《Hi，我是電解電容器》之五：電解電容器封裝形式的變化

在電解電容器進步的過程中，電解電容器的封裝形式也隨之發(fā)生變化。小型電解電容器從過去的蠟管封裝和鋁殼為負極，正極為焊片的封裝方式到現(xiàn)在的歐洲采用軸向引線方式。如圖1。

 
圖1 軸向引線式小型電解電容器

這種封裝形式的好處是，安裝牢固，大多為歐美電子線路中應(yīng)用，缺點制造過程相對麻煩，成本相對比較高。

隨著電子線路的商業(yè)化，作為商業(yè)競爭，要求電子線路中的每一個元器件的成本要盡可能的低。在這個過程中，善于將成本最低化的日本則采用了同側(cè)引線方試，如圖2。

圖2 同側(cè)引線式電解電容器

同側(cè)引線式電解電容器便于機械化大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低。同時還可以減小電解電容器占用電路板的面積，有利于減小電子線路的體積。在小型電解電容器封裝競爭過程中，同側(cè)引線式電解電容器戰(zhàn)勝了軸向引線式電解電容器。國產(chǎn)小型電解電容器多為同側(cè)引線方試。

與此同時，電容器的體積在不斷地減小。例如10μF/400V電解電容器，過去蠟管封裝大概需要φ25×60mm（不包括引線），20年前，同規(guī)格的同向引線式電解電容器大概要φ12.5×20mm，現(xiàn)在則僅僅需要φ10×16mm，甚至小尺寸的可以達到φ8×16mm或φ10×12.5mm。

大電容量電解電容器，僅僅靠兩個引線固定電解電容器顯得不再可靠，需要更堅固的固定方式。早期的大電容量電解電容器采用焊片式，采用卡子固定方式。對于晶體管電子線路和集成電路電子線路，這種安裝方式已經(jīng)不再適合，需要跟簡單的安裝方式，最好是直接焊接在電路板上，并且用焊接的管腳將電解電容器固定，這需要比較結(jié)實的管腳。最常見的就是俗稱“牛角式”電解電容器。電解電容器引出線為同側(cè)比較粗的管腳，為了波峰焊條件下能牢固的固定在電路板上，管腳為彎曲形狀，以勾在電路板的焊孔里不至于脫落。這種管腳很像牛角，故稱為“牛角”型電解電容器。如圖3。

 
圖3 “牛角”型電解電容器

體積更大時，兩只管腳的機械強度顯得不夠，需要用四只管腳甚至五只腳固定，如圖4。

圖4 五只管腳的“牛角”型電解電容器

通常，由于電解電容器僅僅需要兩個管腳最為電極，四腳的“牛角”型電解電容器有兩只管腳是內(nèi)部懸空的，不連接正極和負極。但是由于電解電容器內(nèi)部電解液的存在，空管腳可以認為與負極等電位，但是不能作為電極承受電流。

現(xiàn)在“牛角”型電解電容器最大可以做到2200μF/400V。大型“牛角”型電解電容器相對于后面的螺栓型電解電容器便宜得多。

大型插腳式電解電容器除了選用四腳方式外，近年來還出現(xiàn)了新型的插片式電解電容器，由于插片的機械強度遠大于插腳，且兩只插片以90°垂直方向安裝，可以獲得比四插腳的電解電容器更堅固的安裝強度。插片式電解電容器如圖5。

 
（a）插片式電解電容器

 
（b）焊片式電解電容器

圖5 插片式電解電容器

電容量繼續(xù)增大，“牛角”型電解電容器的管腳無法可靠地固定電解電容器時，需要更堅固、可以通過更大電流的封裝形式，這就是螺栓型電解電容器。如圖6。

圖6 螺栓型電解電容器

螺栓型電解電容器的固定通常不適用電極的螺栓，而是用卡子，所以比較著名的額電解電容器制造商會將卡子與電解電容器一同出售。螺栓型電解電容器甚至可以做到10000μF/450V或3F/16V。尺寸可以做到直徑約100mm，高度近250mm。如果需要更大的電解電容器就需要采用多只并聯(lián)方式，至少現(xiàn)在是。

電子元件裝配進入貼片化后，要求電解電容器也要滿足貼片的要求，貼片式封裝的電解電容器應(yīng)運而生。如圖7。

 
圖7 貼片式封裝電解電容器

上述的電解電容器均為卷繞而成，不可避免的存在比較大的寄生電感，為了減小電解電容器的寄生電感，提高電解電容器的頻率性能。要求電容器像貼片鉭電容那樣的封裝形式替代鉭電解電容器。疊片式電解電容器如圖8。

圖8 疊片式電解電容器

電解電容器封裝也決定了電解電容器可以承受的電流能力。例如引線式電解電容器，每個電極只有一個導(dǎo)針。而“牛角”型電解電容器，每個電極至少有兩個導(dǎo)流條；螺栓式電解電容器，每個電極根據(jù)流過的電流，可以有更多的導(dǎo)流條。
很顯然，每個電極僅有一個導(dǎo)針時，對應(yīng)的載流能力相對最小；“牛角”型電解電容器至少有兩個導(dǎo)流條，載流能力肯定比僅有一個導(dǎo)針的大，而更多的導(dǎo)流條會成倍的增加載流能力。

可以相信，如果將來的電解電容器需要更高的載流能力，必然會出現(xiàn)具有更高載流能力的電極導(dǎo)流方式和全新的封裝形式。

與非網(wǎng)原創(chuàng)內(nèi)容，未經(jīng)許可，不得轉(zhuǎn)載

下期內(nèi)容，我們將帶來

《Hi，我是電解電容器》系列之六：電解液的革新

摘要：早期的電解液主要成分是硼酸，相對來說電阻率比較大，不需要考慮閃火電壓問題。由于正極箔的比容很低，需要很大的鋁箔才能得到需要的電容量。這樣，電解液與濾波的接觸面積相對很大，從客觀上基本抵消了電解液電阻率高的問題。