阅读说明：本技术 电容器电极铝箔表面粗化的生产设备和工艺 (Production equipment and process for roughening surface of capacitor electrode aluminum foil ) 是由 成林 于 2020-05-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电容器电极铝箔表面粗化的生产设备和工艺,生产设备包括给真空腔体内分别绕经第一、二面冷却主辊的铝箔两侧表面镀铝的第一、二面矩形电弧离子靶、氩气供气装置、用于铝箔放料和收料的放料装置和收料装置,用于给真空泵组、第一、二面冷却主辊和第一、二面矩形电弧离子靶冷却的冷却系统和控制系统,生产工艺步骤为先安装铝箔,然后启动真空泵组抽真空,第一、二面冷却主辊进行冷却到-20℃；给真空腔体内充入氩气,开启各部件开始镀铝,镀铝结束后关闭各部件,给第一、二面冷却主辊升温为35℃,停止真空泵组,破真空,卸下收卷辊上的铝箔卷,本发明对环境无污染、铝箔表面无氧化,生产效率高。(The invention discloses production equipment and a process for roughening the surface of an aluminum foil of a capacitor electrode, wherein the production equipment comprises a first rectangular arc ion target and a second rectangular arc ion target which are used for respectively plating aluminum on the surfaces of two sides of the aluminum foil passing through a first cooling main roller and a second cooling main roller in a winding manner in a vacuum cavity, an argon gas supply device, a discharging device and a receiving device for discharging and receiving the aluminum foil, a cooling system and a control system for cooling a vacuum pump set, the first cooling main roller and the second cooling main roller as well as the first rectangular arc ion target and the second rectangular arc ion target, wherein the production process comprises the steps of firstly installing the aluminum foil, then starting the vacuum pump set to vacuumize, and cooling the first cooling main roller and; argon is filled into the vacuum cavity, all the components are started to be aluminized, all the components are closed after aluminizing is finished, the temperature of the first and second cooling main rollers is raised to 35 ℃, the vacuum pump set is stopped, vacuum is broken, and an aluminum foil roll on the winding roller is dismounted.)

电容器电极铝箔表面粗化的生产设备和工艺

技术领域

本发明涉及一种铝箔加工工艺，特别涉及一种电容器电极铝箔表面粗化的生产设备和工艺。

背景技术

现有的电容器铝箔分为高压阳极箔、低压阳极箔和负极箔。阳极箔和负极箔的表面积大小对电容器的静电容量有很大关系，铝箔表面积越大电容器的性能越好。

现在基本都是用化学腐蚀的办法让铝箔表面粗糙来增加表面积，化学药水(NaOH)腐蚀、然后用HNO3去除表面生成的氧化铝、再用清水漂洗。这种工艺既影响环境又影响铝箔的电性能、生产工艺繁琐、设备投入高、生产成本降不下来。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种电容器电极铝箔表面粗化的生产设备和工艺，该电容器电极铝箔表面粗化的生产设备和工艺对铝箔表面粗化效率高，对环境无污染、不会使铝箔表面氧化，工艺简单、生产成本低。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电容器电极铝箔表面粗化的生产设备，包括真空腔体、真空泵组、第一面矩形电弧离子靶、第二面矩形电弧离子靶、氩气供气装置、放料装置、收料装置、第一面冷却主辊、第二面冷却主辊、冷却系统和控制系统，所述真空泵组能够给真空腔体抽真空，第一面冷却主辊和第二面冷却主辊能够同步转动的安装于真空腔体内，第一面冷却主辊和第二面冷却主辊内形成有冷却通道，放料装置和收料装置分别安装于真空腔体内，从放料装置上引出的铝箔顺序绕经第一面冷却主辊和第二面冷却主辊表面后由收料装置进行收料，且铝箔一侧表面与第一面冷却主辊接触，铝箔另一侧表面与第二面冷却主辊接触的表面，第一面电弧离子靶与第一面冷却主辊表面的铝箔正对，第二面电弧离子靶与第二面冷却主辊表面的铝箔正对，第一面电弧离子靶和第二面电弧离子靶分别能够在铝箔表面沉积大粒子铝，冷却系统能够给第一面冷却主辊、第二面冷却主辊、第一面电弧离子靶、第二面电弧离子靶和真空泵组提供冷却液，氩气供气装置能够给真空腔体内提供氩气，控制系统控制真空泵组、第一面电弧离子靶、第二面电弧离子靶、氩气供气装置、放料装置、收料装置、第一面冷却主辊、第二面冷却主辊和冷却系统运行。

