片式钽电容的开发
钽电解电容工艺简介00
钽电解电容出产工艺简介按照电解液的形态,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出产工艺。
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MnO2,目前最新的是采用聚合物作为负极材料,性能优于MnO2。
钽电解电容有引线式和贴片两种安装方式,其制造工艺大致不异,此刻以片钽出产工艺为例介绍如下。
一、出产工艺流程图成型烧结试容查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记切边漏电预测老化测试查验编带入库二、主要出产工序说明(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必然的形状,在成型过程中要给钽粉中参加必然比例的粘接剂。
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,别的防止钽粉堵塞模腔。
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留,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、成型后不进行脱樟,可否直接放入烧结炉内进行烧结?不可,因为樟脑是低温挥发物,如果直接放入烧结炉内进行烧结,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,在成型时经常要查抄。
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。
钽电容制作工艺和流程
钽电容制作工艺和流程工艺流程一、工艺制造流程大致工艺流程如下(粗体为关键工序):原材料检验-成型工序-烧结工序-湿检QC-焊接工序-赋能工序-被膜工序-石墨银浆工序-浸银QC-装配工序-模塑工序-喷砂工序-打印工序-切边工序-预测试工序-老练工序-测试工序-外观工序-编带工序-查盘工序-成品QC-入库储存-包装-发货QC下面按照工艺流程路线作一个简要的介绍:a)原材料检验:b) 成型:粗细比例不同的颗粒钽粉与溶解于溶剂中的粘合剂均匀混合好,待溶剂挥发后,再与钽丝一起压制成阳极钽块;该工序自动化程度较高,每隔一定时间,操作员将混好的钽粉倒入进料盘(防止钽粉太多产生的自重,粘结在一起),设备自动按照尺寸模腔压制成型;c) 脱腊和烧结:脱腊又叫预烧,即将压制成型的钽块内的粘结剂去除;烧结则是将已经脱粘结剂的钽块烧结成为具有一定机械强度的微观多孔体,烧结过程只是颗粒与颗粒间接触的部分熔合在一起,但若烧结温度过高,则会导致颗粒与颗粒之间的熔合部分过多,导致表面面积减少;脱腊和烧结对炉的真空度、起始温度、升温、保温、降温及出炉、转炉时间等参数均有严格控制要求。
d) 湿检QC:湿检是通过对烧结后的钽块抽样进行赋能试验及电参数测试确定钽块的烧结比容,为下道赋能工艺的参数进行优化(电流密度、形成电压等),同时反馈调整上道烧结工序的温控曲线等参数。
同时,还会对钽块、钽丝的外观尺寸、强度等参数进行测试。
e) 焊接:该工序自动将单支钽阳极块穿上四氟垫,焊接在工艺条上并收集在工艺架上,形成整架产品,以便后道工序进行整架产品的操作。
f) 赋能:赋能工序是很关键的一道工序,它利用电化学的方法,在阳极表面生成一层致密的绝缘Ta2O5氧化膜,以作为钽电解电容器的介质层。
过程为成架的产品浸入形成液中(通常为稀硝酸液)一定深度,硝酸溶液会渗透到钽块内部的孔道内,再将钽块作为阳极通以电流,硝酸分解出氧,就会在与硝酸接触的钽粒子表面生成Ta2O5氧化膜。
钽电容器制造原理.
赋能工序
目的:采用电化学原 理,在单质态的钽粉 粒子表面形成一层具 有单向导电性和一定 厚度的五氧化二钽晶 体结构,做为无定型 的介质膜。
作用:作钽电解电容 器的介电层。
被膜工序
目的:在钽电容器的 介电层上通过化学分 解的方法沉积一层β型 晶型结构的电子电导 型二氧化锰作为产品 的阴极。
涂银Байду номын сангаас序
目的:在阴极制造完 成的产品表面涂敷一 层高导电率的高分子 银浆层,为粘接引出 阴极制造导电层。
作用:阴极焊接或粘 接的过渡导电层。
焊接工序
目的:把产品的阳极 与阳极引线框连接起 来形成导电回路。
作用:产品装配后的 阳极引出连接。
模塑工序
目的:通过高温注塑 的方法在电容器基体 的表面形成阻燃性能、 防水性能及介电性能 出色的,有一定强度 的高温硅环氧树脂层。
