CN109841430B - 一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置及封端工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电容器制造工艺，更具体地说，它涉及一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置及封端工艺，旨在解决特殊非标尺寸电容器的封端问题，其技术方案要点是：一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，包括浸渍机构、封端导板、封端载板，其中封端导板上开设有多个收纳电容器的收纳通槽，电容器部分插入收纳通槽内，封端载板抵接于电容器的插入收纳通槽内的封端端面；电容器插入端的封端端面与收纳通槽的槽口平齐，电容器另一端的封端端面暴露于收纳通槽外。本发明通过封端导板与封端载板的配合，使得多个电容器能够被整齐的收纳于收纳通槽内，并且通过封端载板连接于浸渍机构中进行统一封端。

Description

一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置及封端工艺

技术领域

本发明涉及电容器制造工艺，更具体地说，它涉及一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置。

背景技术

随着现代技术的发展，用户对片式多层瓷介电容器运用范围提出了更高的要求，不仅要求承受更高的电压，还要求有更大的容值。按常规尺寸大小进行设计，根本达不到所需电容值，也无法承受所需的高电压要求。

因此，为了满足客户的需求，必须将尺寸放大，这类放大的电容器一般称之为特殊类非标尺寸电容器。这类特殊电容器的电容器设计，有以往的设计经验可以借鉴，一般比较容易解决，但随之而来的难题是制造，在制造时，需要依次经过配料、流延、印刷、层压、切割、素坯倒角、排胶、烧结、烧结后倒角、封端、端烧、电镀、检测、包装这些步骤，其中，主要难点在于电容器两封端端面的封端。

如果采用纯手工封端制造，如使用夹子夹取电容器并放入浆料中，对电容器的封端端面做浸渍处理，不仅效率低，批量小，而且由于依靠工作人员的手工操作，在生产上也会产生多种缺陷，造成如图1所示的带宽不均匀12、在带宽上产生多余带14、带宽上产生窄带15、在带宽上产生锯齿状带13等等问题。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，通过封端导板与封端载板的配合，使得多个电容器能够被整齐的收纳于收纳通槽内，并且通过封端载板连接于浸渍机构中进行统一封端。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，包括收纳电容器的封端导板、连接封端导板与浸渍机构的封端载板，其中封端导板上开设有多个收纳电容器的收纳通槽，电容器部分插入收纳通槽内，封端载板抵接于电容器的插入收纳通槽内的封端端面；电容器插入端的封端端面与收纳通槽的槽口平齐，电容器另一端的封端端面暴露于收纳通槽外。

电容器是储存大量能量的元器件，如果端面金属的封端密封未做好，造成的影响有：

1）周围的潮湿气体就会通过端面电极渗透进去，从而使电容器本体的绝缘电阻下降；

2）端面电极与内部电极接触不良，当遇到碰撞、振动时会出现工作不稳定，时断时通的情况；

同时，如果电容器的平整度不够，出现过多的带宽或多余带，那么就会在焊接安装过程中增加热应力和机械应力，从而增加因热冲击或过分弯曲而失效的概率；

特别是在连接器的插装、拆拨过程中，容易使印制板承受过分的弯曲而使电容器本体产生裂纹，这些裂纹是很微小的，一般在低倍放大镜下观察不到，但在通电情况下会产生漏电通道，使电容器难以正常工作；

这些影响都会使电容器本体的温度急剧上升，当其热量在短时间内上升至足够高，并超过电容器所能承受的能力时，就产生了电容器烧毁甚至爆炸；

这样不仅破坏了电容器，而且还会损坏周围的其它元件，甚至引发火灾，因此，封端的平整度十分重要；

在本发明进行封端工序时，首先将封端载板、封端导板连接在一起，并将封端载板背离封端导板的一侧放在桌子上，随后将电容器穿入收纳通槽内，直至电容器抵接于封端载板，此时各个电容器进入收纳通槽的距离相同，因而使得未进入收纳通槽的部分，即暴露部分保持整齐；

