薄膜电容器及其薄膜材料

佚名 时间:2021-09-15

薄膜电容器及其原材料薄膜电容(Film Capacitor)器又称塑料薄膜电容(Plastic Film Capacitor)。其以塑料薄膜为电介质。 简介: 电容器依着介质的不同,它的种类很多,例如:电解质电容、纸质电容、 薄膜电容、陶瓷电容、云母电容、空气电容等。但是在音响器材中使用最频繁 的,当属电解电容器和薄膜(Film)电容器。电解电容大多被使用在需要电容量 很大的地方,例如主电源部份的滤波电容,除了滤波之外,并兼做储存电能之 用。而薄膜电容则广泛被使用在模拟信号的交连,电源噪声的旁路(反交连)等 地方。 结构及分类: 薄膜电容器是以金属箔当电极,将其和聚乙酯,聚丙烯,聚笨乙烯或聚碳 酸酯等塑料薄膜,从两端重叠后,卷绕成圆筒状的构造之电容器。而依塑料薄 膜的种类又被分别称为聚乙酯电容(又称Mylar 电容),聚丙烯电容(又称PP 容),聚苯乙烯电容(又称PS电容)和聚碳酸电容。 薄膜电容的典型示意图特性: 薄膜电容器由于具有很多优良的特性,因此是一种性能优秀的电容器。它 的主要等性如下:无极性,绝缘阻抗很高,频率特性优异(频率响应宽广),而 且介质损失很小。基于以上的优点,所以薄膜电容器被大量使用在模拟电路上。 尤其是在信号交连的部份,必须使用频率特性良好,介质损失极低的电容器, 方能确保信号在传送时,不致有太大的失真情形发生。其结构和纸介电容相同, 介质是涤纶或者聚苯乙烯等。涤纶薄膜电容,介电常数较高,体积小,容量大, 稳定性比较好,适宜做旁路电容。聚苯乙烯薄膜电容,介质损耗小,绝缘电阻 高,但是温度系数大,可用于高频电路。在所有的塑料薄膜电容当中,聚丙烯 (PP)电容和聚苯乙烯(PS)电容的特性最为显著,当然这两种电容器的价格也比 较高。然而近年来音响器材为了提升声音的品质,所采用的零件材料已愈来愈 高级,价格并非最重要的考量因素,所以近年来PP 电容和PS 电容被使用在音 响器材的频率与数量也愈来愈高。读者们可以经常见到某某牌的器材,号称用 了多少某某名牌的PP 质电容或PS 质电容,以做为在声音品质上的背书,其道 理就在此。特性总结:薄膜电容的容量范围为3pF-0.1uF,直流工作电压为63- 500V,适用于高频、低频,漏电电阻大于10000Ω 金属化薄膜电容器通常的薄膜电容器其制法是将铝等金属箔当成电极和塑料薄膜重叠后卷绕 在一起制成。但是另外薄膜电容器又有一种制造法,叫做金属化薄膜 (Metallized Film),其制法是在塑料薄膜上以真空蒸镀上一层很薄的金属以做 为电极。如此可以省去电极箔的厚度,缩小电容器单位容量的体积,所以薄膜 电容器较容易做成小型,容量大的电容器。

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例如常见的MKP 电容,就是金属化 聚丙烯膜电容器(Metailized Polypropylene Film Capacitor)的代称,而MKT 则是金属化聚乙酯电容(Metailized Polyester)的代称。 金属化薄膜电容器所使用的薄膜有聚乙酯、聚丙烯、聚碳酸酯等,除了卷 绕型之外,也有叠层型。金属化薄膜这种型态的电容器具有一种所谓的我我复 原作用(Self Healing Action),即假设电极的微小部份因为电界质脆弱而引起 短路时,引起短路部份周围的电极金属,会因当时电容器所带的静电能量或短 路电流,而引发更大面积的溶融和蒸发而恢复绝缘,使电容器再度回复电容器 的作用。 化成箔是生产铝电解电容器的关键原材料。随着电子工业飞速发展,铝电 解容器的使用更加广泛,小型化、长寿命、高可靠的要求日益迫切,而化成箔 加工技术成为铝电解电容器制造的三大核心技术之一。 电容器的关键原材料 高比容铝箔属国家鼓励和支持的新型电子功能材料,是制造铝电解电容器 的关键原材料,属于中间产品,融合了机械、电子、化工、金属材料等多学科 技术及相关产业。腐蚀赋能铝箔的比容是制约大容量铝电解电容器体积的关键 所在,高比容、高强度是电容器用化成铝箔今后发展的技术趋势。 化成箔的完整产业链为:精铝(高纯度铝锭)--电子铝箔(光箔)--腐蚀 箔――化成箔--铝电解电容器--电子整机化成箔的品质关系着电容器的使用寿 命,间接的影响电子整机的使用寿命。因此,化成箔的品质对整个电子工业的 发展都具有深刻的意义。 腐蚀箔的工艺流程为:电子铝箔(光箔)--退火--前处理--电化学腐蚀--化 学腐蚀--水洗--烘干--腐蚀箔化成箔的工艺流程为:腐蚀箔--前处理--第一级 化成--第二级化成--第三级化成--高温处理--精加工--烘干--化成箔电子铝材 料加工主要为化学加工,技术壁垒和毛利率都较高。尤其是高纯铝和化成箔, 前者的高纯度要求和后者精细的电学性能要求使这两种产品的进入壁垒较高。 在化成箔的产业链中,腐蚀箔的生产是技术难度最高,工艺最复杂,也是 盈利最好的环节,目前国内完全掌握中高压腐蚀箔技术且能大批量生产的企业 非常少,能生产高比容中高压腐蚀箔的企业更是凤毛麟角。 化成箔是铝电解电容器生产的关键原材料,与电解液一起占铝电解电容器 原料成本比重的30-70%(随电容器大小不同而有差异)。 铝质电解电容器具有体积小、电容量大及成本低的特性,尤其是单位电容 量价格在所有电容器中最为便宜,符合信息产品低价化发展趋势。目前铝电解 电容器产量占全部电容器产量的45%,主要用于电脑、彩电、空调、照相机、 VCD 等家用电器及数控车床等,其中在消费性电子行业中的应用占44%。 由于PC 产品和DVD 视频等AV 产品在家庭中的普及,其主板、显示器、电 源上用铝电解电容器的需求量会越来越大,并且随着高效节能灯、电动汽车、 风力发电设备等节能环保新产品的开发,铝电解电容器的应用领域也在不断的 拓宽。特别值得一提的是新兴环保能源行业如风力发电,大量使用新型电容器, 年增长率28%,市场潜力巨大。由此可见,铝电解电容器的生产在今后相当长 的时间内不仅不会萎缩,而将具有更强的生命力和更广阔的发展空间。 铝电解电容器市场规模过去五年平均年增长率5%左右。2006 年,全球铝电 解电容器市场规模达到53 亿美元,同比增长6%,预计2007 年以后长时间内仍 将保持较高增长速度,市场规模会很快突破100 亿美元大关,这必将带动其主 要原材料化成箔行业的高速发展。 我国电容器行业更是朝气蓬勃,增长强劲,近年来每年生产量递增20%以 上,目前市场规模约10 亿美元。我国产量已占全球产量的1/3,是全球铝电解 电容器的主要生产基地之一。