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螺栓型超高频低阻抗铝电解电容器

作者:杨光明来源:青佺电子 日期:2013年10月24日 23:37

螺栓型超高频低阻抗铝电解电容器
研制工作报告
内容简介
1. 主要技术内容:螺栓型超高频低阻抗系列铝电解电容是以腐蚀化成箔及电解液等材料研究为核心,以结构设计、工艺开发、设备开发、电解纸材料开发为辅助开发内容,充分考虑电容器各部分离子富集度过高引起离子导通堵塞现象,铝电解作为最主要的阻容元件,超高频低阻抗一系列铝电解电容器充分应用在最高端的整机开发中,例如:大型电源、程控数码设备、变频器、户外大型显示屏、智能系统、舞台音响、最新60UHZ的大型电子数码镇流器、邮电通迅电源、高铁与轻轨、地铁电源数控等。
2. 该项目已在2006年初全系列试制成功并投入产业化。
已达到技术指标:

Class D汽车

音   响

电解液:LS-296 

代表规格:350V12000UF Ø89×190  tgδ≤0.08

邮电电源

电解液: TS-188

代表规格:400V10000UF Ø89×190  tgδ≤0.075  1KHZ下tgδ≤0.25%

户外电源

电解液:LS-316   

代表规格: 450V6800UF Ø89×170  1KHZ下ESR≤26mΩ

电子镇流器

电解液:G-81H    

代表规格:450V470UF Ø35×50   1KHZ下tgδ≤0.23

4. 本系列产品均已开始批量生产、销售,用户反应良好,新增销售收入5000余万元,创利税1000余万元,创汇250万美元。
申请鉴定成果和知识产权情况
目前,该产品已完成研发,并已实现产业化、规模生产和销售。特申请鉴定该产品的先进性和实用性,以及对其技术水平、经济效益和社会效益进行评价,通过同行专家的评议鉴定,推进该产品的完善并发展壮大。
该产品系本公司独立研发完成,并取得较多客户使用,反映良好,并已申请实用新型专利。
目前国内同类技术进展情况
该产品系列化程度很高,完全推翻国内原有的低端高频低阻抗电容,并且许多技术已超过台湾、韩国同类产品,与日本企业产品相当。
研制工作技术报告
深圳市青佺电子有限公司
二〇〇六年五月
高频低阻抗系列铝电解
研制工作技术报告
一、 项目概况
1. 项目概况
螺栓高频低阻抗系列铝电解是由我公司自主研发成功的,适用于户外大型显示屏、大型电源、程控数码设备、变频器、邮电通讯电源、60UHZ的大型电子数码镇流器、邮电通迅电源、高铁、程控数码设备、变频器以及其它开关电源等行业。它由阳极箔、阴极箔、电解纸、导针、电解液、胶类、铝壳组成。目前已形成庞大的市场,特别是欧洲能耗材料标准的出台以及能源的日趋紧张,使用在最新科技及节能产品中,市场潜力巨大。
2. 国内外研究现状和生产使用情况
(1) 国内外研究现状
国内外高频低阻抗电容生产的单位:主要还是日系工厂及台系工厂。其中整机厂的主机板行业发展迅速,充分支持了股价的上升,国内部份企业也在电子镇流器及节能灯上有一定突破,日系厂更是加强了推广了固体高频铝电解,但我公司在充分了解市场的需求状况等各家之长并作出了创新部分规格填补国内外空白,例:LNC系列寿命达105℃环境下达20000小时,为国内众多高新技术企业提供了国内自主生产并匹配其它高新技术公司最新开发的产品作出努力。LNC系列采用最新的低厚度变频铝箔,并采用独特的外观结构,能充分使用在60UHZ的大型电子数码镇流器上,目前本公司产品应用在欧司朗的最高档镇流器供应商。
二、 关键技术电解液的研究
四大系列电解液 
10V-25V     电解液指标
35V-63V     电解液指标
80V -125V
160V -300V
350V -450V
本公司在160V-450V电解液研究中,将铝酸电池行业最新使用的表面络合剂气象纳米级二氧化碳应用在铝电解行业中,取得良好的效果,这种应用在国内外同行中为最早的应用者。
三、 关键阳极材料的研究
与各供应商共同开发各单列状孔洞铝箔并研究生产铝电解在电容放电,高频滤波中的不同点(见附表),音响中不同铝箔本公司的试验表。
四、 电解纸的开发
与国内某电解纸生产商建立良好互信的关系,开发出类似NUK、RTZ、STZ及DC、PEOH之类的低密度、耐压好的各类电解纸。
五、 结构开发
充分学习德国某企业在电容的设计及独有的外观固定散热及离子导通技术。
六、 设备开发
在学习日本设备及台湾设备的基础上开发了国内目前:
a) 多层箔自动卷绕机
b) 带预手卷、带固定轴、带箔槽、带纸槽、三层纸自动卷绕机。
以上设备亦国内首创,解决了高压高频低阻抗电容内爆的问题,解决了卷绕芯色不紧的问题,同时将设备在国内外销售,别取得一些可以的效益。
七、 独特的外观技术及专利申请
   将贴片电容及固体电容专有的外观技术应用在传统的电解电容中,形成独特外观,并经过各类溶剂擦洗不掉色,此设备亦为本公司开发,该产品在国内亦只有本公司独家生产。
项目技术路线:
客户信息---确定商品料号商品工程师---BOM表---工艺指导文件---成本核算表   
样品确认---客户承认
阶段性计划和项目进度:
本项目自2004年7月与多个客户协商,做出正确评估后,于2004年8月份正式起动。
2004年7月-2005年5月为低压高频低阻抗产品开发完善阶段。
