一种液态铝电解电容器的制造方法与流程

本发明属于电容器制造工艺技术领域，特别是涉及了一种液态铝电解电容器的制造方法。

背景技术：

铝电解电容器在电子线路中的基本作用一般概括为：通交流、阻直流，具有滤波、旁路、耦合和快速充放电的功能，并具有体积小、储存电量大、性价比高的特性。随着现代科技的进步与电容器性能的不断提高，铝电解电容器已广泛应用于消费电子产品、通信产品、电脑及周边产品、新能源、自动化控制、汽车工业、光电产品、高速铁路与航空及军事装备等。

原有液态铝电解电容器的生产工艺是：开片→钉卷→烘干→含浸→脱液→装配→套管→测试→包装，一个完成的产品需九个工序完成，存在如下缺陷：

一是芯包在电解液中浸渍后由于吸附了液态电解液，其结构强度会降低，在后续的套胶塞、封装过程中容易受到挤压，对芯包造成损害进而影响产品的性能；

二是芯包在套胶塞之前，需进行烘干→含浸→脱液→振动盘等待装配，振动盘等待装配时间难以控制，则湿芯包暴露在空气中时间较长，造成湿芯包吸收空气中的水份以及空气中的其他杂质，极大地影响产品的寿命；

三是湿芯包在振动过程中，电解液会有滴落或挥发的问题，则芯包之间电解液的含量发生偏差，而且同一批次的第一个成品和最后一个成品间隔时间较长，容易造成产品之间存在较大的不一致性；

四是湿芯包在振动过程中，电解纸含浸后容易被振破，产品不良率高，也会造成产品性能的劣化、寿命缩短；

五是电容器在具体应用时，如高温回流焊（约260℃），由于电容器制程中暴露在空气中较长时间，吸收了空气中的水份，而过多的水份在高温下受热沸腾变成蒸汽，失去平衡，内部气体量增加到一定程度则电容器易发生鼓底，导致电容器失去原有功能，甚至导致膨胀爆裂。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种液态铝电解电容器的制造方法，其先将胶塞装配在未含浸的芯包上，再进行含浸处理，极大降低了湿芯包吸收空气中水份的可能性，保证电容器在后续应用的高温环境中不会发生鼓底膨胀甚至爆裂等问题，获得一种耐高温、寿命长、可靠性高且一致性好的液体铝电解电容器，本方法工艺简单，成本低，不仅提高工作效率同时有效降低产品的不良率。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：

一种液态铝电解电容器的制造方法，其包括以下步骤：将胶塞装配在未含浸的芯包上，然后含浸处理，最后入铝壳封口。

进一步地，所述胶塞的材料为丁基胶。

进一步地，所述胶塞经预热处理后装配在未含浸的芯包上。

进一步地，所述含浸处理是将套有胶塞的芯包浸入电解液中或将电解液注射入套有胶塞的芯包中。

进一步地，所述将套有胶塞的芯包浸入电解液中的步骤具体包括以下步骤：浸入电解液进行含浸，然后脱液。

进一步地，所述浸入电解液进行含浸为在真空状态下进行含浸。

进一步地，所述将电解液注射入套有胶塞的芯包中的步骤具体包括以下步骤：

常压注射电解液，然后移至密闭空间内，最后抽真空；

或者，

抽真空，然后注射电解液；

或者，

常压注射电解液，抽真空，然后加压；其中，抽真空→加压步骤至少循环1次；

或者，

抽真空，注射电解液，加压。优选地，所述加压步骤之后还包括至少循环1次抽真空→加压步骤。

更进一步地，所述入铝壳封口后还包括以下步骤：老化测试，测试合格后进行包装。

本发明具有如下有益效果：

（1）芯包先套胶塞，再含浸、封装，比起传统的先含浸，再套胶塞、封装的工艺，含浸处理后直接入铝壳大大减少了含浸后的芯包在空气中暴露的时间，即减少了湿芯包受到空气中吸收水分及被杂质污染的可能，同时极大缩短了同一批次的第一个成品和最后一个成品间隔时间，使得产品个体之间含浸电解液的量几乎无偏差，同时产品个体之间的性能一致性也得到明显提高，提高了产品合格率和工作效率；

（2）本方法制得的电容器在高温环境（高于135℃）下，由于制程过程中湿芯包很少或基本不暴露在空气中即基本不吸收空气中的水份，因此在高温环境下电容器基本上不会发生鼓底膨胀甚至爆裂的问题，确保电容器的高温下的稳定性，提高产品耐高温特性、产品品质以及延长使用寿命；

