CN114156090A - 盖板式高电压固体铝电解电容器的制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及盖板式高电压固体铝电解电容器的制造工艺，其包括依次进行的芯包卷绕工序、化成工序、导电聚合物含浸工序、产品封装工序以及产品老化工序，化成工序包括化成液含浸步骤、芯包化成步骤、芯包清洗步骤，其中化成液含浸步骤：先进行真空含浸，再进行加压含浸；放入105℃的烘箱内进行化成，每个芯包采用独立的通电回路，且在逐步升压的过程中进行化成，其升压段形成N段，第一段至第N段所对应的化成电压为100V～680V，且随着不断升压，所提升的升压量相对变小。本发明保证了芯包内的含液量的前提下，不仅消除了界面打火现象，同时也解决了芯包内部打火的问题，并且在高温烘箱内进行化成，保证了对氧化膜进行修复效果，从而可制作350～450V电容器。
Description
技术领域
本发明涉及铝电解电容器技术领域，特别涉及一种盖板式高电压固体铝电解电容器的制造工艺。
背景技术
铝电解电容器产品，不管是液体产品或固体产品，其所能够承受的电压值主要是由正极箔上的三氧化二铝氧化膜(Al2O3)决定的，氧化层生成得越厚越致密，产品的耐压值就越高。
液体铝电解电容器中含有电解液，主要起修复氧化膜和导电引出的作用，在生产和使用过程中，电解液都是一直在起着修复作用，动态的保证了产品的耐压。
在固体铝电解产品中，没有了电解液的存在，电解液的功能由化成液和导电聚合物分别实现，其中，化成液承担了铝箔氧化膜的修复功能，导电聚合物承担导电引出的功能，化成液只是在生产过程中的化成工序对氧化膜进行修复，随后就被清洗掉了，而其后的导电聚合物只起到导电作用，本身不能够承受电压，也没有修复氧化膜的功能，主要是因为没有了电解液的修复保护作用，这就要求在固体产品的生产过程中，在芯包化成工序，施加的化成电压必须要有充足的余量，才能保证固体铝电解电容器产品能够承受较高的电压。
例如：要生产耐压为100V的固体铝电解电容器，化成电压要到达180V；生产耐压为250V的产品，化成电压要到达420V；生产耐压为400V的产品，化成电压要到达600V；生产耐压为450V的产品，化成电压要到达680V。
然而，在现有的卷绕式固体铝电解电容器生产技术中，芯包化成工序采用的化成液是水性的化成液，主溶剂是纯水，有的厂家会考虑添加少量的活性剂，来降低水性化成液的表面张力，但这样的改善效果是有限的。在化成的过程中，芯包竖直地浸泡在化成液中，化成液液面与芯包的上端面平齐或略低于芯包的上端面，温度控制在50℃～85℃，用这种化成工艺，可以生产电压为300V以下的固体铝电解电容器产品，但想要再提高产品的电压值却很难做到，因为：1)高压固体铝电解电容器采用纺粘无纺布电解纸，这种纸表面张力大，基本上不吸水，芯包必须要浸泡在化成液中进行化成，在芯包引出端子和化成液液面相互接触的界面处，当施加的化成电压超过500V时，会产生界面打火现象，严重时甚至把引出端子烧断；2)由于无纺布电解纸的亲水性差，水系的化成液就很难充分的渗透到芯包内部正极箔和电解纸表面，降低了对铝箔氧化膜进行修复效果，当施加的化成电压超过500V时，也会产生内部打火击穿现象；3)水系的化成液温度一般只能控制在85℃以下，化成温度低不利于形成致密的氧化膜。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的盖板式高电压固体铝电解电容器的制造工艺。
为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案是：
一种盖板式高电压固体铝电解电容器的制造工艺，该固体铝电解电容器包括铝壳、设置于所述铝壳内的芯包、设置在所述芯包顶部且与所述铝壳密封连接的盖板、正极端子、负极端子、正极引出片、负极引出片，所述芯包包括正极箔、负极箔、设置在所述正极箔与所述负极箔之间的电解纸以及导电聚合物，该制造工艺包括依次进行的芯包卷绕工序、化成工序、导电聚合物含浸工序、产品封装工序以及产品老化工序，芯包卷绕工序：用电解纸夹以正极箔和负极箔，卷成芯包，其中所述正极引出片、负极引出片的一端分别与所述正极箔和负极箔相连接，另一端部为自由端；化成工序包括化成液含浸步骤、芯包化成步骤、芯包清洗步骤，其中所述化成液含浸步骤：将芯包放入装有化成液的容器中，化成液液面高于芯包的电解纸端面，先进行真空含浸，真空含浸是指将容器抽真空至真空度为-0.08～-0.1MPa，再进行加压含浸，所述加压含浸是指向容器通入压缩空气至压力为0.25～0.3MPa；芯包化成步骤：芯包含浸后，在正负极引出片接上盖板，装入铝壳中，然后将组装后的芯包端子连接到化成夹具中，放入105℃的烘箱内进行化成，其中每个芯包采用独立的通电回路，且在逐步升压的过程中进行化成，其升压段形成N段，第一段至第N段所对应的化成电压为100V～680V，且随着不断升压，所提升的升压量相对变小；芯包清洗步骤：把芯包从铝壳中取出，用65℃～95℃的纯水进行冲洗，清洗时间为30min～120min。
