高分子固態(tài)電容就是這樣生產(chǎn)出來(lái)的

提起高分子固態(tài)電容器（FPCAP，Functional Polymer Capacitor）很多人可能覺(jué)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(lái)說(shuō)，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(cháng)壽命特性，廣泛使用在電腦、游戲機、液晶電視、無(wú)線(xiàn)通訊基站、工控電源等領(lǐng)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(chǎng)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(wù)及蘇州工廠(chǎng)，繼續生產(chǎn)FPCAP商標的高分子固態(tài)電容器。目前該產(chǎn)品占整個(gè)電腦用電容器市場(chǎng)的30%，尼吉康則是當之無(wú)愧的領(lǐng)導者。FPCAP究竟是如何生產(chǎn)出來(lái)的呢？帶著(zhù)好奇筆者近日走進(jìn)了尼吉康宿遷工廠(chǎng)，零距離接觸FPCAP的誕生全過(guò)程。

工廠(chǎng)大門(mén)

宿遷工廠(chǎng)是目前尼吉康公司規劃中最大的一個(gè)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(chǎng)FPCAP的產(chǎn)能日趨飽和，為了適應市場(chǎng)的旺盛需求，尼吉康決定將此產(chǎn)品線(xiàn)全面轉移到新的生產(chǎn)基地，并于2011年作為第一家日資企業(yè)落戶(hù)在了蘇州宿遷工業(yè)園區。據尼吉康電子（宿遷）有限公司董事長(cháng)兼總經(jīng)理南出智嗣介紹，整個(gè)廠(chǎng)區占地面積16萬(wàn)多平方米，建筑面積32000千平方米，目前員工總數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(chǎng)的廠(chǎng)區，首當其沖的印象就是這里高度自動(dòng)化的生產(chǎn)線(xiàn)，整個(gè)廠(chǎng)區的布局呈現“U”型結構，從原料庫房開(kāi)始到成品庫房結尾，每個(gè)環(huán)節嚴格遵循生產(chǎn)流程的順序布置。原料庫房集中了廠(chǎng)區生產(chǎn)所需的各種原材料，關(guān)鍵的鋁箔、電解紙和化成原料等都是日本進(jìn)口的，其他的原材料也都來(lái)自經(jīng)過(guò)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，以求庫房原材料在最合理的時(shí)間內能夠進(jìn)入生產(chǎn)流程，對于原材料實(shí)行電子化標簽管理，保質(zhì)期提醒系統確保原材料不會(huì )錯過(guò)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(gè)環(huán)節，尼吉康宿遷工廠(chǎng)的裁斷設備將1250px的原始鋁箔通過(guò)高強度的進(jìn)口超微粒子超硬刀切割成所需要的尺寸，整個(gè)系統自動(dòng)化控制，只需要操作員進(jìn)行切割形狀的確認即可，系統誤差低于10微米，并且設有專(zhuān)門(mén)的人員進(jìn)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(jìn)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，可以說(shuō)經(jīng)過(guò)這一環(huán)節，形成了整個(gè)電容器的主體部分。整個(gè)卷繞過(guò)程全部實(shí)行自動(dòng)化生產(chǎn)，僅需少數幾個(gè)操作員進(jìn)行日常的監控即可。卷繞之后的電容器核心部分將進(jìn)行固態(tài)電容獨有的化成環(huán)節，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(shí)所損壞的氧化膜，通過(guò)將電容芯包浸入到化成液中通電的形式完成此步驟，確保電容器內部的電容特性可靠?；珊蟮碾娙萜鲗⑦M(jìn)行最關(guān)鍵的聚合部分，這部分是將電容器的陰極箔和陽(yáng)極箔之間填充單體EDOT和氧化劑，從而在一定溫度下通過(guò)約2小時(shí)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)，使電容器呈現出優(yōu)良的電氣特性。

編帶工序中利用CCD進(jìn)行外觀(guān)檢查，防止混入

經(jīng)過(guò)一系列的化學(xué)處理之后，電容器核心部分就生產(chǎn)完成，接下來(lái)將進(jìn)行組立和捺印環(huán)節。組立環(huán)節是將生產(chǎn)好的電容器內芯包裝入鋁殼進(jìn)行自動(dòng)化束腰和卷邊，通過(guò)鋁殼和橡膠帽將電容器封裝起來(lái)，整個(gè)環(huán)節對生產(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(jìn)行一個(gè)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(gè)組立和捺印環(huán)節的自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)都是自己開(kāi)發(fā)的，捺印環(huán)節還利用了LED進(jìn)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(lái)就要進(jìn)行老化處理，檢測電容器的質(zhì)量是否合格，此過(guò)程中通過(guò)高溫高壓對部分氧化膜的瑕疵可以進(jìn)行化學(xué)上的修復，并最終篩選合格的產(chǎn)品進(jìn)入后面的工序。此時(shí)的電容器還是呈現出一個(gè)一個(gè)各自獨立的狀態(tài)，接下來(lái)的編帶環(huán)節則是將電容器進(jìn)行相應的包裝以滿(mǎn)足不同客戶(hù)的需求，在編帶工序中尼吉康采用了CCD檢測來(lái)確保編帶的每個(gè)電容的外觀(guān)和編號等信息的準確性，縮減大量人力成本的同時(shí)提升了工序的準確性。針對客戶(hù)需求的不同，尼吉康準備了切腳工序，對電容器的尺寸進(jìn)行切腳處理滿(mǎn)足客戶(hù)的各種需求，而對時(shí)下流行的表面貼裝產(chǎn)品（SMD），尼吉康在此環(huán)節還增加了坐板安裝的環(huán)節，進(jìn)行SMD規格電容的制作。所有這些工序的最后是測試和包裝環(huán)節，在切腳之前進(jìn)行人工和機器相結合的雙重檢驗流程，確保每顆電容器的品質(zhì)出色，之后進(jìn)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(gè)小袋包裝都有相應的批號可查，方便客戶(hù)查找每顆電容的相關(guān)信息。

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

在介紹整個(gè)工廠(chǎng)的突出特點(diǎn)時(shí)，尼吉康宿遷工廠(chǎng)的生產(chǎn)技術(shù)部部長(cháng)呂上特別提出幾個(gè)亮點(diǎn)，其一是整個(gè)工廠(chǎng)自動(dòng)化生產(chǎn)水平高，絕大多數生產(chǎn)工序已經(jīng)全自動(dòng)化，并且部分生產(chǎn)設備為尼吉康自己開(kāi)發(fā)的。其二是宿遷工廠(chǎng)的環(huán)保水平高，建廠(chǎng)開(kāi)始就對廢水廢氣等進(jìn)行了有效的環(huán)保處理，確保達到排放要求。其三是滿(mǎn)足客戶(hù)的不同需求，尼吉康宿遷工廠(chǎng)設有技術(shù)部門(mén)，能夠針對本地客戶(hù)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(hù)希望用不同顏色的電容外殼來(lái)襯托其主板的整體色調設計，尼吉康專(zhuān)門(mén)研發(fā)了相應的金屬外殼可以為客戶(hù)呈現出不同的顏色，成本上僅僅增加了不到20%。