CN108899208B - 一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种超低阻抗缩体贴片电解电容器及其制备方法，其制作工艺流程为(a)腐蚀→(b)化成→(c)裁切→(d)预冲孔→(e)铆接→(f)卷绕→(g)浸渍→(h)装配→(i)老化→(j)→测试→(j)装座→(k)包装。本发明采用铝芯厚度50‑70μm的铝箔做阳极箔，采用比容≥600μF/cm2，厚度30‑40μm的铝箔做阴极箔，采用传统马尼拉麻基础上混抄纤维素成分的电解纸。
Description
技术领域
本发明涉及广泛应用于民用的电视机、电脑、手机等通信设备和发动机控制系统、安全气囊灯等高端的车载装置中的电解电容器，具体是一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器。
背景技术
电容器在电路中主要起电源滤波、信号耦合、杂波旁路以及储能等作用，是电器产品中不可或缺的电子元件。铝电解电容器以其性能优良、价格低廉、用途广泛等热点，在近三十年得到很大的发展，占整个电容器产量的40％以上。铝电解电容器的类型有引线式、螺栓式、焊针焊片式及贴片式，广泛应用于民用的电视机、电脑、手机等通信设备和发动机控制系统、安全气囊灯等高端的车载装置中。目前，电子设备的要求不断严格，设备的高密度贴装化程度也不断提高，传统引线式电容因无法实现自动化安装焊接，而越来越难以符合电子设备的发展需求；电容器除了高密度贴装化以外，也正朝着小型化、高性能、大容量、低成本方向发展，因此，片式铝电解电容器的小型化、高容量化合低阻抗化成为了研究的热点。
此外，消费类电子及部分汽车电子在PCB板设计时，考虑封装尺寸要求较小，要求电容缩小体积的同时让保持电性能参数维持原值，原尺寸已经不能满足设计需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器及其制备方法，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器，包括外壳、素子、封口物，外壳套在素子外面，封口物将素子封装在外壳内，素子包括第一引线铝舌、第二引线铝舌、第一阳极箔、第一阴极箔、第二阳极箔、第二阴极箔、电解纸，第一阳极箔、第二阳极箔、第一阴极箔、第二阴极箔宽度相同，电解纸宽度大于第一阳极箔，第一引线铝舌铆接在第一阳极箔上，第二引线铝舌铆接在第一阴极箔上，第一阳极箔、第二阳极箔为铝芯厚度50-70μm的铝箔；第一阴极箔、第二阴极箔的比容≥600μF/cm2，第一阴极箔、第二阴极箔为厚度30-40μm的铝箔。电解纸采用马尼拉麻混抄纤维素制成的电解纸。
一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器的制备方法，其特征在于：使用铝芯厚度50-70μm的铝箔作为阳极箔，使用比容≥600μF/cm2，厚度30-40μm的铝箔作为阴极箔，使用电解石棉纸作为电解纸，制备工艺包括如下步骤：
(a)腐蚀：在氯化物水溶液中利用直流或交流电对阳极箔和阴极箔实施电化学腐蚀；
(b)化成：把阳极箔浸没在硼酸铵的水溶液中对其施加直流电压，直至在阳极箔的表面形成铝氧化膜；
(c)裁切：用切割机器将阳极箔、阴极箔分别切割为4.0mm宽度的电极箔；
(d)预冲孔：用刺铆针在阳极箔上穿出孔洞；
(e)铆接：阳极箔的铆接方法是将引线铝舌的铝舌部位叠放在阳极箔上面，用机器对铝舌进行打孔，打孔后铝舌打孔处的铝延展穿过阳极箔的孔洞，再用硬质合金进行拍打完成铆接；阴极箔的铆接方法是将引线铝舌的铝舌部位叠放在阴极箔上面，用机器同时对铝舌和阴极箔进行打孔，打孔后铝舌打孔处的铝延展穿过阴极箔的孔洞，再用硬质合金进行拍打完成铆接；