有低压电解液研究,各种相关材料研究,除前面介绍的之外,亦开发了纯铜CP成导针并且提供了相应对铜元腐蚀性又能对铝氧化膜起到互相弥补的电解液。
2005年3月-2005年8月:有35WV-125WV高低阻抗电容电解液的研究及电容器结构研究。
2005年11月-2006年6月:160V-500V 高频低阻抗电容电解液研究和设备完善。
以上所有开发均包括以下过程:
a) 图样及技术文件的设计和编写
b) 设备开发及各类材料配套开发
c) 完成样品并完成产品测试
d) 产品定型
e) 试产试销、客户论证
f) 小批量生产、技术完善
项目分解:
项目由青佺研究所完成,但由研究所下三个组完成,见青佺研究所架构图(附页)
1. 开发工程师组:负责图纸设计、数据确定、材料配套研究及材料特性测试、产品市场应用要点分析、产品技术标准、技术更新、关健技术开发和配合开发。
2. 工艺组:负责产品生产工艺编制、原材料检验规范和落实、生产过程全程跟踪。
3. QE组:对产品的稳定性进行分析,确保试制进度和试制产品的不受干挠。
经三方分工协作、多方配合,并在各协作单位的配合下,在公司顾问团队的支持下,终于形成国内系列化程度最多的厂家,并且电参数逐步改进并申请专利和进行批量生产。
附生产工艺控制流程图
在项目实施过程中,主要完成了以下几项工作:
在项目过程中,针对某上市企业的的品牌产品及日系电容的各种规格型号、结构、性能、参数及各类电化学专利技术进入了深入的研究,吸取了这些厂机器设备及工艺管理的经验,并且根据国产现有材料状况开发状况进行设计变更,提高自主和运用自主创新的技术。
(一) 完成核心电解液的研究工作:采用气象纳米级二氧化碳络合剂及磷酸泵醚脂OPP10的应用及一十二双酸铵等最新化工材料的应用开发出从6.3WV-500WV全系列低阻抗电解液。
(二) 采用德国某企业的最新设计,部分规格将铝壳作为导体,充分利用外壳的导热性及导电流性。
(三) 与机器设备厂共同研究开发出能生产类似Ø42×200、Ø50×230、Ø76.2×230 Ø89×230等细长型的铝电解以减少电感量。
(四) 采用最新外观印刷技术并经过紫外线照谢固化油墨,在非贴片铝电解及固体铝电解中最新使用UV油墨。
(五) 参观国际大型电容器生产商并与其工程师沟通,以提高制作工艺要求。
(六) 收集相关技术参数及相关高新产品。
先后用国外先进频率测试仪、晶象电子显微镜对电容器及铝箔进行分析测试,同时我们改变原来国内大多数工厂对负极箔不重视的态度,我们对负箔的测试在改变,对负箔水蒸及加电水蒸加强至12小时。
 (七)研究离子的导电度对电容器的影响。
 电容器在高导电度的电解液中开路主要有以下几点:
a) 电容器的表面粉片,铝箔腐蚀及化成的问题;
b) 铝箔钉接的接触电阻问题,本公司采用最新的内容来要求;
c) 铝箔铝基的问题,我们认为铝基是高电导度电解液的最重要的问题,铝箔过度腐蚀会得不偿失,另外铝基影响纹波值,造成发热后的电容器的散热系数;
d) 电解液本身的电导度及离子富集现象;
e) 负箔的比容太高容易引起开路;
f) 工艺控制的问题,采用专机专人的管理模式,并在工序中导入反向爆破检查粉尘附着现象。
附:电解液说明
(八)研究适合的电解纸与电容的配套问题
1. 通过对松下工厂使用的电解纸的应用及   凯恩造纸厂最新的研究及日本NKK电解纸系列的研究,找到各系列最合适的电解纸方案,并同国内电解纸生产商进行合作开发新型电解电容器用纸。
2. 在项目研发过程中克服的技术难题,解决方法及效果。
a) 在10WV-16WV的电解液中的难题
本公司电解液电导度在60md/cm2 ,含水量超过1%在电解液中含水量如此高,又要解决饱和蒸汽压及水合现象,应加入一些新型的消氢及抗水合剂,我们进行了攻关并取得良好效果。
b) 在250WV-400WV的电解液中的难题
由于中高压铝箔孔洞及原有癸二酸铵电解液分子团立体结构的问题,我们采用支链型氨盐,以使电解液能完全浸入至电容器孔洞边缘。
c) 由于支链型氨盐的吸水性,本公司所有组立车间湿度控制在30°湿度以下,并加快组立时间,每次含浸产品在暴露空气中只允许时间1小时。
d) 各类设备的开发
我们吸取了国外生产设备关于许多设备的特点,包括钉卷、组立、含浸进行改进,取得了很好的效果。
3. 项目的先进性及主要创新点
本产品集设备开发国内处于国内领先水平,关键技术电解液处于国内领先水平,结构独特属国人创新并已申请实用新型专利。
同时各类配套材料能与相关企业进行配合开发,使产品各项性能指标均与日本同类产品相当,在国内属于领先水平。
附:化成箔比容技术要点和要求(属公司机密)
A、 升压时间  B、到压值  C、耐水性试验  D、耐水性通电试验 
E、铝箔接触电阻测试   F、铝箔抗控、折弯 
G、铝箔正面电子显微镜下晶相结构图
H、铝箔剖面晶相结构图
4.项目应用领域的先进性:
该产品应用在高频开关电源,最新60UHZ以上大型镇流器,最新60UHZ的大型电子数码镇流器、邮电通迅电源、高铁与轻轨、地铁电源数控,能适合欧盟最新能耗标准要求,并能有效控制高次谐波。
该产品应用在高档音响中,能改善高音音质及重低音音质。
因此该产品对提高国内目前的整机水平,提高国内国产化的高科技研究有积极的意义。
项目实施过程中的存在的问题和应对措施
在该项目的研发过程中,凭企业多年创业积累的一些有利因素,包括:
1. 企业具有一定的技术力量:

