ساخت خازن، فرآیند پیچیدهای دارد که از ترکیب قطبگیری دو صفحهی همراه با دی الکتریک (عایق) که بین این صفحات قرار میگیرد، صورت میگیرد. مراحل تولید ساخت خازن بسته به نوع خازن (مانند خازن تمام الکترولیتی، خازن سرامیکی یا خازن بلوری) متفاوت است.
صفحات خازن
صفحه های خازن، عنصری بسیار مهم در ساختار خازنها هستند و نقش اساسی در عملکرد آنها را ایفا میکنند. این صفحات بسته به نوع خازن، میتوانند شامل فلزات، فیلمهای پلیمری یا لایههای نیمههادی باشند. نقش اصلی صفحاتخازن در خازنسازی عبارت است از:
ایجاد لایهی دیالکتریک: یک خازن عموماً از دو صفحهی همراه با یک لایهی دیالکتریکی بین آنها تشکیل شده است. صفحات خازن به عنوان الکترودهای موجود در خازن عمل میکنند و لایهی دیالکتریک را در میان خود قرار میدهند. لایههای دیالکتریکی بهعنوان عایق عمل میکنند و مانع از عبور جریان بین دو صفحه میشوند.
افزایش ظرفیت: صفحاتخازن، همراه با لایههای دیالکتریکی، ظرفیت خازن را ایجاد میکنند. ظرفیت خازن به مقدار بار الکتریکی بین دو صفحه و ولتاژ موجود در خازن وابسته است. با افزایش مساحت صفحات خازن و کاهش فاصله بین آنها، ظرفیت خازن بیشتر خواهد شد.
ذخیرهی بار الکتریکی: صفحاتخازن، برای ذخیرهکردن بار الکتریکی استفاده میشوند. با اعمال ولتاژ به خازن، بار الکتریکی در صفحات خازن تجمع میشود و توسط لایههای دیالکتریک جداگانه نگهداشته میشود.
تأخیر زمانی: صفحات خازن میتوانند در طولانیمدت بار الکتریکی را ذخیره کنند و از آن برای انتقال و تأخیر سیگنالهای الکتریکی استفاده کنند. در مدارات الکترونیکی، خازنها به عنوان عناصر ذخیرهسازی و تأخیر زمانی استفاده میشوند.
صفحات خازن با ترکیب صفحات الکترودی و لایههای دیالکتریک، امکان ایجاد خازن با ظرفیت و خواص الکتریکی مورد نظر را فراهم میکنند. این خازنها در مدارهای الکترونیکی، تجهیزات صوتی، مراکز ارتباطی و غیره استفاده میشوند.
دی الکتریک (عایق)
لایهی عایق در یک خازن، نقش اساسی و بسیار حائز اهمیتی را ایفا میکند. عایق در واقع لایهای است که بین دو صفحهی الکترود قرار میگیرد و از عبور جریان الکتریکی جلوگیری میکند. برخلاف فلزات صفحههای الکترود، عایق یک جریان الکتریکی خوب را نمیتواند عبور دهد و بدین ترتیب، خازن با استفاده از این عایق، بین دو صفحه تشکیل میشود.
نقش عایق در ساخت خازن
جلوگیری از عبور جریان: عایق در خازن، به عنوان یک لایه عایق الکتریکی عمل میکند و جلوگیری میکند که بار الکتریکی از یک صفحه به صفحه دیگر خرده بشود. این باعث میشود که خازن توانایی ذخیره و نگهداری انرژی الکتریکی را داشته باشد.
یکپارچگی الکتریکی: عایق باعث میشود که هر صفحه از خازن از لحاظ الکتریکی به صورت مستقل عمل کند، بدون تداخل با صفحه مجاور. این امکان را به خازن میدهد تا در مدارهای الکترونیکی با گسستهای کوچکتر، نویز کمتر و عملکرد بهتری داشته باشد.
تعیین ظرفیت خازن: عایق در تعیین ظرفیت خازن نقش مهمی ایفا میکند. ظرفیت خازن بر اساس خاصیت عایق است. عایق با اعمال ولتاژ به خود، بار الکتریکی را نگه میدارد و میزان ظرفیت خازن را تعیین میکند. افزایش ضخامت یا تغییر جنس عایق، خازن با ظرفیت بیشتری را می سازد.
مقاومت الکتریکی بالا: تراکم عایق الکتریکی بین صفحات خازن باعث ایجاد مقاومت الکتریکی بالا میشود. این مقاومت امکان انتقال جریان کمتری را فراهم میکند و خازن را به جزئیات بسیار کوچکتری در مدارات الکترونیکی وابسته میکند.
بنابراین، عایق در خازن عملکردی اساسی دارد و به طور کلی، تأثیر خازن بر خواص الکتریکی و عملکرد آن مستلزم داشتن یک عایق با کیفیت و عملکرد بهینه است.
مراحل ساخت خازن
انتخاب مواد:
در ابتدا، مواد مناسب برای تهیه خازن انتخاب میشوند. بسته به نوع و کاربرد خازن، میتوان از مواد مختلفی مانند پلیپروپیلن، میکا، سرامیک یا فیلم پلیمری استفاده کرد.
تهیه صفحات خازن:
این صفحات میتوانند با استفاده از روشهای مختلفی از جمله آمادهسازی فیلمها، روش رسوبی و برش همراه با دستگاههای خاص تهیه شوند.
کوچکنمودن اندازه صفحات:
پس از تهیه صفحات، آنها به طریق معمول با استفاده از برش و فرآیندهای مکانیکی دیگر به اندازههای کوچکتر تقسیم میشوند. این کار به طور قطعه به قطعه اجرا میشود.
جایگذاری لایههای عایق:
صفحات خازن به همراه لایههای عایق و لایههای میانی، که میتوانند شامل مواد نیمههادی یا مواد رویایی باشند، در هم قرار میگیرند.
پایان دهی و تست: در این مرحله، صفحات حاصل را مرتب میکنند و به نقشه کارایی بستهبندی میشوند. پس از آن، خازن به تستهای کنترل کیفیت میگذرد تا اطمینان حاصل شود که عملکرد آن در حد مطلوب قرار دارد.
بستهبندی نهایی:
خازنها را در مرحله نهایی به بهترین شکل بستهبندی و آماده عرضه به بازار میکنند.