钽电容器制造原理
——片式钽电解电容器工艺流程
成型工序
目的:将钽粉,钽丝 通过精密成型设备, 压制成所需的物理形 状。
作用:作为钽电容器 的阳极基体。
烧结工序
目的:在高温和高真 空下使钽原子间通过 互相的热运动增加阳 极基体强度,同时使 钽粉中的杂质进一步 挥发达到提纯的目的。
作用:使阳极基体的 强度和纯度能够达到 规定要求。
o 作用;保护产品基 体在各种交变环境下 的化学和物理稳定性。
激光打标工序
目的:在产品基体上 标明正负极方向和规 格。
作用:防止用户使用 时正负极接反和性能 选择错误。
测试工序
目的:按照用户或国 际标准,使用标准测 试仪器对每支产品电 性能进行鉴定。
作用;挑选出性能符 合标准的产品,剔除 不合格品。
片式钽电容使用方法
片式钽电容使用方法概述片式钽电容(Tantalum Capacitor)是一种常用的电子元件,广泛应用于各种电子设备中。
本文将介绍片式钽电容的使用方法,包括选型、安装、使用注意事项等方面的内容。
选型在选择片式钽电容时,需要考虑以下几个因素:1. 容量(Capacitance):根据电路需求确定合适的容量值。
片式钽电容的容量一般以微法(μF)为单位。
2. 电压(Voltage):确定电路所需要的工作电压范围,并选择合适的工作电压。
片式钽电容的工作电压一般以伏特(V)为单位。
3. 温度(Temperature):考虑元件在工作环境中所受的温度影响,选择适合的温度系列的片式钽电容。
4. 尺寸(Size):根据电路板的实际空间情况,选择合适的尺寸和引脚间距。
安装1. 检查电路板设计:在安装片式钽电容之前,先检查电路板上的设计,确保引脚的位置和间距与片式钽电容的规格匹配。
2. 焊接准备:在开始焊接之前,将片式钽电容更换到一个无静电的工作台,并戴上防静电腕带,以避免静电对元件产生损坏。
3. 焊接方法:使用烙铁和焊锡将片式钽电容焊接到电路板上。
确保烙铁的温度不要过高,避免焊接过久而导致元件损坏。
4. 焊接位置:将片式钽电容的引脚正确地连接到电路板上对应的焊盘上,并进行焊接。
5. 焊接注意事项:在焊接片式钽电容时,应避免过度加热,以免损坏电容的性能。
还应注意避免引脚之间的短路现象。
6. 焊接完成:焊接完成后,用万用表等工具进行检测,确保片式钽电容与电路板相连接正常。
使用注意事项1. 极性:片式钽电容有正负极性,必须正确连接。
在焊接时,应根据电容上标注的标识将正极引脚焊接至电路板上对应的正极焊盘上。
2. 工作电压:不要超过片式钽电容标注的工作电压范围,否则会导致电容失效甚至短路。
3. 温度:片式钽电容对高温敏感,应避免长时间暴露在高温环境中。
4. 震动和冲击:避免片式钽电容受到严重的震动或冲击,以免影响其性能和寿命。
钽电容器开发的历史和未来 Word 2007 文档
钽电容器开发的历史和未来钽电容器的电容量大,体积小,适于表面粘贴,因此被广泛使用。
如人造卫星.电脑.摄像机.磁带录像和录音机.本文将回顾其发展历史,并描述商标 NEOCAPACITOR的新型钽电容器,它使用了NEC公司首先开发的导电聚合物(conductive polymer)钽电容器的开发历史(1)钽电容器的发明和应用在日本,钽电容器的开发始于40年前,第一个是湿式钽箔电容器。
它转载晶体管发射机上,时间是1956年。
固体电解电容器实在克服了’’干化‘’问题后开发出来的,那时有两类:一种是以储维电解质,是NEC公司开发的,一种以二氧化锰为电解质,是AT&T贝尔实业是开发的。
是烧结型的钽阳极快做固体电解质电容器的,NEC是第一家。
从此,在工业上使用钽电容器就稳定增长。
首先,在电话设备和电子计算机等领域中使用。
(2)树脂浸渍型钽电容器因为当时的固体钽电容器虽然有大的电容但极昂贵,所以要求其便宜些,更紧凑谢。
又因为当时钽电容器较轻易受潮,所以要使用金属壳密封,但他们仍然不能满足市场的要求。
为此,改进了M N O2的覆盖比,改善了氧化膜的技术,并实业包裹树脂。
这样,树脂浸渍的钽电容就出现了,这样的价格大大下降了,也紧凑了,浸渍钽电容在市场上以‘’爆炸‘’式发展。
在日本,1977年时,这种电容器在整个钽电容市场中,占销售的88%。
(3)钽电容价格高涨1979年至1982年钽矿价格高涨,导致钽电容的价格无法与铝电容器和陶瓷多层电容器相竞争,为克服这一危机,电容器厂与钽电容粉肠一起努力致力于肩上钽电容钽粉的用量,除使用表面积更大的钽粉外,还要求增大氧化膜每单位厚度承受的电压。
为增大烧结块的表面积(S),使用了更细的钽粉,并改善了氧化膜的质量,可以在较薄的膜(d)上承受较高的电压:C= Sr So S/dC为钽电容器的容量,Sr和So分别代表钽氧化膜的相对介电常数和真空介电常数。
