上海飞乐股份有限公司 王桂英
摘要：抑制电磁干扰电容器用于降低电子、电子设备或其他其他干扰源所产生的电磁干扰。本文主要分析了Y2类薄膜电容器的技术关键问题，简述了解决问题的思路及途径，并指出该类电容器的制造工艺要点。
一.概述
随着电子科学技术的发展，家用电器和电子产品的技术含量及复杂程度不断增加，产生了大
量的电磁辐射，使得电磁环境日益复杂起来。电气电子产品的电磁兼容性问题已受到各国政府和生产企业的日益重视。有关部门作出规定：所有电子产品只有达到电磁兼容的标准才能进入市场，尤其是国际市场。这就较大地促进了抗电磁干扰对策电子元件与电路保护电子元件的发展。抑制电磁干扰电容器用于电气和电子设备中，可以降低电气电子设备或其他干扰源所产生的电磁干扰，把电源中不需要的瞬态脉冲电压降低到可接收的水平，其在电路中应用参见图1。
图1. 抑制电磁干扰电容器在电路中的应用
抑制电磁干扰电容器执行IEC384-14国际标准，可分为X类电容器或RC组件与Y类电容器或RC组件。X类电容器适用在电容器失效时不会导致电击危险的场合，跨接在导线之间以短路平衡干扰电流。Y类电容适用在电容器失效时会导致电击危险的场合，跨接在导线和机箱外壳或接地之间以短路不平衡的干扰电流，我公司为了适应市场对各类电子电气产品电磁兼容性的要求，并在国际市场占有一席之地，于03年下半年开始研制抑制电磁干扰用聚丙烯薄膜电容器(Y2类)（以下简称Y2类薄膜电容器）工作。根据国际国内法律规定，抑制电磁干扰电容器因为与市电相连而涉及人身财产安全，必须经过强制安全认证后才允许进入市场。我们在研制开发Y2类薄膜电容器过程中，同时积极开展了产品的安全检测和认证工作。
二.产品特点及技术指标、主要性能：
1.产品的技术指标
.额定电压： 250VAC
.标称电容量： 1nF—47nF
.
使用环境温度： —40℃～+105℃
.电容器类别： Y2
.损耗角正切： tgδ≤0.0012 （10KHz）
.绝缘电阻：两引出端间 R>15000MΩ
引出端与外壳间 R>30000MΩ
2.产品的主要性能
.脉冲电压试验.
Y2电容器应能承受5000V上升时间1.2～1.5μS的三次以上脉冲。如果波形出现阻尼振荡，震荡的峰-峰值UPP应不大于峰值脉冲电压（UP）的10%，如图2所示。
图2
宠物垫.耐久性试验.
在+105℃温度和1.7UR的电压下承受1000h试验，每隔1小时将电压升高到1000V（有效值），持续时间0.1S。
. 阻燃性. 针焰燃烧试验，达到IEC384—1的阻燃性C级要求。
.自燃性试验
每一样品应承受一个3μF储能电容器放电20次，放电后给被试电容器充电到电
压U密钥索引i 为5000V，每两次放电之间的间隔应为5S，250VAC试验电压一直施加在被试电容器的两端，缠绕在电容器上的纱布应不被火焰燃烧。
三. 产品设计
1.介质材料的选择
1）.根据电子电路中的情况，一般Y2类电容器的容量取值偏小（PF-nF）、脉冲电压偏高
（5000V）、且不允许击穿失效，目前国内大部分厂家采用两面被银瓷片焊接引出线粉末环氧包封的瓷介电容器。因为受瓷介电容器固有的陶瓷原材料的限制，容量温度特性较差、损耗角正切值偏大、瓷介电容器外形尺寸受到限制。这里讨论以有机薄膜作为Y2类电容器介质。
2).分析比较薄膜电容器常用的介质材料性能，参见表1。聚丙烯薄膜具有绝缘电阻高、抗电强度大，损耗角正切小，容量和损耗随温度和频率变化小等特点，选用聚丙烯薄膜做介质，产品容易达到安全认证的测试要求。
表1 介质材料性能
材料 | 电 阻 率/Ω.cm | 吸 水 率/ % | 介质损耗/ % | ΔC/C～T（℃） | tgδ～f | tgδ～T（℃） |
聚丙烯 | 1018～1020 | <0.05 | <0.08 | 较小 | 较小 | 稳定程控电压衰减器 |
聚酯 | 1017～1020 | 0.3～0.4 | 0.5～0.8 | 很大 | 较大 | 不稳定 |
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2.产品结构
Y2类薄膜电容器芯子采用聚丙烯薄膜、金属化电极无感式卷绕构成，芯子端面喷涂金属合金层，单向引出，以阻燃性好的PBT工程塑料做外壳，阻燃环氧树脂灌封。
3.产品工艺工艺流程
卷绕→热压→掩膜→喷金→热处理→
赋能→焊接装配→环氧灌注→标志打印→测试
四.主要技术问题及解决途径
1.主要技术问题
1）高压脉冲性能：Y2电容器应能承受5000V上升时间1.2μS的三次脉冲，监视器显示有三次连续脉冲波形表示电容器未发生自愈性击穿，才可认为电容器合格。这么高的脉冲电压和电流冲击，往往使金属膜和
喷金层连接处的温度升高，芯子内部薄膜收
缩，直接影响芯子端面与喷金层的接触状态。试验初期常出现喷金层与芯子端面断开、tgδ很大，外壳帽烟炸裂、脉冲波形失真现象。
2）耐久性试验后要求无击穿飞弧，ΔC/C≤10%，Δtgδ≤0.008%。试制过程中，常发现经过1000h的高温负荷，电容器tgδ变大、电容量下降、芯子短路击穿等。
2. 解决途经：
根据Y2类薄膜电容器的特殊技术要求，我们经过多次摸底对比试验，在产品结构设计，工艺上作了改进。
1）选择合适的蒸发材料及电极型式
为了使薄膜进行金属化后能于喷金层很好的结合，对铝蒸发材料和锌铝蒸发材料特点做比较详见表2。
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表2 蒸发材料特点
内容 | 超分散剂应用涂料工业铝 | 锌/铝 |
抗氧化性及防潮性 | 抗氧化、对潮气不敏感 | 抗氧化性差、对潮气敏感、易被腐蚀 |
与喷金层的接触 | 较差、特别对高涌电流敏感 | 接触良好，可承受较高的电流密度， |
自愈能力 | 易于自愈，能恢复好的绝缘 | 对于薄金属层好 |
损耗tgδ | 较低 | 较大 |
容量损失率 | 高压、大电流下工作时容量损失大 | 电容量衰减变化率小气瓶水压试验 |
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