现代电子工艺技术2

任务2THT/SMT电容器的识别与测试2.1任务描述电容器简称电容，是电子产品整机中大量使用的基本元器件之一。电容器是一种不耗能元件，在电路中用于滤波、耦合、旁路、隔直、退藕、振荡、定时、能量转换等作用。本任务就是按照电子工艺的要求来正确识别与检测各类型电容器。2.2任务资讯2.2.1电容器的分类按在印制板上的安装方式分有，通孔式(THT)和表面组装式（简称贴片式SMT）；按其阻值是否变化分有，固定式和可变式；按其极性分有，有极性（电解电容）和无极性；按其电解质分有，有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器、空气介质电容器；按其制造工艺或材料分有，瓷介、云母、金属化纸介、铝电解、玻璃釉、涤纶、陶瓷、铌、钽、聚苯乙烯等.1.固定电容的外形及特点固定电容指制成后电容量固定不变的电容，又分为有极性和无极性两种。只有两个引脚，一般从同一侧伸出，容量是固定的。电容体上常标识有容量、耐压、温度、材料及极性等THT固定电容器SMT固定电容器无极性贴片电容器外形与电阻器的外形有一点相似，两端为银白色，但其中间大部分为灰色或黄色；贴片电解电容器的正负极辨认很方便，通常外形都是长方体或圆柱形，颜色以黄色和黑色最常见，正极色带一般为深黄色或白色(1)纸介电容纸介电容制造工艺简单、价格低、体积大、损耗大、稳定行差，并且存在较大的固有电感，不宜在频率较高的电路中使用。(2)磁介电容磁介电容属于无极性、无机介质电容，以陶瓷材料为介质制作的电容。磁介电容体积小、耐热性好、绝缘电阻高、稳定性较好，适用于高低频电路。(3)涤纶电容涤纶电容属于无极性、有机介质电容，以涤纶薄膜为介质，金属箔或金属化薄膜为电极制成的电容。涤纶电容体积小、容量大、成本较低，绝缘性能好、耐热、耐压和耐潮湿的性能都很好，但稳定性较差，适用于稳定性要求不高的电路。(4)玻璃釉电容玻璃釉电容属于无极性、无机介质电容，使用的介质一般是玻璃釉粉压制的薄片，通过调整釉粉的比例，可以得到不同性能的电容。玻璃釉电容介电系数大、耐高温、抗潮湿强、损耗低。(5)云母电容云母电容属于无极性、无机介质电容，以云母为介质，损耗小、绝缘电阻大、温度系数小、电容量精度高、频率特性好等优点，但成本较高、电容量小，适用于高频线路。(6)薄膜电容薄膜电容属于无极性、有机介质电容。薄膜电容是以金属箔或金属化薄膜当电极，以聚乙酯、聚丙烯、聚笨乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜为介质制成。薄膜电容又被分别称为聚乙酯电容(又称Mylar电容)，聚丙烯电容(又称PP电容)，聚苯乙烯电容(又称PS电容)和聚碳酸酯电容。(7)铝电解电容铝电解电容属于有极性电容，以铝箔为正极，铝箔表面的氧化铝为介质，电解质为负极制成的电容。铝电解电容体积大、容量大，与无极性电容相比绝缘电阻低、漏电流大、频率特性差、容量与损耗会随周围环境和时间的变化而变化，特别是当温度过低或过高的情况下，且长时间不用还会失效。(8)钽电解电容钽电解电容属于有极性电容，以钽金属片为正极，其表面的氧化钽薄膜为介质，二氧化锰电解质为负极制成的电容。(9)贴片式多层陶瓷电容贴片式多层陶瓷电容内部为多层陶瓷组成的介质层，为防止电极材料在焊接时受到侵蚀，两端头外电极由多层金属结构组成。(10)贴片式铝电解电容贴片式电解电容是由阳极铝箔、阴极铝箔和衬垫村卷绕而成。(11)贴片式钽电解电容贴片式钽电解电容有矩形的，也有圆柱形的，封装形式有裸片形、塑封型和端帽型三种，以塑封型为主。它的尺寸比贴片式铝电解电容器小，并且性能好。2.可调电容的外形及特点(1)单联可变电容单联可变电容由两组平行的铜或铝金属片组成，一组是固定的（定片），另一组固定在转轴上，是可以转动的(动片)。(2)双联可变电容双联可变电容是由两个单联可变电容组合而成，有两组定片和两组动片，动片连接在同一转轴上。