经过不断优化改变后的钽电容器的竞争能力大大改善。
钽电容工艺技术
钽电容工艺技术钽电容是一种重要的电子元器件,具有体积小、容量大、使用寿命长等优点,在通信设备、计算机、电子产品等领域得到广泛应用。
钽电容的制造工艺技术对其质量和性能有重要影响。
钽电容的制造工艺主要分为材料制备、电极制备、介质制备、成型、成品制备等步骤。
首先,材料制备是制造钽电容的基础。
制造钽电容的关键材料是导电性良好的钽金属粉末和高介电常数的氧化钽粉。
钽金属粉末经过喷雾干燥、筛网分级等工艺步骤制备得到适当粒径的金属粉末。
氧化钽粉经过粉碎、筛网分级等工艺步骤制备得到适当粒径的氧化钽粉。
这些材料制备需要严格控制粒度、纯度等指标,以保证后续工艺步骤的顺利进行和最终产品的质量。
其次,电极制备是钽电容制造的重要环节。
电极是电容的主要构成部分,它决定了电容的性能和品质。
钽电容的电极一般采用钽粉末与聚合物混合形成的糊状物,通过印刷、焙烧等工艺步骤制备。
在电极制备过程中,需要严格控制钽粉末与聚合物的配比、混合均匀度等参数,以确保电极的性能稳定和质量一致。
接下来,介质制备是钽电容制造过程中的关键环节。
钽电容的介质一般采用氧化铌,也有一些产品采用氧化钽。
介质的质量和性能直接影响到钽电容的电容值、损耗因子等性能参数。
介质的制备过程一般包括混合、压制、烧结等工艺步骤。
在介质制备过程中,需要控制混合均匀度、压制力度、烧结温度等参数,以确保介质的致密度、导电性等性能。
最后,成型和成品制备是钽电容制造的最后步骤。
成型是指将电极与介质进行叠层组合,并进行压片、切割等工艺步骤,形成最终的电容片。
成品制备是将电容片进行焊接、封装等工艺步骤,形成最终的钽电容产品。
在成型和成品制备过程中,需要严格控制工艺参数,以确保电容片和最终产品的质量和性能。
总之,钽电容的制造工艺技术对其质量和性能有重要影响。
各个工艺步骤需要严格控制工艺参数,确保材料纯度、电极性能、介质质量以及最终产品的成型和封装质量。
不断提高钽电容制造工艺技术水平,将更好地满足不同领域对钽电容的需求,推动电子产业的发展。
全球25家MLCC品牌及其代理商明细汇总
汇总|全球25家MLCC品牌及其代理商明细MLCC是片式多层陶瓷电容器英文缩写.(Multi-layerceramiccapacitors)1940年前后人们发现了现在的陶瓷电容器的主要原材料BaTiO3(钛酸钡)具有绝缘性后,开始将陶瓷电容器使用于对既小型、精度要求又极高的军事用电子设备当中。
而多层陶瓷电容器于1960年左右作为商品开始开发。
到了1970年,随着混合IC、计算机、以及便携电子设备的进步也随之迅速的发展起来,成为电子设备中不可缺少的零部件。
现在的陶瓷介质电容器的全部数量约占电容器市场的70%左右。
下面易容网就为大家盘点全球常用的MLCC的制造商和MLCC各大品牌的代理商(排名不分先后)1.村田制作所国家:日本英文名:MURATA 中文名:村田村田制作所是日本一家电子零件专业制造厂,其总部设于京都府长冈京市。
该公司于1944年10月创业,1950年12月正式改名为村田制作所。
创业者是村田昭主力商品是陶瓷电容器,高居世界首位。
其他具领导地位的零件产品计有陶瓷滤波器,高频零件,感应器等。
村田制作所是全球领先的电子元器件制造商。
村田制作所的客户分布在PC、手机、汽车电子等领域。
随着消费电子领域竞争的不断加剧,产品更新换代的速度不断加快,而作为上游电子元器件供应商,能够随时了解客户需求,甚至走在客户之前开发出更新产品,成为村田制作所业务持续增长的关键。
不断推出新产品是村田制作所的竞争力源泉,而不断推出市场需要的产品则是其业绩保持增长的保障。
代理商目录(排名不分先后)深圳仁天芯科技有限公司深圳市湘海电子有限公司雅创电子零件有限公司帕太国际贸易(上海)有限公司深圳市怡海能达科技发展有限公司首科科技(深圳)有限公司威雅利电子(上海)有限公司香港雅创台信电子有限公司深圳市健三实业有限公司上海庆翌电子有限公司苏州欣村电子有限公司天津通慧阳国际贸易有限公司上海旭沁电子科技有限公司深圳市威欣睿电子有限公司深圳庆美达电子有限公司深圳市奇林实业有限公司深圳市水泽田科技有限公司深圳市赣龙科技发展有限公司深圳市鼎芯无限科技有限公司深圳市顺百科技有限公司深圳市长天电子科技有限公司苏州明贝电子有限公司深圳市兴又昌科技有限公司2.TDK株式会社国家:日本英文名:TDK 中文名:TDKTDK是一个著名的电子工业品牌,一直在电子原材料及元器件上占有领导地位。
片式钽电容器介绍和使用注意事项
