CN101404207A - 无极性片式钽电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无极性片式钽电容器及其制造方法。其中，该电容器包括：在封装外壳内具有两个钽电容器结构，每个钽电容器结构均具有阳极和阴极，两个钽电容器结构的阴极相互电连接，两个阳极作为钽电容器封装后引出的无极性电极。该钽电容器由于将两个钽电容器结构的各个阴极相互连接，形成了无极性区分的片式钽电容器，这种钽电容器结构简单、制造方便，可以充分利用大部分的现有制备工艺，制得的无极性钽电容器可满足多种电路的要求，极大扩展了钽电容器的应用。
Description
技术领域
本发明涉及电子元器件领域，尤其涉及一种无极性的片式钽电容器及其制造方法。
背景技术
钽电容器是一种极性电容器，在工作和测试状态，它容许交流信号通过而阻止直流信号通过，因此，在使用时必须保证极性连接正确；如果极性安装相反，会导致产品马上击穿而失效。因此普通的片式钽电容器不能用在极性有规律变换的直流脉动电路和交流电路中。在环境温度变化较大的精密滤波电路中，要求滤波电容器的容量必须在较宽的温度范围内变化较小，否则，滤波后的信号波幅将较大，信号响应速度也无法满足要求。而此类极性有规律变化的脉动电路和交流电路大量使用的陶瓷电容器在较宽的温度变化时容量的变化幅度大于20％，而无法达到精度要求，因此，对此类环境温度变化大的用户使用的滤波电容器必须具备如下特点；
(1)必须无极性；
(2)电容器在较宽温度变化范围内容量变化率必须达到钽电容器的水平；
(3)电容器必须具有比陶瓷电容器高的容量体积效率；
目前为止，对于第(2)和(3)条的要求，只有钽电容器的性能可以达到此要求。但是，由于钽电容器是一种极性元件，而无法达到上述要求。
有极性的片式钽电容器的内部装配结构如图1所示，其中，钽电容器由带钽丝5引出线的钽粉颗粒3上形成电介质层组成阳极，阳极的钽丝5经焊接点6与阳极引线7焊接，然后由沉积在电介质层上的二氧化锰及石墨和银浆层组成阴极，阴极通过阴极引线2引出，并通过环氧塑料封料4封装后形成环氧外壳1。有钽丝5引出线的一边是产品的阳极，另一边是产品的阴极。这种结构限定了片式钽电容器的极性，使它只能应用在有极性要求的电路中，而无法使用在极性经常变换的直流脉动电路和交流电路中，片式钽电容器这种有极性的特点，极大的限制了温度、容量性能优异的片式钽电容器的应用范围。
发明内容
基于上述现有技术所存在的问题，本发明实施方式提供一种无极性片式钽电容器，以改变内部封装的方式，实现制备无极性的片式钽电容器。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明实施方式提供一种无极性片式钽电容器，该电容器包括：在封装外壳内具有两个钽电容器结构，每个钽电容器结构均具有阳极和阴极，两个钽电容器结构的阴极相互电连接，两个阳极作为钽电容器封装后引出的无极性电极。
所述两个钽电容器结构的耐压、电容容量均相同。
所述两个阳极作为钽电容器封装后引出的无极性电极具体包括：两个钽电容器结构均设有钽丝引出线作为阳极引出线，两个钽丝引出线分别与封装外壳内的两个阳极引线电连接。
所述两个钽电容器结构的阴极相互电连接是以导电胶将两个钽电容器结构的阴极相互粘结后形成的电连接。
所述导电胶为高分子导电银膏。
本发明实施方式提供一种无极性片式钽电容器的制造方法，该方法包括：
按下述步骤分别制备两个钽电容器坯块：按5.0～8.0的压制密度将一定比容的钽粉末压制成带钽丝阳极引出线的坯块，对所述坯块进行真空烧结；
在60～85℃温度下，把烧结后的所述坯块放入装有磷酸或硝酸电解液的形成槽内，使用直流电压在所述坯块上形成介质层；
将形成介质层的所述坯块，采用反复浸渍法将硝酸锰溶液渗透在所述坯块内部空隙和在坯块表面沉积形成二氧化锰层作为阴极，在坯块表面形成的阴极上涂敷石墨层和银浆层作为阴极引出层，制得钽电容器坯块；
