《Hi，我是电解电容器》之五：电解电容器封装形式的变化

在电解电容器进步的过程中，电解电容器的封装形式也随之发生变化。小型电解电容器从过去的蜡管封装和铝壳为负极，正极为焊片的封装方式到现在的欧洲采用轴向引线方式。如图1。

 
图1 轴向引线式小型电解电容器

这种封装形式的好处是，安装牢固，大多为欧美电子线路中应用，缺点制造过程相对麻烦，成本相对比较高。

随着电子线路的商业化，作为商业竞争，要求电子线路中的每一个元器件的成本要尽可能的低。在这个过程中，善于将成本最低化的日本则采用了同侧引线方试，如图2。

图2 同侧引线式电解电容器

同侧引线式电解电容器便于机械化大批量生产，生产成本低。同时还可以减小电解电容器占用电路板的面积，有利于减小电子线路的体积。在小型电解电容器封装竞争过程中，同侧引线式电解电容器战胜了轴向引线式电解电容器。国产小型电解电容器多为同侧引线方试。

与此同时，电容器的体积在不断地减小。例如10μF/400V电解电容器，过去蜡管封装大概需要φ25×60mm（不包括引线），20年前，同规格的同向引线式电解电容器大概要φ12.5×20mm，现在则仅仅需要φ10×16mm，甚至小尺寸的可以达到φ8×16mm或φ10×12.5mm。

大电容量电解电容器，仅仅靠两个引线固定电解电容器显得不再可靠，需要更坚固的固定方式。早期的大电容量电解电容器采用焊片式，采用卡子固定方式。对于晶体管电子线路和集成电路电子线路，这种安装方式已经不再适合，需要跟简单的安装方式，最好是直接焊接在电路板上，并且用焊接的管脚将电解电容器固定，这需要比较结实的管脚。最常见的就是俗称“牛角式”电解电容器。电解电容器引出线为同侧比较粗的管脚，为了波峰焊条件下能牢固的固定在电路板上，管脚为弯曲形状，以勾在电路板的焊孔里不至于脱落。这种管脚很像牛角，故称为“牛角”型电解电容器。如图3。

 
图3 “牛角”型电解电容器

体积更大时，两只管脚的机械强度显得不够，需要用四只管脚甚至五只脚固定，如图4。

图4 五只管脚的“牛角”型电解电容器

通常，由于电解电容器仅仅需要两个管脚最为电极，四脚的“牛角”型电解电容器有两只管脚是内部悬空的，不连接正极和负极。但是由于电解电容器内部电解液的存在，空管脚可以认为与负极等电位，但是不能作为电极承受电流。

现在“牛角”型电解电容器最大可以做到2200μF/400V。大型“牛角”型电解电容器相对于后面的螺栓型电解电容器便宜得多。

大型插脚式电解电容器除了选用四脚方式外，近年来还出现了新型的插片式电解电容器，由于插片的机械强度远大于插脚，且两只插片以90°垂直方向安装，可以获得比四插脚的电解电容器更坚固的安装强度。插片式电解电容器如图5。

 
（a）插片式电解电容器

 
（b）焊片式电解电容器

图5 插片式电解电容器

电容量继续增大，“牛角”型电解电容器的管脚无法可靠地固定电解电容器时，需要更坚固、可以通过更大电流的封装形式，这就是螺栓型电解电容器。如图6。

图6 螺栓型电解电容器

螺栓型电解电容器的固定通常不适用电极的螺栓，而是用卡子，所以比较著名的额电解电容器制造商会将卡子与电解电容器一同出售。螺栓型电解电容器甚至可以做到10000μF/450V或3F/16V。尺寸可以做到直径约100mm，高度近250mm。如果需要更大的电解电容器就需要采用多只并联方式，至少现在是。

电子元件装配进入贴片化后，要求电解电容器也要满足贴片的要求，贴片式封装的电解电容器应运而生。如图7。

 
图7 贴片式封装电解电容器

上述的电解电容器均为卷绕而成，不可避免的存在比较大的寄生电感，为了减小电解电容器的寄生电感，提高电解电容器的频率性能。要求电容器像贴片钽电容那样的封装形式替代钽电解电容器。叠片式电解电容器如图8。

图8 叠片式电解电容器

电解电容器封装也决定了电解电容器可以承受的电流能力。例如引线式电解电容器，每个电极只有一个导针。而“牛角”型电解电容器，每个电极至少有两个导流条；螺栓式电解电容器，每个电极根据流过的电流，可以有更多的导流条。
很显然，每个电极仅有一个导针时，对应的载流能力相对最小；“牛角”型电解电容器至少有两个导流条，载流能力肯定比仅有一个导针的大，而更多的导流条会成倍的增加载流能力。

可以相信，如果将来的电解电容器需要更高的载流能力，必然会出现具有更高载流能力的电极导流方式和全新的封装形式。

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