大端子薄膜电容器的焊接方法、工装、焊片及生产方法技术

本发明专利技术公开了一种大端子薄膜电容器的焊接方法，包括以下步骤：准备焊片和焊接工装；将一个大引出端子、电容器芯子和一个焊片安装在焊接工装上；用点火器对该焊片点火，使该焊片发生急速化学反应并产生高温使焊片熔化；冷却后完成一个大引出端子的焊接盘与电容器芯子的一端之间的焊接，然后完成另一个大引出端子的焊接盘与电容器芯子的另一端之间的焊接。本发明专利技术还公开了本发明专利技术所述焊接方法采用的焊接工装、焊片以及焊片的生产方法。本发明专利技术利用焊片在点火时发生急速化学反应产生高温并熔化，达到将大引出端子的焊接盘与电容器芯子的端面急速焊接在一起的目的，能显著提升大端子薄膜电容器的工作功率、使用寿命和可靠性。使用寿命和可靠性。使用寿命和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
大端子薄膜电容器的焊接方法、工装、焊片及生产方法


[0001]本专利技术涉及一种大端子薄膜电容器的制造方法，尤其涉及一种大端子薄膜电容器的焊接方法、工装、焊片及生产方法。

技术介绍

[0002]随着现代科学技术水平的发展，电子、家电、通讯等多个行业更新换代周期越来越短。聚丙烯薄膜电容器凭借其良好的电工性能和高可靠性，成为工业发展中优选的电容器元件，广泛应用于航空、航天等领域。近年来，随着总装的不断升级，对薄膜电容器也提出了新的需求，尤其在高耐压、大电流、长寿命、高可靠性上的更高指标的需求，迫使薄膜电容器制造技术的不断进步。为了实现薄膜电容器的大电流指标的需求，逐步出现大引出端子的薄膜电容器（以下简称大端子薄膜电容器），这类薄膜电容器由于具有直径较大的引出端子，所以具有极高的耐电流能力，广泛应用于大功率充电、高频焊接、微波加热等各个领域。
[0003]目前，大端子薄膜电容器普及发展的瓶颈主要在于大引出端子的焊接工艺，由于大引出端子和电容器芯子之间的焊接面较大，且薄膜电容器不耐高温，导致焊接的可靠性和合格率较低。
[0004]大端子薄膜电容器的传统焊接方法，是将电容器芯子和大引出端子的焊接盘压实，采用锡焊的方法将电容器芯子和焊接盘焊接在一起，因为采用的是烙铁锡焊，实际焊点的面积远远小于焊接盘和电容器芯子的接触面积，电容器耐电流能力大打折扣。
[0005]基于以上原因，用传统焊接方法焊接的大端子薄膜电容器，用于一般电路环境没有问题，但是，如果在大电流、高功率的使用情况下，则存在以下多种缺陷：1、焊点接触面小，承载电流和可靠性不足，在大功率的电流作用下很容易发生断路，引起产品失效；2、大引出端子吸收热量较快，需要的焊接设备功率极大，以满足焊接高温需求，而焊接设备功率越大能耗越高；3、薄膜电容器芯子的耐温仅为120摄氏度，长时间锡焊会引起电容器芯子的破坏，降低产品性能；4、锡焊过程中，大引出端子吸收大量的热，温度较高，焊接结束后大引出端子降温慢，高温的大引出端子反作用于电容器芯子，可能导致芯子破坏失效；5、在焊接时间较长的情况下，大引出端子的温度达到焊接温度时极易发生氧化，一方面影响产品过流能力，另一方面影响产品外观。
[0006]另外，传统焊接方法有锡焊、铅焊等，主要方法是锡焊，锡焊的焊料如锡丝、锡片等，其成份或主要成份为锡，在焊接过程中需要全部通过外部热量（如电流加热即电焊、燃烧加热即气焊等）使焊料熔化并同时粘接在待焊接的两个部件上，从而实现两个部件之间的焊接目的。
[0007]上述传统焊料的缺陷在于：全部利用外部加热的方式熔化焊料，导致焊接时间较长，容易烫伤焊接元件，尤其对于不耐高温的元件如薄膜电容器来说，可能损坏元件，而且
易于发生氧化反应，降低焊接质量和产品质量，同时也难以适用于没有电源和气源的野外作业。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种焊接时间短、承载电流大、可靠性高的大端子薄膜电容器的焊接方法、工装、焊片及生产方法。
[0009]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种大端子薄膜电容器的焊接方法，所述大端子薄膜电容器包括电容器芯子和大引出端子，所述大引出端子的一端设有向外周方向凸起的焊接盘，两个所述大引出端子的焊接盘分别与所述电容器芯子的两端焊接连接，所述大端子薄膜电容器的焊接方法包括以下步骤：步骤1、准备焊片和焊接工装，所述焊片能够在点火时发生化学反应产生高温并熔化，所述焊片的外径与所述大引出端子的焊接盘的外径和所述电容器芯子的外径一致，所述焊接工装能够将所述大引出端子的焊接盘与所述电容器芯子对应压紧并设有点火器；步骤2、将一个所述大引出端子、所述电容器芯子和一个所述焊片安装在所述焊接工装上，所述焊片位于该大引出端子的焊接盘与所述电容器芯子的一端之间，对该大引出端子的焊接盘施压使该大引出端子的焊接盘、该焊片和所述电容器芯子之间相互紧密接触；步骤3、用点火器对该焊片点火，使该焊片发生急速化学反应并产生高温使所述焊片熔化；步骤4、冷却后完成一个所述大引出端子的焊接盘与所述电容器芯子的一端之间的焊接，然后重新将另一个所述大引出端子、所述电容器芯子和另一个所述焊片安装在所述焊接工装上，重复步骤2和步骤3，冷却后完成大端子薄膜电容器的焊接。