调节时，两个可变电容的电容量同步调节。(3)空气可变电容空气可变电容的定片和动片之间电介质是空气。(4)有机薄膜可变电容有机薄膜可变电容的定片和动片之间填充的电介质是有机薄膜。特点是体积小、成本低、容量大、温度特性较差等。3.微调电容的外形及特点微调电容又叫半可调电容，电容量可在小范围内调节。2.2.2电容器型号命名方法国产电容器的型号一般由四部分组成（不适用于可变、压敏及真空电容器），分别代表主称、材料、分类和序号，各部分含义如表2.2所示。例如，CD110表示箔式铝电解电容器，其中，C表示电容器；D表示铝电解；1表示箔式；10表示序号。型号为CJX-250-0.33-±10%的电容器，含义为：C表示电容器；J表示材料为金属化介质；X表示特征为小型；250表示耐压为250V；0.33表示标称容量为0.33μf；±10%表示为允许误差。2.2.3电容器的参数1.标称容量和允许偏差标称容量是电容器的基本参数，其数值标注在电容体上。不同类型的电容器有不同系列的容量标称数值。电容器实际电容量的差值称为偏差，允许的偏差范围称为精度。2.额定电压能够保证长期工作而不致击穿电容器的最大直流电压称为电容器的额定工作电压，又称“耐压”。额定电压的数值通常在体积较大的电容器上标出。额定电压系列随电容器种类不同而有所区别。电容器常用的额定电压有：6.3V、10V、16V、25V、63V、100V、160V、250V、400V、630V、1000V等。电容器除了上面的几个重要参数之外，还有绝缘电阻、损耗、频率特性等几个主要特性参数。2.2.4电容器的标示1.普通电容器的标示普通电容器的标示常有四种方法，即直标法、数标法、文字符号法和色标法。（1）直标法用数字和单位字母直接标注出来的方法称为直标法。如：470μf、0.33μf、6.8pf等。体积大的电容器常采用此种方法标注。（2）数标法数标法是常用三位数字来标示，其中前两位数字表示有效数字，第三位是前两位的倍乘率。一般电容器其单位默认为pf，电解电容器单位默认为μf。如：103为10×103pf=10nf；474为47×104pf=470nf；电解电容器为470，即47×100μf=47μf。（3）文字符号法用数字和单位文字符号有规律的组合来表示容量，即容量的整数部分写在电容器单位的前面，小数部分写在电容器单位的后面。凡是整数而又无单位标注的电容器，其单位默认为pf，凡是小数而又无单位标注的电容器，其单位默认为μf。如：4n7=4.7nf；3μ3=3.3μf；1p0=1pf；p47=0.47pf。（4）色标法用色环或色点表示电容器的主要参数。电容器的色标法与电阻器相同。2.贴片电容器的标示贴片电容器的标示常有两种。贴片陶瓷电容器的标示有些厂家在贴片电容器的表面印有英文字母及数字，它们均代表特定的数值。其中字母代表容量的系数，数字代表容量的倍乘率。字母容量系数如表2.4所示。如：B3为1.1×103pf=1.1nf；S6为4.7×106pf=4.7μf。(2)贴片电解电容器的标注贴片电解电容器需要标注的参数主要有容量、耐压值及极性，如图所示。数字220表示其容量为220μf，16V表示其耐压，蓝色阴影表示负极。2.3任务分析2.3.1各种电容器的识别与检测1.各种电容器的识别各种电容器的识别要从外形、体积、结构、材料、引脚、电容体上的标志、包装盒上的标签等方面进行判断.2.各种电容器的检测各种电容器一般通过检测电容量可判断其质量是否良好，检测结果若在其误差值范围内，则为正常，否则为损坏。其损坏现象有3种：1检测结果超出标称值许多，为变值或质量不合格；2检测结果是无穷大，为断路；3检测结果是0，为短路或漏电。使用中要求较为严格的电容器，还要检测它的其他参数，如最高工作电压（耐压）、温度系数、绝缘电阻、损耗、频率特性等。2.3.2检测电容器选用的仪表精确检测电容器常用万用电桥、Q表以及数字式电容表等。这就是说，电容器测量有种种合适的测量仪器可供选择。