(f)卷绕：铆接有引线铝舌的阳极箔、铆接有引线铝舌的阴极箔、阳极箔、阴极箔从上往下按顺序叠放，电极箔之间插入宽度大于电极箔的电解纸，卷曲成圆筒型的素子，再用素子固定件将卷好的素子固定，卷绕用的卷绕机通过修改参数来调节纸的投放速度，参数设定值如下：出卷：圈数1，速度1000；减速：圈数2，速度800；上胶：圈数2，速度1500；贴平：圈数2，速度1500；总卷：圈数根据开片尺寸确定，速度1000。
(g)浸渍：在负压-0.09MP的环境下，将卷绕好的素子电解液中3-10分钟，素子电解液残留量22±1mg/c㎡；
(h)装配：将浸渍好的芯子装入铝外壳，然后用橡胶塞密封；
(i)老化：先在常温25℃下，对装配好的电容器施加规格额定电压值*(1.1-1.18)倍的老化电压老化一次，再在高温65-85℃下，对装配好的电容器施加规格额定电压值*(1.1-1.18)倍的老化电压老化第二次；
(j)测试：用仪器检查电容器的电容量，tgδ，漏电流；
(k)装座：将测试完的成品在装座机上剪切掉多余的引线，打扁，再装上底座，同时装座机对产品印上本产品规格的字样。
(l)包装：将测量好的电容器进行包装。
跟现有技术对比，本发明的有益效果如下：规格为25V220μF的产品，产品壳号尺寸：直径8mm，高度10.5mm，电性能参数是：170毫欧，600毫安纹波@100KHZ，使用本发明可以将此规格的产品升级为壳号尺寸：直径6.3mm，高度7.7mm，电性能参数是：170毫欧，600毫安纹波@100KHZ，缩小体积的同时维持了原有产品的电性能，实现了低阻抗。
附图说明
图1为本发明一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器的制备工艺流程图；
图2为本发明一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器的剖面图；
图3为本发明一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器素子的卷曲结构示意图；
图4为本发明一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器的制备工艺流程中的铆接示意图。
其中附图说明如下：1-外壳、2-素子、3-封口物、4-第一引线铝舌、5-第二引线铝舌、6-第一阳极箔、7-第一阴极箔、8-第二阳极箔、9-第二阴极箔、10-电解纸。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1～4，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器，包括外壳1、素子2、封口物3，外壳1套在素子2外面，封口物3将素子2封装在外壳1内，素子2包括第一引线铝舌4、第二引线铝舌5、第一阳极箔6、第一阴极箔7、第二阳极箔8、第二阴极箔9、电解纸10，第一阳极箔6、第二阳极箔8、第一阴极箔7、第二阴极箔9宽度相同，电解纸10宽度大于第一阳极箔6，第一引线铝舌4铆接在第一阳极箔6上，第二引线铝舌5铆接在第一阴极箔7上，第一阳极箔6、第二阳极箔8为铝芯厚度50μm的铝箔；第一阴极箔7、第二阴极箔9的比容600μF/cm2，第一阴极箔7、第二阴极箔9为厚度30μm的铝箔。电解纸10采用马尼拉麻混抄纤维素制成的电解纸。
一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器的制备方法，其特征在于：使用铝芯厚度50μm的铝箔作为阳极箔，使用比容600μF/cm2，厚度30μm的铝箔作为阴极箔，使用电解石棉纸作为电解纸，制备工艺包括如下步骤：
(a)腐蚀：在氯化物水溶液中利用直流或交流电对阳极箔和阴极箔实施电化学腐蚀；