随后通过封端载板与浸渍机构的配合，将封端导板连接于浸渍机构，对电容器的暴露部分进行浸渍处理，由于电容器暴露部分保持整齐，所以只需驱动封端载板整体运动，就能使电容同时浸入浆料中，从而保持浸渍的整齐、平整。

本发明进一步设置为：所述封端导板与电容器通过粘胶带连接；所述粘胶带粘连于电容器插入收纳通槽的一端；封端导板抵接于粘胶带。

粘胶带一部分连接于电容器插入端的封端端面，另一部分连接于封端导板，从而实现电容器与封端导板的连接，通过粘胶带的设计，不仅使电容器的插拔更加方便，而且也通过粘胶带自身的韧性，起到对电容器的限位作用，使得电容器的露出端基本平齐。

本发明进一步设置为：所述收纳通槽的深度不小于电容器长度的二分之一。

收纳通槽的深度即为电容器的插入长度，为了保证电容器与收纳通槽连接的稳定性，收纳通槽需要有一定深度，因此设置收纳通槽的深度不小于电容器长度的二分之一，同时，需要注意的是，收纳通槽的深度不宜过深，以免电容器的暴露长度不足。

本发明进一步设置为：所述封端载板平行于收纳通槽贯穿方向的两侧设有滑槽；所述浸渍机构包括机架、连接于机架且向上开口的浆料槽、驱动浆料槽竖直升降的驱动组件、位于浆料槽开口的正上方且与滑槽配合的滑轨，其中滑轨于浆料槽的两侧各设有一条，且沿水平方向延伸。

要浸渍的浆料装载于浆料槽内，封端载板通过滑槽与滑轨的配合水平的滑入浆料槽的正上方，随后通过驱动组件驱动浆料槽上升，直至电容器暴露于收纳通槽外的封端端面浸入浆料槽，实现对浆料的沾取。

本发明进一步设置为：所述滑轨通过升降组件连接于机架，所述升降组件包括螺纹连接于机架正上方的升降杆、同轴套设于升降杆外的滑块，其中滑轨开设于滑块下部。

为了方便的调整不同电容器的浸渍深度，滑块整体需要能够通过升降组件进行升降处理，从而使得不同大小型号的电容器均能顺利的完成浸渍。

本发明进一步设置为：所述封端导板与封端载板通过螺丝连接，所述螺丝至少设有五个，其中四个螺丝分别连接于封端载板的四角处，一个螺丝连接于封端载板的中央位置。

通过螺丝的设计，实现封端导板与封端载板的连接，使封端导板与封端载板不易脱离。

本发明进一步设置为：所述收纳通槽呈圆形设置。

在电容器相对较小时，将收纳通槽设置成圆形，可以使电容器更方便的插入收纳通槽。

本发明进一步设置为：所述收纳通槽呈腰型设置。

封端导板、封端载板的大小需要与浸渍机构配合，因此往往为固定大小，电容器大致为长方体，在电容器相对较大时，将收纳通槽设置呈腰型设计，从而尽可能多的收纳电容器。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

其一，通过封端导板与封端载板的配合，使得多个电容器能够批量处理，大大提高生产效果，以宽0.22英寸，长0.25英寸的尺寸为例，按每天8小时工作计算，纯手工封端的产量为300只/天，而本发明的产量为3000只/天，本发明的生产效率较纯手工封端提高10倍；

