CN110170651A - 一种烧结炉及钽电容的烧结方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种烧结炉及钽电容的烧结方法,该烧结炉包括进气管路、气体循环泵、气体加热器、烧结腔、冷凝器和真空泵组。进气管路与气体循环泵的输入端连通;气体循环泵的输出端与气体加热器的输入端连通;气体加热器的输出端与烧结腔的进气口连通;烧结腔的出气口与冷凝器的输入端连通;冷凝器的输出端与气体循环泵的输入端连通;真空泵组与烧结腔连通。本申请通过将钽电容在同一位设备中完成了去除粘合剂的工艺过程与烧结工艺过程,从而避免了钽电容在不同工艺之间迁移带来的氧接触风险,降低了钽材料产生的氧杂质的含量,进而提高了钽电容的质量和良品率以及由于无需在单独进行两个工艺流程,从而省掉迁移时间,进而提高了生产效率。
Description
技术领域
本申请涉及烧结设备技术领域,具体而言,涉及一种烧结炉及钽电容的烧结方法。
背景技术
阀金属粉末经常用来作为电容器的阳极凝聚粉末。最常用的阀金属材料为钽,以钽作为阳极的电容称为钽电容。在钽电容的制造过程中,阳极钽块由粉末压制后烧结而成。在粉末压制过程中需要加入化学粘合剂,粘合剂的化学杂质在烧结过程中会对电容器电性能和可靠性有重要影响。因此在烧结钽块阳极之前,需要完成钽块去除粘合剂的过程工艺。在传统工艺上,钽块去除粘合剂的过程工艺是在专用的设备中完成的,完成去除粘合剂的钽块需要从去除粘合剂的设备中取出放置到烧结炉中,完成烧结工艺。在上述钽块的转移过程中,会由于吸氧产生钽材料中的氧杂质。
钽电容在生产及加工过程中的增氧,是由于大部分氧元素吸附在阀金属粉末粉粒子的表面(高浓度的氧化物层),氧随着温度的升高也会使氧离子向粒子内部迁移,导致阀金属粉末的氧污染。在阳极形成时,晶型结构的自然氧化物,在温度和场强的作用下会充当有效的晶核,在非晶形介质层基体上继续生长造成对介质层的破坏,会严重影响电容器的漏电流和可靠性。在后续的被模、老炼过程中,由于热应力和电场的冲击,会加剧对介质层疵点的破坏导致电容失效或击穿,降低产品的良品率以及产品的质量。
发明内容
有鉴于此,本申请提供了一种烧结炉及钽电容的烧结方法,可以避免钽材料产生氧杂质,从而提高产品的良品率以及产品的质量。
第一方面,本申请的实施例提供一种烧结炉,其包括进气管路、气体循环泵、气体加热器、烧结腔、冷凝器和真空泵组;所述进气管路与所述气体循环泵的输入端连通;所述进气管路用于充入气体至所述气体循环泵,以通过所述气体循环泵将所述气体输入所述气体加热器;所述气体循环泵的输出端与所述气体加热器的输入端连通;所述气体循环泵用于在开启时,将加热后的气体通入到所述烧结腔并流经位于所述烧结腔内的钽电容表面,以通过高温气体带走所述钽电容内的粘合剂后流入所述冷凝器;所述气体加热器的输出端与所述烧结腔的进气口连通;所述气体加热器用于对进入的所述气体进行加热,并将加热后的所述气体输入所述烧结腔;所述烧结腔的出气口与所述冷凝器的输入端连通;所述烧结腔中盛放有携带有粘合剂的钽电容,所述烧结腔用于对除去所述粘合剂后的钽电容进行真空高温烧结;所述冷凝器的输出端与所述气体循环泵的输入端连通;所述冷凝器用于将所述气体所携带的所述粘合剂冷凝在所述冷凝器中,并将冷却后的气体输出至所述气体循环泵,进行气体循环以及还用于在所述烧结炉完成烧结后对所述烧结腔流出的高温气体进行降温冷却;所述真空泵组与所述烧结腔连通;所述真空泵组用于对所述烧结腔进行抽真空。
在上述实现过程中,本申请通过将钽电容在同一位设备中完成了去除粘合剂的工艺过程与烧结工艺过程,从而避免了钽电容在不同工艺之间迁移带来的氧接触风险,降低了钽材料产生的氧杂质的含量,进而提高了钽电容的质量和良品率。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,还包括出气管路和第一阀门,所述出气管路的输入端与所述第一阀门的输出端连通,所述第一阀门的输入端分别与所述冷凝器和所述气体循环泵连通。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,所述进气管路包括第一进气管、第二进气管和第二阀门,所述第一进气管和所述第二进气管均与所述第二阀门的输入端连通;所述第二阀门的输出端分别与所述冷凝器和所述气体循环泵连通;所述第一进气管用于与空气气源连接;所述第二进气管用于与氩气气源连接。
在上述实现过程中,通过设置第一进气管、第二进气管和第二阀门,以实现控制不同气体在不同时刻进入该烧结炉,进而完成对钽电容的烧结,提高烧结效果。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,所述烧结腔内设有电容器托盘;所述电容器托盘用于盛放所述钽电容。
在上述实现过程中,通过设置电容器托盘,可以使得钽电容能够被固定于固定位置,进而便于对钽电容的烧结。
结合第一方面的第三种可能的实施方式,本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,所述烧结腔内还设有烧结加热器;所述烧结加热器设置在所述电容器托盘边缘;所述烧结加热器用于对置于所述电容器托盘上的所述钽电容进行加热。
结合第一方面的第四种可能的实施方式,本申请实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式,所述烧结腔内还设有保温层。
