폴리머 콘덴서

Polymer capacitor
이 기사는 전도성 고분자 전해 콘덴서에 대한 것입니다.폴리머 필름 절연 유전체가 있는 캐패시터의 경우 필름 캐패시터를 참조하십시오.
직사각형 모양의 폴리머 알루미늄(검은색) 및 탄탈(갈색) 전해 칩 캐패시터
원통형(와이드) 폴리머 알루미늄 전해 캐패시터

폴리머 캐패시터, 또는 보다 정확하게는 폴리머 전해 캐패시터는 고체 전도성 폴리머 전해질을 가진 전해 캐패시터(e-cap)이다.다음 4가지 유형이 있습니다.

폴리머 Ta-e-caps는 직사각형 표면 실장 장치(SMD) 칩 스타일로 제공됩니다.폴리머 Al-e-caps 및 하이브리드 폴리머 Al-e-caps는 직사각형 표면 실장 장치(SMD) 칩 스타일, 원통형 SMD(V칩) 스타일 또는 방사형 리드 버전(싱글 엔드)으로 사용할 수 있습니다.

폴리머 전해 캐패시터는 특히 낮은 내부 등가 직렬 저항(ESR)과 높은 리플 전류 정격을 특징으로 합니다.전기 매개변수는 고체 탄탈 캐패시터에 비해 온도 의존성, 신뢰성 및 사용 수명이 유사하지만, 고체 전해질을 사용하지 않는 알루미늄 전해 캐패시터보다 온도 의존성이 훨씬 우수하고 사용 수명이 상당히 길다.일반적으로 고분자 전자 캡은 다른 고체 또는 비고체 전해 콘덴서보다 높은 누출 전류 정격을 가집니다.

폴리머 전해 콘덴서는 하이브리드 구조에서도 사용할 수 있습니다.하이브리드 폴리머 알루미늄 전해 캐패시터는 고체 폴리머 전해질과 액체 전해질을 결합합니다.이러한 유형은 ESR 값이 낮지만 누출 전류가 낮고 [1]과도현상에 민감하지 않지만 비고체 e-cap과 유사한 온도에 의존하는 수명을 가집니다.

폴리머 전해 캐패시터는 버퍼, 바이패스 및 디커플링 캐패시터로서 집적 전자회로의 전원 공급에 주로 사용되며, 특히 플랫 또는 콤팩트한 설계의 디바이스에서 사용됩니다.따라서 MLCC 캐패시터와 경쟁하지만 MLCC보다 높은 캐패시턴스 값을 제공하며 마이크로폰 효과(클래스 2 및 3 세라믹 [citation needed]캐패시터 등)는 나타나지 않습니다.

역사

액체 전해질이 포함된 알루미늄 전해 콘덴서(Al-e-caps)는 1896년 찰스 폴락에 의해 발명되었습니다.

고체 이산화망간(MnO2) 전해질을 가진 탄탈 전해 캐패시터는 1950년대 초 Bell Laboraties에 의해 발명되었으며, 새로 발명된 [2][3]트랜지스터를 보완하기 위해 소형화되고 신뢰성이 높은 저전압 서포트 캐패시터로 개발되었습니다(탄탈 캐패시터 참조).MnO 전해질을 사용한2 첫 번째 Ta-e-caps는 액체 전해질을 사용한 이전 Al-e-caps보다 전도성이 10배 향상되고 높은 리플 전류 부하를 받았습니다.또한 표준 Al-e-caps와 달리 Ta-caps의 등가 직렬 저항(ESR)은 다양한 온도에서 안정적입니다.

일부 전해질의 전도율

1970년대에 전자회로의 디지털화는 동작전압의 감소와 스위칭주파수 및 리플 전류부하의 증가로 이어졌다.이로 인해 전원 공급기와 그 전해 콘덴서가 영향을 받았습니다.전원 라인에 사용되는 바이패스 및 디커플링용 캐패시터에는 ESR이 낮고 등가 직렬 인덕턴스(ESL)가 낮은 캐패시터가 [4]필요했습니다.ESR, ESL 및 캐패시턴스의 역할을 참조하십시오.

1973년에 A의 발견으로 돌파구가 생겼다.희거와 F.거의 완벽한 1차원 구조체의, 그리고보다 100배 더 나은 conductivi고 있는 사슬을 따라 약 10배나 더 나은 전도율보다 MnO2이 없Wudl[5]유기적인 지휘자, charge-transfer 소금 TCNQ.TCNQ(과도 시간 류량계와 어우러져 7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane 또는 N-n-butyl isoquinolinium(Tetrathiafulvalene)cm는 쇄상 분자ty비고체 전해질보다 높아요.

OS-CON 캐패시터(고체 TCNQ 전해질 포함)는 일반적인 라일락 절연 슬리브였습니다.

고체 유기 전해질로서 전하 전달 소금 TTF-TCNQ를 사용한 최초의 Al-e-caps는 1983년에 산요에서 제공한 OS-CON 시리즈입니다.이들은 MnO에 비해2[6][7] 전해질 전도율이 10배 향상된 원통형 캐패시터였다.

이러한 캐패시터는 가능한 한 낮은 ESR 또는 가장 높은 리플 전류를 필요로 하는 애플리케이션에서 사용되었습니다.OS-CON e-cap 1개로 부피가 큰 e-cap 3개 또는 Ta-cap [8]2개를 대체할 수 있습니다.1995년까지 Sanyo OS-CON은 Pentium 프로세서 기반의 IBM 개인용 컴퓨터에서 선호하는 디커플링 캐패시터가 되었습니다.산요 OS-CON e-cap 제품 라인은 2010년에 파나소닉에 매각되었습니다.이후 파나소닉은 TCNQ 소금을 같은 브랜드의 전도성 폴리머로 교체했다.

ESR 감소의 다음 단계는 Alan J.에 의한 전도성 폴리머 개발이었다. 1975년 [9]히거, 앨런 맥디아미드, 시라카와 히데키.폴리피롤(PPY)이나[11] PEDOT 등의 전도성 폴리머는 TCNQ보다 100~500배 이상 전도성이 뛰어나 금속 전도성에 가깝다.

1988년, 최초의 폴리머 전해액 전자 캡 「APYCAP」(PPy 폴리머 전해액 포함)은, 일본 메이커 니츠코에 의해서 [12]개시되었습니다.이 제품은 SMD 버전에서는 구할 수 없었기 때문에 성공하지 못했습니다.

1991년 파나소닉은 폴리머 Al-e-cap 시리즈 "SP-Cap"[13]을 출시했으며, 이 e-caps는 PPy 폴리머 전해질을 사용하여 세라믹 멀티레이어 캐패시터(MLCC)와 직접 동등한 ESR 값에 도달했습니다.그것들은 탄탈 콘덴서보다 여전히 저렴했고 노트북이나 휴대폰과 같은 소형 장치에 유용한 플랫 디자인으로 탄탈 칩 콘덴서와 경쟁했다.

PPy 고분자 전해질 캐소드를 가진 탄탈 전해 캐패시터가 3년 후에 뒤를 이었다.1993년 NEC는 SMD 폴리머 Ta-e-caps "NeoCap"을 발표했습니다.1997년 산요는 "POSCAP" 폴리머 탄탈 칩을 출시했다.

Kemet은 "1999 카트" 컨퍼런스에서 [14]탄탈 폴리머 캐패시터를 위한 새로운 전도성 폴리머를 발표했습니다.이 캐패시터는 PEDOT(상표명 Baytron®)[15]라고도 하는 새로 개발된 유기 전도성 폴리머 PEDT(3,4-에틸렌디옥시티오펜)를 사용했습니다.

2년 후 2001년 APEC 회의에서 케멧은 [16]PEDOT 폴리머 알루미늄 전자캡을 시장에 선보였다.PEDOT 폴리머는 온도 안정성이 높으며 PEDOT로서 다음과 같습니다.PSS용액은 PPy처럼 현장 중합이 아닌 담그기만 하면 될 수 있어 생산속도가 빠르고 [8]저렴합니다.AO-Cap 시리즈는 당시 PPy를 사용한 파나소닉 SP-Caps와 경쟁하기 위해 양극을 'D' 크기로 적층한 SMD 캐패시터를 포함했다.

밀레니엄 하이브리드 폴리머 캐패시터가 개발될 무렵에는 고체 폴리머 전해액 외에 양극의 유전체층을 덮고 있는 폴리머층과 음극박을 [1][17]연결하는 액체 전해액이 개발되었습니다.비고체 전해질은 자가 치유 목적으로 산소를 공급하여 누출 전류를 줄입니다.2001년 NIC는 낮은 가격과 낮은 누출 전류로 폴리머 유형을 대체하기 위해 하이브리드 폴리머 e-cap을 출시했습니다.2016년 현재 여러 제조업체에서 하이브리드 폴리머 캐패시터를 구입할 수 있습니다.

응용 프로그램의 기본

ESR, ESL 및 캐패시턴스의 역할

모든 전해 콘덴서의 주요 용도는 전원 공급 장치입니다.입력 및 출력 스무딩 캐패시터, 짧은 루프에서 고조파 전류를 순환시키는 디커플링 캐패시터, 전원 공급 라인을 우회하여 AC 노이즈를 접지로 분로하는 바이패스 캐패시터, 갑작스러운 전력 수요 시 라인 전압 강하를 완화하는 백업 캐패시터 또는 로우패스 필터의 필터 캐패시터로 사용됩니다.스위칭 [18]노이즈를 줄입니다.이러한 용도에는 크기 외에도 회로 내 캐패시터 기능에 필요한 캐패시턴스, 임피던스 Z, ESR 및 인덕턴스 ESL이 포함됩니다.

후속 회로의 갑작스러운 전력 수요의 경우 공급 전압이 ESL, ESR 및 캐패시턴스 전하 손실만큼 떨어집니다.

