CN1148723A - 电容器的红外线屏蔽 - Google Patents

Abstract

一种塑料膜电容器屏蔽，该屏蔽贴在塑料膜电容器的外表面上。该屏蔽足以使电容器在进行红外线软熔焊接时免遭会烧坏电容器的过量红外线的照射。该屏蔽可用电气级带、电气级塑料、金属带或环氧树脂等等许多不同的材料制成，该屏蔽可用各种方法贴到该电容器上，包括：把屏蔽贴在电容器的顶面上；把屏蔽贴到该电容器的顶面和底面上；把屏蔽包到电容器的四个面上；把屏蔽贴到电容器的所有六个面上以及把不同的屏蔽组合地贴到电容器的外表面上。

Description

电容器的红外线屏蔽

本发明一般涉及防止电子元件、特别是塑料膜电容器被用来软熔印刷电路板上的焊料的红外线辐射烧坏的装置。

把电子元件连接到一印刷电路板上的主要方法是在该电路板上制出供电子元件的引线插入的穿孔并把焊料加到该板底面上引线穿出处。该电路板然后通过一焊接波，引线即在该焊接波中被焊接到电路板上。

把电子元件连接到印刷电路板上的另一种方法是使用表面粘贴法，此时该电子元件或是无引线，或其引线做成使其电子元件可独立。表面粘贴法由于提高了电子元件连接到电路板上的可靠性并减小了电路板上所需使用的面积，因此更适合于把电子元件自动连接到印刷电路板上，在进行表面粘贴时，所施加的焊料一般为把电子元件的接头放入其中的常温焊膏，然后把电路板加热到使该焊膏软熔成液态焊料的温度，从而把电子元件连接到印刷电路板上。

以生产规模把软熔热量加到一印刷电路板的四种典型的方法为：

1.传导—用由热传导通过电路板的热量加热电路板的底面而软熔该焊膏。

2.汽蒸(汽相)—使一种中性的液体蒸发，把该印刷电路板放置在该蒸汽中，蒸汽中的潜热转移到板上而使焊膏软熔，热量转移的蒸汽恢复成液体以便重新加热。

3.对流—把加热的气体、一般只是空气、但有时是氮缓缓导向印刷电路板而软熔焊膏。

4.红外线—用红外线辐射能对准印刷电路板而软熔焊膏。

在这四种不同的表面粘贴电子元件的方法中，红外线软熔法相对所用设备成本而言的生产能力最大。

使用红外线软熔的主要缺点是，塑料膜电容器之类的电子元件在受到强度可用来软熔印刷电路板上的焊膏的红外辐射能时，电子元件会吸收过量能量而被烧坏，从而使电路板无法正常工作，这就不得不在红外线照射后才装上电子元件而用热传导或对流完成焊接。

使用红外线软熔法焊接塑料膜电容器的另一个缺点是，红外线辐射能加热塑料膜电容器一般比加热待焊接头快得多，其主要原因是塑料膜电容器的吸热性比铜或锡之类构成接头的材料的吸热性高。

人们已研制出多种方法和装置在进行红外线软熔焊接时保护电子元件免遭由红外辐射能造成的过量热量。一种方法是用表面喷涂金属粉的聚合物反射帽盖住对热量过敏的电子元件，从而使电子元件隔热并把部分红外辐射从电子元件上反射掉。

另一种方法是使用具有金属外层的由耐高温塑料模制成的罩。该罩设计成可装到电子元件上并可卸下地扣接到印刷电路板上。

美国专利No.4,838,475所示另一种方法把一金属盒状构件套到有待屏蔽的电子元件上。该金属盒上有若干孔供部分红外辐射能通过，而把该电子元件软熔焊接到该电路板上。由于在软熔焊接之前和之后要在电路板上装上和拆下该盖，因此成本提高，而且电路板上还得有装该盖的空间，因此电路板须专门设计并且电路板的尺寸也增大。

现有技术所公开的这些和其它装置不具本人的红外线屏蔽装置的灵活性、经济性和创造性特征，正如下文欲详述的，本发明红外线屏蔽装置不同于现有装置。

因此要求提供一种使电子元件免遭红外线辐射的简单而经济的装置，为此，使用一种与该电子元件连成一体而并非是该电子元件之外部部件的屏蔽，从而在进行红外线软熔焊接时无需特别加以关照。

本发明提供一种塑料膜电容器屏蔽，该屏蔽紧贴在塑料膜电容器外表面上，该屏蔽在进行红外线软熔焊接时足以使该塑料膜电容器免遭会烧坏该塑料膜电容器的过量红外线辐射。

本发明的另一特征涉及上述塑料膜电容器屏蔽，其中，该塑料膜电容屏蔽为从电气级带、电气级塑料、金属带和环氧树脂中选出的一种材料。

本发明的另一特征涉及上述塑料膜电容器屏蔽，其中，该塑料膜电容器的外形为具有六个面的盒形，该屏蔽贴在该塑料膜电容器的顶面上。也可使用各类不同屏蔽贴到该电容器上，包括：把屏蔽贴到电容器的顶面和底面上；把一屏蔽包住电容器的四个面，把一屏蔽贴到该电容器的所有六个面上；把不同屏蔽组合地贴到该电容器的外表面上。

