CN110164691A - 一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器的加工方法，涉及电容器技术领域，包括以下步骤：S1，镀膜，对聚丙烯薄膜表面进行低温等离子体电晕处理，使得聚丙烯薄膜表面能形成悬挂键，之后在聚丙烯薄膜表面镀上金属镀层；S2，喷金，对芯子进行喷金处理，喷金材料为锌铝线，并在喷金完成后在芯子表面包覆铝箔胶带；S3，赋能，芯子在赋能机上自动测试；S4，焊接，芯子经震动盘自动供料至焊接机，调节好焊接头之间的间距等于电容器的脚距后进行焊接作业，本发明的有益效果是：上述方法制造出的电容器可以满足85℃、85%RH、1倍额定电压、1000小时的寿命试验，其容量衰减小于10%。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚丙烯薄膜电容器，具体一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器及其加工方法。
背景技术
金属化聚丙烯薄膜电容器是以聚丙烯薄膜作为介质，在其表面采用真空蒸镀的方式镀上金属层，通常金属元素为锌和铝，金属化膜经过卷绕、喷金、焊接、装壳、灌胶、固化等工艺制造而成为电容器。其具有体积小、频率特性好、工作温度范围广、长寿命、高可靠性和环保等诸多优点，适用于整机产品小型化、大电流、高温、高可靠、高环保的发展趋势要求。
一般金属化聚丙烯薄膜电容所采用的封装材料为胺类环氧树脂加PBT塑壳，PBT塑壳高温高湿条件下，在水气吸附、吸收和扩散等作用下，水气会进入薄膜，薄膜在吸湿后会发生镀层腐蚀、喷金层脱离，产品ESR大幅度增加，容量会急剧降低，极大地缩短了电容器的寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器及其加工方法，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：
一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器的加工方法，包括以下步骤：
S1，镀膜，对聚丙烯薄膜表面进行低温等离子体电晕处理，使得聚丙烯薄膜表面能形成悬挂键，之后在聚丙烯薄膜表面镀上金属镀层；
S2，喷金，对芯子进行喷金处理，喷金材料为锌铝线，并在喷金完成后在芯子表面包覆铝箔胶带；
S3，赋能，芯子在赋能机上自动测试；
S4，焊接，芯子经震动盘自动供料至焊接机，调节好焊接头之间的间距等于电容器的脚距后进行焊接作业；
S5，真空灌胶，将焊接好的芯子插进相应的PPS胶壳里，然后整齐排列在专用灌胶托盘里，然后进入真空灌胶机，在真空灌胶机的作用下依次将酸酐类环氧树脂灌进PPS胶壳内直至胶面接近PPS胶壳的沿口；
S6，固化，灌胶完成后的电容器送入烤箱里进行固化，固化结束后待电容器冷却至室温后进行电性能测试。
作为本发明进一步的方案：步骤S1中，所述聚丙烯薄膜表面进行镀上金属镀层后，在其外部涂覆一层抗氧化油。
作为本发明进一步的方案：步骤S2中，喷金时采用三枪自动喷金机，喷金电压20V,气压0.45兆帕，电流75A，喷金高度150mm，喷金厚度0.7mm。
作为本发明再进一步的方案：步骤S2中，铝箔胶带由铝箔、PP膜及粘胶剂组成，总厚度70～80μm。
作为本发明再进一步的方案：步骤S5中，在进行真空灌胶前，芯子和PPS胶壳经过去潮处理。
作为本发明再进一步的方案：所述去潮处理在鼓风式电热烤箱内进行，鼓风式电热烤箱的温度设定为80℃，时间为6h，且在达到设定时间后，鼓风式电热烤的风机继续工作直至鼓风式电热烤箱内温度降至40℃或以下后，将芯子和PPS胶壳取出。
一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器，包括导线和芯子，芯子的表面设有喷金层，所述芯子外包覆有铝箔胶带，芯子被PPS胶壳封装在内，且PPS胶壳与芯子之间灌封有酸酐类环氧树脂，导线与芯子连接并穿出PPS胶壳。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：其利用在镀膜前，首先对聚丙烯薄膜表面进行低温等离子体电晕处理，提高金属镀层与聚丙烯薄膜的结合力，同时在金属化的聚丙烯薄膜表面涂敷抗氧化油，金属镀层可以被油膜保护，提高了耐湿性能；喷金材料选用锌铝线，形成的喷金层较为致密，孔洞较小，与其外的铝箔胶带配合使用，能有效抵御外界的湿气；另外，灌封时采用的酸酐类环氧树脂比胺类环氧树脂致密，抗湿性强，并且使用PPS胶壳作为外壳，其与水分的结合性小于现有的PBT胶壳，更进一步提升耐湿性能；综上所述，上述方法制造出的电容器可以满足85℃、85%RH、1倍额定电压、1000小时的寿命试验，其容量衰减小于10%。