디지털 전자기기로의 변경은 주파수가 높은 스위칭 전원 공급기와 "온보드" DC/DC 컨버터, 낮은 공급 전압 및 높은 공급 전류로 이어졌다.이 어플리케이션의 캐패시터에는 낮은 ESR 값이 필요했습니다.그 당시에는 Al-e-caps를 사용한 경우에는 케이스 사이즈가 크거나 훨씬 고가의 솔리드 Ta-caps를 사용한 교체로만 실현할 수 있었습니다.

ESR이 집적회로의 기능에 영향을 미치는 이유는 간단합니다.회로(예: 마이크로프로세서)에 급격한 전력수요가 있는 경우 공급전압이 ESL, ESR 및 캐패시턴스 전하손실만큼 떨어집니다.갑작스러운 전류 요구의 경우 전원 라인의 전압이 떨어지기 때문입니다.

δU = ESR × I.

예를 [4]들어 다음과 같습니다.

공급 전압이 3V이고 공차가 10%(300mV)이고 공급 전류가 최대 10A일 경우 전원 수요는 전압을 다음과 같이 갑자기 낮춥니다.

ESR = U/I = (0.3 V)/(10 A) = 30 MΩ.

즉, CPU 전원장치의 ESR은 30MΩ 미만이어야 합니다.그렇지 않으면 회로가 오작동합니다.캐패시턴스 및 ESL에도 동일한 규칙이 적용됩니다.특정 캐패시턴스는 탄탈 분말 입자가 작고 미세하게 식각된 양극 포일이 10~15배 증가하여 소형화 추세를 따를 수 있습니다.ESL 도전으로 인해 고분자 Al e-caps의 포일 버전이 스택되었습니다.단, ESR을 낮추기 위해서는 ESR 값이 매우 낮은 고분자 전해질 캐패시터의 개발로 이어진 새로운 고체 도전 재료인 첫 번째 TCNQ의 개발만을 위해 전자회로의 디지털화에 대한 ESR 과제를 수용할 수 있었다.

전해 콘덴서 - 기본

주요 기사:전해 콘덴서

양극 산화

전류원으로 전압을 인가함으로써 금속 양극 위에 산화층을 형성하는 양극 산화(형성)의 기본 원리

전해 콘덴서는 양극 산화 작용에 의해 절연 산화층을 형성하는 일부 특수 금속의 화학적 특성을 사용합니다.전해조 내의 양극(+) 재료에 정전압을 인가함으로써 인가전압에 대응하는 두께의 산화물 장벽층을 형성할 수 있다.이 산화물층은 e-cap의 유전체 역할을 합니다.캐패시터 캐패시턴스를 증가시키기 위해 양극 표면이 거칠어지고 산화물층 표면도 거칠어집니다.콘덴서를 완성하려면 대향 전극이 거친 절연 산화물 표면과 일치해야 합니다.이는 전해 콘덴서의 음극(-) 전극 역할을 하는 전해질에 의해 이루어집니다.고분자 캐패시터의 주요 차이점은 유전체로 사용되는 양극 재료와 산화물입니다.

산화 알루미늄 층과 탄탈 오산화물 유전체 층의 특성은 다음 표에 나와 있습니다.

알루미늄, 탄탈 및 니오브 전해 콘덴서의[19][20] 산화층별 특성
양극
재료.		 유전체 산화물
구조.		 관련있는
유전율		 내역
전압
(V/µm)		 전기
층
두께
(nm/V)
탄탈룸 오산화탄탈25 TaO 비정질적인 27 625 1.6
알루미늄 산화알루미늄23 AlO 비정질적인 9.6 710 1.4
결정성의 11.6~14[21].2 800...1000[22] 1.25...1.0
2개의 도전판(전극) 사이에 각각 영역 A를 d의 이격으로 유전체 재료를 배치한다.

각 e캡은 원칙적으로 전극 영역 A의 증가함수, 유전체 재료의 유전율 θ 및 유전체 두께 d인 '플레이트 캐패시터'를 형성한다.

정전용량은 하나의 판 면적에 유전율을 곱하고 유전체 두께로 나눈 곱에 비례한다.

유전체 두께는 볼트당 나노미터의 범위입니다.한편 이들 산화층의 파괴전압은 상당히 높다.동일한 크기 또는 부피의 매끄러운 표면에 비해 표면적이 훨씬 높은 식각 또는 소결 양극을 사용하면 e-caps는 높은 부피 캐패시턴스를 달성할 수 있습니다.하이에칭 또는 소결 양극의 최신 개발은 정격 전압에 따라 부드러운 [23][24][25]양극에 비해 Al-e-caps 또는 Ta-e-caps의 캐패시턴스 값을 최대 200배 증가시킵니다.

형성전압은 산화물 두께를 규정하기 때문에 원하는 전압공차를 쉽게 생성할 수 있다.따라서 캐패시터의 부피는 캐패시턴스와 전압의 곱, 이른바 "CV 곱"으로 정의됩니다.

탄탈과 산화 알루미늄의 유전율을 비교한 결과25, TaO는 유전율이 AlO보다23 약 3배 높습니다.따라서 이론적으로 Ta-caps는 동일한 캐패시턴스와 정격전압의 Al-caps보다 작을 수 있습니다.실제 탄탈 전해 콘덴서의 경우 산화층 두께는 콘덴서의 정격 전압보다 훨씬 두껍습니다.이는 필드 결정화로 인한 쇼트를 방지하기 위한 안전상의 이유로 수행됩니다.이러한 이유로 서로 다른 유전율에서 파생되는 실제 크기의 차이는 부분적으로 [26]효과적이지 않다.

전해질

전해 콘덴서에서 전해액의 가장 중요한 전기적 특성은 전기 전도율입니다.전해질은 e-cap의 대향 전극인 캐소드를 형성합니다.양극 표면의 거친 구조는 산화층, 유전체 구조에서 계속되며, 음극은 거친 구조에 정확하게 적응해야 합니다.기존의 "습식" e-caps와 같이 쉽게 달성할 수 있는 액체를 사용합니다.고체 전도성 고분자가 전해질을 형성하는 고분자 전자캡에서는 전도성이 중합이라는 화학적 과정에 의해 발생하기 때문에 이를 달성하는 것이 훨씬 더 어렵습니다.그러나 많은 경우 고체 고분자 전해액의 이점, 콘덴서의 ESR이 현저히 낮으며 전기 파라미터의 온도 의존성이 낮기 때문에 추가 생산 공정과 높은 비용이 정당화됩니다.

소금 TCNQ 전해질 전도

TCNQ의 구조식

이전에는 산요가 "OS-CON"이라는 상호를 가진 전해질로서 전하 전달염 테트라시아노퀴노디메탄 TCNQ를 가진 전해 콘덴서는 진정한 의미의 "폴리머 콘덴서"가 아니었다.TCNQ 전해 캐패시터는 현재 OS-CON이라는 상호로 판매되고 있는 '진짜' 폴리머 캐패시터와의 혼동의 위험을 지적하기 위해 여기에 언급되어 있습니다.구 메이커 산요가 판매한 TCNQ 전해질 OS-CON 콘덴서는 파나소닉 [27]2010에 의한 산요 콘덴서 사업 통합으로 단종되었습니다.Panasonic은 OS-CON이라는 상호를 유지하면서도 TCNQ 전해질을 전도성 고분자 전해질(PPY)[28]로 변경합니다.

TCNQ 전해질이 포함된 전해 콘덴서는 더 이상 사용할 수 없습니다.

고분자 전해질

폴리머는 화학반응, 중합에 의해 형성된다.이 반응에서 단량체는 성장하는 폴리머 가닥에 [29][30][31]연속적으로 부착된다.일반적으로 폴리머는 전기 절연체, 기껏해야 반도체입니다.전자캡의 전해질로서 사용하기 위해 도전성 고분자를 사용한다.폴리머의 전도성은 도프 상태에서 전하 캐리어가 자유롭게 이동할 수 있도록 하는 켤레 이중 결합에 의해 얻어집니다.전하 캐리어가 전자 [clarification needed]홀을 처리합니다.즉, 금속 도체에 가까운 전도성 폴리머는 산화 또는 환원적으로 도핑되었을 때만 전도성이 시작됩니다.

전해질로 덮인 양극 산화물 부분만 캐패시턴스에 기여하기 때문에 고분자 전해질은 양극의 미세한 구멍을 뚫고 완전한 균질층을 형성할 수 있어야 합니다.이를 위해 폴리머의 전구체는 아주 작은 모공에도 침투할 수 있는 매우 작은 기재로 구성되어야 합니다.이 전구체의 크기는 식각된 알루미늄 양극 포일의 모공 크기 또는 탄탈 분말 크기의 제한 요인입니다.캐패시터 제조를 위해서는 중합 속도를 제어해야 합니다.너무 빠른 중합은 완전한 양극 커버리지로 이어지지 않지만, 너무 느린 중합은 생산 비용을 증가시킵니다.전구체, 폴리머 또는 그 잔류물은 산화 양극을 화학적 또는 기계적으로 공격할 수 없다.고분자 전해질은 장기간 광범위한 온도 범위에서 높은 안정성을 가져야 합니다.폴리머 필름은 e-cap의 대향 전극일 뿐만 아니라 흑연과 은을 통해 음극 접점을 제공하는 캐패시터의 흑연 직접 접촉과 같은 외부 영향으로부터도 유전체를 보호합니다.

폴리머 전자캡은 폴리피롤(PPY)[32] 또는 폴리티오펜(PEDOT 또는 PEDT)[33] 중 하나를 사용합니다.

폴리피롤 PPy

p-톨루엔술폰산으로 도핑된 폴리피롤의 구조식
피롤은 전기화학적으로 중합되어 [10]중합속도를 제어할 수 있다.

폴리피롤(PPY)은 피롤의 산화 중합에 의해 형성된 전도성 폴리머입니다.적절한 산화제는 염화철(III)이다3.PPy [34]합성에 물, 메탄올, 에탄올, 아세토니트릴 및 기타 극성 용제를 사용할 수 있다.고체 전도성 고분자 전해질로서 최대 100 S/m의 전도율에 도달한다.폴리피롤은 폴리머 Al-e-caps 및 폴리머 Ta-e-caps에 사용된 최초의 전도성 폴리머였습니다.

