CN113972072B - 一种16v固态电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种SMD固态电容器及其制造方法。一种16V固态电容器的制造方法，其包括以下步骤：S1.阳极箔和阴极箔之间介入电解纸并卷绕成芯包；S2.将芯包浸入化成液中进行化成修复处理；S3.将芯包进行干燥处理；S4.将步骤S3处理后的芯包浸入含浸液中进行含浸处理，得到含浸芯包；含浸液由以下重量百分比原料组成：第一单体10～15％、第二单体10～15％和溶剂70～80％；第一单体由以下重量百分比原料组成：乙醇75～80％和3,4‑乙烯二氧噻吩20～25％，第二单体由以下重量百分比原料组成：噻吩衍生物95～99％和耐压提升剂1～5％；S5.将含浸芯包进行烘烤；烘烤后含浸氧化剂再聚合；S6.组立和老化。本发明制造方法中通过第一单体和第二单体的合理搭配，解决了现有制程不良率高、产品耐压及寿命无法保证的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电容器技术领域，尤其是涉及一种16V固态电容器及其制造方法。
背景技术
电容器是三大基础被动电子元器件(电阻、电容及电感器)之一，在电子元器件产业中占有重要的地位，是电子线路中必不可少的元器件之一，约占全球被动电子元器件市场的56％。电容器是一种由两片接近并相互绝缘的导体制成的储存电荷的元器件，在电路中主要用于调谐、滤波、耦合、旁路和能量转换等。电容器根据电介质的不同主要分为铝电解电容器、钽电解电容器、陶瓷电容器和薄膜电容器四大类，其中铝电解电容器具有单位体积CV值高和性价比高等显著优点，占据了30％以上的电容器市场份额，可广泛应用于消费类电子产品、通信产品、电脑及周边产品、仪器仪表等，且随着新能源及新能源汽车、变频技术等新型产业的发展，其所占比例有上升的趋势。随着科学技术的发展，铝电解电容器既有来自集成电路、整机电路改进的压力，也有在高压、高频、长寿命、小容量应用领域中其他电容器相互渗透的压力。但铝电解电容器自身也在不断改进、完善和创新。
2017年我国铝电解电容器的产量达1512亿只，国内市场需求量达1719亿只。随着科学技术的发展、社会需求的提高、环境的改善、新型整机的诞生，将使小型化、片式化和中高压大容量铝电解电容器的应用领域不断拓宽，需求量也越来越大。因此，铝电解电容器具有更广阔的发展空间和更快的增长速度，保守预测，我国未来几年铝电解电容器的需求量增速约为6％，按照这一数据进行初步估算，到2023年，我国铝电解电容器的需求量将超过2400亿只。2017年我国铝电解电容器的市场规模约249亿元，预计未来随着行业向中高端市场转移，我国铝电解电容器市场规模将保持较快的增长速度。到2023年，我国铝电解电容器的市场规模将会达到360亿元。
与普通液态铝电解电容器相比，固态电容有可靠性高、使用寿命长，高频、低阻抗、耐特大纹波电流的特性，且有利于电子产品的集成化和小型化并可以克服液态铝电解电容器容易漏液的弊端。在固态电容器成本有效下降的背景下，未来固态电容器应用应将越来越多，项目产品的应用前景十分良好。
现有16V固态电容的制造方法如下：将化成修复后的芯包进行浸入含浸液(由乙醇和3,4-乙烯二氧噻吩组成)中进行含浸处理，得到含浸芯包；然后将含浸芯包进行烘烤；烘烤后含浸氧化剂再聚合；最后组立和老化。上述制造方法在实施过程中，制程不良率高，如阻抗大、且产品耐压及寿命无法保证。
发明内容
为了弥补已有技术的缺陷，本发明提供一种16V固态电容器及其制造方法。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种16V固态电容器的制造方法，其包括以下步骤：
S1.阳极箔和阴极箔之间介入电解纸并卷绕成芯包；
S2.将所述芯包浸入化成液中进行化成修复处理；
S3.将芯包进行干燥处理；
S4.将步骤S3处理后的芯包浸入含浸液中进行含浸处理，得到含浸芯包；所述含浸液由以下重量百分比原料组成：第一单体10～15％、第二单体10～15％和溶剂70～80％；其中，所述第一单体由以下重量百分比原料组成：乙醇75～80％和3,4-乙烯二氧噻吩20～25％，所述第二单体由以下重量百分比原料组成：噻吩衍生物95～99％和耐压提升剂1～5％；