片式钽电容器介绍和使用注意事项•钽电容器产品介绍01•钽电容器常见失效模式和避免方法02•电容器选型注意事项03片式固体钽电容器的工艺流程钽粉压制 烧结 介质层形成被MnO 2/聚合物涂石墨和银浆装配塑封打标+测试+成型钽块2~10μm1200~2000℃引线 树脂外壳阳极 引线框架阴极介质层阳极MnO 2/聚合体Ta 2O 5 Tantalum阴极材料 介质层 阳极材料Ta 2O 5外装M nE x t e r i o r M n O 2内装Mn Interior MnO 2TaTa 电容器表面断面照片Ta 电容器模拟结构图银浆层表面MnO 2层Ta 电容器断面照片Ta 电容器的内部结构照片片式钽电容器使用材料阳极引线阴极引线 钽丝焊接处垫片银浆石墨导电银胶聚合物(MnO 2)/Ta 2O 5/Ta名称使用材料阳极钽粉和钽丝 介质 五氧化二钽 阴极 聚噻吩、二氧化锰对应电极碳、防潮物(硅基材料)、银浆 装配银胶引线框架 铁镍合金;表面镀锡铋的纯铜 包封材料热固型阻燃环氧树脂钽电容器参数指标——容量(电容量)电荷在电场中会受力而移动,当导体之间有了介质,则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上,造成电荷的累积储存,储存的电荷量则称为电容量;图例为二氧化锰B 壳6.3V100μF 的频率特征曲线0 20 40 60 80 100 120 20853641,5546,629 28,284 120,684 514,933容量C a p a c i t a n c e (μF )频率Frequency(Hz)频率特征曲线Capacitance vs. FrequencyCs(μF)-火炬 Cs(μF)-Afo=1/2πR CC=(ε0εr A)/d正极板(面积A)负极板(面积A) 介质层(介电常数εr ;厚度d)ε0:相对介电常数钽电容器参数指标——损耗(损耗角正切)电容器是一种实际电容器、不是理想电容器,在外施交流电压的作用下,除了会输出一定容量的无功功率Q之外,在电容器的内部介质中、在电容器的极板中、引线等导体中,以及在介质层的漏泄电流等都会产生一定的有功损耗功率P。
钽电容生产工艺
钽电容生产工艺
钽电容是一种电子元件,具有高频特性好、体积小、容量大等优点,在电子通信、航空航天等领域有着广泛的应用。
钽电容的生产工艺主要包括材料准备、装配制造、测试等环节。
首先是钽电容的材料准备。
钽电容的主要材料是钽金属,其具有良好的化学稳定性和导电性能。
对于钽电容的制造,首先需要选择高纯度的钽金属作为原料。
一般来说,钽电容的制造厂商会购买已经精炼和纯化的钽金属,经过一系列的生产工艺,将钽金属转化为电容器的内部电极。
接下来是装配制造。
首先,将纯净的钽金属片切割成相应的形状,一般是长方形或圆片状。
然后,在钽金属片上进行蚀刻,用化学液体或电解液将不需要的部分去除,得到电容器的内部电极。
接着,将内部电极与绝缘层进行组装,形成一个电容器的基本结构。
最后,将外部引线焊接到电容器的内部电极上,以连接到电路中。
最后是测试。
对于钽电容的生产过程,测试是一个重要的环节。
通过测试可以检测钽电容的电容值、耐压和内阻等性能指标,确保钽电容的质量符合要求。
一般来说,测试会使用专业的测试仪器进行,包括电容测量仪、耐压测试仪等。
只有通过测试合格的钽电容才能进入市场。
总的来说,钽电容的生产工艺包括材料准备、装配制造和测试等环节。
在制造过程中,需要选择优质的钽金属作为原料,通过切割、蚀刻、组装和焊接等步骤,将钽金属转化为电容器的
内部电极。
最后,通过测试来检测钽电容的性能指标,确保产品质量。
这些工艺环节的精细操作和严格控制,保证了钽电容的性能和稳定性。
军用钽电容制作材料的原理
军用钽电容制作材料的原理
军用钽电容制作材料的原理主要是利用钽金属的特性和制作工艺来实现。
钽金属具有良好的化学稳定性、高熔点、低电阻率和低温系数等特性,使得它成为制作高性能电容器的理想材料之一。
军用钽电容的制作过程主要包括以下几个步骤:
1. 材料准备:首先需要准备高纯度的钽金属片或钽粉末作为原料。
钽金属片可以通过化学还原法或物理气相沉积法制备,钽粉末可以通过碳热还原法或氢气热还原法制备。
2. 制备阳极:将钽金属片或钽粉末经过压制、烧结等工艺制备成钽阳极。
钽阳极可以使用化学方法进行表面处理,增加其表面积,以提高电容器的电容量。
3. 氧化处理:将钽阳极置于氧化剂中进行氧化处理,形成钽的氧化物薄膜。
氧化剂可以是酸性溶液、碱性溶液或高温氧气等。
4. 电解液填充:将电解液填充到氧化膜中的微孔中,形成电解质层。