[0010]作为优选，为了实现快速点火并能够在使用电池情况下实现点火，所述点火器为激光点火器，所述大引出端子的焊接盘的圆周边缘设有一个用于点火的点火缺口。
[0011]一种大端子薄膜电容器的焊接方法采用的焊接工装，包括工装本体、加压柱、点火器支架和所述点火器，所述工装本体的下部设有上端开口、下端封闭的安装沉孔，所述安装沉孔的孔径略大于所述电容器芯子的外径，所述加压柱安装于所述工装本体的上部并能够上下移动，所述加压柱位于所述安装沉孔的正上方，所述点火器支架设于所述工装本体上，所述点火器设于所述点火器支架上并位于所述安装沉孔边缘的上方。上述加压柱的加压结构采用现有技术可以轻松实现，只需要较小加压力，比如采用电机或气缸控制加压柱上下移动即可实现；上述点火器为现有技术的常用点火器，比如下文的激光点火器，以高温激光为介质使焊片的局部急速升温，引发急速的自持化学反应。
[0012]一种大端子薄膜电容器的焊接方法采用的焊片，包括锡片，所述锡片的两侧分别设有化学反应层，所述化学反应层包括铝层（Al）和镍层（Ni）。
[0013]作为优选，为了提高化学反应效率并提高热量利用率，所述化学反应层包括相互间隔重叠排列的十层铝层和十层镍层且靠近所述锡片的一层为所述铝层。
[0014]作为优选，为了便于加工并进一步提高化学反应效率和热量利用率，所述铝层和所述镍层均通过真空环境下的磁控溅射方式设于所述锡片上，所述锡片的厚度为0.4mm，所
述铝层的厚度为9μm，所述镍层的厚度为6μm。
[0015]一种焊片的生产方法，包括以下步骤：步骤（1）、准备具有真空腔体的磁控溅射设备、初始锡片、铝靶材和镍靶材，其中，所述真空腔体的上部能够安装两个靶材，所述真空腔体内的下部设有可旋转的样品架，优选为在真空腔体外部控制旋转的电控样品架，采用现有技术即可轻易实现；步骤（2）、将所述铝靶材和所述镍靶材分别安装在所述真空腔体的上部，将所述初始锡片清洗后置于所述样品架上，关闭所述真空腔体；步骤（3）、对所述真空腔体抽真空，待真空度优于10
‑4Pa，向所述真空腔体内注入氩气，氩气的注入量以使所述真空腔体内的真空度保持在0.4Pa为准；说明：氩气（Ar）作为工作气体，在溅射中过程中，氩气在电场作用下电离形成Ar+离子，并且在电场作用下高速撞击靶材，将Al或者Ni原子打出溅射在工件上，如果气压过高，电场力很难电离大量氩气，所以不能溅射，如果气压过低，少量的氩气电离也不足以溅射出金属原子，所以有一个低真空的要求，而根据试验结果来看，真空度为0.4Pa时具有最好的溅射效果；步骤（4）、将所述初始锡片调整至所述铝靶材的正下方，启动磁控溅射设备，向所述初始锡片溅射铝材料，达到设定的溅射厚度后形成一层铝层，停止本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大端子薄膜电容器的焊接方法，所述大端子薄膜电容器包括电容器芯子和大引出端子，所述大引出端子的一端设有向外周方向凸起的焊接盘，两个所述大引出端子的焊接盘分别与所述电容器芯子的两端焊接连接，其特征在于：所述大端子薄膜电容器的焊接方法包括以下步骤：步骤1、准备焊片和焊接工装，所述焊片能够在点火时发生化学反应产生高温并熔化，所述焊片的外径与所述大引出端子的焊接盘的外径和所述电容器芯子的外径一致，所述焊接工装能够将所述大引出端子的焊接盘与所述电容器芯子对应压紧并设有点火器；步骤2、将一个所述大引出端子、所述电容器芯子和一个所述焊片安装在所述焊接工装上，所述焊片位于该大引出端子的焊接盘与所述电容器芯子的一端之间，对该大引出端子的焊接盘施压使该大引出端子的焊接盘、该焊片和所述电容器芯子之间相互紧密接触；步骤3、用点火器对该焊片点火，使该焊片发生急速化学反应并产生高温使所述焊片熔化；步骤4、冷却后完成一个所述大引出端子的焊接盘与所述电容器芯子的一端之间的焊接，然后重新将另一个所述大引出端子、所述电容器芯子和另一个所述焊片安装在所述焊接工装上，重复步骤2和步骤3，冷却后完成大端子薄膜电容器的焊接。2.根据权利要求1所述的大端子薄膜电容器的焊接方法，其特征在于：所述点火器为激光点火器，所述大引出端子的焊接盘的圆周边缘设有一个用于点火的点火缺口。3.一种如权利要求1或2所述的大端子薄膜电容器的焊接方法采用的焊接工装，其特征在于：包括工装本体、加压柱、点火器支架和所述点火器，所述工装本体的下部设有上端开口、下端封闭的安装沉孔，所述安装沉孔的孔径略大于所述电容器芯子的外径，所述加压柱安装于所述工装本体的上部并能够上下移动，所述加压柱位于所述安装沉孔的正上方，所述点火器支架设于所述工装本体上，所述点火器设于所述点火器支架上并位于所述安装沉孔边缘的上方。4.一种如权利要求1或2所述的大端子薄膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱林俊，高秀华，董晓聪，王勇平，邱昊，王玉波，王永桂，
申请(专利权)人：成都宏明电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：