CN105489376B - 一种高可靠性电解电容器的制造方法 - Google Patents
一种高可靠性电解电容器的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105489376B CN105489376B CN201610024463.0A CN201610024463A CN105489376B CN 105489376 B CN105489376 B CN 105489376B CN 201610024463 A CN201610024463 A CN 201610024463A CN 105489376 B CN105489376 B CN 105489376B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrolyte
- acid
- tantalum block
- anode tantalum
- electrolytic capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 47
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 40
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims abstract description 25
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000007547 defect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000643 oven drying Methods 0.000 claims abstract description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 6
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 claims description 6
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims description 6
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 claims description 6
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 claims description 6
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 6
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 claims description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 5
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims description 5
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000003643 water by type Substances 0.000 claims description 4
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 3
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 claims description 3
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 3
- PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N tantalum pentoxide Inorganic materials O=[Ta](=O)O[Ta](=O)=O PBCFLUZVCVVTBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 3
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 claims description 2
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract description 4
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 abstract 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000006392 deoxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004377 microelectronic Methods 0.000 description 1
- 238000009401 outcrossing Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/0029—Processes of manufacture
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/26—Anodisation of refractory metals or alloys based thereon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/0029—Processes of manufacture
- H01G9/0032—Processes of manufacture formation of the dielectric layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/07—Dielectric layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Abstract
本发明提供了一种高可靠性电解电容器的制造方法，包括以下步骤：将钽金属粉末压制成阳极钽块并高温烧结；对阳极钽块进行表面刻蚀；用去离子水清洗阳极钽块表面残留的酸性溶液，再放入高温烘箱烘干；在电解液中进行电化学形成；用去离子水清洗阳极钽块表面残留的电解液；用高温烘箱对阳极钽块进行热处理；将阳极钽块冷却后再放入电解液中进行补形成处理。采用热释‑水化和填充的方法有效地抑制了缺陷点的膨胀，再通过对氧化膜表面做密致处理，对缺陷点进行屏蔽，有效屏蔽了介质氧化膜中漏电流的通道，保证了产品耐压性能，有效降低了电容器被击穿的几率，提高了产品的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本发明属于电解电容器制造技术领域，具体涉及一种高可靠性电解电容器的制造方法。
背景技术
随着现代电子整机系统的快速发展，航空、航天、通讯以及微电子等领域对元器件的性能指标要求也越来越高。电解电容器是电子技术的重要元器件之一，特别是钽电解电容器由于具有体积效率和可靠性高、稳定性好等优点，在电容器行业占据重要的位置。由于现代电子电路的功率不断提高，电子元器件使用电路的电压和频率都有了较大的提升，要求电路中的电子元器件能够承受较大的电压和电流的冲击，能够承受较大纹波电流。因此，不仅要求使用其中的关键器件之电解电容器不仅具有更低的ESR，而且具有比以前更高的可靠性。大量失效分析案例和数据显示，电解电容器的失效绝大部分与电介质相关。因此，从头改善电介质的性能和品质是提高电解电容器可靠性的最有效的方法。普遍认为烧结后的阳极体表面的介质氧化膜可靠性低下是由于自身缺陷或杂质造成产品漏电流大、击穿电压低，而且，不可能制造纯度为100％、零缺陷的阳极体。因此，电介质受到较大电压或电流冲击发生漏电流大的现象就不可避免，为了提高介质氧化膜的质量，提出了很多解决方法，如专利U.S.Pat.No.5,716,511提出微缺陷形成方法；专利U.S.Pat.No.2,288,889低电导率电解液形成的方法，专利EP 1 591,564,A2提出一种防止介质氧化膜发生灰化的方法。而Yanming Liu提出高电导率的电解液能够有效改善介质氧化膜的质量，提高产品的可靠性。这些方法普遍采用对形成溶液的电导率、温度和电流密度的控制制作高可靠性介质氧化膜，但阳极体中固有缺陷诱发的潜在风险无法避免。Yuri Freeman提出降低阳极体中的碳含量和氧含量，再制作介质氧化膜的方法，该方法制作的钽电容器的可靠性有明显的提高，但二次除氧和碳的过程非常复杂而繁琐。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种高可靠性电解电容器的制造方法，该高可靠性电解电容器的制造方法通过抑制缺陷点的膨胀和屏蔽缺陷点的方法提高介质氧化膜的耐压性能，从而明显改善电解电容器的可靠性。本发明在保证阳极块外表面氧化膜厚度的前提下，采用热释-水化的方法有效地抑制了缺陷点的膨胀，随后对残留的缺陷点进行屏蔽。保证了产品耐压性能，有效降低了电容器被击穿的几率，提高了产品的稳定性和可靠性。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种高可靠性电解电容器的制造方法，包括以下步骤：
(1)将钽金属粉末按通用工艺压制成阳极钽块并高温烧结；
(2)使用有机酸性溶液、无机酸性溶液或有机酸与无机酸的混合溶液对烧结后的阳极钽块进行表面刻蚀，表面刻蚀的时间为0.5～10h；
(3)用去离子水清洗阳极钽块表面残留的酸性溶液，再放入高温烘箱烘干；
(4)将烘干的阳极钽块放入由水、乙二醇/聚乙二醇、柠檬酸/磷酸/硝酸/硫酸混合形成的电解液中进行电化学形成；
(5)用去离子水清洗阳极钽块表面残留的电解液；
(6)用高温烘箱对阳极钽块进行热处理；
(7)将阳极钽块冷却后再放入高温电解液中进行补形成处理；
(8)用去离子水对阳极钽块上的五氧化二钽介质膜的缺陷点进行热释-水合反应；
(9)在高温水域或蒸汽环境中对补形成的钽芯子进行后处理；
(10)将阳极钽块干燥后完成电解质的被覆，然后分别浸入石墨和银浆，再进行点焊、粘接和模压封装。
所述步骤(3)中的去离子水的温度为25～45℃，清洗时间为10min～10h。
其特征在于：所述步骤(4)中电解液中的乙二醇/聚乙二醇重量占比为10～80％，柠檬酸重量占比为0.003％-3％，磷酸/硝酸/硫酸的其中一种或者他们的混合物的重量占比为0.001％-10％，其余为水。
所述步骤(4)中电解液的电导率为0.2～65mS/cm。
所述步骤(4)中电解液的温度随电化学反应过程变化，在升压阶段，电解液的温度为2～30℃；在恒压阶段，电解液的温度为50～97℃。
所述步骤(4)中电化学形成的形成电压为额定电压的1.3-3.5倍，电流密度为0.05-50mA/(μF·V)。
