Angesichts der zunehmenden globalen Sorge um Umweltprobleme sind Fahrzeuge mit neuer Energie zu einer wichtigen Richtung in der Automobilindustrie geworden. Im Stromversorgungssystem neuer Energiefahrzeuge erregt der Einsatz von Hochtemperaturkondensatoren zunehmend Aufmerksamkeit und Anerkennung. In diesem Artikel werden die Anwendung und die technologischen Eigenschaften von Hochtemperaturkondensatoren in den Stromversorgungssystemen von Fahrzeugen mit neuer Energie untersucht.Überblick über Stromversorgungssysteme für New Energy VehiclesDas Stromversorgungssystem von New-Energy-Fahrzeugen ist eine seiner Schlüsselkomponenten und seine Leistung wirkt sich direkt auf die Dynamik, Reichweite und Sicherheit des Fahrzeugs aus. Herkömmliche Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor sind zur Stromerzeugung auf Motoren mit fossilen Brennstoffen angewiesen, während Fahrzeuge mit neuer Energie als Energiequelle Elektromotoren nutzen, die typischerweise Komponenten wie Batteriepakete, Motorsteuerungen und Ladesysteme umfassen.TDie Rolle von HochtemperaturkondensatorenIm Stromversorgungssystem von New-Energy-Fahrzeugen sind Kondensatoren wichtige elektronische Komponenten, die hauptsächlich zur Energiespeicherung und Spannungsfilterung dienen. In Umgebungen mit hohen Temperaturen kommt es jedoch bei herkömmlichen Kondensatoren häufig zu Leistungseinbußen und einer verkürzten Lebensdauer, wodurch die Stabilität und Zuverlässigkeit des gesamten Systems beeinträchtigt wird. Daher ist der Einsatz von Hochtemperaturkondensatoren zu einer wirksamen Möglichkeit geworden, die Leistung von Stromversorgungssystemen für Fahrzeuge mit neuer Energie zu verbessern.Technologische Eigenschaften von Hochtemperaturkondensatoren Hochtemperaturbeständigkeit: Hochtemperaturkondensatoren werden aus speziellen Materialien und Strukturen entwickelt, die in Umgebungen mit hohen Temperaturen eine gute Leistung gewährleisten und Probleme wie Leckagen und Ausfälle minimieren. Lange Lebensspanne: Hochtemperaturkondensatoren haben eine längere Lebensdauer und sorgen für eine stabile elektrische Spannung Eigenschaften unter Hochtemperaturbedingungen und reduzieren so die Austausch- und Wartungskosten. Geringe Verluste: Hochtemperaturkondensatoren weisen geringe Verluste auf, wodurch die Energieausnutzung effektiv verbessert und Energieverluste während des Energieumwandlungsprozesses reduziert werden. Effiziente Energiespeicherung: Hochtemperaturkondensatoren verfügen über eine hohe Energiedichte und Leistungsdichte, was ein schnelles Laden und Entladen ermöglicht und die Anforderungen an schnelle Beschleunigung und hohe Leistungsabgabe in Elektrofahrzeugen erfüllt. Anwendung von Hochtemperaturkondensatoren in Stromversorgungssystemen für Fahrzeuge mit neuer EnergieBatteriemanagementsystem: Hochtemperaturkondensatoren können zur Glättung der DC-Busspannung und zur kurzfristigen Spitzenleistungskompensation in Batteriemanagementsystemen verwendet werden, wodurch die Systemstabilität und die dynamische Leistung verbessert werden. Motorsteuerungen: Hochtemperaturkondensatoren können zur DC-Bus-Spannungsfilterung und Leistungsfaktorkorrektur in Motorsteuerungen eingesetzt werden, wodurch die Effizienz und Reaktionsgeschwindigkeit des Motorantriebs verbessert wird. Schnellladesysteme: Hochtemperaturkondensatoren können zur Glättung der DC-Busspannung und zur kurzfristigen Spitzenleistungsunterstützung in Schnellladesystemen eingesetzt werden, wodurch die Ladezeit verkürzt und die Ladeeffizienz verbessert wird. Elektronische Geräte im Fahrzeug: Hochtemperaturkondensatoren können auch zur Leistungsfilterung und -regelung in elektronischen Geräten im Fahrzeug verwendet werden und stellen so den normalen Betrieb verschiedener elektronischer Geräte im Fahrzeug sicher. Abschluss Mit der rasanten Entwicklung von Fahrzeugen mit neuer Energie haben Hochtemperaturkondensatoren als wichtige elektronische Komponenten breite Perspektiven in den Stromversorgungssystemen von Fahrzeugen mit neuer Energie. Angesichts des kontinuierlichen Fortschritts und der Verbesserung der Hochtemperaturkondensatortechnologie wird davon ausgegangen, dass sie in Zukunft eine immer wichtigere Rolle im Bereich neuer Energiefahrzeuge spielen und die Popularisierung und Entwicklung neuer Energiefahrzeuge stark unterstützen werden. 

 Für Superkondensatoren gibt es unterschiedliche Klassifizierungsmethoden basierend auf unterschiedlichen Inhalten.Erstens können Superkondensatoren je nach Energiespeichermechanismus in zwei Kategorien eingeteilt werden: elektrische Doppelschichtkondensatoren und Faraday-Quasi-Kondensatoren. Unter ihnen erzeugen elektrische Doppelschichtkondensatoren Speicherenergie hauptsächlich durch die Adsorption reiner elektrostatischer Ladungen auf der Elektrodenoberfläche. Faraday-Quasi-Kondensatoren erzeugen Faraday-Quasi-Kapazität hauptsächlich durch reversible Redoxreaktionen auf und nahe der Oberfläche von Faraday-Quasi-kapazitiven aktiven Elektrodenmaterialien (wie Übergangsmetalloxiden und Polymerpolymeren) und ermöglichen so die Energiespeicherung und -umwandlung.Zweitens kann man ihn je nach Art des Elektrolyten in zwei Kategorien einteilen: wässrige Superkondensatoren und organische Superkondensatoren.Je nachdem, ob die Arten der aktiven Materialien gleich sind, können sie außerdem in symmetrische Superkondensatoren und asymmetrische Superkondensatoren unterteilt werden.Schließlich lassen sich Superkondensatoren je nach Zustand des Elektrolyten in zwei Kategorien einteilen: Festelektrolyt-Superkondensatoren und Flüssigelektrolyt-Superkondensatoren.

 1) Lebensdauer: Wenn der Innenwiderstand des Superkondensators zunimmt, nimmt die Kapazität ab, wenn er innerhalb des angegebenen Parameterbereichs liegt, und seine effektive Nutzungsdauer kann verlängert werden, was im Allgemeinen mit seinen in Artikel 4 angegebenen Eigenschaften zusammenhängt. Was beeinflusst Das aktive Austrocknen der Lebensdauer, der Anstieg des Innenwiderstandes und das Absinken der Fähigkeit, elektrische Energie auf 63,2 % zu speichern, wird als Lebensende bezeichnet.2) Spannung: Superkondensatoren haben eine empfohlene Spannung und eine optimale Arbeitsspannung. Wenn die verwendete Spannung höher als die empfohlene Spannung ist, verkürzt sich die Lebensdauer des Kondensators, aber der Kondensator kann im Überspannungszustand lange Zeit ununterbrochen arbeiten. Die Aktivkohle im Inneren des Kondensators zersetzt sich und bildet ein Gas. Es ist vorteilhaft, elektrische Energie zu speichern, sie darf jedoch das 1,3-fache der empfohlenen Spannung nicht überschreiten, da sonst der Superkondensator durch die zu hohe Spannung beschädigt wird.3) Temperatur: Die normale Betriebstemperatur des Superkondensators beträgt -40 ~ 70 ℃. Temperatur und Spannung sind wichtige Faktoren, die die Lebensdauer von Superkondensatoren beeinflussen. Jeder Temperaturanstieg um 5 °C verkürzt die Lebensdauer des Kondensators um 10 %. Bei niedrigen Temperaturen führt eine Erhöhung der Betriebsspannung des Kondensators nicht zu einer Erhöhung des Innenwiderstands des Kondensators, was die Effizienz des Kondensators verbessern kann. 4) Entladung: Bei der Impulsladetechnik ist der Innenwiderstand des Kondensators ein wichtiger Faktor; Bei der Kleinstromentladung ist die Kapazität ein wichtiger Faktor.5) Laden: Es gibt viele Möglichkeiten, Kondensatoren aufzuladen, z. B. Laden mit konstantem Strom, Laden mit konstanter Spannung und Impulsladen. Während des Ladevorgangs verringert die Reihenschaltung eines Widerstands mit der Kondensatorschaltung den Ladestrom und erhöht die Lebensdauer der Batterie.

