最大,但是随着小型化的要求,B型尺寸的电容用量呈现上涨趋势,D型电容的用量呈现下降趋势,主要原因是B型电容的容量越做越大,部分取代D型电容。C型电容的用量按照KEMET原厂的出货量基本上可以用忽略不计来表达,C性电容没有产能。
Ta电容只能应用于50V以下的应用,无法像MLCC做到几百甚至上千V。
2,几大主要钽电解电容的厂商有:KEMET(33%),AVX(23%),VISHAY(13%), SANYO(10%), ROHM(5%), SEMCO(5%,三星电子,仅供应给自己的产品)。以上为2018年的数据,所以,钽电解电容的选型基本走KEMET。
3,钽电解电容的介质材料为Ta2O5,为Ta燃烧后的产物,也是自然界Ta最常见的存在形式。MnO2钽电解电容以MnO2作为阴极,纯Ta作为阳极,具体结构如下(摘自百度文库)。
固体钽电容是将钽粉压制成型,在高温炉中烧结成阳极体,其电介质是将阳极体放入酸中赋能,形成多孔性非晶型Ta2O5 介质膜,其工作电解质为硝酸锰溶液经高温分解形成MnO2 ,通过石墨层作为引出连接用。
另外一个更形象的图像:
具体的制作流程如下,方便更好的理解电容结构。
a,压结Ta块;b,组架:在Ta块上安装阳极引脚;c,赋能:通过化学反应,形成Ta2O5作为介质材料包围Ta块,介质层越厚,耐压越大;d,被膜:通过高温热分解硝酸锰制得一层致密的二氧化锰层,作为钽电容器的阴极;e,石墨银浆切割:墨银浆也叫辅助阴极,起到二氧化锰与焊锡连接的桥梁作用。f,点焊浸焊:将负极支架焊接上。g,老化。
成型后的为钽坯---------烧结后的称为钽块--------赋能后的称为阳极块-------石墨银浆后的称为钽芯-------点焊浸焊后的称为芯组--------包封后的称为电容器。
4,封装越大的钽电容ESR越小,而与容量大小无关,D型ESR远小于A型。
5,Ta点解电容对MLCC的主要冲击可能集中于10uF以上,35V以下。
6,为什么MnO2 Ta电解电容的耐压没有聚合物Ta点解电容的耐压好,因为MnO2在Ta2O5形成的晶体为硬性晶体,而聚合物为软性晶体,在热胀冷缩的条件下聚合物对Ta2O5介质层的侵蚀较小,所以聚合物的耐压同等条件下大于MnO2。
7,Ta点解电容相对MLCC的最大优点个人认为没有MLCC DC Bias的问题。MLCC通过内部偶极子在电压下形成的扭矩储存能量,当MLCC上加有电压时,偶极子已经呈现一定 的扭矩,储存能量的空间就小了。而聚合物电容不是这个原理。此尚待具体研究。