CN1822267B - 固体电解电容器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种固体电解电容器的制造方法，其包括以下步骤：首先制作阳极箔，在阳极箔腐蚀表面形成电介质氧化膜，再制作阴极箔，在阴极箔腐蚀表面上作安定化处理；在阳极箔和阴极箔之间插入隔膜，将其卷起来成为卷绕型电容器芯子；将电容器芯子与喷注石蜡油或硅油并搅拌均匀的胶粒组装；将组装好的电容器芯子氧化，然后烘烤使隔膜碳化；将碳化过的电容器芯子预热后，放入注有单体和氧化剂混合搅拌均匀的溶液的铝壳中抽真空含浸；将铝壳和芯子一起放入高温炉中聚合；清理聚合后芯子表面的残余物；将清理后的芯子用铝壳封装起来；将封好口后的产品放在105～150℃的高温中加浪涌电压老化0.5～10小时。
Description
技术领域
本发明涉及一种固体电解电容器的制造方法，尤其是一种以高导电性有机聚合物为电介质的卷绕型固体电解电容器的制造方法。
背景技术
电容器是一种基本的电子元件，广泛应用于各类电子产品中，近年来，随着电子工业的高速发展，电子产品出现了小型化、轻量化的趋势，特别是数码产品的出现及个人电脑的高速化要求，对其中使用的电容器提出了小型化、大容量、在高频区域中低阻抗等特性要求。
作为高频滤波用电容器，现有的云母电容器，薄膜电容器及陶瓷电容器虽也可以被使用，但这些电容器的容量有限，不适宜制作大容量的电容器；为适合大容量的要求，出现了铝电解电容器及钽电解电容器。传统的铝电解电容器，虽以较低的成本实现了大容量，但由于使用的电解液为液体，存在着导电率较低、温度及频率特性均较差的缺点，且随着电容器使用时间的推移，特别是使用温度的提高，液体电解液易蒸发，从而使其容量降低、阻抗增大。传统的钽电解电容器电介质使用的是固体二氧化锰，其特性虽然比传统的液体铝电解电容器好，但是这样的钽固体电解电容器的容量，尤其是高频下的阻抗特性还是不能满足新的电子设备的要求。
为了解决上述问题，研究人员提出了使用具有良好导电性，较易形成固体电介质的导电性高分子用作固体电介质的方法。更有人提出使用含有p共轭系高分子的导电性有机物聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩衍生物及电导率在10-3～103s/cm范围的本征导电性高分子作固体电介质(日本及美国专利)。研究人员对导电性高分子所具有的电子共轭系的特异电、磁、光等特性进行了充分的研究，这些导电高分子主要以电解聚合法及化学氧化聚合法制得，其中化学氧化聚合法是将聚合单体和适量的氧化剂混合，较容易制得导电高分子，为工业上简便的聚合法，目前通常使用的化学氧化聚合法存在的问题是：聚合速度与氧化剂的活性成正比，如使用活性大的氧化剂，容易发生不希望的副反应，而得到结构规整性低下，导电性差的聚合物，这是本发明要解决的一个技术问题。另外，高导电性有机聚合物固体电解电容器的制造方法与传统的液体电解电容器的制造方法及有机半导体固体电解电容器的制造方法存在很大差异，特别是温度、聚合工艺对于高导电性有机聚合物固体电解电容器的制造至关重要，由于受浸渍、聚合等现有工艺的限制，所制造的固体电解电容器容量达不到预期的大，等效串联电阻ESR大，漏电特性不好，合格率低，有必要进行改进。
发明目的
本发明的目的在于提供一种以高导电性有机聚合物为电介质的卷绕型固体电解电容器的制造方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种固体电解电容器的制造方法，其包括以下步骤：
步骤1：首先制作阳极箔，在阳极箔腐蚀表面形成电介质氧化膜，再制作阴极箔，在阴极箔腐蚀表面上作安定化处理；
