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鋁電解電容的假性短路和開路的現(xiàn)象

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,在一般的例行檢驗中很難及時發(fā)現(xiàn)(除非每批產(chǎn)品都做高低溫實驗和振動實驗),往往在檢測的時候是良品可用上整機后又成了不良品,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,多次摸索,反復(fù)試驗,總結(jié)了一些有效的措施。

現(xiàn)如實發(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,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,主要是加強釘接工藝的控制,包括釘針的直徑,釘針的鋒利,釘針的個數(shù)即釘孔的個數(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)、機臺各部件的潤滑及機臺的清潔衛(wèi)生,加強釘機的巡查次數(shù),發(fā)現(xiàn)裂箔時要及時修機,更換釘針等配件,并且要及時將釘上導(dǎo)針的半成品作拉力剝離試驗,絕不能讓有裂紋的半成品流入下工序,必須及時報廢。

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,當(dāng)電流通過時會因釘接處的接觸點小,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生成氧化膜,而造成導(dǎo)針A部與鋁箔的釘接點隔開而開路。

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、注意機臺釘模板的開花形狀,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、隨時檢查釘接厚度和剝離試驗,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,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,花瓣必須齊全,不能有殘缺。

5、鋁箔本身的影響:

狀況描述:表面氧化膜過厚。

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。

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。

改善措施:選用鋁箔時,容量不要太高,耐電壓可以選用適中一點,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(即時好時壞)

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、高低腳六個方面,現(xiàn)在一一加以說明:

一、跑片:

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>

檢查方法:目視、放大鏡、X光透視。

不良后果:因鋁電解電容器的正極是正極鋁箔,而實際負(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,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“時有時無”的假性短路現(xiàn)象,用該不良電容生產(chǎn)的整機,即用戶所說的“拍板機”就是這個原因造成的。

改善措施和解決方法:要求卷繞機有良好的精度、穩(wěn)定性要好,機器運轉(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)象時要及時隔離。產(chǎn)品設(shè)計時要將電解紙的留邊量留寬一點,以增加保險系數(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(因為鋁殼導(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,很難用肉眼發(fā)現(xiàn),特別是在卷芯的中間,因素子卷繞時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點。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)象往往會因作業(yè)員和檢驗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,還要及時檢查卷針是否圓滑,必要時必須加白蠟油防止抽芯,多做解剖試驗或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。

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有明顯的刺手感。

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。

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)箔之間的運動,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“搖晃時斷時通”的產(chǎn)品。

改善措施:要定時檢查釘模板是否有磨損,如有磨損要及時更換,以保證花瓣的質(zhì)量。鋁箔裁切時一定要注意不能有毛刺,及時更換刀片。加強導(dǎo)針的進(jìn)料檢驗,選用品質(zhì)優(yōu)良信譽好的導(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,密度高一點的電解紙

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)箔片絕對有高低不對稱的現(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,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斷時通的現(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:首先要求機臺有良好的穩(wěn)定性,教育作業(yè)操作工及時檢查該現(xiàn)象、檢查素子時盡量要求正負(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)針時一定要及時停機修理,產(chǎn)品隔離或報廢。

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)象就能及時排除。

全部回復(fù)(19)
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tanb006
LV.10
2
06-23 14:57

學(xué)習(xí)了。雖然不制造電容,但是可以從制造原理知道如何挑選電容。謝謝!

0
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only one
LV.8
3
06-23 23:34

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,排除什么問題

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回復(fù)
06-23 23:50

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,多次摸索,反復(fù)試驗,總結(jié)了一些有效的措施。有什么措施?

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06-24 08:40

有哪些措施可以提高電解電容的信號傳輸穩(wěn)定性

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回復(fù)
06-24 08:57

假性短路和開路對信號傳輸會有哪些危害

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回復(fù)
06-24 17:59

假性短路和開路帶來的損害主要有哪些

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tanb006
LV.10
8
06-24 19:20
@only one
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,排除什么問題

當(dāng)然是在制造過程中,重新鉚接咯。無非是短了一點點,但不至于影響電容量的??隙ㄔ?0%誤差內(nèi)。

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tanb006
LV.10
9
06-24 19:21
@dy-StTIVH1p
假性短路和開路對信號傳輸會有哪些危害

說危害,可能也就開機時會導(dǎo)致信號短路或者直通過去沒有濾波。但無所謂,過一會通電一陣子大多數(shù)電容都會自愈的。

0
回復(fù)
06-24 23:16

學(xué)習(xí)了 電容太高深了 一般的萬用表都測不了

0
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tanb006
LV.10
11
06-25 14:46
@追魂幡℃
學(xué)習(xí)了電容太高深了一般的萬用表都測不了

電橋測的了。萬用表只能測個大概。特別是指針表。通常測到的擺幅,壞的和正常的都一樣,但內(nèi)阻完全不同了。指針表這時候就是個拉胯的存在。

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XHH9062
LV.9
12
06-25 22:47

感謝分享

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htwdb
LV.8
13
06-26 11:04

電解電容的電解液干涸主要產(chǎn)生的原因環(huán)境溫度過高造成的嗎?

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dy-mb2U9pBf
LV.8
14
06-29 14:49

電解電容的假性短路和開路現(xiàn)象我平時碰到的比較少,就算碰到了也不知道原因。

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旻旻旻
LV.8
15
07-12 22:04

高頻低阻抗電容因采用高電導(dǎo)率電解液,更易滲入鉚接縫隙形成局部導(dǎo)通通道

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沈夜
LV.8
16
07-22 02:19

如何有效預(yù)防鋁電解電容器開路和假性短路?

0
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電子手
LV.2
17
07-24 20:01

從使用和維修的角度看。容量變小和失容,用萬用表的確是不好區(qū)分,判斷往往需要比較到位的電路性能和工作原理分析,反復(fù)推敲。隨這后來大眾的電子技術(shù)推平上升,生活條件改善。曾經(jīng)不少人用指針表改成ESR表,不但非常便利篩選電容性能品質(zhì),而且在線測量也不大影響測量結(jié)果;一下子使得廣大維修從業(yè)人員的經(jīng)驗水平和電路分析水平要求直線下降,維修仿佛簡單、便利、傻瓜化?,F(xiàn)在,國內(nèi)更有價格親民便利好用的鑷子電橋,更是維修的好幫手。其實電容,在電路上使用時間長了,出問題在所難免。

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dy-MZJ9CapR
LV.3
18
07-24 20:18

解釋的很詳細(xì),學(xué)習(xí)了,這種大電解電容對于工藝的要求是非常高的。所以使用是一定要非常小心。

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cwm4610
LV.6
19
07-25 09:45

基礎(chǔ)知識點,學(xué)習(xí)為什么會假性短路,主要是制作加工引腳的脫落以及鋁箔開裂。

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旻旻旻
LV.8
20
08-11 20:31

電容出現(xiàn)短路時,可以在他兩端并聯(lián) 100 Ω-1 kΩ 放電電阻,降低加電瞬間的 dV/dt,使毛刺燒蝕開路

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