本发明的又一特征涉及一种用红外能把一塑料膜电容器软熔焊接到一基片上的方法，该方法包括下列步骤：把一电容器屏蔽贴到该塑料膜电容器外表面上；把其上贴有电容器屏蔽的该塑料膜电容器放准到该基片上；用红外线照射该塑料膜电容器，从而红外线能量大致被该电容器屏蔽从该塑料膜电容器上反射掉，并且该红外线能量使该塑料膜电容器软熔焊接到该基片上。

从下述结合附图的详细说明中可更充分理解、更清楚看出本发明的各种目的、特征和附属优点，附图中相同部件用同一标号表示，附图中：

图1为表示如何把红外线屏蔽装置放到一电容器上的放大立体图；

图2为体现本发明重要特征的红外线屏蔽装置一实施例的放大立体图；

图3为本红外线屏蔽装置的另一实施例的放大立体图；

图4为本红外线屏蔽装置的又一实施例的放大立体图；

图5为本红外线屏蔽装置的再一实施例的放大立体图；

图6为体现本发明重要特征的本红外线屏蔽装置另一实施例的放大立体图。

红外线辐射能产生的热量与电子元件的受照射表面积成正比。保护电子元件不被烧坏的最简单方法是减小该受照射面积。由于电子元件本身的大小无法减小，因此为了保护电子元件不被烧坏，必须减小吸收红外线辐射能的表面积。为此可使用对红外线频率(λ＞7.8×10^-5cm)反射性强和/或吸收性低的材料。各种材料可用作屏蔽材料。这些材料的范围可从浅色塑料直到高反射性金属。

该屏蔽的原理在于减小电子元件的受照射面积，从而减少吸收的红外线辐射能而降低该电子元件的内部温度。所需保护量决定于红外线频率以及照射持续时间。这就是说可把一贴纸放在电子元件顶面上(减少1/3的照射面积)而把整个电子元件包在一屏蔽材料中(减少一半以上的照射面积)来实现这一保护。使电子元件免遭由红外线辐射造成的过量热量的另一种办法是在电子元件上涂上一层对红外线吸收率低的涂层而增加该电子元件的热质量。

虽然在频谱的相反一端上，但本发明的原理类似于使用遮阳帘(遮挡物)防止由太阳的紫外线造成的损害。尽管遮阳帘中使用氧化锌之类的材料，但可使用光亮的铝或二氧化钛(白色颜料)之类强反射和/或低吸收性材料屏蔽红外线。

正如用遮阳帘的保护程度有所不同，按照电路板和要保护的元件的热质量以及红外线波长和照射时间而定的红外线屏蔽程度也有所不同，红外线软熔焊接炉用来软熔电路板的时间长短和温度各不同相同，因此可使用各种保护量来保护元件免遭红外软熔焊接的酷热。

以屏蔽有效性逐渐增大的次序排列的可使用的屏蔽类型的例子如下：

1.兰色正形涂层，厚20-40密尔。

2.金黄色正形涂层，厚20-40密尔(一般把氧化亚铁用作颜料)。

3.白色电气级带，厚1密尔(一般把二氧化钛用作颜料)。

4.白色电气级塑料，厚3-10密尔(一般把二氧化钛用作颜料)。

5.光亮的铝带，厚0.5-2密尔。

当上述兰色和金黄色正形涂层为环氧树脂时，可获得极好的结果。可使用软熔粉把该环氧树脂加到元件上。加到元件上的环氧树脂涂层对红外线的吸收少并有助于从元件上反射红外线。若使用浅色环氧树脂，则可更多地从元件上反射掉红外线。一般用氧化亚铁对金黄色环氧树脂着色。元件的热质量的增加也有助于使红外线能量均匀分布到元件和正形涂层中，从而减少传到元件本身上的热量。

上述白色电气级带和白色电气级塑料有助于从元件上反射掉红外线。一般把二氧化钛用作颜料，这一颜料也有助于从元件上反射掉红外线。1密尔厚的白色带和3-10密尔厚的白色塑料足以保护元件不被红外线辐射能产生的过量热量烧坏，该白带或白塑料可比上述的厚度厚或薄，但为了从电容器屏蔽和反射掉红外线，它们的厚度必须大于所使用的红外线的波长(即λ＞7.8×10^-5cm)。当上述白色电气级塑料使用通用电气公司以商标“Valox”出售的塑料时，同样可获得极好结果。

由于光亮的铝带可比其它屏蔽从元件上反射掉更多红外线，因此它的保护性能最佳。铜、锡、银之类的其它许多金属也可用作屏蔽，但光亮的铝带市场上容易买到且价格性能比高。

表I和表II为对经红外线软熔焊接的无屏蔽和有屏蔽电容器所作的比较试验。可以看出，有屏蔽的电容器在经红外线软熔焊接后比无屏蔽电容器具有高得多的绝热强度。

                                                表I

                                       用铝带屏蔽的电容器

	无屏蔽样品平均值			有屏蔽样品平均值
							初值	终值	％Δ	初值	终值	％Δ
	电容值	0.4450	0.3885	-12.70％	0.4535	0.4416							-2.62
耗散因数百分比							0.515	0.515	0.00％	0.520	0.530	1.92％
	绝热强度	47,500	25,500	-46.32％	30,000	29,000							-3.33％