优选地，化成液含浸步骤中，先进行30～60min的真空含浸后，再进行30～60min的加压含浸。这样能够确保化成液能够渗透芯包内，因此，无需浸泡在化成液中进行化成，施加的化成电压超过500V时，也不会产生界面打火现象和芯包产生内部打火击穿现象。
根据本发明的一个具体实施和优选方面，第一段至第N段中分成第一档、第二档和第三档，处于第一档的化成电压为100～450V，处于第二档的化成电压为500～650V，处于第三档的化成电压为680V。这样一来，所形成的铝箔氧化膜由内向外逐层形成，以改善最终的电容器器的性能(如：等效串联电阻ESR)。
优选地，第一档所递增的变化量大于第二档所递增的变化量，且第一档的升压时间设定为30～35min，保持时间为10～15min；第二档的升压时间设定为30～40min，保持时间为20～30min，第三档的的升压时间设定为50～60min，保持时间为120～180min。
具体的，N≥7，当N＝7时，前4段中化成电压中逐级增加量相等且为100V，后三段中化成电压中逐级增加量相等且为50V，当N＞7时，前4段中化成电压中逐级增加量相等且为100V，第五段至第N-1段的之间化成电压中逐级增加量相等且为50V，第一段化成电压为100V，第N段化成电压为680V。此时，所形成的化成性能最佳。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，芯包清洗步骤中，芯包放入清洗夹具中，纯水流过正极箔、负极箔和电解纸之间的间隙，对附着在正极箔、负极箔和电解纸上的化成液进行冲洗，然后从排水通道流出。
根据本发明的又一个具体实施和优选方面，老化工序中，每个电容器产品的老化采用独立的通电回路，且电压也呈逐步升压的电压段，所述电压段所对应的电压为100V～475V，且每个电压段的升压时间为30～60min，电压保持时间为10～30min，到达最终化成电压后，保持120～180min。采用多个电压段实施逐步老化，从而进一步改善产品的性能,如：电容量、损耗值、等效串联电阻、漏电流值。
具体的，电压对应设定7个电压段，且依次对应的电压至为100V、200V、250V、300V、325V、350V、375V，其中100V～325V电压段的升压时间设定为30～35min，保持时间为10～15min；350V电压的升压时间设定为30～40min，保持时间为20～30min；375V电压的升压时间设定为30～50min，保持时间为120～150min。
优选地，芯包化成步骤中，芯包装入铝壳后，不要封口，通过盖板和铝壳内壁的紧接触，把芯包牢固地保护在铝壳内，以使得在化成过程中芯包内始终保持有充足的化成液，且所述化成液含浸步骤中，芯包在含浸前先要进行干燥处理，干燥温度125±5℃，干燥时间30～120min。
优选地，化成液的溶剂采用乙二醇、γ-丁内酯、二甘醇、丙三醇、聚乙二醇中的一种或多种，化成液的溶质采用硼酸、磷酸、磷酸二氢铵、五硼酸铵、癸二酸铵、支链多元羧酸盐中的一种或多种。所选用有机溶剂型化成液(在溶剂和溶质的选取并混合下形成)，在105℃下，更有利于形成致密的氧化膜。同时，原来含浸水性化成液，芯包放入50℃左右的纯水槽中泡洗30～60min就能够清洗干净；但含浸了有机溶剂的化成液的芯包却不容易清洗掉，要使用专用的清洗夹具，将65℃～95℃的纯水导入到芯包的内部进行流动冲洗，才可以把芯包内部的有机溶剂化成液清洗干净。
此外，导电聚合物含浸工序：将芯包竖直放入装有导电聚合物分散液的容器中，分散液液面与芯包的电解纸端面平齐，或略高于芯包的电解纸端面，但不要接触到盖板；
先进行30～60min的真空含浸，再进行30～60min的加压含浸，所述真空含浸是指将容器抽真空至真空度为-0.08～-0.1MPa，所述加压含浸是指向容器通入压缩空气至压力为0.25～0.3MPa；
芯包含浸分散液后，先放入85℃烘箱干燥30～60min，再放入135℃烘箱干燥60～240min；
