电容器的主要电气参数.docx
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电容器的主要电气参数
电容器的主要电气参数
电容器的主要电气参数有哪些？
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电容器主要电气规格:
1. 电容量Capacitance:
一般电解电容器的电容量范围为0.47uF-10000uF,测试频率为120Hz.塑料薄膜电容器的电容量范围为0.001uF-0.47uF,测试频率为1KHz.陶瓷电容器T/Ctype的电容量范围为1pF-680pF,测试频率为1MHz.Hi-Ktype的电容量范围为100pF-0.047uF,测试频率为1KHz.S/Ctype的电容量范围为0.01uF-0.33uF.
2. 电容值误差Tolerance:
一般电解电容器的电容值误差范围为M即+/-20%,塑料薄膜电容器为J即+/-5%或K即+/-10%,或M即+/-20%三种,陶瓷电容器T/Ctype为C即+/-0.25pF（10pF以下时）,或D即+/-0.5pF（10pF以下时）,或J或K四种.Hi-Ktype及S/Ctype为K或M或Z即+80/-20%三种.
3. 损失角即D值:
一般电解电容器因为内阻较大故D值较高,其规格视电容值高低决定,为0.1-0.24以下.塑料薄膜电容器则D值较低,视其材质决定为0.001-0.01以下.陶瓷电容器视其材质决定,Hi-Ktype及S/Ctype为0.025以下.T/Ctype其规格以Q值表示需高于400-1000.（Q值相当于D值的倒数）
4. 温度系数TemperatureCoefficient:
即为电容量受温度变化改变之比例值,一般仅适用于陶瓷电容器.T/Ctype其常用代号为CH或NPO即为+/-60ppm,UJ即为-750+/-120ppm,SL即为+350+/-1000ppm.Hi-Ktype（Z）及S/Ctype（Y）,其常用代号为B（5P）即为+/-10%,E（5U）即为+20/-55%,F（5V）即为+30/-80%.
5. 漏电流量Leakagecurrent:
此为电解电容器之特定规格,一般以电容器本身额定电压加压3Min后,串接电流表测试,其漏电流量需在0.01CV（uF电容量值与额定电压相乘积）或3uA以下（取其较大数值）.特定低漏电流量使用（Lowleakagetype）则其漏电流量需在0.002CV或0.4uA以下.
6. 冲击电压SurgeVoltage:
一般以电容器本身额定电压之1.3倍电压加压,需工作正常无异状.
7. 使用温度范围:
一般电解电容器的使用温度范围为-25℃至+85℃,特定高温用或低漏电流量用者为-40℃至+105℃.塑料薄膜电容器为-40℃至+85℃.陶瓷电容器T/Ctype为-40℃至+85℃,Hi-Ktype及S/Ctype为-25℃至+85℃.
度知道：
如何选择电容
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如何选择电容
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2006-5-1608:
56
在构建一个有相位差的电路中，根据电工原理知道，电流流过电容C后产生90度的相位滞后，而电阻不会。
但是用RC可以构建一个输入与输出有相位差的电路。
我在试验中计算了电阻R，电容C，但是只能在频率《20HZ才能构成相位差，而高于20Hz的频率信号通过电容后，电容成了一导线作用。
请问如果在构建一个相位差电路，如何选择电容，选择哪种类型的电容？
？
问题补充：
使得电感也可以造成相位差，不过我没有使用过，不知道在交流电路中要构成一个相位差电路，如何选择呢;/
以下是网友对问题的回答部分：
电容是板卡设计中必用的元件，其品质的好坏已经成为我们判断板卡质量的一个很重要的方面。
①电容的功能和表示方法。
由两个金属极，中间夹有绝缘介质构成。
电容的特性主要是隔直流通交流，因此多用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。
电容在电路中用“C”加数字表示，比如C8，表示在电路中编号为8的电容。
②电容的分类。
电容按介质不同分为：
气体介质电容，液体介质电容，无机固体介质电容，有机固体介质电容电解电容。
按极性分为：
有极性电容和无极性电容。
按结构可分为：
固定电容，可变电容，微调电容。
③电容的容量。
电容容量表示能贮存电能的大小。
电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，容抗与交流信号的频率和电容量有关，容抗XC=1/2πfc（f表示交流信号的频率，C表示电容容量）。
④电容的容量单位和耐压。
电容的基本单位是F（法），其它单位还有：
毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。
由于单位F的容量太大，所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位。
换算关系：
1F＝1000000μF，1μF=1000nF=1000000pF。
每一个电容都有它的耐压值，用V表示。