PPy의 중합에 관한 문제는 중합 속도였다.피롤을 상온에서 원하는 산화제와 혼합하면 즉시 중합 반응이 시작된다.따라서 화학 용액이 양극 구멍에 들어가기 전에 폴리피롤이 형성되기 시작합니다.중합률은 극저온 냉각 또는 전기화학적 중합으로 제어할 수 있습니다.

냉각 방식은 매우 큰 기술적 노력이 필요하며 대량 생산에 불리합니다.전기화학적 중합에서는 우선 유전체상의 보조전극층을 도포하여 양극에 [33]접속해야 한다.이를 위해 폴리머의 염기성 물질에 이온 도판트를 첨가하여 첫 번째 함침 시에 유전체 상에 도전성 표층을 형성한다.이후 함침 사이클 동안 양극과 음극 사이에 전압을 인가한 후 전류 흐름에 의해 현장 중합이 시간 제어될 수 있다.이를 통해 양극의 유전체 산화층 위에 미세하고 안정적인 폴리피롤막을 [35]실현할 수 있다.그러나 현장 중합 방법은 모두 복잡하고 제조 비용을 증가시키는 여러 반복 중합 단계가 필요합니다.

폴리피롤 전해질에는 두 가지 근본적인 단점이 있습니다.캐패시터 생산 시 독성이 있으며 무연 [33]납땜에 필요한 높은 납땜 온도에서 불안정해집니다.

폴리티오펜 PEDOT 및 PEDOT:PSS

PEDOT의 구조식
PEDOT의 구조식:PSS

폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)는[33] 3,4-에틸렌디옥시티오펜 또는 EDOT 모노머에 기초한 전도성 폴리머이다.PEDOT는 EDOT와 황산철(II) 촉매량의 산화에 의해 분극됩니다.철의 재산화 작용은 [36]과황산나트륨에 의해 이루어진다.PEDOT의 장점은 전도 상태의 광학 투명성, 무독성, 최대 280°C의 온도 안정, 최대 500S/[33]m의 전도성입니다.이 내열성을 통해 무연 납땜에 필요한 고온에도 견딜 수 있는 폴리머 캐패시터를 제조할 수 있습니다.또한 이 캐패시터는 PPy 전해질이 [33]포함된 폴리머 전자 캡으로 ESR 값이 더 높습니다.

캐패시터의 양극에서 PEDOT를 현장 중합하는 어려운 방법은 처음에는 폴리피롤과 동일했습니다.이는 콘덴서 양극을 단순하게 담갔다가 상온에서 건조시킬 수 있는 PEDOT의 사전 중합 분산의 개발로 변화했다.이를 위해 PEDOT 화학물질에 폴리스티렌 술폰산나트륨(PSS)을 첨가하여 물에 [37]녹입니다.그런 다음 유전체 상의 완전한 폴리머 층은 분산에서 나온 미리 중합된 입자로 구성됩니다.이러한 분산은 PEDOT: PSS로 알려져 있으며, 상표명은 Baytron P®[38] 및 Clevios™[39]로 PEDOT의 귀중한 [40][41]특성을 보호합니다.

PEDOT:PSS 분산은 다양한 변종에서 사용할 수 있습니다.고루그화 알루미늄 양극 박 또는 미세한 탄탈 분말을 가진 높은 캐패시턴스 값을 가진 캐패시터에는 입자 크기가 매우 작은 분산이 제공된다.이러한 사전 중합 입자의 평균 크기는 약 30nm로, 가장 미세한 양극 모세혈관을 관통할 수 있을 정도로 작습니다.PEDOT의 또 다른 변형:PSS 분산은 직사각형 Ta 및 Al 폴리머 캐패시터의 용량성 셀을 기계적 및 전기적 [33][39]응력에 대해 포락 보호하기 위해 비교적 두꺼운 폴리머 층으로 이어지는 더 큰 사전 중합 입자와 함께 개발되었습니다.

PEDOT 포함:PSS 분산은 폴리머 알루미늄 전해 캐패시터를 200V[42] 및 250V의 [43]높은 정격 전압 값에 도달하는 데 적합합니다.또, 이러한 분산에 의해 생성되는 폴리머 전해 콘덴서의 누설 전류치는, 온사이트 중합 폴리머층을 가지는 폴리머 콘덴서보다 큰폭으로 낮다.단, 보다 나은 ESR 값, 보다 높은 온도 안정성 및 낮은 누출 전류 값에는 사전 중합된 PEDOT를 사용하여 폴리머 캐패시터를 쉽게 제조할 수 있습니다.PSS 분산은 이미 3방울의 침지만으로 전도성 폴리머 층으로 유전체를 거의 완전히 커버합니다.이 접근방식을 통해 생산 [37]비용이 대폭 절감되었습니다.

하이브리드 전해질

하이브리드 폴리머 알루미늄 전해 캐패시터는 거칠어지고 산화되는 알루미늄 양극 구조의 코팅과 도전성 폴리머와 액체 전해질을 결합한다.액체 전해질은 분리기(스페이서)에 담그고 이온 전도율을 통해 유전체를 덮고 있는 두 고분자 층과 음극박 사이의 전기적 접촉을 달성합니다.액체 전해액은 캐패시터의 자가 치유 프로세스를 위해 산소를 공급할 수 있으며, 이로 인해 누출 전류가 감소하여 기존의 전해 캐패시터 "습식"과 같은 값을 얻을 수 있습니다.또한 원하는 정격전압에 대한 필요한 산화물 두께의 안전여유를 줄일 수 있다.

액체 전해질이 ESR 및 온도 특성에 미치는 악영향은 상대적으로 낮습니다.적절한 유기 전해질을 사용하고 콘덴서를 잘 씰링함으로써 긴 수명을 [1][17]달성할 수 있습니다.

유형 및 스타일

사용된 양극 금속 및 고분자 전해질과 액체 전해액의 조합에 따라 세 가지 유형이 있습니다.

이 세 가지 다른 유형 또는 패밀리는 두 가지 스타일로 제작됩니다.

  • 보통 플라스틱 케이스로 성형된 직사각형 SMD 칩으로, 소결 탄탈 양극 또는 적층 알루미늄 양극 포일과 함께 사용 가능합니다.
  • 금속 케이스에 감긴 셀이 있는 원통형 스타일로, 원통형 SMD(V칩) 스타일 또는 방사형 리드 버전(싱글 엔드)으로 사용 가능
  • 폴리머 전해 콘덴서의 스타일
  • Rectangular SMD chips are available with sintered tantalum anode or with stacked aluminum anode foils

    직사각형 SMD 칩은 소결 탄탈 양극 또는 적층 알루미늄 양극 포일과 함께 사용할 수 있습니다.

  • Cylindrical styles with a wound cell in a metal case are available as SMDs (V-chips) or as radial leaded versions (single-ended) for polymer or hybrid polymer aluminum capacitors

    금속 케이스에 감긴 셀이 있는 원통형 스타일은 SMD(V칩) 또는 폴리머 또는 하이브리드 폴리머 알루미늄 캐패시터용 레이디얼 리드 버전(싱글 엔드)으로 사용할 수 있습니다.

직사각형 칩 스타일

1990년대 초 폴리머 Ta-caps는 SMD 어셈블리 기술을 사용한 휴대 전화나 노트북과 같은 플랫 디바이스의 등장과 동시에 등장했습니다.직사각형 베이스 서페이스는 최대 마운트 공간을 실현합니다.이것은 둥근 베이스 서페이스에서는 불가능합니다.소결 셀은 완제품 구성요소가 원하는 높이(일반적으로 다른 구성요소의 높이)를 갖도록 제조할 수 있습니다.일반적인 높이는 약 0.8 ~ 4 mm입니다.

폴리머 탄탈 칩 캐패시터

폴리머 탄탈 전해 캐패시터는 기본적으로 전해질이 이산화망간이 아닌 도전성 폴리머인 탄탈 캐패시터입니다.또한 탄탈 캐패시터 #물질, 제조방법 및 스타일 탄탈 캐패시터는 비교적 순수한 원소 탄탈 금속 [44][45][46]분말로 제조됩니다.

분말은 탄탈 와이어, 양극 연결부 주위에 압축되어 "펠릿"을 형성합니다.이 펠릿/와이어 조합은 이후 고온(일반적으로 1200~1800°C)에서 진공 소결되어 기계적으로 강한 양극 펠릿을 생성합니다.소결 시, 분말은 모든 입자가 일체형 공간 격자로 상호 연결된 스폰지 형태의 구조를 띤다.이 구조는 예측 가능한 기계적 강도와 밀도를 가지지만 다공성이 높아 큰 양극 표면적을 생성합니다.

그런 다음 양극의 모든 탄탈 입자 표면에 양극화 또는 형성 전기화학적 과정을 통해 유전체층이 형성됩니다.이를 위해 "펠릿"이 매우 약한 산 용액에 잠기고 DC 전압이 인가됩니다.총 유전체 두께는 성형 공정 중에 인가되는 최종 전압에 의해 결정됩니다.그 후 산화소결블록에 고분자의 전구체를 함침시켜 대향전극인 고분자 전해질을 얻는다.이 중합된 펠릿은 이제 연속적으로 전도성 흑연에 침지된 다음 전도성 폴리머에 좋은 연결을 제공하기 위해 은으로 침지됩니다.이 레이어는 캐패시터의 캐소드 접속을 실현합니다.용량성 셀은 일반적으로 합성 수지로 성형됩니다.

  • 폴리머 탄탈 콘덴서의 기본 구조
  • Layer structure of a polymer tantalum capacitor with graphit/silver cathode connection

    그래핏/은캐소드접속폴리머탄탈콘덴서의층구조

  • Basic cross-section of a rectangular polymer tantalum chip capacitor

    직사각형 폴리머 탄탈 칩 캐패시터의 기본 단면

  • Rectangular polymer tantalum chip capacitor

    직사각형 폴리머 탄탈 칩 캐패시터

폴리머 탄탈 전해 캐패시터는 ESR 값이 이산화망간 전해질을 사용하는 탄탈 전해 캐패시터 값의 약 1/10에 불과합니다.하나의 케이스에 여러 개의 양극 블록을 병렬로 접속하는 멀티 아노드 기술에 의해 ESR 값을 다시 저감할 수 있다.멀티 아노드 테크놀로지의 장점은 매우 낮은 인덕턴스 ESL입니다.이것에 의해, 캐패시터는 고주파수에 적합합니다.