重复上述的含浸、干燥过程3～5次；
所述的导电聚合物是聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)，分散在水中形成导电聚合物分散液。
产品封装工序：先在芯包端面上放置隔离片，将正负极引出片弯折压在隔离片上，不与芯包的端面直接接触，压下盖板，使盖板、正负极引出片、隔离和芯包端面贴合在一起，再装入铝壳，进行封口，然后套上绝缘外套。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
1)通过真空和加压含浸，使得化成液能够充分的渗透到芯包内部，保证了芯包内的含液量；
2)由于芯包内含有充足的化成液，化成时就不需要把芯包浸泡在化成液中，不仅消除了界面打火现象，同时也解决了芯包内部打火的问题，而且芯包采用独立的通电回路，电流、电压是单独控制的，不对其他产品造成影响，因此，能够施加的化成电压可以达到680V，从而可进行高压电容器产品的制作；
3)芯包下高温烘箱内进行化成，保证了对氧化膜进行修复效果；
4)芯包的清洗采用流动冲洗工艺替代了原来的泡洗工艺，将65℃～95℃的纯水导入到芯包的内部进行流动冲洗，能够把附着在铝箔和电解纸表面上有机溶剂化成液彻底清洗干净，避免芯包内残留有化成液，从而导致电容器电参数超差(电容量小，损耗值大，等效串联电阻大等等)的现象发生。
附图说明
图1为实施例1中电容器的结构示意图；
图2为图1中芯包的结构示意图；
图3为图1中芯包和盖板展开状态示意图(未安装)；
图4为图1中盖板的俯视示意图；
其中：1、铝壳；2、芯包；20、正极箔；21、负极箔；22、电解纸；3、盖板；30、酚醛树脂板层；31、橡胶层；32、凸柱；4、正极端子；5、负极端子；6、正极引出片；7、负极引出片；8、连接件(焊针、焊片或螺栓)；9、填充体；10、绝缘塑料板；11、绝缘外套；12、隔离片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1至图4所示，本实施例提供一种规格为350V330μF，尺寸为30×50mm的固体铝电解电容器产品。
具体的，固体铝电解电容器包括铝壳1、设置于铝壳1内的芯包2、设置在芯包2顶部且与铝壳1密封连接的盖板3、正极端子4、负极端子5，芯包2包括正极箔20、负极箔21、设置在正极箔20与负极箔21之间的电解纸22以及导电聚合物(图中未显示)。
具体的，盖板3包括酚醛树脂板层30和固定设于酚醛树脂板层30上表面的橡胶层31。
进一步的，在盖板3上自酚醛树脂板层30的下表面向下延伸形成有凸柱32，芯包2的顶端形成有孔(图中未显示)，凸柱32插入孔中将盖板3与芯包2压紧连接。
本例中，在盖板3和芯包间放置隔离片12，使得凸柱32、正极引出片6和负极引出片7不要与芯包3端面直接接触。
本例中，上述的固体铝电解电容器还包括正极引出片6和负极引出片7，正极引出片6的下端与正极箔20连接、上端与盖板3连接，负极引出片7的下端与负极箔21连接、上端与盖板3连接。正极端子4和负极端子5分别与正极引出片6和负极引出片7在盖板3处相连接。
进一步的，正极引出片6和负极引出片7的上端分别通过铆钉铆接在盖板3(酚醛树脂板层30)上。
进一步的，正极引出片6和负极引出片7分别有多组，多组正极引出片6和多组负级引出片7分别沿着芯包2的径向分布，且多组正极引出片6的上端均与正极端子4连接，多组负极引出片7的上端均与负极端子5连接。非常适于做成较大容量的电容器。
同时，本例中固体铝电解电容器还包括固定设于盖板3上表面上用于将电容器与线路板相焊接的连接件8以及填充在铝壳1内侧壁与芯包2外壁之间用于使二者之间完全没有空隙的填充体7。该填充体7的设置有两个作用，一是便于芯包2的定位(稳定性)；二是提高绝缘和密封效果。
具体的，连接件8的形状为焊针、焊片或螺栓。本例中，采用了焊针。填充体7为非晶态α-烯烃共聚物(APAO)或无规聚丙烯(APP)。
绝缘外套11为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)或聚氯乙烯(PVC)热缩套管。
隔离片12为硅胶材质，厚度0.5～1.5mm。
电解纸22为纺粘无纺布，厚度为45～60μm。
本例中，该产品的制造方法，其包括依次进行的如下步骤：
(1)正极箔采用化成电压为660VF的铝箔，负极箔采用表面镀碳的铝箔，在正极箔和负极箔之间介入2张厚度为45μm电解纸并卷绕成理论容量为330μF的芯包；
(2)芯包放入125℃烘箱中进行干燥60min；
