CN110021482A - 一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳及其加工模具和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳及其加工模具和方法，所述铝壳为柱状，铝壳除底部边缘以外的中间部凹陷0.03‑0.05mm，所制备得到的铝壳，达到不需要开发新的原材料，无需增加现有铝材的厚度，防止电容器底部鼓底，同时满足铝壳防爆液压要求的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及电容器领域，具体涉及一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳与加工方法。
背景技术
电容器底部鼓底是电容器失效的主要原因，电容器铝壳底部鼓底主要有2个原因，原因之一是电容器老化后铝壳底部鼓底，电容器老化，主要是因为电容器会处于高压、高容量、高温的条件下，在这种条件下，电容器内部的电解液被气化，产生的气会使铝壳底部鼓起来，引起内部素子的变形及短路导致电容器功能丧失；原因之二是电容器的高温回流焊后铝壳底部鼓起，柱形电容器在焊入PCB基板时通过高温的回流焊固定在PCB基板中，回流焊温度在常温下逐渐升高，从最高的270℃上停留3～4秒，在这过程中电容器内部的电解液或水分被气化，产生的气体会使铝壳的底部鼓起来，即鼓底，回流焊后铝壳底部鼓起来，会导致SMD不良，为了把电容器装入PCB，真空吸附喷嘴接触电容器的底部，如果接触的电容器底部不平，电容器的凸面会无法吸附到PCB的固定位置并在移动的过程中会发生掉落或位置颠倒，因此，回流焊后铝壳底部鼓起来，会导致SMD不良。
为了改善铝壳底部鼓底的传统技术，通常是通过使用抗拉强度更高的铝材，使用3004材料替代1100材料，以改善底面鼓底尺寸，但是材料更改会导致材料成本上升，由于抗拉强度的增加，会导致铝壳的防爆液压超标的不良现象，即使变更材料，内部的电解液和水分状态也会导致铝壳底部鼓底、尺寸超标的不良现象。
为改善底部鼓底的尺寸，另一个做法是增加铝壳的厚度，铝壳从初始的0.315mm→0.415mm，但是随着厚度的增加，材料费上升，铝壳的防爆液压超过标准，虽然厚度可以改善鼓底，但是同样会因为电容内部的电解液和水分管理状态发生底部鼓底尺寸超标。
普通铝壳设计为平底铝壳，普通铝壳的加工方式为通过支架、加工针的底面与半成品接触，加工出铝壳的凹面，加工出底面为平面且带有防爆槽的铝壳。采用现有的工艺得到的铝壳经过回流焊后，会发生鼓底尺寸超标或防爆液压超标的问题，普通铝壳采用现有的加工工艺之后所得电容器，根据检测，底部为平底的铝壳，加工出的鼓底尺寸＞0.3mm，不符合标准要求，标准要求：回流焊前后底部鼓底尺寸标准＝L’-L≤0.3mm。
因此，一种新型铝壳以及加工方法是迫切需要的。
发明内容
为解决铝壳鼓底且符合防爆要求，本发明提供一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳，达到不需要开发新的原材料，无需增加现有铝材的厚度，防止电容器底部鼓底，同时满足铝壳防爆液压要求的技术效果。
为达到上述目的，通过如下技术方案予以实现：
一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳，铝壳为柱状，铝壳的底部包括底部边缘和中间部，中间部为向内凹陷的凹槽，中间部向内凹陷0.03-0.05mm。
当电容器内部的气体使铝壳底部鼓起来时，通过向内凹陷的中间部对气体对底面的受力进行缓冲，进而防止铝壳的底部鼓起来，形成鼓底；中间部形成缓冲区，能有效的防止回流焊后铝壳底部鼓起来，导致SMD不良。
并且，中间部向内凹陷的高度为0.03-0.05mm。在这个高度范围，能有效的对内部气体的运动进行缓冲，使电容器底部平整，防止电容器产生凸面产生无法吸附到PCB的固定位置并在移动的过程中发生掉落或位置颠倒的情况。
现有的十字型或其他形状的防爆凹槽在使用的过程中，会发生爆裂；而本结构的凹槽不会爆裂，主要用于对内部气流的运动进行缓冲，防止铝壳的底部鼓起来，形成鼓底。
优选的，一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳，所述底部边缘的下端为向靠近铝壳轴线弯曲的弯曲端。现有的铝壳底部的回流是从中间向两边斜向下流动，电容器内部产生的气体也在该方向上进行膨胀，进而会导致铝壳底部鼓底。底部边缘的下端为弯曲端，这样的结构在气体运动时，气体能流动的范围更广，并且底部边缘向内弯曲，还可以对中间部在气体运动导致其突出时进行遮挡，进一步的保证底部平整，提高使用效率。
