片式鋁電解液電容的製造過程包括九個步驟
第一步:鋁箔的腐蝕。
假如拆開一個鋁電解液電容的外殼,你會看到裡面是若干層鋁箔和若干層電解紙,鋁箔和電解紙貼附在一起,卷繞成筒狀的結構,這樣每兩層鋁箔中間就是一層吸附了電解液的電解紙了。
因此首先我們談談鋁箔的製造方法。為了增大鋁箔和電解質的接觸面積,電容中的鋁箔的表面並不是光滑的,而是經過電化腐蝕法,使其表面形成凹凸不平的形狀,這樣能夠增大7~8倍的表面積。普通鋁箔一平方米的價格在10元人民幣左右,而經過這道工藝之後,它的價格將升到40~50元/平米。電化腐蝕的工藝是比較複雜的,其中涉及到腐蝕液的種類、濃度、鋁箔的表面狀態、腐蝕的速度、電壓的動態平衡等等。我們國家目前在這方面的製造工藝還不夠成熟,因此用於製造電容的經過電化腐蝕的鋁箔目前還主要依賴進口。
第二步:氧化膜形成工藝。
鋁箔經過電化腐蝕後,就要使用化學辦法,將其表面氧化成三氧化二鋁——也就是鋁電解電容的介質。在氧化之後,要仔細檢查三氧化二鋁的表面,看是否有斑點或者龜裂,將不合格的排除在外。
第三步:鋁箔的切割。
這個步驟很容易理解。就是把一整塊鋁箔,切割成若干小塊,使其適合電容製造的需要。
第四步:引線的鉚接。
電容外部的引腳並不是直接連到電容內部,而是通過內引線與電容內部連線的。因此,在這一步當中我們就需要將陽極和陰極的內引線,與電容的外引線通過超音波鍵合法連線在一起。外引線通常採用鍍銅的鐵線或者氧化銅線以減少電阻,而內引線則直接採用鋁線與鋁箔直接相連。大家注意這些小小的步驟無一不對精密加工要求很高。
第五步:電解紙的卷繞。
電容中的電解液並非直接灌進電容,呈液態浸泡住鋁箔,而是通過吸附了電解液的電解紙與鋁箔層層貼合。這當中,選用的電解紙與普通紙張的配方有些不同,是呈微孔狀的,紙的表面不能有雜質,否則將影響電解液的成分與性能。而這一步,就是將沒有吸附電解液的電解紙,和鋁箔貼在一塊,然後卷進電容外殼,使鋁箔和電解紙形成類似“101010”的間隔狀態。
第六步:電解液的浸漬。
當電解紙卷繞完畢之後,就將電解液灌進去,使電解液浸漬到電解紙上。隨著電解液配方的改進以及電解紙製造技術的提升,如今鋁電解液電容的ESR值也逐漸得以提升,變成以前的若干分之一。
第七步:裝配。
這一步就是將電容外面的鋁殼裝配上,同時連線外引線,電容到這時已經基本成型了。
第八步:卷邊。
如果是那種“包皮”電容,就需要經過這一步,將電容外面包覆的PVC膜套在電容鋁殼外面。不過如今使用PVC膜的電容已經越來越少,主要原因在於這種材料並不符合環保的趨勢,而和性能表現沒有太大關係。
第九步:組合裝配。
如果是直插封裝,就不需要經過這步
這是片式鋁電解電容製造的最後一步。這一步就是將SMT片式封裝工藝所需要的黑色塑膠底板元件裝在電容底部。對元件的要求,首先是密封效果要好;第二是耐熱性能要好;第三還要具備耐化學性,不能和電容內部的電解液一類物質產生化學反應。這塊小塑膠板叫做“端子板”,其製造精度要求是非常高,因為一旦大小不合適,要么影響電容的密封性(過小),或者阻擋PCB上電容附近其它元件的裝配(過大)。
片式鋁電解電容回流焊條件
回流焊適用於貼片式鋁電解電容.
回流焊條件:
1. 應採用紅外線或熱風回流焊還加,而不宜採用汽相加熱回流焊接.
2. 回流焊次數最多2次,請確保在第一次和第二次之間產品有足夠的冷卻時間.
3. 從150 C至200C的預熱時間在180秒以內:電容器頂部溫度超過217C的焊接時間不得超過tL (秒);電容器頂部的峰值溫度不得好過TP(C),在5C範圍內的實際峰值溫度時間不得超過tp (秒).
4. 溫度上昇平均每秒最多3C.
5. 溫度下降平均每秒最多6C.
6. 從25C上升到峰值溫度的時間最多8分鐘.
片式鋁電解電容概述
片式鋁電解電容【SMD Aluminum Electrolytic Capacitor】
全稱:貼片鋁電解電容器,簡稱:片式鋁電解。
主要規格尺寸,按公制標準分為:Φ4×5.5mm、Φ5×5.5m、Φ6.3×5.5mm、Φ6.3×7.7mm、Φ8×6.2mm、Φ8×10.2mm、Φ10×10.2mm、Φ10×12mm等。
額定電壓:4V~50V;常規使用的容量範圍:0.1uF~220 uF,隨著相關技術及材料的發展,最大額定電壓至100V和最大容量至1000 uF產品也已在廣泛採用。
鋁電解電容器的構成:是由正箔、負箔和電解紙捲成芯子,用引線引出正負極,含浸電解液後通過導針引出,再用鋁殼和膠密封起來。片式鋁電解電容器體積雖然較小,但因為通過電化學腐蝕後,電極箔的表面積被擴大了,且它的介質氧化膜非常薄,所以,片式鋁電解電容器可以具有相對較大的電容量。
正確選用一顆片式鋁電解電容器產品,要注意的參數包括:電容量、額定電壓、溫度、壽命以及特性(比如高頻低阻抗)的要求,具體請參考本手冊。
目前,我們主要提供以下系列片式鋁電解電容器產品:
RVS系列(85℃-2000小時標準品)
RVT系列(105℃-1000小時標準品)
RVW系列(105℃-2000小時標準品)
RVE系列(105℃-1000小時高頻低阻抗品)
RVH系列(125℃-1000小時寬溫度品)
RVN系列(105℃-2000小時雙極性品)。
鋁聚合物片式電解電容器的並聯
可以看到,若紋波電流峰值為5A,ESR為10mW,則紋波峰值電壓為50mV,若ESR為100mW,則紋波峰值電壓為500mV。10V/4.7mF、10V/47mF和10V/470mF鋁聚合物電解電容器的ESR分別為:240 mW、50 mW和13 mW,如果這個紋波電流峰值分別流過上述電容器,則會產生1200mV、250mV、75 mV紋波峰值電壓,如果用5個10V/47mF並聯,儘管容量僅為235mF,但是ESR可以下降到10 mW,可以將紋波電壓峰值限制在50mV以內。
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