(3)将芯包放入在装有化成液的容器中，化成液液面要高于芯包的电解纸端面，先进行35min的真空含浸，真空度为-0.09MPa，再进行40min的加压含浸，施加压缩空气的压力为0.28MPa；
(4)在芯包的正负极引出片接上盖板，再装入铝壳中，然后将组装后的芯包端子连接到化成夹具中，放入105℃的烘箱内进行化成，其中化成电源为智能电源，每个芯包的采用独立的通电回路，同时，设定充电电流为5mA，电压设定7个电压段(100V，200V，300V，400V，450V，500V，550V)，其中100V～450V电压段的升压时间设定为35min，保持时间为12min，500V电压的升压时间设定为35min，保持时间为30min，550V电压的升压时间设定为55min，保持时间为140min；
(5)芯包化成后，把芯包从铝壳中取出，放入清洗夹具中，在芯包的底部导入65℃的纯水，纯水流入芯包内部，从芯包的端面流出，流出的水直接排掉，不循环使用，清洗时间为120min；
(6)清洗后的芯包放入125℃烘箱干燥60min；
(7)将芯包竖直放入装有导电聚合物分散液的容器中，分散液液面与芯包的电解纸端面平齐，或略高于芯包的电解纸端面，不要接触到盖板，同时，先进行30min的真空含浸，真空度为-0.09MPa，再进行30min的加压含浸，施加压缩空气的压力为0.28MPa；芯包含浸分散液后，先放入85℃烘箱干燥30min，再放入135℃烘箱干燥60min；重复上述的含浸、干燥过程3次，在第3次循环中，135℃干燥时间延长至240min；
(8)芯包装入铝壳进行封口，然后套上PET热缩套管；封口前要先在芯包端面上放置隔离片，将正负极引出片弯折压在隔离片上，不与芯包的端面直接接触，压下盖板，使盖板、正负极引出片、隔离片和芯包端面贴合在一起；
(9)组装后的产品插入老化夹具，放入105℃的烘箱内进行老化。老化电源为智能电源，每个产品采用独立的通电回路，设定充电电流为5mA，电压设定7个电压段(100V，200V，250V，300V，325V，350V，375V)，其中100V～325V电压段的升压时间设定为30min，保持时间为10min，350V电压的升压时间设定为30min，保持时间为30min，375V电压的升压时间设定为30min，保持时间为120min；
(10)老化结束抽取10只产品进行电参数测试，结果见表1
表1 350V330μF电参数测试结果
实施例2
本实施例提供一种规格为400V220μF，尺寸为30×50mm的固体铝电解电容器产品，其结构与实施例1相同。
具体的，本例中，固体铝电解电容器的制造方法，其包括依次进行的如下步骤：
(1)正极箔采用化成电压为720VF的铝箔，负极箔采用表面镀碳的铝箔，在正极箔和负极箔之间介入2张厚度为60μm电解纸并卷绕成理论容量为220μF的芯包；
(2)芯包放入125℃烘箱中进行干燥60min；
(3)将芯包放入在装有化成液的容器中，化成液液面要高于芯包的电解纸端面，先进行30min的真空含浸，真空度为-0.08MPa，再进行30min的加压含浸，施加压缩空气的压力为0.25MPa；
(4)在芯包的正负极引出片接上盖板，再装入铝壳中，然后将组装后的芯包端子连接到化成夹具中，放入105℃的烘箱内进行化成；
化成电源为智能电源，每个芯包采用独立的通电回路；
设定充电电流为5mA，电压设定8个电压段(100V，200V，300V，400V，450V，500V，550V，600V)，其中100V～500V电压段的升压时间设定为30min，保持时间为10min，550V电压的升压时间设定为30min，保持时间为30min，600V电压的升压时间设定为60min，保持时间为180min；
(5)芯包化成后，把芯包从铝壳中取出，放入清洗夹具中，在芯包的底部导入85℃的纯水，流入芯包内部，从盖板与芯包之间的空隙流出，流出的水直接排掉，不循环使用，清洗时间为80min；
(6)清洗后的芯包放入125℃烘箱干燥60min；
(7)将芯包竖直放入装有导电聚合物分散液的容器中，分散液液面与芯包的电解纸端面平齐，或略高于芯包的电解纸端面，不要接触到盖板；
先进行30min的真空含浸，真空度为-0.09MPa，再进行30min的加压含浸，施加压缩空气的压力为0.28MPa；
芯包含浸分散液后，先放入85℃烘箱干燥30min，再放入135℃烘箱干燥60min；
重复上述的含浸、干燥过程3次，在第3次循环中，135℃干燥时间延长至240min；
