CN109545560A - 固体电解电容器的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种固体电解电容器的制备方法，包括：采用隔离胶将阀金属箔片划分为阳极区和阴极区；在所述阴极区形成阴极，成为基本芯子；根据设计的叠层数，逐层叠加所述基本芯子至引线框上，成为固定在所述引线框上的电容器芯包；将所述电容器芯包用绝缘树脂进行封装，封装完成后对绝缘树脂进行固化，形成电容器组件；对固定在所述引线框上的电容器组件进行冲切，形成单电容器；对所述单电容器进行老炼。所述制备方法改善老炼效果，减小漏电流，提升产品可靠性。

Description

固体电解电容器的制备方法
技术领域
本发明涉及电容器制作领域，尤其涉及一种固体电解电容器的制备方法。
背景技术
电解电容器是指在铝、钽、铌、钛等阀金属的表面形成电介质层，例如采用阳极氧化法生成氧化物薄层作为电介质层，以电解质作为阴极，而构成的电容器，按照电解质状态分为液体电解电容器和固体电解电容器。目前电子产品发展趋于小型化，传统液体电解电容器体积偏大，无法满足大规模、高集成IC市场需求。
固体电解电容器中，以导电聚合物作阴极的贴片型固体电解电容器，与液体电解电容器相比，具有体积更小、性能更好、宽温、长寿命、高可靠性和高环保等诸多优点。
目前贴片型固体电解电容器的制备工艺主要是在阀金属箔片表面形成导电聚合物固体电解质层，之后在固体电解质层外表面形成导电连接层，由引线端子分别引出阳极和阴极，然后进行封装和老化。
但是，现有固体电解电容器的制备过程中，多种工序造成产品受到机械应力、热应力的冲击，导致漏电流增大。但现有的老化工艺对电介质层修复效果不佳，导致产品漏电合格率低、产品可靠性较差，在经过表面贴装后部分产品甚至会出现短路失效的情况。
发明内容
本发明要解决的问题是提供一种固体电解电容器的制备方法，以提升电介质层的修复效果，降低产品漏电流，提升产品可靠性。
为解决上述问题，本发明提供了一种固体电解电容器的制备方法，包括：采用隔离胶将阀金属箔片划分为阳极区和阴极区；在所述阴极区形成阴极，成为基本芯子；根据设计的叠层数，逐层叠加所述基本芯子至引线框上，成为固定在所述引线框上的电容器芯包；将所述电容器芯包用绝缘树脂进行封装，封装完成后对绝缘树脂进行固化，形成电容器组件；对固定在所述引线框上的电容器组件进行冲切，形成单电容器；对所述单电容器进行散件老炼。
可选的，在进行引脚成型之后，再进行所述散件老炼。
可选的，在形成所述电容器组件之后，且在形成所述单电容器之前，对所述电容器组件进行回流热处理。
可选的，在所述回流热处理后，且在形成所述单电容器之前，对位于所述引线框上的所述电容器组件进行组件老炼。
可选的，对所述组件老炼后的所述电容器组件进行半成品测试。
可选的，对所述散件老炼后的所述单电容器进行成品测试。
可选的，在所述散件老炼过程中，采用散件老炼治具进行老炼，所述散件老炼治具包括用于在同一层容纳多个所述单电容器的盛放治具,所述盛放治具包括上盖板和下盖板；将所述单电容器放入所述盛放治具的所述下盖板之后，所述上盖板和所述下盖板之间采用螺丝锁合。
可选的，所述散件老炼治具还包括底座和位于底座上的两根导杆；所述盛放治具包括位于左右两端的通孔，将多个所述盛放治具通过所述通孔套在所述导杆上，以使多个所述盛放治具堆叠起来，再一起进行所述散件老炼。
可选的，所述盛放治具的底面和顶面均具有PCB板，多个所述盛放治具堆叠后，通过所述PCB板电连接上下相邻的两个所述盛放治具；上下两个所述盛放治具之间采用硅胶条粘接在一起。
可选的，所述底座具有扣板，所述扣板的外端连接弹簧，所述扣板采用塞打螺丝固定在所述底座上。
在所述组件老炼进行之前，将所述电容器组件的阳极与所述引线框切断开，所述电容器组件的阳极电连接至外加电源的正极，所述引线框与所述电容器组件的阴极保护连接并电连接至所述外加电源的负极。
进一步，本发明不仅对单电容器进行散件老炼，而且对引线框上的电容器组件也进行组件老炼。两次老炼的配合，协同促进电介质层修复，降低产品漏电流，提升产品可靠性。
进一步，在老炼之前，进行回流热处理，协同促进降低产品漏电流、提升产品可靠性。
附图说明
图1为散件老炼治具示意图；
图2为图1所示散件老炼治具的剖面示意图；
图3为图1所示散件老炼治具的底座剖面示意图；
图4为图2中虚线框所包围区域的放大结构示意图。
具体实施方式
为了易于进一步理解本发明，下面将结合实施例对本发明做进一步的阐述：
