作者 / 崔斌 格力电器(合肥)有限公司(安徽 合肥 230088)
崔斌(1985-)，男，中级工程师，研讨方向：电子元器件失效剖析、可靠性研讨。
摘要：电解电容短路问题一直是职业界的整改恶疾，因其自身的结构及制作工艺约束，短路问题常常存在不稳定性，在实践出产运用进程中常因该问题导致批量的封存返包，而依据剖析状况，电容内部的铝箔首卷方位毛刺短路(铝箔裁切面)是常见的短路问题之一。从该方位引起电容短路的失效原理、可行性的整改计划研讨以及作用评价方面等打开一系列的剖析验证，提出了电容“空卷”概念，完成了对首卷方位毛刺短路的根绝性整改。
0 导言
现在，电子市场中电阻、电容运用最为广泛，其间铝电解电容器因其容量规模大、价格低廉等特点在直流或脉动电路中作整流、滤波和音频旁路运用较为遍及，因为各厂家制作工艺及质量操控程度不同，加之运用环境、出产操作的各方面影响，导致在实践运用中的毛病返修率也有必定差异，而该电容结构特点是将别离代表正、负极的铝箔与承载电解液的电解纸按其间心轴卷绕而成。微观来看，正负极之间只要电解纸起到阻隔、防短路作用，在正负铝箔外表存在毛刺、箔灰及其他不正当的操作导致的电容短路问题常有发生，本文从电容结构原理、短路失效事例找出其荫蔽性的影响要素，并提出合理的优化改进主张，可有用削减出产制作及售后修理本钱，对铝电解电容器短路整改方面起到新的促进作用。
1 电解电容
1.1 电解电容器平面结构原理
由电解纸浸渍电解液及纯铝箔组成阴极，该极板只能与电源负极(或相对另一极的电位低)衔接，所以称为负极(或称阴极)。被Al2O3离隔的铝箔(如图1所示，其间间图标示为铝芯部位)构成阳极，该极板只能与电源正极(或相对阴极的电位要高)衔接，所以称为正极(或称阳极)。
当没有浸渍电解液前，电介质由Al2O3、电解纸组成，正负极板间隔为电解纸厚度与Al2O3之和。当浸渍电解液后，电解液相当于一个杰出的导体把负极铝箔和电解纸短路衔接三者一起构成负极板，一起因为电解液的流动性，并在Al2O3外表均匀分布构成杰出的严密触摸，此刻，正负极板的间隔便是Al2O3的厚度。
1.2 铝电解电容器的实践立体结构
先用正负极导针别离与阳极箔和阴极箔铆接，然后把阳极、阴极与电解纸同步卷绕组成电容芯、电容芯经过浸渍电解液后装入铝壳、套上密封胶塞，然后对密封胶塞部位缩腰拼装而成。
2 实践运用中常见毛病类型
2.1 漏电大
漏电大的原因与资料和工艺有关，如选用的阳极箔氧化层有残损;老炼不充分(制作进程损坏的氧化层经过老炼修正);电解液等资料或工艺污染氯离子和铁离子后氧化层被损坏。
2.2 损耗δ大
铆触摸摸不良，串联电阻大。
2.3 电容小
阳极箔容比小;铝箔面积缺乏(短箔);电解液走漏芯子干沽，电介质由初始的阳极氧化层构成变为阳极氧化层和电解纸构成，然后添加了阳极和阴极间隔。
2.4 温升高
在强电电容器中，额外作业电压高，工艺引进的杂质污染简单使内部发生部分瞬间击穿频频，开释的热量过多。
2.5 正负极短路
阳极导针或阳极箔有毛刺穿透电解纸导致南北极发生短路;在小体积中还因为两电极绝缘间隔过小导致绝缘胶塞短路;规划电解纸宽度与铝箔宽度留边过小，在卷绕时，工艺差错导致铝箔端面与外壳短路。
2.6 爆破毛病
极性标识反或运用中极性与电源极性接反导致击穿短路发生鼓胀，严峻时发生爆破现象;也有因漏电流过大的原因。
2.7 开路毛病