(b)化成：把阳极箔浸没在硼酸铵的水溶液中对其施加直流电压，直至在阳极箔的表面形成铝氧化膜；
(c)裁切：用切割机器将阳极箔、阴极箔分别切割为4.0mm宽度的电极箔；
(d)预冲孔：用刺铆针在阳极箔上穿出孔洞；
(e)铆接：阳极箔的铆接方法是将引线铝舌的铝舌部位叠放在阳极箔上面，用机器对铝舌进行打孔，打孔后铝舌打孔处的铝延展穿过阳极箔的孔洞，再用硬质合金进行拍打完成铆接；阴极箔的铆接方法是将引线铝舌的铝舌部位叠放在阴极箔上面，用机器同时对铝舌和阴极箔进行打孔，打孔后铝舌打孔处的铝延展穿过阴极箔的孔洞，再用硬质合金进行拍打完成铆接；
(f)卷绕：铆接有引线铝舌的阳极箔、铆接有引线铝舌的阴极箔、阳极箔、阴极箔从上往下按顺序叠放，电极箔之间插入宽度大于电极箔的电解纸，卷曲成圆筒型的素子，再用素子固定件将卷好的素子固定，卷绕用的卷绕机通过修改参数来调节纸的投放速度，参数设定值如下：出卷：圈数1，速度1000；减速：圈数2，速度800；上胶：圈数2，速度1500；贴平：圈数2，速度1500；总卷：圈数根据开片尺寸确定，速度1000。
(g)浸渍：在负压-0.09MP的环境下，将卷绕好的素子电解液中3分钟，素子电解液残留量22±1mg/c㎡；
(h)装配：将浸渍好的芯子装入铝外壳，然后用橡胶塞密封；
(i)老化：先在常温25℃下，对装配好的电容器施加规格额定电压值*(1.1-1.18)倍的老化电压老化一次，再在高温65℃下，对装配好的电容器施加规格额定电压值*(1.1-1.18)倍的老化电压老化第二次；
(j)测试：用仪器检查电容器的电容量，tgδ，漏电流；
(k)装座：将测试完的成品在装座机上剪切掉多余的引线，打扁，再装上底座，同时装座机对产品印上本产品规格的字样。
(l)包装：将测量好的电容器进行包装。
实施例二：
一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器，包括外壳1、素子2、封口物3，外壳1套在素子2外面，封口物3将素子2封装在外壳1内，素子2包括第一引线铝舌4、第二引线铝舌5、第一阳极箔6、第一阴极箔7、第二阳极箔8、第二阴极箔9、电解纸10，第一阳极箔6、第二阳极箔8、第一阴极箔7、第二阴极箔9宽度相同，电解纸10宽度大于第一阳极箔6，第一引线铝舌4铆接在第一阳极箔6上，第二引线铝舌5铆接在第一阴极箔7上，第一阳极箔6、第二阳极箔8为铝芯厚度60μm的铝箔；第一阴极箔7、第二阴极箔9的比容700μF/cm2，第一阴极箔7、第二阴极箔9为厚度35μm的铝箔。电解纸10采用马尼拉麻混抄纤维素制成的电解纸。
一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器的制备方法，其特征在于：使用铝芯厚度60μm的铝箔作为阳极箔，使用比容700μF/cm2，厚度35μm的铝箔作为阴极箔，使用电解石棉纸作为电解纸，制备工艺包括如下步骤：
(a)腐蚀：在氯化物水溶液中利用直流或交流电对阳极箔和阴极箔实施电化学腐蚀；
(b)化成：把阳极箔浸没在硼酸铵的水溶液中对其施加直流电压，直至在阳极箔的表面形成铝氧化膜；
(c)裁切：用切割机器将阳极箔、阴极箔分别切割为4.0mm宽度的电极箔；
(d)预冲孔：用刺铆针在阳极箔上穿出孔洞；
(e)铆接：阳极箔的铆接方法是将引线铝舌的铝舌部位叠放在阳极箔上面，用机器对铝舌进行打孔，打孔后铝舌打孔处的铝延展穿过阳极箔的孔洞，再用硬质合金进行拍打完成铆接；阴极箔的铆接方法是将引线铝舌的铝舌部位叠放在阴极箔上面，用机器同时对铝舌和阴极箔进行打孔，打孔后铝舌打孔处的铝延展穿过阴极箔的孔洞，再用硬质合金进行拍打完成铆接；
