薄膜电容器作为电子行业中不可或缺的基础元件,凭借其优异的绝缘性能、稳定的电容特性,被广泛应用于家电、新能源、通信、汽车电子等诸多领域。其可靠性能的背后,离不开一套严谨有序的生产工艺流程。

薄膜电容器常见的生产工艺流程为:镀膜、分切、卷绕、热压或冷压、预编带、喷金、焊接、封装、分选和打印标志等

生产工艺流程图

生产工艺

核心设备

辅助设备

镀膜

真空镀膜机(蒸发式 / 磁控溅射式)

真空系统(真空泵)、靶材装载装置、膜厚在线监测仪、张力控制器

分切

分切机

自动纠偏装置、张力调节系统、除尘设备

卷绕

卷绕机

芯轴定位装置、张力控制系统、卷绕长度计数器

热压 / 冷压

压机/ 冷压机

压力调节装置、温度控制系统(热压专用)、保压计时器

预编带

编带机

载带成型装置、定位校准机构、收料盘

喷金

真空喷金机 / 电弧喷金机

金(银 / 铜)靶材、真空系统(真空喷金专用)、电极定位装置

焊接

超声焊接机 / 电阻焊机

焊头定位装置、焊接参数调节系统、除尘设备

封装

环氧树脂灌胶机 / 金属壳封口机 / 塑封机

固化炉(灌胶专用)、封装模具、排气装置

分选

全自动电容分选机

电参数检测模块(容量 / 耐压 / 损耗角)、不良品剔除装置、分级筛选机构

打印标志

激光打标机 / 喷墨打印机

产品定位装置、二维码生成系统、打标校验相机

生产薄膜电容器设备表

一、镀膜:

镀膜是薄膜电容器生产的起始环节,核心目的是在绝缘薄膜基材表面形成均匀的金属电极层,为电容储能提供导电基础。

其原理是采用真空蒸镀技术,将铝、锌等金属在真空环境中加热至蒸发状态,使其均匀附着在塑料薄膜表面,形成连续且均匀的金属电极层。

常用的基膜材料包括聚丙烯(PP)和聚酯(PET),这些材料具有良好的绝缘性能和机械强度。

真空镀膜原理图,来源网络

二、分切

分切环节需将宽幅(通常 1-2m)的镀膜薄膜,根据目标产品的尺寸要求,裁切成窄幅膜卷,为后续卷绕工序做准备。

分切工艺要求极高,必须确保切边平整无毛刺,外观无脏污和起皱。分切方式主要有圆刀分切和平刀分切。

圆刀分切:适合高速分切(速度可超过300 m/min),摩擦热小,更适用于较厚的薄膜(如100μm以上);平刀分切:切口平整,适合分切超薄薄膜(如2μm以下),但速度相对较低。

分切图,来源网络

三、卷绕

卷绕是按工艺要求,将两层或多层分切后的镀膜薄膜(电极极性相反)重叠,以绝缘薄膜为介质,螺旋卷绕形成圆柱形芯子,直接决定电容的容量和电气性能。

卷绕过程中需确保薄膜张力适中,避免划伤薄膜,并要求芯子端面平整。

卷绕图,来源科尼盛

四、热压 / 冷压

压合工序的目的是通过机械压力(或高温 + 压力)使卷绕后的芯子定型,减少层间空隙,提升芯子密度和结构稳定性。此工序要求芯子在外力轻微作用下不能松动,薄膜不能分层。

热压:适用于PP等耐高温基材,将芯子置于热压机中,在一定温度和压力下保持一段时间,使薄膜熔融贴合,定型效果更佳。 

冷压:适用于PET等不耐高温基材,通过室温下的机械压力(1-2MPa)保持一段时间,实现芯子致密化,避免高温导致基材性能衰减

热压图,来源科尼盛

五、预编带

预编带是对压合后的芯子进行整理,确保芯子两端平整,为后续喷金工序提供稳定的附着基础。

通过编带机将芯子整齐排列并固定在专用载带上,同时对芯子两端进行轻微打磨或整平处理,去除端面毛刺和不规则凸起。

编带图,来源科尼盛

六、喷金

喷金是在卷绕并压扁后的芯子两个端面,通过电弧喷金或等离子喷金技术将金属粉末(常用铜粉、银粉)高速喷涂至芯子两端,通过高温使金属粉末熔融并附着,形成致密的金属电极层。

喷金层的作用是连接芯子内部无数的蒸镀电极,并为外部引线的焊接提供接口。

喷金图,来源科尼盛

七、焊接

焊接工序是将预编带中的金属引线与芯子两端的喷金端电极牢固连接,稳定的电气通路

常用的焊接方式为电阻焊或锡焊,电阻焊通过电流产生的热量使引脚与喷金层局部熔化并结合,焊接速度快、连接可靠;锡焊则通过熔融的焊锡将引脚与喷金层粘合,适用于对焊接温度要求较低的产品

引线焊接图,来源网络

八、封装

封装是对焊接后的芯子进行密封防护,使其免受外界环境(如湿度、灰尘、机械冲击)影响的重要环节。

薄膜电容器的封装方式主要有环氧树脂灌封、塑料外壳封装和金属外壳封装等。环氧树脂灌封是将焊接后的芯子置于模具中,注入环氧树脂并固化,形成密封的封装体,具有良好的绝缘性、防潮性和机械强度;塑料外壳封装则是将芯子装入预制的塑料外壳中,通过超声波焊接或胶粘密封;金属外壳封装适用于对散热性能和机械强度要求较高的产品。

结构组装流程图,来源网页

九、分选

分选是通过专业检测设备,对封装后的产品进行电气参数测试,筛选出符合标准的合格产品,剔除不良品。

分选测试的主要项目包括电容容量、损耗角正切值(tanδ)、绝缘电阻、耐压强度等关键电气参数。测试过程中,通过专用的电容测试仪对每一个产品进行逐一检测,将参数超出允许公差范围的产品筛选出来,进行返工或报废处理。此外,部分产品还需进行温度循环测试、湿度老化测试等可靠性测试,确保其在不同使用环境下的稳定性。

分选图,来源科尼盛

十、打印标志

打印标志通过激光打印或油墨印刷的方式,在封装体表面标注产品的关键信息,包括产品型号电容容量、耐压等级、生产日期、批次编号、生产厂家等。标志不仅便于客户识别和使用产品,也是产品质量追溯的重要依据。

打印标志图,来源科尼盛

从镀膜到打印标志,薄膜电容器的生产工艺流程环环相扣、层层把关,每一个环节的工艺精度和质量控制都直接影响着最终产品的性能。随着电子技术的不断发展,对薄膜电容器的小型化、高容量、高可靠性提出了更高要求,推动着生产工艺的持续创新与升级。未来,薄膜电容器生产将更加注重自动化、智能化和精细化,以满足日益复杂的电子设备应用需求。

 

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作者 808, ab