CN115410825B - 薄膜电容热聚合方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种薄膜电容热聚合方法及装置，包括热风循环加热系统、惰性气体与风道切换系统，真空箱、电源控制系统，于真空箱内设真空箱内腔，电容芯片夹具车，采用上述的方法与装置，大大简化了薄膜电容芯子的操作流程，及生产周期，从而提高了薄膜电容的生产效率与降低其劳动强度，在热聚合处理过程中，全程避免和氧气和水汽的接触，在热聚合结束时，芯子内部也时填充惰性气体如氮气，减少金属膜的氧化程度，提升产品电参数性能；通过惰性气体的循环进行加热，与真空状态下依靠加热管热辐射的方式相比，箱体内温差一致性大幅度提升，更好地确保产品的稳定性和一致性。
Description
技术领域：
本发明涉及电容产品生产技术领域，特别是涉及电容器芯子的热聚合或者叫热处理的方法及装置，即薄膜电容热聚合方法及装置。
背景技术：
随着工业化科学技术的不断发展进步，对于工业领域及汽车领域的使用的薄膜电容等的产品质量要求更高、产品体积也较大，普通的热压工艺，而使用热压机，恒温、恒压方式，时间长，单次热压数量少，效率非常低，而且热压过程中芯子裸露在空气中，因其中含有氧气和水汽，也很难达到比较理想的聚合效果或叫热处理效果。
因而该领域的薄膜电容芯子会选用烘箱进行热处理或热聚合，目前的现有技术的热聚合或热处理主要是采用以下几种方式：
1)采用普通烘箱进行加热，采用的是空气作为加热热循环介质，因空气和芯子内部中有水汽和氧气，在烘箱内加热热处理时，容易加剧产品金属膜材料不同程度的氧化，从而降低产品电性能；
2)采用真空烘箱加热，将薄膜电容芯子放入抽真空的加热箱体内，将空气和水汽尽可能抽出，但因箱体内无气体作为热循环介质，内部只能靠加热管辐射加热，温度均匀性很差通常温差在10-20℃，导致产品性能一致性很差，热处理时间长，且能耗高。
中国专利公告号为CN 102169756A，公开的《一种对薄膜电容器芯子进行热处理的方法》；本发明涉及一种对薄膜电容器芯子进行热处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：在真空度≤10Pa的条件下，按照温度曲线对薄膜电容器芯子进行升温加热至90摄氏度-95摄氏度，然后保持温度进行5-7小时的恒温加热；所述温度曲线为为薄膜电容器芯子的初始温度且单位为摄氏度，Δ为修正值，-2《Δ《2，T为温度且单位为摄氏度，t为时间且单位为小时。薄膜电容芯子经本发明处理后，增强了金属膜抗腐蚀能力，并且能很好地排除芯子内部空气，明显提高使用该芯子的薄膜电容器的使用时间。
还有如中国专利公告号为CN110233049A公开的，本发明涉及一种折叠式电容芯子，其包括双面金属化薄膜，双面金属化薄膜包括绝缘薄膜，绝缘薄膜两侧表面分别设有第一金属化表面和第二金属化表面，所述双面金属化薄膜横向往复折叠，形成双面金属化薄膜折叠件，双面金属化薄膜折叠件左右两端分别设有第一端子和第二端子，第一端子与第一金属化表面导电接触，第二端子与第二金属化表面导电接触。此款折叠式电容芯子是将双面金属化薄膜采用横向往复折叠的方式形成电容芯子，与传统卷绕而成的薄膜电容芯子相比，省去一层隔离纸，因此体积可以减少20％以上。
及申请公布号：CN110233049A，公开的《折叠式电容芯子及其加工工艺》，本发明涉及一种折叠式电容芯子，其包括双面金属化薄膜，双面金属化薄膜包括绝缘薄膜，绝缘薄膜两侧表面分别设有第一金属化表面和第二金属化表面，所述双面金属化薄膜横向往复折叠，形成双面金属化薄膜折叠件，双面金属化薄膜折叠件左右两端分别设有第一端子和第二端子，第一端子与第一金属化表面导电接触，第二端子与第二金属化表面导电接触。此款折叠式电容芯子是将双面金属化薄膜采用横向往复折叠的方式形成电容芯子，与传统卷绕而成的薄膜电容芯子相比，省去一层隔离纸，因此体积可以减少20％以上。
从上述所公开的电容聚合或热处理的工艺方法及装置可以看出，其在聚合时不能做到减少金属膜的氧化程度，提升电容产品的电参数性能，同时装置的加热稳定性也不足，热处理时温度误差较大，不能全程避免电容芯子和氧气及水汽的接触，加热时加热装置的稳定性也不足等。即是说不能较好的保证电容产品的质量。
因此，如何来提供一种薄膜电容热聚合方法及装置，包括真空箱装置，采用抽真空处理工艺方法装置与系统，对薄膜电容的电芯进行热处理与聚合时的温度均匀性好，热处理时间短，能耗低的薄膜电容的热聚合方法与装置，制备的薄膜电容的质量稳定性和一致性好，同时降低了电容的生产成本。
发明内容：
本发明公开的一种薄膜电容热聚合方法及装置，包括热风循环加热系统、惰性气体与风道切换系统，真空箱、电源控制系统，于真空箱内设真空箱内腔，电容芯片夹具车，采用上述的方法与装置，大大简化了薄膜电容芯子的操作流程，及生产周期，从而提高了薄膜电容的生产效率与降低其劳动强度，在热聚合处理过程中，全程避免和氧气和水汽的接触，在热聚合结束时，芯子内部也时填充惰性气体如氮气，减少金属膜的氧化程度，提升产品电参数性能；通过惰性气体的循环进行加热，与真空状态下依靠加热管热辐射的方式相比，箱体内温差一致性大幅度提升，更好地确保产品的稳定性和一致性。
