CN111223663A - 一种金属支架陶瓷电容器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明通过提供一种金属支架陶瓷电容器的制备方法，包括如下步骤：在电容器端头电极上依次电镀上第一镍层和第一锡铅镀层；在电极片基材上依次电镀上第二镍层和第二锡铅镀层；形成引脚和支撑脚；将两电极片的第一矩形片分别焊接在电容器的两端头电极上；将电容器和电极片浸入电镀液中，使电极片电镀上一层低铅的锡铅合金层；在电容器本体上涂上防飞弧的绝缘漆，并进行烘焙固化。本发明还提供一种金属支架陶瓷电容器。本发明形成的合金相液化温度高，避免使用过程出现二次重熔，还能够提高电容器与电路板的焊接结合强度，避免电容器本体在焊接或者使用中掉落。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属支架陶瓷电容器及其制备方法。
背景技术
为了使电容器从电路板上撑起、使电容器的耐电路板弯曲性提高，以及使电容器因功耗产生的大量热量能够快速地传导出去，通常会在电容器上焊接金属支架，使用时，将金属支架焊接在电路板上，但现有技术中，电容器与电极片通常采用焊锡量较高的镀层，如纯锡镀层或者SnPb10镀层，如此，在焊接过程中，即使采用高温高铅的焊料进行焊接，焊料与镀层重熔后形成合金相液化温度通常低于240℃，使得支架电容器在使用过程易出现二次重熔导致电容器与金属支架分离，严重时还会因焊料在芯片之间或者相邻产品之间搭接短路而导致产品失效，另一方面，金属支架的焊盘通常为一整块金属板，焊接结合强度不高，再者现有金属支架在与电容器焊接过程中，电容器容易掉落，不仅影响电容器正常使用，还影响工程进度。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提出一种金属支架陶瓷电容器及其制备方法，形成的合金相液化温度高，避免使用过程出现二次重熔，还能够提高电容器与电路板的焊接结合强度，避免电容器本体在焊接或者使用中掉落。
本发明通过以下技术方案实现：
一种金属支架陶瓷电容器的制备方法，金属支架陶瓷电容器包括电容器和两电极片，电容器包括本体和设置在本体两端的端头电极，包括如下步骤：
A、在电容器端头电极上依次电镀上第一镍层和第一锡铅镀层，第一锡铅镀层含铅量不小于80％，第一锡铅镀层厚度为2-20μm；
B、通过将金属整条冲压或者蚀刻的方法制成电极片基材，并采用挂镀工艺在电极片基材上依次电镀上第二镍层和第二锡铅镀层，第二锡铅镀层含铅量不小于80％，第二锡铅镀层厚度为2-20μm；
C、步骤B所述的电极片基材包括间隔布置的第一矩形片、第二矩形片、连接在第一、第二矩形片之间的连接片和分别设置在第二矩形片两端且向第一矩形片延伸的两条形片，将第二矩形片和两条形片分别折弯90°形成引脚和支撑脚，在第二矩形片上间隔设置若干个通孔；
D、将两电极片的第一矩形片分别焊接在电容器的两端头电极上；
E、将电容器和电极片浸入电镀液中，使电极片电镀上一层低铅的锡铅合金层；
F、在电容器本体上涂上防飞弧的绝缘漆，并进行烘焙固化。
进一步的，所述步骤A中，第一镍层厚度为1-5μm，第一镍层电镀时间为30-150min，电镀第一镍层电流为4-14A，第一锡铅镀层具体为SnPb(80-95)，第一锡铅镀层电镀时间为45-150min，电镀第一锡铅镀层的电流为3-10A。
进一步的，所述步骤B中，电极片基材厚度为0.1-0.5mm，第二镍层厚度为1-5μm，第二镍层电镀时间为4-15min，电镀第二镍层电流为2-7A，第二锡铅镀层具体为SnPb(80-95)，第二锡铅镀层电镀时间为5-30min，电镀第二锡铅镀层的电流是2-8A。
进一步的，所述步骤C中，引脚长度不小于0.5mm，支撑脚长度为0.2-0.5mm。
进一步的，金属支架陶瓷电容器包括多个并联的所述电容器，相邻两电容器本体之间通过红胶连接，并进行烘焙固化，固化温度为130-170℃，固化时间为8-15min。
进一步的，所述步骤D中，采用回流焊焊接工艺或者真空共晶炉焊接工艺将第一矩形片焊接在电容器的端头电极上。
进一步的，所述步骤E中，锡铅合金层具体为SnPb(5-15)，电镀锡铅和金层的时间为8-30min，电镀锡铅和金的电流是3-12A。
进一步的，所述步骤F中，烘焙固化温度为130-170℃，烘焙固化时间为40-90min。
