CN104916443B - 高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器及其制造方法，该方法包括：用片式钽粉末原料压制成带钽丝引出线的钽芯坯块，对钽芯坯块进行真空烧结，之后钝化处理；将烧结后坯块放入装有磷酸乙二醇电解液的形成槽内电化学形成厚度不小于3000纳米或3500纳米的介质层；将形成介质层后的坯块，采用反复浸渍法将纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透到坯块内部空隙和介质层上沉积形成阴极，在阴极上涂敷石墨层和银浆层为阴极引出层；将坯块的钽丝引出线焊接到外壳金属框架引线上，用环氧树脂封装，即制得高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器。制得电容耐压达50V或63V，扩宽了片式钽电解电容器应用范围，满足电路可靠性的要求。

Description

高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器及其制造方法

技术领域

本发明涉及钽电容器的制备领域，特别是涉及一种高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器及其制造方法。

背景技术

钽电容器的容量和测试或使用频率增加到一定值时，产品的容量会随频率的增加而降低，当频率增加到与产品的谐振频率一样时，产品的容量将丧失，成为一个电感。这种不可避免物理现象的根源是产品的电感和阻抗会随频率的增加成为容抗，导致产品的容量下降。如果产品的阻抗较低，特别是高频阻抗较低，那么产品的感抗也较低，那么产品的容量也将在较高的频率下得到一定程度的保持。这样，该产品就可以使用在频率较高的电路中而不会出现随容量的下降而无法使用的现象。

目前很好的降低阻抗的一种方式是阴极使用聚噻吩[3，4乙烯二氧噻吩，英文简称PEDT]，此种有机聚合物导电率是二氧化锰的10～100倍，能有效的降低电容阻抗，使电容具有更好的容量频率特性曲线，并且此种材料在高温时不会释放氧，就不会导致电容在失效时燃烧爆炸，具有更好的失效安全性。

片式钽电容器的使用电路基本上都是高浪涌高纹波的开关电源电路，特别是高可靠的军用电路，二氧化锰做阴极的钽电容器使用电压只能达到额定电压的1/3，高分子钽电容与二氧化锰做阴极的钽电容在使用时具有降额电压低的优势，额定电压和使用电压对比见下表：

随着电路中电压的提高和电路中器件对高功率需求的增加，电路中使用电压越来越高，如36V的LED电路、35V高压CMOS集成电路，使用在如此高电压电路的钽电容器，二氧化锰做阴极的钽电容器需要额定电压在100V(此种固体电容器国内外尚无成熟的技术)，高分子做阴极的钽电容器额定电压达到50V就能满足要求。若电路中电压在40～50V，需要的高分子电容额定电压达到63V。但现有的高分子钽电容额定电压只能做到35V，额定电压在50V和63V的系列电容是一块空白，现有35V额定电压的高分子钽电容已不能满足这一高压电路的要求。

现有的中低压高分子钽电容采用聚合的方法形成阴极，无论是二步法还是一步法，均是由EDT单体[单分子态的3，4乙烯二氧噻吩与正丁醇溶液]和带导电铁离子的对甲苯磺酸铁进行电化学或化学聚合后形成的一种电导率较高的高分子涂层，如图1的反应式所示。此种聚合方法过程可分为浸渍、聚合、清洗、补形成等步骤，浸渍单体EDT(单分子态的3，4乙烯二氧噻吩)和氧化剂对甲苯磺酸铁后，在烘箱中一定温度和时间聚合后，形成阴极聚合物，其中铁离子在清洗工序洗掉，然后在对甲苯磺酸溶液中补形成，以降低漏电流。反复经过几次的浸渍、聚合、清洗、补形成等工序来增加容量引出和形成一定的外层聚合物厚度。这种聚合方法形成的阴极层，浸渍单体和氧化剂后，由于钽阳极块为多孔结构，清洗过程中不能将氧化剂中多余的铁离子和反应后的亚铁离子清洗掉，导致阴极聚合物耐压降低，阴极聚合物的击穿电压只有40V到50V，所以成品钽电容的额定电压值最高只能做到35V。

发明内容

基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器及其制造方法，能生产额定耐压达到50v或63v的片式导电聚合物固体电解质钽电容器，解决现有方式生产的片式导电聚合物固体电解质钽电容器额定耐压仅能达到35V，无法满足在某些高压电路中使用的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器的制造方法，包括：