本发明的目的之一是提供一种薄膜电容热聚合装置，包括真空箱、热风循环加热系统、惰性气体与风道切换系统，电源控制系统，于真空箱内设真空箱内腔，电容芯片夹具车，其所述热风循环加热系统包括设于真空箱外部并与真空箱相对应连接的气体加热装置和设于真空箱内腔的热风循环装置；
所述气体加热装置包括加热箱、加热箱外壳、加热箱内腔、加热管、吸风机、吸风机进气接口、加热箱出气接口、加热箱出气管及加热箱进气管；加热箱内腔设于加热箱外壳内，而加热管设于加热箱内腔内，连接于吸风机上的吸风机进气接口连接于加热箱进气管一端上，加热箱进气管的另一端与真空箱内腔相连通；加热箱出气管一端连接于加热箱上的加热箱出气接口上，另一端通过相应连接管连通于真空箱内腔。
所述的一种薄膜电容热聚合装置，其所述热风循环装置包括加热惰性气体进口、惰性气体进口、抽真空接口、惰性气体出口及加热惰性气体混合均匀器；所述加热惰性气体混合均匀器包括热惰性气体均匀单元和热惰性气体出气单元；热惰性气体均匀单元和热惰性气体出气单元分别相对应的设于真空箱内腔两侧，加热惰性气体进口、惰性气体进口、抽真空接口、惰性气体出口均设于真空箱的顶部并均与真空箱内腔相通；加热惰性气体进口与热惰性气体均匀单元相对应，惰性气体出口则与热惰性气体出气单元相对应。
进一步的，所述的一种薄膜电容热聚合装置，其所述热惰性气体均匀单元包括加热惰性气体进气风道、进气孔板、进气后侧板、进气竖向导风板、进气前侧板和进气导风部，
所述加热惰性气体进气风道设于真空箱内腔的一侧，由进气孔板、进气后侧板、进气竖向导风板、进气前侧板相包围连接构成，进气孔板和进气竖向导风板相对应设置，进气竖向导风板设于真空箱内腔一侧壁面与进气孔板之间，进气孔板和进气竖向导风板沿竖向的两侧边分别与进气后侧板和进气前侧板相对应连接，进气导风部设于加热惰性气体进气风道的顶部并与设于真空箱顶壁面上的加热惰性气体进口相对应相通；
所述热惰性气体出气单元包括惰性气体出气风道、出气孔板、出气前侧板、出气后侧板、出气上导风板；惰性气体出气风道设于真空箱内腔内与加热惰性气体进气风道相对另一侧，由出气孔板、出气前侧板、出气后侧板和与加热惰性气体进气风道相对另一侧的真空箱内腔的内侧壁面构成的通道；出气孔板沿竖向的两侧边分别与出气前侧板、出气后侧板相连接；出气上导风板设于惰性气体出气风道的顶部并与设于真空箱顶壁面上的惰性气体出口相对应相通。
本发明所述的一种薄膜电容热聚合装置，其所述惰性气体与风道切换系统包括结构相同的两置换气组合单元第一置换气组合单元和第二置换气组合单元；两置换气组合单元相对应于加热箱设置，一置换气组合单元通过相应机构与连接于加热箱上的吸风机的进气口端的吸风机进气接口相对应连接通，而另一置换气组合单元则通过相应的连接管道与加热箱的出气接口端的加热箱出气接口相对应连接通。
所述的一种薄膜电容热聚合装置，其特征是所述进气导风部包括进气上导风板一、进气上导风板二；进气上导风板一和进气上导风板二成规则或不规则的Y形状结构设于加热惰性气体进气风道的上部；进气上导风板二的一边连接于进气孔板的位于真空箱内腔顶部一端，而进气上导风板一的一边则连接于远离进气孔板一侧的进气后侧板和进气前侧板的相应位置上，并与进气上导风板二构成气体导风入口；
所述加热惰性气体进气风道设计为喇叭口结构，并与进气上导风板一和进气上导风板二构成的气体导风入口相对应，其进气竖向导风板沿纵向方向的垂直面成α角度，进气竖向导风板的两侧边分别相对应的连接于进气后侧板和进气前侧板相应位置上，控制α角在1.5-4.5度；并控制进气竖向导风板的沿纵向的高度小于进气孔板的高度。
所述的一种薄膜电容热聚合装置，其所述第一置换气组合单元包括硅胶快装垫片、上快装接头、三通连接盘、三通、活塞盘、安装法兰、气缸、下快装接头，气缸一端连接活塞盘并通过安装法兰、硅胶快装垫片、上快装接头安装于三通的直通管的一端上，三通的直通管的另一端则通过硅胶快装垫片、下快装接头、三通连接盘连接于加热箱的相应位置上的加热惰性气体进口端，并与加热箱内腔相连接通；三通的与直通管相垂直的一端连接于加热箱出气管的一端上，加热箱出气管的另一端则连通于加热箱的热气出口端的加热箱出气接口上；而第二置换气组合单元的三通相垂直的一端通过相应的加热箱进气管连接于吸风机的风机进气接口端相连接通；其直通管上装有与气缸相对应的另一端则与加热箱顶端上的惰性气体出口相连接通。
本发明另一目的是提供一种利用上述薄膜电容热聚合装置进行薄膜电容热聚合处理的工艺方法，包括如下方法步骤：
1)抽真空处理，将装有薄膜电容芯子的电容芯片夹具车置于真空箱的真空箱内腔内，关闭真空箱门及各对外接管通道，对真空箱内腔抽真空，使薄膜电容芯子在真空状态下，进行抽真空处理，为抽真空处理电容芯子；
2)充惰性气体处理，将惰性气体从真空箱上的惰性气体进口注入到真空箱内腔内，使惰性气体充满真空箱内腔至常压状态，使薄膜电容芯子处于常压的惰性气体氛围中，为惰性气体氛围薄膜电容芯子；
