电容器基本常识

电容器基本常识————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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MPE5﹒聚苯乙烯膜電容（Polystyrene Film Capacitor）簡稱P.S.Cap6﹒聚丙烯膜電容（Polypropylene Film Capacitor）簡稱PP.Cap7﹒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3~7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PE PEI PP PPL 無感PE PEN PP PPNMPEDMPE ﹑MPEM ﹑BMPE ﹑MPEB ﹑MPEX ﹑FMPE ﹑TMPEMPPMPP ﹑MPH ﹑MPA ﹑MPPB ﹑TMPP ﹑FMPP ﹑TMPP ﹑MPPS ﹑MPSAMPC DMPC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（PE﹑MPE）－40℃~+100℃聚丙烯（PP﹑MPP﹑PPS）－40℃~+80℃2﹒DF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）1KHz 0.0008以下聚乙脂膜（PE﹑MPE）1KHz 0.006以下聚丙烯（PP﹑MPP﹑PPS）1KHz 0.0008以下3﹒IR（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MΩ﹐容量大於0.33uF時﹐則以MΩ＊uF=ΩF為規格值﹐由於絕緣電阻很高﹐故一般使用單位為MΩ﹒4﹒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﹕F uF nF pFF 1uF 1nF 1pF 1六﹑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（圖一）有感型（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PEN ﹑PPN ﹑MPE ﹑MPP ﹑PPS 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10MHz~100MHz ）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 ）導線金屬箔介質有感60 1056K無感金屬化24 369.6K 非金屬化15 198K＊捲取材料品名介質導體保護膜有感PEI PE 鋁箔PE無感DMPE PEMF金屬化箔MPP PPMF金屬化箔PEN PE鋁箔PPN PP鋁箔MPPSPPMF﹐PP 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﹕C＝Ka/d (K= 介電常數﹐A＝面積﹐d＝兩導体之間距)Ad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3－4mm（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）660K噴金機 2 于包封後素子端面上噴上金屬顆粒以便焊接滾邊機 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/cm 2V(DC) Amp mm℃鋅線 1.6 1.8~2.0 4.0以上23~24 80~110 260~280 80~90 鋅錫線 1.6/2.0 2.2~2.3 4.0以上19~20 70~100 220~240 70~80五元合金2.0 2.2~2.34.0以上19~20 60~90 220~240 70~80巴比合金2.0 2.2~2.34.0以上23~24 80~110 220~240 80~90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0.4~0.6mm﹒＊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b﹒DF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 6 528K（六）焊接目的﹕將清除後之素子焊上導線﹒所需材料﹕0.5mm ﹑0.6mm ﹑0.8mm ﹑1.0mmCP 或TC 導線﹒ 目前擁有設備﹕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 ） 全自動焊接機7585K機台名稱台數每日產能（22H）自動排板機有感 5 1100K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(8﹑9﹑10﹑11﹑14﹑17﹑19﹑21﹑27)﹔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 5 1463K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8 1300K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-305-2 100 30 30-40 大格紅色外漆5115 100 30 30-40 大格紅色外漆耐燃5116 100 20 30-40 大格紅色外漆5137 100 25 30-40 大格紅色外漆100 30 40大格紅色外漆6665 100 80大格紅色外漆5115 100 30 40-45 大格紅色外漆耐燃5116 100 20 40-45 ＊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55℃95℃30min90min低溫中溫32℃55℃60min30min低溫中溫32℃55℃60min30minPP材質中溫高溫65℃95℃40min90min中溫高溫65℃95℃40min90min中溫高溫65℃95℃40min90min（十）打印目的﹕將包漆完之產品打上印字﹐以作規格之識別﹒使用材料﹕UV油墨﹑待打印之產品﹒目前擁有設備﹕機台名稱台數每日產能（22H）手動打印機 5 800K自動噴墨機600K作業步驟﹕1﹒打開UV燈管電源﹐進行預熱﹔2﹒將板條平放在打印平台上﹐放在調整好的模具上﹐調動開關﹐板條上升﹐打印完後﹐即下降﹒3﹒若有打印不清楚之產品﹐用酒精或丙酮去掉﹔4﹒打印好之產品﹒。