CN106158382A - 一种可降低钽电容器容量变化率的阳极钽块的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种可降低钽电容器容量变化率的阳极钽块的制备方法，包括以下步骤：(1)选择用于阳极钽块成型的钽粉；(2)设计阳极钽块的形成电压或上限压实密度，并设计其相应的规格参数；(3)使用步骤(1)所选择的钽粉，并按照步骤(2)中的相关参数压制形成阳极钽块；(4)将成型的阳极钽块进行真空烧结。本发明在产品的生产工艺允许的范围内，通过增加阳极钽块的实际密度，或提高阳极钽块的烧结温度，或适当降低烧结后阳极钽块的比容，有效降低了非固体钽电解电容器在125℃条件下其容量变化率，解决了非固体钽电解电容器的高温时容量变化大的问题，为市场的对该类型产品高精度要求提供了生产制造保障。
Description
技术领域
本发明属于非固体电解质钽电容器制造技术领域，具体涉及一种可降低钽电容器容量变化率的阳极钽块的制备方法。
背景技术
钽电解电容器的容量变化率受多种因素的制约，特别是工作电解液的含量直接影响容量变化率。钽电解电容器由于其体积小、容量大、漏电流小、低损耗、寿命长等诸多优异性能而被广泛的应用于各种民用和军用电子产品中。随着工业革命的发展和深入，对元器件的精度要求越来越严格，作为元器件中的重要一员，对电容器的容量精度要求也越来越高，特别是针对非固体钽电解电容器，由于此类产品工作电解液的特殊性，使其对温度的敏感性很强，在温度变化时，非固体钽电解电容器的容量变化率随着温度的变化而发生变化。而随着钽电容器执行标准的提高，对电容器容量变化精度要求也加严，使得此类电容器的生产制造面临着严峻考验。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种可降低钽电容器容量变化率的阳极钽块的制备方法，该可降低钽电容器容量变化率的阳极钽块的制备方法通过增加阳极钽块烧结后的实际密度，或提高阳极钽块 的烧结温度，或适当降低烧结后阳极钽块的比容，解决了非固体钽电解电容器的125℃(电容器标准测试温度)时容量变化大的问题。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种可降低钽电容器容量变化率的阳极钽块的制备方法，包括以下步骤：
(1)选择用于阳极钽块成型的钽粉；
(2)设计阳极钽块的形成电压或上限压实密度，并设计其相应的规格参数；
(3)使用步骤(1)所选择的钽粉，并按照步骤(2)中的相关参数压制形成阳极钽块；
(4)将成型的阳极钽块进行真空烧结。
所述步骤(1)中选用的钽粉比容为1000～50000μF·V/g。
所述步骤(2)中阳极钽块的形成电压高于其额定电压的1.5倍，并低于钽粉的击穿电压。
所述步骤(2)中阳极钽块为圆柱体，且所述阳极钽块的直径范围φ2.5～φ16mm，高度范围2.5～35mm，上限压实密度范围5g/cm3～11g/cm3。
所述步骤(4)的烧结温度为1300～2050℃，烧结时间为10min～60min，烧结炉内的真空度为10-4tor～10-5tor。
本发明的有益效果在于：在产品的生产工艺允许的范围内，通过增加阳极钽块烧结后的实际密度，或提高阳极钽块的烧结温度，或适当降低烧结后阳极钽块的比容，有效降低了非固体钽电解电容器在125℃(电容器行业标准中高温测试温度)条件下其容量变化率，解决了非固体钽电解电容器的高温时容量变化大的问题，为市场的对该 类型产品高精度要求提供了生产制造保障。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案(实施例以FTP150钽粉和75V33μF为例)，但要求保护的范围并不局限于所述。
实施例一：
一种可降低钽电容器容量变化率的阳极钽块的制备方法，包括以下步骤：
(1)根据非固体钽电容器生产原理，选择用于阳极钽块成型的钽粉，所述钽粉的比容为；
(2)由于比容为15000μF·V/g的钽粉的击穿电压为180V左右，而产品的额定电压为75V，因此将阳极钽块的形成电压设计为120V，外形尺寸根据该规格外形尺寸设定为根据此类钽粉的常规压实密度范围为5～6g/cm3设定压实密度为5.5g/cm3；
(3)使用步骤(1)所选择的钽粉，并按照步骤(2)中的相关参数压制形成阳极钽块；
(4)将成型的阳极钽块进行真空烧结，烧结温度为1600℃，时间为30min；烧结后，产品的实际密度为7.0g/cm3，烧结后阳极钽块的比容为14000μF·V/g。
以XX型号产品75V33μF进行试验，使用按照上述步骤生产出来的阳极钽块生产钽电容器，在125℃的条件下，钽电容器的容量变化如表1所示，其变化率在5.7～6.5％之间。
表1 125℃条件下，钽电容器容量变化率
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| C0(μF) | 34.3 | 33.9 | 33.9 | 34.0 | 34.1 | 34.0 | 34.0 | 33.9 | 34.0 | 34.0 |
[0025] [0025]
| C1(μF) | 36.2 | 35.9 | 36.0 | 36.1 | 36.3 | 36.0 | 36.2 | 35.9 | 36.2 | 36.1 |
| ΔC/C0(％) | 5.7 | 5.8 | 6.1 | 6 | 6.3 | 5.8 | 6.4 | 6 | 6.5 | 6 |
实施例二：
一种可降低钽电容器容量变化率的阳极钽块的制备方法，包括以下步骤：
(1)根据非固体钽电容器生产原理，选择用于阳极钽块成型的钽粉，所述钽粉的比容为FTP150；
(2)由于比容为15000μF·V/g的钽粉的击穿电压为180V左右，而产品的额定电压为75V，因此将阳极钽块的形成电压设计为120V，外形尺寸根据该规格外形尺寸设定为根据此类钽粉的常规压实密度范围为5～6g/cm3设定压实密度为5.5g/cm3；
(3)使用步骤(1)所选择的钽粉，并按照步骤(2)中的相关参数压制形成阳极钽块；