电解液可以是硫酸钾溶液、硫酸钠溶液或硫酸铵溶液等。
5. 电极制备:在氧化膜表面涂覆一层导电性良好的材料,作为电极。
常用的电
极材料有银、铜、金等。
6. 封装:将制作好的钽电容器进行封装,以保护其内部结构免受外界环境的影响。
通过以上步骤,就可以制作出高性能的军用钽电容。
这种电容器具有较高的电容量、低的ESR(等效串联电阻)和较低的损耗角正切等特性,适用于高频、高温、高压等严苛的军事应用环境。
片式钽电容的开发解析
本 科 毕 业 论 文片式钽电容的开发与应用贵州 ● 铜仁2016年6月院 别: 物理与电子工程学院 学科门类: 理学 专 业: 应用物理学 姓 名: 廖昌俊 学 号: 2012051173应用物理学专业本科毕业论文贵州●铜仁2016年6月目录摘要 (I)ABSTRAC (I)1钽电容的概述 (1)1.1 钽电容的简介及基本结构 (1)1.2 钽电容的生产工艺流程 (2)1.3 钽电容的分类与使用 (5)2钽电容的现状 (5)2.1钽电容的国内外生产状况 (5)2.2钽电容的市场消费 (7)3钽电容的应用领域 (7)4片式钽电容的前景展望 (8)参考文献 (10)致谢 (11)摘要钽电容以独特优异的综合性广泛使用于各行业。
钽电容由钽丝和钽粉经过一系列工艺制作而成,具有小型化,贴片化,损耗角(tan)小,容量大,高温稳定性等一系列独特性能。
在远距离通讯,工业,电子制造业,航天军工,医疗及一些尖端科学领域发挥了较大的价值。
本文主要是对钽电容的基本概述,工艺,现状,应用,发展趋势和应用前景的综合论述。
关键词:钽电容; 广泛使用; 发展趋势ABSTRACTantalum capacitors are widely used in various industries for its unique and excellent comprehensive properties. Tantalum capacitors by tantalum and tantalum powder through a series of production process, has the advantages of miniaturization, SMD, loss angle tangent (tan), large capacity, high temperature stability, a series of unique properties.In the long distance communications, industry, electronics manufacturing, aerospace industry, medical and some cutting-edge science has played a greater value. This paper is mainly about the basic overview of tantalum capacitors, process, status, application, development trends and application prospects of a comprehensive exposition.Key words: Tantalum capacitors, Widely used, Development trends1钽电容的概述1.1 钽电容的简介及基本结构钽,英文名叫Tantalum,具有2900℃以上的熔点,过渡金属元素,主要存在于钽铁矿中,富有延展性,硬度适中,介电常数为27,有优越的化学性质。
钽电容是怎么造出来的
钽电容是怎么造出来的钽(tan),英⽂名是Tantalum ,化学式是Ta,⾦属元素,原⼦序数是73,主要存在于钽铁矿中,同铌共⽣。
钽有⾮常出⾊的化学性质,具有极⾼的抗腐蚀性。
虽然钽的抗腐蚀性很强,但是其抗腐蚀性是由于表⾯⽣成稳定的五氧化⼆钽(Ta2O5)保护膜。
简单的说,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Ta2O5介质膜,其⼯作电解质为硝酸锰溶液经⾼温分解形成MnO2 ,通过⽯墨层作为引出连接⽤。
钽电容和铝电解电容⼀样,如果需要形成⾜够⼤的电容值,是需要两个⾜够⼤的平⾯⾯积,和⾜够⼩且可控的平⾯间距。
1、压制成形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加⼊⼀定⽐例的粘接剂。
钽粉作为⾦属与钽丝充分接触导电,形成了阳极。
因为是颗粒状的所以其⾯积也是可以⾜够的⼤。
