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年来,单板元器件密度越来越高,单板对元器件的小型化、表贴化要求也越来越高,片状钽电容在这方面较易实现,因而在电路中应用的越来越多。但由于贴片钽电容厂商众多,欧美(KEMET,AVX)、日韩(NEC,三星)、国产品牌林立,各个厂商的生产工艺水平也不尽相同,由此出现的贴片钽电容的失效问题越来越受到关注,片状钽电容在某些电路中,失效时会出现燃烧发烟,甚至爆炸等现象。
本文简单分析制造工艺对贴片钽电容的影响,主要有以下几个因素:
(1) 纯度:钽粉的纯度是构造电介质强度的一个重要因素,高纯度的钽粉电介质强度高,能够承受更高的电流冲击。钽粉的纯度不高,电介质的质量就差,承受冲击电流的能力就差。
(2) 电介质的厚度:电场强度 = U/d (U:电压,d 厚度 ),从公式中可以推断出电介质的厚度越大承受电场强度也就越大,所以电介质较薄的区域承受电压的能力就越低。
(3) 片状钽电容密封料:作为钽粉密封材料的环氧树脂,如果对钽有显著的扩散系数,当片状钽电容受到热冲击或是处于高温环境下,热应力就会加到片状钽电容的阳极,使环氧树脂扩散进入钽粉的阳极区域,降低了钽粉的纯度,导致贴片钽电容承受冲击的能力降低。
(4) MnOz层的平坦度:MnOz层如果具有多孔性或层表面不平坦,流过片状钽电容的电流通过MnOz时密度就不均匀,更多的电流通过MnOz厚度小的区域,这些区域承受了相对大的功率,失效可能性就高。
钽粉的纯度、电介质的厚度、片状钽电容密封材料以及 MnOz层的平坦度等片状钽电容制造工艺方面的缺陷,并不意味着片状钽电容在使用中就会失效,而是它承受功率的能力相对较低,当贴片钽电容受到浪涌电流冲击或高温工作时失效的可能性就会增大!