Foglio di alluminio elettronico: Produzione, Proprietà, Applicazioni e identificazione della qualità
Il foglio di alluminio elettronico è un tipo di foglio di alluminio lavorato da lingotti di alluminio di elevata purezza attraverso una serie di processi come la laminazione, pulizia, e taglio. È una materia prima fondamentale per la produzione di condensatori elettrolitici in alluminio.
2. Panoramica
Dopo che i materiali in alluminio sono stati trasformati in fogli, il foglio di alluminio elettronico è sottoposto a trattamento di incisione superficiale e trattamento di riossidazione, seguita dalla lavorazione dell'avvolgimento per la produzione di condensatori. Si chiama foglio di alluminio prima dell'incisione foglio semplice, dopo l'incisione viene chiamato lamina incisa, e dopo il trattamento di riossidazione prende il nome lamina formata. Il foglio di alluminio elettronico si riferisce specificamente al foglio semplice, che è una materia prima fondamentale per la produzione di condensatori elettrolitici in alluminio. Basato sulla sequenza del processo di produzione, è classificato in foglio di alluminio elettronico e foglio di elettrodi, dove il foglio di elettrodi include un foglio inciso e un foglio formato.
Insieme all'elettrolita, rappresenta il foglio di alluminio elettronico 30%-70% dei costi delle materie prime dei condensatori elettrolitici in alluminio (variabile con la dimensione dei condensatori). Può immagazzinare energia elettrica e fungere anche da elettrodi positivi e negativi dei condensatori elettrolitici.
3. Elenco delle catene industriali del foglio di alluminio elettronico
Come uno dei componenti elettronici più fondamentali, i condensatori elettrolitici in alluminio sono ampiamente utilizzati nel settore dell'informazione elettronica, elettrodomestici, e vari altri prodotti elettronici. Sono caratterizzati da dimensioni ridotte, grande capacità, e basso costo, in particolare, il loro prezzo per unità di capacità è il più basso tra tutti i tipi di condensatori, allineandosi al trend di sviluppo a basso costo dei prodotti informativi. Questi condensatori sono ampiamente applicati in settori come quello delle comunicazioni, elettrodomestici, automobili, elettronica, aerospaziale, e nuovi materiali, con un’enorme richiesta di mercato. Attualmente, rappresenta la potenza dei condensatori elettrolitici in alluminio 45% della potenza totale di tutti i condensatori.
4. Processo di produzione di fogli di alluminio per dispositivi elettronici
Il foglio di alluminio elettronico è un tipo di foglio di alluminio ad alta purezza. È prodotto mediante laminazione a caldo di alluminio raffinato (alluminio di elevata purezza) lingotti in fogli di alluminio, seguita da ulteriore laminazione a freddo e ricottura. I processi di produzione specifici del foglio di alluminio elettronico includono:Colata – Immersione – Laminazione a caldo – Pre-ricottura – Laminazione a freddo – Ricottura intermedia – Laminazione a freddo – Laminazione di fogli – Taglio – Test prestazionali – Imballaggio
5. Classificazione del foglio di alluminio elettronico
Il foglio di alluminio elettronico può essere suddiviso in tre categorie principali: lamina anodica ad alta tensione, lamina anodica a bassa tensione, e lamina catodica.
- Lamina anodica ad alta tensione subiscecorrosione dei pori cilindrici;
- La lamina anodica a bassa tensione è sottopostacorrosione spugnosa;
- Subisce la lamina anodica di media tensionecorrosione tarlata.
La lamina anodica ad alta tensione è ulteriormente suddivisa in due tipi: lamina ad alta tensione di alta qualità e lamina ad alta tensione ordinaria.
- Foglio anodico ad alta tensione di alta qualitàè caratterizzato da “due alti e uno sottile”: purezza elevata, tessitura cubica elevata, e una sottile pellicola di ossido superficiale. Questo tipo di prodotto offre una qualità superiore ma comporta costi più elevati: richiede la purezza dell'alluminio > 99.99%, struttura cubica di 96%, e trattamento termico sotto vuoto condotto in condizioni di 10⁻³ Pa ~ 10⁻⁵ Pa.
- Foglio anodico ordinario ad alta tensioneè un'alternativa economica e pratica, con purezza dell'alluminio > 99.98%, struttura cubica > 92%, e trattamento termico sotto vuoto eseguito in condizioni di 10⁻¹ Pa ~ 10⁻² Pa.
La lamina catodica è disponibile in due stati: Stato morbido e stato duro.
- Il Giappone utilizza principalmente l'attacco elettrochimico per la lamina catodica a stato morbido;
- L'Europa occidentale adotta principalmente l'attacco chimico per la lamina catodica a stato duro.
