一种铝电解电容器芯包引线的刺孔方法与流程

本发明涉及电容器技术领域，具体涉及一种铝电解电容器芯包引线的刺孔方法；本发明的铝电解电容器芯包引线的刺孔方法适用于多对引线芯包的刺孔。

背景技术：

铝电解电容器的生产制造工艺流程包括：分切-铆卷-浸渍-装配-老化测试五个环节，其中装配工序又由刺铆-束腰封口-套管三个环节组成，刺铆是指引线的刺孔和盖板与引线的铆接，可以说铆接质量是决定电容内部芯包和端子盖板连接的重要因素。目前主流的盖板与引线的铆接方式以冷压焊接为主，其次还有激光焊接和超声焊接等。铝的冷压焊是指室温下借助压力使铝与铝金属产生塑性变形而实现固态焊接的方法。引线刺孔和华司给料是同步进行的，引线刺穿圆孔的同时会在华司的内圈形成翻花，通过冷压焊接的方式使得盖板的铆钉进行膨胀变形，从而完成铆接过程。刺孔时引线在华司内圈形成的翻花，会使冷压焊接时铆钉与华司的接触更加紧凑，接触电阻更小。但是，刺孔过程中华司的内圈又会对刺出的引线翻花形成一个剪切力，这种剪切力会使翻花在形成过程中发生偶发性的掉落，目前对于单对引线和多对引线会采用不同内径的华司配合，对于双对引线或多对引线刺孔时，这种华司的剪切力会作用于最外层引线翻花边缘从而导致翻花掉落，甚至可能因翻花未完全掉落而后在芯包翻转时掉落在芯包上部，引起引线或芯包上边缘打火击穿，使电容存在失效的隐患。

冷压焊接具有易于操作与维修、工艺过程简单易掌握、焊接质量稳定等特点,但同时电解电容通电过程中是一个自我氧化修复的过程，随着使用时间的变化，电解液中氧化性物质会进入冷压焊接的缝隙中形成氧化铝，从而引起引线-盖板铆钉铆接接触电阻的变化，这种变化对于盖板侧的引线变化不明显，但对于芯包侧的引线往往变化较大，这与芯包侧的引线、华司接触电解液有关。引线-盖板铆钉铆接接触电阻在电解电容使用中、后期会产生明显的变化，不利于长寿命及大纹波环境的应用要求。

技术实现要素：

针对（1）多对引线结构的铝电解电容器芯包在引线刺孔时形成的翻花会发生偶发性掉落，且掉落的翻花容易引起引线及芯包上边缘铝箔打火击穿，电容存在失效隐患的问题；（2）铝电解电容器应用到中、后期引线-盖板铆钉铆接接触电阻变大，不利于长寿命及大纹波环境应用的问题。

本发明提供了一种铝电解电容器芯包引线的刺孔方法，通过本发明的刺孔方法解决了上述问题，（1）引线刺孔时翻花因华司剪切力而掉落的问题，从而解决了因偶发性的翻花掉落而造成的电容器失效隐患；（2）解决了使用过程中因引线条的氧化导致的引线-盖板铆钉铆接接触电阻变大影响长寿命及大纹波应用的要求。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种铝电解电容器芯包引线的刺孔方法，所述铝电解电容器的芯包上具有至少两根正极引线和至少两根负极引线，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）将所述铝电解电容器芯包上的正极引线全部焊接融合形成正极连接线；（2）将所述铝电解电容器芯包上的负极引线全部焊接融合形成负极连接线；（3）将华司分别与所述正极连接线和所述负极连接线配合，分别从所述正极连接线和所述负极连接线向所述华司进行刺孔。