 1) Superkondensatoren haben eine feste Polarität. Überprüfen Sie vor der Verwendung die Polarität.2) Superkondensatoren sollten bei Nennspannung verwendet werden. Wenn die Kondensatorspannung die Nennspannung überschreitet, kommt es zur Zersetzung des Elektrolyten, gleichzeitig erwärmt sich der Kondensator, die Kapazität nimmt ab, der Innenwiderstand steigt und die Lebensdauer verkürzt sich.3) Superkondensatoren sollten nicht in Hochfrequenz-Lade- und Entladekreisen verwendet werden. Durch das schnelle Hochfrequenzladen und -entladen erwärmt sich der Kondensator, die Kapazität nimmt ab und der Innenwiderstand steigt.4) Die Umgebungstemperatur hat einen wichtigen Einfluss auf die Lebensdauer des Superkondensators. Daher sollten Superkondensatoren möglichst weit entfernt von Wärmequellen aufgestellt werden.5) Wenn ein Superkondensator als Notstromversorgung verwendet wird, kommt es im Moment der Entladung zu einem Spannungsabfall, da der Superkondensator einen großen Innenwiderstand hat.6) Superkondensatoren sollten nicht in einer Umgebung mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von mehr als 85 % oder mit giftigen Gasen aufgestellt werden. Unter diesen Umständen werden die Leitungen und das Kondensatorgehäuse korrodiert, was zu einer Unterbrechung führt.7) Superkondensatoren sollten nicht in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit aufgestellt werden. Sie sollten möglichst in einer Umgebung mit einer Temperatur von -30 bis 50 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von weniger als 60 % gelagert werden. Vermeiden Sie plötzliche Temperaturanstiege und -abfälle, da dies zu Produktschäden führen kann. 8) Bei der Verwendung eines Superkondensators auf einer doppelseitigen Leiterplatte ist zu beachten, dass die Verbindung nicht durch die Reichweite des Kondensators hindurchgehen kann. Aufgrund der Art und Weise, wie der Superkondensator installiert ist, kann es zu einem Kurzschluss kommen.9) Wenn der Kondensator auf die Leiterplatte gelötet wird, darf das Kondensatorgehäuse nicht mit der Leiterplatte in Kontakt kommen, da sonst das Lot in das Durchgangsloch des Kondensators eindringt und die Leistung des Kondensators beeinträchtigt.10) Kippen oder verdrehen Sie den Kondensator nach der Installation eines Superkondensators nicht mit Gewalt. Dies führt dazu, dass sich die Kondensatorleitungen lockern und die Leistung beeinträchtigt wird.11) Vermeiden Sie eine Überhitzung der Kondensatoren beim Löten. Wenn der Kondensator beim Schweißen überhitzt, verringert sich die Lebensdauer des Kondensators.12) Nach dem Löten des Kondensators müssen die Leiterplatte und der Kondensator gereinigt werden, da einige Verunreinigungen zu einem Kurzschluss des Kondensators führen können.13) Wenn Superkondensatoren in Reihe verwendet werden, besteht ein Problem des Spannungsausgleichs zwischen den Zellen. Eine einfache Reihenschaltung führt zu einer Überspannung eines oder mehrerer einzelner Kondensatoren, wodurch diese Kondensatoren beschädigt werden und die Gesamtleistung beeinträchtigt wird. Wenn die Kondensatoren daher in Reihe verwendet werden, ist technische Unterstützung vom Hersteller erforderlich.14) Treten bei der Verwendung von Superkondensatoren weitere Anwendungsprobleme auf, sollten Sie sich an den Hersteller wenden oder die entsprechenden technischen Daten in der Anleitung des Superkondensators nachschlagen.

 1. Ausfall des Keramikchip-Kondensators durch äußere Krafteinwirkung(1) Weil die Keramik-Chip-Kondensator Da es spröde ist und keinen Stift hat, wird es stark von der Kraft beeinflusst. Sobald die Innenelektrode durch äußere Kräfte beeinflusst wird, kann sie leicht brechen, was zum Ausfall des Keramikchipkondensators führt. Wie in den Abbildungen unten dargestellt, ist das Kondensatorende des Keramikpflasters aufgrund äußerer Krafteinwirkung gebrochen oder beschädigt. Beispielsweise wird bei der mechanischen Montage die Leiterplattenbaugruppe in das Gehäuse eingebaut und der elektrische Treiber für die Montage verwendet. Zu diesem Zeitpunkt führt die mechanische Beanspruchung des elektrischen Treibers dazu, dass der Kondensator leicht abgeschaltet wird.     (2) Aufgrund des Qualitätsproblems der schlechten Verbindungskraft des Keramikchip-Kondensatorendes (Körper und Elektrode) kann die Metallelektrode durch den Prozess des Schweißens, des Warmstanzens, des Debuggens und anderer äußerer Kräfte leicht abfallen Körper und Elektrode sind getrennt, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.  2. Fehler durch unsachgemäßen Schweißvorgang (1) Es kommt sehr häufig vor, dass der Thermoschock von Keramikchipkondensatoren durch unsachgemäßes manuelles Schweißen oder Nacharbeiten des elektrischen Bügeleisens verursacht wird. Beim Schweißen kommt es zu einem Thermoschock. Wenn der Bediener die Spitze des Lötkolbens direkt mit der Elektrode des Kondensators berührt, führt der Thermoschock zu Mikrorissen im Körper des Keramikchip-Kondensators und der Keramikchip-Kondensator fällt nach einiger Zeit aus. Grundsätzlich sollte das SMT von Hand geschweißt werden. Mehrfaches Schweißen, einschließlich Nacharbeiten, wirkt sich auch auf die Lötbarkeit des Chips und die Beständigkeit gegen Schweißhitze aus. Der Effekt ist kumulativ, sodass es nicht geeignet ist, den Kondensator viele Male hohen Temperaturen auszusetzen (2) Das Zinn an beiden Enden des Kondensators ist beim Schweißen asymmetrisch. Beim Schweißen ist das Zinn an beiden Enden des Kondensators asymmetrisch, wie in der folgenden Abbildung dargestellt. Das Zinn an beiden Enden des Kondensators ist asymmetrisch. Wenn der Kondensator einer äußeren Krafteinwirkung oder einem Belastungstest ausgesetzt wird, wird das Keramikpflaster durch übermäßiges Löten stark beeinträchtigt. Die Fähigkeit des Kondensators, mechanischer Beanspruchung standzuhalten, führt zu Rissen im Gehäuse und an der Elektrode sowie zum Ausfall.   (3) Zu viel LotZu den Faktoren, die den Grad der mechanischen Beanspruchung eines mehrschichtigen Keramikchipkondensators auf einer Leiterplatte beeinflussen, gehören das Material und die Dicke der Leiterplatte, die Menge des Lots und die Position des Lots. Insbesondere beeinträchtigt zu viel Lot die Fähigkeit des Chip-Kondensators, mechanischer Beanspruchung standzuhalten, und führt zum Ausfall des Kondensators. 3. Kondensatorausfall aufgrund unangemessener Pad-Konstruktion(1) Das Design des Pads ist unangemessen, wie in der folgenden Abbildung dargestellt, wenn das Pad ein Loch aufweist. Das Lot geht verloren (es gibt ein solches Designphänomen im Produkt), was aufgrund der Asymmetrie des Lots an beiden Enden des Kondensators zu Schweißfehlern führt. