电容器基本常识

電容器基本常識一電容器的基本構造 在正負兩極間加入介質（絕緣材料）乃是電容器的最基本構造二電容器的總類 1含油紙質電容（Oil impregnated paper Capacitor） 以兩層以上的絕緣體當介質在真空槽中含浸絕緣油再予以封裝即可 2金屬化紙電容（Metallized paper Capacitor） 3聚乙酯膜電容（Polyester Film Capacitor） 4金屬化聚乙酯膜電容（Metallized Polyester Film Capacitor）簡稱MPE 5聚苯乙烯膜電容（Polystyrene Film Capacitor）簡稱P.S.Cap 6聚丙烯膜電容（Polypropylene Film Capacitor）簡稱PP.Cap 7金屬化聚丙烯膜電容（Metallized Polypropylene Film Capacitor）簡稱MPP Cap. 8雲母電容（Mica Capacitor） 9陶瓷電容（Ceramic Capacitor） 10鋁電解電容（Aluminum Electrolytic Capacitor） 11空氣電容（Air Capacitor） 12聚碳酯電容（PC）以上凡是金屬化膜電容器皆具有自我恢復作用和小型化的特色自我恢復作用是經電壓瞬時破壞後仍會恢復不致短路因其材料上蒸著之金屬物氣化蒸發飛散之固三本公司之主要產品 本公司是以第37項為主要電容器製造商。可依序按有感無感材質之不同而區分材質Type其餘如腳型外觀電壓範圍容質範圍容許差請見本公司目錄page3有感PEPEIPPPPL無感PEPENPPPPNMPEDMPEMPEMBMPEMPEBMPEXFMPETMPEMPPMPPMPHMPAMPPBTMPPFMPPTMPPMPPSMPSAMPCDMPC四生產流程 1包漆型金屬化膜電容器流程（附件一） 2包漆型無感電容器流程（附件一） 3包漆型有感電容器流程（附件一）五電容器的電氣特性 1使用溫度之範圍 係電容器加上額定電壓能經過長期使用而不致破壞的最高和最低溫度之範圍各種電容器之使用溫度範圍各異因此在選用時必需選取能合乎使用環境溫度範圍的電容以免使用壽命太短Example: 產品使用溫度聚苯乙烯（PS）40+75聚乙脂膜（PEMPE）40+100聚丙烯（PPMPPPPS）40+80 2DF值（損耗因素Dissipation Factor） DF為損耗因素指電容使用於高頻大信號的電路時其電容所損耗的電量與原有之帶電量之比例例如某電容之帶電量為1庫倫經用於某回路上時損耗了0.2庫倫剩下0.8庫倫則其DF值為0.2/1=20% 若是容器的DF值越大則該電容器越容易生熱易遭破壞壽命不長因此使用條件不同的電路上對DF的要求也應該有所不同Example: 產品使用頻率DF聚苯乙烯（PS）1KHz0.0008以下聚乙脂膜（PEMPE）1KHz0.006以下聚丙烯（PPMPPPPS）1KHz0.0008以下 3IR（絕緣電阻Insulation Resistance） 漏電流與絕緣電阻有直接的關系我們希望漏電流越小就得要求絕緣電阻越大因此在各種電路的電容器其IR都有最小值的規定 IR的表示方法為容量小或等於0.33uF時用M容量大於0.33uF時則以MuF=F為規格值由於絕緣電阻很高故一般使用單位為M4額定電壓（Working V）耐電壓（Breakdown V）測試電壓(Test V) 額定電壓電容器於溫度40以下常溫中可連續長期所加的電壓稱為額定電壓或工作電壓 耐電壓測試電壓耐電壓就是破壞電壓以額定電壓的數倍加壓多少時間來表示耐電壓的高低我們訂定以額定電壓的數倍為測試電壓5電容器的適用頻率 電容器的容量和散逸因素（DF）會因頻率不同而不同若於某頻率時容量和DF值變化很大以致超出我們的規格值則該電容器就不適用以這頻率例如某電容于出廠時是以1KHz測試其容量但卻使用在100Mhz的電路上則其容量勢必不足而頻率對其DF值的影響也很大頻率越高等效串聯電阻所形成的發熱量越大發熱量越大則又造成等效串聯電阻的增加也就使得DF增大這就是為何DF會隨頻率增加而增加的原因6電容量的單位 電容量的單位中文稱為法拉（Farad）一法拉就是加一伏特電壓于一電容器的兩極上當此電容充滿了一庫倫（Coulomb）的電荷時此電容的電容量即稱一法拉由於法拉的單位太大故實用單位以uF(micro