提高鋁電解電容器合格率的多元化技術(shù)

陳健

[摘? ? 要]在家用電器、儀器儀表和電子設(shè)備中，鋁電解電容器被廣泛使用，可以提高設(shè)備性能。其大容量受到企業(yè)的廣泛歡迎。隨著人們對電子產(chǎn)品性能要求的提高，有必要對其制造工藝進(jìn)行優(yōu)化和升級，以滿足人們多樣化的使用需求。多元化技術(shù)的使用可以促進(jìn)多元化技術(shù)合格率的提高，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、增強(qiáng)市場競爭力。通過介紹鋁電解電容器的生產(chǎn)工藝流程，探討了鋁電解電容器產(chǎn)品不合格的主要問題及原因，并依此提出了有效提高鋁電解電容器合格率的多元化技術(shù)應(yīng)用策略。

[關(guān)鍵詞]鋁電解電容器;合格率：多元化技術(shù)

[中圖分類號]TM535 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2020）10–00–03

Diversified Technologies to Improve the Qualification Rate of

Aluminum Electrolytic Capacitors

Chen Jian

[Abstract]In household appliances， instruments and electronic equipment， aluminum electrolytic capacitors are widely used， which can improve equipment performance. Its large capacity is widely welcomed by enterprises. As people's requirements for the performance of electronic products increase， it is necessary to optimize and upgrade their manufacturing processes to meet people's diverse use needs. The use of diversified technologies can promote the improvement of the qualification rate of diversified technologies， and is an effective means to improve the economic efficiency of enterprises and enhance market competitiveness. By introducing the production process of aluminum electrolytic capacitors， the main problems and reasons for the unqualified aluminum electrolytic capacitor products are discussed， and a diversified technology application strategy to effectively improve the qualification rate of aluminum electrolytic capacitors is proposed.

[Keywords]aluminum electrolytic capacitor; pass rate： diversified technology

1 概述

目前，我國鋁電解電容器的生產(chǎn)工藝相對成熟，但在使用過程中仍不可避免地會受到相關(guān)因素的影響，產(chǎn)品合格率無法保證。在實際生產(chǎn)過程中，要密切關(guān)注影響產(chǎn)品合格率的相關(guān)因素，通過合理有效的措施改進(jìn)工作。鋁電解電容器在制造過程中受到多種因素的影響，導(dǎo)致其合格率下降，不僅增加了生產(chǎn)成本，還影響了電子產(chǎn)品的性能。隨著科技的不斷發(fā)展，企業(yè)也應(yīng)加大資金和技術(shù)支持力度，促進(jìn)鋁電解電容器合格率的提高。特別是在當(dāng)前市場競爭日益激烈的趨勢下，企業(yè)只有保證鋁電解電容器的質(zhì)量，才能樹立良好的企業(yè)形象，贏得市場和客戶的信任。鋁電解電容器的開路、短路和能耗增加是生產(chǎn)中常見的問題，也是合格率下降的主要原因。多元化工藝技術(shù)的應(yīng)用可以逐步優(yōu)化鋁電解電容器存在的問題，從不同方面改進(jìn)鋁電解電容器的制造工藝，促進(jìn)其合格率的提高。在技術(shù)應(yīng)用中，要嚴(yán)格遵循技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對關(guān)鍵環(huán)節(jié)的控制。

2 鋁電解電容器的生產(chǎn)工藝

2.1 應(yīng)該進(jìn)行蝕刻處理

陽極和陰極一般為高純度薄鋁箔，高純度薄鋁箔的厚度應(yīng)控制在0.02～0.12mm之間。腐蝕與電解液接觸的鋁箔表面結(jié)合腐蝕可以促進(jìn)容量的提高。蝕刻處理可以在它的表面形成數(shù)以千計的小條。

2.2 氧化膜的形成

應(yīng)確保陽極箔表面附著有電容器電解液，陽極箔屬于氧化鋁層，其厚度與電壓有關(guān)，以促進(jìn)氧化膜的形成。電壓是決定氧化膜厚度的直接因素。通常，在形成電壓和工作電壓之間有一個比例系數(shù)。因為微帶溝道將被氧化物覆蓋，所以可以通過調(diào)整箔和蝕刻工藝來選擇溝道的蝕刻類型。

