•  
  •  
您现在的位置:首页新闻中心新闻中心资讯中心 > 铝电解电容器生产工艺流程
服务热线
国内销售 0755-27299931 国外销售 0086-0755-33675265
0086-0755-27299961
0086-0755-33675266 授权经销商进入

铝电解电容器生产工艺流程

作者:杨光明来源:青佺电子 日期:2012年12月1日 13:30

原箔  腐蚀  阳极化成  设计  裁切   嵌卷
含浸  组立   套管  Aging   检查  包装 
入库
*:制造时应注意事项:
a. 我们的产品是为了满足客户需要,营业要求制造,当本厂接到生产通知(订单类)时,即由生管根据技术所设计的构成表开立“制造传票”之使用材料、尺寸、合格值,注意事项等,于制造现场逐工序完成,现场每一工序皆要有品质记录及相关作业记录单,作业标准辅助作业。
b. 各制造之生产设备于使用前应先擦拭清洗,方可作业。
c. 材料使用前应核对所有标识,材料编号,规格是否与制造传票相符,如有不符应立即报告上级,如果符合则投入生产。
d. 接触材料应戴干净清洗之手套,戴上手套后不可接触其它任何非相关作业材料之物品(如头发、扫把、油瓶、抹布、维修人员之工具等易污之物,以勉材料受污染而影响品质。)
1、 原箔:又名素箔,阳极箔通常使用厚度为50—100um,含铝量为99.9%以上之高纯度铝箔,而阴极箔之原箔则为15um—50um纯度98%以上含铝量,如果铝箔中含有不纯物过多时,则该部份所形成之氧化皮膜A2O3会有缺陷,致泄漏电流增大,使用寿命较短
2、 腐蚀:又名电蚀,将原箔用化学浸蚀或电气化学电蚀方法,作铝箔表面粗化处理,通常电气化学电蚀法是利用电解的电流波形、液体的组成、温度等条件而定电蚀箔之蚀孔大小、形状、数量,使光面厚箔面积对粗面化成面积之比率为数倍至50倍程序,在电蚀工程中尤其需注意,箔表面之电蚀箔充分洗净,去除所有不纯物附著,尤其是氯离子含量之残留会造成腐蚀劣化现象,需特别注意防止。(如下电蚀流程)
 
3、 化成:简单地讲就象是电镀的原理一样,比如我们戴上一双镀金手表(不是纯度的)它是利用电镀原理,将原本不是黄金的表面镀成黄金表面,我们腐蚀箔上附着的则是一层化成膜(氧化膜)。依常理,电压愈高铝箔愈厚,亦即附着的膜(氧化膜A2O3)愈厚。但相反的其单位容量愈小。因为原本凹凸不平的表面渐渐被氧化膜填平了,表面渍又小了,容量就变小了。因为电蚀箔需经过硼酸或其它有机酸之水溶液中作阳极氧化处理,使表面形成氧化膜。此皮膜之化成处理为决定电容器性能良否之重要工程。一般中高压以上电压之化成液是采用硼酸或有机酸。而低压化成大都采用磷酸或已六酸铵等。可得较安定之A2O3。对电容器寿命时间影响甚至大,而且含有较高介质常数之A2O3,它充当着阳极与阴阳极的绝缘层。A2O3的厚度即为两箔间之距离(d)。由于A2O3的介质常数高且厚度薄,故EC的容量较其它电容器的容量高。电容器的实际阴极是与A2O3接触之电解液,而阴极铝箔只是将电流传导致电解液而已,电解纸是用来辅助电解液吸收与保存,避免阳极箔与极阴箔之直接接触,因磨擦而使A2O3受损。
 