3)惰性气体循环聚合热处理，将加热箱开通电源使加热箱内腔内的加热管开始对惰性气体进行循环加热处理，使加热后的热惰性气体不断在循环状态下的充入装有薄膜电容芯子的真空箱内腔内，形成热惰性气体的循环，对薄膜电容芯子在惰性气体氛围条件下进行聚合热处理相应时间后，再降温至常温状态；然后，再二次抽真空处理后，再二次充惰性气体至真空箱内腔为常压条件下，取出得热聚合处理薄膜电容芯子产品。
本发明所述的方法，其步骤1)抽真空处理，是控制真空箱内腔108内的真空度为5-7mba或10.5-11.5mba，使薄膜电容芯子在此真空状态下保持8-40分钟。
本发明所述的方法，其步骤3)惰性气体循环聚合热处理，优选的是，其方法步骤是：
a)、操作电源控制系统使加热箱及加热箱内腔内的加热管及吸风机电源接通开始加热与吸送风工作；
b)、加热箱内腔内的惰性气体在加热管的加热作用下，于10-30分钟内加热至105-120℃，为加热惰性气体；
c)加热箱内腔内加热后的加热惰性气体在吸风机风力作用下，从连接于加热箱上的加热箱出气管、第一换气组合体单元的三通的直通管及加热惰性气体进口进入到真空箱内腔内的加热惰性气体进气风道内；
加热惰性气体进气风道内的加热惰性气体从进气孔板上的透气小孔进入到真空箱内腔内，对位于真空箱内腔内的放置于电容芯片夹具车上的薄膜电容芯子进行热聚合处理后，再从出气孔板上的透气小孔进入到惰性气体出气风道及惰性气体出口和第二换气组合体单元的直通管进入到吸风机的吸风机进气接口循环再进入到加热箱的加热箱内腔内继续加热，并通过电源控制系统控制加热惰性气体的温度和时间；
d)降温、二次抽真空与二次充惰性气体，对真空箱内腔内的加热惰性气体降温至常温状态下，对真空箱内腔进行二次抽真空处理后，然后再充入常温度条件下的惰性气体，至真空箱内腔为常压状态，打开真空箱门，推出电容芯片夹具车，即得到热聚合处理薄膜电容芯子产品。
所述的方法，其特征是步骤3)惰性气体循环聚合热处理，对惰性气体进行循环加热处理是采用对惰性气体进行循环梯度加热，控制循环梯度加热时间为25-35分钟内，将真空箱内腔108内的惰性气体从温度为25-30℃，加热升温至105-120℃，同时控制温度误差范围在±1.5℃，并于此温度条件下保温7.5-8.5小时。
利用本发明公开的一种薄膜电容热聚合方法及装置，制备的薄膜电容芯子的性能：
1000小时耐湿负荷试验说明：
产品流转说明，取实验样品为同一批次的实验产品，除了热聚合处理与装置不同外，其余的使用的生产材料与工艺条件等均完全相同；
使用仪器名称：电容测试仪，型号TH2817A，绝缘电阻测试仪，型号TH2681，及烘箱，
产品规格型号：MAC 0350K225W00B，
材料规格：丙锌铝(双85)7*26*1.5*9*V_18；
试验条件：
初测环境条件：温度:28.7℃，湿度:0％，
试验后环境条件温度:22℃，湿度:26％，
试验条件，93％，60℃，额定电压，
试验时间，1000小时，累计时间，具体检测数据见下表1为利用本发明工艺方法与装置；表2则为采用现有技术的方法与装置。两种方法装置对同批次的进行薄膜电容热聚合处理的结果说明。
表1，(批号：R211129023-2)
说明：从上表中的本发明采用上述的方法与装置制备的薄膜电容芯子的CAP-LOSS(F1)平均变化率为-0.28％。其试验后的变化率为-2.61％；经检测其各项指标均均合要求。电容产品的电参数性能稳定性和一致性大幅提升。经过1000小时的高温负荷试验后，说明本发明方法制备的薄膜电容芯子产品的容量变化和损耗变化，较现有技术明显优异。
表2，(批号：R211129023-1)
说明：本发明采用上述的方法与装置制备的薄膜电容芯子的CAP-LOSS(F1)平均变化率为-4.95％。其试验后的变化率为-7.24％；钽经检测其各项指标均均合要求。电容产品的电参数性能稳定性和一致性均不如本发明的工艺方法及装置的产品。
从上表1、2中的数据可以看出本发明的工艺方法及装置与现有技术的两批次产品，在实验前产品的电参数性能上，本发明工艺方法制备的薄膜电容芯子的一致性更好，经过同样1000小时的高温负荷试验后，差距有较明显的拉大，产品的容量变化与损耗变化本发明的更优。
发明公开的一种薄膜电容热聚合方法及装置，采用上述装置与方法，在对薄膜电容芯子进行抽真空与热处理时，较现有技术的普通烘箱进行加热，采用的是空气作为加热热循环介质，因空气和芯子内部中有水汽和氧气，在烘箱内加热热处理时，容易加剧产品金属膜材料不同程度的氧化，从而降低产品电性能；而且避免现使用纯真空的热处理的方式温度均匀性差，温差在10-20℃，导致产品性一致性也很差；而本发明通过控制在真空箱内腔的惰性气体循环聚合热处理时的加热温度控制其温度误差范围在±1.5℃；如当真空箱内腔108内的惰性气体从温度为25-30℃，加热升温至105-120℃时，即控制其温度误差范围在±1.5℃；从而大幅度减少金属膜的氧化程度，提升产品电参数性能。其同时热处理时间长、能耗高等。而采用本发明的上述真空箱装置结构，经实际使用测算，可实现箱体内腔的实际温度差控制在±1.5摄氏度范围内；从而大幅度的提高了热聚合处理过程中温度控制的精准度。