2、烧结在⾼温⾼真空条件下将刚刚压制成形的钽坯烧成具有⼀定机械强度的钽块。
3、赋能赋能⼯序是很关键的⼀道⼯序,它利⽤电化学的⽅法,在阳极表⾯⽣成⼀层致密的绝缘Ta2O5(五氧化⼆钽)氧化膜,以作为钽电解电容器的介质层。
过程为成架的产品浸⼊形成液中(通常为稀硝酸液)⼀定深度,硝酸溶液会渗透到钽块内部的孔道内,再将钽块作为阳极通以电流,硝酸分解出氧,就会在与硝酸接触的钽粒⼦表⾯⽣成Ta2O5(五氧化⼆钽)氧化膜。
氧化膜厚度:电压越⾼,氧化膜的厚度越厚,所以提⾼赋能电压,氧化膜的厚度增加,容量就下降。
耐压和容量⾃然是⽭盾的,间距越⼤,按照电容公式其实现的电容值就越⼩,但是能够实现的耐压值就会越⼤,因为击穿所需要的电压变⼤了。
4、被膜被膜:通过多次浸渍硝酸锰,分解制得⼆氧化锰的过程。
被膜是将已经赋能好的钽电容进⾏清洗⼲燥后,浸在硝酸锰溶液中,硝酸锰溶液⼀直深⼊到钽块内部孔洞,硝酸锰加热分解变成⼆氧化锰形成电容的阴极。
此⼯序须重复多次直到内部间隙都充满⼆氧化锰,这样保证⼆氧化锰的覆盖率使电容的容量⾜够的⼤。
贴片钽电容
贴片钽电容贴片钽电容是一种非常普遍的电子元件,它具有小尺寸,高稳定性,高容量等特点。
贴片钽电容的应用非常广泛,它在电路中起到了重要的作用。
在本文中,我们将讨论贴片钽电容的制造和工作原理,以及它在电子行业中的应用。
制造方法准备材料制造贴片钽电容的材料主要包括钛和钽等金属元素、盐酸等化学试剂以及玻璃等材料。
这些材料通常会在生产过程中与电子元件的制造过程分离,以确保它们的纯度和稳定性。
制作起始片首先制造贴片钽电容需要制作起始片。
起始片是一个由细钛丝形成的基底,它通常涂有一层绝缘材料,这可以保护钽层的铸造。
制造电容层接下来是电容层的制造过程。
这个过程通常使用电化学方法,涉及将盐酸等化学试剂放在钛基底上。
这过程中,钛材料被“氧化”一部分形成钨酸钛,然后在氟等离子体的作用下,开始将电压升高,钽的氧化物就很容易在钨酸钛表面集中并形成为钽极化层,形成电容。
铸造接下来是铸造的过程,钽的氧化物被在高温下还原,使其在钽极化层上形成一层致密的钽膜。
这保护了电容层并提供充分的电容性能。
最后,起始片和铸造板都被剪成具有正确尺寸的矩形,并导入到贴片钽电容的制造流程中。
工作原理贴片钽电容的工作原理是基于电场的效应。
电容器由两个导体平板,在成对导体的相对位置上形成带电荷的电容器。
当电荷在两个板之间移动时,电场的强度会发生变化。
贴片钽电容的电容性能正是基于这个原理。
应用贴片钽电容是一种广泛应用于各种电子设备中的高性能元件。
它广泛用于移动设备,计算机,通讯设备,控制器和自动化系统等各种应用中。
贴片钽电容还可以用于医疗设备,汽车电子设备,卫星通信等高科技领域。
总结贴片钽电容是一种在电子行业中非常重要的元件。
它具有高性能,高容量,小尺寸等优点,被广泛应用于移动设备,计算机,通讯设备,医疗设备,汽车电子设备,卫星通信等高科技领域中。
尽管制造贴片钽电容是一项复杂的工艺,但由于其广泛的应用前景和贡献,人们对其继续进行研究和开发是有必要的。
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本 科 毕 业 论 文片式钽电容的开发与应用贵州 ● 铜仁2016年6月院 别: 物理与电子工程学院 学科门类: 理学专 业:应用物理学 姓 名:廖昌俊 学 号: 2012051173应用物理学专业本科毕业论文贵州●铜仁2016年6月目录1摘要钽电容以独特优异的综合性广泛使用于各行业。
钽电容由钽丝和钽粉经过一系列工艺制作而成,具有小型化,贴片化,损耗角(tan)小,容量大,高温稳定性等一系列独特性能。
在远距离通讯,工业,电子制造业,航天军工,医疗及一些尖端科学领域发挥了较大的价值。
本文主要是对钽电容的基本概述,工艺,现状,应用,发展趋势和应用前景的综合论述。
关键词:钽电容; 广泛使用; 发展趋势ABSTRACTantalum capacitors are widely used in various industries for its unique and excellent comprehensive properties. Tantalum capacitors by tantalum and tantalum powder through a series of production process, has the advantages of miniaturization, SMD, loss angle tangent (tan), large capacity, high temperature