作为本发明的进一步改进，还设有第一面离子源和第二面离子源，第一面离子源与第一面冷却主辊表面的铝箔正对，且第一面离子源与第一面电弧离子靶沿铝箔输送方向顺序排列，第二面离子源与第二面冷却主辊表面的铝箔正对，且第二面离子源与第二面电弧离子靶沿铝箔输送方向顺序排列，第一面离子源和第二面离子源分别能够对铝箔表面进行电离子轰击清洗，冷却系统能够对第一面离子源和第二面离子源提供冷却液。

作为本发明的进一步改进，还设有水冷隔板，所述水冷隔板固定安装于真空腔体内，水冷隔板与真空腔体相对的内侧壁分别围成第一电弧离子靶安装室和第二电弧离子靶安装室，第一面电弧离子靶和第二面电弧离子靶分别固定安装于第一电弧离子靶安装室和第二电弧离子靶安装室内，第一面冷却主辊和第二面冷却主辊包覆铝箔的部分圆周外侧表面分别经所述缺口部伸入第一电弧离子靶安装室和第二电弧离子靶安装室内，第一面离子源和第二面离子源分别位于第一电弧离子靶安装室和第二电弧离子靶安装室外侧，两个氩气供气装置分别给第一电弧离子靶安装室和第二电弧离子靶安装室内提供氩气。

作为本发明的进一步改进，所述第一面冷却主辊和第二面冷却主辊内侧形成夹层结构的冷却通道，冷却通道通过冷热交换机与冷却系统连通。

作为本发明的进一步改进，还设有冷却主辊驱动装置，冷却主辊驱动装置分别驱动第一面冷却主辊和第二面冷却主辊同步转动。

作为本发明的进一步改进，所述放料装置包括放卷辊和放卷驱动装置，收料装置包括收卷辊和收卷驱动装置，所述放卷驱动装置和收卷驱动装置分别驱动放卷辊和收卷辊转动，还设有铝箔张力传感器，铝箔张力传感器能够感应铝箔张力并传信于控制系统，控制系统控制放卷驱动装置和收卷驱动装置动作。

作为本发明的进一步改进，所述放卷辊和收卷辊上均能够拆卸的设有气涨轴。

作为本发明的进一步改进，还设有若干辅助辊，第一面冷却主辊和第二面冷却主辊两侧分别设有至少一个辅助辊，进入和离开第一面冷却主辊和第二面冷却主辊的铝箔经辅助辊改向输送。

作为本发明的进一步改进，还设有底座和滑动门，真空腔体固定安装于底座上，所述真空腔体一端设有进口，滑动门能够滑动的安装于底座上，滑动门能够密封封闭或打开真空腔体的进口。

作为本发明的进一步改进，所述控制系统包括PLC和触摸屏，所述触摸屏能够编辑和输入数据到PLC的编辑模块内，所述真空腔体上还设有真空计、气体流量计、真空阀门、温度传感器和警报器，所述真空计能够感应真空腔内真空度并传信于PLC，气体流量计能够检测氩气供气装置送入真空腔体内的氩气流量并传信于PLC，温度传感器能够检测第一面冷却主辊和第二面冷却主辊表面温度并传信于PLC，真空阀门能够将真空腔与外界连通，PLC控制警报器发出警报。