(f)卷绕：铆接有引线铝舌的阳极箔、铆接有引线铝舌的阴极箔、阳极箔、阴极箔从上往下按顺序叠放，电极箔之间插入宽度大于电极箔的电解纸，卷曲成圆筒型的素子，再用素子固定件将卷好的素子固定，卷绕用的卷绕机通过修改参数来调节纸的投放速度，参数设定值如下：出卷：圈数1，速度1000；减速：圈数2，速度800；上胶：圈数2，速度1500；贴平：圈数2，速度1500；总卷：圈数根据开片尺寸确定，速度1000。
(g)浸渍：在负压-0.09MP的环境下，将卷绕好的素子电解液中5分钟，素子电解液残留量22±1mg/c㎡；
(h)装配：将浸渍好的芯子装入铝外壳，然后用橡胶塞密封；
(i)老化：先在常温25℃下，对装配好的电容器施加规格额定电压值*(1.1-1.18)倍的老化电压老化一次，再在高温70℃下，对装配好的电容器施加规格额定电压值*(1.1-1.18)倍的老化电压老化第二次；
(j)测试：用仪器检查电容器的电容量，tgδ，漏电流；
(k)装座：将测试完的成品在装座机上剪切掉多余的引线，打扁，再装上底座，同时装座机对产品印上本产品规格的字样。
(l)包装：将测量好的电容器进行包装。
实施例三：
一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器，包括外壳1、素子2、封口物3，外壳1套在素子2外面，封口物3将素子2封装在外壳1内，素子2包括第一引线铝舌4、第二引线铝舌5、第一阳极箔6、第一阴极箔7、第二阳极箔8、第二阴极箔9、电解纸10，第一阳极箔6、第二阳极箔8、第一阴极箔7、第二阴极箔9宽度相同，电解纸10宽度大于第一阳极箔6，第一引线铝舌4铆接在第一阳极箔6上，第二引线铝舌5铆接在第一阴极箔7上，第一阳极箔6、第二阳极箔8为铝芯厚度70μm的铝箔；第一阴极箔7、第二阴极箔9的比容800μF/cm2，第一阴极箔7、第二阴极箔9为厚度40μm的铝箔。电解纸10采用马尼拉麻混抄纤维素制成的电解纸。
一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器的制备方法，其特征在于：使用铝芯厚度70μm的铝箔作为阳极箔，使用比容800μF/cm2，厚度40μm的铝箔作为阴极箔，使用电解石棉纸作为电解纸，制备工艺包括如下步骤：
(a)腐蚀：在氯化物水溶液中利用直流或交流电对阳极箔和阴极箔实施电化学腐蚀；
(b)化成：把阳极箔浸没在硼酸铵的水溶液中对其施加直流电压，直至在阳极箔的表面形成铝氧化膜；
(c)裁切：用切割机器将阳极箔、阴极箔分别切割为4.0mm宽度的电极箔；
(d)预冲孔：用刺铆针在阳极箔上穿出孔洞；
(e)铆接：阳极箔的铆接方法是将引线铝舌的铝舌部位叠放在阳极箔上面，用机器对铝舌进行打孔，打孔后铝舌打孔处的铝延展穿过阳极箔的孔洞，再用硬质合金进行拍打完成铆接；阴极箔的铆接方法是将引线铝舌的铝舌部位叠放在阴极箔上面，用机器同时对铝舌和阴极箔进行打孔，打孔后铝舌打孔处的铝延展穿过阴极箔的孔洞，再用硬质合金进行拍打完成铆接；
(f)卷绕：铆接有引线铝舌的阳极箔、铆接有引线铝舌的阴极箔、阳极箔、阴极箔从上往下按顺序叠放，电极箔之间插入宽度大于电极箔的电解纸，卷曲成圆筒型的素子，再用素子固定件将卷好的素子固定，卷绕用的卷绕机通过修改参数来调节纸的投放速度，参数设定值如下：出卷：圈数1，速度1000；减速：圈数2，速度800；上胶：圈数2，速度1500；贴平：圈数2，速度1500；总卷：圈数根据开片尺寸确定，速度1000。
(g)浸渍：在负压-0.09MP的环境下，将卷绕好的素子电解液中10分钟，素子电解液残留量22±1mg/c㎡；
(h)装配：将浸渍好的芯子装入铝外壳，然后用橡胶塞密封；
(i)老化：先在常温25℃下，对装配好的电容器施加规格额定电压值*(1.1-1.18)倍的老化电压老化一次，再在高温85℃下，对装配好的电容器施加规格额定电压值*(1.1-1.18)倍的老化电压老化第二次；