按6.0～8.0克/CC的压制密度将比容为6000～10000UuF.v/g、击穿电压达到250V或300V的片式钽粉末原料压制成带钽丝引出线的钽芯坯块，在1600～1800℃温度，真空度达到5×0.0004Pa的条件下对所述钽芯坯块进行真空烧结，对烧结后的钽芯坯块进行钝化处理；

在60～85℃温度下，将烧结后的所述坯块放入装有磷酸乙二醇电解液的形成槽内进行介质层的电化学形成，采用不低于4×50V或4×63V的直流电压作为形成电压、以20～50毫安/克的电流密度在所述坯块表面形成厚度不小于3000纳米或3500纳米的介质层；

将生成介质层的所述坯块，采用反复浸渍法将纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透到所述坯块内部空隙和在坯块表面介质层上沉积形成纳米聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积层作为阴极，在钽芯坯块表面介质层上形成的阴极上涂敷石墨层和银浆层作为阴极引出层；

将所述坯块的钽丝引出线焊接到对应壳号的外壳金属框架引线上，用环氧树脂封装，即制得高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器。

本发明实施例还提供一种高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器，该电容器包括：

模塑外壳，其内经环氧树脂封装有钽颗粒电容器基体、黄铜基镀锡负极和黄铜基镀锡正极；所述钽颗粒电容器基体内部为阳极，该阳极是由比容为6000～10000UuF.v/g、击穿电压达到250V或300V的片式钽粉末为原料，按6.0～8.0克/CC的压制密度压制成的钽芯坯块，所述钽芯坯块的外面设有厚度不小于3000纳米或3500纳米的介质层，所述介质层的外面设有作为阴极的纳米聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积层，阴极外面依次涂敷有石墨层和银浆层作为阴极银出层，所述钽芯坯块内设有钽丝引出线，所述钽丝引出线与所述黄铜基镀锡正极焊接形成电连接，所述钽颗粒电容器基体的阴极与所述黄铜基镀锡负极电连接。

本发明的有益效果为：通过使用比容为6000～10000uF.v/g，击穿电压达到250V(对应于制造额定电压50V电容器)或300V(对应于制造额定电压63V电容器)的片式钽粉末为原料，在6.0～8.0克/CC的压制密度下按照标准壳号电容外壳容许的尺寸进行阳极坯块成型，然后对坯块在1600～1800℃温度，真空度达到5×0.0004Pa条件下进行高温真空烧结，并在出炉时使用钝化工艺，然后在磷酸乙二醇电解液内按4×50V或4×63V以上的直流电压作为形成电压，并保证电流密度为20～50毫安/克，对坯块进行介质层的电化学形成，在坯块表面形成厚度不小于3000纳米(对应于制造额定电压50V电容器)或3500纳米(对应于制造额定电压63V电容器)的介质层，并通过采用反复浸渍法将纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液在介质层上形成纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积层作为阴极层，其纯度高，稳定性好，击穿电压达到120V到150V，与后续的塑封成型等工艺配合，使制备得到的片式固体钽电解电容器的额定耐压和漏电流均可以达到50V或63V的要求，填补了高分子钽电容额定耐压高于35V系列的空白，极大的扩展了固体片式钽电解电容器的应用范围，满足了电子电路中高电压的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为现有技术制造中低压高分子钽电容阴极聚合的反应式；

图2为本发明实施例的固体片式钽电解电容器的制造方法流程图；

图3为本发明实施例的固体片式钽电解电容器的结构示意图；

图3中：1-模塑外壳；2-黄铜基镀锡负极；3-钽颗粒电容器基体；30-钽芯；31-纳米聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积层；32-石墨层；33-银浆层；4-银膏；5-垫圈；6-钽丝引出线；7-焊接点；8-黄铜基镀锡正极；9-极性条；10-环氧树脂。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

本发明实施例提供一种高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器的制造方法，可用于制造额定耐压为50V或63V的片式导电聚合物固体电解质钽电容器，如图2所示，该方法包括：

