浅析薄膜电容器的自愈特性

薄膜电容器之所以能被广泛使用，被各大厂商使用，是因为薄膜电容器具有自愈能力。薄膜电容器的自愈有两种不同的机理：一种是放电自愈；另一种是电化学自愈。放电自愈是发生在电压较高下，所以也称为高压自愈；电化学自愈在电压很低的情况下也出现，所以称为低压自愈。

1、放电自愈

假设在两个金属化电极间的薄膜中有一瑕疵点，电阻为R。按瑕疵点的性质，它可能是金属性瑕疵点，也可能是半导体或劣质绝缘性瑕疵点。当疵点是金属性瑕疵点时，在低电压下，电容器就已经发生放电自愈。而是半导体或劣质绝缘性瑕疵点时，才出现高压放电自愈。

放电自愈的过程是：在薄膜电容器上施加电压V后，有欧姆电流I=V/R通过瑕疵点。流经金属化电极的电流密度J=V/Rπr2。也就是在金属化电极内，离瑕疵点越近的区域，其电流密度越大。由于瑕疵点功耗W=(V2/R)r引起的焦尔热，是半导体性或绝缘性瑕疵点的电阻R成指数性下降。因此电流I和功耗W又迅速增大，结果在金属化电极离瑕疵点很近的区域中，电流密度J1= J=V/πr12急剧上升到其焦尔热能将该区金属化层的熔化，引起电极间在此处飞弧，电弧很快蒸发和抛散掉该处熔融金属，形成无金属层的绝缘隔离区，电弧熄灭，实现自愈。

2、电化学自愈

一般在低压下，薄膜电容器会出现这种自愈情况。这种自愈的机理如下：假设在金属化有机薄膜电容器的介质薄膜中有一瑕疵点，在电容器上加上电压以后，通过疵点将有较大的漏电流，表现为电容器的绝缘电阻远低于技术条件中的规定值。

因为薄膜电容器都有一定的吸水率，而且在电容器制造、储存和使用过程中，电容器可能受潮，在漏电流中含有离子电流，也可能含有电子电流。所以在离子电流中会有相当一部分是因水被电解而产生的O2-离子和H-离子电流。O2-离子到达AL金属化阳极以后，与AL结合形成AL2O3。随着时间的增长，逐渐形成AL2O3绝缘层将疵点覆盖和隔离，从而电容器绝缘电阻大为提高，达到自愈。

要注意的是，薄膜电容器要完成自愈，需要一定的能量，其能量有两个来源：一个是来自电源，另一个是来自瑕疵点部分金属的氧化和氮化放热反应。