4、 设计:
4.1依形式、尺寸、决定考虑尽量小型化可能设计之。
4.2电极箔种及化成电压决定:
由电容器之特性选用适当之箔种,通常依其制品之额定电压之1.15倍至1.2倍为使用化成电压。体积力求小型化之电容器宜选用高倍率箔种。阴极箔则需配合阳极箔之倍率使用之,如中高电压使用15um—20um阳极箔,而低压大都采用30um—50um之高倍阴极箔,可获较高之合成容量。
4.3电极尺寸决定:
依下列公式获得阳极面积之计算,宽度决定后可计算长度:
A=WXL = CXK/TP             A=阳极箔面积(cm²)
                           B=箔宽(cm)
                           L=箔长(cm)
                           C=静容量
                           K=设计常数
                           TP=阳极箔单位面积静电容量(uf/cm²)
4.4纸及电解液决定:
隔离纸之厚度及密度大小影响耐压,电解液吸附及制成品之特性,如高压应选用厚且密度高之纸,避免短路之不良发生。
5、 裁切:我们的铝箔和电解纸,依制程所需依据技术标准内容中的宽度(W)加以裁切,铝箔裁切时应注意不可有毛边(毛刺),因为在卷绕时可能会刺破电解纸,因而发生短路或接触不良现象,裁切完成应贴标示(材料名称、型号、片数、宽度等)。
6、 钉接:又名刺铆、嵌钉冷焊、超音波接其主要功能就是把端子或耳片钉在或压焊在铝箔上面,引出电容体外供使用,正端子钉在正极箔上,负端子钉在负箔上,通常不可有下列情况:
A. 歪斜B.极板钉接过高或低落C.花辨边沿破裂
D.花辨大小不一 E.花辨不完整 F.针孔定数不足
G.偏针孔 H.空钉
I.花辨压扁不足(阻抗过大)
J.钉位和铝箔长度设定与理发容器之容量、DF、ESR及素子的脚距有重大关系,不可疏忽,总长度过长会造成容量过高,反之则过低。
K.钉位走样不足或太长,造成两脚偏斜,脚距无法与通过迫紧孔距配合。
L.正片钉接半成品与负片钉接半成品之A部预留长度不一致于下一制程卷取时,素子H部会不齐,易产生漏液。
M.钉接目前为自动钉接机,其钉接阻抗应〈0.8mΩ。
N.钉接花辨,花辨应整齐,规则、压挤应紧密,使铝箔与端子线间之阻抗(钉接阻抗)降至最低为理想。如果钉接不良,则会影响电容器之特性,如接触不良,DF会过大,漏电会过大等严重后果。
O.钉接外观特形(如下图)
 
7、卷绕:将已钉接好的正极箔与负极箔中间隔以电解纸再卷绕,并于终端粘上胶水或胶布卷绕而成的工程。卷绕好的产品称之为“素子”。
7.1卷绕时铝箔之置应在电解纸之正中央(如下图)
 
7.2正负铝箔中间虽隔以电解纸,但两铝箔应平行重叠,整齐,卷取取时应紧密,素子较紧硬对品质而言较佳,否则会产生DF过大,电容量变小和不稳定等不良影响,素子应先测其初期容量值,DF值,以便决定是否生产。
7.3卷绕时,素子尺寸应常确认,其尺寸是否正确,是否影响以后工程,尤其是H、G、F、D等部位的尺寸应依作业标准作业,如F及H不正确时,电容器易产生漏液(电解液从迫紧针孔流出)。
8、 浸:简单地讲即浸药水,将电容器之素子先加以干燥去除素子中所有的水份,再利用真空或加气压力,加温的方法,将素子浸渍于电解液中。经过规定的时间使素子完全渗透电解液,让电解液均匀附着在电解纸,分坦给铝箔表面,再以脱水机除去多余的电解液之方法为含浸,以电解电容之机能而言,电解液应是愈多愈好,然而电解液过量时,易造成漏液,电解液不足时或未完全渗透,或浸渍不完成,时间不够,压力、真空不够,将直接影剧院响到电容器容量,DF、漏电值,寿命等。
8.1电解液特性:电解液一般乙二醇,硼酸胺,柠檬酸胺,乙二酸胺等,依比例调配而成,电解液调配时应注意PH值,约在6.8-7.2之间,电阻系数越少越好,越大对铝箔的腐蚀性就越强,好的电解液具有如下特性
8.1.1对铝箔无腐蚀性,而对氧化膜具有良好之修补作用.
8.1.2电导度尽量高,且耐火花电压宜尽量高.
8.1.3温度变化时,电阻系数之变化小.
8.1.4不会溶解化成皮膜者.
9、组立封口:
9.1对含浸好之素子与经清洗之橡胶盖,铝壳组合,再利用封口机将铝壳密封,以防止电解液漏出或水份蒸发,造成素子干燥,密封完成之电容器再套入热收缩胶膜套管,即成制品(如下图)
 