二是本发明采用上述装置与方法实现了：将几个独立的动作流程，合并在一台设备内进行，缩短生产周期、提高效率和降低劳动强度，如加热、抽真空、及充氮集中于一个装置中完成，而现有的装置与方法均是单独完成。加热状态下，产品电容芯子的金属薄膜在热聚合过程中，全程避免和氧气和水汽的接触，在热聚合结束时，电容芯子内部也时填充氮气，减少金属膜的氧化程度，提升产品电参数性能，确保产品的稳定性和一致性；具体数据见上表1、2。本发明所述惰性气体优选为使用氮气，通过氮气循环进行加热，与真空状态下依靠加热管热辐射的方式相比，箱体内温差一致性大幅度提升，更好地确保产品的稳定性和一致性。
附图说明：
图1，为发明的装置一实施方式的结构示意图，
图2，为本发明图1的后视示意图；
图3，为本发明图1打开真空箱门的结构示意图，即本发明一实施方式的打开真空箱门的主视结构示意图；
图4、为本发明一实施方式的真空箱内腔108内设有加热惰性气体进气风道10和惰性气体出气风道11的结构示意图；
图5，为本发明一实施方式设于真空箱内腔108内进、出气风道装置结构示意图；
图6，本发明一实施例加热惰性气体进气风道上导风板结构示意图；
图7、为本发明一实施方式置换气组合单元即第一置换气组合单元3结构示意图；第二置换气组合单元5与第一置换气组合单元3的结构相同，但安装的位置不同，即分别安装于加热箱2的进气端和出气端；
图8，为本发明图5的剖面结构示意图；
图9，为本发明一实施方式的加热箱2剖面结构示意图；
图10，为本发明加热箱2外部结构示意图。
图中，1、真空箱，101、加热惰性气体进口，102、惰性气体进口，103、压力表安装接口，104、热电偶安装接口，105、抽真空接口，106、惰性气体接口，107、下快装接头，108、真空箱内腔，2、加热箱，201、加热箱外壳，202、加热箱内腔，203、加热管，204、吸风机，205、吸风机进气接口，206、加热箱出气接口，3、第一置换气组合单元，301、硅胶快装垫片，302、上快装接头，303、三通连接盘，304、三通，305、活塞盘，306、安装法兰，307、气缸，4、加热箱出气管，5、第二置换气组合单元，6、加热箱进气管，7、电源控制系统，8、压力表，9、热电偶温度传感器，10、加热惰性气体进气风道，1001、进气孔板，1002、进气后侧板，1003、进气竖向导风板，1004、进气前侧板，1005、进气上导风板一，1006、进气上导风板二，11、惰性气体出气风道，1101、出气孔板，1102、出气前侧板，1103、出气后侧板，1104、出气上导风板，12、电容芯片夹具车。
具体实施方式：
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，本申请文件中所述的上、下、底部、顶部、左、右等词均是针对本发明所公开的说明书附图而言。本发明所述惰性气体，优选的是使用氮气。
如图1-10所示，本发明公开的一种薄膜电容热聚合装置，包括热风循环加热系统、惰性气体与风道切换系统、抽真空接口105，抽真空接口105设于真空箱1顶部与真空箱内腔108相连通，抽真空接口105另一端通过抽真空管道与外部吸风机连接，真空箱1、电源控制系统7，于真空箱1内设真空箱内腔108，电容芯片夹具车12，薄膜电容芯片使用电容芯片夹具车12夹住固定后，然后送入到真空箱内腔108内，进行抽真空热聚合处理；其所述热风循环加热系统包括设于真空箱1外部并与真空箱1相对应连接的气体加热装置和设于真空箱内腔108内的热风循环装置；
如图1、7、9所示，所述气体加热装置包括加热箱2、加热箱外壳201、加热箱内腔202、加热管203、吸风机204、吸风机进气接口205、加热箱出气接口206、加热箱出气管4及加热箱进气管6、第一换气组合3和第二换气组合5、；气体加热单元如加热箱2设于真空箱1的顶部，加热箱内腔202设于加热箱外壳201内，而加热管203设于加热箱内腔202内，连接于吸风机204上的吸风机进气接口205连接于加热箱进气管6一端上，吸风机出气口与加热箱内腔202连通，加热箱进气管6的另一端与真空箱内腔108相连通；加热箱出气管4一端连接于加热箱2上的加热箱出气接口206上，另一端通过相应连接管连通于真空箱内腔108。加热箱进气管6与真空箱内腔108相连通是通过第二置换气组合单元5的三通304的与直通管相垂直的一端相连接；
所述热风循环装置包括加热惰性气体进口101、惰性气体进口102、抽真空接口105、惰性气体出口106及加热惰性气体混合均匀器；所述加热惰性气体混合均匀器包括热惰性气体均匀单元和热惰性气体出气单元；热惰性气体均匀单元和热惰性气体出气单元分别相对应的设于真空箱内腔108两侧，加热惰性气体进口101、惰性气体进口102、抽真空接口105、惰性气体出口106均设于真空箱1的顶部并均与真空箱内腔(108)相通；加热惰性气体进口101与热惰性气体均匀单元相对应，惰性气体出口106则与热惰性气体出气单元相对应。
如图4、5所示，所述的一种薄膜电容热聚合装置，其所述热惰性气体均匀单元包括加热惰性气体进气风道10、进气孔板1001、进气后侧板1002、进气竖向导风板1003、进气前侧板1004和进气导风部，
