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　　目前，電子市場(chǎng)中電阻、電容應(yīng)用最為廣泛，其中鋁因其容量范圍大、價(jià)格低廉等特點(diǎn)在直流或脈動(dòng)電路中作整流、濾波和音頻旁路使用較為普遍，由于各廠家制造工藝及質(zhì)量控制程度不同，加之使用環(huán)境、生產(chǎn)操作的各方面影響，導(dǎo)致在實(shí)際使用中的故障返修率也有一定差異，而該電容結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將分別代表正、負(fù)極的鋁箔與承載電解液的電解紙按其中心軸卷繞而成。宏觀來(lái)看，正負(fù)極之間只有電解紙起到隔離、防短路作用，在正負(fù)鋁箔表面存在毛刺、箔灰及其他不正當(dāng)?shù)牟僮鲗?dǎo)致的電容短路問(wèn)題常有發(fā)生，本文從電容構(gòu)造原理、短路失效案例找出其隱蔽性的影響因素，并提出合理的優(yōu)化改進(jìn)建議，可有效減少生產(chǎn)制造及售后維修成本，對(duì)鋁短路整改方面起到新的促進(jìn)作用。

　　1 電解電容

　　1.1 平面構(gòu)造原理

　　由電解紙浸漬電解液及純鋁箔組成陰極，該極板只能與電源負(fù)極(或相對(duì)另一極的電位低)連接，所以稱(chēng)為負(fù)極(或稱(chēng)陰極)。被Al2O3隔開(kāi)的鋁箔(如圖1所示，其中間圖標(biāo)注為鋁芯部位)構(gòu)成陽(yáng)極，該極板只能與電源正極(或相對(duì)陰極的電位要高)連接，所以稱(chēng)為正極(或稱(chēng)陽(yáng)極)。

　　當(dāng)沒(méi)有浸漬電解液前，電介質(zhì)由Al2O3、電解紙組成，正負(fù)極板間距為電解紙厚度與Al2O3之和。當(dāng)浸漬電解液后，電解液相當(dāng)于一個(gè)良好的導(dǎo)體把負(fù)極鋁箔和電解紙短路連接三者共同形成負(fù)極板，同時(shí)由于電解液的流動(dòng)性，并在Al2O3表面均勻分布形成良好的緊密接觸，此時(shí)，正負(fù)極板的間距就是Al2O3的厚度。

　　1.2 鋁電解電容器的實(shí)際立體結(jié)構(gòu)

　　先用正負(fù)極導(dǎo)針?lè)謩e與陽(yáng)極箔和陰極箔鉚接，然后把陽(yáng)極、陰極與電解紙同步卷繞組成電容芯、電容芯經(jīng)過(guò)浸漬電解液后裝入鋁殼、套上密封膠塞，然后對(duì)密封膠塞部位縮腰組裝而成。

　　2 實(shí)際應(yīng)用中常見(jiàn)故障類(lèi)型

　　2.1 漏電大

　　漏電大的原因與材料和工藝有關(guān)，如選用的陽(yáng)極箔氧化層有殘缺;老煉不充分(制造過(guò)程損壞的氧化層通過(guò)老煉修復(fù));電解液等材料或工藝污染氯離子和鐵離子后氧化層被破壞。

　　2.2 損耗δ大

　　鉚接接觸不良，串聯(lián)電阻大。

　　2.3 電容小

　　陽(yáng)極箔容比小;鋁箔面積不足(短箔);電解液泄漏芯子干沽，電介質(zhì)由初始的陽(yáng)極氧化層構(gòu)成變?yōu)殛?yáng)極氧化層和電解紙構(gòu)成，從而增加了陽(yáng)極和陰極間距。

　　2.4 溫升高

　　在強(qiáng)電電容器中，額定工作電壓高，工藝引入的雜質(zhì)污染容易使內(nèi)部發(fā)生局部瞬間擊穿頻繁，釋放的熱量過(guò)多。

　　2.5 正負(fù)極短路

　　陽(yáng)極導(dǎo)針或陽(yáng)極箔有毛刺穿透電解紙導(dǎo)致兩極發(fā)生短路;在小體積中還因?yàn)閮呻姌O絕緣距離過(guò)小導(dǎo)致絕緣膠塞短路;設(shè)計(jì)電解紙寬度與鋁箔寬度留邊過(guò)小，在卷繞時(shí)，工藝誤差導(dǎo)致鋁箔端面與外殼短路。

　　2.6 爆炸故障

　　極性標(biāo)識(shí)反或使用中極性與電源極性接反導(dǎo)致?lián)舸┒搪钒l(fā)生鼓脹，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生爆炸現(xiàn)象;也有因漏電流過(guò)大的原因。

　　2.7 開(kāi)路故障

　　鋁箔斷。斷箔原因有制造原因也有使用不當(dāng)原因。制造機(jī)器有故障，使用中受到異常方向的過(guò)大外力作用都會(huì)發(fā)生塊路。電解液完全干沽，容量趨于零也類(lèi)似開(kāi)路。