按6.0～8.0克/CC的压制密度将比容为6000～10000UuF.v/g、击穿电压达到250V或300V的片式钽粉末原料压制成带钽丝引出线的坯块，在1600～1800℃温度，真空度达到5×0.0004Pa的条件下对所述坯块进行真空烧结，对烧结后的坯块进行钝化处理；

在60～85℃温度下，将烧结后的所述坯块放入装有磷酸乙二醇电解液的形成槽内进行介质层的电化学形成，采用不低于4×50V或4×63V的直流电压作为形成电压、以20～50毫安/克的电流密度在所述坯块表面形成厚度不小于3000纳米或3500纳米的介质层；

将生成介质层的所述坯块，采用反复浸渍法将纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透到所述坯块内部空隙和在坯块表面介质层上沉积形成纳米聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积层作为阴极，在坯块表面介质层上形成的阴极上涂敷石墨层和银浆层作为阴极引出层；

将所述坯块的钽丝引出线焊接到对应壳号的外壳金属框架引线上，用环氧树脂封装，即制得高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器。

上述制造方法中，对烧结后的坯块进行钝化处理包括：

对烧结后的坯块在出炉时，分四次逐渐降低真空度，每次真空度降低幅度不大于0.25Ma，经过钝化使所述坯块不会过度增氧，使烧结后坯块上钽丝的折丝次数不小于4次。

上述制造方法中，将烧结后的所述坯块放入装有磷酸乙二醇电解液的形成槽内进行介质层的电化学形成，是将烧结后的所述坯块焊接到不锈钢条上，再放入装有磷酸乙二醇电解液的形成槽内进行介质层的电化学形成。

上述制造方法中，磷酸乙二醇电解液中磷酸的浓度按体积比为0.2～0.5％，乙二醇的浓度按体积比为20～50％。

上述制造方法中，采用反复浸渍法将纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透到所述坯块内部空隙和在坯块表面介质层上沉积形成高分子聚合物层作为阴极包括：

采用反复浸渍法将粒径为20～50纳米固含量为0.8％～3.0％的纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透进已经生成介质层的所述坯块内部空隙和介质层中，在温度为120～150℃条件下进行烘干处理，使烘干后的纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒在所述介质层上沉积形成纳米聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积层作为阴极。

上述制造方法进一步包括：将粒径为20～50纳米固含量为0.8％～3.0％的聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透进已经生成介质层的所述坯块内部空隙和介质层中，在温度为120～150℃条件下进行烘干处理的操作，重复进行16～26次。

上述制造方法中，用环氧树脂封装包括：使用阻燃的环氧树脂在150～180℃温度下，通过模塑压力机在精密模具内把所述坯块塑封成外形符合标准规定的尺寸。

上述制造方法还包括：对制得的所述高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器进行打印标记、引线成型、老化后检测的处理，处理后即得到最终的高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器。

本发明实施例还提供一种高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器，该电容器可由上述制造方法制得，如图3所示，该电容器包括：

模塑外壳，其内经环氧树脂封装有钽颗粒电容器基体、黄铜基镀锡负极和黄铜基镀锡正极；钽颗粒电容器基体内部为阳极，该阳极是由比容为6000～10000UuF.v/g、击穿电压达到250V或300V的片式钽粉末为原料，按6.0～8.0克/CC的压制密度压制成的钽芯坯块，钽芯坯块的外面设有厚度不小于3000纳米或3500纳米的介质层，介质层的外面设有作为阴极的纳米聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积层，阴极外面依次涂覆有石墨层和银浆层作为阴极银出层，钽芯坯块内设有钽丝引出线，可在钽丝引出线与阴极和阴极引出层接触处设置起绝缘作用的垫圈，钽丝引出线与黄铜基镀锡正极焊接形成电连接，钽颗粒电容器基体的阴极与黄铜基镀锡负极电连接。

上述电容器中，作为阴极的纳米聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积层为：将粒径为20～50纳米固含量为0.8％～3.0％的纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透进已经生成介质层的阳极内部空隙和介质层中，在温度为120～150℃条件下进行烘干处理的操作，重复进行16～26次形成的纳米聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积层。

上述作为阴极的纳米聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积层为内、外两层，内层是用粒径为20～30nm的聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液被覆形成的容量引出层，外层是用粒径为30～50nm的聚3，4乙烯二氧噻吩被覆的厚度增加层。这种结构的阴极可以保护阳极芯子和降低电容阻抗。