S5.将所述含浸芯包进行烘烤；烘烤后含浸氧化剂再聚合；
S6.组立和老化。
作为本发明提供的所述的16V固态电容器的制造方法的一种优选实施方式，所述噻吩衍生物为噻吩、3-甲基噻吩、3-己基噻吩或3-辛基噻吩。
作为本发明提供的所述的16V固态电容器的制造方法的一种优选实施方式，所述溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的至少一种。
作为本发明提供的所述的16V固态电容器的制造方法的一种优选实施方式，所述聚合的工艺为40℃/70min→50℃/100min→60℃/100min→70℃/60min→150℃/45min→165℃/135min→180℃/10min→210℃/10min。
作为本发明提供的所述的16V固态电容器的制造方法的一种优选实施方式，所述氧化剂由以下重量百分比原料组成：对甲苯磺酸铁55～60％、EVA3～5％和有机溶剂35～42％。
作为本发明提供的所述的16V固态电容器的制造方法的一种优选实施方式，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的至少一种。
一种16V固态电容器，其通过任一上述的制造方法制得。
本发明具有如下有益效果：
本发明制造方法中通过第一单体和第二单体的合理搭配，解决了现有制程不良率高、产品耐压及寿命无法保证的问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细的说明，实施例仅是本发明的优选实施方式，不是对本发明的限定。
实施例1
一种16V固态电容器的制造方法，其包括以下步骤：
S1.阳极箔和阴极箔之间介入电解纸并卷绕成芯包；
S2.将所述芯包浸入化成液中进行化成修复处理；
S3.将芯包进行干燥处理；
S4.将步骤S3处理后的芯包浸入含浸液中进行含浸处理，得到含浸芯包；所述含浸液由以下重量百分比原料组成：第一单体10％、第二单体12％和溶剂78％，溶剂为乙醇；其中，所述第一单体由以下重量百分比原料组成：乙醇76％和3,4-乙烯二氧噻吩24％，所述第二单体由以下重量百分比原料组成：噻吩衍生物96％和耐压提升剂4％；
所述噻吩衍生物为3-甲基噻吩；
S5.将所述含浸芯包进行烘烤；烘烤后含浸氧化剂再聚合；其中，所述氧化剂由以下重量百分比原料组成：对甲苯磺酸铁56％、EVA4％和乙醇40％；所述聚合的工艺为40℃/70min→50℃/100min→60℃/100min→70℃/60min→150℃/45min→165℃/135min→180℃/10min→210℃/10min；
S6.组立和老化。
将实施例1的固态电容器进行电学特性的检测，结果如表1所示：
实施例2
实施例2的制造方法与实施例1制造方法基本相同，不同之处在于：所述含浸液由以下重量百分比原料组成：第一单体12％、第二单体15％和丁醇73％；所述噻吩衍生物为3-己基噻吩。
将实施例2的固态电容器进行电学特性的检测，结果如2所示：
实施例3
实施例3的制造方法与实施例1制造方法基本相同，不同之处在于：所述含浸液由以下重量百分比原料组成：第一单体15％、第二单体10％和丙醇75％；所述噻吩衍生物为3-辛基噻吩。
将实施例3的固态电容器进行电学特性的检测，结果如表3所示：
实施例4
实施例4的制造方法与实施例1制造方法基本相同，不同之处在于：所述第一单体由以下重量百分比原料组成：乙醇80％和3,4-乙烯二氧噻吩20％，所述第二单体由以下重量百分比原料组成：噻吩衍生物95％和耐压提升剂5％；所述噻吩衍生物为3-甲基噻吩。
将实施例4的固态电容器进行电学特性的检测，结果如表4所示：
实施例5
实施例5的制造方法与实施例1制造方法基本相同，不同之处在于：所述第一单体由以下重量百分比原料组成：乙醇75％和3,4-乙烯二氧噻吩25％，所述第二单体由以下重量百分比原料组成：噻吩衍生物99％和耐压提升剂1％。
将实施例5的固态电容器进行电学特性的检测，结果如表5所示：
实施例6
实施例6的制造方法与实施例1制造方法基本相同，不同之处在于：所述氧化剂由以下重量百分比原料组成：对甲苯磺酸铁60％、EVA3％和乙醇37％。
对比例1
对比例1的制造方法与实施例1制造方法基本相同，不同之处在于：所述含浸液由以下重量百分比原料组成：第一单体24％和乙醇76％。
