فویل آلومینیومی الکترونیکی: از فویل سبک تا فویل الکترود اچ شده

زنجیره اصطلاحات: فویل سبک، فویل اچ شده، فویل شکل گرفته

فویل آلومینیومی برای خازن ها از سه حالت عبور می کند که اغلب گیج می شوند. فویل سبک که فویل ساده یا الکترونیکی نیز نامیده می شود، مواد نورد شده ای است که توسط کارخانه تحویل داده می شود و ماده اولیه واقعی صنعت است. فویل اچ شده فویل سبکی است که سطح آن مورد حمله الکتروشیمیایی قرار گرفته است تا ناحیه موثر را چند برابر کند. فویل شکل‌گرفته که گاهی فویل شیمیایی نیز نامیده می‌شود، فویل حکاکی شده‌ای است که روی آن یک اکسید آندی رشد کرده است تا به عنوان دی الکتریک عمل کند. فویل الکترود اصطلاح جمعی برای فویل حکاکی شده و شکل داده شده است و از نظر تجاری به فویل آند با ولتاژ بالا، فویل آند ولتاژ پایین و فویل کاتد تقسیم می شود.

خلوص و انتخاب آلیاژ

فویل آند به آلومینیوم با خلوص بالا، معمولاً 99.99٪ یا بالاتر، نیاز دارد، زیرا باقیمانده های آهن، مس و سیلیکون جریان نشتی را افزایش می دهند و ولتاژ مقاومت اکسید رشد یافته را کاهش می دهند. گریدهای استانداردی که برای استوک آند استفاده می شود، موادی از نوع 1050، 1060 و 1070 هستند، با انواع خلوص بالا که کاربرد آن در ولتاژ حیاتی است، در حالی که فویل کاتدی را می توان از استوک با خلوص پایین تر تهیه کرد زیرا دی الکتریک روی آن رشد نمی کند. محدودیت‌های ترکیبی و تعیین درجه‌های فرفورژه در ISO 209 و در نام‌گذاری‌های ملی مربوطه تعیین شده‌اند، و ضخامت فویل معمولاً به عنوان محصول زیر 0.2 میلی‌متر طبقه‌بندی می‌شود، با تلورانس‌های تحویل مطابق با استاندارد EN 546-1 و استانداردهای ملی فویل معادل آن. الزامات خازن، از جمله روش های آزمایش الکتریکی، در IEC 60384-4 مشخص شده است.

از نورد تا اچینگ و شکل دهی

فویل سبک در حالت نرم به ضخامت های معمولاً 0.020-0.120 میلی متر برای آند و 0.015-0.050 میلی متر برای کاتد نورد می شود، سپس به عرض های مورد نیاز خط سیم پیچ بریده می شود. در حکاکی، فویل از یک الکترولیت مبتنی بر کلرید عبور می کند که در آن جریان کنترل شده آلومینیوم را حل می کند و یک ساختار تونل یا گودال ایجاد می کند. افزایش سطح تقریباً 20 تا 100 برابر مساحت هندسی به دست می آید و بهره دقیق در برابر استحکام مکانیکی معامله می شود، زیرا اچ سنگین فویل را شکننده می کند. سپس تشکیل دی الکتریک را در محلولی که برای کلاس ولتاژ انتخاب می شود رشد می دهد: رشد حدود 1.2-1.4 نانومتر اکسید در هر ولت مصرف می کند، بنابراین یک فویل تشکیل شده در 500 ولت دارای اکسید تقریباً 0.6-0.7 میکرومتر در هر سطح است.

مراحل محصول و پارامترهای معمولی

فویل آند ولتاژ پایین در چند ده ولت تشکیل می شود و برای افزایش سطح بسیار بالا بهینه شده است، در حالی که فویل آند ولتاژ بالا در چند صد ولت تشکیل می شود و به ساختار تونلی درشت تری نیاز دارد که در زیر میدان اعمال شده خراب نشود.

بازرسی ورودی و رسیدگی

تولیدکنندگان خازن فویل سبک را از نظر ضخامت در عرض، کامبر، ارتفاع سوراخ، تعداد سوراخ‌ها، تمیزی سطح و روغن نورد باقی‌مانده بررسی می‌کنند، زیرا هر یک از این عیوب از طریق حکاکی و شکل‌دهی منتشر می‌شوند. رول‌ها بر روی هسته‌هایی با سیم‌پیچ کنترل‌شده کششی و حداکثر تعداد اتصالات ارائه می‌شوند و در مناطق تمیز کار می‌شوند زیرا اثر انگشت و رطوبت باعث ایجاد نقص‌های حکاکی موضعی می‌شوند. در جایی که فویل در شرایط آنیل تحویل داده می شود، تست سختی یا کششی تایید می کند که حالت مکانیکی با پنجره فرآیند اچ مطابقت دارد. کنترل سوراخ بسیار مهم است: یک لبه برجسته می تواند جداکننده را در عنصر زخم سوراخ کند و باعث اتصال کوتاه شود.

سوالات متداول

Q:تفاوت بین فویل لایت و فویل الکترود چیست؟
A: فویل سبک، فویل نورد ساده قبل از هر گونه عملیات الکتروشیمیایی است. فویل الکترود پس از اچ کردن و برای آندها پس از شکل‌گیری همان ماده است و در واقع شکلی است که در خازن پیچیده می‌شود.

Q:چرا فویل های آند به آلومینیوم با خلوص 99.99 درصد نیاز دارند؟
الف: عناصر ناخالصی مانند آهن، مس و سیلیکون باعث ایجاد نقص در اکسید آندی شده و جریان نشتی را افزایش می دهند، بنابراین خلوص بالا برای حفظ ولتاژ نامی و پایین نگه داشتن تلفات مورد نیاز است.

Q:آیا می توان از همان فویل برای آند و کاتد استفاده کرد؟
پاسخ: به طور معمول نه. استوک آند خلوص بالاتر و ضخیم‌تر است، در حالی که فویل کاتد به طور کلی خلوص کمتر و نازک‌تر است زیرا دی الکتریک روی آن رشد نمی‌کند.

Q:اچینگ چگونه بر استحکام مکانیکی تأثیر می گذارد؟
A: اچ کردن آلومینیوم را حذف می کند و یک ساختار متخلخل ایجاد می کند، بنابراین با افزایش افزایش سطح، استحکام کششی و ازدیاد طول کاهش می یابد. پنجره فرآیند در جایی تنظیم می شود که افزایش ظرفیت مورد نیاز همچنان استحکام کافی برای سیم پیچی باقی می گذارد.

Q:تحمل چه ضخامتی برای فویل الکترونیکی طبیعی است؟
پاسخ: تحویل آسیاب بر اساس استاندارد فویل قابل اجرا تأیید شده است، با نوارهای تحمل معمولاً در محدوده چند درصد ضخامت اسمی است، و پروفیل به جای ضخامت یک نقطه چیزی است که خط خازن اندازه گیری می کند.

Q:فویل الکترونیکی چگونه باید نگهداری شود؟
پاسخ: در بسته بندی اصلی، در دمای پایدار و رطوبت کم، به دور از تماس مستقیم با دست خالی، زیرا رطوبت و آلودگی رفتار اچ را تغییر می دهد و می تواند باعث عیوب موضعی شود.