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Stressscreening oder ein externer Krafttest durchgeführt. Die an beiden Enden des Keramikchipkondensators freigesetzte Spannung führt leicht zu Rissen und Ausfällen.  (2) Ein anderes Pad-Design ist in der folgenden Abbildung dargestellt. Beim Online-Schweißen ist die Größe der Pads an beiden Enden des Kondensators unterschiedlich oder asymmetrisch (dieses Designphänomen gibt es im Produkt), und die Menge der gedruckten Lotpaste ist ganz unterschiedlich. Das kleine Pad reagiert schnell auf die Temperatur und die darauf befindliche Lotpaste schmilzt zuerst. Unter der Wirkung der Lötpastenspannung richtet sich das Bauteil auf, was zu einem „aufrechten“ Phänomen oder einer Lötasymmetrie führt, die zum Ausfall des Kondensators führt. Ein Ende mehrerer Keramikchipkondensatoren teilt sich ein großes Pad. Wenn ein Kondensator am gemeinsamen Ende repariert werden muss oder einer der Kondensatoren ausfällt und ersetzt werden muss, erleidet auch ein Ende der anderen Komponenten einen Thermoschock und der Kondensator ist anfällig für Ausfälle.   4. Fehler durch Schlagtest bei hoher und niedriger TemperaturWährend des Tests ist der Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE) von PCB, MLCC-Endelektrode und Keramikdielektrikum gering und der Chipkondensator ist aufgrund des schnellen Wechsels von Kälte und Hitze einer gewissen thermischen Belastung ausgesetzt. Der Körper (Keramik) und die Elektrode (Metall) von SMC erzeugen Spannungsrisse, die zum Versagen von SMC führen. 5. Ausfall durch mechanische BeanspruchungEin unsachgemäßer Betrieb der Druckplatte während des Montageprozesses führt zu mechanischer Belastung, die zum Bruch des Kondensators führt, und das Pad ist in der Nähe des Schraubenlochs konstruiert, was bei der Montage leicht zu mechanischen Schäden führen kann. Eine solche Beschädigung führt dazu, dass sich der Riss im Temperaturschocktest weiter ausdehnt, was zum Ausfall des Kondensators führt. Aus der Struktur ist ersichtlich, dass MLCC großen Druckspannungen standhalten kann, seine Biegefestigkeit jedoch gering ist. Jeder Vorgang, der bei der Kondensatormontage zu einer Biegeverformung führen kann, führt zu Rissen in den Bauteilen.

 1. Vermeiden Sie äußere Gewalt(1) Während des Montageprozesses muss vermieden werden, dass die Leiterplatte einer zu starken oder zu schnellen Biegung ausgesetzt wird.(2) Keramikchip-Kondensatoren sind so konzipiert, dass beim Biegen der Leiterplatte hohe mechanische Belastungen vermieden werden, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.(3) Die beiden Lötstellen des Keramikchipkondensators sollten so konstruiert und mechanisch verbunden sein. Die Spannungsrichtung ist ausgeglichen und nicht im rechten Winkel, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.(4) Wenn die Leiterplatte an der Steckerverbindung zwischen Kabel und PCBA beim Herausziehen oder Einstecken des Steckers nicht gestützt wird, verzieht sich die Leiterplatte und beschädigt die benachbarten Komponenten. Wenn die Leiterplattenfläche groß ist (d. h. mehr als 15 cm × 15 cm), muss besonders darauf geachtet werden, Schäden an den Bauteilen zu vermeiden. 2. MaterialauswahlUm die thermische Anpassung zwischen dem Chip-Kondensator und dem Substratmaterial zu verbessern, ist es notwendig, das geeignete Substratmaterial und den Kondensator mit höherem Niveau und besserer Beständigkeit gegenüber thermischer Belastung und mechanischer Belastung auszuwählen, um den Anforderungen der Produktverwendung gerecht zu werden. 3. SchweißanforderungenBeim Schweißen sollte der Bediener die Prozessdisziplin strikt umsetzen und das Schweißen gemäß den Prozessdokumenten und typischen Prozessanforderungen durchführen. 4. DesignanforderungenDer Pad-Abstand sollte angemessen sein. Das Design in der folgenden Abbildung (a) kann aufgrund von Spannungen nach dem Schweißen des Chipkondensators leicht beschädigt werden. Das Design in der folgenden Abbildung (b) trägt dazu bei, die Widerstandsfähigkeit gegenüber mechanischer Beanspruchung zu verbessern. (2) Bei der Gestaltung von Leiterplatten sollten Designer die Pads nach Unternehmensstandard entwerfen, um unangemessenes Design zu vermeiden. 5. ReparaturanforderungenWenn es notwendig ist, den Kondensator zu reparieren, sollte der Kondensator nach dem Schweißen unter Berücksichtigung der Auswirkungen des Schweißwärmestaus entsorgt und ein neuer Kondensator verwendet werden. 6. FazitDie richtige Betriebsmethode, eine angemessene Materialauswahl und das richtige Pad-Design können eine sehr gute Rolle dabei spielen, den Ausfall von Kondensatoren zu reduzieren, die Produktqualität und -zuverlässigkeit zu verbessern und unnötige Nacharbeiten zu vermeiden. 

  i. Vorsichtsmaßnahmen bei der LagerungFeuchtigkeitsempfindlichkeitsstufe (MSL)：MSL3Lagerbedingungen: Temperatur: -5~40°C， Feuchtigkeit: ≤60 % relative LuftfeuchtigkeitFrei von korrosiven Gasen. Nach dem Entfernen der Vakuumverpackung sollte der Kondensator nicht länger als 24 Stunden der Luft ausgesetzt werden. Nicht verwendete Kondensatoren sollten erneut vakuumiert oder in einem trockenen Schrank aufbewahrt werden.  ii. Vorsichtsmaßnahmen vor dem LötenTantalkondensatoren kann durch Wellenlöten, Reflow-Löten und Handlöten befestigt werden. In den Fällen A, B, C, D, D1 und E wird die Verwendung von Reflow-Löten empfohlen (falls Handlöten erforderlich ist, siehe 2. Vorsichtsmaßnahmen für Handlötarbeiten) und Gehäuse F und höher sind nur zum Handlöten geeignet (Tantalkondensatoren mit großem Gehäuse werden durch Reflow-Löten gelötet, aufgrund der Ausdehnung des Kerns kann es sehr leicht zu Rissen im Gehäuse kommen.).1. BackbehandlungBei CA55-Kondensatoren, die länger als 24 Stunden ausgepackt und der Luft ausgesetzt waren, muss der Benutzer vor der Verwendung das Klebeband entfernen und ein zweites Backen bei Luftfeuchtigkeit durchführen ≤ 60 % relative Luftfeuchtigkeit, um sicherzustellen, dass vor dem Löten keine übermäßige Feuchtigkeit im Inneren des Kondensators absorbiert wird. Die empfohlene Backtemperatur und -zeit sind:A. Für CA55-Kondensatoren, die länger als 24 Stunden ausgepackt und der Luft ausgesetzt waren, wird empfohlen, sie vor dem Löten 12 Stunden lang bei 125 °C zu backen.B. Bei CA55-Kondensatoren, die länger als eine Woche ausgepackt und der Luft ausgesetzt waren, müssen Gehäuse A, B, C, D1, D und E 24 Stunden lang bei 125 °C gebacken werden; Fall F und höher sind nur zum Handlöten geeignet und müssen vor dem Löten nicht gebrannt werden.2. HandlötenKondensatoren, die von Hand gelötet werden, müssen vor dem Löten nicht gebrannt werden, die Temperatur der Lötkolbenspitze sollte jedoch streng kontrolliert werden. Es wird empfohlen, eine Löttemperatur von 280–350 °C zu verwenden ℃ (30-W-Leistungslötkolben, antistatischer elektrischer Keramiklötkolben wird empfohlen). Gleichzeitig ist zu beachten:A. Es ist verboten, das Elementsubstrat direkt mit einer Lötkolbenspitze zu erhitzen. Denn ein übermäßiger Temperaturschock kann die innere Mikrostruktur des Bauteils beschädigen und zu Leistungseinbußen führen.B. Das Lötpad muss mit Lötpaste vorgedruckt werden und die Dicke der Lötpaste sollte zwischen 0,15 mm und 0,20 mm kontrolliert werden.C. Es ist notwendig, eine Leiterplattenheizung zu verwenden, um die verklebten Komponenten auf mindestens 125 °C vorzuwärmen ℃~150 ℃/5 Minuten, wobei darauf zu achten ist, dass die Temperatur des Bauteilsubstrats möglichst nahe am Schmelzpunkt der Lotpaste liegt.D. Die Position der Lötkolbenspitze zur Löterwärmung ist das Lötpad, nicht das Bauteilsubstrat.3. Reflow-LötenDie Reflow-Lötkurve ist für die Fälle A, B, C, D, D1, E geeignet:Bleifreie Kondensatoren: Die maximale Löttemperatur beträgt 250 ± 5 °CBleikondensatoren: Die maximale Löttemperatur beträgt 235 °C±5℃    

