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一种400V缩体型的铝电解电容器制造方法
发布者:beryl 来源: 发布时间:2016/6/28 8:55:17

  随着电子科技的发展,在电子整机的产品已经成为迷你小型化的舞台,在电子元器件上的体积要求也相对限制着尺寸,几乎缩到极限。如何能达到极限尺寸的要求,这就给了我们铝电解电容器企业的制造技术出了一道考题。目前我国很多的铝电解电容器企业都面临感叹,在制造过程遇到了种种的问题:(1)在客户的使用中常出现问题爆炸、失效等等。(2)制造生产过程中也同样发生,在老化时出现爆炸频繁、引线发黑,组立时素子偏大不良品过高。要如何减少前两点的问题发生,以下本人提些技术见解。

  一、阳极箔
    以目前我国的阳极箔生产商的工艺几乎100%都是采用铺面式化成,而国外日本则是莰入式化成。
    莰入式的阳极箔优点:第一,能使氧化膜深入铝箔的深层,在产品的高温使用中不易出现氧化膜脱落造成失效;第二,莰入式的阳极箔抗折弯度强、不易在卷绕时断箔的现象;第三,莰入式的铝箔厚度比较薄、素子小、体积上有优势;第四,由于是氧化膜是莰入到铝箔深层、氧化膜的存量较多比容相对要高、对产品的容量设计面积上能够缩小空间优势。因此,使用莰入式的阳极箔即好用又方便。
    莰入式的阳极箔缺点:价格贵、对产品制造成本没有优势、给在市场竞争上得不到有利的优势、在一般的情况不 建议使用。
    表面化成式的阳极箔优点:价格便宜、对市场竞争有优势。
    表面化成式的阳极箔缺点:第一,表面的氧化膜在高温使用时容易出现脱落,使产品的容量衰减过快,达不到有效的寿命时间;第二,由于是在表面上化成,因此比容在增加的同时,阳极的厚度也增加,素子的外径相对增加,减少了产品内部的空间,造成制造上的困难;第三,如果阳极箔的厚度过厚,铝箔的抗弯能力就会下降,容易在卷绕的过程产生断箔;第四,如果阳极箔的厚度超过120μM,钉接时的接触阻抗增加,抗温能力减弱,容易产生火花而爆炸.

   主要的应用方案有以下几个:
   1.老化电压不宜过高:一般在常温老化电压为430V~440V,高温老化电压为410V~420V,这样就能减少内部由于高电压产生内部压力,减轻老化爆炸率。
   2.在钉接时尽量采用预冲孔的钉接机,将钉接后的接触阻抗值控制在≤1.0Ω以下,能有效的降低在老化时所产生的火花。
   3.卷绕机的卷针尽量减小和研磨,缩小外径体积,增加内部的空间,就能减轻了内部的压力。
   4.尽可能在钉接时多增加花瓣的数量,减轻钉接的接触阻抗,接触阻抗越小,内部发热量同时减少。
   二、阴极箔的应用
   1.阴极箔在极性的铝电解电容中也是起到关键作用,由于其本身是在电子整机中起负极作用,因此它的比容相对要比阳极箔高出数十倍或百倍,经过电流及纹路的冲击,容易产生氢气,氢气量越大,内压饱和就超强,容易超出铝壳本身抗压强度,在最薄弱的地方形成爆炸失效。
   2.阴极容易受到电极磁场的干扰而吸收电压,一般都有1~3V,电流越大磁场就越强,同时内阻过低也会形成同样效应。
   3.产品使用的温度超出额定的温度,磁场同时也增大,阴极受到干扰的机率就增加,如果阴极受到干扰后会快速升温产气,使氢气远远超出了电解液消氢的范围,造成产品内压力不断增加直到爆炸。

  主要的应用方案有以下几个:
  1.降低阴极箔的比容,减轻由于大电流冲击时所产生的氢气,降低内部压力。
  2.收的电压在阴极处产气。
  3.尽可能的利用消氢化合物解除氢气所带来的不良因素,合理的控制产气量,减轻内压。
  三、导针的应用
    在众多的导针生产商一般分为四种:高化导针;一般化成导针;G1、G2、G3导针。高化导针约500~700V电压;一般普通化成的导针的化成电压约250V;G1、G2、G3导针以纯度区分,G1为93%、G2为96%、G3为99.93~99.97%。导针的使用不当容易造成引线烧伤或腐蚀断裂,同时也容易造成产品打火击穿而爆炸。
   主要的应用方案有以下几个:
   1.尽可能的采用高电压化成的导针,因为电压超高抗温性能就越好。
   2.在尽可能的前提下使用铜导针最为佳,因为铜的抗热性能要比锡的好得多。
   3.可在导针的CP线上增粗0.01~0.02mm,因为CP线越粗它的抗纹波电流就越强。
  四、电解纸的应用
     电解纸在电容器的使用中主要是起到绝缘的作用,纸在电容器中也起到致关重要的位置,是电容器的八大材料之一。它分例为:木浆纸、麻锂拉及麻锂拉麻等。在纸的应用中有其本身的密度、厚度、复合形和单合形。在设计产品时如果没有合理地应用好,会给产品带来不良因素,例如:DF不良、LC不良、产品的爆炸不良、寿命的不良、SH的不良、浸润性的不良等现象。
主要的应用方案有以下几个:
    1.尽可能的采用高密度的电解纸。比如80~90μM,密度越高防击穿率越强,爆炸的不良相对要减少很多。
    2.尽可能采用双层电解纸。由于它是双层式,它能有效的填补密度不足的漏洞,能够有效的防止铝硝和其它的异物穿透产生短路。

    3.采用复合的电解纸。它能有效的阻止火花的穿透性,并且其本身搞拉强度高,在制造过程中不易被拉纸夹拉断而产生SH短路。
   五、铝壳的应用:
     铝壳工艺的制作完成:有冷挤形铝壳和拉伸型铝壳。冷挤形为一次性冲出来的;拉伸型是经过两次成型。冷挤型的铝壳相对软和、抗压能力弱;而拉伸型铝壳则相反。并且拉伸型的铝壳制造时束腰和封口都相对光滑美观,而冷挤型的在制造过程中容易产生毛刺、裸品的封口容易凹凸。在缩体型高电压的电解电容器产品中设计尽量使用拉伸型。
  六、老化工艺的应用
     产品制造的后首工序老化时,由于它是缩体型,铝箔和电解纸的搭配留边量都很少,通常都是在0.5~1.0mm之间。因此老化的电压不宜过高,因为过高电压容易从铝箔两端处打火击穿而短路爆炸。在400V规格的老化电压最好控制在常温老化电压为430~440V而高温的老化电压最好控制在410~420V。在制造的各道工序特别钉接和组立工序不能直接裸手接触,如果一旦裸手接触氯锂子在电容器产品老化时会快速入侵腐蚀铝箔造成产品的失效及减短了它的寿命。

 

作者:黄永福  绿宝石股份技术高级工程师

 

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