铝箔断。断箔原因有制作原因也有运用不当原因。制作机器有毛病，运用中遭到反常方向的过大外力作用都会发生块路。电解液彻底干沽，容量趋于零也相似开路。
2.8 漏液毛病
密封胶塞老化;密封胶塞缩腰不紧;运用中若用洗板水偏酸偏碱使胶塞老化也会漏液。
3 短路毛病排查及原因确定
铝电解电容器短路首要有以下几方面原因：正负箔卷绕错位导致触摸短路、短纸/缺纸/破损、箔灰问题、铝箔毛刺问题等，下面逐个介绍其判别办法及处理计划。
3.1 铝箔错位
可经过X-ray调查内部正负铝箔卷绕对齐度，承认箔边高度是否超出电解纸，正负箔偏移量也可经过实践丈量与规范比对承认(一般规范要求：正负箔位移在箔宽*0.03内为合格)。
3.2 电解纸问题
关于短纸及缺纸，解剖后可直接看出(正常状况下电解纸尺度比铝箔要长一段)，电解纸外表有空泛问题，首选需承认是铝箔铆接不良导致的电解纸刮伤残缺仍是电解纸来料反常，一般电解纸的纤细破损不易形成电容的直接短路，结合箔灰问题亦是如此，首要因箔灰较为纤细，而一般电解纸厚度一般为几十微米。
3.3 毛刺短路
铝箔毛刺首要存在于铝箔裁切面，因为切开刀具的磨损导致铝箔边际平整度不行，现在职业界首要经过优化切开频次，加大清洁、巡查频次方面改进;而首卷方位的裁切端面毛刺导致刺穿电解纸使正负箔触摸短路的问题经研讨存在较大危险且较为荫蔽，为之前惯例短路的整改盲点，首要针关于小体积、小直径产品，其卷绕导针相对较细，导致初卷方位铝箔弧度相对较小，卷绕后在受力状态下毛刺易刺穿电解纸与另一电极形成触摸短路。
关于首卷毛刺问题，经过不同供货商产品之间的结构比照，发现各厂家电容首卷方位铝箔边际均存在必定毛刺，而毛刺操控相对较差的物料则存在更为严峻的运用危险。
4 整改计划及作用评价
电解电容内部正负箔(即阳极箔、阴极箔)之间可见的固体资料为电解纸，经过机器设定后将三者卷绕在一起成为“芯子”，铝箔裁切面的毛刺首要为切箔刀片长时间运用磨损导致，且箔片越厚刀具磨损状况越严峻，发生毛刺越多，该问题现在职业界遍及经过在刀具的运用寿命上规则次数进行改进，但通常在刀片未到达规则次数前切箔的产品边际现已发生细微毛刺，仍存在产品运用进程中导致短路的危险。
以上来讲，毛刺不可避免，首要看其影响程度，而芯子内部首卷方位的毛刺因卷绕进程中力的影响导致刺穿电解纸使正负箔短路的危险较大，一般来说电解电容出产进程中先投入电解纸再别离投入正负铝箔，制品后铝箔之间的电解纸只要1层~1.5层，本项整改立异点为电容出产时调整机台参数使电解纸先空卷一圈(详细空卷长度依据不同标准产品的卷杆直径决议)，然后再投入铝箔，到达制品后铝箔之间的电解纸2层~4层，很好的处理了因而点正负箔之间“间隔”较近导致毛刺短路问题(打开后电解纸相对铝箔引伸出来的长度较长)。
5 定论
经过以上对电容首卷方位添加电解纸的整改，使正负箔之间“间隔”加宽，完成正、负箔之间的直观间隔由单层电解纸变为多层电解纸，从结构上改进，到达即便存在细微毛刺也不会导致毛刺刺穿短路问题。有用确保了产品出产的一致性及长时间有用性，该计划在电解%&&&&&%器传统出产工艺上进行立异优化，在操控箔灰的一起到达两层操控铝箔触摸短路的作用，可在职业界推行，一起其根绝性整改的思路关于其他元件的质量操控相同具有活跃杰出的学习含义。
参考文献：
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本文来源于《电子产品世界》2018年第4期第45页，欢迎您写论文时引证，并注明出处。