  Hermetisch abgedichteter Hochenergie-Tantalkondensator zeichnet sich durch hohe Leistung, hohe Energiedichte, niedrige Impedanz und vollständige Abdichtung aus. Durch die innovative Parallelstruktur mit mehreren Anoden wird die Eigenimpedanz des Kondensators deutlich reduziert, was zu einer geringeren Wärmeentwicklung und einer höheren Zuverlässigkeit beim Laden und Entladen mit hoher Leistungsdichte führt. Darüber hinaus kann es in Stromkreisen mit einigen Wechselstromkomponenten zur Entladung und Doppelfunktionsfilterung als Filter und Leistungskompensationsgerät verwendet werden. Um eine hohe Zuverlässigkeit im Einsatz zu gewährleisten, beachten Sie bitte die folgenden Punkte. 1. Testen 1.1 Der hermetisch abgedichtete Hochenergie-Tantalkondensator ist eine polare Komponente, die Polarität darf während der Verwendung und Prüfung nicht umgekehrt werden. Bei einer Verpolung wird die Zuverlässigkeit des Kondensators irreversibel beeinträchtigt und er kann nicht mehr verwendet werden. 1.2 Kapazitäts- und Verlustfaktorr Messbedingungen: 1,0 Veff bei 100 Hz 1.3 Äquivalenter Serienwiderstand（ESR）：gemessen bei 1000 Hz, 1 Vrms 1.4 Ableitstromtest: Bemessungsspannung oder Klassenspannung 5 Minuten lang anlegen. Die qualifizierten Standards für Ableitströme finden Sie in den Produktspezifikationen und den entsprechenden Spezifikationen. 1.5 Es müssen professionelle Prüfinstrumente und Vorrichtungen verwendet werden. Mit einem Multimeter können keine Parameter getestet werden hermetisch abgedichteter Hochenergie-Tantalkondensator. Eine Prüfung mit einem Multimeter ist unabhängig von der Polarität nicht möglich. 1.6 Ein hermetisch versiegelter Hochenergie-Tantalkondensator kann eine große Menge elektrischer Energie speichern. Nach der Durchführung eines Leckstromtests muss der Kondensator vor der Verwendung mit einem Standard-Leckstromtester gründlich entladen werden. Entladungswiderstand: 1000 Ohm; Entladezeit: ≥ 5 MinutenRestspannung nach Entladung：＜1V 1.7 Die Prüfung der elektrischen Leistung muss in der folgenden Reihenfolge durchgeführt werden und darf nicht verletzt werden.Testablauf: Kapazitäts- und Verlustfaktor - ESR – Leckstrom – Entladung  2. Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung auf verschiedenen Stromkreisen 2.1 VerzögerungsschutzschaltungDie in solchen Schaltkreisen verwendeten Kondensatoren dienen in erster Linie als Notstromversorgung für unerwartete Stromausfälle und erfordern ein automatisches Einschalten, wenn die Hauptstromquelle plötzlich ausfällt. Sie müssen unter bestimmten Spannungs- und Leistungsdichteanforderungen eine bestimmte Stromversorgungsdauer aufrechterhalten. Achten Sie beim Entwurf solcher Schaltkreise bitte auf den mathematischen Zusammenhang zwischen der Gesamtimpedanz des nachgeschalteten Schaltkreises des Kondensators und der erforderlichen Spannung, Kondensatorkapazität und dem Leistungsbedarf. Darüber hinaus ist es ratsam, während der Entwurfsphase bei der Auswahl der Kondensatorkapazität einen Spielraum von mindestens 50 % zu lassen, um sicherzustellen, dass im Falle unvorhergesehener Faktoren genügend Stromversorgungszeit und Leistungsdichte zur Verfügung stehen. Die konkrete Berechnung lautet wie folgt: Wenn die Schaltung normal funktioniert,Eingangsleistung: PKapazität: CSpannung an beiden Enden: U1Dann beträgt die vom Kondensator gespeicherte Energie W1=C（U12）/2Wobei U12 das Quadrat von U1 darstellt.Bei Ausfall der Eingangsstromversorgung sinkt nach einer Zeit t die Spannung an beiden Enden U2,Dann beträgt die verbleibende Energie des KondensatorsW2=C（U22）/2Die dabei freigesetzte Energie: W=W1-W2=C（U12-U22）/2Sie sollte der Energie entsprechen, die erforderlich ist, damit der Stromkreis ordnungsgemäß funktioniert:W=Pt（d.h. Eingangsleistung multipliziert mit der Zeit）Daher,C（U12-U22）/2=PtDaraus ergibt sich die für die Schaltungserhaltungszeit t erforderliche Mindestkapazität zu:C=2Pt/（U12-U22）In praktischen Anwendungen ist U2 die minimale Eingangsspannung, mit der eine Schaltung normal arbeiten kann. Beispiel:Wenn die Schaltung normal funktioniert, beträgt die Eingangsspannung 28 V (U1), die Eingangsleistung 30 W (P) und die minimale Eingangsspannung, die normal funktionieren kann, beträgt 18 V (U2). Es ist erforderlich, dass die Schaltung auch nach einem Stromausfall von 50 Millisekunden (t) von der Eingangsstromversorgung noch funktionieren kann, dann beträgt die für die Energiespeicherkapazität erforderliche Mindestkapazität C=2Pt/（U12-U22） =2×30×50/（282-182） =3000/（784-324） =6,522mF=6522μF Ein Energiespeicherkondensator, der am vorderen Ende eines Stromversorgungskreises verwendet wird, hat eine Eingangsspannung von 50 V. Wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, beginnt der Kondensator, Energie an den nachfolgenden Stromkreis zu liefern, und die Spannung muss auf mindestens 50 V gehalten werden 18 V bei gleichzeitiger Bereitstellung von Energie für 75 W. Berechnen Sie die erforderliche Kapazität.Diese Schaltung erfordert auch einen genauen Schleifenwiderstand. Die Größe des Stromkreiswiderstandes bestimmt die erforderliche Kapazität des Kondensators.Die Umrechnungsformel für die Leistung jedes Parameters in dieser Schaltung lautet wie folgt:C=R×PT×T/(U1-U2) In der Gleichung: C: Erforderliche Kapazität (F)R: Gesamtwiderstand des Stromkreises (Ω)Pt: Die Leistung, die der Stromkreis aufrechterhalten muss (W)T: Haltezeit der Schleifenleistung (s)U1: Eingangsspannung (V)U2: Spannung, die eine bestimmte Leistung und Entladezeit (V) aufrechterhalten kannDer in solchen Schaltkreisen verwendete Kondensator muss auf maximal 70 % der Nennspannung herabgesetzt werden. 