CN100369169C - 固体电解电容器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及以钽、铌、铝、钛等阀金属为阳极的固体电解电容器的制造方法，包括下列步骤，a.取阀金属原料经模压和真空烧结成为带有连接线的阳极坯块，b.在阳极坯块表面形成作为介质层的氧化膜，c.在带有氧化膜的阳极坯块表面形成起阴极作用的二氧化锰层，d.在二氧化锰层外涂敷一层石墨，然后再次形成一层二氧化锰层，再继续涂敷一层石墨，e.涂敷银浆后烘干封装即可，采用本发明的技术方案，能够使二氧化锰层、石墨层、银浆层紧密结合，附着力强，有效降低了ESR基础值，提高了电容器经受回流焊的能力。
Description
技术领域
本发明涉及以钽、铌、铝、钛等阀金属为阳极的固体电解电容器的制造方法。
背景技术
随着电子信息设备不断的向小型化、数字化、高频化方向发展，要求电容器的主要参数之一ESR(等效串联电阻)值不断降低，大约平均每两年降低一半，以满足滤波和通过高频电流的能力，还要求电容器在回流焊接装配和整个寿命实验中ESR值保持稳定。
中国发明专利申请《钽电容器浸渍方法》(公开号：CN 1135086A，公开日：1996年11月6日，申请号：96104220.6)在说明书中描述了钽电容器的基本生产工艺，目前片式钽、铌固体电解电容器的制造方法通常包括下列步骤：1、将金属钽粉(或钽丝)或铌粉(或铌丝)经模压和真空烧结成为阳极坯块，钽丝(或铌丝)作为多孔阳极坯块的连接线，然后把阳极坯块焊接在金属条上；2、通过电化学方法在阳极坯块上生长一层氧化膜作为电容器的介质层，成为阳极体；3、将覆盖氧化膜的阳极体经过反复浸入不同浓度的硝酸锰液体和反复的高温热分解形成半导体氧化锰层作为电容器的阴极；4、在阴极氧化锰层上被覆石墨和银浆层作为导电层；5、被覆银层的电容器芯组用银膏和引线框架粘接，阳极用焊接的方式将电极引出通过模压封装，切断框架形成完整的电容器，再经过老化、测试筛选、成型编带，即成为合格的产品。
中国发明专利申请《低等效串联电阻和高抗湿性的固体电解电容器》(公开号：CN 1437752A，公开日：2003年8月20日，申请号：00819237.5)在说明书中也以钽电容器为例描述了以阀金属为阳极的固体电解电容器的基本生产工艺，对阳极坯块涂敷用石墨和形成的石墨碳层更有详细的说明。
但是用上述方法制造的电容器ESR值偏高，在高频电路和开关电路中使用受到限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有较低并且稳定的ESR值的固体电解电容器的制造方法。
本发明的技术方案如下：
一种固体电解电容器的制造方法，包括下列步骤：
a、取阀金属原料经模压和真空烧结成为带有连接线的阳极坯块；
b、在阳极坯块表面形成作为介质层的氧化膜；
c、在带有氧化膜的阳极坯块表面形成起阴极作用的二氧化锰层；
d、在二氧化锰层外涂敷一层石墨，然后再次形成一层二氧化锰层，再继续涂敷一层石墨；
e、涂敷银浆后烘干封装即可。
其中阀金属是钽、铌、铝、或钛。
其中步骤d包括下列工序
将被覆二氧化锰层的阳极坯块浸渍质量浓度为2-8％的石墨后烘干，接着再浸渍质量浓度为20％-50％的硝酸锰溶液，在200-300℃下经过热分解后再浸渍质量浓度为2-8％的石墨后烘干。
更确切的，其中步骤d包括下列工序
将被覆二氧化锰层的阳极坯块浸渍质量浓度为2％的石墨后烘干，接着再浸渍质量浓度为40％的硝酸锰溶液，在250℃下经过热分解后再浸渍质量浓度为5％的石墨后烘干。