具体的，本发明所提供的铝电解电容器芯包引线的刺孔方法，在引线进行刺孔之前先分别对芯包上的正极引线和负极引线进行焊接融合，使得同极的引线之间先熔接在一起：即先采用焊接融合的方式将全部的正极引线熔接形成一个整体（即为正极连接线）；同样的采用焊接融合的方式再将全部的负极引线熔接形成一个整体（即为负极连接线）。将正极上的引线熔接形成一个整体后，在熔接处和华司一起进行引线刺孔，由于引线的端部已经被焊接融合在一起，因此再和华司一起进行刺孔时，会在华司内圈形成一个大的翻花整体，从而可以有效防止刺孔时引线翻花因剪切力的作用而掉落。本发明提供的刺孔方法解决了引线刺孔时翻花因华司剪切力而掉落的问题，即避免了因偶发性翻花掉落而造成的失效隐患；同时还解决了使用过程中因引线条的氧化导致的引线-盖板铆钉铆接接触电阻变大影响长寿命及大纹波应用的要求。不采用本发明的刺孔方法，而选择直接对引线的芯包进行引线刺孔时，因华司剪切力的作用往往会造成外层引线翻花的掉落，偶发性的铝金属引线翻花的掉落会引起芯包上端引线或上边缘铝箔打火击穿，使电容器带来失效的隐患。

进一步地，步骤（1）和步骤（2）中所述的焊接融合采用超声焊接的方式。本发明采用超声焊接预处理融合的方式在引线刺孔前对多对正极和负极引线分别进行预处理，分别使得全部的正极引线和负极引线分别先熔接在一起；将引线通过超声焊接的方式熔接在一起，这种超声预处理的方式使正极引线、负极引线之间处于熔接状态，刺孔时正极引线、负极引线整体在华司内圈分别形成一个翻花整体，可以有效防止翻花的掉落。

进一步地，所述超声焊接的超声频率为20000-25000hz，超声焊接时间为400-600ms。

进一步地，步骤（1）具体如下：将所述铝电解电容器芯包上的全部正极引线采用叠层的方式搭接在一起，并梳理整齐；然后通过超声焊接将所有的正极引线焊接在一起，形成正极连接线。

进一步地，通过超声焊接将所有正极引线的端部焊接在一起。

进一步地，通过超声焊接将所有正极引线端部10-15mm焊接在一起。使得所有正极引线端部10-15mm的长度熔接在一起，而非将引线的全部熔接在一起。

进一步地，步骤（2）具体如下：将所述铝电解电容器芯包上的全部负极引线采用叠层的方式搭接在一起，并梳理整齐；然后通过超声焊接将所有的负极引线焊接在一起，形成负极连接线。

进一步地，通过超声焊接将所有负极引线的端部焊接在一起。

进一步地，通过超声焊接将所有负极引线端部10-15mm焊接在一起。使得所有负极引线端部10-15mm的长度熔接在一起，而非将引线的全部熔接在一起。

进一步地，步骤（1）和步骤（2）中所述的芯包为湿芯包，在所述焊接融合之前，先使用高压气枪去除所述正极引线和所述负极引线上的电解液，适用于湿芯包的引线刺孔。

本发明的铝电解电容器芯包引线的刺孔方法，首先在引线刺孔工位之前增加超声焊接预处理环节，将芯包上的引线通过超声的方式焊接在一起（适合芯包上具有多对引线的刺孔处理），这种超声预处理的方式使多对引线处于熔接状态，刺孔时在华司内圈各引线形成一个翻花整体，可以有效防止因华司内圈剪切力的作用而导致的外层翻花的掉落，避免了因偶发性翻花掉落给电容器带来的一系列安全隐患。同时这种熔接状态下的多对引线解决了电容器使用过程中因氧化问题导致的局部引线-盖板铆钉铆接接触电阻变大的问题。

与现有的刺孔方式相比，本发明的铝电解电容器芯包多对引线的刺孔预处理方法，具有如下的有益效果：

（1）本发明所提出的铝电解电容器芯包引线的刺孔方法，其采用超声焊接预处理融合的方式对电容器多对引线的芯包先分别进行正极引线、负极引线端部的超声熔接，且本发明的引线刺孔方法在实际应用过程中实施起来较为简单；对芯包具有多对正极引线和负极引线引线时，采用本发明的刺孔方法，可以有效防止引线刺孔时偶发性的翻花掉落，避免因翻花掉落而造成的电容器失效隐患。