모든 폴리머 탄탈 캐패시터의 단점은 누출 전류가 높다는 것입니다. 이는 이산화망간 전해질이 있는 캐패시터에 비해 약 10배 높은 수치입니다.폴리머 SMD 탄탈륨 전해 캐패시터는 2.5V에서 1000µF의 용량으로 최대 7.3x4.3mm(길이×폭×높이) 크기까지 사용할 수 있습니다.온도 범위는 -55°C ~ +125°C이며 정격 전압 값은 2.5 ~ 63V입니다.

새로운 설계– ESR 및 ESL 절감

다중 양극 구조에는 병렬로 연결된 소결 탄탈 양극이 여러 개 있어 ESR과 ESL이 모두 감소합니다.

ESR 및 ESL을 낮추는 것은 모든 폴리머 캐패시터의 주요 연구 개발 목표입니다.일부 건설적인 조치도 콘덴서의 전기 파라미터에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.예를 들어 하나의 케이스에 여러 개의 기존 콘덴서 셀을 병렬 접속함으로써 ESR 값을 줄일 수 있습니다.ESR이 60MΩ인 3개의 병렬 캐패시터는 각각 ESR이 20MΩ입니다.이 기술은 "멀티 어노드" 구조라고 불리며 매우 낮은 ESR 폴리머 탄탈 [47][48]캐패시터에 사용됩니다.이 구조에서는 하나의 경우에 최대 6개의 개별 양극이 연결됩니다.이 디자인은 고분자 탄탈 칩 캐패시터 및 MnO 전해질을 사용한2 저렴한 탄탈 칩 캐패시터로 제공됩니다.멀티 아노드 폴리머 탄탈 캐패시터는 ESR 값이 한 자리 밀리옴 범위에 있습니다.

또 다른 간단한 건설적인 측정에서는 캐패시터의 기생 인덕턴스 ESL을 변경합니다.캐패시터 케이스 내의 리드 길이는 총 ESL의 양이 많기 때문에 아노드 리드의 비대칭 소결로 내부 리드 길이를 줄임으로써 캐패시터의 인덕턴스를 줄일 수 있다.이 기술을 페이스다운 구조라고 합니다.이 페이스다운 구조의 낮은 ESL로 인해 캐패시터의 공진은 더 높은 주파수로 전환되며, 이는 그 어느 때보다 높은 스위칭 주파수를 [49]가진 디지털 회로의 빠른 부하 변화를 고려합니다.

탄탈칩 캐패시터의 '페이스다운' 구조에서는 내부전류경로가 건설적으로 저감되어 결과적으로 공명이 보다 높은 주파수로 이행하는 기생임피던스(ESL)가 저감된다.간단하게 말하면, 콘덴서는 「고속」이 됩니다.

ESR과 ESL 모두 도달 특성이 감소하여 MLCC 캐패시터에 근접하게 된 이러한 새로운 디자인 확장 기능을 갖춘 폴리머 탄탈 칩 캐패시터입니다.

폴리머 알루미늄 칩 캐패시터

직사각형 고분자 Al캡은 1층 이상의 알루미늄 양극박과 도전성 고분자 전해질을 가진다.층상 양극박은 한쪽에서 서로 접촉하고, 이 블록은 양극 산화되어 유전체를 이루며, 블록에 고분자의 전구체를 함침시켜 고분자 전해질인 대향 전극을 얻는다.폴리머 탄탈 캐패시터와 마찬가지로 이 중합 블록은 도전성 흑연과 은에 연속적으로 침지되어 도전성 폴리머와 좋은 연결을 제공합니다.이 레이어는 캐패시터의 캐소드 접속을 실현합니다.용량성 셀은 일반적으로 합성 수지로 성형됩니다.

  • 층상 양극 줄무늬가 있는 폴리머 알루미늄 콘덴서의 기본 구조
  • Layer structure of a polymer aluminum capacitor with graphit/silver cathode connection

    그래핏/은캐소드접속부 고분자 알루미늄 캐패시터의 층구조

  • Basic cross-section of a rectangular polymer aluminum chip capacitor

    직사각형 폴리머 알루미늄 칩 캐패시터의 기본 단면

  • Rectangular polymer aluminum chip capacitor. The external appearance has no indication of the used internally anode material.

    직사각형 폴리머 알루미늄 칩 캐패시터.외관상 내부 양극 재료를 사용한 흔적이 없습니다.

직사각형 모양의 폴리머 Al-chip-e-caps의 층상 양극 포일은 전기적으로 병렬로 연결된 단일 캐패시터입니다.따라서 ESR 값과 ESL 값이 병렬로 연결되어 ESR과 ESL이 이에 대응하여 더 높은 주파수로 동작할 수 있습니다.

이 직사각형 폴리머 Al-chip-e-caps는 7.3x4.3mm 치수와 2~4mm 높이의 "D" 케이스에서 사용할 수 있습니다.그들은 [50][better source needed]Ta-caps의 경쟁력 있는 대안을 제공한다.

기계적 비교 폴리머 Al-chip-e-caps와 폴리머 Ta-chip-e-caps를 비교한 결과 산화물 층의 안전 여유도가 다르기 때문에 산화 알루미늄과 오산화 탄탈의 유전율이 비용량에 거의 영향을 미치지 않습니다.폴리머 Ta-e-caps는 정격전압의 약 4배에 해당하는 산화층 두께를 사용하는 반면 폴리머 Al-e-caps는 정격전압의 약 2배를 가집니다.

원통형(방사형) 스타일

액체 전해질을 감은 알루미늄 전해 캐패시터 기술에 기반한 원통형 폴리머 알루미늄 캐패시터.알루미늄을 양극 재료로 사용하는 경우에만 사용할 수 있습니다.

이들은 직사각형 폴리머 캐패시터에 비해 큰 캐패시턴스 값을 사용하기 위한 것입니다.이러한 설계로 인해 설치 표면을 늘리지 않고 더 큰 케이스에 의해 더 큰 캐패시턴스 값을 얻을 수 있도록 지정된 표면 설치 영역의 높이가 달라질 수 있습니다.이는 높이 제한이 없는 프린트 회로 기판에 주로 유용합니다.

원통형 폴리머 알루미늄 캐패시터

원통형 고분자 Al-e-Caps는 식각 성형 양극과 음극박의 2개의 알루미늄 박으로 구성되어 있으며, 이들 박은 분리기로 기계적으로 분리되어 함께 감겨 있다.권선에 고분자 전구체가 함침되어 중합 전도성 고분자가 음극 전극을 형성하고 음극 호일에 전기적으로 연결됩니다.그런 다음 권선을 알루미늄 케이스에 내장하고 고무 씰링으로 씰링합니다.SMD 버전(Vertical chip= V-chip)의 경우 케이스에 바닥판이 제공됩니다.

  • 원통형 폴리머 알루미늄 콘덴서의 설계 원리
  • Winding of an aluminum electrolytic capacitor

    알루미늄 전해 콘덴서의 권선

  • Cross-sectional view of the capacitive cell of a wound polymer aluminum capacitor with polymer electrolyte

    고분자 전해질을 가진 권상 폴리머 알루미늄 콘덴서의 용량성 셀 단면도

  • Cylindrical polymer aluminum capacitors with wound cell in cylindrical metal case, in radial leaded (single-ended) and SMD style (V-chip)

    원통형 금속 케이스에 감긴 셀이 있는 원통형 폴리머 알루미늄 콘덴서, 방사형 납(단부) 및 SMD 스타일(V칩)

원통형 폴리머 Al-e-caps는 특정 CV 값(용량×정격 전압)에 해당하는 폴리머 탄탈 캐패시터보다 저렴합니다.최대 10×13mm(직경×높이), CV 값 3900µF×2.5V까지[51] 사용 가능. 온도 범위는 -55°C~+125°C이며 공칭 전압 값은 각각 2.5~[43]200V입니다[42].

"습식" Al-e-caps와 달리, 폴리머 Al 캐패시터의 케이스는 케이스 바닥에 통풍구(노치)가 없습니다. 단락으로 가스가 형성되지 않아 케이스 내 압력이 증가하기 때문입니다.따라서 사전 결정된 한계점이 필요하지 않다.

하이브리드 폴리머 알루미늄 캐패시터

하이브리드 폴리머 알루미늄 캐패시터의 용량성 셀, 알루미늄 박의 기공 내 폴리머 전해액 및 액체 전해액의 단면도.

하이브리드 폴리머 캐패시터는 원통형 구조에서만 사용할 수 있으므로 위에서 설명한 원통형 폴리머 Al-e-caps에 해당하며, 이는 방사형(싱글 엔드) 설계 또는 SMD 버전(V-칩)의 베이스 플레이트로 유도됩니다.차이점은 폴리머가 유전체23 AlO의 거친 구조 표면과 음극박 표면만 얇은 층으로 덮는다는 것입니다.이를 통해 특히 양극박의 소공 중 고오믹 부분을 저오믹으로 할 수 있어 캐패시터 ESR을 저감할 수 있다.양 폴리머층 간의 전기적 접속은 세퍼레이터를 함침시키는 종래의 습윤 Al-e-caps와 같은 액체 전해질을 제공한다.비고체 전해질이 전도하는 거리가 짧으면 ESR이 약간 증가하지만 실제로는 극적으로 증가하지는 않습니다.이 구조의 장점은 작동 중인 액체 전해질이 작은 결함이 있는 경우 유전체층의 자가 치유에 필요한 산소를 공급한다는 것입니다.