步骤2：在阳极箔和阴极箔之间插入隔膜，将隔膜与阳极箔和阴极箔卷起来成为卷绕型电容器芯子；
步骤3：将电容器芯子与喷注石蜡油或硅油并搅拌均匀的胶粒组装；
步骤4：将组装好的电容器芯子放入己二酸铵溶液中氧化，然后烘烤使隔膜碳化；
步骤5：将碳化过的电容器芯子在30～80℃的条件下预热1～10分钟后，放入注有单体和氧化剂混合搅拌均匀的溶液的铝壳中抽真空含浸；
步骤6：将铝壳和芯子一起放入高温炉中聚合；
步骤7：清理聚合后芯子表面的残余物；
步骤8：将清理后的芯子用铝壳封装起来；
步骤9：将封好口后的产品放在105～150℃的高温中加浪涌电压老化0.5～10小时。
本发明制造的固体电解电容器具有极低的等效串联电阻(ESR)，良好的阻抗频率特性，可在100kHz以上的频率中使用，耐波纹电流高，工作温度范围宽及良好的温度特性，容量大、寿命长、性能可靠，良好的漏电特性、成品率高，能广泛应用于现代通信，计算机、高性能民用及军事电子产品中。
附图说明
图1为本发明的固体电解电容器的透视图。
图2为本发明固体电解电容器的芯子部分展开图。
图3为本发明固体电解电容器阳极箔、阴极箔、氧化膜及隔膜剖视图。
图4为本发明固体电解电容器的制造方法的流程图。
1为电容器的引线，2为铝梗，3为密封橡胶，4为阳极箔，5为阴极箔，6为固体有机导电材料，7为铝壳，8为隔膜，9为Al2O3膜。
具体实施方式
一种固体电解电容器的制造方法，其包括以下步骤：
步骤1：首先制作阳极箔4，在阳极箔4腐蚀表面形成电介质氧化膜，再制作阴极箔5，在阴极箔5腐蚀表面上作安定化处理；
该阳极箔4和阴电极都可以用金属铝制成。
步骤2：将阳极箔4和阴极箔5分别铆钉引线1后，在阳极箔4和阴极箔5之间插入隔膜8，将隔膜8与阳极箔4和阴极箔5卷起来成为卷绕型电容器芯子；
所述的隔膜8为含有马尼拉麻纤维的电解纸、聚酯材料的无纺布或聚乙烯醇和尼龙的复合物，该隔膜8的密度要求为0.2～0.7g/cm3，厚度为30～70μm。马尼拉麻纤维的电解纸、聚酯材料的无纺布或聚乙烯醇和尼龙的复合物用作隔膜8材料时，必须在130～280℃的温度下经过碳化处理，以增强有机单体的渗透性。
步骤3：将电容器芯子与喷注石蜡油或硅油并搅拌均匀的胶粒组装，上述喷注石蜡油或硅油类油性物质与胶粒的重量百分比为0.05～0.5％；
步骤4：将组装好的电容器芯子放入温度为50～90℃、浓度为2～10％的己二酸铵溶液中氧化10～30分钟，然后在130～280℃烘烤20～180分钟使隔膜8碳化；
步骤5：将碳化过的电容器芯子在30～80℃的条件下预热1～10分钟后，放入注有定量的单体和氧化剂混合搅拌均匀的溶液的铝壳7中抽真空含浸10～300秒；
所述单体为高导电性有机物的有机单体，具体可选择吡咯、噻吩、苯胺中的至少一种物质，该单体可以是上述的单一种类，也可以是两种或两种以上不同的有机单体按一定比例混配。
所述的氧化剂为3价的铁盐类、过硫酸盐类、重铬酸盐类中的至少一种，氧化剂可以是上述的单一种盐类，也可以是两种或两种以上不同的氧化剂按一定比例混配。
步骤6：将铝壳7和芯子一起放入高温炉中聚合0.5～6小时，聚合温度为30～210℃；
步骤7：清理聚合后芯子表面的残余物；
电容器芯子在常压或真空条件下浸渍有机单体和氧化剂混合液，取出电容器芯子在常压下进行化学氧化聚合得到高导电性有机聚合物后，使用溶剂来进行清洗，洗掉化学氧化聚合的残余物，可以降低电容器的阻抗、漏电流等，溶剂为醇、酸、酯、醚、胺中的任一种。
步骤8：将清理后的芯子用铝壳7封装起来；
电容器芯子封装在铝壳7中，铝壳7的开口部分所用的封口材料为环氧树脂胶、乙丙或丁基橡胶。
步骤9：将电容器放入105～150℃的条件下加浪涌电压经0.5～10小时老化处理，再分选处理，即可制造出该固体电解电容器。
