电容爆裂事件的背后

  最近2年来电容爆裂、漏液、失效这样的事件在主板、显卡领域时有发生，不过正因为这样的事件，促进消费者对显卡上电容的认识度。但是很多消费者，并不真正了解电容，只能凭借眼光来判断，电容的好坏，加上一些媒体的误导，就出现了一些如下理论。比如：铝电容就是比电解电容好，钽电容比铝电解电容强N多，板卡上的电容越多越好这样才能代表做工用料好。对于这样的歪论，笔者今天为大家各个击破，让大家更加了解电容的选购，知道什么才是最适合自己的。





图表 1 铝电解液电容爆浆只用一个字来形容“惨”



图表 2 就连高档显卡采用的高价OSCON电容也没幸免

 
对于电容为什么会出现上述的爆裂问题笔者做了深入分析，总结后主要是由以下几点原因造成的。

1. 规格不够高的电容产品可以容纳的极限温度不够高，不能长时间工作在极限值以外的范畴，容易导致电容爆裂、漏液、防爆孔凸起、失效等问题。当电容内部受到高温影响时，电解液沸腾汽化，内压升高超过防爆孔耐压值时，并使铝防爆孔凸起打开，电解液蒸发渗出，造成电容失效。

2.如果在显卡生产时候安错电容正负极，或是让电解电容长期工作在高阻抗电路中，或是电路设计中漏电流过大等原因都会对电解电容产生巨大的影响。比如瞬间通过大电流，如果是普通铝电解液电容那么就很容易爆浆，因为电容的工作原理有点像电池，电解液会受瞬间大电流影响导致热涨冷缩而沸腾、汽化，最后的结果是爆浆或爆炸。如果接错正负极那么电解电容就很容易爆炸或爆浆，普通铝电解液电容一般会很快结束寿命，在这种情况下铝聚合物电容相对就会好些。某品牌4200显卡使用了一批CHEMICON公司的PS系列电容（铝聚合物导体系列），在画GLB FILE的时候弄错了正负极，由于聚合物导体电解质的一些特性使电容居然能正常工作，产品QC的时候没能检验出来，不过寿命急剧降低，最后统统报废，这批显卡全部返修。NV公板的显卡上基本都是OSCON等铝聚合物电容而不是像很多劣质显卡上只用普通铝电解液电容，偷工减料不说，显卡设计和生产过程中也有很多地方出现失误，比如工人安装电容时发生错误，或GLG FILE出现错误，甚至是设计时疏忽（也许为了节省成本）没有串接大电阻都会造成电容爆浆。

3.采用插机电容，显卡工作时如不小心有导体连接底板后电容两焊点，电容会发生烧毁。其次电容底部和底板有缝隙，堆积的灰尘很容易进入缝隙及底板背面两焊点，所带的静电会引起短路，严重时可导致电容爆炸。一般半年后用插机电容的显卡返修率会明显升高便源于此。而贴片电容就很好地克服了上述两大问题。

  电容就是两块导体中间夹着一块绝缘体构成的电子元件，也是电子设备中最基础也是最重要的元件之一。基本上所有的电子设备，如闪盘、数码相机、显卡、主板都有少不了它，可以说有电源的地方就有它。

简单的说电容对显卡的作用主要是一下几点：

1.滤波：这个对DIY而言很重要，显卡上的电容基本都是这个作用。因为显示画质的优劣主要取决于RAMDAC和滤波电容的质量，而电容的好坏就直接影响到滤波电路的质量。也就是说如果没有好的电容来对电路的支持，就算你有再好的显示芯片和显存也不能提供出一个完美的画质效果来。

2 .稳定电流的作用，只有保证电流稳定的情况下，显卡才能正常的工作，这点对于喜欢显卡超频的玩家很在乎，当显卡超频的工作时候，在这种情况下要想保证，显卡稳定的工作，就必须要有稳定的电流做保证，不然就很容易出现画屏等情况。我举个例子来说明，我们都知道9550和9600PRO都是采用的ATI RV350核心，因为两种卡工作频率有很大的区别，如果要保证9600PRO可以稳定的在高频率下工作，就必须要保证电流的稳定，这就是为什么9600PRO设计中使用的电容数量和品质要比9550多得多的原因。