작은 결함에 흐르는 전류는 선택적 가열을 유발하며, 이는 일반적으로 위에 있는 고분자 막을 파괴하여 결점을 격리하지만 치유하지는 못합니다.하이브리드 폴리머 캐패시터에서는 액체가 결함으로 흘러들어 산소를 공급하고 새로운 산화물을 생성함으로써 유전체를 치유하여 누출 전류를 줄일 수 있습니다.하이브리드 폴리머 Al-e-caps는 표준 폴리머 Al-e-caps보다 누출 전류가 훨씬 낮다.

폴리머 패밀리 비교

벤치마크 비교

알루미늄과 탄탈이라는 두 가지 양극 재료인 고분자 전해질 및 서로 다른 설계로 인해 서로 다른 사양의 여러 고분자 e-cap 제품군이 탄생했습니다.비교를 위해 이산화망간 전해질을 사용하는 탄탈 전해 콘덴서의 기본 파라미터도 기재되어 있습니다.

다양한 폴리머 캐패시터군의 벤치마크 값 비교
양극 재료 전해질 스타일. 캐패시턴스
범위
(fF)		 평가필
전압
(V)		 맥스.
작동
온도
(°C)
탄탈룸 이산화망간 직사각형의 0.1...1,500 2.5...63 105/125/150/175
고분자 직사각형의 0.47...3,300 2.5...125 105/125
알루미늄 고분자 직사각형의 2.2...560 2.0...16 105/125
고분자 원통형의
(SMD 및 방사형)		 3.3...3,900 2.0...200 105/125/135
하이브리드,
고분자 및 비고체		 원통형의
(SMD 및 방사형)		 6.8...1,000 6.3...125 105/125

(2015년 4월 현재)

전기 파라미터의 비교

폴리머 캐패시터의 전기적 특성은 일관된 캐패시턴스, 정격 전압 및 치수를 사용하여 가장 잘 비교할 수 있습니다.ESR 및 리플 전류 값은 전자 기기의 폴리머 캐패시터 사용에 가장 중요한 파라미터입니다.누출 전류는 폴리머 전해질이 없는 전자 캡보다 높기 때문에 중요합니다.MnO2 전해질이 포함된 Ta-e-caps와 습식 Al-e-caps의 각 값이 포함되어 있다.

동일한 크기의 유형에 대한 서로 다른 e-cap 제품군의 주요 전기 모수 비교
E-cap 패밀리
전해질		 유형1 치수2
W×L×H
D×L
(mm)		 최대 ESR
100 kHz, 20 °C
(MΩ)		 최대 리플 전류
85/105 °C
(mA)		 최대 누출3 전류
2분 후
(aA)
MnO-탄탈2 콘덴서
MnO 전해질2		 케멧, T494
330/10		 7.3×4.3×4.0 100 1,285 10 (0.01CV)
MnO-탄탈2 콘덴서
멀티노드, MnO-전기분해물2		 케멧, T510
330/10		 7.3×4.3×4.0 35 2,500 10 (0.01CV)
폴리머 탄탈 캐패시터
고분자 전해질		 케멧, T543
330/10		 7.3×4.3×4.0 10 4,900 100 (0.1CV)
폴리머 탄탈 캐패시터
멀티노드, 고분자 전해질		 케멧, T530
150/10		 7.3×4.3×4.0 5 4,970 100 (0.1CV)
폴리머 알루미늄 캐패시터
고분자 전해질		 Panasonic, SP-UE
180/6.3		 7.3×4.3×4.2 7 3,700 40(0.04CV)
폴리머 알루미늄 캐패시터
고분자 전해질		 케멧, A700
220/6.3		 7.3×4.3×4.3 10 4,700 40(0.04CV)
"습식" 알루미늄 캐패시터, SMD
에틸렌글리콜/포락스-나트륨		 NIC, NACY,
220/10		 6.3x8 300 300 10 (0.01CV)
"습식" 알루미늄 캐패시터, SMD
수성 전해질		 NIC, NAZJ,
220/16		 6.3×8 160 600 10 (0.01CV)
폴리머 알루미늄 캐패시터
고분자 전해질		 파나소닉, SVP
120/6.3		 6,3×6 17 2,780 200 (0.2CV)
하이브리드 폴리머 알루미늄 캐패시터
폴리머 + 비고체 전해질		 파나소닉, ZA
100/25		 6.3×7.7 30 2,000 10 (0.01CV)
1 제조원, 시리즈, 캐패시턴스/정격 전압.
2 직사각형 스타일(칩)의 경우 W×L×H, 원통형의 경우 D×L.
3 100µF, 10V 캐패시터에 대해 계산됩니다.

(2015년 6월 현재)

장점과 단점

습식 Al-e-caps에 대한 폴리머 전자 캡의 장점:

  • ESR 값을 낮춥니다.
  • 높은 리플 전류 능력
  • 특성에 따라 온도를 낮추다
  • 전해질 증발이 없어 수명이 길어짐
  • 반바지의 경우 타거나 폭발하지 않는다

습식 Al-e-caps에 대한 폴리머 전자 캡의 단점:

  • 고가의
  • 높은 누설 전류
  • 과도성과 높은 전압의 스파이크에 의해 손상되기 쉽다

하이브리드 폴리머 Al-e-caps의 장점:

  • 고분자 알루미늄 전자제품보다 저렴한 가격
  • 누설 전류를 낮추다
  • 과도기에 대해 통하지 않는.

하이브리드 폴리머 Al-e-caps의 단점:

  • 증발에 의한 한정된 수명

MLCCs(세라믹) 대비 폴리머 Ta 및 Al-e-Caps의 장점:

  • 전압 의존 캐패시턴스 없음(타입 1 세라믹 제외)
  • 마이크로폰 없음(타입 1 세라믹 제외)
  • 가능한 한 높은 캐패시턴스 값

전기적 특성

직렬 등가 회로

전해 콘덴서의 직렬 등가 회로 모델

콘덴서의 전기적 특성은 국제 일반 규격 IEC 60384-1에 의해 일치한다.이 표준에서 콘덴서의 전기적 특성은 전해 콘덴서의 모든 오믹 손실, 용량 및 유도 매개변수를 모델링하는 전기 부품을 갖춘 이상적인 직렬 등가 회로에 의해 설명됩니다.

  • C, 콘덴서의 캐패시턴스
  • R은ESR 콘덴서의 모든 오믹 손실을 요약하는 등가 직렬 저항으로, 일반적으로 "ESR"로 약칭됩니다.
  • L은ESL 캐패시터의 유효 자기 유도인 등가 직렬 인덕턴스로, 일반적으로 "ESL"로 약칭됩니다.
  • Rleak, 콘덴서의 누설 전류를 나타내는 저항

정격 캐패시턴스, 표준값 및 공차

고분자 Al-e-cap과 2개의 비고체 Al-e-cap의 온도 함수로서의 일반적인 캐패시턴스 캐패시터

고분자 전해 콘덴서의 캐패시턴스 값은 측정 주파수 및 온도에 따라 달라집니다.비고체 전해질을 가진 전해 콘덴서는 고분자 콘덴서보다 주파수 및 온도 범위에서 더 넓은 수차를 보입니다.

폴리머 Al-e-caps의 표준화된 측정 조건은 주파수 100/120Hz, 온도 20°C에서 0.5V의 AC 측정법이다.폴리머 Ta-e-caps의 경우, 정격 전압이 2.5V 이상인 타입의 경우 1.1~1.5V, 정격 전압이 2.5V 이상인 타입의 경우 2.1~2.5V의 DC 바이어스 전압을 측정 중에 인가하여 역전압을 방지할 수 있다.

1kHz 주파수에서 측정된 캐패시턴스 값은 100/120Hz 값보다 약 10% 작습니다.따라서 폴리머 e-caps의 캐패시턴스 값은 직접적으로 비교할 수 없으며 1kHz 이상의 캐패시턴스로 측정되는 필름 캐패시터나 세라믹 캐패시터와는 다릅니다.

폴리머 전해 콘덴서의 기본 단위는 마이크로파라드(μF)입니다.제조업체 데이터 시트에 지정된 캐패시턴스 값을 정격 캐패시턴스R C 또는 공칭 캐패시턴스N C라고 합니다.이 값은 IEC 60063에 따라 E 시리즈에 해당하는 값으로 지정된다.이러한 값은 중복 방지를 위해 IEC 60062에 따라 캐패시턴스 공차로 지정됩니다.

E3 시리즈 E6 시리즈 E12 시리즈
10-22-47 10-15-22-33-47-68 10-12-15-18-22-27
33-39-47-56-68-82
캐패시턴스 허용 오차 ±20% 캐패시턴스 허용 오차 ±20% 캐패시턴스 허용 오차 ±10%
문자 코드 "M" 문자 코드 "M" 문자 코드 "K"

실제 측정된 캐패시턴스 값은 공차 한계 내에 있어야 합니다.

정격 및 카테고리 전압

정격전압R U와 범주전압C U와 정격온도R T와 범주온도C T의 관계

IEC 60384-1을 참조하여 폴리머 전자 캡에 허용되는 작동 전압을 "정격 전압R U"라고 합니다.정격 전압R U는 정격 온도 범위R T 내의 모든 온도에서 연속적으로 인가될 수 있는 최대 DC 전압 또는 피크 펄스 전압입니다.

전해 콘덴서의 전압 증명은 온도가 상승함에 따라 감소합니다.일부 애플리케이션에서는 더 높은 온도 범위를 사용하는 것이 중요합니다.높은 온도에서 인가되는 전압을 낮추면 안전 여유도가 유지됩니다.따라서 일부 캐패시터 유형의 경우 IEC 표준은 높은 온도의 "온도 저하 전압"인 "카테고리 전압C U"를 지정합니다.카테고리 전압은 카테고리 온도 범위C T 내의 임의의 온도에서 캐패시터에 연속적으로 인가할 수 있는 최대 DC 전압 또는 피크 펄스 전압입니다.오른쪽 그림에 전압과 온도 간의 관계가 나와 있습니다.

지정된 전압보다 높은 전압을 인가하면 전해 캐패시터가 파괴될 수 있습니다.