所述步骤(6)中的热处理温度为150～500℃，热处理时间为5～45min，并在高温烘箱中或干燥的环境中进行自然冷却。
所述步骤(7)中补形成处理的电解液为硼酸、草酸、冰乙酸和水的混合溶液，其中硼酸：草酸：冰乙酸的配比为5:2:1，浓度为5％～50％；电解液的温度为-3～25℃，补形成时间为30～300min，且补形成电流密度0.003-30mA/μF。
所述步骤(8)中的去离子水的温度为25～45℃，水合反应的时间为0.5～15小时。
所述步骤(9)中的后处理为用100℃去离子水蒸汽将氧化后的阳极钽块进行20～200min的氧化膜膨胀封闭处理。
所述步骤(1)中的钽金属粉末替换成铌金属粉末。
所述步骤(2)中的有机酸性溶液的重量比浓度为3％-15％；所述步骤(2)中的无机酸性溶液的重量比浓度为1.5％-45％。
本发明的有益效果在于：通过控制形成过程中的关键参数，避免了高热量、大电流、高电压同时作用，有效延缓了钽芯子内部温度的升高，在保证阳极块外表面氧化膜厚度的前提下，采用热释-水化的方法有效地抑制了缺陷点的膨胀，再通过对氧化膜表面做密致处理，对缺陷点进行屏蔽，有效屏蔽了介质氧化膜中漏电流的通道，保证了产品耐压性能，有效降低了电容器被击穿的几率，提高了产品的稳定性和可靠性。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
一种高可靠性电解电容器的制造方法，包括以下步骤：
(1)将钽金属粉末按通用工艺压制成阳极钽块并高温烧结；
(2)使用有机酸性溶液、无机酸性溶液或有机酸与无机酸的混合溶液对烧结后的阳极钽块进行表面刻蚀，表面刻蚀的时间为0.5～10h，优选1-8小时；该步骤中，若采用有机酸行溶液，则有机酸性溶液的重量比浓度为3％-15％；若采用无机酸行溶液，则无机酸性溶液的重量比浓度为1.5％-45％。
(3)用去离子水清洗阳极钽块表面残留的酸性溶液，再放入高温烘箱烘干；其中，去离子水的温度为60～97℃，优选65～85℃；清洗时间为10min～10h，最好为15min-6h。
(4)将烘干的阳极钽块放入由水、乙二醇/聚乙二醇、柠檬酸/磷酸/硝酸/硫酸混合形成的电解液中进行电化学形成；该步骤中电解液中的乙二醇/聚乙二醇重量占比为10～80％，比较适合的是20-75％，优选25-70％；其中柠檬酸的重量比为0.003％-3％，较好用0.005％-0.5％；磷酸/硝酸/硫酸的其中一种或者他们的混合物的浓度为0.001％-10％，较好为0.003％-5％，其余为水。
该步骤中电解液的电导率为0.2～65mS/cm，优选0.4-45mS/cm；电解液的温度为-3-25℃，优选0-20℃。
所述电解液的温度随电化学反应过程变化，在升压阶段，电解液的温度为2～30℃，优选3.5～20℃；在恒压阶段，电解液的温度为50～97℃，优选60～90℃。该步骤中电化学氧化形成介质氧化膜的形成电压为额定电压的1.3-3.5倍，优选1.5-3倍；所述电化学氧化形成介质氧化膜的电流密度为0.05-50mA/(μF·V)，比较适宜为0.1-45mA/(μF·V)。
(5)用去离子水清洗阳极钽块表面残留的电解液；去离子水的温度为5-97℃，更好为10-90℃，冲洗时间随产品的大小而异，一般为1-60min，优选2-30min。
(6)用高温烘箱对阳极钽块进行热处理；热处理是在高温空气环境中进行，热处理温度为150-500℃，热处理时间为5-45min，冷却是在高温烘箱中进行自然冷却，或者是在干燥的环境中进行自然冷却。
(7)将阳极钽块冷却后再放入电解液中进行补形成处理；通过小电流密度的补形成来完成，补形成溶液为硼酸、草酸、冰乙酸和水的混合溶液，其中硼酸：草酸：冰乙酸的配比为5:2:1，浓度为5％-50％，优选10％-20％。补形成电流密度0.003-30mA/μF，比较适宜是0.005-25mA/μF。电解液的温度为-3-25℃，优选-1-20℃，补形成时间为30-300min，优选60-200min。
(8)用去离子水对阳极钽块上的五氧化二钽介质膜的缺陷点进行水合反应形成；在温的去离子水中进行缺陷点的屏蔽，温去离子水的温度为25℃以上，更好为35℃以上；水合反应的时间为0.5-15小时，优选1-12小时。
(9)在高温水域或蒸汽环境中对补形成的钽芯子进行后处理；在高温水域或蒸汽环境中对补形成的钽芯子进行后处理，用100℃去离子水蒸汽将氧化后的阳极钽块进行20-200min的氧化膜膨胀封闭。
(10)将阳极钽块干燥后完成电解质的被覆，然后分别浸入石墨和银浆，再进行点焊、粘接和模压封装。
步骤(1)中的钽金属粉末可以替换成铌金属粉末。
阳极钽块的制备：商业专用电容器级钽粉中加入一定量的粘合剂，压模成型尺寸为3.1×0.9×4.6(mm)的钽块，高温真空烧结使粘合剂挥发，并使钽粉有效粘结，烧结比容为46,600CV/g，这些烧结后的钽块被用于以下实施例中。
实验例1
将烧结后的钽块置于羧酸、酒石酸和硝酸、硫酸和氢氟酸的混合溶液中0.5小时，用65℃的去离子水冲洗20min，烘干后在水、乙二醇/聚乙二醇以及柠檬酸、磷酸的混合溶液中进行电化学形成，溶液温度,10-20℃，电导率为1-35mS/cm，电流密度为25mA/(μF·V)。电压升到预定之后，进行横流降压，溶液温度为55-75℃。恒压结束后在300℃的高温烘箱中进行退火处理，再在常温电解液中做补形成，而后在65-95℃的去离子水中对缺陷点进行屏蔽。
将阳极块干燥后按公知工艺完成电解质的被覆，再分别浸入石墨和银浆。然后进行点焊、粘接和模压封装。
最后对电容器的电参数进行测量。测试结果见表一。
对比示例一