如图5、6所示，所述进气导风部包括进气上导风板一1005、进气上导风板二1006；进气上导风板一1005和进气上导风板二1006成规则或不规则的Y形状结构设于加热惰性气体进气风道10的上部；进气上导风板二1006的一边连接于进气孔板1001的位于真空箱内腔108顶部一端，而进气上导风板一1005的一边则连接于远离进气孔板1001一侧的进气后侧板1002和进气前侧板1004的相应位置上，并与进气上导风板二1006构成气体导风入口；
如图5所示，所述加热惰性气体进气风道10设于真空箱内腔108的一侧，由进气孔板1001、进气后侧板1002、进气竖向导风板1003、进气前侧板1004相包围连接构成，进气孔板1001和进气竖向导风板1003相对应设置，进气竖向导风板1003设于真空箱内腔108一侧壁面与进气孔板1001之间，即进气竖向导风板1003靠近真空箱内腔108内侧壁面一侧，进气孔板1001和进气竖向导风板1003沿竖向的两侧边分别与进气后侧板1002和进气前侧板1004相对应连接，进气导风部设于加热惰性气体进气风道10的顶部并与设于真空箱1顶壁面上的加热惰性气体进口101相对应相通；如图5所示，优选的是所述加热惰性气体进气风道10设计为喇叭口结构，并与进气上导风板一1005和进气上导风板二1006构成的气体导风入口相对应，其进气竖向导风板1003沿纵向方向的垂直面成α角度，进气竖向导风板1003的两侧边分别相对应的连接于进气后侧板1002和进气前侧板(1004)相应位置上，控制α角在1.5-4.5度；优选控制α角在2度，即加热惰性气体进气风道10进入口大，下部更小，这样加热后的氮气即能够较均匀的通过进气孔板1001上的小孔进入到真空箱内腔108内，同时并控制进气竖向导风板1003的沿纵向的高度小于进气孔板1001的高度。这样加热后的惰性气体氮气即能形成均匀的热氮气，使真空箱内腔108内的温度误差控制±1.5℃范围内；并且能够保证真空箱内腔108内加热氮气在规定的时间内由常温状态下升温度至规定的105-120℃的范围。
所述热惰性气体出气单元包括惰性气体出气风道11、出气孔板1101、出气前侧板1102、出气后侧板1103、出气上导风板1104；惰性气体出气风道11设于真空箱内腔108内与加热惰性气体进气风道10相对另一侧，由出气孔板1101、出气前侧板1102、出气后侧板1103和与加热惰性气体进气风道10相对另一侧的真空箱内腔的内侧壁面构成的通道；出气孔板1101沿竖向的两侧边分别与出气前侧板1102、出气后侧板1103相连接；出气上导风板1104设于惰性气体出气风道11的顶部并与设于真空箱1顶壁面上的惰性气体出口106相对应相通。
如图1、2所示，所述惰性气体与风道切换系统包括结构相同的两置换气组合单元第一置换气组合单元3和第二置换气组合单元5；两置换气组合单元相对应于加热箱2设置，第一置换气组合单元3通过相应机构与连接于加热箱2上的吸风机204的进气口端的吸风机进气接口205相对应连接通，本实施方式即采用第一置换气组合单元3的三通304的与直通管相垂直的一端与加热箱出气管4的一端相连接，而另一置换气组合单元则通过相应的连接管道与加热箱2的出气接口端的加热箱出气接口206相对应连接通，同样本实施方式的另一置换气组合单元即为第二置换气组合单元5，其结构与第一置换气组合单元3相同，但与加热箱2相对称安装设计，即第二置换气组合单元5是安装于加热箱2相连接的吸风机204的进气口端上；
如图7、8所示，所述第一置换气组合单元3包括硅胶快装垫片301、上快装接头302、三通连接盘303、三通304、活塞盘305、安装法兰306、气缸307、下快装接头107，气缸307一端连接活塞盘305并通过安装法兰306、硅胶快装垫片301、上快装接头302安装于三通304的直通管的一端上，三通304的直通管的另一端则通过硅胶快装垫片301、下快装接头107、三通连接盘303连接于加热箱2的相应位置上的加热惰性气体进口101端，三通304还与加热箱内腔202相连接通；三通304的与直通管相垂直的一端连接于加热箱出气管4的一端上，加热箱出气管4的另一端则连通于加热箱2的热气出口端的加热箱出气接口206上；而第二置换气组合单元5的三通相垂直的一端通过相应的加热箱进气管6连接于吸风机204的风机进气接口205端相连接通；其直通管上装有与气缸相对应的另一端则与加热箱2顶端上的惰性气体出口106相连接通。
为了实现本发明的薄膜电容热聚合装置结构更优，电源控制系统7，加热箱2及吸风机204及第一置换气组合单元3、第二置换气组合单元5及相关的配套组件均设于加热箱2的顶部。
本发明的另一目的，利用上面所述薄膜电容热聚合装置进行薄膜电容热聚合处理的工艺方法，具体包括如下方法步骤：
1)抽真空处理，将装有薄膜电容芯子的电容芯片夹具车12置于真空箱1的真空箱内腔108内，关闭真空箱门，关闭氮气进气电磁阀，启动第一置换气组合单元3和第二置换气组合单元5上气缸，使与气缸连接的活塞盘下移，关闭两对应三通通道，打开抽真空管道，启动外部吸风机通过抽真空接口105对真空箱内腔108抽真空，即抽真空接口105仅是在抽真空时打开，抽完真空后即关闭，在对氮气进行加热循环时同样关闭，使薄膜电容芯子在真空状态下，进行抽真空处理，控制真空箱内腔108内的真空度为5-7mba或10.5-11.5mba，可根据实际需要进行调整，使薄膜电容芯子在此真空状态下保持5-10分钟，让产品芯子内部的水汽和空气充分抽出；
