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      鋁電解電容器的生產(chǎn)流程

    1. 鋁電解電容器的生產(chǎn)流程: 

      a)  刻蝕 

      陽極和陰極箔通常為高純度的薄鋁箔(0.02~0.1mm厚),為了增加容量,需要增大箔的有效表面積,利用腐蝕的辦法對與電解質(zhì)接觸的鋁箔表面進(jìn)行刻蝕(成千上萬微小條狀)。對于低壓電容,表面面積可以通過刻蝕增大100倍,對高壓則一般為20~25倍,即高壓電容比低壓電容的腐蝕系數(shù)要小,這是由于高壓的氧化膜較厚,部分掩蓋了腐蝕后的微觀起伏,降低了有效表面積的緣故。  

      b)  形成 

      陽極箔表面附著電容的電介質(zhì),這個電介質(zhì)是一層薄薄的鋁氧化物(Al2O3),  它是通過電化學(xué)方法在陽極箔表面通過“形成Forming”的工藝過程生成。氧化鋁的厚度與形成電壓有關(guān)(1.4~1.5nm/V),通常形成電壓與工作電壓有一個比例系數(shù),鋁電容的比例系數(shù)較小,為1.2~2(固體鉭電容為3~5),因此,如果有一個450V額定電壓的鋁電容,若比例系數(shù)為1.4,則形成電壓為450×1.4=600V,這樣其氧化膜的厚度大概為1.5nm×600 = 900nm,這個厚度不到人頭發(fā)直徑的百分之一。  形成工藝減小了箔的有效表面積。因?yàn)槲顪系罆谎趸锔采w,溝道刻蝕類型可以通過選擇箔和刻蝕過程來調(diào)整  。這樣,低壓陽極有精細(xì)的溝道類型和薄的氧化物,而高壓陽極有粗糙的溝道類型和厚的氧化膜,陰極箔不用進(jìn)行形成,所以它還保持大的表面面積和深度刻蝕樣貌。  

      c)  切片 

      鋁箔以一卷成40~50cm寬的條狀,在經(jīng)過刻蝕和形成工藝后,再根據(jù)最終電容高度規(guī)格要求切成所需的寬度。 

      d)  芯包卷繞 

      鋁箔切片后,在卷繞機(jī)上按一層隔離紙、陽極箔、另一層隔離紙、陰極箔合成并卷繞成柱狀芯子結(jié)構(gòu),并在外面在卷上一個帶狀的壓敏條來防止芯子散開。分隔紙作為陽極箔和陰極箔之間的襯墊層,既可以用以防止兩電極箔接觸而短路,同時作為吸附和蓄存液態(tài)工作電解質(zhì)的載體。 在芯包卷繞前或卷繞過程中,鋁墊引出片鉚接到兩個電極箔上,以方便后面引出到電容的端極  。最好的鉚接方法是采用微處理器控制定位的冷壓焊接,以保證這過程中芯子的寄生電感小于2nH,較古老的鉚接方法是通過穿透鋁箔,折疊起來的方式,冷壓焊接降低了短路失效的可能性,而且在高紋波電流應(yīng)用下有較好的特性,而舊的鉚接方式在充放電應(yīng)用場合下常會使個別連接點(diǎn)斷裂失效。 

      e)  連接引出端 

      鋁墊引出片的擴(kuò)展就是電容的引出端極。對于軸向引線結(jié)構(gòu)的電容,陰極墊在密封前與金屬外殼焊接在一起。 

      f) 注入液態(tài)電解質(zhì) 

      在芯子里注滿了工作電解液讓分隔紙充分吸收并滲透至毛細(xì)的刻蝕管道中。注入過程是將芯子浸漬在電解液中并進(jìn)行加熱(或不加熱)的真空-強(qiáng)壓循環(huán)處理,對于小容量電容,僅僅只是浸漬吸收就可以。電解液由不同化學(xué)成分混合而成,根據(jù)不同的電壓和應(yīng)用環(huán)境溫度范圍,其組成成分也不同。水在電解液成分中占據(jù)一個主要角色,它增加了電解液可導(dǎo)性從而減小了電容的ESR,但同時降低了沸點(diǎn)影響了在高溫下的性能,降低了貯藏時間。當(dāng)漏電流流過,水分子分解成氫氣和氧氣,氧氣在漏電流處與陽極箔金屬生成新的氧化膜(自愈),氫氣則通過電容的橡膠塞逸出。因此為了維持氧化膜的自愈特性,是需要有一定比例成分的水。      

      g)  密封 

      電容芯子密封在金屬外殼罐里,大多數(shù)金屬外殼為鋁。為了釋放產(chǎn)生的氫氣,并不是絕對的密封,當(dāng)內(nèi)外壓力差值超過某一值時,氫氣可單向透過橡膠逸出,消除爆破的危險??偟膩碚f,封得太密,會導(dǎo)致過強(qiáng)的壓力,太松,則會使電解液揮發(fā)干涸失效。 

      h)  老化 

      老化是電容生產(chǎn)的最后一步,在這個過程中,會施加一個大于額定電壓但小于形成電壓的直流電壓,一般會在電容的額定溫度下進(jìn)行(也可能在其它溫度甚至室溫下),這個過程可以修復(fù)氧化膜的缺陷,老化是篩選早期失效的電容的一個很好手段,低的初始漏電流是有效老化的一個標(biāo)志。

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