                                           表II

                              用白色塑料(Valox)屏蔽的电容器

	无屏蔽样品平均值			有屏蔽样品平均值
							初值	终值	％Δ	初值	终值	％Δ
	电容值	0.09451	0.09302	-1.58％	0.09346	0.09340							-0.06％
耗散因数百分比							0.432	0.412	-4.63	0.413	0.396	-4.12
	绝热强度	60,400	28,569	-52.70％	71,600	65,600							-8.38％

图1和图2示出在一塑料膜电容器12上的经改进的新红外线屏蔽装置10。图1还示出如何把本屏蔽10包到一塑料膜电容器的主体上。屏蔽10可用粘合剂粘到塑料膜电容器12上。可使用硅铜、聚丙烯或橡胶等等许多不同的粘合剂。若该屏蔽用铝之类的导电材料制成，必须注意把屏蔽10包到电容器12的塑料膜部14(或非导电部)的顶面上而不接近到该电容器的两端16、18或引线20、22，以防电容器短路，若该屏蔽接触到电容器的两端，则在屏蔽上使用非导电粘合剂可防止电容器短路。

图3示出另一种屏蔽电容器的方法。用粘合剂把一屏蔽32包到电容器30的至少三个面上，然后粘合第二屏蔽34而盖住其余各面，从而在塑料膜电容器30的所有六个面上都有保护性屏蔽。若该屏蔽用导电材料制成，则必须注意屏蔽32、34不接触电容器30的引线36、38或任何其它导电部位，以免该电容器失效。可把一整片屏蔽剪成可盖住电容器所有六面的大小，但这不经济。

图4示出另一种屏蔽电容器的方法，该塑料膜电容40只有顶面上粘接有屏蔽42，若该屏蔽为导电材料，则必须把该屏蔽42放置成它无法短接电容器40。

图5示出另一种屏蔽电容器的方法。具有两端面52、54而无引线的该塑料膜电容器50用该电容器50相反两面上的白色电气级塑料56、58加以屏蔽，塑料56、58位于电容器50的端面52、54之间。把塑料56、58层压到该电容器表面上可获得极好结果。

图6示出又一种使电容器屏蔽掉红外线辐射能的方法。相反两边上有引线61、63的塑料膜电容器60在其五个面上涂以环氧树脂62而形成屏蔽，还可在电容器60的第六面上粘以白色电气级带之类的另一屏蔽64，从而屏蔽该电容器的所有六面。

屏蔽电容器的所有六面可在进行红外线软熔焊接时获得最强保护。尽管该电容器的底面不受红外线直接照射，但它可受到从电路板和/或电路板上电子元件反射的红外线的照射。

附图所示贴有屏蔽的电容器视其应用场合可有或可无引线。此外，有屏蔽电容器可为片型结构成卷绕型结构。最好在片型电容器上使用上述屏蔽装置和方法，但在卷绕型电容器上使用上述屏蔽装置和方法可同样获得极好结果。

塑料膜电容器一旦完成屏蔽，即可放到印刷电路板上而用红外线照射而使用软熔焊接把该电容器装到该电路板上。

可按照上述说明对本发明作出改动和修正。因此应该指出，在后附权利要求书的范围内可不照上述实施例予以实施。

Claims (10)

1.一种塑料膜电容器的屏蔽，所述屏蔽贴到塑料膜电容器的外表面上，所述屏蔽足以使所述塑料膜电容器在进行红外线软熔焊接时免遭会烧坏该塑料膜电容器的过量红外线的照射。

2.按权利要求1所述的塑料膜电容器的屏蔽，其中，该塑料膜电容器屏蔽为带。

3.按权利要求2所述的塑料膜电容器的屏蔽，其中，所述带中含有二氧化钛并为白色。

4.按权利要求2所述的塑料膜电容器的屏蔽，其中，所述带为金属带。

5.按权利要求4所述的塑料膜电容器的屏蔽，其中，所述金属带为光亮的铝带。

6.按权利要求1所述的塑料膜电容器的屏蔽，其中，所述屏蔽为环氧树脂。

7.按权利要求6所述的塑料膜电容器的屏蔽，其中，所述环氧树脂中含有氧化亚铁。

8.按权利要求1所述的塑料膜电容器的屏蔽，其中，所述塑料膜电容器为片型电容器。

9.按权利要求1所述的塑料膜电容器的屏蔽，其中，所述塑料膜电容器的外形呈具有六个面的盒状，所述屏蔽贴在该塑料膜电容器的顶面上。

10.按权利要求9所述的塑料膜电容器的屏蔽，其中，所述屏蔽贴在该塑料膜电容器的顶面和底面上。

Images