图表 3 9550使用的电容



图表 4 9600PRO 使用的电容

电容的种类很多，一般都是按照介质的种类来划分的，可分为无机介质电容器、有机介质电容器和电解电容器三大类。而主板、显卡等产品使用的基本都是电解电容，比如我们长说的铝电容和钽电容就是属于电解电容。它主要的特点有：第一 单位体积的电容量非常大，比其它种类的电容要大几十倍到数百倍。第二 额定的容量可以做到非常大，可以轻易做到几万μf甚至几f。第三 价格方面比其它种类具有压倒性优势，因为电解电容的组成材料都是普通的工业材料，比如铝等等。制造电解电容的设备也都是普通的工业设备，可以大规模生产，成本相对比较低。电解电容按照阳极材质可以分为铝电解电容和钽电解电容。

1.铝电解电容：不管是SMT贴片工艺的还是直插式的，或者有塑料表皮的（直插式有塑料表皮的电容，这个被很多人误解认为是“电解电容”），其实只要它们的阳极材质是铝，那么他们就都叫做铝电解电容。电容的封装方式和电容的品质本身并无直接联系，电容的性能只取决于具体型号。





图表 5   很多人误解认为这些黑色塑胶包皮的是“电解电容”

 
2 钽电解电容：经常看见一些高手说，用上了钽电容的显卡做工用料如何如何很高档，其实铝电容和钽电容的差价并没那么夸张，我查了一些资料比如10 uf、16v SH系列的Sanyo-con 三洋固态电解电容，不象某些厂商宣传的那么贵，50颗起卖的价格大约是0.1元/个，而同容量小米粒大小的钽电容价格小于0.4元/个。

  那为什么大多显卡厂家不愿意采用钽电容了，这先要了解下钽电容的缺点，他的缺点如同优点一样比较明显，在精度高，稳定性好的背后是容量低、极性强、焊接时耐热度低、容易起火，所以对显卡的生产有的焊接有很高的要求，这才是使用钽电容显卡成本高的原因。

  不使用钽电容的卡效果就没有使用钽电容的好！其实这样的观点是错误的，比如专业领域的Canopus，所生产的显卡从来就不使用钽电容，而版卡的2D效果却大多达到登峰造极水平。



图表 6   片状钽电容

 
还有一点是值得大家注意的，铝电解电容和钽电解电容不是由封装形式决定的，虽说目前很多钽电解电容都用贴片式安装，其外壳一般由树脂封装，采用同样封装形式的也可能是铝电解电容。




图表 7 图中圈起来的就是X800上的钽电容

3 顺便还给大家介绍下常用的贴片电容



图表 8 片状电容排容



图表 9 6800GT中使用的贴片电容

 
消费者选购显卡时看电容最主要就是看铝电解电容了，而高档的铝电解电容，看起来就有一种赏心悦目的感觉。因为铝电解电容阳极都是铝，各种不同的铝电解电容是按照阴极来划分的，笔者现在就为大家一一解说。

1. 普通贴片铝电解电容，阴极采用的材料是电解液，这是个也是我们见得最多使用最广泛的电容。

  它的特点：第一，贴片电容和底板是用锡焊死，电容底部和底板紧紧贴死，完全没有任何缝隙；第二，线路板背面没有任何焊点，从而无任何引起短路的可能性。而另一方面，贴片电容无论选用的元件还是生产工艺成本方面都比插机电容要高。



图表 10 普通贴片铝电解电容



图表 11 是否有橡胶底座，是判断SMT贴片与直插封装的主要依据

2 . SANYO CVEX系列混合型电容

  SANYO的CVEX系列电容，其阳极为铝，阴极为固体聚合物导体加电解液的混合型。这种电容顶端一半为绿色，这是最好的识别方式。CVEX有插件封装的，也有贴片封装的。某些型号的表面还有“E”字样。