附图说明
图1为实施例1中利用锌得到的喷金层的金相分析图。
图2为实施例1中利用锌铝线得到的喷金层的金相分析图。
图3为一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器的结构示意图。
图4为一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器的双85测试结果。
图中：1-导线、2-PPS胶壳、3-喷金层、4-酸酐类环氧树脂、5-铝箔胶带、6-芯子。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实施例公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例1
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器的加工方法，包括以下步骤：
S1，镀膜，对聚丙烯薄膜表面进行低温等离子体电晕处理，使得聚丙烯薄膜表面能形成悬挂键，之后在聚丙烯薄膜表面镀上金属镀层，并在其外部涂覆一层抗氧化油，来对金属化的聚丙烯薄膜形成防护，可有效提升金属化的聚丙烯薄膜的耐湿性能30%，镀膜时采用德国莱宝光学高真空镀膜机，型号为CAP-M900，其主要工艺参数设定为真空度5*10-4Pa，铝蒸发舟温度1100℃，锌炉温度650~700℃，屏蔽油温度115-120℃，保护油温度140℃，主鼓温度-15℃～-20℃，送丝速度300mm/min，镀膜速度10～13m/s，方阻设定在3/30Ω；
S2，喷金，对芯子进行喷金处理，喷金材料为锌铝线，喷金时采用三枪自动喷金机，喷金电压20V,气压0.45兆帕，电流75A，喷金高度150mm，喷金厚度0.7mm，通过显微镜金相分析可以看出，使用锌铝线得到的喷金层比单纯使用锌材料得到的喷金层更加致密，孔洞也较小，可以有效地抵御外界的湿气，喷金完成后，在芯子表面包覆铝箔胶带，进一步提高其耐湿性能20%，此处的铝箔胶带由铝箔、PP膜及粘胶剂组成，总厚度70～80μm；
S3，赋能；芯子在赋能机上自动测试，设定赋能电压为电容器额定电压的1.5倍，时间10秒，在赋能机上设定充电电流50毫安，根据芯子电压和容量设定漏电流值，芯子在赋能机上依次经过交流预充、放电、正向充电、放电、反向充电、漏电流检测、放电、容量/损耗测试等工位，耐压不合格或漏电流超标的芯子被判定落在不合格品箱；
S4，焊接，芯子经震动盘自动供料至焊接机，设定焊接功率900瓦，焊接电流为1900安培，焊接时间30毫秒，冷却时间10毫秒，调节好焊接头之间的间距等于电容器的脚距后进行焊接作业；
S5，真空灌胶，将焊接好的芯子插进相应的PPS胶壳里，然后整齐排列在专用灌胶托盘里，然后进入真空灌胶机，在真空灌胶机的作用下依次将酸酐类环氧树脂灌进PPS胶壳内直至胶面接近PPS胶壳的沿口，灌胶所用材料为酸酐类环氧树脂，例如酸酐类环氧树脂可以使用改性双酚A环氧树脂、双酚F环氧树脂或官能团改型环氧树脂作为主剂，改性甲基四氢苯酐作为固化剂，主剂和固化剂按照100：40重量比进行配比即得；酸酐类环氧树脂比胺类环氧树脂更加致密，因而也具有更好的抗湿性同时，PPS（壳聚苯硫醚）比PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）与水分的结合性较小，因而也具有较好的抗湿性能。同时，本实施在进行灌封前，还对芯子和PPS胶壳进行去潮处理，去潮处理的温度为80℃，时间为6h。
S6，固化，灌胶完成后的电容器送入烤箱里进行固化，烤箱温度设定在90℃，时间6小时，固化结束后待电容器冷却至室温后进行电性能测试。
去潮处理的具体操作为：将PPS胶壳和芯子摆放在托盘里，禁止堆叠，托盘按层整齐排列在车架上，车架整体推进鼓风式电热烤箱，鼓风式电热烤箱温度设定为80℃，时间6小时，从达到80℃开始计时，6小时去潮结束后，鼓风式电热烤箱停止加热，风机继续工作直至鼓风式电热烤箱内温度降至40℃或以下，此时将车架取出，操作时员工需要佩戴手套将PPS胶壳和芯子取出。
实施例2