stability, a series of unique properties.In the long distance communications, industry, electronics manufacturing, aerospace industry, medical and some cutting-edge science has played a greater value. This paper is mainly about the basic overview of tantalum capacitors, process, status, application, development trends and application prospects of a comprehensive exposition.Key words: Tantalum capacitors, Widely used, Development trends1钽电容的概述1.1 钽电容的简介及基本结构钽,英文名叫Tantalum,具有2900℃以上的熔点,过渡金属元素,主要存在于钽铁矿中,富有延展性,硬度适中,介电常数为27,有优越的化学性质。
对盐酸,浓硝酸及“王水”都不反应,抗腐蚀性极强,金属活动性在所有金属元素中排倒数第四。
钽电容,1956年贝尔实验室研制成功,由钽粉与钽丝压制而成,钽丝直径一般在2毫米10毫米之间,通过强大的机械外力保证了巨大的内部表面积即较大的容积比(每克电容电压的乘积),然后经过高温真空烧结(1200-1800℃)后作为电容器的阳极,通过电化学方法在其表面生成五氧化二钽(Ta2O5)氧化膜作为介质,通过加热硝酸锰分解得到阴极二氧化锰。
钽电容一般以贴片式和直插钽电容最为常见。
直插式钽电容结构图如图1.1所示。
钽丝与钽粉混合压制成钽块(阳极),通过电化学方法,在阳极表面生成Ta2O5氧化膜(介电层),通过加热使硝酸锰分解变成二氧化锰得到阴极,以石墨为缓冲层,避免银浆与二氧化锰接触被氧化而失去作用,以二根CP导线引出电容正负极,一般情况下,导线较长的为正极,短的一端是负极。
图1.1 直插式钽电容结构图贴片式钽电容结构如图1.2所示。
与直插式钽电容类似,贴片钽电容多为卧式结构,体积较小,外壳为塑料封装。
外壳标注黑色矩形的通常电容正极,另一端则为负极。
图1.2 贴片钽电容结构图在钽电解电容工作过程中,具有自动修补或隔绝氧化膜的独特性能,使氧化膜介质随时得到加固和恢复其应有的绝缘能力,而不致遭到连续的累积性破坏。
这种独特自愈性能,保证了其长寿命和可靠性[5]。
1.2 钽电容的生产工艺流程钽电容主要有引线式和贴片式二种安装,其制造工艺大体相同。
而钽电容的生产厂商主要是欧美日本等企业,其中主要竞争厂商有AVX,NEC,KEMET(基美),VISHAY。
以下是生产厂商AVX生产的TAJ系列传统钽电容加工工艺流[6]程图1.3和简要说明。
图1.3 钽电容加工工艺流程图钽电容加工工艺简要说明:(1)原材料检验:目前主要钽电容企业原料均由东方钽业提供。
(2)成型:将粗细不等的颗粒钽粉与粘合剂均匀混合,再与钽丝一起压制得到钽电容阳极。
(3)烧结:烧结是指将钽块烧结成一定形状的微观多孔体。
此过程对温度和真空度均须严格控制。
(4)湿检:通过烧结后的钽块抽样赋能实验和点参数测试确定钽块烧结比容,对下道工序赋能的参数进行优化,同时,还将对钽丝,钽块的尺寸,强度等参数进行测试。
(5)焊接:在工艺架上焊接钽与四氟垫,得到整架产品,方便后面的工序操作。
(6)赋能:利用电化学的方法,在阳极表面生成绝缘的介质层五氧二钽氧化膜,再将成架的产品浸入形成液中(一般为稀硝酸)一定深度,硝酸溶液会渗透到钽块内部孔道中,再将钽块作为阳极通电,硝酸分解出氧,与硝酸接触的钽粒子表面生产五氧化二钽氧化膜。
(7)被膜:首先清洗钽电容表面的杂质并干燥,放入硝酸锰溶液中加热,得到电容的阴极二氧化锰,该工序应多次重复,确保电容电量不会有较大损失。
(8)石墨银浆:石墨主要起缓冲作用,降低了电容的ESR,还阻止了银浆的氧化,一般使用机器自动操作。
银浆主要收集电流,也方便后面工序引出引线,此道工序操作繁琐,多以手工为主。
(9)浸银:对钽电容阴极二氧化锰进行一系列的性能测试。
(10)装配:该工序主要是切割产品,切割前应该清除已经在钽丝上的氧化膜,然后将阳极与整个框架焊在一起,而阴极则使用银膏。
(11)模塑:将上面得到的框架条产品模塑封装,使其成为有几何尺寸和外观的形体。
(12)喷砂:喷除产品框架上多余毛刺,再固化加强产品的模塑强度,常用水作为喷砂,因为其对焊性影响较小。