2)充惰性气体处理，关闭外部吸风机和抽真空管道，打开电磁阀将惰性气体从真空箱1上的惰性气体进口102注入到真空箱内腔108内，即在充氮气时惰性气体进口102打开，而其他的时间则关闭，使惰性气体充满真空箱内腔至常压状态，使薄膜电容芯子处于常压的惰性气体氛围中，为惰性气体氛围薄膜电容芯子；
3)惰性气体循环聚合热处理，关闭电磁阀，启动第一置换气组合单元3和第二置换气组合单元5上气缸，使与气缸连接的活塞盘上移，打开两对应三通通道，启动吸风机204，将真空箱1内氮气吸入加热箱内腔202内，将加热箱2接通电源使加热箱内腔202内的加热管203开始对惰性气体进行循环加热处理，使加热后的热惰性气体不断在装有薄膜电容芯子的真空箱内腔108内形成热惰性气体的循环，对薄膜电容芯子在惰性气体氛围条件下进行聚合热处理相应时间后，关闭加热箱2，再降温至常温状态；然后，启动两气缸关闭两对应三通通道，打开抽真空管道，启动外部吸风机，再二次抽真空处理后，再二次充惰性气体至真空箱内腔为常压条件下，得热聚合处理薄膜电容芯子产品；
其具体操作方法步骤是：a)、操作电源控制系统7使加热箱2及加热箱内腔202内的加热管203及吸风机204电源接通开始加热与吸送风工作；
b)、加热箱内腔202内的惰性气体在加热管203的加热作用下，于10-30分钟加热至105-120℃，为加热惰性气体；
c)加热箱内腔202内加热后的加热惰性气体在吸风机204风力作用下，从连接于加热箱2上的加热箱出气管4、第一换气组合体单元3的三通304的直通管及加热惰性气体进口101进入到真空箱内腔108内的加热惰性气体进气风道10内；
加热惰性气体进气风道10内的加热惰性气体从进气孔板1001上的透气小孔进入到真空箱内腔108内，对位于真空箱内腔108内的放置于电容芯片夹具车12上的薄膜电容芯子进行热聚合处理后，再从出气孔板1101上的透气小孔进入到惰性气体出气风道11及惰性气体出口106和第二换气组合体单元5的直通管进入到吸风机204的吸风机进气接口205循环再进入到加热箱2的加热箱内腔202内继续加热，并通过电源控制系统7控制加热惰性气体的温度和时间；
d)降温、二次抽真空与二次充惰性气体，对真空箱内腔108内的加热惰性气体降温至常温状态下，对真空箱内腔108进行二次抽真空处理后，然后再充入常温度条件下的惰性气体，至真空箱内腔108为常压状态，打开真空箱门，推出电容芯片夹具车12，即得到热聚合处理薄膜电容芯子产品；
对惰性气体即氮气进行循环加热处理是采用对惰性气体进行循环梯度加热，控制循环梯度加热时间为25-35分钟内，将真空箱内腔108内的惰性气体从温度为25-30℃，加热升温至105-120℃，并于此温度条件下保温7.5-8.5小时。
下述具体实施例中未说明之处均是与本具体实施方式及说明书中的说明内容相同。
其简单的工艺流程为：将需要聚合热处理的薄膜电容芯片置于电容芯片夹具车12中，通过夹具固定后，推入真空箱内腔108内，即是真空箱放入产品-热风管道关闭--抽真空负压设定值至5-7mba-真空保持，在此真空条件下保持5-10分钟--箱体内充氮气至常压-热风管道开启--氮气循环梯度加热，30分钟左右，从30℃升至105-115℃，保温8-8.5小时，--抽真空--充氮气：打开真空箱1的门，从真空箱内腔108内取出薄膜电容芯片。
实施例1
具体实施操作方式是：
如图1-10所示，将需要聚合热处理的薄膜电容芯片置于电容芯片夹具车12中，通过夹具固定后，推入真空箱内腔108内，将进入到真空箱内腔108内的所有通道关闭，接通电源控制系统7的电源，对真空箱内腔108进行抽真空处理，控制真空箱内腔108的真空度为10.5-11.5mba，并在此真空度的状态下保持10分钟；对薄膜电容芯片进行抽真空处理，抽真空处理结束后，向真空箱内腔108内充入惰性气体氮气，至真空箱内腔108内的氮气到常压状态后；然后启动热风循环加热系统，对惰性气体氮气进行加热处理，加热箱2内腔的加热管203开始对加热箱内腔202内的惰性气体氮气进行加热，同时吸风机204工作将真空箱内腔108内的惰性气体氮所由真空箱内腔108内的惰性气体出气风道11、及设于真空箱2顶部上的位于惰性气体出气风道11上方的惰性气体出口106、加热箱进气管6及与加热箱进气管6相连接的第二置换气组合单元5的三通管道，进入到加热箱内腔202内，经加热管203加热后的惰性气体氮气，则以由加热箱出气接口206经加热箱出气管4及第一置换气组合单元3的三通304，由加热惰性气体进口101进入到加热惰性气体进气风道10内，加热后的氮气再由进气孔板1001上的透气小孔进入到装有电容芯片夹具车12中的真空箱内腔108内，使需要进行热聚合处理的薄膜电容芯片在加热的惰性气体即热氮气的氛围条件下热聚合处理，如此在吸风机204的风力作用，使真空箱内腔108内的氮气不断形成循环加热，控制在30分钟的时间，使惰性气体氮气的温度加热至110℃，并在此温度下保持8小时；当热聚合处理结束后，停止加热，冷却至常温后，对真空箱内腔108进行二次抽真空处理，然后再二次充惰性气体氮气至真空箱内腔108内为常压状态下，使热聚合处理的薄膜电容芯子在整个热聚合处理过程中，全程均避免和氧气和水派出接触，在热聚合结束时，芯子内部也时填充氮气，减少了金属膜的氧化程度，提升产品电参数性能。通过氮气循环进行加热，与真空状态下依靠加热管热辐射的方式相比，箱体内温差一致性大幅度提升，更好地确保产品的稳定性和一致性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本范围由所附权利要求及其等同物限定。均落入本专利保护法范围。