(4)将成型的阳极钽块进行真空烧结，烧结温度为1650℃，时间为30min；烧结后，产品的实际密度为7.2g/cm3，烧结后阳极钽块的比容为13000μF·V/g。
同样以实施例一中产品75V33μF进行试验，使用按照上述步骤生产出来的阳极钽块生产钽电容器，在125℃的条件下，钽电容器的容量变化如表1所示，其变化率在3.5～5.6％之间。
表2 125℃条件下，钽电容器容量变化率
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| C0(μF) | 34.3 | 33.9 | 33.9 | 34.0 | 34.1 | 34.0 | 34.0 | 33.9 | 34.0 | 34.0 |
| C1(μF) | 35.9 | 35.1 | 35.3 | 35.2 | 35.7 | 35.9 | 35.9 | 35.4 | 35.8 | 35.5 |
| ΔC/C0(％) | 4.7 | 3.5 | 4.1 | 3.5 | 4.7 | 5.6 | 5.6 | 4.4 | 5.3 | 4.4 |
实施例三：
一种可降低钽电容器容量变化率的阳极钽块的制备方法，包括以下步骤：
(1)根据非固体钽电容器生产原理，选择用于阳极钽块成型的钽粉，所述钽粉的比容为FTP150；
(2)由于比容为15000μF·V/g的钽粉的击穿电压为180V左右，而产品的额定电压为75V，因此将阳极钽块的形成电压设计为120V，外形尺寸根据该规格外形尺寸设定为根据此类钽粉的常规压实密度范围为5～6g/cm3设定压实密度为5.5g/cm3；
(3)使用步骤(1)所选择的钽粉，并按照步骤(2)中的相关参数压制形成阳极钽块；
(4)将成型的阳极钽块进行真空烧结，烧结温度为1550℃，时间为30min；烧结后，产品的实际密度为6.6g/cm3，烧结后阳极钽块的比容为15000μF·V/g。
同样以实施例一和二中产品75V33μF进行试验，使用按照上述步骤生产出来的阳极钽块生产钽电容器，在125℃的条件下，钽电容器的容量变化如表1所示，其变化率在12.8～16.1％之间。
表3 125℃条件下，钽电容器容量变化率
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| C0(μF) | 33.9 | 35.2 | 34.4 | 34.4 | 34.4 | 34.4 | 34.3 | 34.1 | 34.1 | 34.5 |
| C1(μF) | 38.6 | 40.9 | 38.9 | 39.5 | 39.7 | 39.6 | 39.6 | 39.3 | 39.5 | 38.9 |
| ΔC/C0(％) | 13.9 | 16.1 | 13.1 | 14.8 | 15.4 | 15.1 | 15.5 | 15.2 | 15.8 | 12.8 |
将上述实施例一、实施例二和实施例三进行对比可以看出，通过在产品的生产工艺允许的范围内，通过增加阳极钽块烧结后的实际密度或提高阳极钽块的烧结温度，或适当降低烧结后阳极钽块的比容，有效降低了非固体钽电解电容器在125℃条件下其容量变化率，解决了非固体钽电解电容器的高温时容量变化大的问题，为市场的对该类型产品高精度要求提供了生产制造保障。
Claims (5)
1.一种可降低钽电容器容量变化率的阳极钽块的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)选择用于阳极钽块成型的钽粉；
(2)设计阳极钽块的形成电压或上限压实密度，并设计其相应的规格参数；
(3)使用步骤(1)所选择的钽粉，并按照步骤(2)中的相关参数压制形成阳极钽块；
(4)将成型的阳极钽块进行真空烧结。
2.如权利要求1所述的可降低钽电容器容量变化率的阳极钽块的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中选用的钽粉比容为1000～50000μF·V/g。
3.如权利要求1所述的可降低钽电容器容量变化率的阳极钽块的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中阳极钽块的形成电压高于其额定电压的1.5倍，并低于钽粉的击穿电压。
4.如权利要求1所述的可降低钽电容器容量变化率的阳极钽块的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中阳极钽块为圆柱体，且所述阳极钽块的直径范围φ2.5～φ16mm，高度范围2.5～35mm，上限压实密度范围5g/cm3～11g/cm3。
5.如权利要求1所述的可降低钽电容器容量变化率的阳极钽块的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)的烧结温度为1300～2050℃，烧结时间为10min～60min，烧结炉内的真空度为10-4tor～10-5tor。
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| US6965510B1 (en) * | 2003-12-11 | 2005-11-15 | Wilson Greatbatch Technologies, Inc. | Sintered valve metal powders for implantable capacitors |
| CN101494120A (zh) * | 2009-03-02 | 2009-07-29 | 株洲宏达电子有限公司 | 全密封非固体电解质全钽电容器的阴极制备工艺方法 |
| CN104377039A (zh) * | 2014-11-06 | 2015-02-25 | 中国振华（集团）新云电子元器件有限责任公司 | 一种避免钽电容器损耗角正切值超差的方法 |
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