낮은 전압을 가하면 고분자 전해 캐패시터에 긍정적인 영향을 미칠 수 있습니다.하이브리드 폴리머 Al-e-Caps의 경우 낮은 인가 전압이 수명을 [23]연장할 수 있습니다.고분자 Ta-e-caps의 경우 인가 전압을 낮추면 신뢰성이 높아지고 예상 고장률이 [52]감소합니다.

정격 및 카테고리 온도

오른쪽 그림에는R 정격온도 T와 정격전압R U, 더 높은 범주온도C T와 감압된 범주전압C U의 관계가 나와 있습니다.

서지 전압

폴리머 e캡 산화물층은 안전상의 이유로 서지 전압이라고 불리는 정격 전압보다 높은 전압으로 형성됩니다.따라서 짧은 시간 및 제한된 사이클 수에 대해 서지 전압을 인가할 수 있습니다.

서지 전압은 제한된 사이클 [23]수 동안 적용되는 최대 피크 전압 값을 나타냅니다.서지 전압은 IEC 60384-1에 표준화되어 있습니다.

폴리머 Al-e-Caps의 경우 서지 전압은 정격 전압의 1.15배입니다.폴리머 Ta-e-caps의 경우 서지 전압은 정격 전압의 1.3배로 가장 가까운 전압으로 [46]반올림될 수 있습니다.

폴리머 캐패시터에 인가되는 서지 전압은 캐패시터의 고장률에 [53][54][55]영향을 줄 수 있습니다.

과도 전압

과도기는 고속 고압 스파이크입니다.고분자 전해 콘덴서, 알루미늄 및 탄탈 고분자 콘덴서는 과도 전압 또는 서지 전압보다 높은 피크 전압을 견딜 수 없습니다.이러한 유형의 전자 캡은 과도현상으로 인해 [46][53][54]구성 요소가 손상될 수 있습니다.

하이브리드 폴리머 Al-e-Caps는 과도전압의 주파수 및 에너지 함량이 [1][17]낮을 경우 서지전압보다 높은 고온 및 단기 과도전압에 상대적으로 둔감하다.이 기능은 정격 전압과 컴포넌트 크기에 따라 달라집니다.낮은 에너지 과도 전압은 제너 다이오드와[56] 유사한 전압 한계로 이어집니다. 허용 과도 전압 또는 피크 전압의 명확하고 일반적인 사양은 불가능합니다.과도현상이 발생할 때마다 출원은 개별적으로 평가되어야 합니다.

역전압

폴리머 전해 캐패시터, 탄탈 및 알루미늄 폴리머 캐패시터는 편광 캐패시터이며, 일반적으로 양극 전극 전압이 음극 전압에 대해 양의여야 합니다.그럼에도 불구하고 짧은 시간 동안 제한된 사이클 [57][58]수 동안 유형 의존형 역전압을 견딜 수 있습니다.폴리머 전해질 콘덴서에 장시간 인가되는 타입 의존 역치보다 높은 역전압은 콘덴서의 단락 및 파괴로 이어진다.

편광 전해액이 회로에 잘못 삽입될 가능성을 최소화하려면 케이스에 극성을 명확하게 표시해야 합니다.아래의 "극성 표시" 섹션을 참조하십시오.

임피던스와 ESR

다음 항목도 참조하십시오.전해 콘덴서#임피던스 및 전해 콘덴서 #ESR 및 소산계수 tan »

임피던스는 AC 회로의 전류에 대한 전압의 복잡한 비율로, 특정 주파수에서 크기와 위상 모두를 AC 저항으로 나타냅니다.고분자 전해질 캐패시터의 데이터 시트에서는 임피던스 크기 Z만을 규정하여 간단히 "Z"로 쓴다.IEC 60384-1 규격은 고분자 전해 콘덴서의 임피던스 값을 100kHz로 측정하여 규정한다.

두 반응 저항C X와L X가 동일한 값(XC=XL)을 갖는 특수한 공진의 경우, 임피던스는 캐패시터의 모든 저항 손실을 요약하는 등가 직렬 저항 ESR로만 결정됩니다.100kHz에서 임피던스와 ESR은 δF 범위의 캐패시턴스 값을 갖는 폴리머 전자캡의 값이 거의 동일합니다.주파수가 공진을 초과하면 캐패시터의 ESL로 인해 임피던스가 다시 증가하여 캐패시터가 인덕터로 바뀝니다.

100 µF 클래스 2 MLCC 세라믹 콘덴서와 비교하여 다른 전해질을 가진 100 µF e-캡의 주파수에 대한 일반적인 임피던스 특성.
캐패시터의 T(\ T 함수로서의 의 일반적인 곡선(\displaystyle ESR) ) 및 "습식" Al-e-caps ( )

곡선에 나타나듯이 임피던스와 ESR은 사용되는 전해질에 크게 의존합니다.곡선은 "wet" Al-e-caps 및 MnO2 Ta-e-caps, Al/TCNQ 및 탄탈 폴리머 e-caps의 임피던스와 ESR 값이 점진적으로 낮음을 보여줍니다.Z 및 ESR 값이 더 낮은 세라믹 클래스 2 MLCC 캐패시터의 곡선도 나타나 있지만 캐패시턴스는 전압에 의존합니다.

비고체 Al-e-caps보다 폴리머 e-caps의 장점은 저온 의존성과 특정 온도 범위에 걸친 ESR의 거의 선형 곡선이다.이는 폴리머 탄탈, 폴리머 알루미늄 및 하이브리드 폴리머 알루미늄 e캡 모두에 적용됩니다.

임피던스와 ESR도 캐패시터의 설계와 재료에 따라 달라집니다.직사각형 Al-e-caps와 정전용량이 같은 원통형 Al-e-caps는 전극이 층상된 직사각형 Al-e-caps보다 인덕턴스가 높아 공진 주파수가 낮다.이 효과는 병렬 연결과[47][48] "페이스다운" [49]기술에 의해 개별 인덕턴스가 감소하는 다중 양극 구조에 의해 증폭됩니다.

리플 전류

반파 정류를 수반하는 전원 장치의 스무딩 캐패시터 C1에 걸친 높은 리플 전류는 캐패시터의 ESR에 상당하는 내부 발열을 일으킵니다.

"파급 전류"는 지정된 온도 범위 내에서 연속적으로 작동하기 위해 모든 주파수 및 전류 곡선의 중첩된 AC 전류의 평균 제곱근(RMS) 값입니다.AC전압을 정류한 후 주로 전원장치(스위치 모드 전원장치 포함)에서 발생하며 디커플링 또는 스무딩 [18]캐패시터를 통해 충전 및 방전 전류로 흐릅니다.

리플 전류는 캐패시터 본체 내부에서 열을 발생시킵니다.이 소산전력 손실L P는 ESR에 의해 발생하며 유효(RMS) 리플 전류 I의R 제곱 값입니다.

이 내부 발열은 주위 온도 및 기타 외부 열원에 더해 콘덴서 체온이 상승하고 주변 온도와의 온도차가 Ω T가 됩니다.이 열은 캐패시터 표면 A에 열손실th P로 분포하고 열저항 β를 주변으로 분산해야 합니다.

이 열은 열복사, 대류 및 열전도에 의해 주변으로 분배됩니다.캐패시터의 온도는 열 발생과 분배 사이의 순 균형이며 캐패시터의 최대 지정 온도를 초과해서는 안 됩니다.

폴리머 전자 캡의 리플 전류는 상위 정격 온도에서 100kHz에서 최대 유효(RMS) 값으로 지정됩니다.비 사인파 리플 전류는 푸리에 분석을 통해 개별 단일 주파수로 분석 및 분리되고 RMS [59]값을 계산하기 위해 제곱 덧셈으로 요약되어야 합니다.

일반적으로 리플 전류 값은 유형 및 [60]제조업체에 따라 주변 환경에 대해 2 ~ 6°C의 코어 온도 상승에 대해 계산됩니다.리플 전류는 낮은 온도에서 증가할 수 있습니다.ESR은 주파수에 의존하며 저주파 범위에서 상승하므로 낮은 [61]주파수에서 리플 전류를 줄여야 합니다.

폴리머 Ta-e-Caps에서는 리플 전류에 의해 발생하는 열이 [62][63][64][65]캐패시터의 신뢰성에 영향을 미칩니다.한도를 초과하면 단락 및 연소 컴포넌트에 치명적인 장애가 발생할 수 있습니다.

리플 전류에 의해 발생하는 열은 고체 고분자 전해질이 [18][66]있는 알루미늄 및 탄탈 전해 콘덴서의 수명에도 영향을 미칩니다.

리플 전류 열은 세 가지 폴리머 e-cap [18]유형 모두의 수명에 영향을 미칩니다.

전류 서지, 피크 또는 펄스 전류

폴리머 탄탈 전해 콘덴서는 피크 또는 펄스 [53][54]전류에 민감합니다.예를 들어 고유도 회로에서 서지, 피크 또는 펄스 전류에 노출되는 폴리머 Ta-e 캡은 전압 감쇠가 필요합니다.가능하면 전압 프로파일은 램프를 켜야 합니다. 그러면 캐패시터가 경험하는 피크 전류가 감소하기 때문입니다.

하이브리드 폴리머 Al-e-Caps는 전류 서지, 피크 또는 펄스 전류에 제한이 없습니다.그러나 요약된 전류는 지정된 리플 전류를 초과해서는 안 됩니다.

누설 전류

전해 콘덴서의 일반적인 누출 거동: 다른 종류의 전해질에 대한 함수로서 누설 (\
비고형 고함수량
비고체, 유기물
고체, 폴리머

DCL(DCL)은 다른 기존 캐패시터에는 없는 전해 캐패시터의 고유한 특성입니다.올바른 극성의 DC 전압이 인가될 때 흐르는 DC 전류입니다.이 전류는 e-caps의 직렬 등가 회로에서 캐패시터와 병렬로 저항leak R에 의해 표시됩니다.고체 고분자 캐패시터의 DCL의 주요 원인은 납땜 후 유전체 파괴 지점, 불순물 또는 양극 산화 불량으로 인한 원치 않는 전도 경로, 수분 경로 또는 음극 도체(탄소, 은)[67]로 인한 MnO 초과로2 인한 직사각형 유형의 유전체 바이패스입니다.

