超全的鉭電容簡介和基本結構（上）

一、鉭電容簡介和基本結構

固體鉭電容是將鉭粉壓制成型，在高溫爐中燒結成陽極體，其電介質是將陽極體放入酸中賦能，形成多孔性非晶型Ta2O5介質膜，其工作電解質為硝酸錳溶液經高溫分解形成MnO2 ，通過石墨層作為引出連接用。

鉭電容性能優(yōu)越，能夠實現(xiàn)較大容量的同時可以使體積相對較小，易于加工成小型和片狀元件，適宜目前電子器件裝配自動化，小型化發(fā)展，得到了廣泛的應用，鉭電容的主要特點有壽命長，耐高溫，準確度高，但耐電壓和電流能力相對較弱，一般應用于電路大容量濾波部分。

1.基本結構

下圖為MnO2為負極的鉭電容

下圖為聚合物（Polymer）為負極的鉭電容

二、生產工藝

按照電解液的形態(tài)，鉭電解電容有液體和固體鉭電解電容之分，液體鉭電解用量已經很少，本文僅介紹固體鉭電解的生產工藝。

固體鉭電解電容其介質材料是五氧化二鉭；陽極是燒結形成的金屬鉭塊，由鉭絲引出，傳統(tǒng)的負極是固態(tài)MnO2，目前最新的是采用聚合物作為負極材料，性能優(yōu)于MnO2。

鉭電解電容有引線式和貼片兩種安裝方式，其制造工藝大致相同，現(xiàn)在以片鉭生產工藝為例介紹如下。

1、生產工藝流程圖

成型→燒結→試容檢驗→組架→賦能→涂四氟→被膜→石墨銀漿→上片點膠固化→點焊→模壓固化→切筋→噴砂→電鍍→打標志→切邊→漏電預測→老化→測試→檢驗→編帶→入庫

2、主要生產工序說明

2.1 成型工序：

該工序目的是將鉭粉與鉭絲模壓在一起并具有一定的形狀，在成型過程中要給鉭粉中加入一定比例的粘接劑。

a）什么要加粘接劑？

為了改善鉭粉的流動性和成型性，避免粉重誤差太大，另外避免鉭粉堵塞模腔。低比容粉流動性好可適當多加點粘接劑，高比容粉流動性差可適當少加點粘接劑。

b）加了太多或太少有什么影響？

如果太多：脫樟時，樟腦大量揮發(fā)，易導致鉭坯開裂、斷裂，瘦小的鉭坯易導致彎曲。如果太少：起不到改善鉭粉流動性的作用。拌好后的鉭粉如果使用時間較長，因為樟腦是易揮發(fā)物品，可適量再加入一點粘和劑。樟腦的加入會導致鉭粉中雜質含量增加，影響漏電。每天使用完畢，需將鉭粉裝入聚四氟乙烯瓶或真空袋內密封保存，以防樟腦揮發(fā)、鉭粉中混入雜質、鉭粉中吸附空氣中的氣體。

c）3、成型后不進行脫樟，可否直接放入燒結爐內進行燒結？

不行，因為樟腦是低溫揮發(fā)物，如果直接放入燒結爐內進行燒結，揮發(fā)物會冷凝在爐膛、機械泵、擴散泵等排出管道內。

d）絲埋入深度太淺會有什么影響？

鉭絲易拔出，或者鉭絲易松動，后道工序在鉭絲受到引力后，易導致鉭絲跟部漏電流大。所以強調鉭絲起碼要埋入三分之二的鉭坯高度以上，在成型時經常要檢查。

e）粉重誤差太大分有什么影響？

粉重誤碼差太大，導致容量嚴重分散，K（±10%）檔的命中率會很低。成型時經常要稱取粉重，誤差要合格范圍內（±3%）。如果有輕有重都是偏重或都是偏輕，可調整賦能電壓或燒結溫度。如果有輕有重，超過誤差范圍，要調整成型機，并將已壓鉭坯隔離，作好標識，單獨放一個坩堝燒結。

f）密要均勻

不能有上松下緊，或下緊上松的現(xiàn)象。否則會導致松的地方耐壓降低。鉭坯高度要在允許差范圍內，詳細見工藝文件。

g）成型注意事項：

（1）粉重

（2）壓密

（3）高度

（4）鉭絲埋入深度

（5）換粉時一定要將原來的粉徹底從機器內清理干凈。

（6）不能徒手接觸鉭粉、鉭坯，謹防鉭粉、鉭坯受到污染。杜絕在可能有鉭粉的部位加油。

（7）成型后的鉭坯要放在干燥器皿內密封保存，并要盡快燒結，一般不超過24小時。

（8）每個坩堝要有伴同小卡，寫明操作者、日期、規(guī)格、粉重等情況，此卡跟隨工單一起流轉，要在賦能后把數(shù)據(jù)記在工單上才能扔掉，以防在燒結、賦能、被膜出了質量問題可以倒追溯。

