CN110289167A - 一种耐高温耐高湿度的薄膜电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耐高温耐高湿度的薄膜电容器及其制造方法,包括以下步骤:卷绕,使用卷针和卷绕机将成品金属化膜卷绕成电容芯子;热压,是将卷绕后的芯子放入热压设备中进行热压;喷金,将芯子两端面在喷金机上喷上金属层,便于焊接引线芯子;赋能,当芯子喷金后,在赋能机上对芯子进行充放电检测;焊接组装,将赋能后芯子在自动焊接机上焊接上引线,并对其进行串联、并联组合;真空镀膜,选用派瑞林粉材,使用镀膜机分解气化成单体聚合分子,再在常温下气相沉积、吸附、聚合而形成镀膜;真空密封,完成薄膜电容器成品的制备。本发明提供了一种耐高温高湿,即高稳定性的薄膜电容器。
Description
技术领域
本发明涉及电容器领域,特别涉及一种耐高温耐高湿度的薄膜电容器及其制造方法。
背景技术
随着人类对电子产品的使用要求愈来愈高,尤其是在电表或家用电器应用中,薄膜电容器C1在容性功率电源中与电源串联中,其应用条件十分苛刻。特别是要求薄膜电容器在长期使用当中,其容量衰减越小越好。薄膜电容器在容性功率电源电路中应用的基本线路图如图1所示:
图中 C1 代表薄膜电容器,C2为电解电容器,R1为电阻器, D1为稳压二极管,D2为整流二极管,L 和N 分别为火线和零线。
众所周知,薄膜电容器的容量大小取决于薄膜金属层面积的大小和介质厚度。当金属镀层受外界因素影响,例如在高温(85℃)和高湿度(85%R.H.)环境下(即所谓耐双85)工作,金属化薄膜层的面积就会减少,从而导致薄膜电容器的容量下降。因为在高温和高湿度环境下,当膜层间的空气被外界水份侵入时,空气的击穿电位会降低,加快空气电离,产生大量的臭氧,而金属化薄膜的金属镀层的成份为Zn/Al,遇到臭氧分解后的氧后金属Zn/Al会立即被氧化,生成不导电的金属氧化物ZnO和Al2O3,因而减小了金属化薄膜的金属镀层的面积,导致使电容器的容量迅速下降。
依据目前薄膜电容器现有的生产工艺和技术,通常使用普通金属化薄膜制作而成的电容器芯子,在普通环氧树脂灌注密封下制作而成的盒式薄膜电容器很难满足耐高温(85℃)、耐高湿度(85%R.H.)的要求,尤其是难以缓解其容量的快速衰减。
发明内容
本发明提供了一种耐高温耐高湿度的薄膜电容器及其制造方法,本发明的主要目的是解决目前普通金属化薄膜电容器所存在的容量衰减迅速的技术缺陷。在新型薄膜电容器的制作工艺过程中应用纳米防护技术,在树脂灌封前,通过对产品的加热除湿,然后将焊接好的芯子镀膜,该防水纳米镀膜层将芯子与外界隔离,然后再进行树脂真空密封,使薄膜电容器在高温、高湿度环境下长期使用时其容量的稳定性大大提高。
为解决上述技术问题,本发明具体采用如下技术方案:
一种新型耐高温耐湿性薄膜电容器及其制造方法,包括以下步骤:
S100卷绕工序,使用卷针和卷绕机将一定规格的金属化薄膜卷绕成电容芯子;
S110热压工序,将卷绕后的芯子放入热压设备中进行热压,经过一定的压力、温度和时间后取出,其目的在于将卷绕后松紧不一的芯子压紧并机械定型;
S120喷金工序,喷金机的喷枪通过电弧工艺将金属颗粒(锌、铝或锡锌合金)喷到芯子两端面上形成喷金层,便于在芯子两端焊接引出电极;
S130赋能工序,当芯子喷金后,在赋能机上对芯子进行电清洗(施加一定电压的交流电压、直流电压等),以达到芯子的电性能(容量、损耗、高压、绝缘电阻等等)稳定目的;
S140焊接组装工序,将赋能后芯子在自动焊接机上焊接引线,以达到产品可以焊接到PCB板上应用的目的;
S150真空镀膜工序,选用派瑞林(Parylene)C粉,N粉,D粉,VT4粉,AF4/HT粉(聚对二甲苯)等的一种或多种,在镀膜机的1号腔体中将派瑞林(Parylene)粉材蒸发,之后在镀膜机2号腔体内升温将派瑞林(Parylene)粉材气化成单体聚合分子,再在镀膜机3号腔体中降温使得气化后的派瑞林(Parylene)粉材气相沉积、吸附、聚合而形成膜层厚度20~30μm的镀膜;
S160真空密封工序,真空状态下,将装入塑壳的芯子进行真空灌注树脂密封处理,然后通过高温将树脂固化,以达到树脂内无气泡密封严实的目的。
相对于现有技术,本发明具有如下有益效果:
1)本发明的金属化镀层表面附着一层致密坚实的Parylene (聚对二甲苯)膜(纳米级),阻挡了潮气入侵镀层内部的速度,相对于锌铝金属化镀膜层来说,潮气难以对锌铝膜造成腐蚀,从而减缓了电容量衰减的速度,使电容器稳定性提高,将现有普通薄膜电容器产品(湿热试验条件:温度+40ºC,相对湿度93%±2%,试验 时间:1000小时)提升到更耐所谓双85的新产品(湿热试验条件:温度+85ºC,相对湿度85%±2%,试验时间:1000小时,试验电压:产品额定电压)。
2)本发明采用了Parylene真空气相沉积镀膜技术,是由活性纳米级分子在基材表面“生长”而形成的薄膜涂层,它能涂敷到各种形状的表面和内表面,其操作简单,过程易控,适合于规模化生产。
附图说明
图1为现有薄膜电容器在在容性功率电源电路中的基本线路图;
图2为本发明工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来详细说明本发明的具体内容。
如图2所示,本实施例提供了一种耐高温耐高湿度的薄膜电容器及其制造方法,该制造方法为:
S100卷绕工序,使用卷针和卷绕机将一定规格的金属化薄膜卷绕成电容芯子;
