在鋁電解電容器的制造過程及終端客戶使用過程中,有許多的異常情況。除一般的常見故障外,最令人頭痛并且無法徹底解決的問題是無容量(即開路)和假性短路兩種情況。該現(xiàn)象的隱蔽性較強(qiáng),在一般的例行檢驗(yàn)中很難及時(shí)發(fā)現(xiàn)(除非每批產(chǎn)品都做高低溫實(shí)驗(yàn)和振動(dòng)實(shí)驗(yàn)),往往在檢測的時(shí)候是良品可用上整機(jī)后又成了不良品,此現(xiàn)象一直困惑著廣大的電容制造廠家和廣大的用戶。筆者經(jīng)多年的鋁電解電容制造經(jīng)驗(yàn),多次摸索,反復(fù)試驗(yàn),總結(jié)了一些有效的措施。
現(xiàn)如實(shí)發(fā)表與電容界的各位同仁共同探討。并希望此文能為中國鋁電解電容器的發(fā)現(xiàn)盡一點(diǎn)微薄之力。
第一部分:產(chǎn)品開路(即無容量)
造成無容量的主要現(xiàn)象是三方面,即裂箔、釘接不良和材料不良(正箔氧化膜較厚腐蝕太深)。
一、裂箔
1、狀況描述:導(dǎo)針與鋁箔釘接處及花瓣處有明顯的裂口。
2、檢查方法:目視,放大鏡或顯微鏡。
3、不良后果:因裂紋內(nèi)容易滲透電解液,當(dāng)加上電壓后因電解液與鋁箔的電解作用,容易在釘接花瓣與鋁箔的接觸處生成氧化膜,而造成鋁箔與導(dǎo)針隔離而開路(因氧化膜是絕緣介質(zhì))。最終造成產(chǎn)品開路(即無容量)的現(xiàn)象。特別是高頻低阻抗的產(chǎn)品,因產(chǎn)品的電性能要求,對(duì)所使用的工作電解液有特殊要求,必須有較高的電導(dǎo)率,而工作電解液的電導(dǎo)率越高其相應(yīng)的粘度就越低,粘度越低其滲透力就越強(qiáng),所以高頻低阻抗的產(chǎn)品更容易造成無容量的現(xiàn)象,在生產(chǎn)中必須特別注意。
4、改善措施:要全面控制該現(xiàn)象,主要是加強(qiáng)釘接工藝的控制,包括釘針的直徑,釘針的鋒利,釘針的個(gè)數(shù)即釘孔的個(gè)數(shù)(一般是允許的情況下越多越好)及壓花的力度要適中(要求緩沖)、機(jī)臺(tái)各部件的潤滑及機(jī)臺(tái)的清潔衛(wèi)生,加強(qiáng)釘機(jī)的巡查次數(shù),發(fā)現(xiàn)裂箔時(shí)要及時(shí)修機(jī),更換釘針等配件,并且要及時(shí)將釘上導(dǎo)針的半成品作拉力剝離試驗(yàn),絕不能讓有裂紋的半成品流入下工序,必須及時(shí)報(bào)廢。
二、釘接不良(花瓣小、花瓣殘缺)
1、狀況描述:花瓣的大小與要求不符,釘偏、導(dǎo)針歪斜:釘接厚度超出標(biāo)準(zhǔn),接觸電阻過大。
2、檢查方法:目視、放大鏡、顯微鏡、厚度儀、接觸阻抗儀、手感檢查等。
3、不良后果:
a、花瓣小將造成導(dǎo)針與鋁箔的接觸面積小,鉚接的效果差,當(dāng)電容器在充電或使用時(shí),當(dāng)電流通過時(shí)會(huì)因釘接處的接觸點(diǎn)小,出現(xiàn)有電阻大、電流大、容易造成打火,并且因電流大容易在釘接點(diǎn)生成氧化膜,而造成導(dǎo)針A部與鋁箔的釘接點(diǎn)隔開而開路。
b、花瓣小或釘接厚度過厚的現(xiàn)象,最直接的不良后果是導(dǎo)針開出的花瓣不能壓住箔片本身的花瓣,花瓣與箔表面的接觸點(diǎn)有空隙,容易造成電解液滲入。同樣可生成氧化膜而造成導(dǎo)針與鋁箔隔離而開路,導(dǎo)致產(chǎn)品開路(即無容量)。
