Terminologikæden: Let folie, ætset folie, formet folie
Aluminiumsfolie til kondensatorer passerer gennem tre tilstande, der ofte er forvirrede. Let folie, også kaldet almindelig eller elektronisk folie, er det valsede materiale som leveret af møllen og er industriens sande råmateriale. Ætset folie er let folie, hvis overflade er blevet elektrokemisk angrebet for at formere det effektive areal. Dannet folie, nogle gange kaldet kemisk folie, er ætset folie, hvorpå et anodisk oxid er blevet dyrket til at tjene som dielektrikum. Elektrodefolie er samlebetegnelsen for ætset og dannet folie, og det opdeles kommercielt i højspændingsanodefolie, lavspændingsanodefolie og katodefolie.
Udvalg af renhed og legering
Anodefolie har brug for højrent aluminium, generelt 99,99% eller derover, fordi jern-, kobber- og siliciumrester øger lækstrømmen og reducerer modstandsspændingen af det dyrkede oxid. Standardkvaliteterne, der bruges til anodemateriale, er 1050, 1060 og 1070 type materiale, med varianter med høj renhed, hvor applikationen er spændingskritisk, mens katodefolie kan fremstilles af lager med lavere renhed, fordi dielektrikumet ikke dyrkes på det. Sammensætningsgrænser og betegnelse for smedekvaliteter er angivet i ISO 209 og i de tilsvarende nationale betegnelser, og folietykkelse er konventionelt klassificeret som produkt under 0,2 mm, med tolerancerne for levering reguleret af EN 546-1 og tilsvarende nationale foliestandarder. Kondensatorkrav, herunder elektriske testmetoder, er specificeret i IEC 60384-4.
Fra valsning til ætsning og formning
Let folie rulles i blødt temperament til tykkelser på typisk 0,020-0,120 mm for anoder og 0,015-0,050 mm for katoder, og skæres derefter til de bredder, der kræves af viklingslinjen. Ved ætsning føres folien gennem en chloridbaseret elektrolyt, hvor en kontrolleret strøm opløser aluminium og genererer en tunnel- eller grubestruktur; overfladearealforøgelser på omkring 20 til 100 gange det geometriske areal opnås, og den nøjagtige gevinst veksles med mekanisk styrke, fordi kraftig ætsning gør folien skør. Dannelse vokser derefter dielektrikumet i en opløsning valgt til spændingsklassen: vækst forbruger omkring 1,2-1,4 nm oxid pr. volt, så en folie dannet ved 500 V bærer et oxid på ca. 0,6-0,7 mikrometer pr.
Produktstadier og typiske parametre
| Scene | Typisk tykkelse (mm) | Aluminiums renhed | Fungere |
|---|---|---|---|
| Let folie (anode lager) | 0.020-0.120 | 99,99 % og derover | Råmateriale til anodefolie |
| Let folie (katodestof) | 0.015-0.050 | 99,5 % og derover | Råmateriale til katodefolie |
| Ætset folie | som ovenfor | uændret | Overfladeforstørrelse |
| Dannet folie | som ovenfor plus oxid | uændret | Dielektrisk for den nominelle spænding |
Lavspændingsanodefolie er dannet ved et par tiere volt og optimeret til meget høj arealforstærkning, mens højspændingsanodefolie dannes ved flere hundrede volt og har brug for en grovere tunnelstruktur, der ikke vil bryde ned under det påførte felt.
Indgående inspektion og håndtering
Kondensatorproducenter inspicerer let folie for tykkelsesprofil på tværs af bredden, camber, grathøjde, pinhole-antal, overfladerenhed og resterende rulleolie, da enhver af disse defekter forplanter sig gennem ætsning og formning. Ruller leveres på kerner med spændingsstyret vikling og et angivet maksimalt antal splejsninger, og de håndteres i rene områder, fordi fingeraftryk og fugt giver lokale ætsningsfejl. Hvor folien leveres i udglødet tilstand, bekræfter hårdheds- eller trækprøvning, at den mekaniske tilstand passer til ætseprocesvinduet. Gratkontrol er særlig vigtig: En hævet kant kan perforere separatoren i det viklede element og forårsage kortslutning.
Ofte stillede spørgsmål
Q:Hvad er forskellen mellem let folie og elektrodefolie?
A: Let folie er den almindeligt rullede folie før enhver elektrokemisk behandling. Elektrodefolie er det samme materiale efter ætsning og, for anoder, efter dannelse, og det er den form, der faktisk er viklet ind i kondensatoren.
Q:Hvorfor kræver anodefolier 99,99 % renhed af aluminium?
A: Urenhedselementer som jern, kobber og silicium skaber defekter i anodeoxidet og øger lækstrømmen, så høj renhed er nødvendig for at holde den nominelle spænding og holde tabene lave.
Q:Kan den samme folie bruges til anode og katode?
A: Ikke normalt. Anodemateriale er højere renhed og tykkere, mens katodefolie generelt har lavere renhed og tyndere, fordi der ikke dyrkes dielektrikum på det.
Q:Hvordan påvirker ætsning den mekaniske styrke?
A: Ætsning fjerner aluminium og skaber en porøs struktur, så trækstyrke og forlængelse falder, når overfladearealforøgelsen stiger. Procesvinduet er indstillet, hvor den nødvendige kapacitansforstærkning stadig efterlader tilstrækkelig styrke til vikling.
Q:Hvilken tykkelsestolerance er normal for elektronisk folie?
A: Mølleleverancer er certificeret i forhold til den gældende foliestandard med tolerancebånd typisk i området nogle få procent af den nominelle tykkelse, og profilen frem for enkeltpunktstykkelsen er det, som kondensatorlinjen måler.
Q:Hvordan skal elektronisk folie opbevares?
A: I den originale emballage, ved stabil temperatur og lav luftfugtighed, væk fra direkte kontakt med bare hænder, fordi fugt og forurening ændrer ætsningsadfærd og kan forårsage lokale defekter.