Farad, F) nF(nano Farad, F) pF(pico Farad, F )表示其之間之關系如下 1F= uF= nF= pF對應表如下 FuFnFpFF1uF1nF1pF1六電容器之製程 電容器之製造是由捲取開始經由壓型焊接排板包漆烘烤等製程製作而成而其容量會因其不同行程而有上升或下降一般來說當捲取後其素子即有容量當壓型後其容量會上升經由焊接後會下降至包漆烘烤後則會上升可參考附件二（一） 捲取 目的將塑膠膜材料捲成所需要的素子 其捲法有兩種依捲繞焊接構造不同而分為兩種（1） 有感型（Inductive）（如圖）（2） 無感型（Non-Inductive）(如圖)有感型（Inductive）導線焊接點介質金屬箔 （圖一）有感型導線金屬箔介質 （圖二）無感型 有感型以材料區分又簡稱為PEI與PPL兩種其體積比無感型略小唯其雜散電感較多是其缺點 無感型以材料區分又分為PENPPNMPEMPPPPS等可略去因電極箔捲繞後所產生之雜散電感在電路中發熱量較低可避免損壞其缺點為體積較大 無感型在製作上可變更設計如下圖示之特殊電容器 有感無感在其低頻時（約數 KHz）其特性是相同的只有在高,頻（約10MHz100MHz）時才會顯現出無感與有感之特性分別 目前優普電子（蘇州）廠所擁有捲取機台數約有99台 台數每台產能（22H）有感601056K無感金屬化24369.6K非金屬化15198K 捲取材料 品名介質導體保護膜有感PEIPE鋁箔PE無感DMPEPEMF金屬化箔MPPPPMF金屬化箔PENPE鋁箔PPNPP鋁箔MPPSPPMFPP鋁箔（二） 壓型目的 將捲取後的圓形電容素子以油壓熱壓機依所規定之溫度時間壓力壓成扁平形狀再置於恒溫烤箱中使其材料自然收縮而穩固其特性其主要過程為材料自然收縮並以加熱後將其內部空氣濕氣一并清除並可利用熱壓程序將電容容量提升特性影響素子經熱壓後造成其容值升高其理由如下電容容值其基本公式為 CKa/d (K= 介電常數A面積d兩導体之間距) A d故C（容值）正比于A（面積）而與d（距離）成反比所以當壓型後素子其中心間隙變小而造成容值升高所需材料捲取後的圓形電容素子目前擁有設備 機台名稱台數預壓機1台熱壓機有感6台無感及金屬化5台烤箱2台產能 機台名稱每日產能（22H）壓型（有感）1122K壓型（無感金屬化）594K作業步驟 1準備好待壓型之素子將素子先放在預壓機上初步壓扁 2依流程卡上規定條件設定熱壓機之各項環境參數（溫度壓力時間） 3待溫度上升至預定值後將預壓好之素子放入熱壓機內進行熱壓 預壓時素子不可壓的太扁否則會使素子端面凹凸不平以素子不會滾動為宜 須待溫度上升至設定值方可作業 素子要互相分開不可重疊 壓力調整的允許誤差為5Kg（三） 包封目的對壓形烘烤后之素子進行包封作業以便于噴金作業所需材料冷壓紙美紋膠帶目前擁有設備 機台名稱台數每日產能（22H）全自動包裝機7台646.8K作業步驟 1將素子倒在振動盤內開始作業 2包封一盤後用美紋膠帶封住接口 3一批作業完畢後須清乾淨再進行下一批作業 包封膠帶寬度需比素子長度寬34mm（特殊大規格可適用比素子長度寬5mm之膠帶） 包封素子不可有連體（四） 噴金（Metal spraying）目的是以鋅或鋅錫合金五元合金巴比合金加以噴焊處理後之導體電極面此噴金作業需配合高壓空氣將溶解之合金噴焊於電極面特性之影響噴金牢不牢固與其噴焊厚度均會造成DF值（損失角）很大之影響而其噴金之粒子粗細及其噴金距離亦會影響其DF值如噴金材料（鋅鋅錫五元合金巴比合金）之粒子基本上越細越好但也不能太細否則會造成霧化現象而控制其粗細之變因為電壓電流及噴金距離所需材料鋅線鋅錫線五元合金線巴比合金線目前擁有設備 機台名稱台數作用每日產能（22H）噴金機2于包封後素子端面上噴上金屬顆粒以便焊接660K滾邊機1清除毛邊拆紙機1拆除包封之素子機台名稱及其設定（1） KOEM自動噴金機參數設定參考表噴金材料噴金管氣壓電壓設定電流範圍噴金距離溫度材質線徑mm內徑Kg/cm2V(DC)Ampmm鋅線1.61.82.04.0以上2324801102602808090鋅錫線1.6/2.02.22.34.0以上1920701002202407080五元合金2.02.22.34.0以上192060902202407080巴比合金2.02.22.34.0以上2324801102202408090作業步驟 