一般无极电容的标称耐压值比较高有：
63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等。
有极电容的耐压相对比较低，一般标称耐压值有：
4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。
⑤电容的标注方法和容量误差。
电容的标注方法分为：
直标法、色标法和数标法。
对于体积比较大的电容，多采用直标法。
如果是0.005，表示0.005uF=5nF。
如果是5n，那就表示的是5nF。
数标法：
一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是10的多少次方。
如：
102表示10x10x10PF=1000PF，203表示20x10x10x10PF。
色标法，沿电容引线方向，用不同的颜色表示不同的数字，第一、二种环表示电容量，第三种颜色表示有效数字后零的个数（单位为pF）。
颜色代表的数值为：
黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9。
电容容量误差用符号F、G、J、K、L、M来表示，允许误差分别对应为±1%、±2%、±5%、±10%、±15%、±20%。
⑥电容的正负极区分和测量。
电容上面有标志的黑块为负极。
在PCB上电容位置上有两个半圆，涂颜色的半圆对应的引脚为负极。
也有用引脚长短来区别正负极长脚为正，短脚为负。
当我们不知道电容的正负极时，可以用万用表来测量。
电容两极之间的介质并不是绝对的绝缘体，它的电阻也不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000兆欧以上。
电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻或漏电电阻。
只有电解电容的正极接电源正（电阻挡时的黑表笔），负端接电源负（电阻挡时的红表笔）时，电解电容的漏电流才小（漏电阻大）。
反之，则电解电容的漏电流增加（漏电阻减小）。
这样，我们先假定某极为“+”极，万用表选用R*100或R*1K挡，然后将假定的“+”极与万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的红表笔相接，记下表针停止的刻度（表针靠左阻值大），对于数字万用表来说可以直接读出读数。
然后将电容放电（两根引线碰一下），然后两只表笔对调，重新进行测量。
两次测量中，表针最后停留的位置靠左（或阻值大）的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极。
⑦电容使用的一些经验及来四个误区。
一些经验：
在电路中不能确定线路的极性时，建议使用无极电解电容。
通过电解电容的纹波电流不能超过其充许范围。
如超过了规定值，需选用耐大纹波电流的电容。
电容的工作电压不能超过其额定电压。
在进行电容的焊接的时候，电烙铁应与电容的塑料外壳保持一定的距离，以防止过热造成塑料套管破裂。
并且焊接时间不应超过10秒，焊接温度不应超过260摄氏度。
四个误区：
●电容容量越大越好。
很多人在电容的替换中往往爱用大容量的电容。
我们知道虽然电容越大，为IC提供的电流补偿的能力越强。
且不说电容容量的增大带来的体积变大，增加成本的同时还影响空气流动和散热。
关键在于电容上存在寄生电感，电容放电回路会在某个频点上发生谐振。
在谐振点，电容的阻抗小。
因此放电回路的阻抗最小，补充能量的效果也最好。
但当频率超过谐振点时，放电回路的阻抗开始增加，电容提供电流能力便开始下降。
电容的容值越大，谐振频率越低，电容能有效补偿电流的频率范围也越小。
从保证电容提供高频电流的能力的角度来说，电容越大越好的观点是错误的，一般的电路设计中都有一个参考值的。
●同样容量的电容，并联越多的小电容越好，
耐压值、耐温值、容值、ESR（等效电阻）等是电容的几个重要参数，对于ESR自然是越低越好。
ESR与电容的容量、频率、电压、温度等都有关系。
当电压固定时候，容量越大，ESR越低。
在板卡设计中采用多个小电容并连多是出与PCB空间的限制，这样有的人就认为，越多的并联小电阻，ESR越低，效果越好。
理论上是如此，但是要考虑到电容接脚焊点的阻抗，采用多个小电容并联，效果并不一定突出。
●ESR越低，效果越好。
结合我们上面的提高的供电电路来说，对于输入电容来说，输入电容的容量要大一点。
相对容量的要求，对ESR的要求可以适当的降低。
因为输入电容主要是耐压，其次是吸收MOSFET的开关脉冲。
对于输出电容来说，耐压的要求和容量可以适当的降低一点。
ESR的要求则高一点，因为这里要保证的是足够的电流通过量。
但这里要注意的是ESR并不是越低越好，低ESR电容会引起开关电路振荡。
而消振电路复杂同时会导致成本的增加。
板卡设计中，这里一般有一个参考值，此作为元件选用参数，避免消振电路而导致成本的增加。
●好电容代表着高品质。
“唯电容论”曾经盛极一时，一些厂商和媒体也刻意的把这个事情做成一个卖点。
在板卡设计中，电路设计水平是关键。
和有的厂商可以用两相供电做出比一些厂商采用四相供电更稳定的产品一样，一味的采用高价电容，不一定能做出好产品。
衡量一个产品，一定要全方位多角度的去考虑，切不可把电容的作用有意无意的夸大.