本发明实施例提供一种固体电解电容器的制备方法，包括：采用隔离胶将阀金属箔片划分为阳极区和阴极区；在所述阴极区形成阴极，成为基本芯子；根据设计的叠层数，逐层叠加所述基本芯子至引线框上，成为固定在所述引线框上的电容器芯包；将所述电容器芯包用绝缘树脂进行封装，封装完成后对绝缘树脂进行固化，形成电容器组件；对所述电容器组件进行回流热处理；在所述回流热处理后，对所述引线框上的所述电容器组件进行组件老炼；在所述组件老炼之后，对固定在所述引线框上的电容器组件进行冲切，冲去多余封装树脂废料、切开阳极和阴极引脚，形成单电容器；对所述单电容器进行散件老炼。
本实施例中，所述阀金属可以为铝、钽、铌或钛等金属，本实施例的所述制备方法采用的阀金属箔片具体可以为铝箔片。
将阀金属箔片划分为阳极区和阴极区的过程可以包括：将多个阀金属箔片的下表面边缘固定至工艺条上表面边缘，阀金属箔片的主体部分外伸在所述工艺条的同一侧外部；在阀金属箔片上形成隔离胶，隔离胶横断阀金属箔片的上表面、下表面、左侧面和右侧面，从而将阀金属箔片划分为阳极区和阴极区。
在所述阴极区形成阴极，成为基本芯子的过程可以包括：对所述阴极区进行预处理；在所述预处理后，对所述阴极区进行电介质层修补处理；在修补处理之后，可以进行前处理，前处理溶液可以由偶联剂、表面活性剂和溶剂组成；之后，在所述阴极区表面形成导电聚合物层；然后，进行再次修补处理；此后，采用电化学聚合工艺在导电聚合物层上再次形成另一导电聚合物层；最后，在所述另一导电聚合物层上形成导电连接层。具体的，可以在上述另一导电聚合物层上面形成导电石墨层，并将其固化；导电石墨层固化后，可以再在导电石墨层上面形成导电银层并固化，得到基本芯子。
在一种情况下，组件老炼过程中，采用的温度可以为50～100℃，处理时间可以为50分钟～5小时。
在另一种情况下，组件老炼可以分为室温老炼和高温老炼，具体为：先在室温下升压到1～1.35倍赋能电压，其升压速度为0.1～3V/分钟，升压到0.5～0.7倍赋能电压后室温老炼10～100分钟，然后再高温老炼60～600分钟，高温老炼温度可以为40～130℃。
在进行引脚成型工艺之后，再进行所述散件老炼。散件老炼的参数条件与组件老炼的可以相同。例如，可以分为室温老炼和高温老炼，具体为：先在室温下升压到1～1.45倍赋能电压，其升压速度为0.1～3V/分钟，升压到0.5～0.7倍赋能电压后室温老炼10～100分钟，然后再高温老炼60～600分钟，高温老炼温度可以为40～130℃。
本实施例可以采用引脚成型设备进行电容器的引脚成型。具体可以在上述冲切步骤之后，把引脚折弯到电容器底部。
对于较高工作电压的产品，引脚成型时的外部机械力冲击产生的内部应力未完全释放，会引起产品漏电流偏大甚至产品失效。本发明所述制备工艺是在引脚成型后进行散件老炼，使引脚成型时的外部机械力冲击产生的内部应力得到释放，从而起到降低产品漏电流的效果。
请参考图1，在所述散件老炼过程中，采用散件老炼治具进行老炼。
图1为散件老炼治具的立体示意图，所述散件老炼治具包括用于在同一层容纳多个所述单电容器(未标注)的盛放治具130，盛放治具130包括上盖板132和下盖板133(请结合参考图4)。所述散件老炼治具还包括底座120，并且所述散件老炼治具还包括位于底座120上的两根导杆110。
图2为图1所示散件老炼治具的剖面(纵向剖面)示意图，即图2为图1中所述散件老炼治具沿AA点划线纵向剖切后得到的剖面图。本实施例将所述单电容器放入所述盛放治具130的所述下盖板133(请结合参考图4)之后，所述上盖板132和所述下盖板133之间采用螺丝131锁合，如图4所示，图4显示了图2中虚线框P所包围区域的放大结构示意图。
本实施例提供的如图1所示的散件老炼治具中，多个散件老炼治具可以一同放入到后续的老炼板总装夹具中，一起进行老炼，从而提高工艺效率。
本实施例中，所述盛放治具130包括位于左右两端的通孔(未示出，但可以由导杆110穿过盛放治具130得知)，将多个所述盛放治具130通过所述通孔套在所述导杆110上，以使多个所述盛放治具130堆叠起来，再一起进行所述散件老炼。
由于导杆110和底座120的设计，以及盛放治具130左右两端的通孔设计，在一个散件老炼治具中可以同时对较多电容器进行老炼。例如一个盛放治具130可以盛放30个单电容器，而一个散件老炼治具可以堆叠30个盛放治具130时，就能够同时对900个单电容器进行老炼。再者，如上文所述，可以多个散件老炼治具同时进行老炼，因此工艺效率较高。