将一组烧结后的阳极块浸入无机酸溶液30min，用去离子水清洗残留的酸性溶液，干燥后在乙二醇/磷酸的混合溶液中进行电化学形成，溶液温度55℃，电流密度5-35mA/g，形成结束后在300℃的高温烘箱中进行退火处理，再在常温电解液中做补形成，而后在45-80℃的去离子水中煮洗去除残留的酸根离子。将阳极块干燥后按公知工艺完成电解质的被覆，再分别浸入石墨和银浆。然后进行点焊、粘接和模压封装。
最后对电容器的电参数进行测量。测试结果见表一。
表1
上述产品经过可靠性寿命试验后的参数如表2所示。
经过高温寿命试验后，实验1产品没有发生短路，也没有漏电流奇异增大的产品，ESR的增幅也相对较小。对比试验产品出现3值漏电流增大的产品，而且产品的漏电流普遍上涨，ESR增幅也较实验1大。
Claims (8)
1.一种高可靠性电解电容器的制造方法，其特征包括以下步骤：
(1)将钽金属粉末按通用工艺压制成阳极钽块并高温烧结；
(2)使用有机酸性溶液、无机酸性溶液或有机酸与无机酸的混合溶液对烧结后的阳极钽块进行表面刻蚀，表面刻蚀的时间为0.5～10h；
(3)用去离子水清洗阳极钽块表面残留的酸性溶液，再放入高温烘箱烘干；
(4)将烘干的阳极钽块放入电解液中进行电化学形成；
其中，电解液组成为：乙二醇或聚乙二醇重量占比为10～80％，柠檬酸重量占比为0.003％-3％，磷酸或硝酸或硫酸的其中一种或者他们的混合物的重量占比为0.001％-10％，其余为水；
(5)用去离子水清洗阳极钽块表面残留的电解液；
(6)用高温烘箱对阳极钽块进行热处理；
(7)将阳极钽块冷却后再放入温度为-3～25℃的电解液中进行补形成处理；其中，补形成时间为30～300min，且补形成电流密度0.003-30mA/μF；
(8)在去离子水中对阳极钽块上的五氧化二钽介质膜的缺陷点进行热释-水合反应；
(9)在高温水域或蒸汽环境中对补形成的阳极钽块进行后处理；
(10)将阳极钽块干燥后完成电解质的被覆，然后分别浸入石墨和银浆，再进行点焊、粘接和模压封装。
2.如权利要求1所述的高可靠性电解电容器的制造方法，其特征在于：所述步骤(4)中电解液的电导率为0.2～65mS/cm。
3.如权利要求1～2中任一所述的高可靠性电解电容器的制造方法，其特征在于：所述步骤(4)中电解液的温度随电化学形成过程变化，在升压阶段，电解液的温度2～30℃；在恒压阶段，电解液的温度为50～97℃。
4.如权利要求1～2中任一所述的高可靠性电解电容器的制造方法，其特征在于：所述步骤(4)中电化学形成的形成电压为额定电压的1.3-3.5倍，电流密度为0.05-50mA/(μF·V)。
5.如权利要求1所述的高可靠性电解电容器的制造方法，其特征在于：所述步骤(6)中的热处理温度为150～500℃，热处理时间为5～45min，并在高温烘箱中或干燥的环境中进行自然冷却。
6.如权利要求1所述的高可靠性电解电容器的制造方法，其特征在于：所述步骤(7)中补形成的电解液为硼酸、草酸、冰乙酸和水的混合溶液，其中硼酸：草酸：冰乙酸的配比为5:2:1，浓度为5％～50％。
7.如权利要求1所述的高可靠性电解电容器的制造方法，其特征在于：所述步骤(8)中的去离子水的温度为25～45℃，水合反应的时间为0.5～15小时。
8.如权利要求1所述的高可靠性电解电容器的制造方法，其特征在于：所述步骤(9)中的后处理为用100℃去离子水蒸汽将氧化后的阳极钽块进行20～200min的氧化膜膨胀封闭处理。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610024463.0A CN105489376B (zh) | 2016-01-14 | 2016-01-14 | 一种高可靠性电解电容器的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610024463.0A CN105489376B (zh) | 2016-01-14 | 2016-01-14 | 一种高可靠性电解电容器的制造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105489376A CN105489376A (zh) | 2016-04-13 |
| CN105489376B true CN105489376B (zh) | 2018-06-05 |
Family
ID=55676298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610024463.0A Active CN105489376B (zh) | 2016-01-14 | 2016-01-14 | 一种高可靠性电解电容器的制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105489376B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2740582C1 (ru) * | 2020-07-21 | 2021-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ изготовления анодов танталового конденсатора |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108962605A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-12-07 | 中国振华（集团）新云电子元器件有限责任公司 | 一种稳定可靠片式钽电容器的制备方法 |
