會攢機不叫DIY 最強電容講座·實戰篇

    萬鵬：顯卡上除了常見的貼片鋁電解液電容外，偶爾還會出現比其更加高檔的鉭二氧化錳電容，也就是我們熟悉的鉭電容。鉭二氧化錳電容的外觀呈立方體，體積較小，與體積相對偏大，且外觀為圓筒狀的鋁電解液電容截然不同。不僅是外觀，鉭二氧化錳電容的內部結構也和鋁電解液電容不一樣。那么，這種電容又是如何制造出來的呢？

 鉭電容是“高檔的象征”

    可以說將二氧化錳作為陰極的鉭二氧化錳電容的制造過程，比將固體聚合物作為陰極的電容還要復雜。因為PPY和PEDT這類固體聚合物，只需要直接放置入電容內部，而鉭二氧化錳電容內部的二氧化錳，由于溶解性較差，熔點較高，無法預先緊密貼合，所以只能用硝酸錳熱分解生成。

    制造鉭電容首先需要高純度的鉭粉。其純度至少應該在99.9%以上，目前這方面能達到的最高工藝是99.9999%。首先，將鉭粉和有機溶劑摻雜在一起，按照一定的形狀加壓成形，同時埋入鉭引線。

    然后，在2000度以上的真空高溫環境下，將摻雜有機溶劑的鉭粉在真空中進行燒結變成類似于海綿的狀態，同時和引線真正地融合在一起。（一定要保證真空環境，杜絕氧氣，因為鉭的熔點非常高，低于2000度無法熔化，而在2000度時，鉭會和氧氣發生劇烈反應，也就是爆炸 所以一定不能有氧氣混入）

    接下來就要把燒結以后的海綿狀的鉭進行氧化而得到介質——五氧化二鉭。這一步是將海綿狀的鉭，泡在磷酸溶液里面電解，氧化后表面即生成五氧化二鉭。五氧化二鉭的介電常數非常高，在27左右，性能高于鋁電解電容的三氧化二鋁介質（介電常數7左右）。

    然后就是陰極材質——二氧化錳的生成。這一環節，是將液態的硝酸錳加入鉭塊，然后將其在水蒸汽（催化劑）環境中進行熱分解，分別成二氧化錳與二氧化氮。為了使氧化膜能夠真正完全黏附在二氧化錳上，這道工序要進行好幾次（摻入，分解，再摻入……）。硝酸錳吸附性好，生成的二氧化錳可以完全吸附在海面狀鉭塊內部的無數個小孔當中。假如這里直接使用固體的二氧化錳，就無法達到這種效果，這就是為什么二氧化錳只能在制造過程中得到的原因。假如使用PPY/PEDT等固體聚合物，因其溶點很低，就可以直接將其熔解然后放進去。

   最后要將銀粉和石墨涂在二氧化錳的表面上，減少它的ESR，增強它的導電性。這一步驟看似簡單，但實際也非常重要。尤其是涂層的厚薄要均勻，密度要大，否則對降低ESR幫助不大。另外使用PPY/PEDT做陰極的時候，也同樣要施行這一道工序。此過程也要反復進行好多遍才可以

    如此這般，鉭二氧化錳電容內部的那顆“芯”就已經制作完成了。對于一些LOW ESR的高檔鉭二氧化錳/鉭固體聚合物電容而言，廠商往往會先做好幾個“芯”，然后將其并聯在一起，封裝成一個電容，這樣其ESR值會很低，性能更加出色，當然價格也不便宜。

    最后就是一些安裝的工序。首先加入外引線，然后用環氧樹脂進行封裝。鉭電容從外觀上看一般有黃色和黑色兩種，而它們都是環氧樹脂。環氧樹脂的絕緣性、機械強度、耐濕性很好，比使用鋁作為外殼的失效性更低。不過鋁電容也可以使用環氧樹脂封裝，這種鋁電容的外觀和鉭電容是差不多的，這我們在上一篇文章里已經提到過，因此大家不能單憑外觀來判斷電容的陽極材質。

 陶瓷電容經常出現在CPU、GPU等高頻設備上

    有一些朋友分不清鉭電容和陶瓷電容有什么區別。其實很簡單，鉭電容的外殼，采用的是不導電的環氧樹脂，而陶瓷電容的外殼采用的則是導電的金屬。

    電子設備中看似最簡單的電容，竟然也有那么多道工序，而且制造工藝那么考究，真是讓人驚嘆。大家以后可不要小看了電容。<