(13)打印:打印产品相关信息,一般包括容量,额定电压,阳极标识。
(14)切边:将框架条的产品阳极边切除。
(15)预测试:自动化测试产品漏电流,剔除漏电流大的产品。
(16)老化筛选:这是整个工序比较重要的一步,因为其电容的可靠性取决此工序的方法是否得到完整实施。
一般在老化炉内进行三步,一次老炼,浪涌测试,二次老炼。
(17)编带:利用编带机将产品引线成型,自动编带成为一整卷盘产品。
(18)查盘:对已经成型的的钽电容外观再次检验,留下外观合格品,去除多余载带,调整卷盘缠绕方向并打好包装。
目前电子产品不仅小型化,其功耗却不断增加,传统以二氧化锰为负极的钽电容缺点越来明显,损耗角正切较大,高频特性差,低ESR很难再减小,且在被膜时失效率高,加之本身二氧化锰氧含量很高,温度很高时,可能会自燃,燃烧电路,损坏其他电子元件。
对此工艺改进,主要有以下二种方法。
(1)对传统制造工艺的改造。
传统重要的几道工序决定了电容的性能,因此对钽粉比容量,烧结,被膜,赋能,烧结等重要几道工序进行细节的改进,尤其是赋能和被膜工序,得到的阴极和电介质无氧化二钽是整个电容性能的关键,其主要目前主要技术难点有二个,一是氧化膜质量,二是阴极二氧化锰的被覆质量[16]。
(2)对阴极材料的替换。
使用高导电聚合物来替换传统方法的阴极二氧化锰,目前主要有四种(聚乙炔,聚苯胺,聚吡咯,聚乙烯二氧噻吩PEDT)[4]是目前研究最多,最深入的导电高聚合物,其不仅能弥补二氧化锰作为阴极带来的缺点,且还能提高钽电容在高频率工作时的低ESR,提高纹波电压和稳定性,提高钽电容的自修复能力和阻燃性。
四种高导电聚合物都同时存在一个问题,如何在被被膜时实现高导电聚合物在多微孔的阳极表面均匀致密的沉积[14]。
但是聚苯胺,聚吡咯大量使用时,会产生污染物质,对环境有一定的危害。
此外,PEDT聚合反应快,反应难以控制,电容量引出率低,等问题仍是难题。
目前由拜尔公司使用PEDT研制的钽电容是当前可靠性最高的钽电容导电聚合物,此外,KEMET成功研制出了T52X,T53X二个系列的军工导电聚合物钽电容[4]。
1.3 钽电容的分类与使用钽电容主要按二种方式分类,按安装方式可以分为;引线式和贴片式。
按电解质的可分为;固体和体态钽电容[8]。
由于钽电容本身的一些属性,使用钽电容前应该注意以下一些问题;(1)钽电容为极性电容,勿施加反向电压。
(2)应当在电容器规定的纹波电压内使用。
(3)环境温度一般为-55-125℃,额定电压2.5-50V,频率小于10KHZ。
(4)注意安装方式,不要受到过大的机械冲击和热冲击。
(5)注意保养,点检和清洗方式,发生故障应先切断电源,再逐一排查。
2钽电容的现状2.1钽电容的国内外生产状况随着科技的发展,钽电容的性能得到更好的放大,厂家遍布国内外,尤其是欧美日本。
1997年世界贴片钽电容年产量达到145亿只,2000年超过了250亿只,片式化率超过80%。
日本生产钽电容始于八十年代中期,最初的厂品是树脂模型SK系列,从3.3uf的K1到静电量为33uf的超小型大电容K6。
日本电气公司成为了世界上最大的片式钽电容厂商,目前已被美国凯美特公司取代[8]。
二十世纪八十年代,我国开始自主研发的片式钽电容,九十世纪,又研制了模塑封装型片式钽电容器;中国振华集团(主要趋向于军工领域)在1995年首次引入钽电容生产线,之后又连续引进了6条钽电容生产线,使我国的钽电容得到了迅速的发展。
2001年国内生产钽电解电容11.78亿只,同比增长42.4%,其中片式钽电容9.96亿只[4],片式化率达到88.5%,目前已超过90%,是我国钽电容产品最多,配套规格最多的专业制造企业之一,星日钽电容(宁夏星日电子有限公司)是国内最大的钽电容生产基地,主要对口华为等电子企业,2012年突破钽电容年产量15亿只。
图2.1为全球钽电容生产总量走势图。
图2.1 全球钽电容生产总量走势图从钽电容的生产总量走势图上可以看出,其生产总量有二个高峰期,一个是2000年,超过了250亿只,另一个是2012年,接近350亿只。
二十世纪九十年代,随着电子设备的逐渐普及化,通讯,网络的发展带动着个人微机,传呼机普遍使用,加之军工武器对钽电容的青睐,使得钽电容的需求有较大上升,到2000年达到最大,之后逐渐出现市场饱和,有小幅度下降。
其原因有二个,一是以美国为首的欧美发达国家的制造业出现低迷,计算机,移动电话销量持续降低;二是2000年电子市场出现亢奋状态,对钽电容市场的销量预计过高,尤其是计算机和移动电话方面,导致许多销售商重复定货,出现了大面积的钽电容库存积压。