　　2.8 漏液故障

　　密封膠塞老化;密封膠塞縮腰不緊;使用中若用洗板水偏酸偏堿使膠塞老化也會(huì)漏液。

　　3 短路故障排查及原因鎖定

　　鋁電解電容器短路主要有以下幾方面原因：正負(fù)箔卷繞錯(cuò)位導(dǎo)致接觸短路、短紙/缺紙/破損、箔灰問(wèn)題、鋁箔毛刺問(wèn)題等，下面逐一介紹其判斷方法及解決方案。

　　3.1 鋁箔錯(cuò)位

　　可通過(guò)X-ray觀察內(nèi)部正負(fù)鋁箔卷繞對(duì)齊度，確認(rèn)箔邊高度是否超出電解紙，正負(fù)箔偏移量也可通過(guò)實(shí)際測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)比對(duì)確認(rèn)(一般標(biāo)準(zhǔn)要求：正負(fù)箔位移在箔寬*0.03內(nèi)為合格)。

　　3.2 電解紙問(wèn)題

　　對(duì)于短紙及缺紙，解剖后可直接看出(正常情況下電解紙尺寸比鋁箔要長(zhǎng)一段)，電解紙表面有空洞問(wèn)題，首選需確認(rèn)是鋁箔鉚接不良導(dǎo)致的電解紙刮傷缺損還是電解紙來(lái)料異常，一般電解紙的輕微破損不易造成電容的直接短路，結(jié)合箔灰問(wèn)題亦是如此，主要因箔灰較為細(xì)微，而普通電解紙厚度一般為幾十微米。

　　3.3 毛刺短路

　　鋁箔毛刺主要存在于鋁箔裁切面，由于切割刀具的磨損導(dǎo)致鋁箔邊緣平整度不夠，目前行業(yè)內(nèi)主要通過(guò)優(yōu)化切割頻次，加大清潔、巡查頻次方面改善;而首卷位置的裁切端面毛刺導(dǎo)致刺穿電解紙使正負(fù)箔接觸短路的問(wèn)題經(jīng)研究存在較大隱患且較為隱蔽，為之前常規(guī)短路的整改盲點(diǎn)，主要針對(duì)于小體積、小直徑產(chǎn)品，其卷繞導(dǎo)針相對(duì)較細(xì)，導(dǎo)致初卷位置鋁箔弧度相對(duì)較小，卷繞后在受力狀態(tài)下毛刺易刺穿電解紙與另一電極造成接觸短路。

　　對(duì)于問(wèn)題，經(jīng)過(guò)不同供應(yīng)商產(chǎn)品之間的結(jié)構(gòu)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)各廠家電容首卷位置鋁箔邊緣均存在一定毛刺，而毛刺控制相對(duì)較差的物料則存在更為嚴(yán)重的使用風(fēng)險(xiǎn)。

　　4 整改方案及效果評(píng)估

　　電解電容內(nèi)部正負(fù)箔(即陽(yáng)極箔、陰極箔)之間可見(jiàn)的固體材料為電解紙，通過(guò)機(jī)器設(shè)定后將三者卷繞在一起成為“芯子”，鋁箔裁切面的毛刺主要為切箔刀片長(zhǎng)時(shí)間使用磨損導(dǎo)致，且箔片越厚刀具磨損情況越嚴(yán)重，產(chǎn)生毛刺越多，該問(wèn)題目前行業(yè)內(nèi)普遍通過(guò)在刀具的使用壽命上規(guī)定次數(shù)進(jìn)行改善，但通常在刀片未達(dá)到規(guī)定次數(shù)前切箔的產(chǎn)品邊緣已經(jīng)產(chǎn)生細(xì)小毛刺，仍存在產(chǎn)品使用過(guò)程中導(dǎo)致短路的隱患。

　　以上來(lái)講，毛刺不可避免，主要看其影響程度，而芯子內(nèi)部首卷位置的毛刺因卷繞過(guò)程中力的影響導(dǎo)致刺穿電解紙使正負(fù)箔短路的隱患較大，一般來(lái)說(shuō)電解電容生產(chǎn)過(guò)程中先投入電解紙?jiān)俜謩e投入正負(fù)鋁箔，成品后鋁箔之間的電解紙只有1層~1.5層，本項(xiàng)整改創(chuàng)新點(diǎn)為電容生產(chǎn)時(shí)調(diào)整機(jī)臺(tái)參數(shù)使電解紙先一圈(具體長(zhǎng)度根據(jù)不同規(guī)格產(chǎn)品的卷?xiàng)U直徑?jīng)Q定)，然后再投入鋁箔，達(dá)到成品后鋁箔之間的電解紙2層~4層，很好的解決了因此點(diǎn)正負(fù)箔之間“距離”較近導(dǎo)致毛刺短路問(wèn)題(展開(kāi)后電解紙相對(duì)鋁箔引伸出來(lái)的長(zhǎng)度較長(zhǎng))。