4、改善措施:
a、注意機(jī)臺(tái)釘模板的開花形狀,盡量使用梅花模;
b、注意釘模板的清潔衛(wèi)生,不要有殘留的鋁箔灰,影響開花質(zhì)量。
c、隨時(shí)檢查釘接厚度和剝離試驗(yàn),花瓣上必須粘箔良好。
d、檢查沖壓力是否適中,必須有緩沖裝置(彈簧片)。
e、目視或放大檢查花瓣時(shí),不能有重影,看到的花瓣是單層,不 能是雙層。箔片的花瓣必須壓在導(dǎo)針花瓣的里面,不能外露。
f、注意導(dǎo)針的清潔度。
g、巡視檢查花瓣時(shí),花瓣必須齊全,不能有殘缺。
5、鋁箔本身的影響:
①狀況描述:表面氧化膜過厚。
②檢查方法:用刀片輕刮鋁箔表面,視其箔灰的多少,可以判定氧化膜的厚度。
③不良后果:因氧化膜過厚,將造成導(dǎo)針開出的花瓣翻過來的棱角部分插不到基箔上而造成接觸效果差(一般情況下阻抗較大)導(dǎo)致導(dǎo)針A部與鋁箔開路。因而造成產(chǎn)品開路。
④改善措施:選用鋁箔時(shí),容量不要太高,耐電壓可以選用適中一點(diǎn),選擇化成效果好的鋁箔,使用前必須檢查釘接阻抗及鋁箔表面是否容易有劃痕。一般情況下是比容高的正箔容易出現(xiàn)開路。
第二部分:假性短路(即時(shí)好時(shí)壞)
造成假性短路的主要現(xiàn)象包括:跑片、抽芯、釘花毛刺、導(dǎo)針A部毛刺、鋁箔邊緣毛刺、高低腳六個(gè)方面,現(xiàn)在一一加以說明:
一、跑片:
①狀況描述:素子卷繞后直視素子底部可以看到鋁箔或?qū)п樀拇虮獠糠帧?/span>
②檢查方法:目視、放大鏡、X光透視。
③不良后果:因鋁電解電容器的正極是正極鋁箔,而實(shí)際負(fù)極是負(fù)箔、電解紙、電解液和鋁殼四部分組成,當(dāng)鋁箔有跑片時(shí),露出素子端面的正箔截面容易與鋁殼的內(nèi)部底面發(fā)生碰撞接觸,因電位差不同將發(fā)生打火,正箔端面的氧化膜介質(zhì)將被擊穿,在外力的作用下,在外殼上施加了外力將使鋁殼觸及正箔而短路,如果鋁殼彈開后又可能變好,這就是我們經(jīng)常碰到的“時(shí)有時(shí)無”的假性短路現(xiàn)象,用該不良電容生產(chǎn)的整機(jī),即用戶所說的“拍板機(jī)”就是這個(gè)原因造成的。
④改善措施和解決方法:要求卷繞機(jī)有良好的精度、穩(wěn)定性要好,機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)速度不能過快,各送箔板、壓紙板等配件必須配套使用,并且注意精度,多巡查,發(fā)現(xiàn)跑片現(xiàn)象時(shí)要及時(shí)隔離。產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要將電解紙的留邊量留寬一點(diǎn),以增加保險(xiǎn)系數(shù)。素子端面靠鋁殼底面的留邊量比靠膠塞的留邊量要寬一點(diǎn)(因?yàn)殇X殼導(dǎo)電,而膠塞不導(dǎo)電。)