电子元件基础知识电容篇：
什么电容的ESR？
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虽然是个简单的概念，不过一写成洋文，就变得不容易理解了。
ESR，是EquivalentSeriesResistance三个单词的缩写，翻译过来就是“等效串连电阻”。
理论上，一个完美的电容，自身不会产生任何能量损失，但是实际上，因为制造电容的材料有电阻，电容的绝缘介质有损耗，各种原因导致电容变得不“完美”。
这个损耗在外部，表现为就像一个电阻跟电容串连在一起，所以就起了个名字叫做“等效串连电阻”。
ESR的出现导致电容的行为背离了原始的定义。
比如，我们认为电容上面电压不能突变，当突然对电容施加一个电流，电容因为自身充电，电压会从0开始上升。
但是有了ESR，电阻自身会产生一个压降，这就导致了电容器两端的电压会产生突变。
无疑的，这会降低电容的滤波效果，所以很多高质量的电源啦一类的，都使用低ESR的电容器。
同样的，在振荡电路等场合，ESR也会引起电路在功能上发生变化，引起电路失效甚至损坏等严重后果。
所以在多数场合，低ESR的电容，往往比高ESR的有更好的表现。
不过事情也有例外，有些时候，这个ESR也被用来做一些有用的事情。
比如在稳压电路中，有一定ESR的电容，在负载发生瞬变的时候，会立即产生波动而引发反馈电路动作，这个快速的响应，以牺牲一定的瞬态性能为代价，获取了后续的快速调整能力，尤其是功率管的响应速度比较慢，并且电容器的体积/容量受到严格限制的时候。
这种情况见于一些使用mos管做调整管的三端稳压或者相似的电路中。
这时候，太低的ESR反而会降低整体性能。
ESR是等效“串连”电阻，意味着，将两个电容串连，会增大这个数值，而并联则会减少之。
实际上，需要更低ESR的场合更多，而低ESR的大容量电容价格相对昂贵，所以很多开关电源采取的并联的策略，用多个ESR相对高的铝电解并联，形成一个低ESR的大容量电容。
牺牲一定的PCB空间，换来器件成本的减少，很多时候都是划算的。
和ESR类似的另外一个概念是ESL，也就是等效串联电感。
早期的卷制电感经常有很高的ESL，而且容量越大的电容，ESL一般也越大。
ESL经常会成为ESR的一部分，并且ESL也会引发一些电路故障，比如串连谐振等。
但是相对容量来说，ESL的比例太小，出现问题的几率很小，再加上电容制作工艺的进步，现在已经逐渐忽略ESL，而把ESR作为除容量之外的主要参考因素了。
顺便，电容也存在一个和电感类似的品质系数Q，这个系数反比于ESR，并且和频率相关，也比较少使用。
由ESR引发的电路故障通常很难检测，而且ESR的影响也很容易在设计过程中被忽视。
简单的做法是，在仿真的时候，如果无法选择电容的具体参数，可以尝试在电容上人为串连一个小电阻来模拟ESR的影响，通常的，钽电容的ESR通常都在100毫欧以下，而铝电解电容则高于这个数值，有些种类电容的ESR甚至会高达数欧姆。
国外电容器的型号命名常用方法
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国外电容器的型号命名由下列六部分组成。
第一部分:
用宇母表示类型。
第二部分:
用数宇表示结构、封装方式。
第三部分:
用字母或数字表示温度特性。
第四部分:
用字母和数字表示耐压值。
第五部分:
用三位数字表示标称容量。
第六部分:
用宇母表示偏差。
第一部分中常用电容器所用宇母表示的意义是:
CE一电解电容器;CM一云母电容器;CPM一纸聚酷薄膜电容器;CP一纸介电容器;CH一金属化纸介电容器;CQ一塑料薄膜电容器;CS一钮电解电容器;CK一瓷介电容器;CC一温度补偿用瓷介电容器。
第四部分中的字母代表有效数值;数字代表被乘数的10次幂。
如表2所示。
第五部分中的三位数字中的前两位数表示有效数值，第三位数表示被乘数的10次幂。
当电容器的容量有小数时，可用字母"R"或"P"表示小数点。
此种表示法中，普通电容器的单位为pF（皮法），电解电容器的单位是PF（微法）。
如表1所示。
表2所示国外电容器第四、 五部分宇母、 数字的意义
第六部分中，字母表示的意义是:
