会攒机不叫DIY 最强电容讲座·实战篇

    万鹏：显卡上除了常见的贴片铝电解液电容外，偶尔还会出现比其更加高档的钽二氧化锰电容，也就是我们熟悉的钽电容。钽二氧化锰电容的外观呈立方体，体积较小，与体积相对偏大，且外观为圆筒状的铝电解液电容截然不同。不仅是外观，钽二氧化锰电容的内部结构也和铝电解液电容不一样。那么，这种电容又是如何制造出来的呢？

 钽电容是“高档的象征”

    可以说将二氧化锰作为阴极的钽二氧化锰电容的制造过程，比将固体聚合物作为阴极的电容还要复杂。因为PPY和PEDT这类固体聚合物，只需要直接放置入电容内部，而钽二氧化锰电容内部的二氧化锰，由于溶解性较差，熔点较高，无法预先紧密贴合，所以只能用硝酸锰热分解生成。

    制造钽电容首先需要高纯度的钽粉。其纯度至少应该在99.9%以上，目前这方面能达到的最高工艺是99.9999%。首先，将钽粉和有机溶剂掺杂在一起，按照一定的形状加压成形，同时埋入钽引线。

    然后，在2000度以上的真空高温环境下，将掺杂有机溶剂的钽粉在真空中进行烧结变成类似于海绵的状态，同时和引线真正地融合在一起。（一定要保证真空环境，杜绝氧气，因为钽的熔点非常高，低于2000度无法熔化，而在2000度时，钽会和氧气发生剧烈反应，也就是爆炸 所以一定不能有氧气混入）

    接下来就要把烧结以后的海绵状的钽进行氧化而得到介质——五氧化二钽。这一步是将海绵状的钽，泡在磷酸溶液里面电解，氧化后表面即生成五氧化二钽。五氧化二钽的介电常数非常高，在27左右，性能高于铝电解电容的三氧化二铝介质（介电常数7左右）。

    然后就是阴极材质——二氧化锰的生成。这一环节，是将液态的硝酸锰加入钽块，然后将其在水蒸汽（催化剂）环境中进行热分解，分别成二氧化锰与二氧化氮。为了使氧化膜能够真正完全黏附在二氧化锰上，这道工序要进行好几次（掺入，分解，再掺入……）。硝酸锰吸附性好，生成的二氧化锰可以完全吸附在海面状钽块内部的无数个小孔当中。假如这里直接使用固体的二氧化锰，就无法达到这种效果，这就是为什么二氧化锰只能在制造过程中得到的原因。假如使用PPY/PEDT等固体聚合物，因其溶点很低，就可以直接将其熔解然后放进去。

   最后要将银粉和石墨涂在二氧化锰的表面上，减少它的ESR，增强它的导电性。这一步骤看似简单，但实际也非常重要。尤其是涂层的厚薄要均匀，密度要大，否则对降低ESR帮助不大。另外使用PPY/PEDT做阴极的时候，也同样要施行这一道工序。此过程也要反复进行好多遍才可以

    如此这般，钽二氧化锰电容内部的那颗“芯”就已经制作完成了。对于一些LOW ESR的高档钽二氧化锰/钽固体聚合物电容而言，厂商往往会先做好几个“芯”，然后将其并联在一起，封装成一个电容，这样其ESR值会很低，性能更加出色，当然价格也不便宜。

    最后就是一些安装的工序。首先加入外引线，然后用环氧树脂进行封装。钽电容从外观上看一般有黄色和黑色两种，而它们都是环氧树脂。环氧树脂的绝缘性、机械强度、耐湿性很好，比使用铝作为外壳的失效性更低。不过铝电容也可以使用环氧树脂封装，这种铝电容的外观和钽电容是差不多的，这我们在上一篇文章里已经提到过，因此大家不能单凭外观来判断电容的阳极材质。

 陶瓷电容经常出现在CPU、GPU等高频设备上

    有一些朋友分不清钽电容和陶瓷电容有什么区别。其实很简单，钽电容的外壳，采用的是不导电的环氧树脂，而陶瓷电容的外壳采用的则是导电的金属。

    电子设备中看似最简单的电容，竟然也有那么多道工序，而且制造工艺那么考究，真是让人惊叹。大家以后可不要小看了电容。<