（3）胶塞的装配是在未含浸芯包上进行的，即避免了湿芯包由于吸附电解液结构强度降低使得装配时易受到挤压损伤等问题；胶塞装配前的芯包振动过程中，由于是未含浸芯包，不存在电解液滴落或挥发的问题以保证芯包之间电解液含量的一致性，也避免了湿芯包中电解纸易被振破的问题，降低产品的不良率，也避免产品隐性的性能劣化问题；

（4）采用电解液注入芯包的工艺，减少了芯包浸入电解液后脱液工序，避免离心机脱液工艺中容易造成引脚被甩歪、电解纸相互碰撞损伤以及不同位置的电解液含量不一致等等问题，进一步提高产品质量以及延长使用寿命。

（5）胶塞经振动盘振动排序后进入胶塞平送带，在胶塞平送带上对胶塞进行预热处理，使得胶塞在选孔工序能够保证胶塞的针孔被快速识别定位，降低选孔工序出现的废品等不良率；同时经过预热后的胶塞，使得胶塞的针孔适当地膨胀变大，在芯包与胶塞组装工序上可准确且轻松装配完成，对芯包造成的机械损伤降到最低，不仅增强了产品的密封性，而且提高了产品的良率。

附图说明

图1为本发明中胶塞的上料选送机构的结构示意图；

图2为上料选送机构中胶塞平送带的结构示意图；

图3为上料选送机构中胶塞平送带的另一结构示意图。

具体实施方式

为了克服背景技术所描述的缺陷，本发明提供了一种液态铝电解电容器的制造方法，其先将胶塞装配在未含浸的芯包上，再进行含浸处理，极大降低了湿芯包吸收空气中水份以及杂质的可能性，保证电容器在后续应用的高温环境中不会发生鼓底膨胀甚至爆裂等问题，获得一种耐高温、寿命长、可靠性高且一致性好的液体铝电解电容器，本方法工艺简单，成本低，不仅提高工作效率同时有效降低产品的不良率。

下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。

实施例1

一种液态铝电解电容器的制造方法，其包括以下步骤：

（1）装配胶塞：将现有的未含浸芯包经振动盘输送至装配机或者将上工序排列下来的未含浸芯包直接输送至装配机，以将胶塞装配在现有未含浸芯包上；

（2）含浸处理：将步骤（1）装配好的芯包浸渍于调配好的工作电解液中；含浸的工艺条件为：将待含浸的芯包放置于装有工作电解液的含浸缸中，将含浸缸抽真空至真空度为-0.03MPa~-0.1MPa，保压0.5~20s；脱液；

（3）封装：将步骤（2）制备好的湿芯包置于带底管状铝壳中，最后密封铝壳开口；

（4）老化：将步骤（3）制得的铝电解电容器在老化机内老化，采用额定电压的0.6倍、1.2倍、1.5倍分别对产品施加电压，老化温度为90~125℃，老化总时间为50~100分钟。

（5）塑套：将上述老化后的铝电解电容器套上绝缘套管即得产品。

优选地，步骤（2）中，装配好的芯包含浸前先进行干燥处理。

实施例2

基于实施例1的制造方法，不同之处在于：步骤（2）中，所述含浸工艺为：将待含浸的芯包放置于装有工作电解液的含浸缸中，将含浸缸抽真空至真空度为-0.03MPa~-0.1MPa，保压0.5~20s，再加载正压，使含浸缸中的压力为0.01~0.05MPa，保压1~10min，再进行抽真空和加压含浸循环3~5次。

实施例3

一种液态铝电解电容器的制造方法，其包括以下步骤：

（1）装配胶塞：将现有的未含浸芯包经振动盘输送至装配机或者将上工序排列下来的未含浸芯包直接输送至装配机，以将胶塞装配在现有未含浸芯包上；

（2）含浸处理：将套有胶塞的芯包在含浸装置内抽真空0.5~20s，然后将电解液注入到芯包上表面，电解液自然渗进芯包中；

（3）封装：将步骤（2）制备好的湿芯包置于带底管状铝壳中，最后密封铝壳开口；

（4）老化：将步骤（3）制得的铝电解电容器在老化机内老化，采用额定电压的0.6倍、1.2倍、1.5倍分别对产品施加电压，老化温度为90-125℃，老化总时间为50~100分钟。

（5）塑套：将上述老化后的铝电解电容器套上绝缘套管即得产品。

实施例4

基于实施例3的制造方法，不同之处在于：含浸处理：将套有胶塞的芯包在含浸装置内抽真空1~10min，然后将电解液注入到芯包上；再加载正压，使含浸缸中的压力为0.01~0.05MPa，保压1~10min。