①企业的总工程师来自松下部品株式会社
②企业的总经理来自东阳光企业集团
③企业其余技术骨干来自于各台湾优秀同行业
以上人员均从事铝电解行业十余年。
2.企业有良好的国际信誉和市场占有率
例:同松下部品的关系,同清华某直系企业的关系。
4. 企业拥用固定资产1200余万,土地、厂房均属企业所有,当然目前企业存在一些问题:
a) 研发经费的落实、开发研制新产品需要一些新的设备(包括:生产设备和检验设备),这些需要政府的支持。
b) 企业内部管理和质量管理需进一步提升,企业必须注重内部质量管理,面对整体人力素质提高,这样产品在市场上才得以长久生存和发展。
c) 企业营销力量需进一步加强,因为高科技的产品必需要有高科技的营销队伍,例如:销售工程师,商品工程师。
应对措施:
1. 加强内部培训,提高现有员工素质,并在企业招聘员工时提高入用人员标准,提高员工待遇,建立一支懂技术、懂管理的技术队伍和销售队伍。
2. 要大力筹措资金,扩大厂房和设施,加强新设备引进,以满足新产品大批量生产的需要。
3. 加强销售创新模式管理,以业务员、兼职业务员、办事处、代理商、贸易商互相融洽,建立立体销售模式。
4. 关健技术的保密相当重要,依靠法律与相关涉及公司机密技术人员建立保密协约。
5. 积极拓展海外市场。
我们的口号:“以技术为先导,创一流品牌”
四、项目自我评价
本项目以市场调查,可行性分析,试验到立项实施,共计投入经费800万元,2006年5月份完成了该产品的系列化研发,并经过多次的试验、考验,最终完成了该产品研发,并通过部分的使用无不良状况。
本公司从铝箔电解纸材料开发开始,电解液开发为主,设备开发、工艺开发、开发面覆盖电容器的方方面面,使本公司技术上一个新的台阶,并极大提高了本公司的研发,设计及制造水平。
该产品湿度适用范围广,高频下阻抗值低,具有较强的市场发展前景,具有极大的经济效益和社会效益。

