元器件与集成电路卷膜电容器脉冲性能浅析王思莉珠海爱科电子有限公司519070摘要脉冲性电流经常作为测试薄膜电容器内部连接强度的种方法应用在电18容器上。本文介绍了脉冲性电流在测试薄膜电容器中的应用= 1.简介脉冲性电流经常作为测试薄膜电容器内部连接强度的种方法应用在电容器上。
薄膜电容器应用在各种工作条件中，例如电压的突变，它可能是突然充电，或是通过个低阻值的电路快速放电。大家都知道，对于电容器，电压与能量间的关系式是因此，电压的1化引起强电流流过电容。
在薄膜电容器内部，金属化薄膜与喷涂金属间的连接是通过铝的小颗粒。这种连接的质量直接影响到相应的串联电阻简称为51当电容器遇到了脉冲电压，根据焦耳定律，在连接区域这个能量将现为热能，热能的出现，导致金属化薄膜与喷涂金属连接区域的温度升高。我们需要知道在连接区域对金属化薄膜产生破坏作用的这个温度的极限值，才能找到对于电容器能够承受的脉冲最大值。这种破坏意味着金属化薄膜的有效面积减少，电子的重新分配以及电子密度的增加。
相应地，根据电容器的制造工艺，电性参数会发生各种各样的变化。
本报告包括理论部分和技术部分。在理论部分，我们将说明脉冲是怎样产生的，它的特性，以及它是怎样影响电容的。在技术部分，我们将根据工厂实际情况，研究那些给电容器加脉冲的机器条件。基于这些机器的局限性，我们将试定义套更完整的系统，将来应用在生产线和实验室。
2.原理分析2.1脉冲应用电路给电容器加脉冲电流的最简单方法是让个已充了电的电容器通过个电阻和个电感放电，1首先，开关连接充电回路，电容通过电阻们充电，然后开关接至放电回路，电容器通过尺2和放电。分析显，当礼21以时，放电电流达式为其中电流波形呈振荡式指数级衰减。指数函数我们可以减少振荡波的个数；R的增加带来能量的损耗和放电过程的加速。事实上，如果札2大于或等于就会有个非振荡式的或过阻尼的脉冲波形出现。在这种情况下，上面提到的等式将不再成立，但我们不准备讨论这种情况，因为脉冲产生的电路通常都设计为振荡式。
回到振荡电路，我们提供了2的电压和电流波形注入电流在第个波峰达到最大值。峰值电流和时间1达式如下放电频率达式2.2脉冲效应的特性对于个电容器有几个方面必须提及，以便于全面现它的脉冲处理能力。对于我们前面研究的脉，发生器，个典型的脉冲波形有几毫秒的脉宽，它的脉宽范围从1级容量2.2.1脉冲处理能力，北正如我们在2.1节中看到的，我们发现最研发与交流大的注入电流包拈峰值电流时间都非常短。如果我们仅仅考虑放电时的峰值电流，可以将电容的脉冲处理能力定义为；单位为3或。
这个参数仅仅考虑了个电容器可能受到持续的时间，更加忽略了这个峰值脉冲之后的其余脉冲。事实上，如果峰值电流1！比较小，只要衰减时间足够长，脉冲将维持足够长的时间以至于即使在峰值之后能量损耗，能量的总量还是太大以至于产生破坏性效应，这个将在2.3节研究。
这样看来，我们有理由提出个关于在整个脉冲范围内现能量损耗的参数。这个参数我们称作脉冲特性。
2.2.2脉冲特性1我们定义为整个脉冲有效时间段内抑价的总和。
我们来看看与由于脉冲而引起的能量损耗之间的关系。能量，电容器的热能损耗之间的关系为因为ESR，频率的关系非常紧密，Edlss不能直接计算获得但是既然我们可以这样达我们就可以得到个有意义的关于，与之间的达式我们可以看到，与整个脉冲过程中连接处的热能损耗有关。实际上，我们可以通过对脉冲电流的积分获得。这样我们有了对产生2.2.3工作周期元器件与集成电路卷刚才描述的参数如考虑的是个孤立的脉冲。似是在大多数的应用中，脉冲波形是以个特定的频率周期性的作用于电容器的。现在比我们来研究这种情况。
