瓷片电容分高压瓷片电容及低压瓷片电容。在应用,为何会有失效?
从以下几点进行分析一:瓷片电容在电场作用下的击穿破坏遵循弱点击穿理论,而局部放电是产生弱点破坏的根源除因温度冷热变化产生热应力导致开裂外,对于环氧包封型高压陶瓷电容,无论是留边型还是满银型电容都存在着电极边缘电场集中和陶瓷-环氧的结合界面等比较薄弱的环节环氧包封的瓷片电容由于环氧树脂固化冷却过程体积收缩,产生的内应力以残余应力的形式保留在包封层中,并作用于陶瓷-环氧界面,劣化界面的粘结在电场作用下,组成高压瓷片电容瓷体的钙钛矿型钛酸锶铁类陶瓷(SPBT)会发生电机械应力,产生电致应变当环氧包封层的残余应力较大时,二者联合作用极可能造成包封与陶瓷体之间脱壳,产生气隙,从而降低电压水平二:介质内空洞:导致空洞产生的主要因素为陶瓷粉料内的有机或无机污染、烧结过程控制不当等空洞的产生极易导致漏电,而漏电又导致器件内局部发热,进一步降低陶瓷介质的绝缘性能从而导致漏电增加该过程循环发生,不断恶化,导致其耐压水平降低三:包封层环氧材料因素:一般包封层厚度越厚,包封层破坏所需的外力越高在同样电场力和残余应力的作用下,陶瓷基体和环氧界面的脱粘产生气隙较为困难另外固化温度的影响,随着固化温度的提高,高压瓷片电容的击穿电压会越高,因为高温固化时可以较快并有效地减少残余应力随着整体模块灌胶后固化的高温持续,当达到或超过陶瓷电容器外包封层环氧树脂的玻璃转化温度,达到了粘流态,陶瓷基体和环氧界面的脱粘产生了气隙,此时的形变就很难恢复,这种气隙会降低陶瓷电容的耐压水平四:机械应力裂纹:陶瓷体本身属于脆性较高的材料,在产生和流转过程中较大的应力可能造成应力裂纹,导致耐压降低常见的应力源有:工艺过程电路板流转操作;流转过程中的人、设备、重力等因素;元件接插操作;电路测试;单板分割;电路板安装;电路板定位铆接;螺丝安装等导致瓷片电容失效结论一:直接原因:陶瓷-环氧界面存在间隙,导致其耐压水平降低二:间接原因:二次包封模块固化过程中产生了环氧材料应力收缩,致使陶瓷-环氧界面劣化,形成了弱点放电的路径三:二次包封模块固化后,样品放置时间过短,其内部界面应力未完全释放出来,在陶瓷-环氧界面存在微裂纹,导致耐压水平降低
高压陶瓷电容器有用到两款常见的陶瓷材料,一种是X7R,一种是N4700。这两种材料相对来讲比较高端, 这两种材料的区别大至可以分为以下几种,
第一: X7R和N4700两种材质,主要体现在温度差异上。X7R的温度特性是可以达到125度的,也就是说,如果产品或设备是处于高温下运行的,可以考虑用X7R这种材质。而N4700的高温特性要差一点,最高也就是在85度的工作环境下运行。但是,高压陶瓷电容并不都是在如此高温下运行的,或者说很少是在高温下运行的,所以,往往客人能接受N4700材质的温度。
第二:X7R和N4700两种材质的损耗是不一样的。N4700的稳定性好,变化率小,而用X7R材料生产的高压陶瓷电容器,损耗大一些。所以,一般来讲,工程师都愿意选择低损耗的N4700材质的电容,而不愿意选取高损耗的产品----如果价格相差不大的情况下。
第三:X7R的产品,耐压特性也相对差一些。比方说,一款30KV1000PF的高压陶瓷电容器,如果用X7R作为材料,这颗电容的尺寸是35MM直径,厚度22MM,脉冲电压也就在45KV以上。 同样,如果以N4700为材料,尺寸是直径40MM,厚度22MM,脉冲电压为60KV以上。
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瓷片电容(ceramiccapacitor)是一种用陶瓷材料作介质,在陶瓷表面涂覆一层金属薄膜,再经高温烧结后作为电极而成的电容器。通常用于高稳定振荡回路中,作为回路、旁路电容器及垫整电容器。
优点:稳定,绝缘性好,耐高压 缺点:容量比较小
贴片电容全称为:多层(积层,叠层)片式陶瓷电容器,也称为贴片电容,片容。英文全称:Multi-layerceramiccapacitors。英文缩写:MLCC。
贴片电容的分类:
1、NPO电容器
2、 X7R电容器
3、 Z5U电容器
4、 Y5V电容器
区别:NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同,随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。