CN109686569A - 一种适用于固态电容器的制备工艺及其使用的化成夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于固态电容器的制备工艺及其使用的化成夹具，涉及铝电解电容器领域，要解决的是毛刺或箔灰造成的电容器容量下降问题。本发明在现有的工艺基础上进行改进，采用结构简单的化成夹具，工艺改造成本低，化成电源负极不再连接在化成槽上，改为连接在芯包阴极引线上，阴极箔作为电解池的阴极，阳极箔作为电解池的阳极，杜绝了阴极箔被化成的可能；当阴极箔与阳极箔之间因微小的毛刺或箔灰短路时，电流增加，引发短路的因素会被电流产生的热量融化或烧毁继续化成，避免化成时毛刺和箔灰对阴极箔的不良影响，使产品特性分布更集中，降低了固态电容不良率，应用前景广阔。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解电容器领域，具体是一种适用于固态电容器的制备工艺。
背景技术
电容器是一种容纳电荷的器件，是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于电路中的隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制等方面。随着电子信息技术的日新月异，数码电子产品的更新换代速度越来越快，以平板电视、笔记本电脑、数码相机等产品为主的消费类电子产品产销量持续增长，带动了电容器产业增长。
卷绕式固态铝电解电容器就是常见的一种电容器，它与传统的液态铝电解电容器最大的差别在于采用了不同的阴极电解质。液态铝电容阴极电解质为电解液，而固态电容的阴极电解质则为固态导电高分子材料。固态导电高分子材料的导电能力相比电解液更高(电导率高2-3个数量级)，热稳定性好，从根本上杜绝了漏液、爆浆的隐患，具有长寿命、耐高温、使用安全、低ESR、高纹波电流的优点。
但是固态导电高分子材料的缺陷之一便是不能修复氧化膜，而固态电容芯包在制作过程中产生的铝箔切口无氧化膜覆盖，且生产过程中的碰撞、振动与刮伤也会使铝箔表面的氧化膜产生缺陷。所以，在制作固态电容时必须将电容器芯包先化成修补氧化膜再浸入固态导电高分子材料，固态铝电解电容器的生产流程如下：(1)裁切：将阳极箔、阴极箔、电解纸裁切成指定宽度；(2)卷绕芯包：将正导针钉铆在阳极铝箔上，负导针钉铆在阴极铝箔上，电解纸夹在阳极箔与阴极箔之间一起卷绕成芯包；(3)制备素子：将芯包焊接在铁条上经化成、干燥、含浸前处理剂、含浸单体、含浸氧化剂、高温聚合后制得素子；(4)组立：通过自动组立机，用橡胶塞、铝壳将制备好的素子密封好；(5)组立好的产品经老化、捺印、加工、包装即可出货。
化成是其中重要的步骤，是将卷绕完成后的电容器芯包浸入电解液中通直流电修复氧化膜的工序，现有的化成方法中金属容器是电解池的阴极，阳极箔为电解池的阳极。在正常情况下，由于有隔离纸的存在，阴极箔与阳极箔之间阻抗大。所以通电时，通过阴极箔的电流很小，阴极箔与化成液之间的电势差小于阴极箔耐压，阴极箔表面氧化膜厚度不会增加。随着通电时间的增加，阳极箔的缺陷处重新覆盖绝缘氧化膜，电流逐渐减小，待电流稳定时化成即完成。但是铝箔在裁切与钉接过程有一定几率产生微小的毛刺或箔灰，这些毛刺或箔灰可能刺穿隔离纸导致阳极箔与阴极箔短路，此时阳极箔与阴极箔共同成为电解池的阳极，共同被化成。因阴极箔的耐压较小(不大于3V)，通过的电流极大，导致电源的输出电压下降，即使这些微小的毛刺或箔灰被电流产生的热量融化或烧毁，但阴极箔因化成生成的氧化膜会永久性地破坏其结构，降低比容，导致电容器容量下降，DF与ESR增大，这就为人们的使用带来了不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于固态电容器的制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种适用于固态电容器的制备工艺，具体步骤如下：
步骤一，裁切：将阳极箔、阴极箔、电解纸裁切成指定宽度；
步骤二，卷绕芯包：将正导针钉铆在阳极铝箔上，负导针钉铆在阴极铝箔上，电解纸夹在阳极箔与阴极箔之间一起卷绕成芯包；
