CN105702468B - 一种小体积、低成本的贴片式铝电解电容 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小体积且低成本的贴片式铝电解电容，其特征在于，采用传统引线式铝电解电容的生产设备进行生产。在贴片式铝电解电容的生产过程中，本发明采用传统的引线式铝电解电容的含浸机进行含浸，确保了含浸效果。同时，本发明在含浸过程中使用了特殊配比的电解液，使得生产出的贴片式铝电解电容不仅能够过回流焊，而且使得生产出的贴片式铝电解电容的体积大大减小，满足使用该贴片式铝电解电容的设备的小型化要求。

Description

一种小体积、低成本的贴片式铝电解电容

技术领域

本发明涉及一种贴片式铝电解电容，属于铝电解电容器技术领域。

背景技术

小型铝电解电容包括引线式电容与贴片式电容。引线式电容有两根笔直的引脚，其优势在于工艺设备均较为成熟，其工作电压范围从4V到450V，甚至到500V、550V和600V，其不足之处在于：只能采用人工插装的安装方式再通过波峰焊或人工焊接完成整机的组装，生产效率低下。贴片式电容则是引线经打扁成型后穿过座板并弯折90°后置于座板的引线槽中而成。其优势在于可以实现全自动化表面贴装安装，应用于高效率大规模的全自动化生产中，但其也有不足之处：1、体积大，产品内部芯包的体积不超过其铝壳内部空间的一半，其目的是为了通过回流焊的高温焊接，此举与整机小型化、紧凑化的趋势完全背道而驰，更是带来成本的上升；2、成本高，①传统的SMD产品的铝壳采用高强度的合金铝，如牌号为3003或3004，②铝壳表面需要有涂膜，③涂膜表面需要用UV油墨印字并通过紫外固化；此三个原因都带来成本上升；3、使用的生产设备适应范围窄，一组设备只能使用1-2个尺寸的产品，想要生产新的尺寸则需要采购新的设备，投入巨大，间接抬升成本；4、目前的SMD产品工作电压范围覆盖4V到100V，之所以不能生产160V到600V的中高压乃至超高压产品，其原因是受到生产设备、生产工艺(主要是含浸难以浸透)以及回流焊高温的制约。在生产时，能耐受高电压的电解液因其粘度大的问题面临含浸难浸透、现有的贴片电容生产设备不能满足生产的问题；在安装焊接时，能耐受高电压的电解液的耐温性能差，无法过回流焊。

随着电子设备需求量的不断提升，以及电子设备越来越趋于小型化，传统引线式电容无法实现自动化安装焊接，越来越难以符合电子设备的发展需求，而贴片式电容确实能解决自动化安装焊接的问题，提高效率，但是其体积大、成本高、规格单一、生产设备投入巨大、电压范围限于低压等一系列问题，导致也不能获得广泛的使用并替代传统引线式产品。

例如对于LED灯而言，LED灯是一种高效的节能设备，市场正在大力推进其发展，发展趋向包括小型化、紧凑化、低成本化、高效生产和规模化。而铝电解电容是LED灯中的重要元器件，其所用电解电容覆盖电压从4V到600V，因而也有高电压、小型化、低成本、能够实现高效和规模化生产的一系列要求。但由于目前的贴片式铝电解电容存在如上所述的种种不足，所以LED灯中的电容均采用的是引线式铝电解电容进行插件生产，阻碍了LED灯的小型化、低成本、规模化高效化的发展趋势，与市场相背离。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：降低贴片式铝电解电容的成本；拓展贴片式铝电解电容的工作电压；减小贴片式铝电解电容的体积；减少SMD产品的生产设备投入。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种小体积且低成本的贴片式铝电解电容，其特征在于，采用传统引线式铝电解电容的生产设备进行生产，至少包括卷绕机、含浸机、组立机、套管机及老化机，生产工艺包括如下步骤：

将卷绕机卷绕完成后的素子经干燥后利用含浸机进行含浸，含浸所使用电解液的质量百分配比为1.5％～3.0％的聚乙烯醇、0.3％～1.0％的对硝基苯酚、4％～8％的甘露醇、5％～10％的癸二酸铵以及余量的乙二醇，含浸好的素子装入表面不涂膜且具有内防爆结构的铝壳中，随后利用组立机进行组立后再清洗，再利用套管机在铝壳外套一层胶管，该胶管的一侧边缘仅覆盖至铝壳的束腰处，所使用胶管放置在180℃下持续至少10分钟后升温到至少260℃并持续至少1分钟，保持不变形、不变色，再经过排板、老化机老化、测试、引线成型及座板安装后成为该新型的贴片式铝电解电容。