(8)芯包装入铝壳进行封口，然后套上PET热缩套管；封口前要先在芯包端面上放置隔离片，将正负极引出片弯折压在隔离片上，不与芯包的端面直接接触，压下盖板，使盖板、正负极引出片、隔离片和芯包端面贴合在一起；
(9)组装后的产品插入老化夹具，放入105℃的烘箱内进行老化；
老化电源为智能电源，每个产品采用独立的通电回路；
设定充电电流为5mA，电压设定7个电压段(100V，200V，300V，350V，375V，400V，425V)，其中100V～375V电压段的升压时间设定为30min，保持时间为10min，400V电压的升压时间设定为30min，保持时间为30min，425V电压的升压时间设定为30min，保持时间为180min；
(10)老化结束抽取10只产品进行电参数测试，结果见表2
表2 400V220μF电参数测试结果
实施例3
本实施例提供一种规格为450V150μF，尺寸为30×50mm的固体铝电解电容器产品，其结构与实施例1相同。
且该产品的制造方法，其包括依次进行的如下步骤：
(1)正极箔采用化成电压为840VF的铝箔，负极箔采用表面镀碳的铝箔，，在正极箔和负极箔之间介入2张厚度为60μm电解纸并卷绕成理论容量为150μF的芯包；
(2)芯包放入125℃烘箱进行干燥60min；
(3)将芯包放入在装有化成液的容器中，化成液液面要高于芯包的电解纸端面，先进行30min的真空含浸，真空度为-0.09MPa，再进行30min的加压含浸，施加压缩空气的压力为0.3MPa；
(4)在芯包的正负极引出片接上盖板，再装入铝壳中，然后将组装后的芯包端子连接到化成夹具中，放入105℃的烘箱内进行化成；
化成电源为智能电源，每个芯包采用独立的通电回路；
设定充电电流为5mA，电压设定10个电压段(100V，200V，300V，400V，450V，500V，550V，600V，650V，680V)，其中100V～600V电压段的升压时间设定为30min，保持时间为10min，650V电压的升压时间设定为60min，保持时间为30min，680V电压的升压时间设定为60min，保持时间为180min；
(5)芯包化成后，把芯包从铝壳中取出，放入清洗夹具中，在芯包的底部导入95℃的纯水，流入芯包内部，从盖板与芯包之间的空隙流出，流出的水直接排掉，不循环使用，清洗时间为40min；
(6)清洗后的芯包放入125℃烘箱干燥60min；
(7)将芯包竖直放入分散液的容器中，分散液液面与芯包的电解纸端面平齐，或略高于芯包的电解纸端面，不要接触到盖板；
先进行30min的真空含浸，真空度为-0.09MPa，再进行30min的加压含浸，施加压缩空气的压力为0.3MPa；
芯包含浸分散液后，先放入85℃烘箱干燥30min，再放入135℃烘箱干燥60min；
重复上述的含浸、干燥过程3次，在第3次循环中，135℃干燥时间延长至240min；
(8)芯包装入铝壳进行封口，然后套上PET热缩套管；封口前要先在芯包端面上放置隔离片，将正负极引出片弯折压在隔离片上，不与芯包的端面直接接触，压下盖板，使盖板、正负极引出片、隔离片和芯包端面贴合在一起；
(9)组装后的产品插入老化夹具，放入105℃的烘箱内进行老化；
老化电源为智能电源，每个产品采用独立的通电回路；
设定充电电流为5mA，电压设定7个电压段(100V，200V，300V，400V，425V，450V，475V)，其中100V～425V电压段的升压时间设定为30min，保持时间为10min，450V电压的升压时间设定为30min，保持时间为30min，475V电压的升压时间设定为30min，保持时间为180min；
(10)老化结束抽取10只产品进行电参数测试，结果见表3。
表3 450V150μF电参数测试结果
因此，由上述实施例的实施，在保证芯包中含液量充足的前提下，通过每个芯包采用独立的通电回路，电流、电压是单独控制的，不对其他产品造成影响，且在105℃的烘箱内进行化成，其中采用逐步升压段式在100V～680V的化成电压下实施通电化成，同时化成后，采用65℃～95℃的纯水对芯包表面的化成液进行冲洗，并在逐步升压的100V～475V所形成的多个升压段实施每个芯包独立的通电回路中老化，电流、电压是单独控制的，不对其他产品造成影响，从而制造出350V～450V这种高电压电容器产品。