上述方法中，采用特定方式进行阳极的设计、介质层的形成和阴极聚合物的被覆，其中，阳极的设计包括钽粉的选择、压制密度的设计和烧结收缩率的控制。钽粉选用超低杂质含量的电子轰击粉或片式粉，比容为6000～10000uF.v/g，50V钽电容选用钽粉击穿电压需要超过250V，63V钽电容击穿电压需要超过300V，在6.0～8.0克/CC的压制密度下按照标准壳号电容外壳容许的尺寸进行阳极坯块成型，然后将坯块在1600～1800℃温度，真空度达到5×0.0004Pa条件下进行高温真空烧结，收缩率达到10～14％。介质层形成在磷酸乙二醇电解液内按4×50V(额定电压在50V的钽电容)或4×63V(额定电压在63V的钽电容)以上的直流电压作为形成电压，并保证电流密度为20～50毫安/克，对坯块进行介质层的电化学形成，在坯块表面形成厚度不小于3000纳米或3500纳米的介质层。阴极聚合物的被覆需要采用不同粒径的纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液形成内、外层的双层结构，内层先用粒径为20～30nm的聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液被覆形成将容量引出的容量引出层，外层使用粒径为30～50nm的聚3，4乙烯二氧噻吩被覆形成增加厚度的厚度增加层，以保护阳极芯子和降低电容阻抗。纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒为20～50纳米颗粒，可采用广泛用于防静电等领域的纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒。阴极聚合物的被覆中，由于使用已经聚合好的纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒，其杂质含量低，内部不含有铁离子，稳定性好，击穿电压能达到120V～150V，完全可以作为额定电压为50v或63v的钽电容的阴极材料。

实施例一

本实施例提供一种高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器的制造方法，是一种制作高压有机高分子固体片式钽电解电容器的方法，制得电容器的额定耐压可达到50v，该电容器的结构如图3所示，具体包括：

模塑外壳1内设置电容器钽芯基体3、黄铜基镀锡负极2和黄铜基镀锡正极8，各部分由环氧树脂封装，电容器钽芯基体3内部为作为阳极的钽芯，阳极表面为阴极，阳极与阴极之间设有厚度不小于3500纳米的介质层(图2中未示出)，阳极内设有钽丝引出线6，阴极表面依次涂覆有石墨层32和银浆层作为阴极银出层33，电容器钽芯基体3的阴极与黄铜基镀锡负极2使用银膏4粘接形成电连接，电容器钽芯基体3内的钽丝引出线6焊接在黄铜基镀锡正极8上形成电连接；其中，所述钽颗粒电容器基体的阳极是以比容为10000UuF.v/g、击穿电压达到250V以上的片式钽粉末为原料，按7.0克/CC的压制密度压制的钽芯坯块；阴极是纳米聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积层31，可在钽丝引出线6与阴极和阴极引出层接触处设置起绝缘作用的垫圈5。

作为阴极的纳米聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积层为：将粒径为20～50纳米固含量为0.8％～3.0％的纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透进已经生成介质层的所述阳极内部空隙和介质层中，在温度为120～150℃条件下进行烘干处理的操作，重复进行16～26次形成的纳米聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积层。阴极的纳米聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积层可以为两层，内层是用粒径为20～30nm的聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液被覆形成的容量引出层，外层是用粒径为30～50nm的聚3，4乙烯二氧噻吩被覆的厚度增加层，这种结构的阴极可以保护阳极芯子和降低电容阻抗。电容器的模塑外壳1外面正极处可以设置标识正极的极性条9。

上述固体片式钽电解电容器的制造方法可参见图2所示的流程图，通过该方法可制备最高耐压达到50V的高压有机高分子固体片式钽电解电容器，示例规格为50V 15uF，具体步骤如下：

