为什么轴向电容器在行业中不再使用?

电器工程 电容器 pcb设计 pcb组装 机械装配
2022-01-17 06:07:48

在检查 1980 年代及更早时期制造的电子电路板时,一个明显的特征是广泛使用轴向电解电容器作为电源滤波器。轴向陶瓷去耦电容器也被使用,但程度较小。

例如,这是一块 C64 主板。

C64主板的一部分,在电源调节部分显示了3个大轴向电解电容器。

资料来源:Wikimedia Common,由 Gona.eu 提供,许可:CC BY-SA 3.0

这是 Tektronix 1720 矢量示波器板。

泰克 1720 矢量示波器主板的一部分,显示了 Signetics 8051 微控制器,周围环绕着轴向陶瓷去耦电容器和轴向电解电容器。

资料来源:Flickr,Toby Thain,许可:CC BY-NC 2.0

然而,尽管它们仍在制造中,但轴向电容器似乎在 90 年代以来在大多数设备中基本上消失了。我们通常看到的几乎所有电子设备都没有单个轴向电容器。可以肯定的是,人们会在现代设备中找到类似的东西......

泰克 MDO4000 混合信号示波器的电源板,可以看到很多径向电解电容 资料来源:Wikimedia Common,来自澳大利亚的 Dave Jones,许可:CC BY 2.0

为什么轴向电容器在行业中不再使用?我可以想象,在前 PCB 时代,轴向电容器针对点对点布线进行了优化,而不是 PCB 组装,而 SMT 的引入又是一次尝试。但这只是我的想象,没有任何依据。导致轴向电容器废弃的事件和/或理由的确切顺序是什么?

4个回答

电路板面积。

Axials 早于 PCB,它们的结构非常适合连接标签条和阀座,并且它们被用于 PCB,因为这是可用的。

下面的标签条结构示例。

(在阀门时代有径向帽:它们通常设计用于通过环形夹安装在底盘上,并且有标签而不是引线。圆形物体底部中心是一个这样的电容器的底座)

在此处输入图像描述

实际上,它们一直持续到 1980 年代与径向线一样长,这实际上是相当令人惊讶的。

径向使用的 PCB 空间要少得多,而直立的轴向是一个糟糕的折衷方案,因为引线长暴露(或增加了套管的组装步骤)并且不那么坚固。

单面 PCB 经常需要使用线连接来桥接板上的其他轨道。通过合适的电路布局,可以使用轴向电容器(而不是径向电容器)来允许轨道相互交叉,从而无需使用单独的导线连接。当然,轴向电阻器提供相同的功能。

对于双(和多层)PCB,可以使用 PCB 层之间的过孔来交叉轨道。这不需要放置和安装任何通孔组件,因此轴向电容器提供的灵活性有所降低。

轴向电容器还具有在 PCB 上占用较大空间的缺点。径向电容器需要的空间要小得多。以这张PC主板的照片为例;如果使用轴向电容器而不是径向电容器,这些电容器需要多少空间?

在此处输入图像描述

我对那个时代的回忆是,轴向引线电解电容器的选择尺寸价格都没有竞争力,所以我在某些情况下使用径向引线帽,轴向引线会更好(生产不得不放下它们并添加一点点粘合剂)。例如,您找不到低泄漏电容。

有些部分,比如分频网络中使用的部分,可能在轴向上更受欢迎,但我当时并没有涉足那个领域。

这可能是需求的副作用。径向类型占用的 PCB 空间要少得多。

两者都有卷带或弹药盒的形式,所以我认为自动化不是问题。

可能最重要的原因是自动化装配困难; 维基百科提到了这一点