进一步的，还包括以下步骤：
G、使用体式显微镜对经步骤F后的电容器进行外观筛选，筛除电容器本体上有裂纹的、电极片上引脚或者支撑脚断裂的、电极片上有超过引脚长度30％的刮痕的、除了引脚末端其他部位未电镀覆盖的电容器；
H、使用电容测试仪对经步骤G后的电容器的电容量、损耗角正切进行测试；使用耐压绝缘分析仪对产品的介质耐压性能进行测试；使用高阻计对产品的绝缘电阻进行测试。
本发明还通过以下技术方案实现：
一种金属支架陶瓷电容器，包括电容器本体、分别设置在电容器本体两端的两端头电极、两电极片、依次设置在端头电极上的第一镍层和第一锡铅镀层、依次设置在电极片上的第二镍层和第二锡铅镀层、以及设置在第一、第二锡铅镀层之间的焊料层，第一、第二锡铅镀层含铅量均不小于80％，焊料层采用高铅焊料。
本发明具有如下有益效果：
1、本发明在端头电极上依次电镀第一镍层和第一锡铅镀层，在电极片上电镀第二镍层和第二锡铅镀层，第一、第二锡铅镀层含铅量均不小于80％、厚度均为2-20μm，如此在焊接过程中，焊料与第一、第二锡铅镀层重熔后形成的合金相液化温度高(液化温度在260℃以上)，如此即可避免在使用过程中因出现二次重熔而导致端头电极与电极片分离的情况，也会避免因焊料在电容器本体之间或者相邻产品之间搭接短路而导致产品失效的情况，通孔的设置能够提高电容器与电路板的焊接结合强度，支撑脚则能够避免电容器本体在焊接或者使用中掉落，从而使本发明在使用过程中更为方便和安全。
2、本发明通过冲压或者蚀刻的方法制成电极片基材，并通过折弯形成引脚和支撑脚，不仅使本发明外形更加美观，也是工艺更加简单。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明实施例一的金属支架陶瓷电容器的结构示意图。
图2为本发明实施例一的金属支架陶瓷电容器的剖视结构示意图。
图3为本发明实施例一的电极片基材的结构示意图。
其中，1、电容器本体；2、端头电极；21、第一镍层；22、第一锡铅镀层；3、电极片；32、第二锡铅镀层；33、第一矩形片；34、第二矩形片；35、连接片；36、条形片；37、引脚；38、支撑脚；39、通孔；4、焊料层；5、红胶；6、绝缘漆；7、陶瓷介质。
具体实施方式
实施例一：
如图1至图3所示，金属支架电容器包括两水平堆叠且并联的陶瓷电容器和两电极片3(在其他实施例中，也可将两个及以上陶瓷电容器竖直堆叠且并联)，陶瓷电容器包括电容器本体1和分别设置在电容器本体1两端的两端头电极2，电容器本体1内部具有陶瓷介质7，两陶瓷电容器通过红胶5连接在一起。电极片3由电极片3基材制成，电极片3基材包括间隔布置的第一矩形片33、第二矩形片34、连接在第一矩形片33、第二矩形片34之间的连接片35和分别设置在第二矩形片34两端且向第一矩形片33延伸的两条形片36，将第二矩形片34和两条形片36分别折弯90°形成引脚37和支撑脚38，在第二矩形片34上间隔设置若干个通孔39，即形成电极片3。端头电极2上依次设置有第一镍层21和第一锡铅镀层22，电极片3上依次设置有第二镍层和第二锡铅镀层32，在第一锡铅镀层22和第二锡铅镀层32之间设置有焊料层4，第一锡铅镀层22和第二锡铅镀层32含铅量均不小于80％，焊料层4采用高铅焊料，电容器本体1上还涂有防飞弧的绝缘漆6，电极片3最外层具有低铅的锡铅合金层。
金属支架电容器的制备方法包括如下步骤：
A、在电容器端头电极2上依次电镀上第一镍层21和第一锡铅镀层22，第一锡铅镀层22含铅量不小于80％，第一锡铅镀层22厚度为2μm；其中，第一镍层21厚度为1μm，第一镍层21电镀时间为45min，电镀第一镍层21电流为4A，第一锡铅镀层22具体为SnPb(80-95)，第一锡铅镀层22电镀时间为45min，电镀第一锡铅镀层22的电流为3A；
B、通过将金属整条冲压或者蚀刻的方法制成电极片3基材，并采用挂镀工艺在电极片3基材上依次电镀上第二镍层和第二锡铅镀层32，第二锡铅镀层32含铅量不小于80％，第二锡铅镀层32厚度为2μm；其中，电极片3基材厚度为0.1mm，第二镍层厚度为1μm，第二镍层电镀时间为4min，电镀第二镍层电流为2A，第二锡铅镀层32具体为SnPb(80-95)，第二锡铅镀层32电镀时间为5min，电镀第二锡铅镀层32的电流是2A；