2.3 切片

鋁箔卷通常是寬度為0.4～0.5m的長條，經(jīng)過蝕刻和成型工藝后，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)制造的實際需要進(jìn)行切片。

2.4 鐵芯繞組應(yīng)完成

鋁箔切片完成后，將離型紙放入繞線機(jī)中，放置陽極箔。核心結(jié)構(gòu)形成后，應(yīng)該是柱狀的。在卷繞機(jī)上設(shè)置一層絕緣紙，然后放置陽極箔，然后設(shè)置一層絕緣紙，最后放置陰極箔，并將其卷繞成柱狀芯結(jié)構(gòu)，帶狀壓敏膠帶設(shè)置在外部，以避免松芯問題。隔離紙屬于陰極箔和陽極箔之間的襯墊層，可以避免兩個箔之間的接觸，防止短路。它還能吸附和儲存液體中的電解質(zhì)載體。

2.5 注入液體電解質(zhì)

芯內(nèi)填充有電解液，使隔離紙能夠充分吸收并滲透到毛細(xì)腐蝕管道中。在此注射過程中，芯體主要浸入電解液中，同時被加熱（或不被加熱），從而形成真空高壓循環(huán)處理模式。對于小容量電容器，只需要浸沒和吸收。電解質(zhì)是各種化學(xué)成分的混合物。由于溫度范圍和電壓的不同，其具體組成部分也會有一些差異。當(dāng)注入液體電解質(zhì)時，應(yīng)被隔離紙吸收，并被毛細(xì)腐蝕管道穿透。

2.6 制粒（密封和環(huán)剝）

電容器的核心被密封在一個金屬外殼里，大部分是鋁制的。為了釋放生成的氫氣，不應(yīng)進(jìn)行絕對密封。當(dāng)內(nèi)外壓差超過一定值時，氫氣可以單向滲透橡膠，從而有效避免開裂的危險。

2.7 套印

外殼根據(jù)產(chǎn)品規(guī)格，包括產(chǎn)品容量和正負(fù)極。

2.8 老化和分類

此外，在此過程中應(yīng)有效控制DC電流和電壓，這需要施加超過額定電壓但低于地層電壓的DC。老化后單獨檢驗，合格、泄漏、高容量產(chǎn)品單獨檢驗。

2.9 應(yīng)進(jìn)行編織包裝和入庫處理

根據(jù)客戶要求，如裝箱規(guī)格、數(shù)量、是否剪腳等。

3 鋁電解電容器產(chǎn)品不合格的主要問題及原因

（1）鋁電解電容器開路，線內(nèi)安裝不能保證正常運(yùn)行。安裝電路受外部因素影響，會出現(xiàn)干芯封裝、引線鉚接不良等問題，導(dǎo)致鋁電解電容器開路問題。

（2）鋁電解電容器正負(fù)極短路導(dǎo)致整個機(jī)電設(shè)備的電源線短路，對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)有一定的影響。氧化膜和電解紙的絕緣損壞會導(dǎo)致這種現(xiàn)象。鋁電解電容器的正負(fù)極短路往往導(dǎo)致整個機(jī)電設(shè)備的電源短路，不僅會導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行故障，還會威脅到人身安全。短路問題主要是由電解紙和氧化膜之間的絕緣損壞引起的。

（3）鋁電解電容器會出現(xiàn)能耗增加的問題，這將使它們無法使用[2]。這種問題主要是由于密封梁的深度和密封材料不符合設(shè)計要求和鋁電解電容器密封材料和密封梁深度不到位造成的，鋁電解電容器的膠塞由于機(jī)械應(yīng)力的存在會發(fā)生泄漏，降低了鋁電解電容器的容量，增加了損耗，最終導(dǎo)致電容器失效。