其二，通过封端载板与浸渍机构的配合，解决了电容器带宽尺寸无法控制的问题，避免了封端过程中出现多余带、锯齿状带及窄带的缺陷，从根本上解决了背景技术存在的封端缺陷。

附图说明

图1为背景技术中，浸渍有缺陷的电容器的结构示意图；

图2为本实施例的结构示意图；

图3为封端导板、封端载板、滑块部分的结构示意图；

图4为实施例二的结构示意图。

图中：1、电容器；11、封端端面；12、带宽不均匀；13、锯齿状带；14、多余带；15、窄带；2、封端导板；21、收纳通槽；3、封端载板；31、滑槽；4、浸渍机构；41、机架；42、浆料槽；43、滑轨；44、升降组件；45、升降杆；46、滑块；47、托板；5、螺丝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例一：一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置及封端工艺，如图2、图3所示，包括装有浆料的浸渍机构4、开设有圆形收纳通槽21的封端导板2、连接封端导板2与浸渍机构4的封端载板3、连接电容器1与封端导板2的粘胶带、连接封端载板3与封端导板2的五个螺丝5。其中四个螺丝5分别位于封端载板3的四角处，另一个螺丝5位于封端载板3的最中央位置。

在进行封端工序时，首先将封端载板3、封端导板2通过五个螺丝5连接在一起，并将封端载板3背离封端导板2的一侧放在桌子上，随后将电容器1穿入收纳通槽21内，直至电容器1抵接于封端载板3，此时各个电容器1进入收纳通槽21的距离相同，因而使得未进入收纳通槽21的部分，即暴露部分保持整齐；

随后通过封端载板3与浸渍机构4的配合，将封端导板2连接于浸渍机构4，对电容器1的暴露部分进行浸渍处理，由于电容器1暴露部分保持整齐，所以只需驱动封端载板3整体在运动时不偏斜，就能使电容器1同时浸入浆料中，从而保持浸渍的整齐、平整。

浸渍机构4包括支撑于地面的机架41、连接于机架41且向上开口的浆料槽42、驱动浆料槽42竖直升降的驱动组件（图中未示出）、位于浆料槽42开口的正上方且与滑槽31配合的滑轨43，其中浆料槽42与滑轨43均保持水平设置，驱动组件使用驱动电缸。封端载板3平行于收纳通槽21贯穿方向的两侧设有与滑轨43配合的滑槽31，浆料槽42的两侧各设有一条滑轨43，从而通过滑槽31与滑轨43的配合，使得封端载板3能够沿水平方向滑入到浆料槽42的正上方。随后启动驱动电缸，使浆料槽42竖直升起，从而将电容器1的暴露部分浸入到浆料槽42内。

电容器1虽然都为非标的较大型号，但不同电容器1的大小仍有差别，因此在机架41上设有升降组件44，滑轨43通过升降组件44连接于机架41，从而对滑轨43的高度进行精确的微调。升降组件44包括螺纹连接于机架41正上方的升降杆45、同轴套设于升降杆45外的滑块46、同轴固定于升降杆45且位于滑块46下方托起滑块46的托板47，在使用时，升降杆45通过螺纹进行精确的升降，从而带动滑块46一同升降，实现对滑轨43高度的调节。

为了保证插入电容器1的稳定性，同时保证电容器1的暴露端能够接触浆料，收纳通槽21的深度不小于电容器1长度的二分之一，且不大于电容器1总长度减2mm，以提高连接的安全性、可靠性。

