CN101121159A - 一种电容器芯组的浸渍成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型特种干式电容器的浸渍成型方法，加入隔离丝网，采用浸渍料由下至上浸渍芯组，并将玻璃棒运用到导流环节中，多温区保温让芯组彻底固化。本发明的目的是解决特种电容器及相关的电子设备的浸渍和封装的难题。该浸渍成型工艺通用性强，实施难度小，投资少，质量稳定可靠，可以满足现代各种电子设备小型化、干式(固体)化、工作温区跨度大和环境适应性强的要求。可用于制造飞机高压电源用滤波电容器，发动机点火电容器，深井脉冲声波勘探等高温高压大电流应用的特种电容器，也可用于高性能电子设备的封装领域。
Description
所属技术领域
本发明涉及一种电子设备的浸渍和包封成型方法，尤其涉及一种电容器芯组的浸渍成型方法。
背景技术
特种高压脉冲电容器的浸渍成型工艺，一般都采用金属外壳或塑料外壳封装后，再浸渍油料。目前常用的有两种方法，其中一种为普遍采用的湿式浸渍工艺，一般采取灌注和浸泡方法，设备及操作复杂，耗时耗能多，成本高；另外一种为常规干式浸渍成型工艺，只能达到灌注的目的，排气不彻底，浸渍料对电容器芯组的内部浸润很困难，无法提高产品的性能和可靠性。同时，为了避免高温渗漏，外壳密封工艺复杂，尤其是某些油料与塑料壳和粘结胶长期作用后，易产生老化失效，所以必须使用干式结构的特种高压脉冲电容器的浸渍工艺以保证产品或装置的应用可靠性。
干式结构的电容器或电子产品一般采用环氧树脂浸渍料，液体的粘度大，流动性能差，存在比较明显的表面张力和触变特性；同时悬置芯组的方式也决定了环氧树脂浸渍料进入芯组毛细空间的难易程度，一般的工艺方法均无法保证工艺实施过程中环氧料的性能均匀性和稳定性，芯组难以浸透，容易发生电极之间打火，在脉冲能量作用下芯组内部击穿失效。
发明内容
本发明的目的是解决干式特种电容器及相关电子设备的浸渍和封装的难题，而提供一种工艺通用性强，实施容易，成本低，质量稳定可靠，可以满足现代各种电子设备小型化、干式(固体)化、工作温区跨度大和环境适应性强的要求的电容器的浸渍工艺。该种工艺可用于制造飞机高压电源用滤波电容器，发动机点火电容器，深井脉冲声波勘探等高温、高压及大电流应用的特种电容器，也可用于高性能电子设备的封装领域。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
1)先制备电容器芯组；
2)准备浸渍装置、工装夹具，包括浸渍料、有孔的隔离丝网(8)、限位垫圈、成形压板备用；浸渍装置包括盛料容器(1)和真空容器(6)，盛料容器(1)和真空容器(6)通过导流棒(4)连通，盛料容器(1)上还设有出料阀(9)；导流棒(4)的一端与装有芯组的真空容器(6)底部或内壁相接，另一端与出料阀(9)相接；
3)将芯组引线部分涂敷隔离剂，用来隔离环氧树脂与夹具、芯子、芯子金属引出部分，降低后续工序的操作难度，隔离剂可采用容易清理干净的含硅成分的溶剂或弹性胶；
4)对芯组先进行大气干燥，除去吸附在芯子表面的潮气，再进行真空干燥，排除芯组微隙的潮气；
5)处理浸渍料并将处理好的浸渍料装入盛料容器中，室温下静置8分钟；
6)抽真空，真空度为5-15Pa；
7)对真空容器(6)均匀加热，将隔离丝网(8)放入真空容器(6)的底部，浸渍罐使用隔离丝网(8)隔离后，能够保证进料速度稳定，隔离纤维状污染物，隔离丝网(8)与装有芯组的容器底部和容器(6)内壁有间隔，保证各个位置的进料畅通能够实现浸渍料由下而上地浸润芯子，从而使芯组底部能够均匀进料，避免了进料过多过快而预先将芯组的中部或顶部浸润而封住芯组内部微隙排气通道。插入导流棒(4)和温度计，导流棒(4)的一端与装有芯组的容器(6)底部或内壁相接，另一端与装有定时器的出料阀(9)相接。浸渍料(3)在滑行过程中，由于流体在负压作用下，其饱和蒸气压降低，液体表面张力降低，利于其中的潮气迅速脱离，同时也避免了液体飞溅或大幅度涌动而产生不需要的气泡。隔离丝网为200目以下的小孔金属丝网，也可采用其它材质的耐高温丝网。