| CN109887751B (zh) * | 2019-02-20 | 2020-10-27 | 中国振华(集团)新云电子元器件有限责任公司(国营第四三二六厂) | 一种片式钽电容器用钽芯子及其阴极的制备方法和片式钽电容器 |
| CN114267541B (zh) * | 2021-12-21 | 2022-09-30 | 西安交通大学 | 一种固态钽电解电容器及其ald制备方法 |
| CN117558560A (zh) * | 2024-01-12 | 2024-02-13 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 高能束流辅助制备有序多孔钽箔的方法及其产品和应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103295787A (zh) * | 2013-05-28 | 2013-09-11 | 中国振华（集团）新云电子元器件有限责任公司 | 电解电容器制造过程中介质氧化膜的处理方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01253226A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
| JP4139354B2 (ja) * | 2004-06-03 | 2008-08-27 | 株式会社高純度物質研究所 | 固体電解コンデンサの製造方法および固体電解コンデンサ |
-
2016
- 2016-01-14 CN CN201610024463.0A patent/CN105489376B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103295787A (zh) * | 2013-05-28 | 2013-09-11 | 中国振华（集团）新云电子元器件有限责任公司 | 电解电容器制造过程中介质氧化膜的处理方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2740582C1 (ru) * | 2020-07-21 | 2021-01-15 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" | Способ изготовления анодов танталового конденсатора |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105489376A (zh) | 2016-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105489376B (zh) | 一种高可靠性电解电容器的制造方法 | |
| CN103400694B (zh) | 一种高压电解电容器的制造方法 | |
| CN102800480B (zh) | 一种铌电容器阴极制备方法 | |
| CN103474247A (zh) | 一种固体聚合物电解质电容器的制备方法 | |
| CN100472680C (zh) | 固体电解电容器阴极制造方法 | |
| CN103310981B (zh) | 全钽气密封电容器的制备方法 | |
| CN107967996B (zh) | 一种点焊机电容器用阳极箔的化成方法 | |
| CN105977030A (zh) | 一种超大容量的钽电容器的制备方法 | |
| CN104465097B (zh) | 一种耐高温高可靠性电解电容器的制备方法 | |
| CN104409216B (zh) | 一种Ta2O5‑RuO2/Ta电容器的制作方法 | |
| CN106910633A (zh) | 固体电解质电容器 | |
| CN104021940A (zh) | 一种降低氧化铌电容器等效串联电阻的阴极制备工艺 | |
| JPH11150041A (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
| CN102751102B (zh) | 降低电解电容器等效串联电阻的方法 | |
| WO2011013375A1 (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法 | |
| JP4719823B2 (ja) | ニオブ固体電解コンデンサの製造方法 | |
| CN103295787A (zh) | 电解电容器制造过程中介质氧化膜的处理方法 | |
| JP2007242932A (ja) | 固体電解コンデンサの製造方法および伝送線路素子の製造方法 | |
| JP2021185626A (ja) | アルミニウム電解コンデンサ用電極 | |
| JP6227233B2 (ja) | 固体電解コンデンサ | |
| CN115188593B (zh) | 一种钽电容二氧化锰阴极层界面处理方法 | |
| CN115223798B (zh) | 一种轴向引出有机高分子钽固定电容器的制造方法 | |
| CN101000827B (zh) | 一种固体电解电容器及其制造方法 | |
| CN102820135A (zh) | 一种降低铌电容器高温电容量变化率的工艺方法 | |
| Freeman et al. | Basic Technology |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |