螺栓型高壓陶瓷電容,英文稱為Doorknob Capacitor(美式門擰手式電容)或者High Voltage Screw Terminal Ceramic Capacitor(高壓螺栓端子陶瓷電容), 著名的日本TDK公司(東電化電子)稱其為“超高壓陶瓷電容器”(Ultra High Voltage Ceramic capacitors)。 自2018年秋日本電子業(yè)巨頭村田公司宣告停產(chǎn)高壓螺栓型電容之后,中國市場占有率最高的便是日本TDK品牌,TDK有超過40年生產(chǎn)和銷售超高壓陶瓷電容的經(jīng)驗,廣泛應用在國內(nèi)電力互感器、斷路器、高端醫(yī)療CT機、工業(yè)NDT無損探傷, 大功率激光武器、高壓靜電除塵等場景,TDK的銷售重心集中在日本本土,韓國,俄國和亞太地區(qū),歐美市場則名氣一般。

自美國前總統(tǒng)特朗普執(zhí)政年代始,針對高科技零件,如高端芯片以及高端電子零件對中國企業(yè)實施禁運。國內(nèi)許多上市公司,國企,規(guī)模以上的大型設(shè)備制造商都開始考慮關(guān)鍵部件的國產(chǎn)替代,TDK的超高壓陶瓷電容的國產(chǎn)替代也被提上日程。

實際上,一些優(yōu)秀的中國產(chǎn)高壓陶瓷電容品牌如赫威斯電容(HVC Capacitor)已完美替代過日本知名MURATA和美國Vishay的高壓螺栓陶瓷電容,并且獲得眾多歐美上市公司和500強公司的長時間測試認可,TDK產(chǎn)品由于材質(zhì)和原料所限,在歐美客戶的實際體驗并不如日本MURATA和美國Vishay,最近甚至有歐洲和國內(nèi)科研院所終端客戶反映TDK產(chǎn)品質(zhì)量和某些參數(shù)上遜色于HVC電容,客戶最終使用HVC電容替代日本TDK. 兩者具體分別如下:

1)適用電壓和電容量范圍:TDK超高壓陶瓷電容:20KV-50KV(Z5T, Y5P,Y5S材質(zhì))HVC螺栓型高壓陶瓷電容:10KV到150KV(主力材質(zhì)為N4700, Y5U,Y5T等)。TDK現(xiàn)時提供的最大電壓電容型號為FHV-12AN 50KV 2100PF, Y5S, HVC提供給客戶標準產(chǎn)品有50KV 8000PF N4700, 60KV 2000PF N4700, 150KV 1000PF N4700等等。當客戶需要高于50KV的工作電壓,HVC電容可以提供足夠豐富的更高電壓甚至非常大的電容量。

2)TDK的Z5T,Y5P, Y5S材質(zhì)電容,具體是何種技術(shù)水平?

HVC公司工程人員實際測量TDK的30KV 2700PF和50KV 2100PF螺栓電容,得出雖然TDK使用二類瓷Y5S,Z5T且含鉛(網(wǎng)站聲稱屬于ROHS豁免項目),但是D.F.值(耗散系數(shù))達到一類瓷N4700的水平。這方面優(yōu)于中國同行的產(chǎn)品。

3) 電容的內(nèi)部結(jié)構(gòu):TDK超高壓陶瓷電容采用傳統(tǒng)的單陶瓷芯片結(jié)構(gòu)形式,且環(huán)氧樹脂灌封模具只有標準的60MM,如上所述只能設(shè)計出最高50KV 2100PF Y5S電容。HVC有創(chuàng)新式的內(nèi)部雙芯片串聯(lián)或并聯(lián)結(jié)構(gòu),生產(chǎn)出遠超知名廠家現(xiàn)有的電容規(guī)格,如80KV, 100KV, 150KV等高電壓由雙芯片串聯(lián)而來,一類瓷的5000PF 甚至8000PF電容量則由雙芯片并聯(lián)得到。