Claims (7)
1.一种薄膜电容热聚合装置，包括真空箱（1）、热风循环加热系统、惰性气体与风道切换系统，电源控制系统（7），于真空箱（1）内设真空箱内腔（108），电容芯片夹具车（12），其特征是所述热风循环加热系统包括设于真空箱（1）外部并与真空箱（1）相对应连接的气体加热装置和设于真空箱内腔（108）的热风循环装置；
所述气体加热装置包括加热箱（2）、加热箱外壳（201）、加热箱内腔（202）、加热管（203）、吸风机（204）、吸风机进气接口（205）、加热箱出气接口（206）、加热箱出气管（4）及加热箱进气管（6）；加热箱内腔（202）设于加热箱外壳（201）内，而加热管（203）设于加热箱内腔（202）内，连接于吸风机（204）上的吸风机进气接口（205）连接于加热箱进气管（6）一端上，加热箱进气管（6）的另一端与真空箱内腔（108）相连通；加热箱出气管（4）一端连接于加热箱（2）上的加热箱出气接口（206）上，另一端通过相应连接管连通于真空箱内腔（108）；
所述热风循环装置包括加热惰性气体进口（101）、惰性气体进口（102）、抽真空接口（105）、惰性气体出口（106）及加热惰性气体混合均匀器；所述加热惰性气体混合均匀器包括热惰性气体均匀单元和热惰性气体出气单元；热惰性气体均匀单元和热惰性气体出气单元分别相对应的设于真空箱内腔（108）两侧，加热惰性气体进口（101）、惰性气体进口（102）、抽真空接口（105）、惰性气体出口（106）均设于真空箱（1）的顶部并均与真空箱内腔（108）相通；加热惰性气体进口（101）与热惰性气体均匀单元相对应，惰性气体出口（106）则与热惰性气体出气单元相对应；
所述热惰性气体均匀单元包括加热惰性气体进气风道（10）、进气孔板（1001）、进气后侧板（1002）、进气竖向导风板（1003）、进气前侧板（1004）和进气导风部，
所述加热惰性气体进气风道（10）设于真空箱内腔（108）的一侧，由进气孔板（1001）、进气后侧板（1002）、进气竖向导风板（1003）、进气前侧板（1004）相包围连接构成，进气孔板（1001）和进气竖向导风板（1003）相对应设置，进气竖向导风板（1003）设于真空箱内腔（108）一侧壁面与进气孔板（1001）之间，进气孔板（1001）和进气竖向导风板（1003）沿竖向的两侧边分别与进气后侧板（1002）和进气前侧板（1004）相对应连接，进气导风部设于加热惰性气体进气风道（10）的顶部并与设于真空箱（1）顶壁面上的加热惰性气体进口（101）相对应相通；
所述热惰性气体出气单元包括惰性气体出气风道（11）、出气孔板（1101）、出气前侧板（1102）、出气后侧板（1103）、出气上导风板（1104）；惰性气体出气风道（11）设于真空箱内腔（108）内与加热惰性气体进气风道（10）相对另一侧，由出气孔板（1101）、出气前侧板（1102）、出气后侧板（1103）和与加热惰性气体进气风道（10）相对另一侧的真空箱内腔的内侧壁面构成的通道；出气孔板（1101）沿竖向的两侧边分别与出气前侧板（1102）、出气后侧板（1103）相连接；出气上导风板（1104）设于惰性气体出气风道（11）的顶部并与设于真空箱（1）顶壁面上的惰性气体出口（106）相对应相通；
所述惰性气体与风道切换系统包括结构相同的两置换气组合单元第一置换气组合单元（3）和第二置换气组合单元（5）；两置换气组合单元相对应于加热箱（2）设置，一置换气组合单元通过相应机构与连接于加热箱（2）上的吸风机（204）的进气口端的吸风机进气接口（205）相对应连接通，而另一置换气组合单元则通过相应的连接管道与加热箱（2）的出气接口端的加热箱出气接口（206）相对应连接通。
2.根据权利要求1所述的一种薄膜电容热聚合装置，其特征是所述进气导风部包括进气上导风板一（1005）、进气上导风板二（1006）；进气上导风板一（1005）和进气上导风板二（1006）成规则或不规则的Y形状结构设于加热惰性气体进气风道（10）的上部；进气上导风板二（1006）的一边连接于进气孔板（1001）的位于真空箱内腔（108）顶部一端，而进气上导风板一（1005）的一边则连接于远离进气孔板（1001）一侧的进气后侧板（1002）和进气前侧板（1004）的相应位置上，并与进气上导风板二（1006）构成气体导风入口；