데이터시트 누출 전류 사양은 정격 캐패시턴스 값R C에 정격 전압R U 값을 곱한 값과 2분 또는 5분 후에 측정된 추가 수치를 곱한 것입니다. 예를 들어, 비고체 Al-e-caps 공식:

고체 고분자 전자 캡의 누출 전류는 일반적으로 매우 빠르게 감소하지만 도달 수준에 머무릅니다.이 값은 인가 전압, 온도, 측정 시간 및 케이스 씰링 조건에 의한 습기의 영향에 따라 달라집니다.

폴리머 전자 캡은 누출 전류 값이 상대적으로 높습니다.정상적인 상태에서는 폴리머 전해질이 형성 프로세스를 위해 산소를 공급할 수 없기 때문에 이 누출 전류를 새로운 산화물을 생성한다는 의미에서 "힐링"하여 줄일 수 없습니다.유전체층의 결함 아닐은 국소 과열 및 고분자 증발을 통해서만 수행할 수 있습니다.고분자 전해질 캐패시터의 누출 전류 값은 제조업체 및 시리즈에 따라RR 0.2~0RR.04CU입니다.따라서 폴리머 캐패시터의 누출 전류 값은 "습한" Al-e-caps 및 MnO2 Ta-e-caps보다 높습니다.

하이브리드 Al-e-caps에 의해 고체 고분자 Al-e-caps의 높은 전류 단점 누설이 방지된다.이들의 액체 전해질은 산화물 결함 개질에 필요한 산소를 공급하기 때문에 하이브리드는 습식 Al-e-caps와 [17][18]동일한 값을 달성한다.

유전체 흡수(비누)

주요 기사:유전체 흡수

유전체 흡수는 장기간 충전된 콘덴서가 잠시 방전되었을 때만 불완전하게 방전될 때 발생합니다.이상적인 콘덴서는 방전 후 0V에 도달하지만 실제 콘덴서는 유전체 완화, 침전 또는 배터리 동작이라고도 하는 현상인 시간 지연 쌍극자 방전에서 소량의 전압을 발생시킵니다.

폴리머 탄탈 및 알루미늄 전해 캐패시터의 경우 유전체 흡수 수치는 제공되지 않습니다.

신뢰성과 수명

신뢰성(고장률)

주요 기사:신뢰성 엔지니어링
"조기 고장", "랜덤 고장" 및 "마모 고장" 시간이 있는 욕조 곡선.랜덤 고장 시간은 일정한 고장률의 시간입니다.

구성 요소의 신뢰성은 구성 요소가 시간 간격에서 기능을 얼마나 안정적으로 수행하는지 나타내는 속성입니다.그것은 확률적 과정을 거치고 질적, 정량적으로 기술될 수 있지만 직접 측정할 수는 없다.전해 콘덴서의 신뢰성은 내구성 시험을 수반하는 생산의 고장률을 확인함으로써 경험적으로 판단된다.신뢰성은 일반적으로 욕조 곡선으로 나타나며, 조기 고장 또는 유아 사망률 고장, 지속적인 무작위 고장 및 마모 고장 등 세 가지 영역으로 구분된다.고장률로 집계된 장애는 단락, 단선 및 열화 장애(전기 파라미터를 초과)입니다.고분자 Ta-e-caps의 경우 고장률은 고분자 Al-e-caps에는 필요하지 않은 회로 직렬 저항기의 영향을 받습니다.

매우 낮은 수준의 고장률을 검증하기 위해 수십억 개의 테스트 단위 시간이 필요하며, 이는 오늘날 고장 없이 많은 양의 부품을 생산하기 위해 필요한 것입니다.이를 위해서는 장기간에 걸쳐 약 100만 유닛의 테스트가 필요하며, 이는 대규모 인력과 상당한 [68]자금 조달이 필요하다는 것을 의미합니다.테스트한 장애율은 대규모 사용자의 현장 피드백(필드 장애율)으로 보완되는 경우가 많아 대부분 장애율 추정치를 낮춥니다.

과거의 이유로 Ta-e-caps와 Al-e-caps의 고장률 단위는 다르다.Al-e-caps의 경우 신뢰성 예측은 일반적으로 고장률 θ로 표현되며, 지속적인 무작위 고장 기간 동안 표준 작동 조건 40 °C 및 0.5 U에서R 단위 고장 시간(FIT)을 사용한다.이는 표준 동작 조건에서 10억 개의9 컴포넌트 시간(100만 시간의 컴포넌트 1000만 개, 1000 시간의 컴포넌트 100만 개, 1ppm/1000 시간의 컴포넌트 100만 개 등)에서 예상되는 장애 수입니다.이 고장률 모델에서는 고장이 랜덤하다고 암묵적으로 가정합니다.개별 성분은 랜덤한 시간에 고장나지만 예측 가능한 속도로 고장납니다.FIT의 역수 값은 평균 고장 간격(MTBF)입니다.

Ta-e-caps의 경우 고장률 "FTa"는 85°C, U = U에서R "n % failures per 1000 hours" 단위와 0.1Ω/V의 회로 저항으로 지정됩니다.이는 "FIT" 모델에 비해 훨씬 까다로운 작동 조건에서 1000시간 작동 시 예상되는 고장 비율입니다.고장률 "θ" 및 "FTa"는 온도, 인가 전압, 습도, 충격, 진동 등 다양한 환경적 요인 및 [52]콘덴서의 캐패시턴스 값에 따라 달라집니다.고장률은 온도와 인가 전압의 증가 함수입니다.

고체 Ta-e-caps 및 "wet" Al-e-caps 고장률은 산업 또는 군사[70] 상황에 맞게[69] 표준화된 가속 계수를 사용하여 다시 계산할 수 있다.후자는 산업 분야에서 확립되어 산업 분야에서 자주 사용됩니다.그러나 고분자 Ta-e-caps 및 고분자 Al-e-caps의 경우 2016년 현재 가속 계수가 발표되지 않았다.탄탈 콘덴서 고장률Ta F에서 고장률 θ로의 재계산의 예는 표준 콘덴서를 비교하는 것 밖에 할 수 없다.예제:

85°C 및 U=U에서R 고장률Ta F = 0.1%/1000h는 40°C 및 U = 0.5U에서R 고장률 θ로 다시 계산해야 한다.

MIL-HDBK 217F의 다음과 같은 가속 계수가 사용됩니다.

FU = 전압 가속 계수, U = 0.5 U는RU F = 0.1
FT = 온도 가속 계수(T = 40°C일T 경우 F = 0.1)
FR = 직렬 저항V R에 대한 가속도 계수이며, 같은 값일 경우 = 1

그 뒤를 잇다

λTa = F xUT F x FR
λ = (0.001/1000 h) × 0.1 × 1 = 0.00001/1000 h = 1−9·10/h = 1 FIT

2015년 기준으로 폴리머 탄탈 및 폴리머 알루미늄 캐패시터의 고장률 수치는 0.5~20 FIT 범위입니다.계산된 수명 내의 이러한 신뢰성 수준은 다른 전자 부품과 비교할 수 있으며 정상 조건에서 수십 년 동안 안전한 작동을 달성합니다.

라이프 타임, 서비스 수명

전해 콘덴서의 수명, 수명, 부하 수명 또는 내용 수명은 비고체 전해 콘덴서의 특별한 특성으로, 액체 전해질은 시간이 지남에 따라 증발하여 마모 고장을 일으킬 수 있습니다.MnO 전해질을 사용하는2 고체 탄탈 캐패시터는 마모 메커니즘이 없기 때문에 모든 캐패시터가 고장났을 때까지 일정한 고장률을 유지합니다.비솔리드 Al-e-caps와 같은 라이프타임 사양은 없습니다.

그러나 고분자 탄탈 및 고분자 알루미늄 전해 콘덴서는 수명 사양이 있습니다.고분자 전해질은 전도성 고분자의 열분해 메커니즘에 의해 약간의 전도성 열화가 발생합니다.도전성 고분자 [66]입자의 축소로 인해 노화가 발생하는 입상 금속 유형 구조와 일치하여 시간의 함수로서 전기 전도율이 감소합니다.

콘덴서 기능 시간(유용 수명, 부하 수명, 사용 수명)은 상위 범주 온도에서 정격 전압을 사용하여 IEC 60384-24/-25/-26에[71] 따라 시간 가속 내구성 테스트를 통해 테스트됩니다.시험에 합격하기 위한 시험 조건은 다음과 같다.

  • 단락 또는 단선 없음
  • 용량 20% 미만 감소
  • ESR의 증가, 임피던스 또는 손실 계수가 2보다 작음

폴리머 캐패시터 열화 장애에 대한 지정된 한계는 비고체 Al-e-caps보다 훨씬 더 가깝습니다.즉, 폴리머 전자캡의 수명 거동은 습식 Al-e캡보다 훨씬 안정적입니다.

고분자 캐패시터의 수명 사양은 최대 전압 및 온도에서 시간 단위(예: 2000h/105°C)로 비고체 Al-e-caps와 유사한 용어로 명시되어 있습니다.이 값은 "20도 규칙"[72][73][74]이라는 공식을 사용하여 개별 조건에서의 작동 수명을 추정할 때 사용할 수 있습니다.

  • Lx = 추정 수명
  • LSpec = 지정 수명(수명, 부하 수명, 사용 수명)
  • T0 = 상부 카테고리 온도(°C)
  • TA = e-cap 케이스의 온도(°C) 또는 콘덴서 주변 온도

이 규칙은 열화 고분자 반응 속도가 지정된 열화 한계 내에서 변화하는 것을 특징으로 한다.이 공식에 따르면 65°C에서 작동하는 2000h/105°C 폴리머 캐패시터의 이론적인 예상 수명은 약 200,000시간 또는 약 20년으로 계산(더 나은 추정)할 수 있습니다.