G一±30% ;H一±60%;J一±120%;K一 ±250%
元器件检验测试类型及测试级别的定义
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级别I-真实性检验（AIR）
概述：
通过化学腐蚀及物理显微观察等方法，来检验鉴定器件是否为原半导体厂商的器件。
检验的内容：
A、货品外包装、湿度标示卡、器件日期批号等检查确认及记录
B、外观检测，器件的表面状况、印字标准、重要标志
C、器件管脚的完整性、力矩扭矩、氧化程度、可焊性（必要时）
E、开封去盖，高倍显微观察器件内部晶粒状态，辨别器件是否为仿造冒牌产品（冒牌产品可能性能可以达到原厂标准、也可能不达标）
F、微线路显微拍照分析显微拍照分析，辨别器件的表面印字是否与器件内部晶粒印字一致。
（虽然型号相同、功能相同，但不是同级别的器件，以低级别的替代高级别的）
G、X光机透视器件内部状况（可选项）
级别II-直流特性参数测试（DCCT）
概述：
通过专用的IC测试机台来测量记录器件的直流特性参数，并比较分析器件的性能参数，又称静态度测试法。
测试的内容：
A、完成级别I测试中的所有项目
B、测试器件内部连线是否开短路（可能环境潮湿作用，内部连线及焊接点腐蚀，导致部分PIN脚通道开路；也可能是在封装过程中，某金属丝使之两PIN脚通道桥接或接地短路；或者PIN脚保护晶体管（二极管）开路等多种可能发生的因素）
C、测试输入负载电流限制（IIL/IIH）是否符合协议标准
D、测试输出门限电压（VOH/VOL）是否符合协议标准
E、测试静态电流（IDD）是否符合原厂要求
级别III-关键功能检测验证（KFR）
概述：
根据原厂器件产品的说明或应用笔记（范例），或者终端客户的应用电路，评估设计出可行性专用测试电路，通过外围电路或端口，施加相应的有效激励（信号源）给输入PIN脚，再通过外围电路的调节控制、信号放大或转换匹配等，使用通用的测量仪器或指示形式，来检测验证器件的主要功能是否正常。
检测验证的内容：
A、完成级别I测试中的所有项目
B、验证器件的主要功能是否失效。
C、验证器件的关键功能是否符合最终客户的要求。
（可能符合原厂标准，但不一定符合客户的需求）
D、验证部分器件是否已使用过（器件是否已经烧录程序或数据）。
级别IV-全部功能及特性参数测试（FFCT）
概述：
根据原厂提供的测试向量或自己仿真编写（比较艰难的过程）的测试向量，使用IC测试机台来测试验证器件的直流特性参数、器件的所有功能或工作运行的状态，但不包括AC参数特性的验证分析。
无铅工艺使用非焊接材料性能含义
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2006-12-1914:
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目前正在进行的无铅工艺讨论，很自然地把人们的目光吸引到清除产品和工艺中含铅成份问题上。
然而在电子产品制造过程中还有其它材料和工艺也因此受到影响，为此必须采取新措施和新思路以保证工艺生产流程中各项性能指标可靠运行。
表面安装粘接剂性与焊接材料密切相关，受采用无铅工艺带来的变化影响。
尽管无铅工艺温度增高是影响粘接剂性能的明显因素，而合金自身表面张力和比重等物理性能也有一定作用。
无铅装配中粘接性能
采用无铅合金进行波峰焊接机操作有明显变化，包括焊接槽温度上升到260°C左右，合金温度也高于锡铅焊料，无铅焊接波形也发生差异，波接触时间增加用于补偿浸润速度较慢的不足。
片状波调整后产生更多的旋转作用，从而对焊料起到更好的浸润作用。
上述每个因素对元构件和粘接剂固紧定位都有一定作用。
如果焊接环境侵鉵严重，估计穿越无铅波时可能出现构件脱焊失落率较高现象是不可避免，但只要注意工艺操作中临界参数的掌握，这种现象就可避免，装配程序也可随之"微调"达到最佳效果。
无故障工艺基本原则如下：
粘接剂固化
首先表面贴装粘接剂必须完全固化是十分重要的。
固化度对在经受波动环境中对粘接是否成功起到重要作用。