（2）采用本发明的铝电解电容器芯包引线的刺孔方法后，多对正极引线、负极引线分别融合成一个整体，引线与引线之间的结合更加充分，可以有效减小电容使用中、后期引线-盖板铆钉铆接接触电阻的变化，适用于长寿命或大纹波应用要求的铝电解电容器。

（3）本发明的铝电解电容器芯包引线刺孔方法采用了超声焊接预处理融合的方式对刺孔前的引线进行预处理，分别将电容器芯包上的多对正极引线、负极引线端部熔接在一起，将多对同极性引线通过超声焊接的方式焊接在一起，这种超声预处理的方式使多对同极性引线之间处于熔接状态，各自形成正极连接线、负极连接线；刺孔时在华司内圈各引线能够形成一个翻花整体，可以有效防止因华司内圈剪切力的作用而导致翻花的掉落。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为铝电解电容器中芯包的结构示意；

图2为将芯包上正极引线和负极引线分别焊接融合后的剖面图。

图中：1～3均为正极引线、4～6均为负极引线、7芯包、8正极连接线、9负极连接线、10华司、11翻花；引线1-3构成铝电解电容器的正极；引线4-6构成铝电解电容器的负极。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种铝电解电容器芯包引线的刺孔方法，该方法采用超声焊接预处理融合的方式在刺孔前对引线进行预处理，分别将电容器芯包上的多对正极引线、负极引线端部熔接在一起，这种预处理方法将多对同极性的引线通过超声焊接的方式焊接在一起，这种超声预处理的方式使同极性引线之间处于熔接状态，分别形成正极连接线8和负极连接线9；刺孔时在华司内圈各引线形成一个翻花整体，可以有效防止翻花掉落；具体的，该铝电解电容器多对引线芯包的引线刺孔预处理方法，包括如下步骤：在本实施例的铝电解电容器中芯包上正极具有三根引线，负极也具有三根引线；

如图1-2所示，（1）将所述铝电解电容器芯包上的全部正极引线（包括引线1、引线2和引线3）采用叠层的方式将其端部10-15mm的长度搭接在一起，并梳理平行整齐；然后通过超声焊接将所有的正极引线端部10-15mm焊接在一起，形成一个整体，即为正极连接线8；所述超声焊接的超声频率为20000-25000hz，超声焊接时间为400-600ms；（对于湿芯包的引线采用本发明的方法进行超声焊接预处理时，在该步骤中同时使用高压气枪去除引线上的电解液）；

（2）同样的将所述铝电解电容器芯包上的全部负极引线（包括引线4、引线5和引线6）采用叠层的方式将其端部10-15mm的长度搭接在一起，并梳理平行整齐；然后通过超声焊接将所有的负极引线端部10-15mm焊接在一起，形成整体，即为负极连接线9；所述的超声焊接的超声频率为20000-25000hz，超声焊接时间为400-600ms；（对于湿芯包的引线采用本发明的方法进行超声焊接预处理时，在该步骤中同时使用高压气枪去除引线上的电解液）；

（3）将正极引线和负极引线分别进行超声熔接后，将华司10分别与所述正极连接线8和所述负极连接线9配合，分别从所述正极连接线8和所述负极连接线9向所述华司10进行刺孔，刺孔时熔接后的引线会在华司10内圈各引线形成一个翻花11整体，可以有效防止翻花的掉落；避免了因翻花11掉落给电容器带来打火击穿的失效隐患，同时引线经过上述超声熔接预处理后正、负极引线分别融合成一个整体，引线与引线之间的结合更加充分，防止因电解液中氧化性物质进入引线间的焊接缝隙中而发生氧化，因此可以有效减小电容使用中、后期引线-盖板铆钉铆接接触电阻的变化。

