ในสัปดาห์นี้ เราจะมาเรียนรู้เกี่ยวกับเทคนิคการพันขดลวดตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเคลือบโลหะ บทความนี้จะแนะนำกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับอุปกรณ์พันขดลวดตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม และให้คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับเทคโนโลยีหลักที่เกี่ยวข้อง เช่น เทคโนโลยีควบคุมแรงดึง เทคโนโลยีควบคุมการพันขดลวด เทคโนโลยีการกำจัดโลหะ และเทคโนโลยีการปิดผนึกด้วยความร้อน

ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม ตัวเก็บประจุถูกใช้เป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์พื้นฐานในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ เช่น เครื่องใช้ในครัวเรือน จอภาพ เครื่องใช้ไฟฟ้าให้แสงสว่าง ผลิตภัณฑ์สื่อสาร แหล่งจ่ายไฟ เครื่องมือวัด มิเตอร์ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ตัวเก็บประจุที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ตัวเก็บประจุแบบกระดาษ ตัวเก็บประจุเซรามิก ตัวเก็บประจุอิเล็กโทรไลต์ เป็นต้น ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มกำลังค่อยๆ ครองส่วนแบ่งตลาดมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยม เช่น ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา ความจุคงที่ ความต้านทานฉนวนสูง การตอบสนองความถี่กว้าง และการสูญเสียไดอิเล็กตริกต่ำ

ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มแบ่งออกได้คร่าวๆ เป็นสองประเภท คือ แบบลามิเนตและแบบพันขดลวด ตามวิธีการแปรรูปแกนที่แตกต่างกัน กระบวนการพันขดลวดตัวเก็บประจุแบบฟิล์มที่นำเสนอในที่นี้ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการพันตัวเก็บประจุแบบทั่วไป กล่าวคือ ตัวเก็บประจุที่มีแกนทำจากแผ่นโลหะ ฟิล์มเคลือบโลหะ ฟิล์มพลาสติก และวัสดุอื่นๆ (ตัวเก็บประจุอเนกประสงค์ ตัวเก็บประจุแรงดันสูง ตัวเก็บประจุเพื่อความปลอดภัย ฯลฯ) ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในวงจรจับเวลา วงจรการสั่น และวงจรกรอง วงจรความถี่สูง พัลส์สูง และกระแสสูง วงจรกลับสายของจอภาพและโทรทัศน์สี วงจรลดสัญญาณรบกวนข้ามสายของแหล่งจ่ายไฟ วงจรป้องกันการรบกวน ฯลฯ

ต่อไป เราจะอธิบายกระบวนการพันขดลวดโดยละเอียด เทคนิคการพันขดลวดตัวเก็บประจุคือการพันฟิล์มโลหะ ฟอยล์โลหะ และฟิล์มพลาสติกบนแกน โดยกำหนดจำนวนรอบการพันที่แตกต่างกันตามความจุของแกนตัวเก็บประจุ เมื่อจำนวนรอบการพันถึงจำนวนที่ต้องการแล้ว วัสดุจะถูกตัดออก และสุดท้ายจะทำการปิดผนึกรอยต่อเพื่อเสร็จสิ้นการพันแกนตัวเก็บประจุ แผนภาพโครงสร้างของวัสดุแสดงในรูปที่ 1 แผนภาพกระบวนการพันขดลวดแสดงในรูปที่ 2

มีหลายปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการเก็บประจุระหว่างกระบวนการพันขดลวด เช่น ความเรียบของถาดแขวนวัสดุ ความเรียบของพื้นผิวลูกกลิ้งส่งผ่าน ความตึงของวัสดุที่ใช้พันขดลวด ผลกระทบจากการกำจัดโลหะของวัสดุฟิล์ม ผลการปิดผนึกบริเวณรอยต่อ วิธีการเรียงซ้อนของวัสดุที่ใช้พันขดลวด เป็นต้น ปัจจัยเหล่านี้ล้วนส่งผลกระทบอย่างมากต่อการทดสอบประสิทธิภาพของแกนตัวเก็บประจุขั้นสุดท้าย

วิธีทั่วไปในการปิดผนึกปลายด้านนอกของแกนตัวเก็บประจุคือการปิดผนึกด้วยความร้อนโดยใช้หัวแร้ง โดยการให้ความร้อนแก่ปลายหัวแร้ง (อุณหภูมิขึ้นอยู่กับกระบวนการผลิตของผลิตภัณฑ์แต่ละชนิด) ในกรณีที่แกนหมุนด้วยความเร็วต่ำ ปลายหัวแร้งจะสัมผัสกับฟิล์มปิดผนึกด้านนอกของแกนตัวเก็บประจุและปิดผนึกด้วยการปั๊มร้อน คุณภาพของการปิดผนึกส่งผลโดยตรงต่อลักษณะของแกน

โดยทั่วไปแล้ว ฟิล์มพลาสติกที่ปลายด้านปิดผนึกมักได้มาด้วยสองวิธี วิธีแรกคือการเพิ่มชั้นฟิล์มพลาสติกเข้าไปในขดลวด ซึ่งจะเพิ่มความหนาของชั้นฉนวนของตัวเก็บประจุและยังเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนตัวเก็บประจุด้วย อีกวิธีหนึ่งคือการลอกฟิล์มโลหะที่ปลายขดลวดออกเพื่อให้ได้ฟิล์มพลาสติกที่ปราศจากโลหะ ซึ่งจะช่วยลดเส้นผ่านศูนย์กลางของแกนตัวเก็บประจุได้โดยที่ความจุของแกนตัวเก็บประจุยังคงเท่าเดิม