2.2 Lade- und EntladeschaltungAufgrund seiner hohen Energiedichte und niedrigen Impedanzeigenschaften ist dieser Kondensator die beste Wahl für Hochleistungsentladungsschaltungen. Der hermetisch abgedichtete Hochenergie-Tantalkondensator, der in solchen Schaltkreisen verwendet wird, kann unter bestimmten Bedingungen immer noch eine hohe Leistungsdichte bei unbegrenztem Laden und Entladen erreichen und weist dennoch eine hohe Zuverlässigkeit auf. Es ist die beste Sofortstromversorgung. In solchen Schaltkreisen kann der Zusammenhang zwischen der Kapazität der Kondensatoren, der Ausgangsleistungsdichte und der Lastleistung unter Bezugnahme auf Abschnitt 2.1 berechnet werden. Bei diesem Schaltungstyp darf der maximale Entladestrom I, dem der Kondensator einzeln ausgesetzt werden kann, 50 % des nach der folgenden Formel berechneten Stromwerts nicht überschreiten;Aufgrund des inhärenten thermischen Gleichgewichtsproblems, mit dem Kondensatoren bei Hochleistungsentladungen zwangsläufig konfrontiert sind, wird der maximale Gleichstromimpuls, dem Tantalkondensatoren in einem Gleichstrom-Hochleistungsentladungskreis mit fester Impedanz sicher standhalten können, durch die folgende Formel bestimmt: I=UR /（R+ESR） In der Gleichung: I: Maximaler DC-Stoßstrom (A)R: Die Gesamtimpedanz des Stromkreises zum Testen oder Entladen (Ω)UR: Nennspannung (V)ESR: Äquivalenter Serienwiderstand (Ω) Aus der obigen Formel lässt sich erkennen, dass bei einem Produkt mit einem höheren ESR (Äquivalenter Serienwiderstand) seine sichere DC-Stoßstrombelastbarkeit verringert wird. Dies bedeutet auch, dass, wenn ein Produkt den halben ESR eines anderen hat, seine Widerstandsfähigkeit gegen Gleichstromstöße doppelt so hoch ist und auch seine Filtereigenschaften besser sind.Beim Einsatz von Kondensatoren in solchen Schaltkreisen sollte die tatsächliche Betriebsspannung 70 % der Nennspannung nicht überschreiten, da die Kondensatoren kontinuierlich mit hoher Leistung arbeiten. Angesichts der Auswirkungen der Wärmeableitung auf die Zuverlässigkeit ist es für eine höhere Zuverlässigkeit sogar besser, die Nutzung auf unter 50 % zu reduzieren.Darüber hinaus kommt es bei der Verwendung dieses Kondensatortyps in solchen Schaltkreisen aufgrund des hohen Betriebsstroms zu einer gewissen Erwärmung des Kondensators. Bei der Platzierung des Kondensators ist unbedingt darauf zu achten, dass er nicht zu nahe an anderen wärmeempfindlichen Bauteilen positioniert wird. Darüber hinaus muss der Einbauraum für diesen Kondensator gut belüftet sein. 2.3 Filterung und Leistungskompensation für die Sekundärseite der Stromversorgung Der zulässige Wechselstromwelligkeitswert des in solchen Schaltkreisen verwendeten Kondensators muss streng kontrolliert werden. Andernfalls kann eine übermäßige Wechselstromwelligkeit zu einer erheblichen Erwärmung des Kondensators und einer verringerten Zuverlässigkeit führen. Grundsätzlich sollte der maximal zulässige Wechselstromwelligkeitswert 1 % der Nennspannung nicht überschreiten, der Strom sollte 5 % des maximal zulässigen Entladestroms nicht überschreiten und die maximal zulässige Betriebsspannung des Kondensators sollte 50 % des Nennwerts nicht überschreiten Stromspannung. 3. Derating-Design von hermetisch abgedichteter Hochenergie-Tantalkondensator Im Allgemeinen hängt die Zuverlässigkeit von Kondensatoren eng mit den Betriebsbedingungen der Schaltung zusammen. Um eine ausreichende Zuverlässigkeit im Einsatz zu gewährleisten, ist die Einhaltung folgender Grundsätze unbedingt erforderlich:3.1 Reduzieren Sie mehr statt wenigerDenn je größer die Leistungsreduzierung der Kondensatoren ist, desto höher ist die Zuverlässigkeit im Umgang mit unerwarteten Stromschlägen. Darüber hinaus sollte das Derating-Design auf der Zuverlässigkeit unter möglichen extremen Einsatzbedingungen wie hohen Betriebstemperaturen, hohen Rippelströmen und erheblichen Temperatur- und Leistungsschwankungen basieren. 3.2 Wählen Sie lieber eine große als eine kleine KapazitätJe größer die Kapazität, desto höher ist die momentane elektrische Energie, die sie liefern kann. Da dieser Kondensator außerdem in die Grundkategorie der Tantal-Elektrolytkondensatoren fällt, erfährt er bei niedrigen Temperaturen einen größeren Kapazitätsverlust (im Vergleich zu Festkörper-Tantalkondensatoren). Daher sollte die Kapazitätsauswahl auf der Kapazität bei extrem negativen Temperaturen basieren. Dies ist besonders wichtig für Kondensatoren, die in großen Höhen eingesetzt werden. Spezifische Kapazitätsschwankungen bei niedrigen Temperaturen finden Sie in den Produktspezifikationen und relevanten Normen. 3.3 Auswahl der ImpedanzFür Schaltkreise, die in Situation 2.3 verwendet werden, ist es für eine höhere Zuverlässigkeit und verbesserte Filterleistung wichtig, wann immer möglich Produkte mit einem niedrigeren ESR zu wählen. 3.4 Auswahl der KondensatorgrößeDa kleinere Produkte mit gleicher Kapazität und Spannung aus Tantalpulver mit höherer spezifischer Kapazität hergestellt werden müssen, ist der ESR des Produkts höher und auch der Leckstrom größer. Daher ist die Zuverlässigkeit des Produkts geringer als bei größeren Produkten. Wenn es der Bauraum zulässt, sollten möglichst Produkte mit größeren Volumina eingesetzt werden, um eine höhere Zuverlässigkeit zu erreichen. 4. Installation 4.1 Installationsmöglichkeiten Der positive Anschlussdraht von Hybridenergie-Tantalkondensatoren kann nicht direkt an die Leiterplatte geschweißt werden, sondern muss über den externen Anschlussdraht an die Leiterplatte geschweißt werden. Es wird hochenergetisches Tantal-Komposit vorhanden sein.Es gibt drei Möglichkeiten, die Platine zu installieren, wie unten gezeigt:Abbildung 1：Installationsart einer einzelnen Minuspolleitung (durch Montagerahmen befestigt)  Figur 2：Installationsmodus mit doppelter negativer oder dreifacher negativer Leitung (festgelegt durch negative Leitung)  Figur 3：Doppelschrauben- oder Dreifachschraubenmontage (Befestigung durch Schraube) 4.2 Überlegungen zur Auswahl der Installationsmethode Aufgrund der relativ großen Masse und Größe dieses Kondensators empfiehlt es sich, bei der Installation folgende Grundsätze zu beachten:（a）Bei Spezifikationen mit großer Größe und Masse sollten so weit wie möglich die vom Hersteller bereitgestellten Standardmontagehalterungen verwendet werden, um sicherzustellen, dass es bei der Verbindung zwischen Produkt und Stromkreis nicht zu plötzlichen Stromkreisunterbrechungen kommt, wenn das Gerät großen Vibrationen und Überlastungsstößen ausgesetzt ist um die Anforderungen an die Installationsfestigkeit sicherzustellen.