优选的，一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳，所述铝壳底部的中间部上还设置有防爆凹槽。设置防爆凹槽，进一步的提高使用效率，提高防爆的性能。
进一步的，一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳的加工模具，其特征在于，加工模具包括支架和加工针，支架的上端与半成品相接触的面的中部设置有凸面，凸面的高度为0.4-0.6mm，凸面的边缘与支架的边缘之间的距离为0.1～0.3mm。
一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳的加工方法，将支架上的凸面、加工针的底面与半成品接触，通过支架的凸面加工出铝壳底部凹陷的中间部。其特征在于，所述半成品是底面为平面的柱状铝壳。
有益效果：
本发明所述的铝壳，进行底部凹陷的设计，可以选择多种铝材、多种厚度，因此适应性更高；在制作成电容器后，放入电容器内部的素子和电解液中含有的水分而引起的电容器底部鼓底尺寸在本结构下不超过使用标准，并且也不会影响使用效率；基于本发明的结构，不需要开发新的原材料，无需增加现有铝材料的厚度，因此也不会增加材料费，在防止电容器底部鼓底的同时还能满足铝壳的防爆液压要求，因此也不会发生铝壳液压超标的不良现象。本发明的铝壳由于边部的折叠部分防止气体流向底部，防止鼓底；底部边缘的折叠的部分不会与电容的末端发生干扰，从而不影响液压和电容尺寸。
附图说明
图1：传统铝壳焊接到PCB基板前后状态示意图；
图2：本发明的铝壳侧面示意图；
图3：本发明的铝壳加工模具的结构图；
图4：本发明的铝壳结构示意图；
图5：本发明的铝壳底面结构示意图；
图中：1、铝壳，2、中间部，3、加工针，4、半成品，5、支架，21、铝壳底部边缘，22、防爆凹槽。
具体实施方式
实施例1
如图1～5所示的，一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳，铝壳1为柱状，铝壳1的底部包括底部边缘21和中间部2，中间部2为向内凹陷的凹槽，中间部2向内凹陷0.05mm。
所述铝壳材质为3004材料，所述铝壳底部的中间部2设置防爆凹槽22，所述防爆凹槽22为十字形，所述防爆凹槽的深度为铝壳厚度的20％。
本实施例所述铝壳的加工方法如下所述：通过支架5的凸面、加工针3的底面与半成品接触，加工出铝壳底部凹陷中间部2、铝壳底部边缘21，所述支架的边缘磨下去的宽度为0.3mm，使支架中部凸出，形成支架凸面，支架凸出高度为0.5mm，所述半成品是底面为平面的柱状铝壳，铝壳厚度0.315mm。底部边缘21的下端为向靠近铝壳1轴线弯曲的弯曲端。
实施例2
一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳，铝壳1为柱状，铝壳1的底部包括底部边缘21和中间部2，中间部2为向内凹陷的凹槽，中间部2向内凹陷0.03mm，所述铝壳材质为3004材料，所述铝壳底部的中间部2设置防爆凹槽22，所述防爆凹槽22为十字形，所述防爆凹槽的深度为铝壳厚度的50％。
如上所述铝壳的加工方法如下所述：通过支架5的凸面、加工针3的底面与半成品接触，加工出铝壳底部凹陷中间部2、铝壳底部边缘21，所述支架的边缘磨下去的宽度为0.2mm，使支架中部凸出，形成支架凸面，支架凸出高度为0.3mm，所述半成品是底面为平面的柱状铝壳，铝壳厚度0.315mm。
实施例3
一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳，铝壳1为柱状，铝壳1的底部包括底部边缘21和中间部2，中间部2为向内凹陷的凹槽，中间部2向内凹陷0.04mm，所述铝壳材质为3004材料，所述铝壳底部的中间部2设置防爆凹槽22，所述防爆凹槽22为十字形，所述防爆凹槽的深度为铝壳厚度的80％。
加工模具包括支架5和加工针3，支架5的上端与半成品4相接触的面的中部设置有凸面，凸面的高度为0.4mm，凸面的边缘与支架5的边缘之间的距离为0.1mm。
将支架5上的凸面、加工针3的底面与半成品4接触，通过支架5的凸面加工出铝壳1底部凹陷的中间部2。所述半成品是底面为平面的柱状铝壳。铝壳厚度0.315mm。
对比例1