同时，收纳通槽21之间的间距即为电容器1之间的最小间距，为了方便的插拔电容器1，收纳通槽21与收纳通槽21的间距不小于3mm。

制作工艺：第一个封端端面11的封端：

按第1.1条至第1.5条顺序执行，

1.1 在封端导板2的一面粘上粘胶带；

1.2 将电容器1一端的端面装进封端导板2的孔中，利用粘胶带的粘性将电容器1的端面固定，直至电容器1装载完毕；

1.3 将粘有粘胶带的面与封端载板3的面贴在一起，让螺丝5孔基本重合，用5颗不锈钢螺丝5将封端导板2与封端载板3固定在一起；

1.4 将封端载板3沿滑轨43滑入滑块46，并通过驱动电缸进行浸渍；

1.5 浸渍完成后，放入烘箱对带有浆料的封端端面11进行烘干处理。

第二个封端端面11的封端：按第2.1条至第2.4条顺序执行，

2.1 拧开5个不锈钢螺丝5，在已封端、烘干完成的电容器1第一个端面上用粘胶带粘附；

2.2 将封端导板2翻转180度，使电容器1的第二个端面朝上，撕掉电容器1第二个端面的粘胶带，并沿电容器1将封端导板2下滑，直至电容器1的第二个端面漏出；

2.3 后续操作按第1.3条至第1.5条顺序进行；

2.4 第二个封端端面11封端完成后撕掉粘胶带进行卸片，完成封端。

实施例二：一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，如图3、图4所示，与实施例一的不同点在于：收纳通槽21呈腰型设置。封端导板2、封端载板3的大小需要与浆料槽42的大小配合，因此往往为固定大小。电容器1大致为长方体，在电容器1相对较小时，将收纳通槽21设置成圆形，可以使电容器1更方便的插入收纳通槽21。而在电容器1相对较大时，将收纳通槽21设置成腰型，从而降低单个收纳通槽21的大小，尽可能多的收纳电容器1。

实施例三：一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，如图2、图3所示，与实施例一的不同点在于：由于封端载板3、封端导板2、粘胶带均需要与电容器1一同经过热烘干处理，因此对封端载板3的材质需要提出额外的要求：

1、采用高强度铝合金材料，在150℃的温度下烘60分钟，待冷却后不变形；

2、平面的平整度要求不大于25um。

封端导板2的材质要求：

1、采用高强度环氧树脂板材料，在150℃温度下烘60分钟，待冷却后不变形；

2、平面的平整度要求不大于25um。

粘胶带的材质要求：

1、粘胶带具有单面粘性；

2、在150℃温度下烘60分钟不会出现粘性下降；

3、在150℃温度下烘60分钟后，具有粘附面的粘附物质不会粘附在电容器1的端面。

实施例四：一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，如图2、图3所示，与实施例一的不同点在于：为了测量电容器1内部内部电极、外部端电极和陶瓷基体之间可承受相应的拉力，验证制作后内部电极、外部端电极和陶瓷基体为统一整体，进行了相应的试验。

试验条件：拉力≥25N，时间5s～10s。试验后端面无松动或脱落。

实施例五：一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，如图2、图3所示，与实施例一的不同点在于：为了测量电容器1是否能够长时间承受的湿热环境，进行了相应的实验。

试验条件：40℃±2℃、湿度90%～95%、时间21d，试验后满足：

（1）外观：无可见损伤；

（2）电容量变化：X7R特性±10%，NP0特性±2%；

（3）损耗角正切值≤初始要求值的2倍；

（4）绝缘电阻Ri·CR≥25MΩ·μF。

实施例六：一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，如图2、图3所示，与实施例一的不同点在于：为了测量电容器1能够承受的振动环境，进行了相应的实验。

试验条件及试验方法：

将电容器1安装在印制板上，振动频率10Hz～2000Hz、交越频率以下位移幅值为1.0mm、交越频率以上加速度为15g、在三个垂直的方向上各扫描20分钟，试验后无可见损伤；

实施例七：一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，如图2、图3所示，与实施例一的不同点在于：为了测量电容器1能够承受的碰撞环境，进行了相应的实验。

试验条件：频率为（40～80）次/分钟，加速度达40g，脉冲持续时间为6ms，在互相垂直的三个方向上各碰撞1000次，试验后：

（1）无可见损伤；

（2）电容量变化：X7R特性±10%，NP0特性±0.5%。

实施例八：一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，如图2、图3所示，与实施例一的不同点在于：为了测量电容器1是否能够承受260℃±5℃、10s±1s的高温焊接进行试验。

试验后满足：

（1）外观：无可见损伤；

（2）电容量变化：X7R特性±10%，NP0特性±0.5%；

（3）损耗角正切值不大于初始要求值；

（4）绝缘电阻不小于初始要求值。

实施例九：一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，如图2、图3所示，与实施例一的不同点在于：为了测量电容器1能适宜的相应弯曲试验，即封端端面11浆料镀层的结合强度，进行了试验。