换言之，目前，市场上所涉及的350V～450V这种高电压电容器产品而言，若是采用常规的化成工序，无法生产出高电压电容器产品，其主要的原因是：化成电压超过500V时，会产生界面打火和芯包内部打火的问题，同时也因为温度低，无法保证了对氧化膜进行修复效果。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种盖板式高电压固体铝电解电容器的制造工艺，该固体铝电解电容器包括铝壳、设置于所述铝壳内的芯包、设置在所述芯包顶部且与所述铝壳密封连接的盖板、正极端子、负极端子、正极引出片、负极引出片，所述芯包包括正极箔、负极箔、设置在所述正极箔与所述负极箔之间的电解纸以及导电聚合物，该制造工艺包括依次进行的芯包卷绕工序、化成工序、导电聚合物含浸工序、产品封装工序以及产品老化工序，所述芯包卷绕工序：用电解纸夹以正极箔和负极箔，卷成芯包，其中所述正极引出片、负极引出片的一端分别与所述正极箔和负极箔相连接，另一端部为自由端，其特征在于：所述的化成工序包括化成液含浸步骤、芯包化成步骤、芯包清洗步骤，
其中所述化成液含浸步骤：将芯包放入装有化成液的容器中，化成液液面高于芯包的电解纸端面，先进行真空含浸，真空含浸是指将容器抽真空至真空度为-0.08～-0.1MPa，再进行加压含浸，所述加压含浸是指向容器通入压缩空气至压力为0.25～0.3MPa；
所述芯包化成步骤：芯包含浸后，在正负极引出片接上盖板，装入铝壳中，然后将组装后的芯包端子连接到化成夹具中，放入105℃的烘箱内进行化成，其中每个芯包采用独立的通电回路，且在逐步升压的过程中进行化成，其升压段形成N段，第一段至第N段所对应的化成电压为100V～680V，且随着不断升压，所提升的升压量相对变小；
所述芯包清洗步骤：把芯包从铝壳中取出，用65℃～95℃的纯水进行冲洗，清洗时间为30min～120min。
2.根据权利要求1所述的盖板式高电压固体铝电解电容器的制造工艺，其特征在于：所述化成液含浸步骤中，先进行30～60min的真空含浸后，再进行30～60min的加压含浸。
3.根据权利要求1所述的盖板式高电压固体铝电解电容器的制造工艺，其特征在于：第一段至第N段中分成第一档、第二档和第三档，处于第一档的化成电压为100～450V，处于第二档的化成电压为500～650V，处于第三档的化成电压为680V。
4.根据权利要求3所述的盖板式高电压固体铝电解电容器的制造工艺，其特征在于：第一档所递增的变化量大于第二档所递增的变化量，且第一档的升压时间设定为30～35min，保持时间为10～15min；第二档的升压时间设定为30～40min，保持时间为20～30min，第三档的的升压时间设定为50～60min，保持时间为120～180min。
5.根据权利要求4所述的盖板式高电压固体铝电解电容器的制造工艺，其特征在于：N≥7，当N=7时，前4段中化成电压中逐级增加量相等且为100V，后三段中化成电压中逐级增加量相等且为50V，当N＞7时，前4段中化成电压中逐级增加量相等且为100V，第五段至第N-1段的之间化成电压中逐级增加量相等且为50V，第一段化成电压为100V，第N段化成电压为680V。
6.根据权利要求1所述的盖板式高电压固体铝电解电容器的制造工艺，其特征在于：所述芯包清洗步骤中，芯包放入清洗夹具中，纯水流过正极箔、负极箔和电解纸之间的间隙，对附着在正极箔、负极箔和电解纸上的化成液进行冲洗，然后从排水通道流出。
7.根据权利要求1所述的盖板式高电压固体铝电解电容器的制造工艺，其特征在于：在产品封装工序中，先在芯包端面上放置隔离片，将正负极引出片弯折压在隔离片上，不与芯包的端面直接接触，压下盖板，使盖板、正负极引出片、隔离和芯包端面贴合在一起，再装入铝壳，进行封口，然后套上绝缘外套。
8.根据权利要求1所述的盖板式高电压固体铝电解电容器的制造工艺，其特征在于：所述老化工序中，每个电容器产品的老化采用独立的通电回路，且电压也呈逐步升压的电压段，所述电压段所对应的电压为100V～475V，且每个电压段的升压时间为30～60min，电压保持时间为10～30min，到达最终化成电压后，保持120～180min。
9.根据权利要求1所述的引出片式高电压铝电解电容器的制造工艺，其特征在于：所述芯包化成步骤中，芯包装入铝壳后，不要封口，通过盖板和铝壳内壁的紧接触，把芯包牢固地保护在铝壳内，以使得在化成过程中芯包内始终保持有充足的化成液，且所述化成液含浸步骤中，芯包在含浸前先要进行干燥处理，干燥温度125℃，干燥时间30～120min。
10.根据权利要求1所述的盖板式高电压固体铝电解电容器的制造工艺，其特征在于：化成液的溶剂采用乙二醇、γ-丁内酯、二甘醇、丙三醇、聚乙二醇中的一种或多种，化成液的溶质采用硼酸、磷酸、磷酸二氢铵、五硼酸铵、癸二酸铵、支链多元羧酸盐中的一种或多种。
