高分子固態(tài)電容就是這樣生產(chǎn)出來的

提起高分子固態(tài)電容器（FPCAP，F(xiàn)unctional Polymer Capacitor）很多人可能覺得離自己很遙遠，但是對于那些昔日發(fā)燒級的攢機玩家來說，這可是高性能主板和顯卡必備的性能保障。高分子固態(tài)電容器憑借其優(yōu)越的頻率特性、溫度特性、大容量和長壽命特性，廣泛使用在電腦、游戲機、液晶電視、無線通訊基站、工控電源等領域。

FPCAP是富士通公司在1999年11月注冊的高分子固態(tài)電容器的商標，最早在其蘇州工廠生產(chǎn)。2009年，為擴充導電性高分子鋁固體電解電容器事業(yè)，尼吉康從富士通收購了導電性高分子鋁固體電解電容器業(yè)務及蘇州工廠，繼續(xù)生產(chǎn)FPCAP商標的高分子固態(tài)電容器。目前該產(chǎn)品占整個電腦用電容器市場的30%，尼吉康則是當之無愧的領導者。FPCAP究竟是如何生產(chǎn)出來的呢？帶著好奇筆者近日走進了尼吉康宿遷工廠，零距離接觸FPCAP的誕生全過程。

工廠大門

宿遷工廠是目前尼吉康公司規(guī)劃中最大的一個電容生產(chǎn)基地，也是FPCAP最大和最主要的生產(chǎn)基地。因蘇州工廠FPCAP的產(chǎn)能日趨飽和，為了適應市場的旺盛需求，尼吉康決定將此產(chǎn)品線全面轉(zhuǎn)移到新的生產(chǎn)基地，并于2011年作為第一家日資企業(yè)落戶在了蘇州宿遷工業(yè)園區(qū)。據(jù)尼吉康電子（宿遷）有限公司董事長兼總經(jīng)理南出智嗣介紹，整個廠區(qū)占地面積16萬多平方米，建筑面積32000千平方米，目前員工總數(shù)750余名，目前年產(chǎn)能預計為1億顆，全部為FPCAP電容。

深入到宿遷工廠的廠區(qū)，首當其沖的印象就是這里高度自動化的生產(chǎn)線，整個廠區(qū)的布局呈現(xiàn)“U”型結(jié)構(gòu)，從原料庫房開始到成品庫房結(jié)尾，每個環(huán)節(jié)嚴格遵循生產(chǎn)流程的順序布置。原料庫房集中了廠區(qū)生產(chǎn)所需的各種原材料，關鍵的鋁箔、電解紙和化成原料等都是日本進口的，其他的原材料也都來自經(jīng)過嚴格認證的供應商，從源頭上確保材料的可靠性是做出世界上最好的電容器的基礎。這里的原材料庫房采用先入先出的管理模式，并設立材料緩沖區(qū)，以求庫房原材料在最合理的時間內(nèi)能夠進入生產(chǎn)流程，對于原材料實行電子化標簽管理，保質(zhì)期提醒系統(tǒng)確保原材料不會錯過保質(zhì)期從而形成浪費。

鉚接卷繞設備照片

裁斷是生產(chǎn)加工的第一個環(huán)節(jié)，尼吉康宿遷工廠的裁斷設備將1250px的原始鋁箔通過高強度的進口超微粒子超硬刀切割成所需要的尺寸，整個系統(tǒng)自動化控制，只需要操作員進行切割形狀的確認即可，系統(tǒng)誤差低于10微米，并且設有專門的人員進行切割刀口的檢測，確保切割的質(zhì)量。卷繞是將切割好的鋁箔和電解紙一起進行纏繞，形成電容器的核心部分，并連接引出端子以及電容器的橡膠帽的環(huán)節(jié)，可以說經(jīng)過這一環(huán)節(jié)，形成了整個電容器的主體部分。整個卷繞過程全部實行自動化生產(chǎn)，僅需少數(shù)幾個操作員進行日常的監(jiān)控即可。卷繞之后的電容器核心部分將進行固態(tài)電容獨有的化成環(huán)節(jié)，此步驟的目的是為在鋁箔的裁斷面生成氧化膜，以及修復鉚接引腳時所損壞的氧化膜，通過將電容芯包浸入到化成液中通電的形式完成此步驟，確保電容器內(nèi)部的電容特性可靠?；珊蟮碾娙萜鲗⑦M行最關鍵的聚合部分，這部分是將電容器的陰極箔和陽極箔之間填充單體EDOT和氧化劑，從而在一定溫度下通過約2小時反應形成高分子聚合物PEDT，將溶劑揮發(fā)后形成固態(tài)電解質(zhì)，使電容器呈現(xiàn)出優(yōu)良的電氣特性。