将对比例1的固态电容器进行电学特性的检测，结果如表6所示：
对比例2
对比例2的制造方法与实施例1制造方法基本相同，不同之处在于：所述含浸液由以下重量百分比原料组成：第二单体24％和乙醇76％。
将对比例2的固态电容器进行电学特性的检测，结果如表7所示：
对比例3
对比例3的制造方法与实施例1制造方法基本相同，不同之处在于：所述氧化剂由以下重量百分比原料组成：对甲苯磺酸铁50％、EVA8％和乙醇42％。
将对比例3的固态电容器进行电学特性的检测，结果如表8所示：
对比例4
对比例4的制造方法与实施例1制造方法基本相同，不同之处在于：所述聚合的工艺为40℃/60min→100℃/45min→150℃/45min→165℃/135min→180℃/10min→210℃/10min。
将对比例4的固态电容器进行电学特性的检测，结果如表9所示：
对比例5
对比例5的制造方法与实施例1制造方法基本相同，不同之处在于：所述含浸液由以下重量百分比原料组成：乙醇77％、3,4-乙烯二氧噻吩20％及耐压提升剂3％。
将对比例5的固态电容器进行电学特性的检测，结果如表10所示：
表11实施例1-5及对比例1-5电学性能测试结果比较
由表11性能测试结果可知，本发明通过第一单体、第二单体以及特定氧化剂的合理搭配，结合特定的聚合工艺制备得到的固态电容器，不仅能提升了产品引出率，也大大的降低了生产成本，具有容量高、ESR值小、耐压高、漏电流低的较佳的综合电学性能。本发明通过第一单体、第二单体的搭配，获得较好的容量、较低的ESR和较低的漏电流；还适当提高对甲苯磺酸铁比例，降低EVA比例，以此生成更多更紧密的聚合物层，使其进一步发挥出优势；还延长聚合低温段时间和降低低温段温度，使其反应更缓慢，使其更能深入到电极箔(阳极箔和阴极箔)腐蚀孔洞中，生成的聚合物更能紧贴电极箔，由此也可提高其容量引出率及进一步降低ESR值，可见表1-5。对比例1-5虽然都达到符合要求的电学性能，但与本发明实施例1-5相比还存在显著差距。本发明实施例1-5的容量为465.01～474.68Μf，损耗低至2.06～2.36，ESR值为7.27～7.41，漏电流为13.2～32.3，电学性能整体都较好；而对比例1虽然具有低ESR，但容量、漏电流均较高；对比例2虽然容量较高，但损耗、漏电流以及ESR也较高；对比例3虽然漏电流低，但容量也低，损耗和ESR较高；对比例4虽然损耗低，但容量也低，漏电流和ESR较高；对比例5添加了耐压提升剂后，相比对比例1有助于提升耐压以及容量，但损耗和ESR也较高；具体可见表6-10，可见按照现有技术制备手段难以得到电学性能整体较佳的16V固态电容器。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种16V固态电容器的制造方法，其特征在于，其包括以下步骤：
S1.阳极箔和阴极箔之间介入电解纸并卷绕成芯包；
S2.将所述芯包浸入化成液中进行化成修复处理；
S3.将芯包进行干燥处理；
S4.将步骤S3处理后的芯包浸入含浸液中进行含浸处理，得到含浸芯包；所述含浸液由以下重量百分比原料组成：第一单体10~15%、第二单体10~15%和溶剂70~80%；其中，所述第一单体由以下重量百分比原料组成：乙醇75~80%和3,4-乙烯二氧噻吩20~25%，所述第二单体由以下重量百分比原料组成：噻吩衍生物95~99%和耐压提升剂1~5%；
S5.将所述含浸芯包进行烘烤；烘烤后含浸氧化剂再聚合；
S6.组立和老化；
所述聚合的工艺为40℃/70min→50℃/100min→60℃/100min→70℃/60min→150℃/45min→165℃/135min→180℃/10min→210℃/10min；
所述氧化剂由以下重量百分比原料组成：对甲苯磺酸铁55~60%、EVA3~5%和有机溶剂35~42%。
2.根据权利要求1所述的16V固态电容器的制造方法，其特征在于，所述噻吩衍生物为噻吩、3-甲基噻吩、3-己基噻吩或3-辛基噻吩。
3.一种16V固态电容器，其特征在于，其通过如权利要求1至2任一所述的制造方法制得。
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