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(cè)試薄膜電容器內(nèi)部連接強(qiáng)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(cè)試薄膜電容器中的應(yīng)用= 1.簡(jiǎn)介脈沖性電流經(jīng)常作為測(cè)試薄膜電容器內(nèi)部連接強(qiáng)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(gè)低阻值的電路快速放電。大家都知道，對(duì)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(qiáng)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(jiǎn)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(gè)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(gè)溫度的極限值，才能找到對(duì)于電容器能夠承受的脈沖比較大值。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(huì)發(fā)生各種各樣的變化。

　　本報(bào)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(shí)際情況，研究那些給電容器加脈沖的機(jī)器條件。基于這些機(jī)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(shí)驗(yàn)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比較簡(jiǎn)單方法是讓個(gè)已充了電的電容器通過個(gè)電阻和個(gè)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(shí)，放電電流達(dá)式為其中電流波形呈振蕩式指數(shù)級(jí)衰減。指數(shù)函數(shù)我們可以減少振蕩波的個(gè)數(shù)；R的增加帶來能量的損耗和放電過程的加速。事實(shí)上，如果札2大于或等于就會(huì)有個(gè)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?yàn)槊}沖產(chǎn)生的電路通常都設(shè)計(jì)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(gè)波峰達(dá)到比較大值。峰值電流和時(shí)間1達(dá)式如下放電頻率達(dá)式2.2脈沖效應(yīng)的特性對(duì)于個(gè)電容器有幾個(gè)方面必須提及，以便于全面現(xiàn)它的脈沖處理能力。對(duì)于我們前面研究的脈，發(fā)生器，個(gè)典型的脈沖波形有幾毫秒的脈寬，它的脈寬范圍從1級(jí)容量2.2.1脈沖處理能力，北正如我們?cè)?.1節(jié)中看到的，我們發(fā)現(xiàn)比較研發(fā)與交流大的注入電流包拈峰值電流時(shí)間都非常短。如果我們僅僅考慮放電時(shí)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(gè)參數(shù)僅僅考慮了個(gè)電容器可能受到持續(xù)的時(shí)間，更加忽略了這個(gè)峰值脈沖之后的其余脈沖。事實(shí)上，如果峰值電流1！比較小，只要衰減時(shí)間足夠長(zhǎng)，脈沖將維持足夠長(zhǎng)的時(shí)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(gè)將在2.3節(jié)研究。

　　這樣看來，我們有理由提出個(gè)關(guān)于在整個(gè)脈沖范圍內(nèi)現(xiàn)能量損耗的參數(shù)。這個(gè)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(gè)脈沖有效時(shí)間段內(nèi)抑價(jià)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?yàn)镋SR，頻率的關(guān)系非常緊密，Edlss不能直接計(jì)算獲得但是既然我們可以這樣達(dá)我們就可以得到個(gè)有意義的關(guān)于，與之間的達(dá)式我們可以看到，與整個(gè)脈沖過程中連接處的熱能損耗有關(guān)。實(shí)際上，我們可以通過對(duì)脈沖電流的積分獲得。這樣我們有了對(duì)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(gè)孤立的脈沖。似是在大多數(shù)的應(yīng)用中，脈沖波形是以個(gè)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(shí)間內(nèi)堆積在接觸點(diǎn)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?yàn)樗膫鲗?dǎo)系數(shù)較高鋁的為210伽。冷卻時(shí)間取決于上升到的比較高溫度，以及基干噴涂面積的散熱面積。，般來說，冷卻時(shí)間是幾毫秒。如果脈沖波形的，效時(shí)間1小于冷卻時(shí)間，屯容器就可以承受這個(gè)慢速的但是持續(xù)的加熱過程，雖然這個(gè)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(shí)間等于脈沖有效時(shí)間，我們看不到有加熱過程。另外，第2織曲線為脈沖有效時(shí)間小廠冷卻時(shí)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(shí)間小下脈沖有效時(shí)間時(shí)，達(dá)到圾大值。但是對(duì)于1個(gè)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(gè)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(gè)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(diǎn)的接觸電阻不同。而連接區(qū)域的接觸電阻的平均值遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(shí)，它的注入電流通過各個(gè)連接點(diǎn)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(diǎn)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(gè)達(dá)式來估計(jì)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(gè)點(diǎn)的溫度上升到就會(huì)破壞金屬薄膜的介質(zhì)薄膜，它會(huì)縮小，同時(shí)該接觸點(diǎn)的兩端會(huì)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(gè)薄板都是通過金屬顆粒5噴涂金屬單獨(dú)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(gè)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(gè)電流會(huì)在各個(gè)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(gè)電容的容量將會(huì)輕微下降。對(duì)于個(gè)固定的脈沖應(yīng)用條件，這意味著注入電流將會(huì)，新平均分配給剩余的電容薄板。如果仍然存在接觸薄弱點(diǎn)，這個(gè)過程將會(huì)重演，脈沖電流的應(yīng)用則有可能產(chǎn)生容量的損失。對(duì)7個(gè)固定的沉和。，電流的減少和對(duì)接觸薄弱點(diǎn)的，洗可以穩(wěn)定工序，不會(huì)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(gè)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(zhǎng)度的容值=沿著接觸線的每個(gè)不同接觸點(diǎn)都連著個(gè)取決于薄膜金屬化程度的固定電阻乜到如，個(gè)接觸點(diǎn)的破壞就會(huì)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(huì)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(diǎn)。比較終整個(gè)接觸電阻和電流密度會(huì)增加，比較終生產(chǎn)出不合格品。