         深圳市青佺电子有限公司
二〇〇六年六月
鉴定材料之六
标 准 化 审 查 报 告
         深圳市青佺电子有限公司
二〇〇六年六月
超高频铝电解电容器新产品通过试验及试生产,已如期完成新产品试制计划并已批量生产,为确保质量,有效控制成本,提高经济产益,我公司以标准化审查综合要求为依据,对超高频铝电解电容器新产品进行审查。意见如下:
一、 工艺文件的标准审查
1. 有完善的组织管理体系和完整的工艺技术文件,包括原辅料质标准、产品质量标准、工艺规程及岗位操作法等,能够有效地指导生产;
2. 术语、符号、代号和计量单位均符合国家法定标准;
3. 产品标准文件格式符合国家标准并符合企业文件管理程序之规定。
二、 工艺装备的标准化审查
1.按工艺要求,具备钉卷机、裁切机、封口机、套管机、含浸缸、耐压测试仪、老化电源、音量测试仪、自动测试机及高频音量损耗测试仪,并做好品检、校检之工作,确保生产之需要。
2.检测设备设施配备齐全,符合生产需要。
三、 标准化综合要求审查及结论
1.该产品的系列规格、所使用的原辅料、测试方法、技术文件、生产设备及计量器具等均符标准化的要求,加工工艺合理,产品标准明确。包装新颖、美观,能满足用户需要。
2.结论:符合标准化要求。
         深圳市青佺电子有限公司
二〇〇六年五月
鉴定材料之七
投 产 条 件 分 析 报 告
         深圳市青佺电子有限公司
二〇〇六年五月
该产品经试验和试生产,已如期完成公司新产品试制计划,具备投产条件,具体分析如下:
一、 市场条件:
本公司拥用完善的内外贸销售网络,并且通过SGS、ISO9002证书,该产品的开发符合该公司以高新产品、高利润产品为公司利润增长点的大方向,该产品可以替代日本、台湾同类产品,具有外观独特、技术先进、科技含量高、适用范围广等特点,该产品经试制、试销深受客户欢迎,预计2006年度销售额可达500万元至2007年度可达1000万市场前景看好,经济效益和社会效益良好。
二、 生产枝术条件:
该产品经过试验和试生产,已选取了较合理的生产工艺参数,形成了一整套较完善的可以有效指导正常生产的工艺和操作规程。深圳市深圳市青佺电子有限公司作为省最大的铝电解电容生产企业,具有雄厚的技术基础;具有多年从事铝电解电容器的生产经验;拥有一些独特的技术;并且拥有一支高素质的经营、技术、生产管理的专业队伍,工人队伍稳定并富有进取心;拥有该新产品的工艺及操作技术。
三、 生产设施条件:
该公司拥有完整的生产设备和先进的检测仪器,并已通过ISO9002系列认证多年,并且经常与国内外最优秀的企业进行交流,为生产该产品创造了前提条件。
四、 产品检测条件:
该公司拥有ISO9002质量管理体系,并且正在申请ISO-14001环境认证体系,有专业的实验室和专业的质检人员,完全可以满足来料和成品的检验、试验工作。
五、 原辅料条件:
该产品生产所需的材料均由国内各专业生产厂家合作生产。
六、 安全环保条件:
要公司具有完善的安全生产设施和严格规范的安全生产管理。该产品无废气、废水、废渣排放,为环保型新产品。
综上所述,我司认为公司已具备规模生产条件。
         深圳市深圳市青佺电子有限公司
二〇〇六年五月
鉴定材料之八
经 济 效 益 与 成 本 分 析
         深圳市青佺电子有限公司
二〇〇六年五月
1. 产品成本核算
本产品成本按个计算材料成本,生产总成本包括工资及材料净成本、折旧及维修费、各种杂费等。期间费用包括销售费用、管理费用、财务费用。
1) 原材料净成本打上消耗后见附表成本核算核算表。
2) 人工费按月工资平均为2200元,别加17.5%附加费,用于福利性、工会、职工培训费用的开支,是材料成本之8%;
3) 其余费用包括车间费用、折旧、管理费用、销售费用,是材料成本的8%
而本公司成本核算表已超过以上比例,并且比销售价为公司最低销售价,一般销售价为成本核算表价的1.2倍。
2. 经济效益分析
1) 利润计算
年净利润=销售收入-总成本费-产品销售税金-所得税
2) 产品销售税金及附加计算
    按国家相关政策法规执行
3) 所得税计算
按利润总额的33%计算。
由于本公司生产自动化程度高,产品附加值高,毛利润一般占销售额的30%-40%,并且折旧基本上为老产品负担,因此利润很高,即2500元营业额即可制造750万元净利润,同时该产品由本公司外方全方位出口欧美等国,产品销路畅通。
3.社会效益
体公司扩厂后,能安置就业人员约600余人,同时作为省最大的铝电解电容生产厂,为振兴地方经济、地方税收多做一份贡献。因此,此项新产品开发,是切实可行的,具有重大的现实意义。