本发明制造的固体电解电容器具有极低的等效串联电阻(ESR)，良好的阻抗频率特性，可在100kHz以上的频率中使用，耐波纹电流高，工作温度范围宽及良好的温度特性，容量大、寿命长、性能可靠，良好的漏电特性、成品率高，能广泛应用于现代通信，计算机、高性能民用及军事电子产品中。
Claims (10)
1.一种固体电解电容器的制造方法，其包括以下步骤：
步骤1：首先制作阳极箔，在阳极箔腐蚀表面形成电介质氧化膜，再制作阴极箔，在阴极箔腐蚀表面上作安定化处理；
步骤2：在阳极箔和阴极箔之间插入隔膜，将隔膜与阳极箔和阴极箔卷起来成为卷绕型电容器芯子；
其特征在于，该制造方法还包括：
步骤3：将电容器芯子与喷注石蜡油或硅油并搅拌均匀的胶粒组装；
步骤4：将组装好的电容器芯子放入己二酸铵溶液中氧化，然后烘烤使隔膜碳化；
步骤5：将碳化过的电容器芯子在30～80℃的条件下预热1～10分钟后，放入注有单体和氧化剂混合搅拌均匀的溶液的铝壳中抽真空含浸；
步骤6：将铝壳和芯子一起放入高温炉中聚合；
步骤7：清理聚合后芯子表面的残余物；
步骤8：将清理后的芯子用铝壳封装起来；
步骤9：将封好口后的产品放在105～150℃的高温中加浪涌电压老化0.5～10小时。
2.根据权利要求1所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，该阳极箔和阴极箔都用金属铝制成。
3.根据权利要求1所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，所述的隔膜为含有马尼拉麻纤维的电解纸、聚酯材料的无纺布或聚乙烯醇和尼龙的复合物。
4.根据权利要求1所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，步骤3中喷注石蜡油或硅油与胶粒的重量百分比为0.05～0.5％。
5.根据权利要求1所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，步骤4中将组装好的电容器芯子放入温度为50～90℃、浓度为2～10％的己二酸铵溶液中氧化10～30分钟，然后在130～280℃烘烤20～180分钟使隔膜碳化。
6.根据权利要求1所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，该步骤5中所述单体为高导电性有机物的有机单体，具体可选择吡咯、噻吩、苯胺中的至少一种物质，所述的氧化剂为3价的铁盐类、过硫酸盐类、重铬酸盐类中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，碳化过的电容器芯子放入注有单体和氧化剂混合搅拌均匀的溶液的铝壳中抽真空含浸10～300秒。
8.根据权利要求1所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，将铝壳和芯子一起放入高温炉中聚合0.5～6小时，聚合温度为30～210℃；
9.根据权利要求1所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，步骤7中的清理完残余物后的芯子封装在铝壳中，铝壳的开口部分所用的封口材料为环氧树脂胶、乙丙或丁基橡胶。
10.根据权利要求1所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于，在步骤9之后还有一步骤：将老化处理后的产品再分选处理，即可制造出该固体电解电容器。
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