一种电容器电极铝箔表面粗化的生产工艺，其步骤如下：

步骤一：将成卷的铝箔装到放卷辊上，并将铝箔一端从放卷辊上引出并顺序绕过第一面冷却主辊和第二面冷却主辊最终穿绕到收卷辊上；

步骤二：关闭真空腔体，启动真空泵组，对真空腔体内进行抽真空；

步骤三：当真空腔体内真空压强到达5*10-1Pa时，冷热交换机开始对第一面冷却主辊和第二面冷却主辊进行冷却，冷却温度设置为-20℃；

步骤四：当真空腔体内真空压强到达5*10-3Pa时，开启氩气供气装置给真空腔体内充入氩气，并使真空腔体内真空压强稳定在6*10-1Pa；

步骤五：开启放卷驱动装置、收卷驱动装置和冷却主辊驱动装置，铝箔线速度设置为2m/min，张力设置150N；

步骤六：开启第一面离子源和第二面离子源，第一面离子源和第二面离子源设置为电流0.5A、电压1500V；

步骤七：开启第一面电弧离子靶和第二面电弧离子靶，第一面电弧离子靶和第二面电弧离子靶设置为电流450A；

步骤八：铝箔正反两面同时沉积高纯大粒子铝，待成卷铝箔都卷到收卷辊上后，控制系统提示工作完成，关闭第一、二面电弧离子靶、第一、二面离子源、氩气提供装置、放卷驱动装置、收卷驱动装置和冷却主辊驱动装置；

步骤九：冷热交换机开始升温，升温温度设置为35℃；

步骤十：关闭抽气管道的真空阀门，停止真空泵组，真空腔体上真空阀门打开破真空；

步骤十一：打开真空腔体的门，卸下收卷辊上的铝箔卷，铝箔表面粗化处理完成。

本发明的有益效果是：本发明采用物理气相沉积的工艺将铝箔放在真空腔体中使用电弧离子靶在铝箔表面快速沉积高纯度的铝，沉积过程中通过调整电弧靶的参数使沉积的铝粒子变大，从而达到在铝箔表面沉积一层粗糙的铝膜的效果，铝箔表面在铝膜沉积后粗糙度变大，表面积也随之变大，本发明的整个生产过程都是在真空腔体中完成，不会有环境污染、也不会使铝箔表面氧化，工艺简单、设备投入小、本发明的设备可以对成卷的铝箔进行双面一次性粗化处理，生产效率高，大大降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明的结构原理示意图。

具体实施方式

实施例：一种电容器电极铝箔表面粗化的生产设备，包括真空腔体1、真空泵组2、第一面矩形电弧离子靶3、第二面矩形电弧离子靶4、氩气供气装置5、放料装置、收料装置、第一面冷却主辊6、第二面冷却主辊7、冷却系统和控制系统，所述真空泵组2能够给真空腔体1抽真空，第一面冷却主辊6和第二面冷却主辊7能够同步转动的安装于真空腔体1内，第一面冷却主辊6和第二面冷却主辊7内形成有冷却通道，放料装置和收料装置分别安装于真空腔体1内，从放料装置上引出的铝箔8顺序绕经第一面冷却主辊6和第二面冷却主辊7表面后由收料装置进行收料，且铝箔8一侧表面与第一面冷却主辊6接触，铝箔8另一侧表面与第二面冷却主辊7接触的表面，第一面电弧离子靶与第一面冷却主辊6表面的铝箔正对，第二面电弧离子靶与第二面冷却主辊7表面的铝箔正对，第一面电弧离子靶和第二面电弧离子靶分别能够在铝箔8表面沉积大粒子铝，冷却系统能够给第一面冷却主辊6、第二面冷却主辊7、第一面电弧离子靶、第二面电弧离子靶和真空泵组2提供冷却液，氩气供气装置5能够给真空腔体1内提供氩气，控制系统控制真空泵组2、第一面电弧离子靶、第二面电弧离子靶、氩气供气装置5、放料装置、收料装置、第一面冷却主辊6、第二面冷却主辊7和冷却系统运行。