步骤三，制备素子：将芯包焊接在铁条上经化成、干燥、含浸前处理剂、含浸单体、含浸氧化剂、高温聚合后制得素子，化成时芯包与阳极引出线焊接在同一根导电条中，导电金属片与电源正极相连，绝缘层位于导电金属片下方，金属槽内填充有化成电解液，化成夹具与电源负极相连，通电后电流逐渐下降，当电流稳定后化成即完成；
步骤四，组立：通过自动组立机，用橡胶塞、铝壳将制备好的素子密封好；
步骤五，制备成品：组立好的产品经老化、捺印、加工、包装即可出货。
作为本发明进一步的方案：步骤二中采用钉接机将导针钉铆在铝箔上。
作为本发明进一步的方案：步骤三中高温聚合采用分段聚合工艺。
作为本发明进一步的方案：步骤三中导电条采用铁条。
作为本发明进一步的方案：步骤三中化成夹具包括导电板、第一绝缘板、导电金属块和第二绝缘板，导电板与电源负极相连，导电金属块与芯包的负导针相连并且导电金属块凸出在导电板之外，第一绝缘板位于导电条的一侧并且第一绝缘板位于导电条与导电板之间，可以隔离导电条与导电板，第二绝缘板位于导电条的另一侧并且第二绝缘板与导电板铰接。
作为本发明进一步的方案：导电板通过胶粘的方式与第一绝缘板相连，第二绝缘板与导电板通过铰链铰接。
作为本发明进一步的方案：导电板采用铜板。
作为本发明进一步的方案：导电板上设置有用于固定螺丝的螺丝孔，第一绝缘板和第二绝缘板上均设置有用于固定螺栓的螺栓孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明在现有的工艺基础上进行改进，采用结构简单的化成夹具，工艺改造成本低，化成电源负极不再连接在化成槽上，改为连接在芯包阴极引线上，阴极箔作为电解池的阴极，阳极箔作为电解池的阳极，杜绝了阴极箔被化成的可能；当阴极箔与阳极箔之间因微小的毛刺或箔灰短路时，电流增加，引发短路的因素会被电流产生的热量融化或烧毁继续化成，避免化成时毛刺和箔灰对阴极箔的不良影响，提高产品性能与良率，应用前景广阔。
附图说明
图1为适用于固态电容器的制备工艺中化成工序的结构示意图。
图2为适用于固态电容器的制备工艺中化成夹具的局部立体图。
图3为适用于固态电容器的制备工艺中化成夹具的侧视图。
图4为适用于固态电容器的制备工艺中导电板的正视图。
图5为适用于固态电容器的制备工艺中导电板的侧视图。
图6为适用于固态电容器的制备工艺中第一绝缘板的正视图。
图7为适用于固态电容器的制备工艺中第一绝缘板的侧视图。
图8为适用于固态电容器的制备工艺中第二绝缘板的正视图。
图9为适用于固态电容器的制备工艺中第二绝缘板的侧视图。
其中：1-导电条，2-芯包，3-导电金属片，4-绝缘层，5-化成电解液，6-金属槽，7-化成夹具，8-导电板，9-第一绝缘板，10-导电金属块，11-第二绝缘板，12-螺丝孔。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种适用于固态电容器的制备工艺，具体步骤如下：
步骤一，裁切：将阳极箔、阴极箔、电解纸裁切成指定宽度；
步骤二，卷绕芯包：将正导针钉铆在阳极铝箔上，负导针钉铆在阴极铝箔上，电解纸夹在阳极箔与阴极箔之间一起卷绕成芯包2；
步骤三，制备素子：将芯包2焊接在铁条上经化成、干燥、含浸前处理剂、含浸单体、含浸氧化剂、高温分段聚合后制得素子，化成时芯包2与阳极引出线焊接在同一根导电条1中，导电金属片3与电源正极相连，绝缘层4位于导电金属片3下方，金属槽6内填充有化成电解液5，化成夹具7与电源负极相连，化成夹具7包括导电板8、第一绝缘板9、导电金属块10和第二绝缘板11，导电板8与电源负极相连，导电金属块10与芯包2的负导针相连并且导电金属块10凸出在导电板8之外，第一绝缘板9位于导电条1的一侧并且第一绝缘板9位于导电条1与导电板8之间，导电板8通过胶粘的方式与第一绝缘板9相连，可以隔离导电条1与导电板8，第二绝缘板11位于导电条1的另一侧并且第二绝缘板11与导电板8通过铰链铰接，导电板8上设置有用于固定螺丝的螺丝孔12，第一绝缘板9和第二绝缘板11上均设置有用于固定螺栓的螺栓孔，通电后电流逐渐下降，当电流稳定后化成即完成；
步骤四，组立：通过自动组立机，用橡胶塞、铝壳将制备好的素子密封好；
步骤五，制备成品：组立好的产品经老化、捺印、加工、包装即可出货。
选择规格为100μF80V，尺寸为φ10mm×14mm作为产品，制备方法为实施例1的方法，对产品进行性能测试，电性能数据见表1。