测试：取50组正极和负极均有三根引线的相同的铝电解电容器芯包，采用本发明的超声焊接预处理融合的方式对刺孔前的引线进行预处理，分别将电容器芯包正极和负极的多对引线端部超声焊接，使之熔接在一起后，再与华司10一起进行引线刺孔，此时会在华司内圈形成一个大的翻花11整体；结果统计50组均没有出现刺孔翻花11掉落的情况，说明了本发明的刺孔方法可以有效防止引线刺孔时翻花的掉落，解决了传统引线刺孔时翻花掉落的问题，避免了因翻花掉落给电容器造成的失效隐患。

取12只采用上述方式刺孔的铝电解电容器成品进行寿命试验2000h，分别测试寿命先后引线1、引线2和引线3的接触电阻，结果发现接触电阻仅增大10-15%，变化较小，且引线间差异较小。

对比例1

采用与上述实施例1中所用相同的铝电解电容器，该电容器的芯包上具有三根正极引线和三根负极引线，对比例1为不采用本申请的刺孔方法，选择直接在引线上进行刺孔，具体步骤为：

（1）将所述铝电解电容器芯包上正极的三根引线（包括引线1、引线2和引线3）采用叠层的方式搭接在一起，梳理整齐，然后将正极的三根引线和华司10一起在引线的端部进行刺孔，刺孔后与盖板进行铆接操作；

（2）同样的将所述铝电解电容器芯包上负极的三根引线（包括引线4、引线5和引线6）采用叠层的方式搭接在一起，梳理整齐，然后将负极的三根引线和华司10一起在引线的端部进行刺孔，刺孔后与盖板进行铆接操作。

测试

同样的取50组与实施例1相同的铝电解电容器（正极和负极均有三个引线），以上述对比例1的方式和华司10一起进行引线刺孔。

结果统计50组刺孔后，共有16组发生了翻花11掉落的情况（刺孔形成的翻花掉落，肉眼可以直观的看到）；并且这种偶发性掉落的翻花有4组在芯包翻转后掉落在了芯包上端，引起了电容器的打火击穿；取12只上述对比例1铝电解电容器成品进行寿命试验2000h，分别测试寿命先后引线1、引线2和引线3的接触电阻，结果发现接触电阻增大10-15%、90-100%、90-100%，变化较大，且靠近盖板侧的引线接触电阻变化较小，而其余引线接触电阻变化较大。

反观实施例1说明了本发明提出的引线刺孔方法：（1）可以大大减小刺孔时翻花掉落的概率，避免因翻花掉落而造成电容器失效；（2）可以有效减小电容使用中、后期引线-盖板铆钉铆接接触电阻的变化。由此可见采用本发明的引线刺孔方法可以避免安全隐患，解决了使用过程中因引线条的氧化导致的引线-盖板铆钉铆接接触电阻变大的影，并且能够节约成本，经济效益明显；同时本发明的引线刺孔方法，其实际的操作过程也较为简单，仅需在引线刺孔之前预先进行超声焊接，使多根同极性的引线端部熔接在一起即可；本发明的铝电解电容器芯包引线的刺孔方法，适用于多对引线的刺孔，将多对引线先经过超声焊接预处理融合形成一个熔接整体，然后再与华司配合一起进行刺孔，此时会在华司内圈形成一个大的翻花整体，从而可以有效防止刺孔时翻花的掉落。而如果选择将多对引线和华司一起直接进行刺孔时，由于引线之间相互独立，没有熔接，冷压焊接后长期使用过程中引线之间的缝隙会产生氧化；同时因华司剪切力的作用会偶发性的发生外层引线翻花的掉落，未完全掉落的翻花甚至会随着芯包翻转时掉落在芯包上部，引起引线或芯包上边缘打火击穿，使电容存在失效的隐患。

上述为本发明的较佳实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。凡由本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。