8)打开导流棒(4)顶部的出料阀，调节流量，直到浸渍料液面全部淹没芯组，流量值为0.4cm3/s-0.8cm3/s。
9)在成形压板表面涂敷隔离剂，可使用软毛刷，人工进行涂敷隔离剂，涂敷厚度约为0.1mm，然后粘贴胶带，再涂敷隔离剂，在40℃-65℃温度下保持2小时，用压板对芯组进行成形处理；压板与动力装置配套使用，可通过自制工装夹具来配合使用，以达到较高自动化的目的，降低操作难度，使产品的一致性增强，降低人为操作的误差，重复性和再现性得以有效的提高。
10)对芯组进行加压成形固化，放置限位垫圈并将芯组平放于隔板表面，对压板垂直方向施加压力，压板下移1-2mm，保持时间约1分钟，直到压板完全下沉到限位垫圈为止，固化温度分为2-3个温区，保温时间2-8小时。温区为工艺要求的一个或多个温度值，每个温度值就称为一个温区或温度段，在实际的操作中由设备自动完成。
扁形(矩形)芯组成型采用阶梯恒压工艺，阶梯恒温固化。施加适当的外力才能得到规定的尺寸和性能。阶梯恒压是压力逐渐加大，每加大一次后保持一分钟，阶梯恒温是多温区保温让芯组彻底固化，在环氧树脂的玻化温度附近延长保温时间，有助于形成稳定致密的交连结构，这是封装成型后能否具有很好的环境适应性的关键环节。
本发明采用上述的工艺方法，具有显著的优点：
1、工艺通用性强.
2、实施容易.
3、成本低.
4、质量稳定、重复性、再现性高.
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为浸渍装置、图2为浸渍成型工艺流程示意图
图中1是浸渍装置、2是盛料容器、3是浸渍料、4是导流棒、5是隔离层、
6是真空容器、7是芯组、8是隔离丝网、9是出料阀。
具体实施方式
如图1所示，具体实施方式分为如下步骤进行：
1)先制备电容器芯组，
2)准备浸渍装置、工装夹具，包括浸渍料、有孔的隔离丝网(8)、限位垫圈、成形压板备用；浸渍装置包括盛料容器(1)和真空容器(6)，盛料容器(1)和真空容器(6)通过导流棒(4)连通，盛料容器(1)上还设有出料阀(9)；导流棒(4)的一端与装有芯组的真空容器(6)底部或内壁相接，另一端与出料阀(9)相接；
3)将芯组引线部分涂敷隔离剂，用来隔离环氧树脂与夹具、芯子、芯子金属引出部分，降低后续工序的操作难度，隔离剂可采用容易清理干净的含硅成分的溶剂或弹性胶。
4)对芯组先进行大气干燥，除去吸附在芯子表面的潮气，再进行真空干燥，排除芯组微隙的潮气。
5)处理浸渍料并将处理好的浸渍料装入盛料容器中，室温下静置5-10分钟；
6)抽真空，真空度为10Pa；
7)将隔离丝网(8)放入真空容器(6)的底部，使用隔离丝网(8)隔离后，能够保证进料速度稳定，隔离纤维状污染物，隔离丝网(8)与装有芯组的容器底部和容器(6)内壁有间隔，保证各个位置的进料畅通能够实现浸渍料由下而上地浸润芯子，从而使芯组底部能够均匀进料，避免了进料过多过快而预先将芯组的中部或顶部浸润而封住芯组内部微隙排气通道。插入导流棒(4)和温度计，导流棒(4)的一端与装有芯组的容器(6)底部或内壁相接，另一端与装有定时器的出料阀(9)相接。浸渍料(3)在滑行过程中，由于流体在负压作用下，其饱和蒸气压降低，液体表面张力降低，利于其中的潮气迅速脱离，同时也避免了液体飞溅或大幅度涌动而产生不需要的气泡。