(b) Für Bedingungen, bei denen Größe und Masse relativ gering sind und strenge Anforderungen an den Installationsraum bestehen, können Kondensatorprodukte mit integrierten Befestigungsschrauben verwendet werden. Bei solchen Installationen ist unbedingt auf eine hohe Festigkeit der Leiterplatte zu achten. Darüber hinaus muss nach dem Anziehen der Befestigungsschrauben ein Dichtmittel auf Epoxidbasis zum Sichern der Schrauben verwendet werden. Wenn die Bedingungen es zulassen, können auch andere Befestigungsarten (z. B. das Auftragen von Klebstoff auf den Kondensatorsockel) eingesetzt werden, um sicherzustellen, dass die Montagefestigkeit des Kondensators den Anforderungen für extreme Einsatzbedingungen entspricht.(c) Bei Produkten, die in Hochleistungs-Dauerentladungskreisen verwendet werden, sollten Kondensatoren nicht zu nahe an Geräten mit erheblicher Wärmeableitung installiert werden, um eine Überhitzung des Kondensators und eine verminderte Zuverlässigkeit zu verhindern. Darüber hinaus sollten Kondensatoren, die in solchen Schaltkreisen verwendet werden, keine wärmeisolierenden Dichtungsbeschichtungen auf ihren Gehäusen aufweisen, um eine Verschlechterung der Wärmeableitungsleistung zu vermeiden, was zu erhöhten Temperaturen und einer verringerten Zuverlässigkeit der Kondensatoren führen könnte.(D) Bei Produkten, die in unterbrechungsfreien Entladekreisen mit hoher Leistung verwendet werden, ist es wichtig, über gute Belüftungsbedingungen zu verfügen, um sicherzustellen, dass die von den Kondensatoren erzeugte Wärme sofort abgeführt werden kann und ein übermäßiger Temperaturanstieg der Kondensatoren verhindert wird.(e) Der Anodenanschluss von hermetisch abgedichteter Hochenergie-Tantalkondensator ist mit einem isolierenden Keramikmaterial mit dem Gehäuse verbunden. Deshalb muss beim Einbau die auf der Platine befestigte Plusleitung über angelötete Nickelbasisleitungen angeschlossen werden; Es ist nicht zulässig, die zu kurzen Tantalleitungen direkt auf die Platine zu löten. Dies liegt daran, dass kurze Plusleitungen die Dichtung des Kondensators beeinträchtigen können, wenn er starker Überlastung und hochfrequenten Vibrationen ausgesetzt ist, was zu Undichtigkeiten und zum Ausfall des Kondensators führen kann. 5. Schaltungsschutz 5.1 Wenn der ausgewählte Kondensator bei einer Frequenz mit erheblichen Leistungsschwankungen arbeitet, empfiehlt es sich, einen Überlastschutz im Stromversorgungskreis zu implementieren, der den Energieausgleich des Kondensators gewährleistet. Dies trägt dazu bei, eine Überlastung der Stromversorgung bei einem plötzlichen Anstieg des Anlaufstroms zu verhindern.5.2 Der Stromkreis, in dem dieser Kondensator verwendet wird, muss über eine Sperrspannungssteuerung und einen separaten Entladepfad verfügen, um zu verhindern, dass der Kondensator während des Betriebs und beim Herunterfahren Spannungsspitzen erfährt. Die im Kondensator gespeicherte Energie sollte nach Gebrauch ordnungsgemäß entladen werden.  

Versteckte Mängel – das Auftreten und die Auswirkungen von RissenIm täglichen Gebrauch oder bei der Montage und Reparatur wird die Leiterplatte im Inneren des Geräts zwangsläufig verschiedenen mechanischen Belastungen, einschließlich Biegebeanspruchungen, ausgesetzt. Durch die Biegung der Leiterplatte wird die Kraft über das Lot auf den oberflächenmontierten Mehrschicht-Keramikkondensator übertragen. Diese Kräfte konzentrieren sich am Boden des Kondensators, aber das Keramikmaterial ist hart, unelastisch und zerbrechlich.Wenn die Biegekraft groß genug ist, reißt das Keramikmaterial auf der Unterseite des Kondensators (siehe Abbildung 1). Abb. 1 Schematische Darstellung eines Keramikrisses, der durch typische Biegung verursacht wird Der Riss beginnt im Allgemeinen an der Unterseite des Kondensators und erstreckt sich in einem Winkel von 45 Grad in die Keramik. Normalerweise endet es an der Endelektrode, oder es kann bis zur Oberseite der Keramik reichen und dann enden. Dieser Riss kann dazu führen, dass sich das gesamte Ende des Keramikkondensators vom Hauptkörper löst. Sobald der Riss auftritt, ändern sich die elektrischen Parameter des Kondensators möglicherweise nicht wesentlich. In den nächsten Stunden, Tagen oder sogar Wochen kann es immer noch die gleiche Kapazität, den gleichen Verlustfaktor oder den gleichen ESR (äquivalenten Serienwiderstand) wie zuvor beibehalten, aber die Entstehung von Rissen bildet die Grundlage für zukünftige elektrische Fehler. Durch die Entstehung von Rissen kann es in der Folgezeit dazu kommen, dass Wasserdampf und Ionen kontinuierlich in den Kondensator eindringen. Es kann länger dauern, bis sich ein sehr „fester“ Riss in einen elektrischen Fehler verwandelt. Wenn das fehlerhafte Teil einem hohen Strom ausgesetzt wird, entsteht im Inneren des Risses eine lokale Erwärmung, die zum Ausfall des Kondensators und schließlich zum Ausfall des gesamten Stromkreises führt.Um die Biegefähigkeit von Keramikkondensatoren zu bewerten, wird in der Zuverlässigkeitsforschung von Kondensatoren häufig der Haftfestigkeitstest der Endbeschichtung eingesetzt. Prüfverfahren für die Haftfestigkeit der EndbeschichtungDer Haftfestigkeitstest der Endbeschichtung wird auch als Substratbiegetest bezeichnet. Vor dem Test wird der Kondensator in der Mitte einer bestimmten Leiterplatte installiert. Am Beispiel von GB/T 2693-2001 muss die Testprobe auf einer Leiterplatte aus Epoxid-Siebglas mit einer Länge von 100 mm und einer Dicke von 1,6 mm installiert werden.Der Haftfestigkeitstest der Endbeschichtung umfasst im Allgemeinen die folgenden Schritte:1) Legen Sie die Leiterplatte mit dem Kondensator nach unten in das Biegetestgerät und testen Sie die Kapazität C0 vor dem Test, wenn sich die Leiterplatte im horizontalen Zustand befindet.2) Mit dem Biegewerkzeug kann die Biegetiefe (d) bei einer Geschwindigkeit von 1 mm/s ± 0,5 mm/s 1 mm erreichen, um den Biegezustand der Leiterplatte 20 s ± 1 s lang aufrechtzuerhalten (siehe Abb. 2). ;3) Testen Sie die Kapazität C nach dem Test im Biegezustand der Leiterplatte und überwachen Sie gegebenenfalls die elektrischen Parameter des gesamten Biegezustands.4) Setzen Sie das Biegetestgerät zurück, um die Leiterplatte aus dem Biegezustand wiederherzustellen, und entfernen Sie sie aus dem Testgerät.5) Überprüfen Sie das Aussehen des Testmusters. Abb. 2 Biegeprüfgerät Wenn die schrittweise Biegemethode verwendet wird, um die Grenze der Biegekapazität der Testprobe zu ermitteln, kann das Biegewerkzeug die Biegetiefe (d) auf 1 mm, 2 mm, 3 mm, 4 mm und 5 mm einstellen jeweils mit einer Geschwindigkeit von 1 mm/s ± 0,5 mm/s, und der Biegezustand der Leiterplatte kann 20 s ± 1 s lang aufrechterhalten werden, wenn die Tiefe erreicht ist, und dann wird die Kapazität getestet. Mechanisches Modell des Haftfestigkeitstests der EndbeschichtungDie Spannungsanalyse der Testgrundplatte zeigt, dass die Grundplatte hauptsächlich von der Stützkraft der beidseitigen Stützen und dem vom Biegewerkzeug ausgeübten Druck P beeinflusst wird. Im tatsächlichen Test ist die Breite des Biegewerkzeugs und der Halterung des Testgeräts um 20 mm größer als die Breite der Testgrundplatte, und die Grundplatte wird nicht durch Drehmoment beeinflusst. Daher wird das Modell als zweidimensionales Dreipunkt-Biegemodell betrachtet, wie in Abbildung 3 dargestellt. Abb. 3. 