4) TDK陶瓷芯片表面沿用傳統(tǒng)的“刷銀”的辦法獲得電容量,銀離子是很好的導電體,但也是比較容易游離。HVC螺栓電容內(nèi)部陶瓷芯片涂覆銅電極,能夠比普通的刷銀有更好的耐高壓以及耐大電流能力。(圖上為TDK電容去除環(huán)氧樹脂層露出瓷片刷銀和金屬端子,圖下為HVC電容特有的瓷片表面鍍銅技術(shù))

綜上所述,TDK和HVC的螺栓型陶瓷電容各有技術(shù)優(yōu)勢,可以說是勢均力敵,某些層面上HVC甚至優(yōu)于日本TDK公司,但加入交貨期和售價等采購商們同樣考量的因素,TDK超高壓陶瓷電容的吸引力自然就不如HVC了。

高壓螺釘型陶瓷電容世界第一品牌是日本村田公司,2018年村田宣布停產(chǎn)后,美國VISHAY和日本TDK公司分別以新聞通稿和站內(nèi)列出“交差參考”(cross reference)的形式,想要承接Murata留下的市場空白。

對比日本TDK和美國Vishay公司,赫威斯電容是更好的村田Murata替代品牌。

1)可以觀察到,TDK對Murata的替代,只是粗略的替代,例如村田的DHS4E4C532KT2B 15KV 5300PF N4700, TDK相應的替代選型居然是15KV 7000PF, Y5S. 我們知道雖然TDK的Y5S材質(zhì)有相當有限的低損耗表現(xiàn),實際測量數(shù)字跟N4700級別類似,但是始終二類瓷在高頻環(huán)境下的表現(xiàn)是無法與一類瓷相提并論。另外TDK的7000PF對原有使用MURATA電容的客戶來說容量也太大了,另外零件尺寸也跟原Murata產(chǎn)品不一致。鑒于TDK同樣是國際大廠,假如客戶不是非常非常有實力的買家,TDK是不愿意重新設(shè)計模具,以及用相同級別的陶瓷材質(zhì)去做替代了。

如果HVC進行這個型號的替代,HVC的標準產(chǎn)品列表是市面上最齊全的高壓螺栓端子產(chǎn)品型號,囊括了國內(nèi)和國外如MURATA, TDK, VISHAY, HVCA等一流二流牌子的全部目錄型號。基本上互聯(lián)網(wǎng)上公開發(fā)布過的村田型號,HVC都有現(xiàn)成方案。即便是互聯(lián)網(wǎng)上沒見過的村田為某些大客戶定制尺寸和金屬端子的電容(例如日本住友電工旗下輻照企業(yè)40KV 3000PF N4700),HVC公司也會使用很低的模具成本費,進行村田尺寸1比1定制。另外電容量,公差,以及材質(zhì)等等,也基本與Murata原版一致,甚至用一類陶瓷(N4700等)替代Murata的二類陶瓷(Z5U),頗有點古時候“田忌賽馬”的味道。

2)另外TDK公司雖然是世界知名的日系元器件大廠,但是TDK在日本以外的分支機構(gòu)和代理商,技術(shù)溝通服務水平不如HVC的代理商。曾有德國某電力企業(yè)客戶反應同用TDK和HVC電容進行測試,TDK代理商不太能給予客戶技術(shù)支持,而HVC的德國代理商AMEC公司能夠主動拜訪重點客戶,并且技術(shù)溝通上做到客戶的滿意,以及HVC的靈活操作,給客戶留下良好的印象。對于電力互感器等關(guān)鍵設(shè)備行業(yè),技術(shù)支持是終端客戶非常看重的。

3)經(jīng)過多年努力,HVC電容已經(jīng)獲得包括尼康,柯尼卡美能達,美國通用醫(yī)療,美國強生,美國貝克休斯等高壓螺釘電容客戶的認可并批量出貨,日系客戶和世界五百強企業(yè)的營業(yè)實績,可見HVC電容達到了行業(yè)內(nèi)最嚴格終端客戶的技術(shù)要求。

綜上所述,HVC電容是比TDK更合適的日本村田高壓螺栓電容替代品。某種程度上,HVC產(chǎn)品可以提供給TDK超高壓電容現(xiàn)有客戶不同的技術(shù)體驗。

審核編輯 黃宇