電容器包括二個(gè)電極，這二個(gè)電極儲(chǔ)存的電荷大相等，極性相反。電極本身是導(dǎo)體，二個(gè)電極之間的絕緣體稱為介電質(zhì)（Dielectric），電容器的基本模型如圖1所示。電容量C和電極的面積S成正比，和二個(gè)電極之間的距離d成反比，電容量C也和二個(gè)電極間的介電質(zhì)的介電常數(shù)（或稱為電容率）ε成正比，即

　　式1

　　S：電極板表面積，單位m^2；d：兩極板間距，單位m；ε：介電質(zhì)的介電常數(shù)，為介電質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)與真空介電常數(shù)的乘積，即ε=εr*ε0，其中真空介電常數(shù)

　　鋁電解電容器的素子構(gòu)造如圖2a所示，正負(fù)極是使用高純度的鋁箔組成，正負(fù)極之間是以浸漬電解液后的電解紙做為分離層，外部由橡膠塞和鋁殼組成，如圖2b所示，用鋁殼和橡膠密封的目的是為了保護(hù)內(nèi)部的素子和抑制電解液揮發(fā)，保證制品壽命。鋁電解電容上的壓力閥是作用是當(dāng)不正確使用時(shí)，如接入負(fù)電壓或正電壓過大，內(nèi)部壓力會(huì)增大，為了防止電容爆炸，電容器的一部分被做的很薄以具有壓力閥的作用。壓力閥位于電容器的頂部，所以當(dāng)使用有壓力閥的電容器時(shí)，其上方必須需有足夠的空間。

　　電容器直徑

　　電容器上方空間

　　8mm(6.3mm)~16mm

　　≥2mm

　　18mm~35mm

　　≥3mm

　　40mm

　　≥5mm

　　注：內(nèi)部布線和電路不可延伸到電容器的壓力閥部上方。

　　3.1 鋁箔

　　電容量與極板面積成正比，所以為了擴(kuò)大表面積，將陽(yáng)極鋁箔、陰極鋁箔材料置于氯化物水溶液中進(jìn)行電化學(xué)蝕刻，如圖3所示。然后將陽(yáng)極鋁箔在硼酸銨溶液中施加高于額定電壓的電壓后，在鋁箔表面形成電介質(zhì)氧化層（Al2O3），這個(gè)介電質(zhì)層是很薄很致密的氧化膜，其耐電壓常數(shù)約為1.1~1.5nm/V，絕緣電阻大約為10^8~10^9Ω/m，氧化層的厚度和耐壓成正比（加大氧化層的厚度可以提高耐壓值）。

　　說明：陰極鋁箔同陽(yáng)極鋁箔一樣有蝕刻的程序，但是沒有氧化的程序。因此陰極鋁箔表面只有少量的自然氧化形成的Al2O3，能承受的電壓只有0.5V左右。


　　形成氧化膜后的鋁箔在電解液中是具有整流特性的金屬，被稱之為閥金屬。其V-I特性如圖5所示。


　　注：氧化鋁箔V-I的特性以及陰極鋁箔的低耐壓是電解電容具有極性的原因。

　　電容器中常用介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)見下表所示。

　　3.2 電解液

　　電解液是由離子導(dǎo)電的液體，是真正意義上陰極，起著連接陽(yáng)極鋁箔表面電介質(zhì)電層的作用。而陰極鋁箔類似集電極一樣起著連接真正陰極和內(nèi)部電路的作用。電解液是決定電容器特性（溫度特性，頻率特性，使用壽命等）的關(guān)鍵材料。

　　3.3 鋁電解電容器等效回路

　?、?蝕刻（擴(kuò)大表面積）：蝕刻的作用是擴(kuò)大鋁箔的表面積。蝕刻是在氯化物溶液中施加交流或直流電流的電化學(xué)過程。對(duì)于低壓電容，表面積可以通過蝕刻增大100倍，對(duì)高壓則一般為20~25倍，即高壓電容比低壓電容的蝕刻系數(shù)要小，這是由于高壓的氧化膜較厚，部分掩蓋了蝕刻后的微觀起伏，降低了有效表面積的緣故。

　　② 化成Forming（形成電介質(zhì)層）：化成是在陽(yáng)極箔表面形成電介質(zhì)層（Al2O3）的過程。一般將化成過的鋁箔作為陽(yáng)極使用。氧化鋁的厚度與化成電壓有關(guān)（1.1~1.5nm/V）。通常化成電壓與工作電壓有一個(gè)比例系數(shù)，鋁電容的比例系數(shù)較小，為1.2~2(固體鉭電容為3~5)。例如，如果有一個(gè)450V額定電壓的鋁電容，若比例系數(shù)為1.4，則化成電壓為450V*1.4=600V,這樣氧化膜的厚度大概為1.5nm*600=900nm,這個(gè)厚度不到人頭發(fā)直徑的百分之一。

　　③ 裁剪：按照不同產(chǎn)品尺寸要求將鋁箔（陰極箔和陽(yáng)極箔）和電解紙剪切為需要的尺寸。

　?、?卷繞：將陰極箔和陽(yáng)極箔之間插入電解紙，然后卷繞成圓柱形，在卷繞工藝上陰極箔和陽(yáng)極箔上連接端子。

　?、?含浸：將素子浸入電解液中的過程。電解液由不同化學(xué)成分混合而成，根據(jù)不同的電壓和應(yīng)用環(huán)境范圍，其組成成分也不同，水在電解液成分中占據(jù)一個(gè)主要角色，它增加了電解液可導(dǎo)性從而減小了電容的ESR，但同時(shí)降低了沸點(diǎn)影響了在高溫下的性能，降低了貯藏時(shí)間。當(dāng)漏電流流過，水分子分解成氫氣和氧氣，氧氣在漏電流處與陽(yáng)極箔金屬生成新的氧化膜，即自愈。氫氣則能通過電容的橡膠塞逸出。因此為了維持氧化膜的自愈特性，需要有一定比例的水。

　?、?密封：將素子裝入鋁殼中后用封口材料（橡膠，橡膠蓋等）密封的過程。為了釋放產(chǎn)生的氫氣，并不是絕對(duì)的密封，當(dāng)內(nèi)外壓力差值超過某一值時(shí)，氫氣可單向透過橡膠逸出，消除爆破的危險(xiǎn)。總的來說封得太密，會(huì)導(dǎo)致過強(qiáng)的壓力，太松，則會(huì)使電解液揮發(fā)干涸失效。

　?、?老化（再化成）：對(duì)密封后的電容器在高溫下施加一個(gè)大于額定電壓但小于化成電壓的直流電壓的過程。這個(gè)過程能將裁剪和卷繞過程時(shí)電介質(zhì)層的一些受損進(jìn)行修復(fù)。老化是篩選早期失效電容的一個(gè)很好手段，低的初始漏電流是有效老化的一個(gè)標(biāo)志。

　?、?全檢，包裝：老化后，將對(duì)所有產(chǎn)品進(jìn)行電氣特性檢查。并進(jìn)行端子加工，編帶等。最后進(jìn)行包裝。

　?、?出貨檢查：根據(jù)產(chǎn)品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行出貨檢驗(yàn)。

　?、?出貨