所述加热惰性气体进气风道（10）设计为喇叭口结构，并与进气上导风板一（1005）和进气上导风板二（1006）构成的气体导风入口相对应，其进气竖向导风板（1003）沿纵向方向的垂直面成α角度，进气竖向导风板（1003）的两侧边分别相对应的连接于进气后侧板（1002）和进气前侧板（1004）相应位置上，控制α角在1.5-4.5度；并控制进气竖向导风板（1003）的沿纵向的高度小于进气孔板（1001）的高度。
3.根据权利要求1所述的一种薄膜电容热聚合装置，其特征是所述第一置换气组合单元（3）包括硅胶快装垫片（301）、上快装接头（302）、三通连接盘（303）、三通（304）、活塞盘（305）、安装法兰（306）、气缸（307）、下快装接头（107），气缸（307）一端连接活塞盘（305）并通过安装法兰（306）、硅胶快装垫片（301）、上快装接头（302）安装于三通（304）的直通管的一端上，三通（304）的直通管的另一端则通过硅胶快装垫片（301）、下快装接头（107）、三通连接盘（303）连接于加热箱（2）的相应位置上的加热惰性气体进口（101）端，并与加热箱内腔（202）相连接通；三通（304）的与直通管相垂直的一端连接于加热箱出气管（4）的一端上，加热箱出气管（4）的另一端则连通于加热箱（2）的热气出口端的加热箱出气接口（206）上；而第二置换气组合单元（5）的三通相垂直的一端通过相应的加热箱进气管（6）连接于吸风机（204）的风机进气接口（205）端相连接通；其直通管上装有与气缸相对应的另一端则与加热箱（2）顶端上的惰性气体出口（106）相连接通。
4.一种利用权利要求1所述薄膜电容热聚合装置进行薄膜电容热聚合处理的工艺方法，包括如下方法步骤：
1）抽真空处理，将装有薄膜电容芯子的电容芯片夹具车（12）置于真空箱（1）的真空箱内腔（108）内，关闭真空箱门及各对外接管通道，对真空箱内腔（108）抽真空，使薄膜电容芯子在真空状态下，进行抽真空处理，为抽真空处理电容芯子；
2）充惰性气体处理，将惰性气体从真空箱（1）上的惰性气体进口（102）注入到真空箱内腔（108）内，使惰性气体充满真空箱内腔至常压状态，使薄膜电容芯子处于常压的惰性气体氛围中，为惰性气体氛围薄膜电容芯子；
3）惰性气体循环聚合热处理，将加热箱（2）开通电源使加热箱内腔（202）内的加热管（203）开始对惰性气体进行循环加热处理，使加热后的热惰性气体不断在循环状态下的充入装有薄膜电容芯子的真空箱内腔（108）内，形成热惰性气体的循环，对薄膜电容芯子在惰性气体氛围条件下进行聚合热处理相应时间后，再降温至常温状态；然后，再二次抽真空处理后，再二次充惰性气体至真空箱内腔为常压条件下，取出得热聚合处理薄膜电容芯子产品。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是步骤1）抽真空处理，是控制真空箱内腔（108）内的真空度为5-7 mba或10.5-11.5 mba，使薄膜电容芯子在此真空状态下保持8-40分钟。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征是步骤3）惰性气体循环聚合热处理，其方法步骤是：
a）、操作电源控制系统（7）使加热箱（2）及加热箱内腔（202）内的加热管（203）及吸风机（204）电源接通开始加热与吸送风工作；
b）、加热箱内腔（202）内的惰性气体在加热管（203）的加热作用下，于10-30分钟内加热至105-120℃，为加热惰性气体；
c）加热箱内腔（202）内加热后的加热惰性气体在吸风机（204）风力作用下，从连接于加热箱（2）上的加热箱出气管（4）、第一置换气组合单元（3）的三通（304）的直通管及加热惰性气体进口（101）进入到真空箱内腔（108）内的加热惰性气体进气风道（10）内；
加热惰性气体进气风道（10）内的加热惰性气体从进气孔板（1001）上的透气小孔进入到真空箱内腔（108）内，对位于真空箱内腔（108）内的放置于电容芯片夹具车（12）上的薄膜电容芯子进行热聚合处理后，再从出气孔板（1101）上的透气小孔进入到惰性气体出气风道（11）的惰性气体出口（106）和第二置换气组合单元（5）的直通管进入到吸风机（204）的吸风机进气接口（205）循环再进入到加热箱（2）的加热箱内腔（202）内继续加热，并通过电源控制系统（7）控制加热惰性气体的温度和时间；
d）降温、二次抽真空与二次充惰性气体，对真空箱内腔（108）内的加热惰性气体降温至常温状态下，对真空箱内腔（108）进行二次抽真空处理后，然后再充入常温度条件下的惰性气体，至真空箱内腔（108）为常压状态，打开真空箱门，推出电容芯片夹具车（12），即得到热聚合处理薄膜电容芯子产品。
7.根据权利要求4或6所述的方法，其特征是步骤3）惰性气体循环聚合热处理，对惰性气体进行循环加热处理是采用对惰性气体进行循环梯度加热，控制循环梯度加热时间为25-35分钟内，将真空箱内腔（108）内的惰性气体从温度为25-30℃，加热升温至105-120℃，同时控制温度误差范围在±1.5℃，并于此温度条件下保温7.5-8.5小时。
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