近年来,随着信息技术和电子设备的快速发展及国际制造业向中国转移,电容器需求呈现出整体上升态势,我国电容器产业也快速发展成为世界电容器生产大国和出口大国。电容器产量约占整个电子元件的40%,且需求不断扩大。钽电容器诞生于1956年,是四大电容产品(MLCC/铝电解/钽电容/薄膜电容)之一。钽电容器产量较小,价格较贵,在整个电容器市场的应用占比较低;且拥有高能量密度、高可靠性、稳定的电性能、较宽的工作温度范围等特点,尤其是具有“自愈性”;钽电容相应成本也高,主要应用于高可靠性电子设备,以及5G等民品市场。钽电容应用于计算机、通信、医疗、航天和汽车等领域,为电子设备的稳定运行提供保障。CAK45-A-35V-0.68uF-K

关于反向电压钽电容器介质氧化膜具有单向导电性和整流特性,当施加反向电压时,就会有很大的电流通过,甚至造成短路而失效。因此,使用中应严格控制反向电压。,并且不可长期在纯交流电路中使用。若在不得已的情况下,允许在短时间内施加小量的反向电压,其值为:25℃下:≤10%UR或1V(取小者)85℃下≤5%UR或(取小者)125℃下≤1%UR或(取小者)。如果将电容器长期使用在有反向电压的电路中时,请选用双极性钽电容器,但也只能在极性变换而频率不太高的直流或脉动电路中使用。。全钽电容器能承受3V反向电压。非固体电解质钽电容器不能承受任何反向电压。(容易施加反向电压)。,如不慎对液体钽电容器施加了反向电压或对固体钽电容器施加了超过规定的反向电压,则该电容器应报废处理,即使其各项电参数仍然合格,因为产品由反向电压造成的质量隐患有一定的潜伏期,在当时并不一定能表现出来。 CAK45W-D-63V-6.8uF-K钽电容的自恢复能力和动作阈值等参数可以在制造商提供的技术手册中找到,并进行验证和测试。

电容失效模式,机理和失效特点对于钽电容,失效与其他类型的电容一样,也有电参数变化失效、短路失效和开路失效三种。由于钽电容的电性能稳定,且有独特的“自愈”特性,钽电容鲜有参数变化引起的失效,钽电容失效大部分是由于电路降额不足,反向电压,过功耗导致,主要的失效模式是短路。另外,根据钽电容的失效统计数据,钽电容发生开路性失效的情况也极少。因此,钽电容失效主要表现为短路性失效。钽电容短路性失效模式的机理是:固体钽电容的介质Ta2O5由于原材料不纯或工艺中的原因而存在杂质、裂纹、孔洞等疵点或缺陷,钽块在经过高温烧结时已将大部分疵点或缺陷烧毁或蒸发掉,但仍有少量存在。在赋能、老炼等过程中,这些疵点在电压、温度的作用下转化为场致晶化的发源地—晶核;在长期作用下,促使介质膜以较快的速度发发生物理、化学变化,产生应力的积累,到一定时候便引起介质局部的过热击穿。如果介质氧化膜中的缺陷部位较大且集中,一旦在热应力和电应力作用下出现瞬时击穿,则很大的短路电流将使电容迅速过热而失去热平衡,钽电容固有的“自愈”特性已无法修补氧化膜,从而导致钽电容迅速击穿失效。
钽电容器漏电流偏大导致实际耐压不够此问题的出现一般都由于钽电容器的实际耐压不够造成.当电容器上长时间施加一定场强时,如果其介质层的绝缘电阻偏低,此时产品的实际漏电流将偏大.而漏电流偏大的产品,实际耐压就会下降.出现此问题的另外一个原因是关于钽电容器的漏电流标准制定的过于宽松,导致有些根本不具备钽电解电容器生产能力的公司在生产质量低劣的钽电容器.普通的室温时漏电流就偏大的产品,如果工作在较高的温度下,其漏电流会成指数倍增加,因此其高温下的实际耐压就会大幅度下降.在使用温度较高时就会非常容易出现击穿现象.高温时漏电流变化较小是所有电容器生产商努力的重要目标之一,因此,此指标对可靠性的决定性影响不言而愈.如果你选择使用的钽电容器的漏电流偏大,实际上它已经是废品,出问题因此成为必然.钽电容在汽车电子系统中的应用日益变广,需要满足汽车环境下的高温、振动和耐久性等要求。

在选择和使用电容器时应考虑下列内容:A)电路设计者为了设计出能在要求的时间内满意工作的电路,所使用的电容量允许偏差必须考虑:符合规范规定的允许偏差:电容量--温度特性变化;恢复特性;电容量--频率特性介质吸收;电容量与压力、振动和冲击的关系;电容量在电路中的老化和贮存条件。B)需考虑电容器引出端和外壳之间的电容量,如果此电容量会产生杂散电容和漏电流。C)可以用多种电容器组合获得要求的电容量,从而补偿电容量--温度特性等。D)施加于电容器的峰值电压不能超过相应规范规定的额定值。通常,相同的峰值电压可能由于以下条件而降低:老化;温升;介质区域增大;外加电压频率较高;潮气进入电容器。需要强调的一点是,不要忽视电容器在应用中的短时瞬态电压。E)当电容器在高于地电位的高压下工作时,并且对绝缘采用附加绝缘时,电容器的一个引出端要接在外壳上,因为电压分配取决于电容器芯子和外壳之间的电容量、以及外壳和底盘之间的电容量。F)必须根据电路的时间常数考虑充电和放电的峰值电流。G)必须考虑内部发热和环境温度。H)必须考虑湿度、压力、腐蚀性大、霉菌、振动和冲击等环境因素影响。I)必须考虑绝缘电阻,尤其是在高温下的绝缘电阻。不同规格的钽电容具有不同的自恢复时间和动作阈值等特性,需要根据实际应用进行选择。CAK36F-50V-30000uF-K-S8
在设计电路时,需要考虑钽电容的额定电压、电容值、工作温度和连接方式等因素。CAK45-A-35V-0.68uF-K
钽电容器一般可贮存14年以上(可焊接除外),但贮存2年以上或进行浸锡处理的钽电容器,在使用前比较好施加额定电压、电源内阻不大于3Ω(非固体钽需通过一个1100Ω(比较大)的电阻器)85℃老化4~8小时,并进行电性能测量(双极性产品应每小时换向一次,漏电流测量也应两个方向分别测量)。4.7电路的开或关,都会产生过渡状态下的瞬时电压,一般其值要大于工作电压,而且产生相应冲击电流。如果电源和负载的电阻均较小,这样瞬时电流值相当大,容易引起电解电容器氧化膜的损伤,特别固体钽电容器更为严重。因为固体钽电容器不耐大的冲击电流,容易在氧化膜的薄弱区域发热促使氧化膜晶化提早发生,并降低耐压能力。所以为提高使用寿命,电容器应避免发频繁的充、放电。4.8产品应避免超温使用。超温下会使材料的性能发改变,因产品用的各种材料热膨胀系数不同,可能产生内部应力而使产品失效;产品在高温下长时间贮存,产品可能产生内部应力导致失效。因此,产品必须在标准规定的温度范围内使用。CAK45-A-35V-0.68uF-K