編帶工序中利用CCD進行外觀檢查，防止混入

經(jīng)過一系列的化學處理之后，電容器核心部分就生產(chǎn)完成，接下來將進行組立和捺印環(huán)節(jié)。組立環(huán)節(jié)是將生產(chǎn)好的電容器內(nèi)芯包裝入鋁殼進行自動化束腰和卷邊，通過鋁殼和橡膠帽將電容器封裝起來，整個環(huán)節(jié)對生產(chǎn)環(huán)境的溫度和濕度要求很高，需要保持恒定控制。組立好的電容器進行一個凹版的捺印工序打上相應的型號和批號信息。值得一提的是，尼吉康的整個組立和捺印環(huán)節(jié)的自動化生產(chǎn)線都是自己開發(fā)的，捺印環(huán)節(jié)還利用了LED進行烘干處理，確保捺印的效果非常出色。捺印好的電容器基本算是制造完成，，接下來就要進行老化處理，檢測電容器的質(zhì)量是否合格，此過程中通過高溫高壓對部分氧化膜的瑕疵可以進行化學上的修復，并最終篩選合格的產(chǎn)品進入后面的工序。此時的電容器還是呈現(xiàn)出一個一個各自獨立的狀態(tài)，接下來的編帶環(huán)節(jié)則是將電容器進行相應的包裝以滿足不同客戶的需求，在編帶工序中尼吉康采用了CCD檢測來確保編帶的每個電容的外觀和編號等信息的準確性，縮減大量人力成本的同時提升了工序的準確性。針對客戶需求的不同，尼吉康準備了切腳工序，對電容器的尺寸進行切腳處理滿足客戶的各種需求，而對時下流行的表面貼裝產(chǎn)品（SMD），尼吉康在此環(huán)節(jié)還增加了坐板安裝的環(huán)節(jié)，進行SMD規(guī)格電容的制作。所有這些工序的最后是測試和包裝環(huán)節(jié)，在切腳之前進行人工和機器相結(jié)合的雙重檢驗流程，確保每顆電容器的品質(zhì)出色，之后進入不同的封裝方式，特別是對切腳電容器的分袋包裝，尼吉康可以做到每個小袋包裝都有相應的批號可查，方便客戶查找每顆電容的相關信息。

尼吉康電子（宿遷）有限公司董事長兼總經(jīng)理南出智嗣與生產(chǎn)技術(shù)部部長呂上

在介紹整個工廠的突出特點時，尼吉康宿遷工廠的生產(chǎn)技術(shù)部部長呂上特別提出幾個亮點，其一是整個工廠自動化生產(chǎn)水平高，絕大多數(shù)生產(chǎn)工序已經(jīng)全自動化，并且部分生產(chǎn)設備為尼吉康自己開發(fā)的。其二是宿遷工廠的環(huán)保水平高，建廠開始就對廢水廢氣等進行了有效的環(huán)保處理，確保達到排放要求。其三是滿足客戶的不同需求，尼吉康宿遷工廠設有技術(shù)部門，能夠針對本地客戶的要求作出迅速反應，比如小袋封裝和定制化顏色外殼。對于一些發(fā)燒級的電腦主板和高品質(zhì)電腦主板，客戶希望用不同顏色的電容外殼來襯托其主板的整體色調(diào)設計，尼吉康專門研發(fā)了相應的金屬外殼可以為客戶呈現(xiàn)出不同的顏色，成本上僅僅增加了不到20%。