（4）鋁電解電容器引腳間距不合格也很常見，主要是因為生產(chǎn)中膠帶沒有對齊。磁帶錯位和錯位導(dǎo)致單個電容器之間的引腳間距無法檢測，貼上的鋁電解電容器間距不合格，對客戶的產(chǎn)品體驗產(chǎn)生了一定的影響。

（5）鋁電解電容器還受到漏電流增加的影響，導(dǎo)致其質(zhì)量問題，如氧化膜的劣化和缺陷以及電解液量的減少，這些是產(chǎn)生這類問題的主要原因。鋁電解電容器的高容量問題是由鋁箔的比容量過大和鋁箔的卷繞尺寸過長造成的。

4 提高鋁電解電容器多元化技術(shù)的合格率

4.1 提高鋁箔產(chǎn)品的性能

鋁箔的腐蝕會使鋁箔表面存在微孔，并能有效提高其靜電儲存能力。陽極氧化用于鋁箔，這是一種化學(xué)蝕刻方法。鋁原子和氧原子在溶液中結(jié)合，在鋁箔表面形成氧化膜介質(zhì)層，以滿足特定電壓的要求。因此，技術(shù)人員應(yīng)該對電化學(xué)原理進(jìn)行深入的研究和分析。平腐蝕是鋁在堿液中的主要腐蝕形式，不利于鋁箔產(chǎn)品性能的提高。因此，酸性溶液可用于蝕刻以改善電化學(xué)過程中的產(chǎn)品性能。同時，應(yīng)控制外部環(huán)境因素，如液體溫度、溶液成分、電流頻率和大小、液體濃度和流動狀態(tài)等，這也是提高鋁箔產(chǎn)品性能的有效途徑[3]。水化處理、熱處理和保護(hù)膜處理是預(yù)處理的三種主要形式。在高溫環(huán)境下，由于鋁和氧之間的化學(xué)反應(yīng)，鋁箔表面會形成一層氧化膜，可以有效控制電源的使用，避免電能浪費(fèi)的問題。中高壓鋁箔在高溫沸水中的水合作用可以促進(jìn)水合氧化膜的形成，控制凝膠絮凝劑。磷酸形成液體體系、硼酸形成液體體系和己二酸形成液體體系是不同的電解質(zhì)形成液體體系。強(qiáng)耐水性和穩(wěn)定性是硼酸形成液體體系的主要特征，主要用于形成低壓箔。如果在高壓箔的形成中使用硼酸來形成液體體系，則氧化膜的質(zhì)量難以保證，因此可以使用己二酸或磷酸來形成液體體系。

4.2 提高電解液性能的穩(wěn)定性

電解液是影響鋁電解電容器壽命的關(guān)鍵原材料。特別是低壓長壽命電解液更難制造，因為低壓鋁電解電容器需要極低的等效串聯(lián)電阻。然而，在降低電阻值的同時，意味著鋁電解電容器中電解液的含水量會上升，處理后可能會立即發(fā)生水化現(xiàn)象（水化現(xiàn)象是電解液中的水通過氧化膜與鋁箔中的鋁基直接反應(yīng)，形成高溫并釋放出大量的熱能，使電解液迅速汽化，電解電容器的容量迅速衰減的過程）。極低等效串聯(lián)電阻在低壓鋁電解電容器中的應(yīng)用可以提高其使用性能，但制造難度很大。鋁電解電容器的電解質(zhì)水含量會隨著電阻值的降低而增加，在生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生水化問題。

因此，有效控制水化速率和提高其穩(wěn)定性是改善電解質(zhì)性能的主要途徑，可以通過以下方法解決：①通過添加長鏈結(jié)晶有機(jī)結(jié)構(gòu)組分，性能不穩(wěn)定的電解液的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到明顯提高，從而保證了產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性;②采用無水電解液降低含水量和水化，有效提高鋁電解電容器的使用壽命;③電解液中的添加劑可以降低蒸氣壓，改善防起爆等特殊功能技術(shù)，防止結(jié)晶水的形成，起到阻燃作用，有效防止起爆過程中燃燒的發(fā)生。