一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳，所述铝壳为柱状，铝壳底部除边缘以外的中间部凹陷0.02mm，所述铝壳材质为3004材料，所述铝壳为圆柱状，所述铝壳底部的中间部设置防爆凹槽，所述防爆凹槽为十字形，所述防爆凹槽的深度为铝壳厚度的50％，铝壳厚度0.315mm。
对比例2
一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳，所述铝壳为柱状，铝壳底部除边缘以外的中间部凹陷0.08mm，所述铝壳材质为3004材料，所述铝壳为圆柱状，所述铝壳底部的中间部设置防爆凹槽，所述防爆凹槽为十字形，所述防爆凹槽的深度为铝壳厚度的50％，铝壳厚度0.315mm。
对比例2所述铝壳的加工方法如下所述：加工模具包括支架5和加工针3，支架5的上端与半成品4相接触的面的中部设置有凸面，凸面的高度为0.8mm，凸面的边缘与支架5的边缘之间的距离为0.1mm。
将支架5上的凸面、加工针3的底面与半成品4接触，通过支架5的凸面加工出铝壳1底部凹陷的中间部2。所述半成品是底面为平面的柱状铝壳。铝壳厚度0.315mm。
试验数据：
使用凹底铝壳制作电容器后，进行回流焊之后验证了如下技术效果，试验结果如表1所示。
本发明样品1：铝壳凹底尺寸加工至0.05mm，通过回流焊后制造电容器，判断回流焊后鼓底尺寸是否满足鼓底尺寸标准≤0.3mm，检测结果见表1。
对比样品1：铝壳采用传统的技术制造铝壳，即为对比例1所述铝壳，铝壳凹底尺寸为0.02mm，即底面为平面的铝壳，通过回流焊后制造电容器，判断回流焊后鼓底尺寸是否满足鼓底尺寸标准≤0.3mm，检测结果见表1。
对比样品2：即对比例2所述的样品，铝壳凹底尺寸为0.08mm，通过回流焊后制造电容器，判断回流焊后鼓底尺寸是否满足鼓底尺寸标准≤0.3mm，检测结果见表1。
表1铝壳凹底尺寸对鼓底的影响
由表1可知，铝壳的凹底尺寸对回流焊后鼓底有显著的改善，本发明样品1相对于对比样品1鼓底尺寸改善40.0％；当铝壳凹底尺寸≤0.03mm时，鼓底尺寸不符合标准，当凹底尺寸在0.03～0.05mm时，鼓底尺寸符合标准，当底尺寸＞0.05mm时，虽然符合标准，但是后期在使用时，底面不能进行刻字，并且会影响后期的使用。
因此，本发明的中间部2向内凹陷的尺寸即铝壳的凹底尺寸的大小在0.03～0.05mm之间时，能有效的避免底部鼓底，并且不会影响后期的使用。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些改动和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明意图包含这些改动和变型。
Claims (6)
1.一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳，其特征在于，铝壳(1)为柱状，铝壳(1)的底部包括底部边缘(21)和中间部(2)，中间部(2)为向内凹陷的凹槽，中间部(2)向内凹陷0.03-0.05mm。
2.根据权利要求1所述的一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳，其特征在于，所述底部边缘(21)的下端为向靠近铝壳(1)轴线弯曲的弯曲端。
3.根据权利要求1所述的一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳，其特征在于，所述铝壳(1)底部的中间部(2)上还设置有防爆凹槽(22)。
4.根据权利要求1所述的一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳的加工模具，其特征在于，加工模具包括支架(5)和加工针(3)，支架(5)的上端与半成品(4)相接触的面的中部设置有凸面，凸面的高度为0.4-0.6mm，凸面的边缘与支架(5)的边缘之间的距离为0.1～0.3mm。
5.根据权利要求4所述的一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳的加工方法，其特征在于，将支架(5)上的凸面、加工针(3)的底面与半成品(4)接触，通过支架(5)的凸面加工出铝壳(1)底部凹陷的中间部(2)。
6.根据权利要求5所述的一种防止柱式电容器底部鼓底的铝壳的加工方法，其特征在于，所述半成品是底面为平面的柱状铝壳。
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