S110热压工序,将卷绕后的芯子放入热压设备中进行热压,经过一定的压力、温度和时间后取出,其目的在于将卷绕后松紧不一的芯子压紧并机械定型;
S120喷金工序,喷金机的喷枪通过电弧工艺将金属颗粒(锌、铝或锡锌合金)喷到芯子两端面上形成喷金层,便于在芯子两端焊接引出电极;
S130赋能工序,当芯子喷金后,在赋能机上对芯子进行电清洗(施加一定电压的交流电压、直流电压等),以达到芯子的电性能(容量、损耗、高压、绝缘电阻等等)稳定目的;
S140焊接组装工序,将赋能后芯子在自动焊接机上焊接引线,以达到产品可以焊接到PCB板上应用的目的;
S150真空镀膜工序,选用派瑞林(Parylene)C粉,N粉,D粉,VT4粉,AF4/HT粉(聚对二甲苯)等的一种或多种,在镀膜机的1号腔体中将派瑞林(Parylene)粉材蒸发,之后在镀膜机2号腔体内升温将派瑞林(Parylene)粉材气化成单体聚合分子,再在镀膜机3号腔体中降温使得气化后的派瑞林(Parylene)粉材气相沉积、吸附、聚合而形成膜层厚度20~30μm的镀膜;
S160 真空密封工序,真空状态下,将装入塑壳的芯子进行真空灌注树脂密封处理,然后通过高温将树脂固化,以达到树脂内无气泡密封严实的目的。
本发明所采用的派瑞林(parylene)粉状材料是通过真空气相沉积镀膜方法对焊接后的电容芯子进行涂层保护的,其过程类似于真空金属镀膜。但是,Parylene 真空气相镀膜与真空金属镀膜所不同的是Parylene粉末在镀膜机1号腔体升温至150℃左右被蒸发成微小颗粒,然后再在2号腔体内将颗粒在高温650℃~700℃下变成气体,最后在3号腔体内的常温下(35℃)下使气相沉积在集采表面上,从而形成镀膜层。由于这种真空气相沉积镀膜它可将任何封闭物体内所有表面完全被气相分子覆盖并成膜。因此,Parylene真空气相沉积镀膜技术,是由活性纳米级分子在基材表面“生长”而形成的薄膜涂层,它能涂敷到各种形状的表面和内表面,其操作简单,过程易控,适合于规模化生产。
新型耐双85薄膜电容器EE92型 310V3.3uF,31.5*30*16的稳态湿热试验(85ºC/85% RH,持续时间1 000 h,额定电压305V)测试结果见表1和表2所示。
表1 稳态湿热试验结果
表2, 稳态湿热试验结果判定
从上述实验结果可见, 本发明所制造的耐双85薄膜电容器完全能够达到同等品质的薄膜电容器质量,特别地,其容量衰减与损耗均远远小于同类产品。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买,异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制,各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉。焊接等常规手段,机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号,加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式,在此不再详述。
在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
Claims (4)
1.一种新型耐高温耐湿性薄膜电容器及其制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
S100卷绕工序,使用卷针和卷绕机将一定规格的金属化薄膜卷绕成电容芯子;
S110热压工序,将卷绕后的芯子放入热压设备中进行热压,经过一定的压力、温度和时间后取出,其目的在于将卷绕后松紧不一的芯子压紧并机械定型;
S120喷金工序,喷金机的喷枪通过电弧工艺将金属颗粒(锌、铝或锡锌合金)喷到芯子两端面上形成喷金层,便于在芯子两端焊接引出电极;
S130赋能工序,当芯子喷金后,在赋能机上对芯子进行电清洗(施加一定电压的交流电压、直流电压等),以达到芯子的电性能(容量、损耗、高压、绝缘电阻等等)稳定目的;
S140焊接组装工序,将赋能后芯子在自动焊接机上焊接引线,以达到产品可以焊接到PCB板上应用的目的;
S150真空镀膜工序,选用派瑞林(Parylene)C粉,N粉,D粉,VT4粉,AF4/HT粉(聚对二甲苯)等的一种或多种,在镀膜机的1号腔体中将派瑞林(Parylene)粉材蒸发,之后在镀膜机2号腔体内升温将派瑞林(Parylene)粉材气化成单体聚合分子,再在镀膜机3号腔体中降温使得气化后的派瑞林(Parylene)粉材气相沉积、吸附、聚合而形成膜层厚度20~30μm的镀膜;
S160真空密封工序,真空状态下,将装入塑壳的芯子进行真空灌注树脂密封处理,然后通过高温将树脂固化,以达到树脂内无气泡密封严实的目的。
2.根据权利要求1所述的一种新型耐高温耐湿性薄膜电容器及其制造方法,其特征在于,派瑞林(Parylene)粉材在镀膜机1号腔体内进行升温蒸发形成微小颗粒,1号腔体内温度范围为140℃-160℃。
3.根据权利要求1所述的一种新型耐高温耐湿性薄膜电容器及其制造方法,其特征在于,镀膜机2号腔体内温度范围为650℃-700℃。
4.根据权利要求1所述的一种新型耐高温耐湿性薄膜电容器及其制造方法,其特征在于,镀膜机3号腔体温度范围为常温33℃-37℃。
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