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Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| US20080002334A1 (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-03 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing electrolytic capacitor and electrolytic capacitor |
| CN104637687A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-05-20 | 肇庆绿宝石电子科技股份有限公司 | 一种高压固体电解质铝电解电容器的制造方法 |
| CN107331518A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-07 | 佛山市三水日明电子有限公司 | 固体电解质铝电解电容器的制造方法 |
| CN107331517A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-07 | 佛山市三水日明电子有限公司 | 固体电解质铝电解电容器的制造工艺 |
| CN108878152A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-23 | 益阳市万京源电子有限公司 | 一种具备自我修复功能的固态铝电解电容器及其制备方法 |
| CN110676058A (zh) * | 2019-08-08 | 2020-01-10 | 益阳艾华富贤电子有限公司 | 一种固态铝电解电容器的制备工艺及固态铝电解电容器 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20080002334A1 (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-03 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing electrolytic capacitor and electrolytic capacitor |
| CN104637687A (zh) * | 2015-02-06 | 2015-05-20 | 肇庆绿宝石电子科技股份有限公司 | 一种高压固体电解质铝电解电容器的制造方法 |
| CN107331518A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-07 | 佛山市三水日明电子有限公司 | 固体电解质铝电解电容器的制造方法 |
| CN107331517A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-07 | 佛山市三水日明电子有限公司 | 固体电解质铝电解电容器的制造工艺 |
| CN108878152A (zh) * | 2018-06-21 | 2018-11-23 | 益阳市万京源电子有限公司 | 一种具备自我修复功能的固态铝电解电容器及其制备方法 |
| CN110676058A (zh) * | 2019-08-08 | 2020-01-10 | 益阳艾华富贤电子有限公司 | 一种固态铝电解电容器的制备工艺及固态铝电解电容器 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 何霄云: "提高超小型铝电解电容器生产一次合格率", 电子元件与材料, no. 02, 5 April 1998 (1998-04-05) * |
| 印险峰;李建峰;: "高水系引线式铝电解电容器的生产控制方法", 科技视界, no. 02, 15 January 2020 (2020-01-15) * |
Also Published As
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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