二、抽芯的故障和危害與跑片的情況大致相似,只是它的隱蔽性更強(qiáng),很難用肉眼發(fā)現(xiàn),特別是在卷芯的中間,因素子卷繞時(shí)卷針退出來的一瞬間往往因磨擦力的作用要將鋁箔帶出來一點(diǎn)點(diǎn)。其切口截面的棱角很容易碰上鋁殼底部,特別是底部有防爆槽的鋁殼,更容易發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象,該現(xiàn)象往往會(huì)因作業(yè)員和檢驗(yàn)員的麻痹大意而疏忽。其解決方法和改善措施:除跑片一般的解決方法外,還要及時(shí)檢查卷針是否圓滑,必要時(shí)必須加白蠟油防止抽芯,多做解剖試驗(yàn)或X光透視,檢查正箔是否偏離或帶出電解紙外面。
三、釘花毛刺、導(dǎo)針A部毛刺及鋁箔邊沿毛刺。
①狀況描述:釘花花瓣、導(dǎo)針A部的羽部、鋁箔邊沿用手指或棉手套檢查時(shí)有明顯的刺手感。
②檢查方法:徒手檢查釘花毛刺,用手指腹部輕觸花瓣是否刺手,用鋁箔和導(dǎo)針輕輕劃過棉手套,再檢查棉手套是否發(fā)毛,即可檢查毛刺的現(xiàn)象。
③不良后果:如花瓣、導(dǎo)針、鋁箔有毛刺,將容易刺破電解液造成正負(fù)極之間短路。特別在短路狀況不明顯的情況下,因外力施加在導(dǎo)針上波及到電容器內(nèi)部,加劇了正負(fù)箔之間的運(yùn)動(dòng),原本不怎么短路的產(chǎn)品都可變成短路,即我司經(jīng)常碰到的“搖晃時(shí)斷時(shí)通”的產(chǎn)品。
④改善措施:要定時(shí)檢查釘模板是否有磨損,如有磨損要及時(shí)更換,以保證花瓣的質(zhì)量。鋁箔裁切時(shí)一定要注意不能有毛刺,及時(shí)更換刀片。加強(qiáng)導(dǎo)針的進(jìn)料檢驗(yàn),選用品質(zhì)優(yōu)良信譽(yù)好的導(dǎo)針,有條件的廠家要做“X”光透視檢查。生產(chǎn)的產(chǎn)品在充電老練必須先擊短路再上架充電。可將短路的產(chǎn)品擊穿報(bào)廢,減少短路的概率,在產(chǎn)品電性能允許的情況下,盡量使用厚一點(diǎn),密度高一點(diǎn)的電解紙
四、高低腳(即引線B部一高一低)
1狀況描述:成品素子在平視狀況下引出線B部有明顯的一高一低不對(duì)稱。
2、檢查方法:目視即可
3、不良后果:造成高低腳的情況有兩種,即:釘接偏位和卷繞不齊。前者屬釘接不良需在卷繞前檢查并改善,即可排除。如果是后者卷繞不齊的情況很容易造成正箔外露,而與鋁殼短路,如在釘接效果良好的情況下,如果有高低腳的現(xiàn)象則素子內(nèi)部的正負(fù)箔片絕對(duì)有高低不對(duì)稱的現(xiàn)象(也可以說是跑片的現(xiàn)象)。在這種狀況下還分兩種情況:即負(fù)箔外露還是正箔外露,如果負(fù)箔外露,危害性還稍小一點(diǎn),如果是正箔外露則極容易造成與鋁殼底部之間的短路,特別在鋁殼受外力的作用造成時(shí)斷時(shí)通的現(xiàn)象,該現(xiàn)象也是日常生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)最多的假性短路的情形之一。
4、改善措施:首先要求機(jī)臺(tái)有良好的穩(wěn)定性,教育作業(yè)操作工及時(shí)檢查該現(xiàn)象、檢查素子時(shí)盡量要求正負(fù)導(dǎo)針的B部都要露在素子的電解紙外面,不能有一高一低的現(xiàn)象。特別是正導(dǎo)針低于負(fù)導(dǎo)針時(shí)一定要及時(shí)停機(jī)修理,產(chǎn)品隔離或報(bào)廢。
只要是能嚴(yán)格按以上的方法檢查和改善,則假性短路和開路的不良現(xiàn)象就能及時(shí)排除。