2 电容知识大全——专家超详细讲解

万鹏原创：最强最深入的电容讲座·实战篇

字体: 小中大| 上一篇| 下一篇发布: 01-18 09:39 作者: 万鹏来源: 泡泡网查看: 1718

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本文作者万鹏简介：95年开始接触显卡，97年开始在《电脑报》、《微型计算机》上发表文章，99年进入耕宇公司，目前任职耕宇公司市场部，PCPOP技术顾问。曾用笔名：ECLIPSE、INTENSE、万大善人。假如您还没阅读过本文的上篇，那么我们强烈推荐您先阅读一遍：会攒机不叫DIY，迄今为止最深入的电容剖析。

第1页：铝电解液电容的制造过程

小地：万鹏你好，在上次的文章当中，我们了解了电容的构造、原理、阴极和阳极的分类，并且对如今性能最优秀的电解电容——固体聚合物导体电容进行了详尽的剖析。而这次，我们要谈些什么呢？

万鹏：假如说上次我们所讲的内容，都是以理论为主的话，那么这次我们要谈的则更加的实际——这包括电容的制造过程、电容的寿命以及不同品牌、不同型号电容的性能特点。

在本章节我们首先讲一讲贴片铝电解液电容的制造方法，贴片铝电解液电容是如今的显卡上最常见的电容之一。大家看完本章后，就能明白这种电容是如何从原材料变成现在的模样了。事实上其它种类的贴片电解电容，例如铝固体聚合物电容的制造方法也和它类似，只是阴极采用的材料不是电解液，而是固体聚合物等等。

贴片铝电解液电容是显卡上最常见的电容

贴片铝电解液电容的制造过程包括九个步骤，我们就按顺序逐一为大家讲解：

第一步：铝箔的腐蚀。

假如拆开一个铝电解液电容的外壳，你会看到里面是若干层铝箔和若干层电解纸，铝箔和电解纸贴附在一起，卷绕成筒状的结构，这样每两层铝箔中间就是一层吸附了电解液的电解纸了。

因此首先我们谈谈铝箔的制造方法。为了增大铝箔和电解质的接触面积，电容中的铝箔的表面并不是光滑的，而是经过电化腐蚀法，使其表面形成凹凸不平的形状，这样能够增大7~8倍的表面积。普通铝箔一平方米的价格在10元人民币左右，而经过这道工艺之后，它的价格将升到40~50元/平米。电化腐蚀的工艺是比较复杂的，其中涉及到腐蚀液的种类、浓度、铝箔的表面状态、腐蚀的速度、电压的动态平衡等等。我们国家目前在这方面的制造工艺还不够成熟，因此用于制造电容的经过电化腐蚀的铝箔目前还主要依赖进口。

第二步：氧化膜形成工艺。

铝箔经过电化腐蚀后，就要使用化学办法，将其表面氧化成三氧化二铝——也就是铝电解电容的介质。在氧化之后，要仔细检查三氧化二铝的表面，看是否有斑点或者龟裂，将不合格的排除在外。

第三步：铝箔的切割。

这个步骤很容易理解。就是把一整块铝箔，切割成若干小块，使其适合电容制造的需要。

第四步：引线的铆接。

电容外部的引脚并不是直接连到电容内部，而是通过内引线与电容内部连接的。因此，在这一步当中我们就需要将阳极和阴极的内引线，与电容的外引线通过超声波键合法连接在一起。外引线通常采用镀铜的铁线或者氧化铜线以减少电阻，而内引线则直接采用铝线与铝箔直接相连。大家注意这些小小的步骤无一不对精密加工要求很高。

第五步：电解纸的卷绕。

电容中的电解液并非直接灌进电容，呈液态浸泡住铝箔，而是通过吸附了电解液的电解纸与铝箔层层贴合。这当中，选用的电解纸与普通纸张的配方有些不同，是呈微孔状的，纸的表面不能有杂质，否则将影响电解液的成分与性能。而这一步，就是将没有吸附电解液的电解纸，和铝箔贴在一块，然后卷进电容外壳，使铝箔和电解纸形成类似“101010”的间隔状态。

第六步：电解液的浸渍。

当电解纸卷绕完毕之后，就将电解液灌进去，使电解液浸渍到电解纸上。随着电解液配方的改进以及电解纸制造技术的提升，如今铝电解液电容的ESR值也逐渐得以提升，变成以前的若干分之一。

第七步：装配。

这一步就是将电容外面的铝壳装配上，同时连接外引线，电容到这时已经基本成型了。

第八步：卷边。

如果是那种“包皮”电容，就需要经过这一步，将电容外面包覆的PVC膜套在电容铝壳外面。不过如今使用PVC膜的电容已经越来越少，主要原因在于这种材料并不符合环保的趋势，而和性能表现没有太大关系。

第九步：组合装配。

如果是直插封装，就不需要经过这步

这是贴片铝电解电容制造的最后一步。这一步就是将SMT贴片封装工艺所需要的黑色塑料底板元件装在电容底部。对元件的要求，首先是密封效果要好；第二是耐热性能要好；第三还要具备耐化学性，不能和电容内部的电解液一类物质产生化学反应。这块小塑料板叫做“端子板”，其制造精度要求是非常高，因为一旦大小不合适，要么影响电容的密封性（过小），或者阻挡PCB上电容附近其它元件的装配（过大）。

钽二氧化锰电容的制造过程

万鹏：显卡上除了常见的贴片铝电解液电容外，偶尔还会出现比其更加高档的钽二氧化锰电容，也就是我们熟悉的钽电容。钽二氧化锰电容的外观呈立方体，体积较小，与体积相对偏大，且外观为圆筒状的铝电解液电容截然不同。不仅是外观，钽二氧化锰电容的内部结构也和铝电解液电容不一样。那么，这种电容又是如何制造出来的呢？

钽电容是“高档的象征”

可以说将二氧化锰作为阴极的钽二氧化锰电容的制造过程，比将固体聚合物作为阴极的电容还要复杂。因为PPY和PEDT这类固体聚合物，只需要直接放置入电容内部，而钽二氧化锰电容内部的二氧化锰，由于溶解性较差，熔点较高，无法预先紧密贴合，所以只能用硝酸锰热分解生成。

制造钽电容首先需要高纯度的钽粉。其纯度至少应该在99.9%以上，目前这方面能达到的最高工艺是99.9999%。首先，将钽粉和有机溶剂掺杂在一起，按照一定的形状加压成形，同时埋入钽引线。

然后，在2000度以上的真空高温环境下，将掺杂有机溶剂的钽粉在真空中进行烧结变成类似于海绵的状态，同时和引线真正地融合在一起。（一定要保证真空环境，杜绝氧气，因为钽的熔点非常高，低于2000度无法熔化，而在2000度时，钽会和氧气发生剧烈反应，也就是爆炸所以一定不能有氧气混入）

接下来就要把烧结以后的海绵状的钽进行氧化而得到介质——五氧化二钽。这一步是将海