關鍵詞：陶瓷電容器 引線 焊接工藝

    國內某高壓開關廠550kV級SF6型高壓斷路器是我國“七五”至“八五”計劃的重要科研項目，為其配套的高壓陶瓷電容器以前均采用進口件，為降低成本，推進該電容器國產化，我廠經多年的研究，成功地開發了550kV級SF6型高壓斷路器用高壓陶瓷電容器。該電容器(外型見圖1)結構是在兩平行電極焊接φ18mm銅電極引線(簡稱引線)，外涂絕緣漆，銅電極引線在電容器串聯裝配時起接觸導通作用，引線和電容器的焊接強度直接影響電容器的使用。在最初研制時，用錫焊把引線和銀電極連接，即在引線和銀電極間夾一層薄錫箔，然后加熱到230℃保溫30min使錫熔化，以達到焊接目的。此種方法因較難控制錫用量及錫熔化擴散方向，常因錫過量，結果在銀電極表面堆錫造成電容器裝配困難。另外，引線和電極間錫擴散不均造成引線部分虛焊，使焊接強度降低。過量的錫在高溫長時間熔解時造成銀溶入錫中，即“銀溶”現象，影響到電容器的電性能及焊接強度。來源:www.hvsi.cn

    有人曾采用有機環氧樹脂加入導電性銀粉即導電膠，把引線和電極粘連的方法。此種方法雖暫時解決了堆錫，銀溶等問題，粘接的強度也暫時滿足了要求，但有機材料環氧樹脂隨著時間老化，使粘接的強度降低，引線在長期使用中存在潛在脫落的可能，從而使斷路器在運行中可能出現故障。

    為解決這些問題，我們尋找一種材料，能適合片狀引線和電極之間的連接，強度高，工藝簡單，易控制材料用量，外形美觀，不影響電容器性能，通過反復試驗，選用62Sn/36Pb/2Ag糊狀錫膏焊接定位，并多次進行了試驗及性能測試。    

圖1陶瓷電容器外形

    1工藝

    錫膏主要用于表面貼裝技術，成功地把錫膏應用在陶瓷電容器引線焊接上，我們摸索出適合電容器引線焊接可行的工藝方法，62Sn/36Pb/2Ag錫膏焊接定位時，焊接工藝曲線見圖2。具體操作如下：

    (1)將錫膏在常溫下存放2h，使其軟化，然后用棒攪至糊狀待用；

    (2)用刮板將錫膏均勻地刮到引線上，控制用量，不易過多；

    (3)將引線貼緊銀面，用模具固定放入烘箱；

    (4)烘箱升溫，在130℃停3～5min，再繼續升溫至200℃保溫10min，停止加熱，待自然降溫。來源:高壓開關網    

圖262Sn/36Pb/2Ag錫膏焊接曲線

    錫膏是由鉛、錫和銀超細顆粒加入助焊有機物，由于其顆粒細，比表面增大，表面自由能降低，使熔解溫度降低，熔化時間縮短。在130℃保溫數分鐘，以促進有機成分揮發，然后升溫至200℃使Sn-Pb合金熔解，以達到焊接目的。

2 試驗結果及討論

    把分別作錫膏與導電膠定位的電容器進行了對比分析試驗，用美國RESTRVMENTT5K型拉力機測定焊接后引線端子強度，及兩種材料的使用對電容器電性能的影響。

    2.1端子強度試驗

    電容器引線端子強度試驗方法如圖3。我們依照有關標準要求做引線端子強度測試，具體結果見表1。

    從表1數據比較中可看出，錫膏定位的引線端子強度要大于導電膠定位的端子強度，因為錫膏中的Sn-Pb合金對電極的銀和引線的鉛潤濕性強，焊接效果好，而導電膠定位是一種機械性粘連，粘接強度受到一定限制。錫不存在老化，因而也不會產生電容器在使用中存在引線脫落。 

表1引線端子強度測試結果

    焊接定位后在電容器引線邊緣形成一均勻錫圈，該錫圈增加了引線和銀電極之間的焊接強度。以前曾對日本同類電容器進行分析時發現此種情況，但無法理解是怎樣形成的，采用錫膏這種材料焊接定位，成功地解決了此問題，焊接后機械強度高，表面美觀，光潔。

圖3引線端子強度試驗方法

 2.2電性能影響

    把用錫膏焊接引線的電容器在焊接前后進行常規電性能測試及電暈試驗，結果表明，錫膏焊接引線對電容器電性能如：容量、介質損耗、絕緣電阻、耐電壓及局部放電無不良影響。試驗結果見表2。

    2.3其他

    采用錫箔焊接定位時，因難以控制箔片的用量，常常在電極表面堆錫，影響電容器的外觀和使用，且因焊接溫度高，時間長，產生了銀溶現象，有時造成了虛焊，反而使焊接強度降低，采用新材料62Sn/36Pb/2Ag錫膏定位，其焊接溫度降低，時間縮短，同時在Sn-Pb合金中溶入2％的銀，糊狀錫膏用量易控制，使銀溶現象明顯減弱，錫膏焊接定位，工藝操作簡單，易掌握，焊接時不需要加入助焊劑，防止了電容器表面污染，且焊后外形美觀。

    采用錫膏定位，相比錫箔，雖然材料成本有所提高，但錫膏定位工藝操作簡單，外形好，成品率提高；錫膏相比導電膠定位，成本低，工藝簡單，引線端子強度明顯增強。   

表2錫膏焊接引線對電容器電性能的影響

    3 結論

    SF6型高壓斷路器用陶瓷電容器采用糊狀錫膏進行電極引線焊接定位，改善了錫箔片焊法工藝難控制，易在表面堆錫及造成銀溶現象；比環氧樹脂銀導電膠引線粘連的強度要大大提高，解決了有機材料長時間使用老化使焊接強度劣化的問題，錫膏定位成本低，端子強度高，工藝操作簡便，已大批量應用于生產之中，產品提供給用戶，獲得良好反應。62Sn/36Pb/2Ag錫膏適用于焊接電容器引線。