在电容器的测量方法中，用万用表测量的测量精度较差，但由于测量方法简单而被广泛应用。2.4任务实施2.4.1同步实训1：用指针式万用表检测电容器实验原理:实训内容与步骤:1.从外形或电阻体上的标示识别其类型及阻值极性电容识别有极性电容一般为铝电解电容和钽电解电容。(1)通孔式（插针式）极性电容的识别通孔式有极性电容引线较长的为正极，若引线无法判别则根据标记判别，铝电解电容标记负号一边的引线为负极，钽电解电容正极引线有标记。(2)贴片式有极性电容贴片式有极性铝电解电容的顶面有一黑色标志，是负极性标记，顶面还有电容容量和耐压。贴片式有极性钽电解电容的顶面有一条黑色线或白色线，是正极性标记，顶面上还有电容容量代码和耐压值。2.用指针式万用表检测电容器的方法与步骤（1）容量在0.01μF以上固定电容的检测将指针式万用表调至R×10K欧姆挡，并进行欧姆调零，然后，观察万用表指示电阻值的变化。若表笔接通瞬间，万用表的指针应向右微小摆动，然后又回到无穷大处，调换表笔后，再次测量，指针也应该向右摆动后返回无穷大处，可以判断该电容正常；若表笔接通瞬间，万用表的指针摆动至“0”附近，可以判断该电容被击穿或严重漏电；若表笔接通瞬间，指针摆动后不再回至无穷大处，可判断该电容器漏电；若两次万用表指针均不摆动，可以判断该电容已开路。（2）容量小于0.01μF的固定电容的检测检测10pF以下的小电容，因电容容量太小，用万用表进行测量，只能检查其是否有漏电、内部短路或击穿现象。测量时选用万用表R×10K挡，将两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大。如果测出阻值为零，可以判定该电容漏电损坏或内部击穿。电解电容的检测电解电容的容量较一般固定电容大的多，测量时，针对不同容量选用合适的量程。测量前应让电容充分放电，即将电解电容的两根引脚短路，把电容内的残余电荷放掉。电容充分放电后，将指针万用表的红表笔接负极，黑表笔接正极。在刚接通的瞬间，万用表指针应向右偏转较大角度，然后逐渐向左返回，直到停在某一位置。此时的阻值便是电解电容的正向绝缘电阻，一般应在几百千欧姆以上；调换表笔测量，指针重复前边现象，最后指示的阻值是电容的反向绝缘电阻，应略小于正向绝缘电阻。可变电容的检测可变电容容量通常都较小，主要是检测电容动片和定片之间是否有短路情况。(1)用手缓慢旋转转轴，应感觉十分平滑，不应有时松时紧甚至卡滞现象。将转轴向前、后、上、下、左、右各方向推动时，转轴不应有摇动。(2)转轴与动片之间接触不良的可变电容，不能继续使用。(3)将万用表置于R×10K挡，一只手将两个表笔分别接可变电容的动片和定片的引出端，另一只手将转轴缓慢来回转动，万用表的指针都应在无穷大位置不动。如果指针有时指向零，说明可变电容动片和定片之间存在短路点；如果旋到某一角度，万用表读数不是无穷大而是有限阻值，说明可变电容动片和定片之间存在漏电现象。2.4.2同步实训2：用数字式万用表检测电容器1.从外形或电容体上的标示识别其类型及容量(同表2.2.6所示)2.用数字式万用表检测电容器的方法与步骤（1）按下电源开关POWER。（2）将功能量程选择开关拨到“F”区域内合适的量程档上。可根据电容器表面上标注的额定电容量选择适当的电容档量程。（3）将电容器的两只引脚插入测试插座或分别与两只表笔直接接触进行测量，便可读出显示值。万用表电压法检测电容用交流电压法也可以检测电容器，某些万用表带有此功能，如FM50型万用表。下面以FM50型万用表为例，检测方法如下。万用表的刻度盘上有交流电压与电容容量相对应的刻度1.选择量程根据电容器上的耐压值，合理选择交流量程，把转换开关置于该量程。2.配接交流电源准备一只调压型的电源变压器，选择与量程相对应的电压输出，然后按图2.33所示的方法进行连接测量。3.测量与读数交流电源、电容器、万用表串联成闭合回路，上电后进行测量。待表针稳定后即可读数。