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浅析贴片钽电容的生产工艺与结构特点

2022-06-14
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一、贴片钽电容器的生产工艺

1、 钽块的成型与烧结

钽粉的成型过程包括称料(量料)、装膜、限制(上、下压)、脱膜。选用主动成型,模具的形状决议了钽块的形状,只需根据需求,装好模具,再调整好限制密度所需求的压强,四步作业就能够连续进行。为了改善钽粉的流动性,使限制密度分布均匀,一般需求在钽粉中添加恰当的粘合剂。

2、 无定形Ta2O5介质氧化膜的构成工艺

关于贴片钽电容器而言,无定形Ta2O5介质氧化膜的构成工艺(又称赋能工艺)就是选用电化学办法在钽芯外表构成一层厚度仅为几十纳米到几百纳米的Ta2O5介质膜作为电容器的介质层。这一步工艺是贴片钽电容器生产中的核心工艺,也是贴片钽电容器差异于其它电容器的显著不同之处。

3、 浸渍电解质和凝胶电解质的制造

贴片钽电容器的作业电解质包括浸渍电解质和凝胶电解质两种,其中又以浸渍电解质为主,凝胶电解质配方的酸度要与浸渍电解质配方相对应。为了使产品具有符合要求的电功能,对浸渍电解质提出了一系列要求,例如:浸渍电解质要具有良好的浸润性,在作业中能不断供给修补介质氧化膜的电化学才能,其电导率和黏度在规则的温度规模内的变化要小而平稳,饱满蒸汽压要低等等。为了满意这一系列要求,咱们需经过试验优选出恰当的配方。由于配置过程一般为放热过程,故须将配好的电解质进行冷却处理并拌和均匀以取得成分均一的电解质。

4、 钽芯的浸渍及凝胶电解质注入

钽芯的浸渍是将钽芯浸入浸渍电解质。钽芯经过氧化膜多孔性吸附效果吸着浸渍电解质。需求注意的是在浸渍前必须烘干钽芯中的水分,这种水分是指钽芯吸附空气中含有盐分和尘土等杂质的水。浸渍的办法分为手工浸渍、真空浸渍和加压浸渍三种。

注入凝胶电解质前须用玻璃棒将冷却的凝胶电解质进行拌和至具有流动性,然后选用恰当的注射针管抽取必定量的凝胶电解质注入到银壳内部,最后将浸渍好的钽芯装入。这样,钽芯与银外壳之间的空地便由凝胶电解质填满,然后在必定程度上起到密封和避免漏液的效果。

5、 装配与封装

关于全密封结构的钽电容器,是将阳极钽块上的钽丝穿过聚四氟乙烯和橡皮热圈,然后把钽芯在聚四氟乙烯下垫片的固定下装配到注有凝胶电解质的银外壳之中。在银外壳上与橡皮环等高的方位进行压槽固定,并穿置玻璃粉绝缘子,之后依次进行卷边、绝缘子与银外壳间的边焊、绝缘子上的钽管与穿过其间钽丝的高温氩弧球焊和阳极引线对焊。

6、 老到与检测

装配好的电容器需求进行在必定的温度环境下对电容器施加某一大于额外电压的电压,经过必定时刻的老到,能够修补前面工艺造成的氧化膜损伤,使电容器电功能趋于稳定。对老到后的产品检测其电功能,除掉具有显着外观缺点,漏电流过大、耐压强度低的产品,以进步电容器的可靠性。


钽电容


二、贴片钽电容器的结构特色

相关于其他类型的电容器,贴片钽电容器的结构有三个显著特征:

1、贴片钽电容器的作业介质是在钽芯外表上所生成的一层极薄的Ta2O5膜,此层介质氧化膜和金属钽结合成一个全体,不能独自存在。

2、 贴片钽电容器的阳极是电容器中生成介质氧化膜的金属钽,使电容器接入电路中应用时的正极。

3、 贴片钽电容器的实践阴极是作业电解质,包括浸渍电解质(液体)和凝胶电解质(凝胶)。为了使阴极能够与外部相连接,又以另一金属外壳与电解质相触摸,这是液体钽电解电容器接入电路时的负极,仅起引出阴极的效果。

三、贴片钽电容器的结构

1、 钽芯和介质氧化膜

钽芯是液体钽电容器的阳极,是由钽粉经过限制烧结等工艺制成的圆柱体。在此圆柱体的一端圆心处引出一根钽丝,用以接入电路的正极。烧结时的开孔率很大程度上影响着钽电容器的电容量及损耗。

钽芯外表上经过赋能构成厚度大约为几十到几百纳米的Ta2O5氧化膜层,该氧化膜层以无定型态存在,使得钽芯外表有大量的蜂窝状空地。这层氧化膜是电解电容器的心脏部分,它的质量关系到电容器功能的优劣,特别是漏电流的巨细。

2、银外壳

贴片钽电容器一般选用高纯度银外壳作为电容器引出阴极,是电容器接入电路时的负极。未经处理的银外壳内外表积小,使得电容量不易被引出,因而要增大阴极外表积。解决这个问题能够经过化学或者电化学腐蚀的办法,如硫酸、硝酸等,可是这些腐蚀剂氧化性过强,腐蚀速度过快,效果难以控制,有可能使壳口被腐蚀,然后影响电容器的密封性。另一种办法是在银外壳内壁用电镀或电化学镀的办法沉积一层海绵状的铂黑层,可是铂黑层存在易脱落的问题。现在一般选用全钽全密封结构,并在银外壳内壁沉积一层具有多孔隙的碳来添加阴极有用面积。

3、作业电解质

作业电解质是贴片钽电容器的实践阴极,它与阳极钽块外表的Ta2O5介质膜层及银外壳的内壁充分触摸,其物理与化学性质对电容器的电功能有着重要的影响。液体钽电解电容器的作业电解质包括浸渍电解质和凝胶电解质两部分。一部分是浸渍电解质,用于浸渍钽芯,使电解质溶液能够渗入多孔隙的阳极钽块里,以引出最大的电容量。它需求具有良好的浸润性,在作业中能不断供给修补介质氧化膜的电化学才能,并且其电导率和黏度在规则的温度规模内的变化要小而平稳,沸点和冰点在作业温度规模之外,较高的闪火电压和较低的饱满蒸汽压。另一部分是凝胶电解质,冷却后为凝胶状,具有摇匀性,填充在钽芯与银外壳之间,起到两者之间的联系效果并能够避免电容器漏液。
贴片钽电容器的功能优异,是在所有电解电容器中具有漏电流最小,单位体积的CV乘积最大的产品。尽管钽原料稀缺,但选用了高比容钽粉后本钱降低,再加上生产工艺的改善,使液体钽电解电容器得到迅速发展,使用规模愈加广泛。


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