하이브리드 폴리머 Al-e-caps의 경우 20도 규칙이 적용되지 않습니다.이러한 폴리머 하이브리드 전자 캡의 기대 수명은 10도 규칙을 사용하여 계산할 수 있습니다.상기 조건의 경우 액체 전해액이 포함된 전자 캡은 32,000시간 또는 약 3.7년의 수명을 예상할 수 있습니다.

장애 모드, 자가 복구 메커니즘 및 응용 프로그램 규칙

필드 결정화

알루미늄뿐만 아니라 탄탈과 같은 폴리머 캐패시터는 고장률이 매우 낮은 다른 전자 부품과 마찬가지로 높은 수준으로 신뢰성이 있습니다.그러나 폴리머 탄탈을 포함한 모든 탄탈 전해 콘덴서는 "장 결정화"[75]라고 불리는 고유한 고장 모드를 가집니다.

필드 결정화는 고체 탄탈 [76]캐패시터의 열화와 치명적인 장애의 주요 원인입니다.오늘날 드물지만 90% 이상의 Ta-e-caps는 이 고장 [77]모드로 인한 단락 또는 누출 전류 증가로 인해 발생합니다.

탄탈 전해 콘덴서의 극히 얇은 산화막, 즉 유전층은 비정질 구조로 형성되어야 한다.비정질 구조를 결정화 구조로 바꾸면 전도율이 1,000배 증가하며 산화물 [26]부피도 증가한다고 한다.[78]

캐패시터의 산화물 중 약한 부분에 전압을 인가한 후 국소적으로 높은 누설 전류가 형성되어 폴리머의 국소 가열로 이어지며 폴리머는 산화되어 높은 저항성이 되거나 증발한다.

유전체 파괴에 이은 필드 결정화는 저임피던스 회로에서 나노암페어급에서 암페어급으로 몇 밀리초 이내에 누출전류가 갑자기 상승하는 것을 특징으로 한다.증가되는 전류는 "알랑쉬 효과"로 가속화되어 금속/산화물을 통해 빠르게 확산될 수 있습니다.이로 인해 산화물의 작은 연소 영역부터 펠릿의 넓은 영역을 덮는 지그재그 연소 줄무늬 또는 [79][80]금속의 완전한 산화에 이르기까지 다양한 수준의 파괴가 발생할 수 있습니다.전류 소스가 무제한인 경우 필드 결정화로 인해 캐패시터 단락이 발생할 수 있습니다.그러나 전류원이 고체2 MnO Ta-e-caps로 제한되면 자가 치유 프로세스가 MnO를 절연 MnO로23 산화시킨다2.

폴리머에서 Ta-e-Caps 연소는 위험이 없습니다.단, 필드 결정화가 발생할 수 있습니다.이 경우 증가하는 누설전류에 의해 폴리머층을 선택적으로 가열하여 연소시켜 결함점을 격리한다.고분자 재료는 산소를 공급하지 않기 때문에 누출 전류가 가속되지 않습니다.단, 결함 영역은 더 이상 캐패시터 캐패시턴스에 영향을 주지 않습니다.

셀프 힐링

폴리머 Al-e-caps는 폴리머 Ta-e-caps와 동일한 자가 치유 메커니즘을 나타낸다.산화물의 약화된 부분에 전압을 인가한 후 국부적으로 높은 누출 전류 경로를 형성한다.이는 고분자의 국부 가열로 이어지며, 고분자는 산화되어 저항성이 매우 강해지거나 증발합니다.또, 하이브리드 폴리머 Al-e-caps는, 이러한 셀프 힐링 기구를 나타낸다.그러나 액체 전해질은 결함 지점으로 흘러들어 산소를 공급하여 새로운 유전체 산화물을 형성할 수 있습니다.이것이 하이브리드 폴리머 캐패시터의 누설 전류 값이 상대적으로 낮은 이유입니다.

응용 프로그램 규칙

다양한 유형의 고분자 전해 콘덴서는 전기적 장기 거동, 고유의 고장 모드 및 자가 복구 메커니즘에서 차이를 보입니다.안전한 동작을 위해 제조업체는 유형 동작을 중심으로 다양한 응용 프로그램 규칙을 권장합니다. 다음 표를 참조하십시오.

다양한 유형의 전해 콘덴서의 장기적인 전기적 동작, 고장 모드, 자가 복구 메커니즘 및 적용 규칙
종류
전해 콘덴서		 장기
전기적 거동		 장애 모드 셀프 힐링
메커니즘		 어플
규칙.
"습식" AL-e-caps 시간이 지남에 따라 말라가고,
캐패시턴스 감소,
ESR의 증가		 고유 없음
결정 가능한		 신규 산화물 형성
전압을 가함으로써		 수명 계산
10 °C 규칙
폴리머 Al-e-caps 전도성 저하,
ESR의 증가		 고유 없음
결정 가능한		 유전체 결함 분리
산화 또는 전해질 증발로		 수명 계산
20 °C 규칙
MnO2 Ta-e-caps 안정적인. 필드 결정화
[26][79]		 열유도절연
유전체 결함의
전해질2 MnO의 산화에 의해
절연23 MnOO에 입력
전류가 한정되어 있으면		 전압 저하 50%
직렬 저항 3Ω/V
[80][81]
폴리머 Ta-e-caps 전도성 저하,
ESR의 증가		 필드 결정화
[26][79]		 유전체 결함 분리
산화 또는 전해질 증발로		 전압 감소 20%
[80][81]
하이브리드 폴리머 Al-e-Caps 전도성 저하,
시간이 지남에 따라 말라가고,
캐패시턴스 감소,
ESR의 증가		 고유 없음
결정 가능한		 신규 산화물 형성
전압을 가함으로써		 수명 계산
10 °C 규칙

추가 정보

콘덴서 기호

전해 콘덴서 기호

Polarized capacitor symbol.png Polarized capacitor symbol 2.png Polarized capacitor symbol 3.png
전해
콘덴서		 전해
콘덴서		 전해
콘덴서

극성 마킹

폴리머 전해 콘덴서의 극성 표시

Polymer-Quader-Polarität.jpg
V-Chip.jpg
직사각형 폴리머 캐패시터,
탄탈과 알루미늄,
극성 마크가 붙어 있다
양극(플러스

원통형 폴리머 캐패시터
극성 마크가 붙어 있다
음극(음극측에서

각인 표시

폴리머 전해 캐패시터는 충분한 공간이 주어지면 코드화된 각인 마크를 통해

  • 제조원의 이름 또는 상표
  • 제조자의 형식 명칭
  • 극성
  • 정격 캐패시턴스
  • 정격 캐패시턴스 공차
  • 정격 전압
  • 기후 범주 또는 정격 온도
  • 제조 연도 및 월(또는 주)

매우 작은 캐패시터에서는 마킹이 불가능합니다.

마킹 코드는 제조원에 따라 다릅니다.

표준화

전자 부품 및 관련 기술 표준화는 비영리 비정부 국제 표준 [83][84]기구인 국제 전기 표준 위원회(IEC)[82]에 의해 주어진 규칙을 따릅니다.

전자기기에 사용되는 콘덴서의 특성 정의 및 테스트 방법은 일반 사양에 명시되어 있습니다.

  • IEC/EN 60384-1 - 전자 장비용 고정 캐패시터

표준 유형으로 승인을 위해 전자 장비에 사용하기 위해 폴리머 탄탈 및 폴리머 알루미늄 전해 콘덴서가 충족해야 하는 테스트 및 요구 사항은 다음 섹션 사양에 명시되어 있습니다.

  • IEC/EN 60384-24—표면 마운트 고정 탄탈 전해 콘덴서와 도전성 고분자 고체 전해질
  • IEC/EN 60384-25—전도성 고분자 고체 전해질이 포함된 표면 장착 고정 알루미늄 전해 캐패시터
  • IEC/EN 60384-26—고정 알루미늄 전해 콘덴서(도전성 고분자 고체 전해질 포함)

기술 경쟁

고분자 전해 콘덴서의 ESR 및 ESL 특성은 MLCC 콘덴서의 ESR 및 ESL 특성으로 수렴되고 있습니다.반대로 클래스 2-MLCC 캐패시터의 특정 캐패시턴스는 탄탈칩 [85][86]캐패시터의 캐패시턴스에 근접하고 있습니다.그러나 이러한 비교 가능성 증가와는 별도로 특정 유형의 콘덴서에 대한 찬반 논쟁이 있습니다.많은 콘덴서 제조업체는 프레젠테이션 및 [87]기사에서 경쟁업체와 맞서 다음과 같은 중요한 기술 논거를 구성합니다.

  • MLCC와의 Al-Polymer e-caps: Panasonic[88]
  • 폴리머 및 "습식" 전자 캡에 대한 MLCC:무라타[89][90]
  • Al-Polymer 전자캡과 습윤 전자캡: NCC,[18] NIC[1]
  • 표준2 고체 Ta-MnO 전자캡에 대한 Ta-Polymer 전자캡: Kemet[91]

제조원 및 제품

폴리머 전해 캐패시터 및 그 타입의 스펙트럼의 전 세계 운용 메이커
제조원 고분자
탄탈 콘덴서		 고분자
알루미늄 콘덴서
직사각형의
SMD		 직사각형의
SMD		 원통형의
납이 들어간
SMD, V칩		 원통형의
하이브리드
AVX X - - -
캡슨 - - X -
CDE 코넬 듀빌리어 X - - X
친산(엘리트) - - X -
엘나 - - X -
일리노이 주 - X X -
장하이 - - X -
케멧 X X X -
레론 - - X -
마츠오 X X - -
무라타 - X - -
일본 화학공업 - - X X
NIC X - X X
니치콘 - X X -
파나소닉 X X X X
폴리캡 - - X
ROHM X - - -
루비콘 - X - -
삼성 X - - -
삼화 - - - X
Sun Electronic (Suncon) - - - X
티포/룩손 - - X -
비셰이 X - - -
뷔르트 엘렉트로니크 eiSos - X X -
야지오 - - X

2016년 7월 현재

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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