更优选地，加压后在进行抽真空—加压循环，如此循环3~5次。

对比例1：

制备方法同实施例1，不同之处仅在于：对调了装配胶塞与含浸的操作顺序。

经验证，同一批次，生产2000只电容器，对比例1中第一个成品（此成品是指完成入铝壳封口）与最后一个成品的完成时间间隔约20min，间隔时间主要是湿芯包在振动盘等待装配的时间，这段时间湿芯包容易吸收空气中的水份以及杂质；而实施例1中第一个成品和最后一个成品的完成时间间隔缩短至约5s，大大减少了含浸后的湿芯包在空气中暴露的时间，即减少了湿芯包受到空气中吸收水分及被杂质污染的可能，同时极大缩短了同一批次的第一个成品和最后一个成品间隔时间，使得产品个体之间含浸电解液的量几乎无偏差，同时产品个体之间的性能一致性也得到明显提高；提高了产品合格率和工作效率。

实施例1中胶塞的装配是在未含浸芯包上进行的，即避免了对比例1中湿芯包由于吸附电解液结构强度降低使得装配时易受到挤压损伤等问题；胶塞装配前的芯包振动过程中，由于是未含浸芯包，不存在电解液滴落或挥发的问题以保证芯包之间电解液含量的一致性，也避免了湿芯包中电解纸易被振破的问题，降低产品的不良率，也避免产品隐性的性能劣化问题。

将实施例1和对比例1的电容器进行高温回流焊，对比例1电容器在高温回流焊过程中发生鼓底膨胀概率远高于实施例1。由于实施例1制程过程中湿芯包很少或基本不暴露在空气中即基本不吸收空气中的水份，因此在高温环境下电容器基本上不会发生鼓底膨胀甚至爆裂的问题，确保电容器的高温下的稳定性，提高产品耐高温特性、产品品质以及延长使用寿命。

将实施例1~4进行性能测试，实施例2、4的电容器性能分别高于实施例1、3；实施例3的电容器性能高于实施例1的电容器性能。将芯包循环式进行抽真空和加压含浸，较之传统的单纯抽真空含浸或常压含浸，产品可靠性和性能得到明显提高。而采用电解液注入芯包的工艺，减少了芯包浸入电解液后脱液工序，避免离心机脱液工艺中容易造成引脚被甩歪、电解纸相互碰撞损伤以及不同位置的电解液含量不一致等等问题，进一步提高产品质量以及延长使用寿命。

铝电解电容器在生产装配工序时，一般都需要将胶塞装配在芯包上进行密封。胶塞作为铝电解电容器结构中的密封材料，其密封和电绝缘性能与电容器的使用寿命密切相关。目前胶塞主要采用乙丙胶塞、丁基胶塞或混合型胶塞。相比于乙丙胶，丁基胶具备更好的密封性和耐高温性能，因此是长寿命电容器的首选密封材料。但是丁基胶相较于乙丙胶的成本更高，而且采用丁基胶塞后在胶塞选孔工序中胶塞的报废率相比采用乙丙胶塞的报废率高很多，这极大地限制了丁基胶塞在电容器中的使用。

一般地，将胶塞装配在芯包上之前，还有如下工序：胶塞振动上料→胶塞选孔→推送胶塞至装配圆盘上，具体做法是：胶塞经振动盘的振动排列于胶塞平送带上，送入至胶塞选孔机构的卡槽上；胶塞置于卡槽中时，两个针孔的位置为任意位置需要调节，具体如下：设于胶塞下端的选孔针头顶住胶塞底部，设于胶塞上端的压杆压住胶塞顶部，由于压杆压住胶塞使其不会随着选孔针头旋转，当选孔针头旋转至胶塞的两个针孔时，压杆将胶塞压入选孔针头即选孔针头插入至胶塞针孔内，压杆上升，选孔针头带动胶塞旋转至预设角度或回归原点，然后推送至装配圆盘上。

由于丁基胶塞的硬度较大，其与压杆之间的摩擦力较小，在选孔针头旋转找孔时，会带动胶塞随之旋转，使得选孔识别定位不准确（如仅有一针头插入到胶塞的一个针孔内）推送时造成胶塞损坏报废，不良率提高；同时需要进行二次选孔，延长了选孔时间，降低工作效率且多次选孔对胶塞表面也会造成一定的损伤影响后续产品的密封性；再者，选孔不准确造成胶塞报废，造成装配圆盘空位较多，不利于生产的连续性，工作效率低，资源浪费。

为了克服上述缺陷，本发明将丁基胶塞经过预热处理，一方面，经预热后，丁基胶塞表面变软则与压杆之间的摩擦力变大，使得选孔针头在旋转找孔时胶塞不会随着选孔针头旋转而旋转，使得定位准确，避免选孔定位不准确造成胶塞的损坏，提高产品的良率，无需进行二次选孔降低对胶塞表面的损伤获得较佳的密封效果；有利于生产的连续性，提供生产工作效率。另一方面，胶塞预热膨胀，胶塞上用于装配芯包引线的针孔变大，使得胶塞易于装配在芯包上，减少施加在芯包上的外力，避免了芯包的挤压损伤和对引线的损害。