(1)使用比容为10000UuF.v/g、击穿电压达到250V以上的片式钽粉末为原料，按照7.0克/CC的压制密度压制成带有钽丝引出线的阳极坯块，按照尺寸为5.0×3.30×3.30mm(对应的电容外壳型号为E壳)进行阳极坯块的压制成型，将压制成型的阳极坯块在1600℃的温度、真空度达到5×0.0004Pa的条件下进行高温真空烧结,并在烧结后出炉时使用钝化工艺钝化，出炉时分四次逐渐降低真空度，每次保证真空度降低幅度不大于0.25Ma,经过钝化保证钽坯块不会过度增氧，从而保证烧结后坯块上钽丝的折丝次数不小于4次。以保证钽块和钽丝的氧化在可以接受的程度内(钽丝的折丝次数多表明氧化程度低，钽丝的折丝次数少表明氧化程度高，氧化程度高可以直接导致产品的漏电流无法降低到50V产品需要的等级)；

(2)将上述烧结并钝化处理后的阳极坯块按照一定精度要求焊接到不锈钢条上，将其放入装有温度为80度,电阻率在800～850欧姆.厘米的磷酸乙二醇电解液(电解液中的磷酸浓度按体积比为0.2％，乙二醇浓度按体积比为50％)的形成槽内，使用电压能够自动升高的直流电源，按照形成电压235V(一般为制造产品耐压值4倍以上的电压作为形成电压)，并按40毫安/克的电流密度，进行阳极坯块的介质层的电化学形成，使生成的介质层的厚度达到3760纳米以上，这个介质层厚度即可达到50V额定电压的设计要求，介质层形成后芯子容量达到15uF；

(3)高分子阴极制造：使用反复浸渍法将纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透在所述坯块内部空隙和在坯块表面沉积形成高分子聚合物层作为阴极包括：使用反复浸渍法把粒径为20～50纳米固含量为0.8％～3.0％的纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透进已经生成介质层的所述坯块内部空隙中，在温度为120～150℃条件下进行烘干处理，使烘干后的聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积到形成的介质层上作为阴极。所处理的过程需要16～26次，这样可使高分子阴极层的厚度达到规定的厚度；

(4)待高分子阴极层的厚度达到规定的厚度时，在产品的阴极表面上涂敷石墨层和银浆层作为阴极过度层；

(5)把涂敷过银浆层的产品从不锈钢条上切割下来后，使用导电的高分子银胶粘结到金属框架上，把作为阳极引出线的钽丝引出线和电容外壳框架上的正极焊接到一起形成电连接；

(6)使用阻燃的环氧树脂在160℃下，通过模塑压力机在精密的模具内把产品塑封成外形尺寸为7.3×4.30×4.10mm(公差为±0.3mm)，即得到耐压达到50V的固体片式钽电解电容器产品。

在所制得钽电解电容器产品上，还可以依次进行下述操作：

⑴使用激光打印规格和正极标记；

⑵切除阳极边，在85～125度的烘箱内对产品施加额定电压的老化2～40小时；

⑶按照标准规定对老化后的产品进行自动测试并同时剔除废品；

⑷对产品的正负极进行标准规定的引线成型和编带。

实际生产中，在作完上述处理后，即可将检验合格的产品投入实际使用。

实施例二

本实施例提供一种高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器的制造方法，是一种制作高压有机高分子固体片式钽电解电容器的方法，制得电容器的额定耐压可达到63v，示例规格为63V 4.7uF，该电容器的结构如图3所示，可参见实施例一对电容器结构的说明，不同在于，作为阳极坯块上的介质层的厚度为4400纳米，在此不再重复，制造方法的步骤如下：

(1)使用比容为8000UuF.v/g、击穿电压达到300V以上的电子轰击钽粉末为原料，按照7.5克/CC的压制密度压制成带有钽丝引出线的钽芯坯块(即阳极坯块)，按照尺寸为5.0×3.50×1.70mm(对应的电容外壳型号为D壳)进行阳极坯块的压制成型，将压制成型的阳极坯块在1700℃的温度、真空度达到5×0.0004Pa的条件下进行高温真空烧结,并在烧结后出炉时使用钝化工艺钝化，保证烧结后坯块上钽丝的折丝次数不小于4次，保证钽块和钽丝的氧化在可以接受的程度内(钽丝的折丝次数多表明氧化程度低，钽丝的折丝次数少表明氧化程度高，氧化程度高可以直接导致产品的漏电流无法降低到63V产品需要的等级)；