装配工以前通常作法只是在焊接剂局部固化后随即作业，用较短时间或较低温度降低工艺耗时，同时也降低构件粘接应力；然而在现在无铅工艺中，要求粘接剂全部固化后作业以保持粘接强度。
要求粘接结构连接贯通度较高，以保证高温强度和抗化学侵鉵能力达到最大化。
粘接剂强度随着温度升高而降低，因此残余热强度比室温下原始强度更为重要。
粘接剂玻璃隔热越温度是抗热度很好指标之－，温度越高越好。
图1－ 温度与粘接强度性能曲线图
焊药类型
在无铅工艺中焊药类型选择是表面安装粘接剂可靠性能另一个关键因素。
粘接剂如果没有完全固化会受到焊药侵蚀，尤其使用乙二醇类焊药。
然而即使水基焊药，我们仍然推荐粘接剂应完全固化后作业，以保证焊接可靠。
焊接合金材料
无铅焊接合金具有较大表面张力，当焊料熔化时在构件上产生较大的拉力作用。
如果焊料流放较差能造成较斜波峰线，造成PCB通过时受到阻力较大，构件受到的作用力也因此增大。
另外还有个保证粘接固化很好理由。
构件及其安装朝向
从整体来看，片状构件出现一些问题，在一个极端位置SOD80玻璃二极管可靠粘接证实困难，对这类构件的粘接剂沉淀夹持问题应引起注意，以后我们还将介绍。
在测试过程也可能出现相反情况，符合波长要求（即波峰同时接触两个终端面）构件似乎比波峰一端接触（波峰相继接触终端面）构件更容易出现接头粘接问题。
这就是石碑效应或称Manhattan效应。
当然许多装配工不仅面临朝向问题，而且还需在设计阶段考虑这方面性能如何提高问题。
焊点类型和焊点体积
许多装配工在贴装微型MELF元件时（例如SOD80s）使用两个小焊点，以防止贴装时移位偏斜。
然而熔化焊料的剪切力测试数据表明，对于这类元件焊接较大的单点粘接焊接好于双点粘接焊接。
原因单点粘接面积大于两个小点粘接面积总和。
使用方法
对于粘接剂可靠性问题，单从涂刷和配量之间选择余地不大，最重要的是要有足够体积量形成较大的粘接面积。
表面安装粘接剂无故障工艺的保障措施
只有按照上述基本要求贴装，正确使用表面安装粘接剂确保流程可靠，达到较低元件脱焊率。
尤其是使用足够量粘接剂和完全固化这两点十分重要，需要再三强调。
在转换无铅工艺时如果还不能完全接受使用，建议在波峰焊接中采用无VOC焊药。
我们讨论了无铅生产变化对表面贴装粘接剂影响时就认为保证无故障工艺实施。
受作业环境变化影响还有其它类产品，我们认为从如芯片级封装（CSP）和球栅阵列（BGA），无铅集成电路封装中使用无铅底层填料受益匪浅。
在此，将重点阐明所采用材料的类型必须使构件在无铅工艺中尽可能保持受较低应力作用。
芯片级封装趋势和底层填料使用实例
CSP和BGA使用的增长率高于生产增长率。
依靠上述封装实现产品性能更好、设计更紧凑、更方便和重量更轻。
它广泛运用于移动电话、掌上电话、汽车电子产品、数字音频、数码相机及笔记本电脑等产品。
由于电路接线最短，在最小的注脚范围内提供最高密度内部连接，CSP能满足对产品更快更小设计要求，又能保持产品原有可靠坚实耐用，甚至可以较低成本生产。
CSP现场使用整个过程都受到相当大的应力作用。
封装材料都具有传热特性和较高热膨胀应力周期系数（CTE）。
这可能导致焊接连接破裂或由于机械作用的破裂。
例如按键、跌落和弯曲试验。
现CSP设计趋势减少设备距离，而这样做使问题可能更为严重。
减少连接面积意味焊接接头强度更低；而较焊球直径和更大间距造成热膨胀系数感应程度不一致。
这样在高密度封装不断上升同时，也带来无铅合金韧性较差问题，造成潜在产品缺陷率上升。
因此，尽管在CSP原始设计并没有使用底层填料，随着构件设计水平提高随之出现底层填料别样使用。
现在CSP工艺评估中使用底层填料已是一种常规作法。
无铅工艺设计计算中底层填料甚至是非常有吸引力建议和作法。
采用合适规范材料有助于倒装芯片和CSP/微型BGA装配的可靠性提高，把应力分散在芯片或基底表面而不是都集中在焊锡珠上。
低电介质底层填料
低电介质工艺上使用要求替换氧化硅，铜质材料内部连结替代铝质材料，这对底层填料也提出更多的挑战。
尽管低电介质安装提供性能优势，然而交替结果产品脆性更大。
便产生这样的设想，主板级别安装应力可能影响芯片可靠性
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