3-Punkte-Biegemodell des Testsubstrats Das Biegemoment in der Mitte der Prüfgrundplatte beträgt M = PK, wobei K der Abstand zwischen dem Druck P und der Auflage des Prüfgeräts ist.Die maximale Biegenormalspannung in der Mitte des Prüfsubstrats beträgt Die Spannungsposition ist die Unterseite des Testsubstrats, die Zugspannung aufweist, wobei W der Biegeabschnittskoeffizient ist. Der Querschnitt des Testsubstrats ist rechteckig, daher gilt: Dabei ist B die Breite des Testsubstrats und H die Dicke des Testsubstrats. Am Ende: Biegescherspannung des Testsubstrats im reinen Biegezustand. Experimentelle Phänomene und ErgebnisanalyseDurch die Analyse der Testergebnisse zur Haftfestigkeit der Endbeschichtung wurde festgestellt, dass es drei Hauptsituationen zwischen der Kapazitätsänderungsrate (c-c0) / C0 und der Biegetiefe (d) gibt: wie in Abbildung 4 dargestellt :1. Mit der allmählichen Erhöhung der Biegetiefe (d) ändert sich die Kapazitätsrate nichtdeutlich verändern. Ab einer bestimmten Tiefe sinkt die Kapazitätsänderungsrate stark. Wenn das Testsubstrat wieder in den flachen Zustand gebracht wird, nimmt die Kapazitätsänderungsrate schnell ab und die Kapazität wird wiederhergestellt.2. Mit zunehmender Biegetiefe (d) fällt der Kondensator aus. Wenn das Testsubstrat wieder in den flachen Zustand gebracht wird, stellt sich die Kapazität nicht wieder her;3. Mit zunehmender Biegetiefe (d) ändert sich die Kapazitätsänderungsrate nicht wesentlich. Abb. 4 Zusammenhang zwischen der Reduktionstiefe und der Fähigkeit zur Prüfung der Endplattierungsfestigkeit Während des Tests kann es aufgrund von Rissen im Keramikmaterial des Kondensators und dem Bruch einiger Elektroden vorübergehend zu einem Kapazitätsverlust kommen, sodass die Kapazitätsänderungsrate abnimmt. Sobald die Spannung jedoch beseitigt ist, können die Elektroden „zusammengeführt“ werden, und wenn die Elektroden wieder verbunden werden, wird die verlorene Kapazität wiederhergestellt. In vielen Fällen, insbesondere wenn die Biegetiefe (D) gering ist, können die durch die Prüfung verursachten Risse nicht durch Sichtprüfung oder elektrische Leistungsprüfung beurteilt werden. Wir betrachten diese Risse als versteckte Mängel. Nach dem Test der Haftfestigkeit der Endbeschichtung kann der Klimasequenztest weiter bewerten, ob die Versiegelung der Testprobe beschädigt ist, und die Auswirkung dieser versteckten Mängel auf die Zuverlässigkeit des MLCC weiter bewerten.

Insekten und Vögel singen, Quellwasser singt und klingt, und der Klang entsteht durch die Vibration von Objekten. Es ist bekannt, dass das menschliche Ohr Schallwellen mit einer Schwingungsfrequenz von 20 Hz bis 20 kHz erkennen kann. Allerdings verursachen mehrschichtige Chip-Keramik-Kondensatoren (MLCC) manchmal ein akustisches Geräusch. Was ist los? Mehrschicht-Keramikkondensatoren (MLCC) bestehen aus einem Keramikmedium und einer Metallinnenelektrode, die versetzt übereinander angeordnet sind. Nach einmaligem Hochtemperatursintern wird der Keramikchip geformt und anschließend wird die äußere Elektrodenmetallschicht an beiden Enden des Chips versiegelt. Das dielektrische Materialsystem dieser Art von Keramikkondensator ist hauptsächlich in zwei Typen unterteilt: I-Keramik-Dielektrikum und II-Keramik-Dielektrikum. Das keramische Dielektrikum gehört zum paraelektrischen Medium (die Hauptmaterialien sind SrZrO).3, MgTiO3usw.) und ein keramisches Dielektrikum erzeugen keine elektrostriktive Verformung. Daher erzeugen MLCCs aus dielektrischem I-Keramikmaterial, wie z. B. Keramikkondensatoren mit CG-Eigenschaften, beim Betrieb keine akustischen Geräusche, aber die Dielektrizitätskonstante dieser Art von Medium ist sehr klein, normalerweise zwischen 10 und 100, sodass dies nicht möglich ist Erzeugen Sie einen Kondensator mit großer Kapazität. Medien vom Typ Ⅱ gehören zu den ferroelektrischen Medien (das Hauptmaterial ist BaTiO).3, BaSrTiO3usw.) und ferroelektrische Materialien erzeugen eine elektrostriktive Verformung. MLCCs aus Dielektrika vom Typ II wie X7R, spezifisches AC-Signal.  Warum hat MLCC akustisches Rauschen?Um die Natur des akustischen Kondensatorrauschens besser zu verstehen, wollen wir zunächst ein natürliches Phänomen verstehen – den piezoelektrischen Effekt.Im Jahr 1880 entdeckten die Brüder Pierre Curie und Jacques Curie, dass Turmalin einen piezoelektrischen Effekt hat. 1984 folgerte der deutsche Physiker Wodemar Voith, dass nur Kristalle mit 20 Punktgruppen ohne Symmetriezentrum den piezoelektrischen Effekt haben könnten. Der piezoelektrische Effekt beruht auf der besonderen Anordnung der Atome im Kristallgitter des piezoelektrischen Materials, wodurch das Material die Wirkung hat, das Spannungsfeld und das elektrische Feld zu koppeln.Die akademische Definition des piezoelektrischen Effekts lautet: Wenn bestimmte Dielektrika durch äußere Kräfte in eine bestimmte Richtung verformt werden, kommt es in ihrem Inneren zu einer Polarisation, und gleichzeitig treten auf den beiden gegenüberliegenden Oberflächen positive und negative Ladungen auf. Wenn die äußere Kraft entfernt wird, kehrt es in einen ungeladenen Zustand zurück. Dieses Phänomen wird als positiver piezoelektrischer Effekt bezeichnet. Wenn sich die Richtung der Kraft ändert, ändert sich auch die Polarität der Ladung. Im Gegenteil, wenn ein elektrisches Feld an die Polarisationsrichtung des Dielektrikums angelegt wird, verformen sich auch diese Dielektrika. Nachdem das elektrische Feld entfernt wurde, verschwindet die Verformung des Dielektrikums. Dieses Phänomen wird als inverser piezoelektrischer Effekt oder Elektrostriktion bezeichnet. Diese beiden positiven und inversen piezoelektrischen Effekte werden zusammenfassend als piezoelektrische Effekte bezeichnet. Der piezoelektrische Effekt ist ein Phänomen, bei dem mechanische Energie und elektrische Energie in dielektrischen Materialien ausgetauscht werden.Offensichtlich gehört das von uns diskutierte akustische Rauschen des MLCC-Kondensators zur Kategorie des inversen piezoelektrischen Effekts. Allgemeiner ausgedrückt: Unter der Einwirkung eines externen elektrischen Feldes dehnt sich das ferroelektrische Keramikmedium mit piezoelektrischem Effekt aus und schrumpft. Diese Art der Ausdehnung und Kontraktion wird Elektrostriktion genannt. Auch die elektrostriktiven Eigenschaften verschiedener Keramikmedien sind unterschiedlich. Da das dielektrische Material bei anderen Kondensatortypen keinen piezoelektrischen Effekt hat oder der piezoelektrische