CN100440401C - 一种钽电容器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制造钽电容器的方法及其所得产品。本发明的方法不仅包括一次化成，还包括热处理和二次化成，其中，热处理温度为：250-450℃，时间为15-30min，二次化成电压为50-70V，时间为20-70min，温度为20-90℃。本发明方法所得产品的漏电流大大降低，而可靠性和寿命显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种钽电容器的制备方法及其产品，更具体地讲，本发明涉及一种采用了热处理和二次化成工艺的钽电容器的制备方法及其产品。
背景技术
随着微电子行业技术的不断革新，电子整机要求的体积越来越小。钽电容器具有体积小、可靠性高等特点，能够广泛应用于航天、海(地)缆、尖端军事设备、影视设备、通讯设备以及家用电器等领域。但为了适应市场的需求，今后钽电容器的发展趋势是体积更小、可靠性更高。图1是钽电容器的剖视图。
随着电容器愈来愈小型化，对钽粉的要求也越来越高。只有使用更高比容的钽粉才能满足小型化的要求。然而，在一般情况下，使用钽粉比容越高，产品的漏电流越大。而漏电流是影响钽电容器可靠性和寿命的主要参数。
在现有的钽电容器制备工艺中，如附图2示，在电解液中通过电化学的方法，即通过通常所说的化成工艺，在压制烧结后的钽阳极块表面上，形成一层五氧化二钽薄膜，也就是钽电容器的介质膜。但是，只经过一次化成形成的五氧化二钽膜不均匀，某些部位的氧化膜比较疏松或有膜上有瑕疵。这使制成的钽电容器容易在湿式测试时漏电流指标通不过测试，并且使电容器的阴极容易接触到阳极，造成漏电流大甚至短路。使用钽粉的比容越高，钽粉形成的氧化膜越为疏松，制成的钽电容器质量问题就越突出。
目前，如何解决钽氧化膜导致的电容器漏电流的问题已成为提高钽电容器可靠性和延长其使用寿命的研究热点。
为了解决钽电容器漏电流大的问题，日本专利申请平9-68378公开了一种低压化学真空蒸发氧化钽被膜的形成方法。该方法是将钽氧化膜被膜在800℃的充满N2O气体的炉内加热30分钟。但该方法采用高温加热，能耗大，成本高，而且产品性质不稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种制造钽电容器的方法，该方法可以制备低漏电流的钽电容器。
本发明的方法，是在制造钽电容器的常规方法的基础上增添了热处理和二次化成两道工序，以达到降低电容器漏电流的目的，即本发明的方法除包括成型步骤、烧结步骤、第一次化成步骤和被膜步骤等常规工序外，在第一次化成步骤之后、被膜步骤之前，进一步增加了热处理的步骤和第二次化成步骤。
本发明之所以增加热处理步骤和第二次化成步骤，是因为钽阳极在经过第一次化成步骤形成五氧化二钽薄膜层之后，所得的介质膜的某些部位比较疏松或者有瑕疵，从而影响产品的漏电流。在热加理的过程中，氧化膜之间的氧离子会互相转移，并且未被氧化的钽颗粒也会和空气中的氧气反应形成疏松的氧化膜，因此经过热处理之后氧化膜的厚度会增加，但是热处理后的氧化膜比较疏松，甚至更加疏松，因而在热处理之后要进行第二次化成，以修复介质膜，使其致密均匀，从而达到改善产品漏电流的目的。
在上述方法中，热处理步骤的热处理温度为250-450℃，优选为280-400℃，热处理时间为15-30分钟。
在上述方法中，第二次化成步骤的处理电压为50-70V，优选为55-65V；第二次化成处理的温度为20-90℃，优选为25-85℃；第二次化成处理的时间为20-70分钟，优选30-60分钟。
当然，在本发明的方法中，在第一次化成之后、被膜步骤之前，可以多次交替进行热处理和第二次化成处理。
另一方面，本发明还提供了一种按照上述方法制备的钽电容器，该电容器具有优良的漏电性能。
本发明的方法简单、成本低，并能大大地降低产品的漏电流，提高产品的可靠性和寿命。
下面结合实施例，来进一步说明本发明。
附图说明
图1是钽电容器的结构示意图。
图2是制备钽电容器的常规工艺流程。
图3是本发明制备钽电容器的工艺流程。
图中，各附图标记的含义为：
1——模塑壳体 2——阴极端
3——银粘合剂 4——正极标志
5——阳极端 6——焊接位
7——钽引线 8——银浆层
9——石墨层 10——二氧化锰层
11——五氧化二钽 12——钽
具体实施方式
实施例1
按照图3所示的步骤制备钽电容器，其中：
热处理步骤的条件为：温度250℃，加热时间为15分钟，其处理方法是将经过第一次化成的产品放在已达到设定温度的高温干燥箱中，迅速关闭干燥箱门，以免温度下降过多，然后计时，时间达到后，将产品取出并自然冷却到室温；
第二次化成的条件为：电压50V、温度20℃、时间20分钟；处理方法是将经过热处理的产品浸渍到化成液中，给定电压。
其它工序的条件与处理方法与现有技术相同。
经过漏电流测试，按上述方法制得的产品比常规工艺制得的产品漏电流要明显低。
实施例2化成工艺
按实施例1中所述的方法制备钽电容器，只不过其热处理的条件为：温度350℃、时间20分钟，第二次化成处理的条件为：电压60V、温度60℃、时间45分钟。
经过漏电流测试，按上述方法制得的产品比常规工艺制得的产品漏电流要明显低。
实施例3化成工艺
按实施例1中所述的方法制备钽电容器，只是热处理的条件为：温度450℃、时间30分钟，第二次化成处理的条件为：电压70V、温度90℃、时间70分钟。
经过漏电流测试，按上述方法制得的产品比常规工艺制得的产品漏电流要明显低。
实施例4
按实施例1中所述的方法、表1中所列的热处理条件和第二次化成处理条件制备钽电容器。所得产品在经过2000小时、125℃的例行实验后，其性能列于表2中。
表1
从表1中的数据可以看出：
(1)1号产品由于未经过热处理，被膜后的漏电流最大。这说明经过热处理后，产品的漏电流降低，而经过后续的被覆阴极之后，漏电流降低的效果更明显。
(2)被膜后单号产品的漏电率要小于双号产品。这说明第二次化成的温度能够影响其漏电率。
表2
比较表2中数据可以知道：
在回流焊后，经过热处理的1-10号产品比未经过热处理的11号产品的性能要好。
Claims (8)
1、一种制造钽电容器的方法，该方法包括成型步骤、烧结步骤、第一次化成步骤和被膜步骤，其特征在于，所述的方法在第一次化成步骤之后、被膜步骤之前，还进一步包括热处理的步骤和第二次化成步骤；所述的热处理步骤的热处理温度为250-450℃。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的热处理步骤的热处理时间为15-30分钟。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的热处理步骤的热处理温度为280-400℃。
4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第二次化成步骤的电压为50-70V。
5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第二次化成步骤的时间为20-70分钟。
6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第二次化成步骤的温度控制在20-90℃之间。
7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的第二次化成步骤的电压为55-65V，时间为30-60分钟，温度控制在25-85℃之间。
8、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的热处理步骤和第二次化成步骤是多次交替进行、分步完成的。
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