通过对材料特性的分析可知，硝酸锰在高温下分解生成二氧化锰层的表面凹凸大约为0.5微米，而石墨粒子的粒径是0.5-2微米，所以石墨层很难均匀紧密地附着在二氧化锰层上，石墨和二氧化锰层的间隙会使电容器在受到热冲击后ESR值显著变大，而采用本发明的技术方案，当第一层石墨涂覆后，再浸渍硝酸锰液后高温分解，新生成的二氧化锰颗粒能填充第一层石墨和原二氧化锰层的间隙，使二氧化锰层和石墨层紧密接触，为了防止后生成的二氧化锰颗粒和银层起反应，必须涂第二层石墨，接着浸银浆，从而使二氧化锰层、石墨层、银浆层紧密结合，附着力强，有效降低了ESR基础值，提高了电容器经受回流焊的能力。
附图说明
附图1为使用现有技术，采用坯块尺寸为0.7×0.9×0.52(mm)制造的16V4.7μF钽电容器，选取其中100只在100KHz下测量ESR值和在经受两次230℃回流焊后ESR值的检测结果图；
附图2为使用本发明技术方案，采用坯块尺寸为0.7×0.9×0.52(mm)制造的16V4.7μF钽电容器，选取其中100只在100KHz下测量ESR值和在经受两次230℃回流焊后ESR值的检测结果图，通过对比附图1、2，可以看出本发明技术方案能有效降低ESR值并且保持ESR值稳定；
附图3为使用现有技术，采用坯块尺寸为1.3×2×1.05(mm)制造的16V10μF钽电容器，选取其中100只在100KHz下测量ESR值和在经受两次230℃回流焊后ESR值的检测结果图；
附图4为使用本发明技术方案，采用坯块尺寸为1.3×2×1.05(mm)制造的16V10μF钽电容器，选取其中100只在100KHz下测量ESR值和在经受两次230℃回流焊后ESR值的检测结果图，通过对比附图3、4，可以看出本发明技术方案能有效降低ESR值并且保持ESR值稳定。
具体实施方式
例1：
选取坯块尺寸为0.7×0.9×0.52(mm)的100支钽块制成16V4.7μF的钽电容器，经模压和真空烧结后钽块在传统的质量浓度为0.05-0.1％的磷酸溶液中，施加55-65V的赋能电压生成氧化膜，接着在质量浓度分别为20％、40％、60％、70％、80％的硝酸锰溶液中浸渍然后热分解，为修复热分解损伤的氧化膜，可在质量浓度为0.05％的醋酸液中补形成3-5次，然后在二氧化锰层上浸渍质量浓度为2％的石墨后烘干，接着再浸渍质量浓度为40％硝酸锰，在250℃下，经过热分解后再浸渍质量浓度为5％石墨后烘干，最后涂覆银浆层，安装到引线框架上，树脂模塑封装即可。
例2：
选取坯块尺寸为1.3×2×1.05(mm)的100支钽块制成16V10μF的钽电容器，先采用与例1相同的方法在阳极坯块表面形成起阴极作用的二氧化锰层，然后在二氧化锰层上浸渍质量浓度为2％的石墨后烘干，接着再浸渍质量浓度为40％硝酸锰，在250℃下，经过热分解后再浸渍质量浓度为5％石墨后烘干，最后涂覆银浆层，安装到引线框架上，树脂模塑封装即可。
例3：
选取坯块尺寸为0.7×0.9×0.52(mm)的100支钽块制成16V4.7μF的钽电容器，先采用与例1相同的方法在阳极坯块表面形成起阴极作用的二氧化锰层，然后在二氧化锰层上浸渍质量浓度为2％的石墨后烘干，接着再浸渍质量浓度为20％硝酸锰，在200℃下，经过热分解后再浸渍质量浓度为2％石墨后烘干，最后涂覆银浆层，安装到引线框架上，树脂模塑封装即可。
例4：
选取坯块尺寸为1.3×2×1.05(mm)的100支钽块制成16V10μF的钽电容器，先采用与例1相同的方法在阳极坯块表面形成起阴极作用的二氧化锰层，然后在二氧化锰层上浸渍质量浓度为8％的石墨后烘干，接着再浸渍质量浓度为50％硝酸锰，在300℃下，经过热分解后再浸渍质量浓度为8％石墨后烘干，最后涂覆银浆层，安装到引线框架上，树脂模塑封装即可。