该生产设备采用物理气相沉积的工艺将铝箔8放在真空腔体1中使用第一面电弧离子靶和第二电弧离子靶在铝箔8两侧表面快速沉积高纯度的铝，过程中通过调整电弧靶的参数使沉积的铝粒子变大，从而达到在铝箔8表面沉积一层粗糙的铝膜。这样铝箔8的表面粗糙度就会变大，表面积也会变大，其中真空泵组2由6台分子泵、2台罗茨泵、2台双级旋片泵及若干真空阀门和真空管道组成，第一、二面电弧离子靶分别有两组，每组电弧离子靶配1台500A的弧电源，输出电流从100A～500A可调；电弧离子靶为矩形靶，规格600*120mm，配备600*120*20mm的高纯(99.99％)铝靶；铝靶采用直接水冷，可保证长时间稳定工作。

还设有第一面离子源9和第二面离子源10，第一面离子源9与第一面冷却主辊6表面的铝箔正对，且第一面离子源9与第一面电弧离子靶沿铝箔输送方向顺序排列，第二面离子源10与第二面冷却主辊7表面的铝箔正对，且第二面离子源10与第二面电弧离子靶沿铝箔输送方向顺序排列，第一面离子源9和第二面离子源10分别能够对铝箔表面进行电离子轰击清洗，冷却系统能够对第一面离子源9和第二面离子源10提供冷却液。第一面离子源9和第二面离子源10分别配备10KW/2000V的离子源电源，离子源布置在电弧离子靶的前面，在铝箔表面进行高能量的电离子轰击清洗，去除铝箔表面的氧化层及其它有机污染物，提高铝箔与沉积铝的结合力，冷却系统配有30KW的工业冷水机1台，对电弧靶、离子源、真空泵等进行循环水冷却。

还设有水冷隔板16，所述水冷隔板16固定安装于真空腔体1内，水冷隔板16与真空腔体1相对的内侧壁分别围成第一电弧离子靶安装室11和第二电弧离子靶安装室12，第一面电弧离子靶和第二面电弧离子靶分别固定安装于第一电弧离子靶安装室11和第二电弧离子靶安装室12内，第一面冷却主辊6和第二面冷却主辊7包覆铝箔的部分圆周外侧表面分别经所述缺口部伸入第一电弧离子靶安装室11和第二电弧离子靶安装室12内，第一面离子源9和第二面离子源10分别位于第一电弧离子靶安装室11和第二电弧离子靶安装室12外侧，两个氩气供气装置5分别给第一电弧离子靶安装室11和第二电弧离子靶安装室12内提供氩气。将第一、二面电弧离子靶置于第一、二电弧离子靶安装室内，避免铝粒子到其它零件上。

所述第一面冷却主辊6和第二面冷却主辊7内侧形成夹层结构的冷却通道，冷却通道通过冷热交换机与冷却系统连通。第一、二面冷却主辊采用双层结构，实现夹层制冷，配1台20KW的冷热交换机，在第一、二面电弧靶工作时对第一、二面冷却主辊的夹层通过液体进行冷却到-20℃，保护铝箔在表面粗化时不会因高温变形，在真空腔体1破真空时第一、二面冷却主辊夹层的液体需加温到35℃，避免铝箔表面因温度过低而结露。

还设有冷却主辊驱动装置，冷却主辊驱动装置分别驱动第一面冷却主辊6和第二面冷却主辊7同步转动。冷却主辊驱动装置包括变频电机和同步皮带，1台变频电机通过同步皮带分别驱动第一面冷却主辊6和第二面冷却主辊7，实现同步传动，变频电机传动轴使用磁流体密封。

所述放料装置包括放卷辊14和放卷驱动装置，收料装置包括收卷辊15和收卷驱动装置，所述放卷驱动装置和收卷驱动装置分别驱动放卷辊14和收卷辊15转动，还设有铝箔张力传感器，铝箔张力传感器能够感应铝箔张力并传信于控制系统，控制系统控制放卷驱动装置和收卷驱动装置动作。所述放卷驱动装置和收卷驱动装置均为伺服电机，由伺服电机提供铝箔的卷绕张力，电机传动轴使用磁流体密封。

