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钽电容知识总结结构、工艺、参数、选型.doc
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钽电容知识总结结构、工艺、参数、选型.doc
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一、钽电容简介和根本构造
固体钽电容是将钽粉压制成型,在高温炉中烧结成阳极体,其电介质是将阳极体放入酸中赋能,形成多孔性非
晶型 Ta
2
O
5
介质膜,其工作电解质为硝酸锰溶液经高温分解形成 MnO
2
,通过石墨层作为引出连接用。
钽电容性能优越,能够实现较大容量的同时可以使体积相对较小,易于加工成小型和片状元件,适宜目前
电子器件装配自动化,小型化开展,得到了广泛的应用,钽电容的主要特点有寿命长,耐高温,准确度高,
但耐电压和电流能力相对较弱,一般应用于电路大容量滤波局部。
2.1.根本构造
以下列图为 MnO
2
为负极的钽电容
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以下列图为聚合物〔Polymer〕为负极的钽电容
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二、生产工艺
按照电解液的形态,钽电解电容有液体和固体钽电解电容之分,液体钽电
解用量已经很少,本文仅介绍固体钽电解的生产工艺。
固体钽电解电容其介质材料是五氧化二钽;阳极是烧结形成的金属钽块,
由钽丝引出,传统的负极是固态 MnO
2
,目前最新的是采用聚合物作为负极材
料,性能优于 MnO
2
。
钽电解电容有引线式和贴片两种安装方式,其制造工艺大致一样,现在以片钽生产工
艺为例介绍如下。
一、生产工艺流程图
成型烧结试容检验组架赋能涂四氟被膜石墨银浆
上片点胶固化点焊模压固化切筋喷砂电镀打标志切边
漏电预测老化测试检验编带入库
二、主要生产工序说明
(一) 成型工序:
该工序目的是将钽粉与钽丝模压在一起并具有一定的形状,在成型过程中要给钽粉
中参加一定比例的粘接剂。
1、什么要加粘接剂?
为了改善钽粉的流动性和成型性,防止粉重误差太大,另外防止钽粉堵塞模腔。
低比容粉流动性好可适当多加点粘接剂,高比容粉流动性差可适当少加点粘接剂。
2、加了太多或太少有什么影响?
如果太多:脱樟时,樟脑大量挥发,易导致钽坯开裂、断裂,瘦小的钽坯易导
致弯曲。如果太少:起不到改善钽粉流动性的作用。拌好后的钽粉如果使用时间较长,
因为樟脑是易挥发物品,可适量再参加一点粘和剂。樟脑的参加会导致钽粉中杂质含
量增加,影响漏电。每天使用完毕,需将钽粉装入聚四氟乙烯瓶或真空袋内密封保存,
以防樟脑挥发、钽粉中混入杂质、钽粉中吸附空气中的气体。
3、成型后不进展脱樟,可否直接放入烧结炉内进展烧结?
不行,因为樟脑是低温挥发物,如果直接放入烧结炉内进展烧结,挥发物会冷凝在炉
膛、机械泵、扩散泵等排出管道内。
4、丝埋入深度太浅会有什么影响?
钽丝易拔出,或者钽丝易松动,后道工序在钽丝受到引力后,易导致钽丝跟部
漏电流大。所以强调钽丝起码要埋入三分之二的钽坯高度以上,在成型时经常要检
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查。
5、粉重误差太大分有什么影响?