优选地，所述铝壳采用铝材牌号为1060、1070或1100。

优选地，将所述铝壳靠近引线的一面定义为顶面，远离引线的一面则定义为底面，所述铝壳底面的厚度为0.30～0.45mm；

所述内防爆结构包括位于铝壳内表面的防爆槽，该防爆槽长度占铝壳底圆半径的1/2～4/5。

在贴片式铝电解电容的生产过程中，本发明采用传统的引线式铝电解电容的含浸机进行含浸，确保了含浸效果。同时，本发明在含浸过程中使用了特殊配比的电解液，使得生产出的贴片式铝电解电容不仅能够过回流焊，而且使得生产出的贴片式铝电解电容的体积大大减小，满足使用该贴片式铝电解电容的设备的小型化要求。更进一步，由于本发明在贴片式铝电解电容的生产过程中采用的都是传统的引线式的生产设备，所以生产成本大大降低，而且现有的引线式铝电解电容的生产厂家无须采购专门的贴片式电容生产设备、布置新产线便能实现贴片式铝电解电容的生产，更容易使得整个铝电解电容行业大规模转型、更快推进铝电解电容贴片化进程，从而实现采用贴片式铝电解电容的电子设备(例如LED灯)的大规模自动化表面贴装生产，使得产业发展与我国国策相符。

附图说明

图1为本发明得到的一种贴片式铝电解电容的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例1

本发明提供的一种小体积且低成本的贴片式铝电解电容采用传统引线式铝电解电容的生产设备和生产工艺进行生产，所使用的生产设备包括卷绕机、含浸机、组立机、套管机、老化机等，其生产工艺包括以下步骤：

将卷绕机卷绕完成后的素子经干燥后利用含浸机进行含浸，含浸好的素子装入外表面不涂膜且具有内防爆结构的铝壳中，再经过组立机组立，随后清洗后，利用套管机在铝壳外套一层耐高温的胶管，再经过排板、老化机老化、测试、引线成型、座板安装后成为贴片式铝电解电容。

在上述生产工艺中：含浸所使用的电解液的质量百分配比为：3.0％的聚乙烯醇、0.3％的对硝基苯酚、8％的甘露醇、10％的癸二酸铵以及余量的乙二醇。本发明中所使用的电解液与同等级的常规电解液相比粘度降低30％左右，沸点提高35℃左右达到220℃以上。电解液中的聚乙烯醇及对硝基苯酚具有提升氧化效率、加快氧化铝介质沉积速度的效果，避免产品老练过程中产生气体，对铝电解电容内部的空间余量需求降低50％。因此，所得到的贴片式铝电解电容的体积可以缩小到原来的60％～70％。

不涂膜且具有内防爆结构的铝壳的材质可以选用牌号为1060、1070或1100等的铝材。结合图1，将铝壳1靠近引线2的一面定义为底面，远离引线2的一面则定义为顶面，则在本发明中，内防爆结构为防爆槽3，防爆槽3位于铝壳2底面内侧。本发明中铝壳1的底面的厚度比普通铝壳厚度增加10％～20％，厚度达到0.30～0.45mm。其中心防爆槽3长度占铝壳1底圆半径的4/5～1/2，从而使得该普通材质的铝壳的防爆压力上升20％。

在本发明中，对胶管的要求的是：此胶管放置在180℃下持续10分钟后升温到260℃持续1分钟，保持不变形、不变色。结合图1，胶管4的一侧边缘仅覆盖至铝壳1的束腰5位置处，另一侧边缘则覆盖至铝壳1的顶面边缘处。

本发明提供的贴片式铝电解电容采用传统引线式铝电解电容的生产设备和生产工艺进行生产，例如普通引线式产品的卷绕机，含浸机、组立机、套管机、老化机等。使用传统的设备才能够确保高电压的产品的含浸效果，这是贴片式电容专用生产设备无法实现的，同时贴片式铝电解电容的工作电压也能够拓展到最高600V。

采用上述工艺得到的贴片式铝电解电容的成本仅为同规格的传统贴片式铝电解电容的60％～70％。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中含浸所使用的电解液的质量百分配比为：1.5％的聚乙烯醇、1.0％的对硝基苯酚、4％的甘露醇、5％的癸二酸铵以及余量的乙二醇。其他与实施例1相同。

Claims (1)

1.一种小体积且低成本的贴片式铝电解电容，其特征在于，采用传统引线式铝电解电容的生产设备进行生产，至少包括卷绕机、含浸机、组立机、套管机及老化机，生产工艺包括如下步骤：

将卷绕机卷绕完成后的素子经干燥后利用含浸机进行含浸，含浸所使用电解液的质量百分配比为1.5%~3.0%的聚乙烯醇、0.3%~1.0%的对硝基苯酚、4%~8%的甘露醇、5%~10%的癸二酸铵以及余量的乙二醇，含浸好的素子装入表面不涂膜且具有内防爆结构的铝壳中，随后利用组立机进行组立后再清洗，再利用套管机在铝壳外套一层胶管，该胶管的一侧边缘仅覆盖至铝壳的束腰处，所使用胶管放置在180℃下持续至少10分钟后升温到至少260℃并持续至少1分钟，保持不变形、不变色，再经过排板、老化机老化、测试、引线成型及座板安装后成为贴片式铝电解电容；

所述铝壳采用铝材牌号为1060、1070或1100；

将所述铝壳靠近引线的一面定义为底面，远离引线的一面则定义为顶面，所述铝壳底面的厚度为0.30～0.45mm；

所述内防爆结构包括位于铝壳内表面的防爆槽，该防爆槽长度占铝壳底圆半径的1/2～4/5。