2.2燒結工序

a）燒結：在高溫高真空條件下將鉭坯燒成具有一定機械強度的高純鉭塊。

b）目的：一是提純，二是增加機械強度。

c）燒結溫度對鉭粉比容有什么影響？

隨著燒結溫度的提高，比容是越來越小，并不完全呈直線狀。

因為隨著溫度的提高，鉭粉顆粒之間收縮得越來越緊密，以至于有些孔徑被燒死、堵塞，鉭塊是由多孔狀的鉭粉顆粒組成的，隨著溫度的提高，顆粒的比表面積越來越小，這樣就導致鉭粉的比容縮小。

d）燒結溫度對鉭粉的擊穿電壓有什么影響？

燒結溫度越高，雜質去除得越干凈，所以擊穿電壓隨著燒結溫度的提高而提高，并不是完全呈直線狀。

e）燒結溫度太高太低，對電性能有什么影響？

燒結溫度太低一方面鉭塊的強度不夠，鉭絲與鉭塊結合不牢，鉭絲易拔出，或者在后道加工時，鉭絲跟部受到引力作用，導致跟部氧化膜受到損傷，出現(xiàn)漏電流大。燒結溫度太高，比容與設計的比容相差甚多，達不到預期的容量，溫度高對漏電流有好處，溫度太高會導致有效孔徑縮小，被膜硝酸錳滲透不到細微孔徑中，導致補膜不透，損耗增加。

f）如果燒結后，試容出來容量小了怎么辦？

（1） 算一下如果容量控制在-5%-----10%左右，計算出的賦能電壓能否達到最低賦能電壓。。

額定電壓 6.3、10、16、25、35、40、50，

最低賦能電壓18、30、50、80、110、140、170。

（2） 如不行，只能改規(guī)格，如16V10UF，可改16V6.8UF，只要提高賦能電壓，但是要看提高后的賦能電壓是否會達到它的閃火電壓，如果接近的話，那就會很危險。也可以改25V6.8UF，但是計算出的賦能電壓要達到所改規(guī)格的最低賦能電壓。

g）如果燒結后，試容出來容量大了怎么辦？

算一下如果容量控制在+5%-----+10%，計算出的賦能電壓是否接近閃火電壓？如果接近就不能流入后道；

如接近閃火電壓，可改規(guī)格，如16V10U，可改16V15U，10V15U，但是計算出的賦能電壓不能低于最低賦能電壓，不能往高電壓改規(guī)格。

實在不行只能返燒結，返燒結時要根據(jù)比容控制燒結溫度。

h）高溫時真空度不好，怎么處理？

高溫時真空度如果突然不好，說明爐膛已漏氣。應立即降溫。因為氧氣進入爐膛后，鉭塊、鉭絲、坩堝隔熱層、隔熱罩都是鉭制品，會跟氧發(fā)生氧化，出現(xiàn)發(fā)脆。

i）空燒

正常燒結一個月，需進行一次空燒，空燒溫度應高于正常燒結溫度100度以上；如果一直是燒的低溫，突然要燒高溫，應先進行空燒。

因為低溫雜質吸附在爐膛和坩堝上，如果不空燒，突然燒高溫，低溫雜質會揮發(fā)到鉭塊上去，造成鉭塊漏電流大（有一批35V106 335 225估計就是因為空燒，裝爐量太大，壓制密度偏小所致）。

2.3 組架

a） 尺寸

鉭塊上端面到鋼鋼條邊緣的距離5.0±0.2mm，如果偏差太大，會導致鉭塊上端面涂上硅膠或鉭絲。

b） 注意要垂直。

c） 注意直徑小于Φ2.0，放60條，大于Φ2.5，放行30條

d）在拌同小卡上作好記錄，每個架子都應該附有小卡，將成型、將成型、燒結的數(shù)據(jù)搬到小卡上，并在小卡上標注試容后的電壓。隨架子流傳。

e）燒結不同層次的，雖然電壓一樣，最好不要放在一個鋼架上，以防容量整條整條分散

f）鋼架鋼片一定要使用清洗后的，不要讓鋼架鋼片受到太大的力，以防變形彎曲。

編輯：jq