(2)将烧结后的钽块点焊到钢条上，将其放入装有温度为80度,电阻率在800～850欧姆.厘米的磷酸乙二醇电解液(电解液中的磷酸浓度按体积比为0.2％，乙二醇浓度按体积比为50％)的形成槽内，按照形成电压275V(一般为制造产品耐压值4倍以上的电压作为形成电压)，并按40毫安/克的电流密度，进行阳极坯块的介质层的电化学形成，使生成的介质层的厚度达到4400纳米以上，这个介质层厚度即可达到63V额定电压的设计要求，容量达到4.7uF；

(3)使用反复浸渍法把粒径为20～50纳米固含量为0.8％～3.0％的纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透进已经生成介质层的所述坯块内部空隙中，在温度为120～150℃条件下进行烘干处理，使烘干后的聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积到形成的所述介质层上作为阴极，所处理的过程需要重复16～26次，达到引出内部容量和形成一定外层厚度的目的；在阴极表面上涂敷石墨层和银浆层作为阴极过度层；后将其装配到金属框架上，在精密的模具内把产品塑封成外形尺寸为7.3×4.30×2.80mm(公差为±0.3mm)，即得到耐压达到63V的固体片式钽电解电容器产品。

后续经过打印、切筋切边、老化、测试、引线成型等工序，可将检验合格的产品投入实际使用。

以上两实施例满足以下检验标准和试验要求,可用于高可靠性军用电路。

本发明实施例中，制备额定电压为50v或63v的有机高分子片式钽电解电容器时，使用比容为6000～10000uF.v/g，击穿电压达到250V(额定电压50V电容器)或300V(额定电压63V电容器)的片式钽粉末为原料，在6.0～8.0克/CC的压制密度下按照标准壳号电容外壳容许的尺寸进行阳极坯块成型，然后对坯块在1600～1800℃温度，真空度达到5×0.0004Pa条件下进行高温真空烧结，并在出炉时采用钝化工艺，保证在出炉时阳极坯块没有受到过度氧化，在介质层形成时，使用按体积比浓度为20～50％的乙二醇与按体积比浓度为0.2～0.5％的磷酸形成的磷酸乙二醇电解液，并保证形成的介质层的外层厚度不小于3000纳米(额定电压50V电容器)或3500纳米(额定电压63V电容器)的介质层；在高分子阴极制造时，使用反复浸渍法把粒径为20到50纳米固含量为0.8％～3.0％的聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透进已经生成介质层的所述坯块内部空隙中，在温度为120～150℃条件下进行烘干处理，使烘干后的聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒沉积到形成的所述介质层上作为阴极，所处理的过程需要重复16～26次。基于上述这些与传统中低压有机高分子片式钽电解电容器生产工艺的不同点，尤其是使用比容为6000～10000UuF.v/g、击穿电压更高的电子轰击粉或片式钽粉末为原料，并在磷酸乙二醇电解液中使用4×50V或4×63V以上的直流电压作为形成电压，在坯块表面形成厚度不小于3000纳米(额定电压50V电容器)或3500纳米(额定电压63V电容器)的介质层，在此基础上用反复浸渍稳定性更好的纳米级聚3，4乙烯二氧噻吩颗粒溶液的方法形成阴极后，即可使最后制得的电容耐压达到50v或63v，填补了高耐压有机高分子钽电容系列的空白，极大的扩宽了有机高分子固体片式钽电解电容器的应用范围，可满足应用在多种电路中，满足电路可靠性的要求。

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披露的技术范围内，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书的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器的制造方法，包括：

按6.0～8.0克/CC的压制密度将比容为6000～10000UuF.v/g、击穿电压达到250V或300V的片式钽粉末原料压制成带钽丝引出线的钽芯坯块，在1600～1800℃温度，真空度达到5×0.0004Pa的条件下对所述钽芯坯块进行真空烧结，对烧结后的钽芯坯块进行钝化处理；

在60～85℃温度下，将烧结后的所述坯块放入装有磷酸乙二醇电解液的形成槽内进行介质层的电化学形成，采用不低于4×50V或4×63V的直流电压作为形成电压、以20～50毫安/克的电流密度在所述坯块表面形成厚度不小于3000纳米或3500纳米的介质层；