例5：
选取坯块尺寸为0.7×0.9×0.52(mm)的100支钽块制成16V4.7μF的钽电容器，先采用与例1相同的方法在阳极坯块表面形成起阴极作用的二氧化锰层，然后在二氧化锰层上浸渍质量浓度为4％的石墨后烘干，接着再浸渍质量浓度为30％硝酸锰，在280℃下，经过热分解后再浸渍质量浓度为4％石墨后烘干，最后涂覆银浆层，安装到引线框架上，树脂模塑封装即可。
例6：
选取坯块尺寸为0.7×0.9×0.52(mm)的100支铌块制成16V4.7μF的铌电容器，先采用与例1相同的方法在阳极坯块表面形成起阴极作用的二氧化锰层，然后在二氧化锰层上浸渍质量浓度为2％的石墨后烘干，接着再浸渍质量浓度为40％硝酸锰，在250℃下，经过热分解后再浸渍质量浓度为5％石墨后烘干，最后涂覆银浆层，安装到引线框架上，树脂模塑封装即可。
例7：
选取坯块尺寸为1.3×2×1.05(mm)的100支铌块制成16V10μF的铌电容器，先采用与例1相同的方法在阳极坯块表面形成起阴极作用的二氧化锰层，然后在二氧化锰层上浸渍质量浓度为2％的石墨后烘干，接着再浸渍质量浓度为20％硝酸锰，在200℃下，经过热分解后再浸渍质量浓度为2％石墨后烘干，最后涂覆银浆层，安装到引线框架上，树脂模塑封装即可。
例8：
选取坯块尺寸为1.3×2×1.05(mm)的100支铌块制成16V10μF的铌电容器，先采用与例1相同的方法在阳极坯块表面形成起阴极作用的二氧化锰层，然后在二氧化锰层上浸渍质量浓度为8％的石墨后烘干，接着再浸渍质量浓度为50％硝酸锰，在300℃下，经过热分解后再浸渍质量浓度为8％石墨后烘干，最后涂覆银浆层，安装到引线框架上，树脂模塑封装即可。
例9：
选取坯块尺寸为1.3×2×1.05(mm)的100支铌块制成16V10μF的铌电容器，先采用与例1相同的方法在阳极坯块表面形成起阴极作用的二氧化锰层，然后在二氧化锰层上浸渍质量浓度为4％的石墨后烘干，接着再浸渍质量浓度为30％硝酸锰，在280℃下，经过热分解后再浸渍质量浓度为4％石墨后烘干，最后涂覆银浆层，安装到引线框架上，树脂模塑封装即可。
Claims (4)
1.一种固体电解电容器的制造方法，包括下列步骤：
a、取阀金属原料经模压和真空烧结成为带有连接线的阳极坯块；
b、在阳极坯块表面形成作为介质层的氧化膜；
c、在带有氧化膜的阳极坯块表面形成起阴极作用的二氧化锰层；
d、在二氧化锰层外涂敷一层石墨，然后再次形成一层二氧化锰层，再继续涂敷一层石墨；
e、涂敷银浆后烘干封装即可。
2.如权利要求1所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于：上述阀金属是钽、铌、铝、或钛。
3.如权利要求1或2所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于：
其中步骤d包括下列工序
将被覆二氧化锰层的阳极坯块浸渍质量浓度为2-8％的石墨后烘干，接着再浸渍质量浓度为20％-50％的硝酸锰溶液，在200-300℃下经过热分解后再浸渍质量浓度为2-8％的石墨后烘干。
4.如权利要求3所述的固体电解电容器的制造方法，其特征在于：
其中步骤d包括下列工序
将被覆二氧化锰层的阳极坯块浸渍质量浓度为2％的石墨后烘干，接着再浸渍质量浓度为40％的硝酸锰溶液，在250℃下经过热分解后再浸渍质量浓度为5％的石墨后烘干。
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