9.2组立应注意事项:
9.2.1含浸好之应装于密闭之容器,且不超过48小时内组立完为宜,以避免吸收空气中水份影响铝壳品质。
9.2.2橡胶盖铝壳于使用前,应清洗干净,以防对素子造成腐蚀。
9.2.3封口深度需适当,深度太浅则封口不密易导致电解液外漏。太深则铝壳会破裂。
9.3封口紧密测试:
9.3.1气泡测试,将封口好之成品放入热水中,如有气泡产生,则封口不密。
9.3.2真空测试。
9.3.2.1将B阀、C阀关闭,A阀打开,用于抽真空。
9.3.2.2 A、B阀关闭,将C阀打开,则红墨水随管流入烧杯内。
9.3.2.3 C阀关闭,B阀打开,使其恢复常态。
9.3.2.4将待测之电容解体,看素子是否有红墨水,如沾有红墨水,表示封口不紧密有空隙(如下图)
 
9.4封口胶盖之特性:
胶盖之使用是保持端子相互间及端子与外壳之绝缘,并使用电容器素子与外界隔离及防止电解液漏出蒸发,为达此目的需具有如下特性。
9.4.1不受电解液腐蚀,是不会与电解作用或析出氧化物等。
9.4.2长时间使用电容器之极限,使用最高温度与最低温度状态下都不变质。
9.4.3电气绝缘性及气密性良好。
9.4.4具有弹性与硬度,封口后在相当压力之下,电解液不会漏出。蒸气不会逸出,且与外壳能够密切结合,不会松动。
9.5组立时应戴规定之手套。已含浸素子最怕外界污染,如灰尘、油污、手汗等,尤其是氯离子对铝箔会有浸蚀作用,会产生腐蚀现象。对电容器的漏电,寿命都会有严重的影响。
10、 口:封口是将已组立之品的迫紧与铝壳接触部份加以封密,且在迫紧的中心位置加以束腰,因为迫紧针孔尚有空隙,必须利用封口机的封口动作,将其封存密,使电解液不会外露(流出)。
 封口只有两个动作,上压及束腰(如下图)

 10.1封口半成品称之为裸品。
10.2封口的目的是将铝壳内部与外部完成隔开。如封紧密性不好时,则铝壳内部已含浸素子会受外界直接影响,尤其作高温负荷(加电压)寿命试验时,因外界温度高,内部素子则很容易干燥,则电容量会减少,DF会变大,故封口之良好与否影响电容器的寿命甚巨,另外如封口紧密性不良时,内部素子的电解液会往外流出,这种情形叫漏液,是电容品质上严重缺点之一。封口作业尺寸应依据作业标准,封口后的裸品应先洗涤,其目的是将端子线在含浸及组立时沾到的电解液洗掉,因端子线镀锡部份易受浸蚀而膜落,产生焊锡不良,封口后洗涤非常重要。
11、 套管:套管是将已封口好之裸品套入胶管经加热休使胶管收缩的工程(如下图)
 
11.1 A必须>B,因有束腰部份为弯着收缩,所以要稍长一些。
(0. 5至1mm以上,实际根据φ数大小而决定)。
11.2胶管本身长度必须长于裸品,因有些材质不易控制,所以应实际试验后所需长度,然后才大量裁切。
11.3胶管加热收缩后要紧帖铝壳,不可翘起或破洞现象或收缩不平有波折现象。
12、 充电、老化:charge、Aging:
12.1目的是对正极的氧化膜因制程上的关系会有所破坏及裁切时其切口处并无氧化膜存在。故利用充电及内部电解液(化成液),再制造成或修补氧化膜,使正极氧化膜完整,故充电又叫再次化成,二次化成。其所加电压化成电压,或老化电压。简单地说充电是为了降低漏电。理论上:氧化膜对直流电是通不过,故正极氧化膜处直流则可通过,造成泄漏电流很大,漏电流大则表示产品愈不良,充电使氧化膜修补。愈完整时漏电会愈小,品质愈佳,充电时间温度及充电时电压应依据技术标准。(如图)
 
12.2充电种类:一般分为常温充与高温充电两种。
12.2.1常温老化,将电容器于室温中,进行老化。
12.2.2高温老化,将电容器置于高温炉内,其温度保持85—105℃进行老化。
12.3老化方法:可分为定电流压调整法及定电流定电压法。
12.3.1定电流电压调整法:
最终电流=(1个电容器之泄漏电流值)×(待老化电容器的个数)×倍数。
12.3.1.1电源供应器之输出端断路,调整电流值于最终电流值,然后将输出端子接于老化架。
12.3.1.2当电压加于电容器经过一段时间,电流会下降,此时调整电流使其达到最终电流,则电压亦随之升高,如此反复调整,直到电压表所指示之电压等于老化电压为止。
12.3.1.3当电压达到老化电压时,即进行常温老化或高温老化,老化时间随铝箔之特性而定。
12.3.2定电泫、定电压法:
12.3.2.1将电源供应器之输出端断路,调整电流使其值等于最终电流值。
12.3.2.2将输出端断路,调整电压使其值等于最终老化电压。
12.3.2.3输出端接于老化架上,经过一段时间后电流会下降,电压会上升到老化电压,此进即可进行老化。
12.4低泄漏电流老化方法:
为适应特殊用途电容器之泄漏电流被要求甚严,需有极低之泄漏电流(Low leakage Current),为达此要求,其老化方法与一般方法不同。
12.4.1老化方法(断续充电法)(如图)
 