请继续参考图4，所述盛放治具130的底面和顶面均具有PCB板136，多个所述盛放治具130堆叠后，通过所述PCB板136电连接上下相邻的两个所述盛放治具130。PCB板136的设计是为了不同层之间的单电容器都能够进行通电，以便老炼。
请继续参考图4，本实施例中，上下两个所述盛放治具130之间采用硅胶条135粘接在一起，硅胶条135用于防止两个盛放治具130发生相对位移，影响PCB板136的电连接作用。
请参考图3，显示了底座120的横剖面结构，即图3为图1所示散件老炼治具沿BB点划线横向剖切后得到的剖面图。由图3看到，所述底座120具有扣板121，所述扣板121的外端(扣板121的外端朝向的是底座的中间)连接弹簧122，所述扣板121采用塞打螺丝123固定在所述底座120上。扣板121、弹簧122和塞打螺丝123配合，使得底座120能够方便地进行对导杆110(图4中，扣板121的孤形开口固定的正是导杆110，在图4中未标注)的固定和拆卸。
本实施例中，对所述组件老炼后的所述电容器组件进行半成品测试，第一次测试能够筛选出不符合质量要求的电容器。
本实施例中，对所述散件老炼后的所述单电容器进行成品测试，第二次测试能够再次筛选出不符合质量要求的电容器。
本实施例所提供的固体电解电容器的制备方法中，不仅对引线框上的电容器组件进行组件老炼，而且对单电容器进行散件老炼，两次老炼的配合，协同促进电介质层修复，并释放引脚成型时的外部机械力冲击产生的内部应力，降低产品漏电流，提升产品可靠性。
本实施例提供的制备方法中，在组件老炼之前，经过回流热处理，协同提升组件老炼和散件老炼的效果，降低产品漏电流、改善产品可靠性。
同时，本实施例对所述组件老炼后的所述电容器组件进行半成品测试，以及对所述散件老炼后的所述单电容器进行成品测试，与回流热处理和老炼工艺配合，从而提升产品可靠性。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种固体电解电容器的制备方法，其特征在于，包括：
采用隔离胶将阀金属箔片划分为阳极区和阴极区；
在所述阴极区形成阴极，成为基本芯子；
根据设计的叠层数，逐层叠加所述基本芯子至引线框上，成为固定在所述引线框上的电容器芯包；
将所述电容器芯包用绝缘树脂进行封装，封装完成后对绝缘树脂进行固化，形成电容器组件；
对固定在所述引线框上的电容器组件进行冲切，形成单电容器；
对所述单电容器进行老炼，即散件老炼。
2.如权利要求1所述的固体电解电容器的制备方法，其特征在于，在进行引脚成型之后，再进行所述散件老炼。
3.如权利要求1或2所述的固体电解电容器的制备方法，其特征在于，在形成所述电容器组件之后，且在形成所述单电容器之前，对所述电容器组件进行回流热处理。
4.如权利要求3所述的固体电解电容器的制备方法，其特征在于，在所述回流热处理后，且在形成所述单电容器之前，对所述引线框上的所述电容器组件进行老炼，即组件老炼。
5.如权利要求4所述的固体电解电容器的制备方法，其特征在于，对所述组件老炼后的所述电容器组件进行半成品测试。
6.如权利要求1所述的固体电解电容器的制备方法，其特征在于，对所述散件老炼后的所述单电容器进行成品测试。
7.如权利要求1所述的固体电解电容器的制备方法，其特征在于，在所述散件老炼过程中，采用散件老炼治具进行老炼，所述散件老炼治具包括用于在同一层容纳多个所述单电容器的盛放治具，所述盛放治具包括上盖板和下盖板；将所述单电容器放入所述盛放治具的所述下盖板之后，所述上盖板和所述下盖板之间采用螺丝锁合。
8.如权利要求7所述的固体电解电容器的制备方法，其特征在于，所述散件老炼治具还包括底座和位于底座上的两根导杆；所述盛放治具包括位于左右两端的通孔，将多个所述盛放治具通过所述通孔套在所述导杆上，以使多个所述盛放治具堆叠起来，再一起进行所述散件老炼。
9.如权利要求8所述的固体电解电容器的制备方法，其特征在于，所述盛放治具的底面和顶面均具有PCB板，多个所述盛放治具堆叠后，通过所述PCB板电连接上下相邻的两个所述盛放治具；上下两个所述盛放治具之间采用硅胶条粘接在一起。
10.如权利要求9所述的固体电解电容器的制备方法，其特征在于，所述底座具有扣板，所述扣板的外端连接弹簧，所述扣板采用塞打螺丝固定在所述底座上。
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