浅谈LED用CL21T安全膜的制造.docVIP

浅谈LED光源用CL21T电容的制造 南京天正容光达电子（集团）有限责任公司 朱凌 摘要：本文介绍了专门针对LED光源设计的CL21T安全膜电容的特点，对安全膜电容的制造过程进行了简单的介绍，同时还对生产中可能遇到的问题进行了一定的说明。 一、前言： 伴随着人们对于新型LED电光源研究的不懈努力，使得LED光源的照明发光效率已经接近传统的荧光灯，同时由于其节能特性的显著使现在LED电光源已经被广泛应用于商业照明的各个领域。在推广的过程中随着功率的增加对于驱动电路中的电容提出了更高的性能要求，特别是在可靠性上更是严之又严。针对这种趋势，势必要求我们在原有基础上开发更多满足顾客需求的产品。 二、安全膜电容的特点 安全膜电容由于其卷绕用的安全膜具有很高的抗电强度（在同等条件下比普通膜提高约40%左右）。且由于其自身具有许多“保险丝”，可以在发生短路时起保护作用，大大的提高了电容器的可靠性，同时也具有了防暴的特性。因此被广泛引用于电力及对可靠性要求较高的场合。 三、LED灯用安全膜电容设计制造 LED灯驱动电路用电容，容量要求最大到1.5μF，其直接串联在交流电路中。通过我们通过与LED驱动电路厂家的沟通了解到使用的工位为RC降压电路的电容工位，如使用常规CL21系列电容会经常出现失效和烧毁电容器的现象。在反复对LED驱动电路分析中，发现其使用的工位会在开关时有一个时间段会有“倍压”出现，同时伴随大电流容易造成电容失效。综合考虑以上因数我们最终对LED驱动电路使用的电容器采用安全膜进行生产制造。同时在安全膜类型的选择上根据网状膜的特点最终选择了此种类型的安全膜。如下图(1)（网状膜是用很窄的绝缘间隙将整个金属化极板分割成很多方块极板单元，每个小方块在四条边的中部各有一个微型保险丝与四周相邻的四个小方块单元连接，由此在发生失效自愈时损失的极板面积较小。） 图（1）网状安全膜结构 安全膜电容器的生产工艺流程与常规金属化电容器的流程相类似。见图（2）先是在卷绕工序小批量试绕芯组用小热压机快速流转再采用手工掩膜的方式进行流转，再喷金完成后，返回卷绕工序对容量进行控制，控制后如无异常即开始大批量的卷绕，在喷金后还要经过赋能、点焊、包封、盖字、外观检查和测量工序，最后检验合格的产品正常出货发往用户。 图（2）安全膜电容工艺流程 四、工艺控制及生产中的问题点 安全膜在生产过程中，对过程控制较严，因此需要注意的问题很多，但归结到底生产过程中最主要需要注意的地方就是如下四点： 1卷绕的容量的控制：在平常的电容生产中，我们都是通过计算就可大致的出需要卷绕的圈数。但安全膜在蒸镀时人为的留下了许多空白的空间，这就造成了计算后得到容量与卷绕出的芯组相差较多，影响最终的等级品率。为了提高等级品率就需要我们在卷绕的容量经过大致的计算后，等喷金后测得具体的容量。与没有喷金前我们根据公式S=565*C*d/ε得处所需的极板面积。（S为极板面积，C为卷绕所需的容量，d为介质的厚度，ε为该种介质的介电常数）进行比较在此基础上根据喷金后的结果就可以得到特定厂家的特定类型安全膜的利用率，并在日后的生产中利用该款安全膜的利用率直接计算出具体的圈数，不仅节省了时间同时减少重复劳动。 2卷绕外包“熔褪”的问题：由于处于成本的考虑在使用安全膜时通常会用一盘安全膜搭配一盘普通膜使用，我们大家都知道熔褪的过程大致可分为以下四个连续的阶段：极间介质的电离、击穿，形成放电通道；介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀；电极材料的抛出；极间介质的消电离。简单的说就是靠正负电极的短路产生的热量将金属层气化并蒸发并通过铝泊的卷取将气化的金属带出，由此就需要电极正负的短路。但安全膜又由于有无数个保险丝，使得安全膜电极在发生短路时熔断保险丝，也就无法发生大的短路。最后因为没有足够的热量气化金属层使安全膜无法熔褪，这就会造成热封后易产生毛刺影响外观的整体合格率。 3赋能方案的选择问题，赋能工艺的目的主要有两个：一个就是通过瞬间的大电流把芯组外表面由于掩膜不严造成的短路给熔短，从而避免了芯组短路C0的出现，以提高成品的合格率。第二个就是通过赋能所施加的能量将内部由于分切及卷绕的原因所造成的次点“烧掉”。同样由于是安全膜，会因为在赋能时所施加的电压造成的电流在此时“烧掉”部分容量。因此在初始计算时就需要一个修正值对卷绕喷金后得到的容量进行修正。在这里选取不同的赋能方案会对修正值的大小造成影响。 4点焊的问题：损耗不良最常见的失效模式分析最主要是集中在点焊的工序控制上，如果点焊工序控制不当，将会造成电容批次不良且再次测量筛选时还会有不良品出现，使人有一种越筛越多的感觉。通常需要对点焊的电流、气压、间距进行控制以达到一个较为理想的状态，使得点焊后的产品在充放电测试时能够基本不变。在点焊安全膜电容器时对于电