4.3 鉚接和除塵改進(jìn)措施

鋁電解電容器的性能也將直接受到鉚接工藝的影響[4]，因此有必要保證翻花的均勻性，有清晰的花瓣和剝落3/4以上的花瓣。合理控制鉚接厚度和鉚接點開裂可以防止制造過程中水基產(chǎn)品的水化。鉚接工作中，還應(yīng)加強(qiáng)對粉塵的有效處理，設(shè)備自身吸塵口的風(fēng)力應(yīng)在0.8m/s以內(nèi)，安裝集中吸塵裝置可將吸塵口的風(fēng)力提高到30m/s左右，有效提高其吸塵效果。除塵技術(shù)的應(yīng)用可以防止產(chǎn)品的擊穿和短路，提高鋁電解電容器的合格率。刺鉚花的形狀要求刺鉚花瓣要翻轉(zhuǎn)，花瓣要大而清晰?；ò暝阢U的中心，幾個花瓣的中心在一條直線上。超過3/4的花瓣需要合格（圖1），不合格的花朵形狀，如圖2。

如果改進(jìn)前的鉚釘圖案沒有展平，由于不能自動檢測，鉚釘?shù)暮穸葧龉?，鉚接后表面會有毛刺，導(dǎo)致最終產(chǎn)品的性能不合格;但是，經(jīng)過改進(jìn)，刺鉚花形的展平厚度可以實現(xiàn)限位和防呆。

如果鉚接過程中灰塵和雜質(zhì)混在一起，鉚接毛刺會很大，影響厚度，最終導(dǎo)致鋁電解電容器短路，因此設(shè)備應(yīng)配備除塵裝置。原除塵管道為塑料軟管，存在位置不固定的問題，不能達(dá)到預(yù)期的除塵效果;使用金屬除塵風(fēng)管可以保證固定位置，實現(xiàn)有效除塵。

4.4 添加潤滑油的改進(jìn)措施

向密封輪添加潤滑油后，將其密封。原始設(shè)備通常采用手動添加，這將導(dǎo)致嚴(yán)重的泄漏問題，導(dǎo)致密封性能下降。因此，潤滑油的添加應(yīng)采用自動添加裝置，以提高添加效率，有效控制密封性能。及時更換涂層密封針，或采用固體潤滑，可以保證潤滑油添加裝置不需要加油處理，促進(jìn)生產(chǎn)效率的提高。密封輪需要添加潤滑油以實現(xiàn)有效密封，原設(shè)備需要及時手動添加，容易泄漏，造成密封不良;使用潤滑油自動滴加裝置后，可根據(jù)需要及時添加，大大提高了生產(chǎn)效率。

5 結(jié)束語

隨著產(chǎn)品技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，通過改進(jìn)鋁箔腐蝕技術(shù)、改善電解液性能、改進(jìn)生產(chǎn)工藝和優(yōu)化升級配套設(shè)施，可以生產(chǎn)出質(zhì)量更高、壽命更長的鋁電解電容器。為了提高鋁電解電容器的合格率和性能，應(yīng)深入分析各種工藝技術(shù)的控制要點，并處理質(zhì)量問題的影響因素。通過提高鋁箔產(chǎn)品的性能、增強(qiáng)電解液性能的穩(wěn)定性、改善鉚接和除塵、改善潤滑油添加和改善外觀缺陷產(chǎn)品，合理利用電容器的多種技術(shù)，可以控制產(chǎn)品質(zhì)量，有效降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 印險峰.提高鋁電解電容器合格率的多元化工藝技術(shù)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2019（9）：114，117.

[2] 朱軍，張誠志，樊明杰.提高鋁電解電容器合格率的多元化工藝技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（3）：217.

[3] 于桂平.提高鋁電解電容器合格率的多元化工藝技術(shù)[J].電子制作，2018（12）：36-39.

[4] 何霄云.提高超小型鋁電解電容器生產(chǎn)一次合格率[J].電子元件與材料，1998（2）：37-39，53.