8)打开导流棒(4)顶部的出料阀，调节流量，直到浸渍料液面全部淹没芯组，流量值调节为0.4cm3/s-0.8cm3/s。
9)在成形压板表面涂敷隔离剂，可使用软手刷，人工进行涂敷隔离剂，涂敷厚度约为0.1mm，然后粘贴胶带，再涂敷隔离剂，在40℃-65℃温度下保持2小时，用压板对芯组进行成形处理；压板与动力装置配套使用，但其不能实现自动化，可通过自制工装夹具来配合使用，以达到较高自动化的目的，降低工人的操作难度，使产品的一致性增强，降低人为操作的误差，重复性和再现性得以有效的提高。
10)对芯组进行加压成形固化，放置限位垫圈并将芯组平放于隔板表面，对压板垂直方向施加压力，压力逐渐加大，压板下移1-2mm，每加大一次后保持一分钟，直到压板完全下沉到限位垫圈为止，同时压力板四周施压均匀，表面保持温度高于45℃，保证不降低环氧树脂的流动性，利于多余的环氧树脂排出，芯组的外形与内部结构不能产生错位和畸变，最后多温区保温让芯组彻底固化，固化温度分为2个温区。(温区为工艺要求的一个或多个温度值，每个温度值就称为一个温区或温度段)。第1个温区设定温度为(80-105℃)，保温时间(2-4)小时，第2个温区设定温度为(125-140℃)，保温时间为(4-8)小时。
Claims (8)
1.一种电容器芯组的浸渍成型方法，包括以下步骤：
a)制备电容器芯组；
b)准备浸渍装置、工装夹具，包括浸渍料、有孔的隔离丝网(8)、限位垫圈、成形压板备用；浸渍装置包括盛料容器(1)和真空容器(6)，盛料容器(1)和真空容器(6)通过导流棒(4)连通，盛料容器(1)上还设有出料阀(9)；导流棒(4)的一端与装有芯组的真空容器(6)底部或内壁相接，另一端与出料阀(9)相接；
c)将芯组引线部分涂敷隔离剂；
d)对芯组先进行大气干燥，以除去芯组表面的潮气，再进行真空干燥；排除芯组微隙的潮气；
e)处理浸渍料并将处理好的浸渍料装入盛料容器中，室温下静置5-10分钟；
f)抽真空，真空度为5-15Pa；
g)将隔离丝网(8)放入真空容器(6)的底部，插入导流棒(4)和温度计，导流棒(4)的一端与装有芯组的容器(6)底部或内壁相接，另一端与装有定时器的出料阀(9)相接。
h)打开导流棒(4)顶部的出料阀，调节流量，直到浸渍料液面全部淹没芯组；
i)在成形压板表面涂敷隔离剂，然后粘贴胶带，再涂敷隔离剂，在40℃-65℃温度下保持2小时，用压板对芯组进行成形处理；
j)对芯组进行加压成形固化，放置限位垫圈并将芯组平放于隔板表面，对压板垂直方向施加压力，压板下移1-2mm，保持时间0.5-3分钟，直到压板完全下沉到限位垫圈为止，固化温度分为2-3个温区，保温时间2-8小时。
2.根据权利要求1所述一种电容器的浸渍成型工艺，其特征在于：所述导流棒(4)是光滑金属丝棒或玻璃棒。
3.根据权利要求1所述一种电容器的浸渍成型工艺，其特征在于：所述隔离丝网(8)与装有芯组的容器底部和容器(6)内壁悬空。
4.根据权利要求1所述一种电容器的浸渍成型工艺，其特征在于：所述悬置芯组浸渍工艺采用立式搁置芯组(7)，浸渍料沿芯组由下至上完成浸润。
5.根据权利要求1所述一种电容器的浸渍成型工艺，其特征在于：所述加压成形脱料为每加大一次压力后保持一段时间直到扁形(矩形)芯组脱料。
6.根据权利要求1所述一种电容器的浸渍成型工艺，其特征在于流量阀调节的流量值为0.4cm3/s-0.8cm3/s。
7.根据权利要求5所述一种电容器的浸渍成型工艺，其特征在于所述的压力大小值为能够使压板下移1mm-2mm。
8.根据权利要求5所述一种电容器的浸渍成型工艺，其特征在于所述的保持时间为1分钟。
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