(j)测试：用仪器检查电容器的电容量，tgδ，漏电流；
(k)装座：将测试完的成品在装座机上剪切掉多余的引线，打扁，再装上底座，同时装座机对产品印上本产品规格的字样。
(l)包装：将测量好的电容器进行包装。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (2)
1.一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器的制备方法，其特征在于：使用铝芯厚度50-70μm的铝箔作为阳极箔，使用比容≥600μF/cm2，厚度30-40μm的铝箔作为阴极箔，使用电解石棉纸作为电解纸，制备工艺包括如下步骤：
(a)腐蚀：在氯化物水溶液中利用直流或交流电对阳极箔和阴极箔实施电化学腐蚀；
(b)化成：把阳极箔浸没在硼酸铵的水溶液中对其施加直流电压，直至在阳极箔的表面形成铝氧化膜；
(c)裁切：用切割机器将阳极箔、阴极箔分别切割为4.0mm宽度的电极箔；
(d)预冲孔：用刺铆针在阳极箔上穿出孔洞；
(e)铆接：阳极箔的铆接方法是将引线铝舌的铝舌部位叠放在阳极箔上面，用机器对铝舌进行打孔，打孔后铝舌打孔处的铝延展穿过阳极箔的孔洞，再用硬质合金进行拍打完成铆接；阴极箔的铆接方法是将引线铝舌的铝舌部位叠放在阴极箔上面，用机器同时对铝舌和阴极箔进行打孔，打孔后铝舌打孔处的铝延展穿过阴极箔的孔洞，再用硬质合金进行拍打完成铆接；
(f)卷绕：铆接有引线铝舌的阳极箔、铆接有引线铝舌的阴极箔、阳极箔、阴极箔从上往下按顺序叠放，电极箔之间插入宽度大于电极箔的电解纸，卷曲成圆筒型的素子，再用素子固定件将卷好的素子固定，卷绕用的卷绕机通过修改参数来调节纸的投放速度，参数设定值如下：出卷：圈数1，速度1000；减速：圈数2，速度800；上胶：圈数2，速度1500；贴平：圈数2，速度1500；总卷：圈数根据开片尺寸确定，速度1000；
所述缩体贴片电解电容器包括外壳(1)、素子(2)、封口物(3)，所述外壳(1)套在所述素子(2)外面，所述封口物(3)将素子(2)封装在外壳(1)内，所述素子(2)包括第一引线铝舌(4)、第二引线铝舌(5)、第一阳极箔(6)、第一阴极箔(7)、第二阳极箔(8)、第二阴极箔(9)、电解纸(10)，所述第一阳极箔(6)、第二阳极箔(8)、第一阴极箔(7)、第二阴极箔(9)宽度相同，所述电解纸(10)宽度大于第一阳极箔(6)，所述第一引线铝舌(4)铆接在第一阳极箔(6)上，所述第二引线铝舌(5)铆接在第一阴极箔(7)上，所述第一阳极箔(6)、第二阳极箔(8)为铝芯厚度50-70μm的铝箔；所述第一阴极箔(7)、第二阴极箔(9)的比容≥600μF/cm2，第一阴极箔(7)、第二阴极箔(9)为厚度30-40μm的铝箔；
(g)浸渍：在负压-0.09MPa的环境下，将卷绕好的素子电解液中3-10分钟，素子电解液残留量22±1mg/cm2；
(h)装配：将浸渍好的芯子装入铝外壳，然后用橡胶塞密封；
(i)老化：先在常温25℃下，对装配好的电容器施加规格额定电压值*(1.1-1.18)倍的老化电压老化一次，再在高温65-85℃下，对装配好的电容器施加规格额定电压值*(1.1-1.18)倍的老化电压老化第二次；
(j)测试：用仪器检查电容器的电容量，tgδ，漏电流；
(k)装座：将测试完的成品在装座机上剪切掉多余的引线，打扁，再装上底座，同时装座机对产品印上本产品规格的字样；
(l)包装：将测量好的电容器进行包装。
2.根据权利要求1所述的一种超低阻抗的缩体贴片电解电容器的制备方法，其特征在于：所述电解纸(10)采用马尼拉麻混抄纤维素制成的电解纸。
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