12.4.1.1利用定电压、定电流方式加于电容器。
12.4.1.2充电4—5小时后放电,休息30分钟至1小时,然后再充电,如此反复老化,其时间约16小时至20小时,其致更高为止。
12.4.2断定续充电与一般充电比较
 
12.4.2例如如下:
1、 充电,一般温度为85℃
由电压7V开始调升到率电电压再高温(85C)2小时,常温2小时(调升电压时,电流要保1μA以下,每调升一次时间5分—20分钟)
例 1021  470/35  充电电压41V 由低7V开始调升到来41V后再高温和85C2小时
2、 高温标准品(105C)
由低电压压缩7V开始调升到充电电压,再高温(105C)2小时,常温2小时后,再本身电压1小时(调升电压时,电流要保持1μA以下,每次调升电压时为5分—20分钟
例:1341    470/25  充电压41V  由低压7V开始调到41V后再高温105C2小时,常温2小时,再本身电压1小时。
3、 无极性品
由低电压7V开始调升到充电电压,再高温正充2小时、常温2小时后。再放电反充电由低电压7V开始调升到充电电压,再高温正充2小时、常温2小时。
13、 检查:
13.1漏电检查(Leakagt Current up)漏电简称(LC),漏电检查是测出电容器加上直流电压[此电压电电容体胶管上标识之是电压,它又叫Work Voleage(工作电压)],它所通过的直流电流值的大小,其流值愈小愈好。
13.1.1目前检查漏电流的仪器有自动半自动检查(此两种仪器也可同时检查容量、 DF)。
13.1.2自动充电机机台本身除了充电外,所充电出成品也须完成漏电、容量、DF之检查。
13.1.3另一种只检查LC的仪器,单位为(uA)现场作业依据技术标准检查。
13.1.4已充电品放电后,在做漏电检查前,应先预备充电(时间依规定)其目的是在电容之漏电值稳定后,再测试才准确。
13.1.5测LC值,环境温度在常下。
13.2容量检查、DF检查,此两项动作可一次性完成。
13.2.1容量检查:容量(电容器简称CAP),检查的目的是在测试其值是否在允许误差范围内,超出与低于皆为不合格,举例说明(下表为级数代号及允许误差范围)
M:-20%—+20%
V:-10%—+20%
W:-5%—+20%
K:-10%—+10%
Y:-10%—+50%
如容量为100uF,若依上表各级所规定,结果如下:
M:100uf—20%——100+20%=80—120uF。
*:上值为目录值,但现场作业时通常检查较为严格,如M级规定在+18%——19%,即118—81uF即为合格,超出与低于皆为不合格。
*:因客户有些要求不一样,所以有时要以客户要求而定。
13.3DF检查:温度25℃频率120HZ,无极性一般1KHZ(测试条件),简单地解释:电容器在电子回路中自然会产生一种散失因素,散逸及损失在中国字义上都是不好的意思,它是利用三角函数里的   对边/棱角  求出值,DF为欧美地区所惯用说法,它以百分比表示“%”,tanδ为日本地区所惯用说法,它以小数点表示,两者字义上一样,其值愈小愈好。
*:电容器在测试容量DF前应先放电,以勉因电容器本身所负有电压流入(传入)仪器而损坏仪器。
14、 外观检查:亦即电容器外观形审美(选美),它必须靠我们的视觉来判断良否,其实在前面我们的每一个制程里,我们都知道什么是良品或什么是不良品,在哪时应支除,但为了防范“漏网之鱼”(有些不良品未被发现)所以有些仍需检查外观,以防万一,外观不良包括:
A. 铝壳外露B.收缩不良C.指示偏差
D.胶管破裂E.逆指示F.漏液
G.迫紧凸起H.混料I.规格错误
J.封口不良K.导线烧焦、生锈、粘胶
L.绕线M.迫紧污染N.露焊点
15、包装:包装时应特别注意,包装之标识与实物相关符,标签内容通常会有客户、系列、形式、电代、数量、尺寸、日期、批号、客户料号、周期等。