Effekt minimal ist, ist das Heulen im Schaltkreis im Wesentlichen auf die Vibration zurückzuführen, die durch den umgekehrten piezoelektrischen Effekt des ferroelektrischen Keramikmediums MLCC erzeugt wird. (Bildquellennetzwerk) Wie in der Abbildung oben gezeigt, erzeugt die Ferroelektrizität des ferroelektrischen Keramikmediums piezoelektrisches Effektrauschen. Die allgemeine Poissonzahl (Querverformungskoeffizient) von MLCC-Dielektrika beträgt etwa 0,3. Nachdem ein Wechselstromsignal angelegt wurde, dehnen und verformen sich Mehrschicht-Keramikkondensatoren parallel zur Stapelrichtung und zur Leiterplatte, und die resultierende Amplitude liegt normalerweise im µm- bis nm-Bereich. Wenn er nicht mit der Leiterplatte verlötet ist, unterscheidet sich die akustische Impedanz eines einzelnen Kondensators von der der Luft, sollte dies jedoch der Fall sein, sollte er nahezu unhörbar sein. Wenn der Keramikkondensator auf die Leiterplatte gelötet wird, sind der Kondensator und die Leiterplatte fest verbunden, und die Verformung des Kondensators zieht an der Leiterplatte. Die Leiterplatte wird zum akustischen Impedanztransformator. Wenn die Vibrationsfrequenz den unterscheidbaren Wert erreichtFrequenzband (20 Hz ~ 20 kHz) des menschlichen Ohrs, dann hören Sie akustische Geräusche.  Bei welchen Gelegenheiten gibt es im MLCC akustische Geräusche?In gängigen Audioschaltungen, insbesondere bei Audiophilen, verwenden Menschen normalerweise gerne Rubin-, Black-Diamant- und andere Elektrolytkondensatoren. Da die Arbeitsfrequenz der Audioschaltung normalerweise relativ niedrig ist, beispielsweise mehrere kHz oder mehrere zehn kHz, kann der ferroelektrische Keramikkondensator bei dieser Arbeitsfrequenz einen Pfeifton erzeugen, der vom menschlichen Ohr gehört werden kann. Dieser Effekt geht bei Frequenzen weit über 30 kHz verloren, da der Kondensator selbst nicht schnell auf eine Änderung des Druckniveaus reagieren kann. Daher bestimmen der Spitzenansprechbereich und die Rauscheigenschaften, dass diese Kondensatoren in Audioschaltungen und Schaltungen mit hoher Verstärkung mit Vorsicht verwendet werden sollten.Unter der Einwirkung spezifischer Wechselstromsignale können MLCCs, die ferroelektrische Keramikdielektrika verwenden (wie X7R/X5R), Heulen erzeugen. Das heftige Heulen entsteht durch heftige Vibrationen, und die Amplitude der Vibration wird durch den Grad des piezoelektrischen Effekts bestimmt, der proportional zur Intensität des elektrischen Feldes ist. Bei konstanter angelegter Spannung ist der piezoelektrische Effekt umso stärker und das heulende Geräusch umso lauter, je dünner das Medium ist. Welche Auswirkungen hat der akustische Lärm des MLCC?Aufgrund des kapazitiven Heulens beeinträchtigen die von elektronischen Produkten (Laptops, Tablets, Smartphones usw.) erzeugten hörbaren Geräusche, die von elektronischen Produkten (Laptops, Tablets, Smartphones usw.) erzeugt werden, wenn sich mobile elektronische Geräte in der Nähe des menschlichen Ohrs befinden, und heftiges Heulen führt dazu, dass sich die Menschen gereizt fühlen .Unter einem elektrischen Wechselfeld drehen sich die ferroelektrischen Domänen ferroelektrischer Keramikkondensatoren abwechselnd, wenn sich die Richtung des elektrischen Feldes ändert, was zu Reibung innerhalb der ferroelektrischen Domänen führt und die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls des Kondensators erhöht. Darüber hinaus weist das Auftreten von Kondensatorpfeifen auch darauf hin, dass die Spannungswelligkeit am Kondensator zu groß ist. Eine starke Spannungswelligkeit beeinträchtigt den normalen Betrieb des Stromkreises und führt dazu, dass der Stromkreis nicht ordnungsgemäß funktioniert. So lösen Sie akustisches MLCC-RauschenEs gibt viele Möglichkeiten, das von MLCC-Kondensatoren erzeugte heulende Rauschen zu beheben, und die Lösung kann die Kosten erhöhen.1. Die Änderung des Typs des dielektrischen Kondensatormaterials ist die direkteste Methode. Verwenden Sie stattdessen Keramikkondensatoren der Klasse I, Folienkondensatoren, Tantal-Elektrolytkondensatoren, Aluminium-Elektrolytkondensatoren und andere Kondensatoren, die keinen piezoelektrischen Effekt haben. Allerdings müssen Aspekte wie Raumvolumen, Zuverlässigkeit und Kosten berücksichtigt werden.2. Passen Sie den Schaltkreis so an, dass die an den MLCC angelegte Wechselspannung so weit wie möglich eliminiert wird.3. Passen Sie die Spezifikationen und das Layout der Leiterplatte an, um Vibrationen zu reduzieren und das Geräuschpegel zu reduzieren.4. Passen Sie die Größe des MLCC an.5. Verwenden Sie MLCC ohne oder mit geringem Rauschen. Auf dieser Grundlage können wir für das MLCC-Produkt selbst die folgenden Lösungsstrategien übernehmen(1) Verdickung der Schutzschicht. Da die Dicke der Schutzschicht keine Innenelektroden aufweist, wird dieser Teil der BaTiO3-Keramik nicht verformt. Wenn die Löthöhe an beiden Enden die Dicke der unteren Schutzschicht nicht überschreitet, hat die zu diesem Zeitpunkt erzeugte Verformung weniger Auswirkungen auf die Leiterplatte, was die Geräuschentwicklung wirksam reduzieren kann. (2) Zusätzliche Metallstützstruktur. Das Strukturdiagramm des Halterungskondensators ist wie folgt. Es verwendet eine Metallhalterung, um den MLCC-Chip von der Leiterplatte zu isolieren. Der inverse piezoelektrische Effekt erzeugt eine Verformung und puffert die Metallhalterung elastisch, um den Effekt auf die Leiterplatte zu reduzieren und so effektiv Geräusche zu reduzieren. (3) Leitproduktstruktur übernehmen. Das Prinzip ähnelt dem des Metallbügels. (4) Design und Herstellung unter Verwendung dielektrischer Materialien mit schwachem piezoelektrischem Effekt. Durch weitere Dotierung von Bariumtitanat (BaTiO3) unter Verzicht auf bestimmte Dielektrizitätskonstanten und Temperatureigenschaften wird ein dielektrisches Material mit stark reduziertem piezoelektrischem Effekt erhalten, und der damit hergestellte MLCC kann das Rauschen effektiv reduzieren.(5) Design mit eingebettetem Substrat. Zur Unterdrückung von Störgeräuschen wird eine neue Struktur mit auf der Interposer-Leiterplatte montierten Kondensatoren eingesetzt. Abschluss Basierend auf dem akustischen Rauschphänomen von MLCC-Kondensatoren, kombiniert mit der Struktur des keramischen dielektrischen Chipkondensators und den Eigenschaften des keramischen dielektrischen Materials, haben wir den Heulmechanismus von ferroelektrischen keramischen dielektrischen Kondensatoren analysiert und schließlich die Lösungen und Strategien zur Lösung des Problems aufgezählt heulendes Phänomen. . In verschiedenen Anwendungsszenarien müssen Ingenieure im Elektronikbereich die Kosten und tatsächlichen Auswirkungen abwägen und die beste Lösung auswählen, um bessere Produkte zu entwickeln.