表1
| CAP(μF/120Hz) | DF(％) | ESR(mΩ/100kHz) | LC(μA/80V) | |
| 1 | 102.6 | 1.7 | 11.5 | 5.4 |
| 2 | 103.2 | 1.6 | 11.7 | 4.8 |
| 3 | 102.8 | 1.6 | 11.3 | 6.6 |
| 4 | 102.7 | 1.6 | 11.1 | 5.7 |
| 平均值 | 102.8 | 1.6 | 11.4 | 5.6 |
对比例1
选择规格为100μF80V，尺寸为φ10mm×14mm作为产品，制备方法为传统方法，对产品进行性能测试，电性能数据见表2。
表2
从表1和表2中可以看出，实施例1的产品CAP更高，ESR值更低，漏电更低，电容特性相对于传统方法的产品得到明显改善。
本发明中使用化成夹具化成时，阴极箔作为电解池的阴极，阳极箔作为电解池的阳极，杜绝了阴极箔被化成的可能。当阴极箔与阳极箔之间因微小的毛刺或箔灰短路时，电流增加，引发短路的因素会被电流产生的热量融化或烧毁继续化成，避免化成时毛刺和箔灰对阴极箔的不良影响，提高产品性能与良率。
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的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。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种适用于固态电容器的制备工艺，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一，裁切：将阳极箔、阴极箔、电解纸裁切成指定宽度；
步骤二，卷绕芯包：将正导针钉铆在阳极铝箔上，负导针钉铆在阴极铝箔上，电解纸夹在阳极箔与阴极箔之间一起卷绕成芯包；
步骤三，制备素子：将芯包（2）焊接在铁条上经化成、干燥、含浸前处理剂、含浸单体、含浸氧化剂、高温聚合后制得素子，化成时芯包（2）与阳极引出线焊接在同一根导电条（1）中，导电金属片（3）与电源正极相连，绝缘层（4）位于导电金属片（3）下方，金属槽（6）内填充有化成电解液（5），化成夹具（7）与电源负极相连，通电后电流逐渐下降，当电流稳定后化成即完成；
步骤四，组立：通过自动组立机，用橡胶塞、铝壳将制备好的素子密封好；
步骤五，制备成品：组立好的产品经老化、捺印、加工、包装即可出货。
2.根据权利要求1所述的适用于固态电容器的制备工艺，其特征在于，所述步骤二中采用钉接机将导针钉铆在铝箔上。
3.根据权利要求1所述的适用于固态电容器的制备工艺，其特征在于，所述步骤三中高温聚合采用分段聚合工艺。
4.根据权利要求1或3所述的适用于固态电容器的制备工艺，其特征在于，所述步骤三中导电条（1）采用铁条。
5.根据权利要求1所述的适用于固态电容器的制备工艺，其特征在于，所述步骤三中化成夹具（7）包括导电板（8）、第一绝缘板（9）、导电金属块（10）和第二绝缘板（11），导电板（8）与电源负极相连，导电金属块（10）与芯包（2）的负导针相连并且导电金属块（10）凸出在导电板（8）之外，第一绝缘板（9）位于导电条（1）的一侧并且第一绝缘板（9）位于导电条（1）与导电板（8）之间，第二绝缘板（11）位于导电条（1）的另一侧并且第二绝缘板（11）与导电板（8）铰接。
6.根据权利要求5所述的适用于固态电容器的制备工艺，其特征在于，所述导电板（8）通过胶粘的方式与第一绝缘板（9）相连，第二绝缘板（11）与导电板（8）通过铰链铰接。
7.根据权利要求5或6所述的适用于固态电容器的制备工艺，其特征在于，所述导电板（8）采用铜板。
8.根据权利要求5所述的适用于固态电容器的制备工艺，其特征在于，所述导电板（8）上设置有用于固定螺丝的螺丝孔（12），第一绝缘板（9）和第二绝缘板（11）上均设置有用于固定螺栓的螺栓孔。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
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Application publication date: 20190426 |