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高分子固态电容就是这样生产出来的

易容网:2016-07-20阅读(3170) 声明:  转载请注明文章来源易容网   (www.mlcc1.com)

      提起高分子固态电容器(FPCAP,Functional Polymer Capacitor)很多人可能觉得离自己很遥远,但是对于那些昔日发烧级的攒机玩家来说,这可是高性能主板和显卡必备的性能保障。高分子固态电容器凭借其优越的频率特性、温度特性、大容量和长寿命特性,广泛使用在电脑、游戏机、液晶电视、无线通讯基站、工控电源等领域。


     FPCAP是富士通企业在1999年11月注册的高分子固态电容器的商标,最早在其苏州工厂生产。2009年,为扩充导电性高分子铝固体电解电容器事业,尼吉康从富士通收购了导电性高分子铝固体电解电容器业务及苏州工厂,继续生产FPCAP商标的高分子固态电容器。目前该产品占整个电脑用电容器市场的30%,尼吉康则是当之无愧的领导者。FPCAP究竟是如何生产出来的呢?带着好奇笔者近日走进了尼吉康宿迁工厂,零距离接触FPCAP的诞生全过程。


工厂大门


     宿迁工厂是目前尼吉康企业规划中最大的一个电容生产基地,也是FPCAP最大和最主要的生产基地。因苏州工厂FPCAP的产能日趋饱和,为了适应市场的旺盛需求,尼吉康决定将此产品线全面转移到新的生产基地,并于2011年作为第一家日资企业落户在了苏州宿迁工业园区。据尼吉康电子(宿迁)有限企业董事长兼总经理南出智嗣先容,整个厂区占地面积16万多平方米,建筑面积32000千平方米,目前员工总数750余名,目前年产能预计为1亿颗,全部为FPCAP电容。

 

     深入到宿迁工厂的厂区,首当其冲的印象就是这里高度自动化的生产线,整个厂区的布局呈现“U”型结构,从原料库房开始到成品库房结尾,每个环节严格遵循生产流程的顺序布置。原料库房集中了厂区生产所需的各种原材料,关键的铝箔、电解纸和化成原料等都是日本进口的,其他的原材料也都来自经过严格认证的供应商,从源头上确保材料的可靠性是做出世界上最好的电容器的基础。这里的原材料库房采用先入先出的管理模式,并设立材料缓冲区,以求库房原材料在最合理的时间内能够进入生产流程,对于原材料实行电子化标签管理,保质期提醒系统确保原材料不会错过保质期从而形成浪费。

铆接卷绕设备照片


     裁断是生产加工的第一个环节,尼吉康宿迁工厂的裁断设备将1250px的原始铝箔通过高强度的进口超微粒子超硬刀切割成所需要的尺寸,整个系统自动化控制,只需要操作员进行切割形状的确认即可,系统误差低于10微米,并且设有专门的人员进行切割刀口的检测,确保切割的质量。卷绕是将切割好的铝箔和电解纸一起进行缠绕,形成电容器的核心部分,并连接引出端子以及电容器的橡胶帽的环节,可以说经过这一环节,形成了整个电容器的主体部分。整个卷绕过程全部实行自动化生产,仅需少数几个操作员进行日常的监控即可。卷绕之后的电容器核心部分将进行固态电容独有的化成环节,此步骤的目的是为在铝箔的裁断面生成氧化膜,以及修复铆接引脚时所损坏的氧化膜,通过将电容芯包浸入到化成液中通电的形式完成此步骤,确保电容器内部的电容特性可靠。化成后的电容器将进行最关键的聚合部分,这部分是将电容器的阴极箔和阳极箔之间填充单体EDOT和氧化剂,从而在一定温度下通过约2小时反应形成高分子聚合物PEDT,将溶剂挥发后形成固态电解质,使电容器呈现出优良的电气特性。

编带工序中利用CCD进行外观检查,防止混入


     经过一系列的化学处理之后,电容器核心部分就生产完成,接下来将进行组立和捺印环节。组立环节是将生产好的电容器内芯包装入铝壳进行自动化束腰和卷边,通过铝壳和橡胶帽将电容器封装起来,整个环节对生产环境的温度和湿度要求很高,需要保持恒定控制。组立好的电容器进行一个凹版的捺印工序打上相应的型号和批号信息。值得一提的是,尼吉康的整个组立和捺印环节的自动化生产线都是自己开发的,捺印环节还利用了LED进行烘干处理,确保捺印的效果非常出色。捺印好的电容器基本算是制造完成,,接下来就要进行老化处理,检测电容器的质量是否合格,此过程中通过高温高压对部分氧化膜的瑕疵可以进行化学上的修复,并最终筛选合格的产品进入后面的工序。此时的电容器还是呈现出一个一个各自独立的状态,接下来的编带环节则是将电容器进行相应的包装以满足不同客户的需求,在编带工序中尼吉康采用了CCD检测来确保编带的每个电容的外观和编号等信息的准确性,缩减大量人力成本的同时提升了工序的准确性。针对客户需求的不同,尼吉康准备了切脚工序,对电容器的尺寸进行切脚处理满足客户的各种需求,而对时下流行的表面贴装产品(SMD),尼吉康在此环节还增加了坐板安装的环节,进行SMD规格电容的制作。所有这些工序的最后是测试和包装环节,在切脚之前进行人工和机器相结合的双重检验流程,确保每颗电容器的品质出色,之后进入不同的封装方式,特别是对切脚电容器的分袋包装,尼吉康可以做到每个小袋包装都有相应的批号可查,方便客户查找每颗电容的相关信息。

  

尼吉康电子(宿迁)有限企业董事长兼总经理南出智嗣与生产技术部部长吕上


     在先容整个工厂的突出特点时,尼吉康宿迁工厂的生产技术部部长吕上特别提出几个亮点,其一是整个工厂自动化生产水平高,绝大多数生产工序已经全自动化,并且部分生产设备为尼吉康自己开发的。其二是宿迁工厂的环保水平高,建厂开始就对废水废气等进行了有效的环保处理,确保达到排放要求。其三是满足客户的不同需求,尼吉康宿迁工厂设有技术部门,能够针对本地客户的要求作出迅速反应,比如小袋封装和定制化颜色外壳。对于一些发烧级的电脑主板和高品质电脑主板,客户希翼用不同颜色的电容外壳来衬托其主板的整体色调设计,尼吉康专门研发了相应的金属外壳可以为客户呈现出不同的颜色,成本上仅仅增加了不到20%。

 

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