请参阅图3，本发明实施例还提出了一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器，包括导线1和芯子6，芯子6的表面设有喷金层3，所述芯子6外包覆有铝箔胶带5，芯子6被PPS胶壳2封装在内，且PPS胶壳2与芯子6之间灌封有酸酐类环氧树脂4，导线1与芯子6连接并穿出PPS胶壳2，相比与现有的胺类环氧树脂更加致密，因而也具有更好的抗湿性，正如上述实施例所说的，铝箔胶带5能为芯子6抵御外界湿气，而PPS胶壳2与水分的结合性较小，因而能起到较好的防潮作用。
获得成品金属化聚丙烯薄膜电容器后，对其进行双85测试，测试结果图4所示。其完美通过双85测试。
需要特别说明的是，本技术方案中，镀膜前，首先对聚丙烯薄膜表面进行低温等离子体电晕处理，提高金属镀层与聚丙烯薄膜的结合力，同时在金属化的聚丙烯薄膜表面涂敷抗氧化油，金属镀层可以被油膜保护，提高了耐湿性能；喷金材料选用锌铝线，形成的喷金层较为致密，孔洞较小，与其外的铝箔胶带配合使用，能有效抵御外界的湿气；另外，灌封时采用的酸酐类环氧树脂比胺类环氧树脂致密，抗湿性强，并且使用PPS胶壳作为外壳，其与水分的结合性小于现有的PBT胶壳，更进一步提升耐湿性能；综上所述，上述方法制造出的电容器可以满足85℃、85%RH、1倍额定电压、1000小时的寿命试验，其容量衰减小于10%。
本领域技术人员在考虑说明书及实施例处的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (7)
1.一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，镀膜，对聚丙烯薄膜表面进行低温等离子体电晕处理，使得聚丙烯薄膜表面能形成悬挂键，之后在聚丙烯薄膜表面镀上金属镀层；
S2，喷金，对芯子进行喷金处理，喷金材料为锌铝线，并在喷金完成后在芯子表面包覆铝箔胶带；
S3，赋能，芯子在赋能机上自动测试；
S4，焊接，芯子经震动盘自动供料至焊接机，调节好焊接头之间的间距等于电容器的脚距后进行焊接作业；
S5，真空灌胶，将焊接好的芯子插进相应的PPS胶壳里，然后整齐排列在专用灌胶托盘里，然后进入真空灌胶机，在真空灌胶机的作用下依次将酸酐类环氧树脂灌进PPS胶壳内直至胶面接近PPS胶壳的沿口；
S6，固化，灌胶完成后的电容器送入烤箱里进行固化，固化结束后待电容器冷却至室温后进行电性能测试。
2.根据权利要求1所述的一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器的加工方法，其特征在于，步骤S1中，所述聚丙烯薄膜表面进行镀上金属镀层后，在其外部涂覆一层抗氧化油。
3.根据权利要求1所述的一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器的加工方法，其特征在于，步骤S2中，喷金时采用三枪自动喷金机，喷金电压20V,气压0.45兆帕，电流75A，喷金高度150mm，喷金厚度0.7mm。
4.根据权利要求1所述的一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器的加工方法，其特征在于，步骤S2中，铝箔胶带由铝箔、PP膜及粘胶剂组成，总厚度70～80μm。
5.根据权利要求1所述的一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器的加工方法，其特征在于，步骤S5中，在进行真空灌胶前，芯子和PPS胶壳经过去潮处理。
6.根据权利要求5所述的一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器的加工方法，其特征在于，所述去潮处理在鼓风式电热烤箱内进行，鼓风式电热烤箱的温度设定为80℃，时间为6h，且在达到设定时间后，鼓风式电热烤箱的风机继续工作直至鼓风式电热烤箱内温度降至40℃或以下后，将芯子和PPS胶壳取出。
7.一种高耐湿性金属化聚丙烯薄膜电容器，包括导线（1）和芯子（6），芯子（6）的表面设有喷金层（3），其特征在于，所述芯子（6）外包覆有铝箔胶带（5），芯子（6）被PPS胶壳（2）封装在内，且PPS胶壳（2）与芯子（6）之间灌封有酸酐类环氧树脂（4），导线（1）与芯子（6）连接并穿出PPS胶壳（2）。
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