图表 12 图中的绿色 SANYO CVEX系列混合型电容

3. SANYO OSCON系列之固体聚合物导体电容

  SANYO OSCON系列中性能更好的是采用固体聚合物导体（PPY/PEDT）作为阴极材质的电容。这种电容的外壳没有塑料皮，铝壳直接外露。大部分采用SMT贴片封装，但是也有少数， SEP系列是采用直插封装的。这种电容表面并没有SANYO字样，上表面的一半为紫色，是这种电容最好的识别方式。



图表 13 6800大多都是采用的SANYO OSCON SVP铝固体聚合物导体电容

4 .CHEMICON的PS系列

  CHEMICON的PS系列电容同样采用固体聚合物导体（PEDT）作为阴极材质。为了和SANYO抗衡，CHEMICON的产品往往能做到与SANYO相同的价格，更好的性能。PS系列电容外壳上表面一半是蓝色，并可能有PS字样，电容为铝壳无塑料皮，有直插的，也有SMT贴片封装的。这种电容在9500系列、9700系列、9800系列中比较多见。



图表 14 蓝色为CHEMICON PS系列电容

5 . SANYO OSCON系列之TCNQ有机半导体电容

  SANYO OSCON系列的电容阴极采用的是TCNQ有机半导体材质。这个系列的电容均采用直插封装，电容外部有PVC塑料外皮，外皮颜色为紫色。按性能不同，还分为“SF、SPA”等等具体型号。



图表 15 图中紫色包皮的就是SANYO OSCON系列之TCNQ有机半导体电容

1 没有必要盲目的去追求钽电容。

  虽说钽电容基本特性是好的 ，因为焊接的缘故，价格还是昂贵在没有要求空间限制和特性的普通电源滤波电路中是没必要采用的，因为显卡的工作环境一点都不恶劣，如一般铝电容都能达到105度，而钽电容虽然可以在150度下工作可是显卡芯片一般连70度都不能熬过就完蛋了，所以没必要用昂贵的钽电容，又由于钽电容的特性以及对极性要求很高，所以渐渐被铝电容取代。

2.红宝石电容并不最好的。

  很多人一谈起红宝石电容就津津乐道，其产品口碑主要靠铝电解液电容来树立，其实如今在技术上已经处于落后状态的红宝石，如今尚没有一款量产的固体聚合物导体电容。何况，近几年红宝石的铝电解液电容的制造水平也在逐年降低，事实上其品质和价格都和一些国产电容越来越贴近了。

3 固体聚合物导体电容要比名牌最好的电解液电容好得多。

  哪怕品牌再差的固体聚合物导体电容（其实有能力造出这种电容的厂家，其品牌就绝不会太差），也要比名牌最好的电解液电容好得多。所以看电容最重要的是看类型，而不是看品牌。如今很多厂商在宣传的时候，都说自己“使用三洋电容”，可具体是什么型号的三洋电容，就没几个人说了，可见其中的猫腻。当然，在电容类型相同的前提下，品牌号召力还是很重要的。

4 显卡上的电容不是越多越好

  显卡上电容的数量，不能完全作为判断显卡做工的优劣，有些杂牌显卡为了迎合一些人的“审美观”，将一个大电容“分拆”成多个小电容，这样整块显卡看上去就不再是“空空荡荡”了，并且更容易获得“用料一点也不吝啬”之类的称赞。不过，这种做法并不能提高显卡稳定性，到是元器件用得越多，出故障的几率也就越大。例如：大家都知道的蓝宝9550，在性能上是首屈一指的，但是用的电容却一点也不多，整个板卡看起来很整洁。所以，大家评价显卡时，不应简单地以电容的数量为判断依据。





图表 16 蓝宝用的电容并不多

写在最后的话

  说到最后电容的好坏，并不是决定一款产品好坏的充分条件，最多也只能算必要条件罢了。板卡产品的好坏，更多的还是取决于设计水平，假如设计不过关，那么堆积再多的高档电容也是无助于提升性能的。当然，如果是在设计水平相同的前提下——比如使用“公版PCB”的显卡，那么电容自然是越高档越好了。但是，如果是所谓的“非公版”，那么要考验的就是厂商的设计水平了，并不是说堆积上一堆豪华的阵容，就代表了产品的高性能，向反到成了浪费原材料的鸡肋。

好贴啊！笔者下了大本钱！
恩恩~攒一个！