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(yuǎn)，但是對于那些昔日發(fā)燒級的攢機(jī)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(jī)、液晶電視、無線通訊基站、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(biāo)，最早在其蘇州工廠生產(chǎn)。2009年，為擴(kuò)充導(dǎo)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(dǎo)電性高分子鋁固體電解電容器業(yè)務(wù)及蘇州工廠，繼續(xù)生產(chǎn)FPCAP商標(biāo)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(dāng)之無愧的領(lǐng)導(dǎo)者。FPCAP究竟是如何生產(chǎn)出來的呢？帶著好奇筆者近日走進(jìn)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(yīng)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(yù)計為1億顆，全部為FPCAP電容。

深入到宿遷工廠的廠區(qū)，首當(dāng)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(yán)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(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自經(jīng)過嚴(yán)格認(rèn)證的供應(yīng)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(chǔ)。這里的原材料庫房采用先入先出的管理模式，并設(shè)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(jìn)入生產(chǎn)流程，對于原材料實行電子化標(biāo)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(fèi)。

鉚接卷繞設(shè)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(shè)備將1250px的原始鋁箔通過高強(qiáng)度的進(jìn)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(jìn)行切割形狀的確認(rèn)即可，系統(tǒng)誤差低于10微米，并且設(shè)有專門的人員進(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(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(jìn)行日常的監(jiān)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(dú)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(fù)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(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(yīng)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(jìn)行外觀檢查，防止混入

經(jīng)過一系列的化學(xué)處理之后，電容器核心部分就生產(chǎn)完成，接下來將進(jìn)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(jìn)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(jìn)行一個凹版的捺印工序打上相應(yīng)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(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，，接下來就要進(jìn)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(jìn)行化學(xué)上的修復(fù)，并最終篩選合格的產(chǎn)品進(jìn)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(dú)立的狀態(tài)，接下來的編帶環(huán)節(jié)則是將電容器進(jìn)行相應(yīng)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(zhǔn)確性，縮減大量人力成本的同時提升了工序的準(zhǔn)確性。針對客戶需求的不同，尼吉康準(zhǔn)備了切腳工序，對電容器的尺寸進(jìn)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(jìn)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(jìn)行人工和機(jī)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(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小袋包裝都有相應(yīng)的批號可查，方便客戶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(diǎn)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(diǎn)，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(shè)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(jìn)行了有效的環(huán)保處理，確保達(dá)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(shè)有技術(shù)部門，能夠針對本地客戶的要求作出迅速反應(yīng)，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(shè)計，尼吉康專門研發(fā)了相應(yīng)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%。