Ogni stato ha i suoi pro e i suoi contro:
- Il foglio catodico a stato morbido utilizza un foglio di alluminio ad alta purezza (> 99.85%) senza contenuto di rame, garantendo ottima qualità ma costi più elevati;
- Il foglio catodico a stato duro utilizza un foglio di alluminio contenente rame di bassa purezza, con conseguente riduzione dei costi.
6. Applicazioni del foglio di alluminio elettronico
Il foglio di alluminio elettronico è ampiamente utilizzato nei condensatori. I condensatori sono classificati in tre tipi principali in base al materiale: condensatori elettrolitici in alluminio, condensatori ceramici, e condensatori a film. Tra questi, I condensatori elettrolitici in alluminio sono il tipo di condensatore elettronico più utilizzato.
Il rapido sviluppo dell’industria manifatturiera cinese dei condensatori ha determinato un costante aumento della domanda interna di fogli di alluminio per dispositivi elettronici. Tuttavia, a causa dell'elevata difficoltà tecnica nella produzione di fogli di alluminio elettronici per anodi di condensatori, la capacità di offerta interna di prodotti di fascia medio-alta resta insufficiente. Tuttavia, questa situazione è migliorata in modo significativo poiché il volume dell'offerta di prodotti nazionali in foglio di alluminio continua a crescere.
In 2016:
- La capacità produttiva cinese di fogli di alluminio per dispositivi elettronici ha raggiunto circa 85,000 tonnellate, un aumento di 7,000 tonnellate rispetto a 78,000 tonnellate dentro 2015;
- La produzione del settore era di circa 51,900 tonnellate, una crescita anno su anno di 2.77% da 50,500 tonnellate dentro 2015;
- Il consumo di mercato si è attestato a circa 47,900 tonnellate, su 3.01% anno dopo anno da 46,500 tonnellate dentro 2015;
- La dimensione del mercato del settore ha raggiunto circa 1.207 trilioni di yuan, un aumento anno su anno di 5.97% da 1.139 miliardi di yuan 2015.
Statistiche delle immagini sulle dimensioni del mercato dell’industria cinese del foglio di alluminio per l’elettronica (2011-2016)
Statistiche delle immagini sul volume della domanda dell’industria cinese del foglio di alluminio per l’elettronica (2011-2016)
Grafico dell'andamento dei prezzi dei fogli di alluminio per l'elettronica in Cina (Lamina semplice) (2011-2016)
7. Analisi tecnica del foglio di alluminio elettronico
La produzione di foglio di alluminio elettronico è un processo di lavorazione di precisione, e la qualità del prodotto è strettamente legata alle materie prime, sistemi di controllo, e il progresso delle attrezzature di produzione.
A livello globale, mentre la produzione cinese di fogli di alluminio per dispositivi elettronici si sta sviluppando rapidamente, Le imprese europee e americane detengono ancora vantaggi nelle tecnologie avanzate, in particolare nel foglio di alluminio elettronico ad alta tensione. A causa dei severi requisiti della tecnologia di processo, tecnologia delle apparecchiature, e gestione della produzione nella produzione elettronica di fogli di alluminio, la produzione deve seguire rigorosamente i flussi di processo e le caratteristiche delle apparecchiature per garantire prodotti qualificati.
Negli ultimi anni, con i progressi della scienza e della tecnologia, le principali apparecchiature utilizzate per la produzione elettronica di fogli di alluminio sono state localizzate in Cina. Attualmente, la qualità dei prodotti realizzati dalle fabbriche nazionali di fogli di alluminio elettronici che utilizzano apparecchiature domestiche ha raggiunto e addirittura superato quella dei prodotti provenienti dal Giappone e dalla Corea del Sud. Tuttavia, in termini di sistemi di controllo, la tecnologia dei principali produttori nazionali rimane immatura, quindi la maggior parte si affida ancora a sistemi di controllo stranieri. Tecnicamente, le linee e i processi di produzione nazionali imitano e adottano tecnologie straniere o utilizzano modelli tecnici che implicano la cooperazione con capitale straniero.
Per migliorare continuamente le prestazioni dei condensatori elettrolitici in alluminio, La Cina ha compiuto notevoli progressi tecnici nella lavorazione del foglio di alluminio:
- L'adozione di elevata purezza, i materiali in foglio di alluminio ad alte prestazioni hanno notevolmente migliorato le prestazioni di incisione e ridotto la corrente di dispersione delle pellicole di ossido dielettrico;
- Lo sviluppo di processi avanzati di incisione e formazione ha aumentato la capacità specifica delle lamine catodiche e anodiche, riducendo ulteriormente la corrente di dispersione delle lamine anodiche;
- Per ottenere la miniaturizzazione e l'appiattimento dei condensatori, sono stati compiuti progressi nelle tecnologie di lavorazione per l'elevata capacità specifica e l'elevata resistenza del foglio di alluminio formato.