实施例5

基于实施例1的制造方法，不同之处在于步骤（1）为：装配胶塞：将现有的未含浸芯包经振动盘输送至装配机，以将胶塞装配在现有未含浸芯包上，所述胶塞在装配前经过上料预热处理和选孔处理，所述预热处理的温度为60~200℃，时间为30~60s；更优选地，所述预热处理的温度为100~125℃。

具体实现时，所述胶塞是经过上料选送机构推送到装配机的装配圆盘上的，即经过振动盘振动排序经胶塞平送带输出，然后通过选孔机构进行选孔处理调节胶塞上针孔的位置，最后再推送至装配机的装配圆盘上。本发明在胶塞平送带上设置有预热装置，所述预热装置可以直接对所述胶塞平送带进行加热以向位于所述胶塞平送带上的胶塞进行预热处理，所述预热装置还可以是在胶塞平送带上增设一箱体后往箱体吹入热空气，在箱体内进行热循环预热处理，所述胶塞平送带置于所述箱体内，所述预热装置还不局限于此。

如图1所示，其显示了一种实施方式的胶塞上料选送机构，其包括相互对应连接的胶塞上料机构和选送机构；其中，所述胶塞上料机构包括振动盘1、位于所述振动盘1出口的胶塞平送带2；所述胶塞平送带2优选为具有与胶塞6相匹配的凹槽的平送带2，便于对胶塞6进行限位；所述胶塞平送带2上设置有胶塞预热装置，用于对位于所述胶塞平送带2的胶塞6进行预热处理；所述选送机构包括位于所述胶塞平送带2末端的卡槽3、设置在卡槽3下方的选孔针头5、设置在卡槽3上方的压杆4、用于驱动压杆4上下运动的第一驱动机构7、用于驱动所述选孔针头5旋转及左右移动的第二驱动机构。所述第二驱动机构带动选孔针头5旋转使其准确定位到所述胶塞6的针孔并将其推送至装配圆盘10的胶塞夹11上。

作为一种优选方案，所述胶塞预热装置包括安装在所述胶塞平送带2上的加热组件12，如图2所示，所述加热组件12可以是电热丝或加热管等等，可以直接对所述胶塞平送带2进行加热以向位于所述胶塞平送带2上的胶塞6进行预热处理。

作为另一种优选方案，如图3所示，所述胶塞预热装置包括套设在所述胶塞平送带2上的箱体13、箱体13上设置有进风口14和出风口，所述进风口14与热风设备连通。热风设备产生往箱体13吹入热空气，在箱体13内进行热循环以对位于所述胶塞平送带2上的胶塞6进行预热处理。

所述胶塞平送带2上设置有直线振动器。

更进一步地，在所述压杆4内开设有至少一通孔，其另一端通过管路与负压产生设备连通，以将胶塞6吸附在压杆4上，增大胶塞6与压杆4底部的吸附力，进一步阻止胶塞6随选孔针头5旋转。

需要说明的是，所述第一驱动机构7、第二驱动机构均为现有技术，容易根据上下运动、旋转、左右移动等作用进行选择组合，同时搭配整套设备的控制系统，此于本领域技术人员来说为常规手段，且本发明并未对驱动机构及控制系统进行改进，在此不再详述。一般地，所述第二驱动机构包括左右驱动机构9及位于所述左右驱动机构9上的旋转驱动机构8。

值得注意的是，上述的上料选送机构仅仅是用于更好说明本发明的胶塞预热及选孔工序的一种实施方式，也可以采用其他方式来实现。当采用压杆直接与胶塞接触用于阻止胶塞随选孔针头旋转的选孔工序时，至少要将胶塞进行预热处理即可，至于采用何种预热手段以及选孔机构均不受限制。

具体实现时，所述胶塞预热后推送至卡槽3内，若胶塞6针孔刚好与选孔针头5对应，则胶塞6直接落入选孔针头5上，然后将胶塞6推送至装配圆盘10上的胶塞夹11内，选孔针头5退回原点；或，若胶塞6针孔与选孔针头5错位时，选孔针头5顶住胶塞6，压杆4下行压住胶塞6顶部，选孔针头5开始旋转找孔，选孔针头5刚好旋转到胶塞6针孔的位置时，由于压杆4的压力直接将胶塞6压入到选孔针头5上，选孔针头5旋转回初始状态，然后将胶塞6推送至装配圆盘10上的胶塞夹11内，选孔针头5退回原点。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。