所述放卷辊14和收卷辊15上均能够拆卸的设有气涨轴。放卷辊14和收卷辊15使用可拆卸的气涨轴，便于铝箔卷的吊装。

还设有若干辅助辊13，第一面冷却主辊6和第二面冷却主辊7两侧分别设有至少一个辅助辊13，进入和离开第一面冷却主辊6和第二面冷却主辊7的铝箔经辅助辊13改向输送。通过辅助辊13实现铝箔传输方向的引导和张紧力的保持，通过在第一面冷却主辊6和第二面冷却主辊7两侧设置辅助辊13，使得包覆在第一面冷却主辊6和第二面冷却主辊7表面的铝箔长度增大，有利于对铝箔表面进行清洗和镀铝。

还设有底座和滑动门，真空腔体1固定安装于底座上，所述真空腔体1一端设有进口，滑动门能够滑动的安装于底座上，滑动门能够密封封闭或打开真空腔体1的进口。真空腔体1使用304不锈钢焊接加工而成，真空腔体1可以为方形或圆形，真空腔体1和门都安装在一个大型的底座上，门的下部最佳配有滚轮，底座上有安装轨道，门的开合最佳由电机驱动滚轮在轨道上滚动来实现。

所述控制系统包括PLC和触摸屏，所述触摸屏能够编辑和输入数据到PLC的编辑模块内，所述真空腔体1上还设有真空计、气体流量计、真空阀门、温度传感器和警报器，所述真空计能够感应真空腔内真空度并传信于PLC，气体流量计能够检测氩气供气装置5送入真空腔体1内的氩气流量并传信于PLC，温度传感器能够检测第一面冷却主辊6和第二面冷却主辊7表面温度并传信于PLC，真空阀门能够将真空腔与外界连通，PLC控制警报器发出警报。通过自动化感应和控制，有利于提高铝箔表面铝膜的厚度和粗糙度的精确控制。

一种电容器电极铝箔表面粗化的生产工艺，其步骤如下：

步骤一：将成卷的铝箔装到放卷辊14上，并将铝箔一端从放卷辊14上引出并顺序绕过第一面冷却主辊6和第二面冷却主辊7最终穿绕到收卷辊15上；

步骤二：关闭真空腔体1，启动真空泵组2，对真空腔体1内进行抽真空；

步骤三：当真空腔体1内真空压强到达5*10-1Pa时，冷热交换机开始对第一面冷却主辊6和第二面冷却主辊7进行冷却，冷却温度设置为-20℃；

步骤四：当真空腔体1内真空压强到达5*10-3Pa时，开启氩气供气装置5给真空腔体1内充入氩气，并使真空腔体1内真空压强稳定在6*10-1Pa；

步骤五：开启放卷驱动装置、收卷驱动装置和冷却主辊驱动装置，铝箔线速度设置为2m/min，张力设置150N；

步骤六：开启第一面离子源9和第二面离子源10，第一面离子源9和第二面离子源10设置为电流0.5A、电压1500V；

步骤七：开启第一面电弧离子靶和第二面电弧离子靶，第一面电弧离子靶和第二面电弧离子靶设置为电流450A；

步骤八：铝箔正反两面同时沉积高纯大粒子铝，待成卷铝箔都卷到收卷辊15上后，控制系统提示工作完成，关闭第一、二面电弧离子靶、第一、二面离子源、氩气提供装置、放卷驱动装置、收卷驱动装置和冷却主辊驱动装置；

步骤九：冷热交换机开始升温，升温温度设置为35℃；

步骤十：关闭抽气管道的真空阀门，停止真空泵组2，真空腔体1上真空阀门打开破真空；

步骤十一：打开真空腔体1的门，卸下收卷辊15上的铝箔卷，铝箔表面粗化处理完成。