试验方法及试验条件：将电容器1安装在印制板上，以1mm/s的速率向下弯曲1mm，试验后满足：

（1）外观：无可见损伤；

（2）电容量变化：X7R特性±10%，NP0特性±5%。

针对弯曲试验，还进行了更加严酷的试验，加严的试验条件以1mm/s的速率向下弯曲2mm，试验后性能仍能符合要求。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，其特征在于：包括装有浆料的浸渍机构（4）、收纳电容器（1）的封端导板（2）、连接封端导板（2）与浸渍机构（4）的封端载板（3），其中封端导板（2）上开设有多个收纳电容器（1）的收纳通槽（21），电容器（1）部分插入收纳通槽（21）内，封端载板（3）抵接于电容器（1）的插入收纳通槽（21）内的封端端面（11）；电容器（1）插入端的封端端面（11）与收纳通槽（21）的槽口平齐，电容器（1）另一端的封端端面（11）暴露于收纳通槽（21）外；所述封端载板（3）平行于收纳通槽（21）贯穿方向的两侧设有滑槽（31）；所述浸渍机构（4）包括机架（41）、连接于机架（41）且向上开口的浆料槽（42）、驱动浆料槽（42）竖直升降的驱动组件、位于浆料槽（42）开口的正上方且与滑槽（31）配合的滑轨（43），其中滑轨（43）于浆料槽（42）的两侧各设有一条，且沿水平方向延伸。

2.根据权利要求1所述的一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，其特征在于：所述封端导板（2）与电容器（1）通过粘胶带连接；所述粘胶带粘连于电容器（1）插入收纳通槽（21）的一端；封端导板（2）抵接于粘胶带。

3.根据权利要求1所述的一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，其特征在于：所述收纳通槽（21）的深度不小于电容器（1）长度的二分之一。

4.根据权利要求1所述的一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，其特征在于：所述滑轨（43）通过升降组件（44）连接于机架（41），所述升降组件（44）包括螺纹连接于机架（41）正上方的升降杆（45）、同轴套设于升降杆（45）外的滑块（46），其中滑轨（43）开设于滑块（46）下部。

5.根据权利要求1所述的一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，其特征在于：所述封端导板（2）与封端载板（3）通过螺丝（5）连接，所述螺丝（5）至少设有五个，其中四个螺丝（5）分别连接于封端载板（3）的四角处，一个螺丝（5）连接于封端载板（3）的中央位置。

6.根据权利要求1所述的一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，其特征在于：所述收纳通槽（21）呈圆形设置。

7.根据权利要求1所述的一种用于大尺寸多层瓷介电容器的封端装置，其特征在于：所述收纳通槽（21）呈腰型设置。

8.一种使用如上述权利要求7所述封端装置的用于大尺寸多层瓷介电容器的封端工艺，其特征在于，包括如下步骤：第一个封端端面（11）的封端：

1.1 在封端导板（2）的一面粘上粘胶带；

1.2 将电容器（1）一端的端面装进封端导板（2）的孔中，利用粘胶带的粘性将电容器（1）的端面固定，直至电容器（1）装载完毕；

1.3 将粘有粘胶带的面与封端载板（3）的面贴在一起，让螺丝（5）孔基本重合，用5颗不锈钢螺丝（5）将封端导板（2）与封端载板（3）固定在一起；

1.4 将封端载板（3）沿滑轨（43）滑入滑块（46），并通过驱动电缸进行浸渍；

1.5 浸渍完成后，放入烘箱对带有浆料的封端端面（11）进行烘干处理；

第二个封端端面（11）的封端：

2.1 拧开5个不锈钢螺丝（5），在已封端、烘干完成的电容器（1）第一个端面上用粘胶带粘附；

2.2 将封端导板（2）翻转180度，使电容器（1）的第二个端面朝上，撕掉电容器（1）第二个端面的粘胶带，并沿电容器（1）将封端导板（2）下滑，直至电容器（1）的第二个端面漏出；

2.3 后续操作按第1.3条至第1.5条顺序进行；

2.4 第二个封端端面封端完成后撕掉粘胶带进行卸片，完成封端。

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