1將待噴金之產品用美紋膠包緊平放在噴金盤上 2開啟電源開始噴金3作業完畢後再噴另一面4兩面皆噴完後即取下進行下一盤作業5將噴金完之素子盤放在拆紙夾具上進行拆紙作業 6將拆紙完之素子放在滾邊機上進行滾邊作業以清除毛邊 噴金厚度一般為0.40.6mm 噴金顆粒越小越好 每一流程應單獨噴金不得混批 噴金作業之首批檢查項目a容值依流程卡規定 bDF值依流程卡規定 c噴金面應完整 d應無毛邊 e厚度依流程卡規定 f噴金顆粒（五） 清除目的此流程是因在電容器之製造過程中從捲取壓型包封噴金時均有可能因雜質滲入造成特性不良而此流程是以直流高壓電加於噴金後之電極兩端用電氣清潔方式把可能引起素子IR及VT不良的顆粒予以清除恢復原來的良品特性目前擁有設備機台名稱台數每日產能（22H）全自動清除機6528K（六） 焊接目的將清除後之素子焊上導線所需材料0.5mm0.6mm0.8mm1.0mmCP或TC導線目前擁有設備機台名稱台數每日產能（22H）全自動焊接機7585K作業步驟 1依規格尺寸調整焊頭夾具素子輸送導槽及導線規格 2調整焊接電壓刻度 3將焊接之素子倒入振動盤開啟振動盤 4開啟焊接開關進行作業 因以點焊過程中可能會將導線壓入素子端面並加以點焊故可能造成塑膠膜或金屬膜損害而影響其DF值故於焊接後需測試DF值及耐電壓 導線長度須照流程卡規定 焊接牢靠度之檢查方法取焊接好的電容拔下導線導線與素子接觸部分可以沾到噴金層顆粒說明焊接良好若導線上不會沾到噴金層則焊接不良未噴金之素子若拔下導線導線沾有鋁箔或錫箔則為焊接良好（七） 排板目的將焊完的素子以一定的間距固定在排條上以便進行包漆所需材料美紋膠帶目前擁有設備機台名稱台數每日產能（22H）自動排板機有感51100K無感人工排板387.2PCS/人作業步驟自動排板 1依產品規格尺寸調整振動盤平行振動槽及夾具 2把需排板之產品倒入振動盤 3設定每個板條所排素子之重量啟動開關 4將已排板好的板條放入周轉箱人工排板 1依產品腳距選擇排板模具(8910111417192127) 2將板條置于模具上把素子放于模具腳孔內導線放於板條上 3待一排板放滿後用美紋膠貼住導線壓緊並取下（八） 滴油目的對排板完之產品塗上離型劑以防止包漆時導線沾漆材料離型劑鐵氟龍消泡劑三氯乙烷目前擁有設備機台名稱台數每日產能（22H）全自動滴油機51463K作業步驟 1按比例配好離型劑 2調整各導槽滴油嘴位置 3將板條放在導軌上開動機器 4將已滴好油之板條收至母架 5將母架收到架車（九） 包漆烘烤目的本流程是在不影響電容器之容量耐壓DF值（損失角）等品質下將電容放入真空樹脂含浸機內使其外表包上一層用以絕緣之環氧樹脂（Epoxy）其目的為使本體與外界隔絕防止漏電與氧化所需材料主劑稀釋劑硬化劑目前擁有設備機台名稱台數每日產能（22H）包漆機81300K真空泵浦2烤箱15作業步驟 1將主劑稀釋劑硬化劑按比例配好進行真空脫泡待漆中不再有氣泡冒出倒入包漆盤中繼續脫泡 2將母架放在包漆盤上蓋上玻璃蓋子開始抽真空 3當真空達到作業條件將漆盤上升待素子完全浸入漆中再破真空而後將漆盤緩緩下降至其素子本體浸入漆中為止但必須以導線不沾漆為原則 4取出母架放于架車上 5按烘烤條件設定低溫高溫溫度烘烤時間及排風時間 6將架車推入烤箱啟動開關開始烘烤 7烘烤完成後將架車拉出烤箱 漆可分為內漆外漆內漆又分為內膠為內環氧樹脂其作用為滲入素子內以加強導線附著力內漆僅用以有感系列外漆為外環氧樹脂 流程圖滴油 預烘 配漆 第一次沾漆 烘烤 第二次沾漆 烘烤 第三次沾漆 晾乾 烘烤 配漆比例產品供應商類別系列配漆比例主劑硬化劑稀釋劑彎腳揚中紅色外漆WF-305-21003030-40大格紅色外漆51151003030-40大格紅色外漆耐燃51161002030-40大格紅色外漆51371002530-40大格紅色外漆1003040大格紅色外漆666510080大格紅色外漆51151003040-45大格紅色外漆耐燃51161002040-45 烘烤溫度及時間之設定第一次烘烤第二次烘烤第三次烘烤溫度時間溫度時間溫度時間PE 材質中溫 高溫559530min 90min低溫 中溫325560min 30min低溫 中溫325560mi