将生成介质层的所述坯块，采用反复浸渍法将纳米级聚3,4-乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透到所述坯块内部空隙和在坯块表面介质层上沉积形成纳米级聚3,4-乙烯二氧噻吩颗粒沉积层作为阴极，具体为：采用反复浸渍法将粒径为20～50纳米固含量为0.8％～3.0％的纳米级聚3,4-乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透进已经生成介质层的所述坯块内部空隙和介质层中，在温度为120～150℃条件下进行烘干处理，使烘干后的纳米级聚3,4-乙烯二氧噻吩颗粒在所述介质层上沉积形成纳米级聚3,4-乙烯二氧噻吩颗粒沉积层作为阴极，在钽芯坯块表面介质层上形成的阴极上涂敷石墨层和银浆层作为阴极引出层；

将所述坯块的钽丝引出线焊接到对应壳号的外壳金属框架引线上，用环氧树脂封装，即制得高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器。

2.根据权利要求1所述的高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器的制造方法，其特征在于，所述对烧结后的坯块进行钝化处理包括：

对烧结后的坯块在出炉时，分四次逐渐降低真空度，每次真空度降低幅度不大于0.25Ma，经过钝化使所述坯块不会过度增氧，使烧结后坯块上钽丝的折丝次数不小于4次。

3.根据权利要求1所述的高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器的制造方法，其特征在于，所述将烧结后的所述坯块放入装有磷酸乙二醇电解液的形成槽内进行介质层的电化学形成，是将烧结后的所述坯块焊接到不锈钢条上，再放入装有磷酸乙二醇电解液的形成槽内进行介质层的电化学形成。

4.根据权利要求1或3所述的高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器的制造方法，其特征在于，所述磷酸乙二醇电解液中磷酸的浓度按体积比为0.2～0.5％，乙二醇的浓度按体积比为20～50％。

5.根据权利要求1所述的高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器的制造方法，其特征在于，所述方法进一步包括：将粒径为20～50纳米固含量为0.8％～3.0％的聚3,4-乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透进已经生成介质层的所述坯块内部空隙和介质层中，在温度为120～150℃条件下进行烘干处理的操作，重复进行16～26次。

6.根据权利要求1至3任一项所述的高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器的制造方法，其特征在于，

所述用环氧树脂封装包括：使用阻燃的环氧树脂在150～180℃温度下，通过模塑压力机在精密模具内把所述坯块塑封成外形符合标准规定的尺寸；

所述方法还包括：对制得的所述高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器进行打印标记、引线成型、老化后检测的处理，处理后即得到最终的高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器。

7.一种高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器，其特征在于，该电容器包括：

模塑外壳，其内经环氧树脂封装有钽颗粒电容器基体、黄铜基镀锡负极和黄铜基镀锡正极；所述钽颗粒电容器基体内部为阳极，该阳极是由比容为6000～10000UuF.v/g、击穿电压达到250V或300V的片式钽粉末为原料，按6.0～8.0克/CC的压制密度压制成的钽芯坯块，所述钽芯坯块的外面设有厚度不小于3000纳米或3500纳米的介质层，所述介质层的外面设有作为阴极的纳米级聚3,4-乙烯二氧噻吩颗粒沉积层，具体为：将粒径为20～50纳米固含量为0.8％～3.0％的纳米级聚3,4-乙烯二氧噻吩颗粒溶液渗透进已经生成介质层的所述阳极内部空隙和介质层中，在温度为120～150℃条件下进行烘干处理的操作，重复进行16～26次形成的纳米级聚3,4-乙烯二氧噻吩颗粒沉积层，阴极外面依次涂敷有石墨层和银浆层作为阴极银出层，所述钽芯坯块内设有钽丝引出线，所述钽丝引出线与所述黄铜基镀锡正极焊接形成电连接，所述钽颗粒电容器基体的阴极与所述黄铜基镀锡负极电连接。

8.根据权利要求7所述的高电压片式导电聚合物固体电解质钽电容器，其特征在于，所述作为阴极的纳米级聚3,4-乙烯二氧噻吩颗粒沉积层为内、外两层，内层是用粒径为20～30nm的聚3,4-乙烯二氧噻吩颗粒溶液被覆形成的容量引出层，外层是用粒径为30～50nm的聚3,4-乙烯二氧噻吩被覆的厚度增加层。