粉重误码差太大,导致容量严重分散,K〔±10%〕档的命中率会很低。成型时经常
要称取粉重,误差要合格范围内〔±3%〕。如果有轻有重都是偏重或都是偏轻,可
调整赋能电压或烧结温度。如果有轻有重,超过误差范围,要调整成型机,并将已压
钽坯隔离,作好标识,单独放一个坩埚烧结。
6、密要均匀
不能有上松下紧,或下紧上松的现象。否那么会导致松的地方耐压降低。钽坯高度要
在允许差范围内,详细见工艺文件。
7、成型本卷须知:
〔1〕粉重
〔2〕压密
〔3〕高度
〔4〕钽丝埋入深度
〔5〕换粉时一定要将原来的粉彻底从机器内清理干净。
〔6〕不能徒手接触钽粉、钽坯,谨防钽粉、钽坯受到污染。杜绝在可能有钽粉的
部位加油。
〔7〕成型后的钽坯要放在枯燥器皿内密封保存,并要尽快烧结,一般不超过 24 小
时。
〔8〕每个坩埚要有伴同小卡,写明操作者、日期、规格、粉重等情况,此卡跟随
工单一起流转,要在赋能后把数据记在工单上才能扔掉,以防在烧结、赋能、被膜出
了质量问题可以倒追溯。
〔二〕烧结工序
1、烧结:在高温高真空条件下将钽坯烧成具有一定机械强度的高纯钽块。
2、目的:一是提纯,二是增加机械强度。
3、烧结温度对钽粉比容有什么影响?
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T
随着烧结温度的提高,比容是越来越小,并不完全呈直线状。
因为随着温度的提高,钽粉颗粒之间收缩得越来越严密,以至于有些孔径被烧死、堵塞,钽
块是由多孔状的钽粉颗粒组成的,随着温度的提高,颗粒的比外表积越来越小,这
样就导致钽粉的比容缩小。
4、烧结温度对钽粉的击穿电压有什么影响?
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烧结温度越高,杂质去除得越干净,所以击穿电压随着烧结温度的提高而提高,并不是完
全呈直线状。
5、烧结温度太高太低,对电性能有什么影响?
烧结温度太低一方面钽块的强度不够,钽丝与钽块结合不牢,钽丝易拔出,或者在后道加
工时,钽丝跟部受到引力作用,导致跟部氧化膜受到损伤,出现漏电流大。烧结温
度太高,比容与设计的比容相差甚多,达不到预期的容量,温度高对漏电流有好处
温度太高会导致有效孔径缩小,被膜硝酸锰渗透不到细微孔径中,导致补膜不透,
损耗增加。
6、如果烧结后,试容出来容量小了怎么办?
(1) 算一下如果容量控制在-5%-----10%左右,计算出的赋能电压能否到达最低赋能电
压..
额定电压 6.3 10 16 25 35 40 50
最低赋能电压 18 30 50 80 110 140 170
(2) 如不行,只能改规格,如 16V10UF,可改 16V6.8UF,只要提高赋能电压,但是要
看提高后的赋能电压是否会到达它的闪火电压,如果接近的话,那就会很危险.也
可以改 25V6.8UF,但是计算出的赋能电压要到达所改规格的最低赋能电压。
7、如果烧结后,试容出来容量大了怎么办?
(1)算一下如果容量控制在+5%-----+10%,计算出的赋能电压是否接近闪火电
压?如果接近就不能流入后道;
(2)如接近闪火电压,可改规格,如 16V10U,可改 16V15U,10V15U,但
是计算出的赋能电压不能低于最低赋能电压,不能往高电压改规格。
(3)实在不行只能返烧结,返烧结时要根据比容控制烧结温度。
8、高温时真空度不好,怎么处理?
高温时真空度如果突然不好,说明炉膛已漏气。应立即降温。因为氧气进入炉膛后,钽
块、钽丝、坩埚隔热层、隔热罩都是钽制品,会跟氧发生氧化,出现发脆。
9、空烧
正常烧结一个月,需进展一次空烧,空烧温度应高于正常烧结温度 100 度以上;如果一直
是烧的低温,突然要烧高温,应先进展空烧。
因为低温杂质吸附在炉膛和坩埚上,如果不空烧,突然烧高温,低温杂质会挥发到钽块上
去,造成钽块漏电流大〔有一批 35V106 335 225 估计就是因未空烧,装炉量太大,
压制密度偏小所致〕。
10、本卷须知:
(1) 不能徒手接触钽块;
(2) 出炉后在伴同小卡上注明炉次、层次,以便出问题进展追溯。
(3) 试容;
(4) 剔除开裂、断裂的产品;
(5) 检验钽丝脆性
(6) 第一层取两个钽块拔一下钽丝,能否轻易拔出,如能轻易拔出,
说明烧结温度太低。就要查看是隔热罩密封不好,还是温度不均匀等情况;
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gjmm89
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