C、步骤B的电极片3基材包括间隔布置的第一矩形片33、第二矩形片34、连接在第一矩形片33、第二矩形片34之间的连接片35和分别设置在第二矩形片34两端且向第一矩形片33延伸的两条形片36，将第二矩形片34和两条形片36分别折弯90°形成引脚37和支撑脚38，在第二矩形片34上间隔设置若干个通孔39；其中，引脚37长度为0.5mm，支撑脚38长度为0.2mm；
D、将相邻两电容器本体1之间通过红胶5连接，并进行烘焙固化，固化温度为130℃，固化时间为15min；
E、采用回流焊接工艺或者真空共晶炉工艺将两电极片3的第一矩形片33分别焊接在电容器的两端头电极2上；其中，采用回流焊焊接温度为340℃，回流焊走带速度45cm/min；真空共晶炉的焊接温度为320℃，焊接整体时间7min；
F、将电容器和电极片3浸入电镀液中，使电极片3电镀上一层低铅的锡铅合金层；其中，锡铅和金层具体为SnPb5，电镀锡铅和金层的时间为8min，电镀锡铅和金的电流是3A；
G、在电容器本体1上涂上防飞弧的绝缘漆6，并进行烘焙固化；其中，烘焙固化温度为130℃，烘焙固化时间为90min；
H、使用体式显微镜对经步骤G后的电容器进行外观筛选，筛除电容器本体1上有裂纹的、电极片3上引脚37或者支撑脚38断裂的、电极片3上有超过引脚37长度30％的刮痕的、除了引脚37末端其他部位未电镀覆盖的电容器；
I、使用电容测试仪对经步骤H后的电容器的电容量、损耗角正切进行测试；使用耐压绝缘分析仪对产品的介质耐压性能进行测试；使用高阻计对产品的绝缘电阻进行测试。
实施例二：
金属支架电容器包括两水平堆叠且并联的陶瓷电容器和两电极片，陶瓷电容器包括电容器本体和分别设置在电容器本体两端的两端头电极，两陶瓷电容器通过红胶连接在一起。电极片由电极片基材制成，电极片基材包括间隔布置的第一矩形片、第二矩形片、连接在第一矩形片、第二矩形片之间的连接片和分别设置在第二矩形片两端且向第一矩形片延伸的两条形片，将第二矩形片和两条形片分别折弯90°形成引脚和支撑脚，在第二矩形片上间隔设置若干个通孔，即形成电极片。端头电极上依次设置有第一镍层和第一锡铅镀层，电极片上依次设置有第二镍层和第二锡铅镀层，在第一锡铅镀层和第二锡铅镀层之间设置有焊料层，第一锡铅镀层和第二锡铅镀层含铅量均不小于80％，焊料层采用高铅焊料，电容器本体上还涂有防飞弧的绝缘漆，电极片最外层具有低铅的锡铅合金层。
金属支架电容器的制备方法包括如下步骤：
A、在电容器端头电极上依次电镀上第一镍层和第一锡铅镀层，第一锡铅镀层含铅量不小于80％，第一锡铅镀层厚度为20μm；其中，第一镍层厚度为5μm，第一镍层电镀时间为150min，电镀第一镍层电流为14A，第一锡铅镀层具体为SnPb95，第一锡铅镀层电镀时间为150min，电镀第一锡铅镀层的电流为10A；
B、通过将金属整条冲压或者蚀刻的方法制成电极片基材，并采用挂镀工艺在电极片基材上依次电镀上第二镍层和第二锡铅镀层，第二锡铅镀层含铅量不小于80％，第二锡铅镀层厚度为20μm；其中，电极片基材厚度为0.5mm，第二镍层厚度为5μm，第二镍层电镀时间为15min，电镀第二镍层电流为7A，第二锡铅镀层具体为SnPb95，第二锡铅镀层电镀时间为30min，电镀第二锡铅镀层的电流是8A；
C、步骤B的电极片基材包括间隔布置的第一矩形片、第二矩形片、连接在第一矩形片、第二矩形片之间的连接片和分别设置在第二矩形片两端且向第一矩形片延伸的两条形片，将第二矩形片和两条形片分别折弯90°形成引脚和支撑脚，在第二矩形片上间隔设置若干个通孔；其中，引脚长度为0.7mm，支撑脚长度为0.5mm；
D、将相邻两电容器本体之间通过红胶连接，并进行烘焙固化，固化温度为170℃，固化时间为8min；
E、采用回流焊接工艺或者真空共晶炉工艺将两电极片的第一矩形片分别焊接在电容器的两端头电极上；其中，采用回流焊焊接温度为360℃，回流焊走带速度80cm/min；真空共晶炉的焊接温度为350℃，焊接整体时间15min；
F、将电容器和电极片浸入电镀液中，使电极片电镀上一层低铅的锡铅合金层；其中，锡铅和金层具体为SnPb15，电镀锡铅和金层的时间为30min，电镀锡铅和金的电流是12A；
G、在电容器本体上涂上防飞弧的绝缘漆，并进行烘焙固化；其中，烘焙固化温度为155℃，烘焙固化时间为65min；