将所述制得的两个钽电容器坯块的两个阴极以高分子导电胶粘结后形成电连接，每个钽电容器结构的阳极引出线粘结到对应封装用外壳的金属框架引线上作为无极性电极，用环氧树脂封装，即得到无极性片式钽电容器。
所述两个制得的钽电容器坯块的容量、耐压均相同。
所述方法还包括：所制备的两个钽电容器坯块的容量为最后准备制得电容器容量的2倍。
由上述本发明实施方式提供的技术方案可以看出，本发明实施方式通过在钽电容器的封装外壳内设置两部分钽电容结构，并将均具有阴极和阳极的两部分钽电容结构的阴极相互电连接，以未相互连接的阳极作为引出的无极性电极。该钽电容器由于将两个钽电容器结构的各个阴极相互连接，形成了无极性区分的片式钽电容器，这种钽电容器结构简单、制造方便，可以充分利用大部分的现有制备工艺，制得的无极性钽电容器可满足多种电路的要求，极大扩展了钽电容器的应用。
附图说明
图1为现有技术提供的有极性钽电容器内部封装结构示意图；
图2为本发明实施例的无极性钽电容器内部封装结构示意图；
图3为本发明实施例的无极性钽电容器制备方法工艺流程图。
具体实施方式
本发明实施方式提供一种无极性片式钽电容器及其制造方法，该无极性片式钽电容器通过在封装结构内设置两个钽电容器结构，并使两个钽电容器的阴极相互连接，以未连接的两个钽电容器结构的两个阳极作为封装后的钽电容器的无极性引出电极。该无极性钽电容器结构简单、制造方便，制造时可以充分利用现有制备工艺中大部分工艺，制得的无极性钽电容器可满足多种电路的要求，极大扩展了钽电容器的应用。
为便于理解，下面结合附图和具体实施例对本发明的实施过程作进一步说明。
实施例一
本实施例提供一种无极性片式钽电容器，可以应用在多种电路中，可同时满足无极性限制、在较宽温度变化范围内容量变化率小、具有比陶瓷电容器高的容量体积效率的要求，如图2所示，该电容器包括：在阻燃环氧树脂23形成的封装外壳内具有两个钽电容器结构21、22，每个钽电容器结构均具有阳极和阴极，阳极与阴极之间具有介质层(介质层的厚度可以由每个钽电容器的耐压确定)，两个钽电容器结构21、22的阴极相互电连接，实际中，常采用高分子导电银膏27将两个钽电容器结构21、22的阴极相互粘结后形成的电连接，两个钽电容器结构的两个阳极作为钽电容器封装后引出的无极性电极，一般将两个钽电容器结构21、22的作为阳极引出线的钽丝引出线26、261通过焊接点24、241分别焊接到封装外壳内阳极引线25、251上，阳极引线25、251作为钽电容器的无极性电极。
其中，两个钽电容器结构的耐压、电容容量均相同。
对上述无极性片式钽电容器的制造方法，可以按下述步骤进行，包括：
分别制备两个钽电容器坯块(按制备的无极性钽电容器额定容量的2倍、耐压相同来制备两个钽电容器坯块)：按5.0～8.0的压制密度将比容为8000～50000的钽粉末压制成带钽丝阳极引出线的坯块，对所述坯块在1300～1800℃的温度下进行真空烧结；
在60～85℃温度下，把烧结后的所述坯块焊接到不锈钢条上，放入装有磷酸或硝酸电解液的形成槽内，使用直流电压形成介质层；具体是：按照50～200毫安的电流密度，使用电压能够自动升高的直流电源在所述坯块上进行电介质层的电化学形成，使生成的介质层的厚度达到设计的要求；
将形成介质层的所述坯块，采用反复浸渍法将硝酸锰溶液渗透在所述坯块内部空隙和在坯块表面沉积形成二氧化锰层作为阴极，在坯块表面形成的阴极上涂敷石墨层和银浆层作为阴极引出层，制得两个容量、耐压均相同的钽电容器坯块；具体使用反复浸渍的方法把高纯度的硝酸锰溶液渗透进已经形成介质层的阳极坯块内部，在蒸汽浓度20～70％的范围，温度为20～240度的范围内进行热分解，使硝酸锰分解后生成的二氧化锰沉积到介质层上，所有过程可重复进行7～14次，直至二氧化锰的厚度达到规定的厚度；