脉冲引起的热能损耗在脉冲波形的有限时间内堆积在接触点叫周，造成接触区域溢度上升。脉冲波形消失后，接触域开始冷却。大部分的热能随着接触区域的金属薄膜散去，因为它的传导系数较高铝的为210伽。冷却时间取决于上升到的最高温度，以及基干喷涂面积的散热面积。，般来说，冷却时间是几毫秒。如果脉冲波形的，效时间1小于冷却时间，屯容器就可以承受这个慢速的但是持续的加热过程，虽然这个加热过程有可能导致电容器的被破坏。
在4中我们分别列出了几组假设的度曲线。第1组曲线为冷却时间等于脉冲有效时间，我们看不到有加热过程。另外，第2织曲线为脉冲有效时间小厂冷却时间，我们可以看到平均温度的升高。第3组曲线我们可以很明姑的看到，当冷却时间小下脉冲有效时间时，达到圾大值。但是对于1个完整的工作周期，2.3薄膜电容器的脉冲效应在薄膜电容器内部，金属薄膜与喷涂金属间的连接是通过铝的小颗粒完成的。这个连接工艺十分精密，它取决于许多因素，例如铝颗粒的大小，它们的，化程度，连接区域的1个单位内的颗粒密度，金属薄膜面的粗燥程度，平均温度等等。由于以上因素的不，造成连接区域的不同连接点的接触电阻不同。而连接区域的接触电阻的平均值远远高干其它的如金属薄膜间的，喷涂金属与引线间的接触电阻。因此我们可以将3定义为连接区域的平均接触电阻。
当薄膜电容器遇到脉冲电压时，它的注入电流通过各个连接点流人电容器，由于焦耳效应转变成热能。接触不良则意味着接触电阻较高。脉冲电流作用于电容器，在接触电阻高的接触点可能产生较高的热能以至于它周围的金属薄膜无法将热能消耗掉。
我们可以用以下这个达式来估计温度的变化值1研发与交流扣中3呢及特定的热能系数。铝的3门大约为910.1.我们可以解释为如果个点的温度上升到就会破坏金属薄膜的介质薄膜，它会缩小，同时该接触点的两端会分离，+.1接触。
我们将通过两种主要的生产工艺，来讨论薄膜电容器的脉冲效应。
2.3.1层餐式电容器层叠式电容器是由系列具，电容器特性每个薄板都是通过金属颗粒5喷涂金属单独连接；我们将这驻接触电阻记义为1到如。
正如我们已知道的，接触4；良可能带来接触电阻过高，甚至断开。假如电容，的电阻如断开了，那么01的，个接触电阻则增加广。
般来说，流过电容的电流取决于电容的外部放电电路，这个电流会在各个薄板间平均分布。
因此，通过电荇01的热能损耗高于其它的薄板，1的其它接触电阻更有可能断开，这样的连锁反应可能造成薄板电容无效。整个电容的容量将会轻微下降。对于个固定的脉冲应用条件，这意味着注入电流将会，新平均分配给剩余的电容薄板。如果仍然存在接触薄弱点，这个过程将会重演，脉冲电流的应用则有可能产生容量的损失。对7个固定的沉和。，电流的减少和对接触薄弱点的，洗可以稳定工序，不会再有更多的电容薄板失效。这也是为什么居叠式薄膜电容器有很好的脉冲处理能力的原因。
2.3.2卷绕式电容器层连接着薄膜的整个有效区域。等效电路中电容器的容值为电容器的单位薄膜长度的容值=沿着接触线的每个不同接触点都连着个取决于薄膜金属化程度的固定电阻乜到如，个接触点的破坏就会增加整条接触线的接触电阻因此也就增加了损耗因子，似是如米旁路电阻只3到此仍然连接着有效区域，就不会引起容量的损失。它的后果足由于总电流维持不变，而影响到其它的接触不良点。最终整个接触电阻和电流密度会增加，最终生产出不合格品。