H、使用体式显微镜对经步骤F后的电容器进行外观筛选，筛除电容器本体上有裂纹的、电极片上引脚或者支撑脚断裂的、电极片上有超过引脚长度30％的刮痕的、除了引脚末端其他部位未电镀覆盖的电容器；
I、使用电容测试仪对经步骤G后的电容器的电容量、损耗角正切进行测试；使用耐压绝缘分析仪对产品的介质耐压性能进行测试；使用高阻计对产品的绝缘电阻进行测试。
实施例三：
金属支架电容器包括两水平堆叠且并联的陶瓷电容器和两电极片，陶瓷电容器包括电容器本体和分别设置在电容器本体两端的两端头电极，两陶瓷电容器通过红胶连接在一起。电极片由电极片基材制成，电极片基材包括间隔布置的第一矩形片、第二矩形片、连接在第一矩形片、第二矩形片之间的连接片和分别设置在第二矩形片两端且向第一矩形片延伸的两条形片，将第二矩形片和两条形片分别折弯90°形成引脚和支撑脚，在第二矩形片上间隔设置若干个通孔，即形成电极片。端头电极上依次设置有第一镍层和第一锡铅镀层，电极片上依次设置有第二镍层和第二锡铅镀层，在第一锡铅镀层和第二锡铅镀层之间设置有焊料层，第一锡铅镀层和第二锡铅镀层含铅量均不小于80％，焊料层采用高铅焊料，电容器本体上还涂有防飞弧的绝缘漆，电极片最外层具有低铅的锡铅合金层。
金属支架电容器的制备方法包括如下步骤：
A、在电容器端头电极上依次电镀上第一镍层和第一锡铅镀层，第一锡铅镀层含铅量不小于80％，第一锡铅镀层厚度为10μm；其中，第一镍层厚度为3μm，第一镍层电镀时间为100min，电镀第一镍层电流为11A，第一锡铅镀层具体为SnPb85，第一锡铅镀层电镀时间为100min，电镀第一锡铅镀层的电流为6A；
B、通过将金属整条冲压或者蚀刻的方法制成电极片基材，并采用挂镀工艺在电极片基材上依次电镀上第二镍层和第二锡铅镀层，第二锡铅镀层含铅量不小于80％，第二锡铅镀层厚度为10μm；其中，电极片基材厚度为0.3mm，第二镍层厚度为3μm，第二镍层电镀时间为7min，电镀第二镍层电流为3A，第二锡铅镀层具体为SnPb85，第二锡铅镀层电镀时间为17min，电镀第二锡铅镀层的电流是5A；
C、步骤B的电极片基材包括间隔布置的第一矩形片、第二矩形片、连接在第一矩形片、第二矩形片之间的连接片和分别设置在第二矩形片两端且向第一矩形片延伸的两条形片，将第二矩形片和两条形片分别折弯90°形成引脚和支撑脚，在第二矩形片上间隔设置若干个通孔；其中，引脚长度为0.6mm，支撑脚长度为0.3mm；
D、将相邻两电容器本体之间通过红胶连接，并进行烘焙固化，固化温度为150℃，固化时间为11min；
E、采用回流焊接工艺或者真空共晶炉工艺将两电极片的第一矩形片分别焊接在电容器的两端头电极上；其中，采用回流焊焊接温度为350℃，回流焊走带速度63cm/min；真空共晶炉的焊接温度为335℃，焊接整体时间11min；
F、将电容器和电极片浸入电镀液中，使电极片电镀上一层低铅的锡铅合金层；其中，锡铅和金层具体为SnPb10，电镀锡铅和金层的时间为20min，电镀锡铅和金的电流是8A；
G、在电容器本体上涂上防飞弧的绝缘漆，并进行烘焙固化；其中，烘焙固化温度为150℃，烘焙固化时间为60min；
H、使用体式显微镜对经步骤F后的电容器进行外观筛选，筛除电容器本体上有裂纹的、电极片上引脚或者支撑脚断裂的、电极片上有超过引脚长度30％的刮痕的、除了引脚末端其他部位未电镀覆盖的电容器；
I、使用电容测试仪对经步骤G后的电容器的电容量、损耗角正切进行测试；使用耐压绝缘分析仪对产品的介质耐压性能进行测试；使用高阻计对产品的绝缘电阻进行测试。
实施例四：
本实施例分别与实施例一至实施例三的区别在于：本实施例仅有一个陶瓷电容器，因此省去将两电容器本体通过红胶连接的步骤。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (10)
1.一种金属支架陶瓷电容器的制备方法，金属支架陶瓷电容器包括电容器和两电极片，电容器包括本体和设置在本体两端的端头电极，其特征在于：包括如下步骤：
A、在电容器端头电极上依次电镀上第一镍层和第一锡铅镀层，第一锡铅镀层含铅量不小于80％，第一锡铅镀层厚度为2-20μm；
B、通过将金属整条冲压或者蚀刻的方法制成电极片基材，并采用挂镀工艺在电极片基材上依次电镀上第二镍层和第二锡铅镀层，第二锡铅镀层含铅量不小于80％，第二锡铅镀层厚度为2-20μm；