将所述制得的两个钽电容器坯块的两个阴极以高分子导电银膏粘结后形成电连接，使两个钽电容器坯块的阳极方向相反，每个钽电容器结构的阳极引出线粘结到对应封装用外壳的金属框架引线上作为无极性电极，使用阻燃环氧树脂在150～180℃温度下，在精密的模具内把产品塑封成外形尺寸符合标准规定的尺寸，即得到无极性片式钽电容器。该电容器封装后的产品两端可以均为正极或负极，没有明确的极性，产品可以使用在极性不断变换的直流脉动电路或交流信号电路，并且制得的钽电容器的外形可以达到与现有的钽电容器外形完全相同。
对制备的电容器还可以进行后续处理，以使产品更完善；
(1)使用激光打印规格但无正负极标记；
(2)切除阳极边；
(3)在85-125度的烘箱内对产品施加额定电压的换向老化2～40小时；
(4)老化后的产品进行换极性测试并剔除废品；
(5)对产品的正负极进行标准规定的引线成型和遍带；
经上述处理后，得到的无极性钽电容器产品即可检验后入库或销售、使用等。
综上所述，本发明实施例中通过在封装结构内设置两个钽电容器结构，并使两个钽电容器的阴极相互连接，以未连接的两个钽电容器结构的两个阳极作为封装后的钽电容器的引出电极制得无极性片式钽电容器，使制得的产品将可以承受极性不断变换的直流脉动电压冲击而不会失效。同样，该产品因为无极性也可以使用在交流信号电路。该无极性钽电容器结构简单、制造方便，制造时可以充分利用现有制备工艺中大部分工艺，制得的无极性钽电容器可满足多种电路的要求，极大扩展了钽电容器的应用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1、一种无极性片式钽电容器，其特征在于，该电容器包括：在封装外壳内具有两个钽电容器结构，每个钽电容器结构均具有阳极和阴极，两个钽电容器结构的阴极相互电连接，两个阳极作为钽电容器封装后引出的无极性电极。
2、根据权利要求1所述的钽电容器，其特征在于，所述两个钽电容器结构的耐压、电容容量均相同。
3、根据权利要求1所述的钽电容器，其特征在于，所述两个阳极作为钽电容器封装后引出的无极性电极具体包括：两个钽电容器结构均设有钽丝引出线作为阳极引出线，两个钽丝引出线分别与封装外壳内的两个阳极引线电连接。
4、根据权利要求1所述的钽电容器，其特征在于，所述两个钽电容器结构的阴极相互电连接是以导电胶将两个钽电容器结构的阴极相互粘结后形成的电连接。
5、根据权利要求3所述的钽电容器，其特征在于，所述导电胶为高分子导电银膏。
6、一种无极性片式钽电容器的制造方法，该方法包括：
按下述步骤分别制备两个钽电容器坯块：按5.0～8.0的压制密度将一定比容的钽粉末压制成带钽丝阳极引出线的坯块，对所述坯块进行真空烧结；
在60～85℃温度下，把烧结后的所述坯块放入装有磷酸或硝酸电解液的形成槽内，使用直流电压在所述坯块上形成介质层；
将形成介质层的所述坯块，采用反复浸渍法将硝酸锰溶液渗透在所述坯块内部空隙和在坯块表面沉积形成二氧化锰层作为阴极，在坯块表面形成的阴极上涂敷石墨层和银浆层作为阴极引出层，制得钽电容器坯块；
其特征在于，将所述制得的两个钽电容器坯块的两个阴极以高分子导电胶粘结后形成电连接，每个钽电容器结构的阳极引出线粘结到对应封装用外壳的金属框架引线上作为无极性电极，用环氧树脂封装，即得到无极性片式钽电容器。
7、根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述两个制得的钽电容器坯块的容量、耐压均相同。
8、根据权利要求6或7所述的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：所制备的两个钽电容器坯块的容量为最后准备制得电容器容量的2倍。
9、根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述一定比容的钽粉末的比容为8000～50000uF.V/g。
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