Lettura estesa: Come distinguere la qualità del foglio di alluminio?
1. Graffi
ImmagineI graffi sulla lamina di alluminio si riferiscono a danni sulla superficie della lamina o sull'estremità causati dalla collisione con altri oggetti durante la movimentazione o lo stoccaggio. La maggior parte dei graffi si verificano a causa di incuria durante l'imballaggio.
2. Corrosione
La corrosione dell'immagine si riferisce a difetti che si formano sulle superfici dei fogli di alluminio dopo reazioni chimiche o elettrochimiche con i mezzi circostanti. La lamina corrosa perde lucentezza, e nei casi più gravi, si formano prodotti di corrosione grigi, che influiscono notevolmente sull'aspetto estetico dei prodotti finali.
3. Bolle di superficie
ImmagineIl foglio di alluminio con difetti superficiali a bolle presenta sporgenze irregolari circolari o a forma di striscia sulla sua superficie. Queste sporgenze hanno bordi lisci, sono asimmetrici su entrambi i lati, e sono distribuiti in modo casuale. Le bolle superficiali causano una sollecitazione irregolare sulla striscia di pellicola, potenzialmente portare a rotture e arresti della produzione.
4. Strisce del lato oscuro
ImageLe strisce laterali scure appaiono principalmente su fogli di alluminio a doppio laminato. IL “lato oscuro” mostra evidenti motivi a strisce chiare e scure alternate lungo la direzione di laminazione, che compromette l’aspetto della lamina.
5. Impressioni
ImmagineLe impressioni sul foglio di alluminio possono derivare da molteplici fattori: difetti o trucioli metallici aderiti/sporcizia sui rulli di rotolamento/guida; manicotti/anima sporchi o sporgenze locali lisce; o oggetti estranei attaccati al foglio durante l'avvolgimento. La lamina con impronte presenta tipicamente depressioni/sporgenze singole o periodiche, che sono facili da identificare.
6. Macchie d'olio
ImmagineComuni macchie di olio sul foglio di alluminio dopo la ricottura, di solito appare di colore giallo chiaro, marrone, o macchie fulve.
7. Sgrassaggio incompleto
ImmaginePer testare lo sgrassaggio completo, per verificare il livello di sgrassaggio dopo la ricottura viene effettuata una prova di spazzolatura con acqua. Se la lamina non soddisfa il livello specificato del test di spazzolatura con acqua, potrebbe contenere ancora olio.
8. Crepe sui bordi
Le crepe ImageEdge si riferiscono alla fessurazione longitudinale sui bordi della lamina. Nei casi più gravi, sui bordi sono visibili evidenti lacune.
9. Scarsa planarità
La scarsa planarità dell'immagine descrive ondulazioni locali sulla superficie della lamina causate da una deformazione irregolare. In base alla posizione del difetto, è classificato come:
- Onde centrali (ondulazioni nel mezzo);
- Onde di bordo (ondulazioni ai bordi);
- Onde a due costole (ondulazioni né al centro né ai bordi);
- Onde composte (una combinazione di onde centrali e di bordo).
10. Adesione
I rotoli ImageFoil con problemi di adesione sono difficili da srotolare in fogli singoli; più fogli possono formare una massa incrostata, e la lunghezza di sospensione libera non soddisfa gli standard. Nei casi più gravi, i singoli fogli non possono essere srotolati affatto, interrompendo seriamente la produzione.
11. Buchi
I fori immagine sono un difetto comune sulle superfici dei fogli di alluminio.
12. Avvolgimento allentato
ImmagineL'avvolgimento allentato si verifica quando il foglio non è avvolto strettamente durante il taglio. Se tenuto verticalmente lungo il nucleo, avviene lo spostamento dell'interstrato; premendo la pellicola con le dita si creano delle depressioni locali.
13. Sbavature
Le bave immagine sono sporgenze simili a spine di varie dimensioni sui bordi della lamina dopo il taglio.
14. Disallineamento degli strati
Il disallineamento di ImageLayer si riferisce allo spostamento irregolare dell'interstrato sulla faccia finale del rotolo di alluminio, risultando in una faccia finale irregolare.
15. Bordo affusolato
Bordo affusolato (O “bordo a forma di torre”) è un caso speciale di disallineamento degli strati, dove lo spostamento dell'interstrato sulla faccia terminale del rullo di alluminio crea una deviazione simile a una torre, con il lato che ricorda la punta di una torre.