C、步骤B所述的电极片基材包括间隔布置的第一矩形片、第二矩形片、连接在第一、第二矩形片之间的连接片和分别设置在第二矩形片两端且向第一矩形片延伸的两条形片，将第二矩形片和两条形片分别折弯90°形成引脚和支撑脚，在第二矩形片上间隔设置若干个通孔；
D、将两电极片的第一矩形片分别焊接在电容器的两端头电极上；
E、将电容器和电极片浸入电镀液中，使电极片电镀上一层低铅的锡铅合金层；
F、在电容器本体上涂上防飞弧的绝缘漆，并进行烘焙固化。
2.根据权利要求1所述的一种金属支架陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：所述步骤A中，第一镍层厚度为1-5μm，第一镍层电镀时间为30-150min，电镀第一镍层电流为4-14A，第一锡铅镀层具体为SnPb(80-95)，第一锡铅镀层电镀时间为45-150min，电镀第一锡铅镀层的电流为3-10A。
3.根据权利要求1所述的一种金属支架陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：所述步骤B中，电极片基材厚度为0.1-0.5mm，第二镍层厚度为1-5μm，第二镍层电镀时间为4-15min，电镀第二镍层电流为2-7A，第二锡铅镀层具体为SnPb(80-95)，第二锡铅镀层电镀时间为5-30min，电镀第二锡铅镀层的电流是2-8A。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种金属支架陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：所述步骤C中，引脚长度不小于0.5mm，支撑脚长度为0.2-0.5mm。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种金属支架陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：金属支架陶瓷电容器包括多个并联的所述电容器，相邻两电容器本体之间通过红胶连接，并进行烘焙固化，固化温度为130-170℃，固化时间为8-15min。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种金属支架陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：所述步骤D中，采用回流焊焊接工艺或者真空共晶炉焊接工艺将第一矩形片焊接在电容器的端头电极上。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种金属支架陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：所述步骤E中，锡铅合金层具体为SnPb(5-15)，电镀锡铅和金层的时间为8-30min，电镀锡铅和金的电流是3-12A。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种金属支架陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：所述步骤F中，烘焙固化温度为130-170℃，烘焙固化时间为40-90min。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种金属支架陶瓷电容器的制备方法，其特征在于：还包括以下步骤：
G、使用体式显微镜对经步骤F后的电容器进行外观筛选，筛除电容器本体上有裂纹的、电极片上引脚或者支撑脚断裂的、电极片上有超过引脚长度30％的刮痕的、除了引脚末端其他部位未电镀覆盖的电容器；
H、使用电容测试仪对经步骤G后的电容器的电容量、损耗角正切进行测试；使用耐压绝缘分析仪对产品的介质耐压性能进行测试；使用高阻计对产品的绝缘电阻进行测试。
10.一种金属支架陶瓷电容器，其特征在于：包括电容器本体、分别设置在电容器本体两端的两端头电极、两电极片、依次设置在端头电极上的第一镍层和第一锡铅镀层、依次设置在电极片上的第二镍层和第二锡铅镀层、以及设置在第一、第二锡铅镀层之间的焊料层，第一、第二锡铅镀层含铅量均不小于80％，焊料层采用高铅焊料。
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