在上述实现过程中,通过设置保温层,以使加热后的气体通过保温层散发热量来使得钽电容所携带的粘合剂进行挥发,可以有效避免加热后气体直接与钽电容进行接触,而导致钽电容被污染。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式,还包括安全阀,所述安全阀与所述烧结腔连通,用于在所述烧结腔内的气压超过预设阀值时,排出所述烧结腔内的气体。
在上述实现过程中,通过设置安全阀,使得当烧结腔内的气压超过预设阀值时,能够及时排除烧结腔内的气体,以降低安全事故出现的概率。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式,所述冷凝器上还设有第三阀门;所述第三阀门用于在开启时对所述冷凝器中的固液态凝结物进行清理。
在上述实现过程中,通过设置第三阀门可以使得冷凝器中的固液态凝结物能够被及时清理,以避免固液态凝结物被带出冷凝器。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式,所述真空泵组包括第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵;所述第一真空泵的输出端与所述第二真空泵的输入端连通,所述第二真空泵的输出端与所述第三真空泵的输入端连通;所述第三真空泵的输出端与所述烧结腔连通。
在上述实现过程中,通过将第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵串联,以使得对烧结腔内进行抽真空的效果更好,进而提高对烧结腔的烧结效果,进而提高产品的质量以及良品率,进一步提高生产效率。
第二方面,本申请实施例提供的一种钽电容的烧结方法,所述方法应用于第一方面任意一项所述的烧结炉,所述方法包括:将压制好的含粘合剂的钽电容放置在烧结腔中;对所述烧结腔抽真空后再通入气体;开启所述气体加热器,将进入所述气体加热器中的所述气体加热到第一预设温度范围;开启所述气体循环泵,将加热后的所述气体通入到所述烧结腔并流经所述钽电容表面,以通过高温气体带走所述钽电容内的粘合剂后流入所述冷凝器;对所述烧结腔再次抽真空;对再次抽真空的所述烧结腔内的所述钽电容进行加热,以完成对所述钽电容的烧结。
在上述实现过程中,本申请通过将钽电容在同一位设备中完成了去除粘合剂的工艺过程与烧结工艺过程,从而避免了钽电容在不同工艺之间迁移带来的氧接触风险,降低了钽材料产生的氧杂质的含量,进而提高了钽电容的质量和良品率以及由于无需在单独进行两个工艺流程,从而省掉了迁移时间,进而提高了生产效率。
本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,或者,部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定,或者通过实施本公开的上述技术即可得知。
为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,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相关的附图。
图1是本申请实施例提供的烧结炉的结构示意图;
图2为图1所示的烧结炉中I处的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的钽电容的烧结方法的工艺流程图。
图标:100-烧结炉;110-进气管路;120-气体循环泵;130-气体加热器;140-烧结腔;150-冷凝器;160-真空泵组;170-出气管路;180-第一阀门;190-安全阀;111-第一进气管;112-第二进气管;113-第二阀门;141-电容器托盘;142-烧结加热器;143-保温层;151-第三阀门;152-冷却液进口;153-冷却液出口;161-第一真空泵;162-第二真空泵;163-第三真空泵。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
请参照图1至图2,本申请实施例提供一种烧结炉100,其包括进气管路110、气体循环泵120、气体加热器130、烧结腔140、冷凝器150和真空泵组160。
可选地,进气管路110与所述气体循环泵120的输入端连通。
应理解,进气管路110与所述气体循环泵120之间通过管道连接。
可选地,所述进气管路110用于充入气体至所述气体循环泵120,以通过所述气体循环泵120将所述气体输入所述气体加热器130。
可选地,所述进气管路110包括第一进气管111、第二进气管112和第二阀门113。
可选地,所述第一进气管111和所述第二进气管112均与所述第二阀门113的输入端连通。
可选地,所述第一进气管111用于与空气气源连接,以为该烧结炉100通入空气;所述第二进气管112用于与氩气气源连接,以为该烧结炉100通入氩气。
可选地,所述第二阀门113的输出端分别与所述冷凝器150和所述气体循环泵120连通;所述第二阀门113用于控制所述第一进气管111和所述第二进气管112的进气。其中,气体流向可以参照图1中箭头方向。
可选地,所述第二阀门113可以是三通阀,以实现分别对所述第一进气管111和所述第二进气管112的控制。
当然,在实际使用中,所述第一进气管111与所述第二进气管112的进气可以通过与之连接的气源进行控制,如与第一进气管111连接的空气气源,其通过空气气源自带的开关设备来控制空气的输出。
应理解,上述例子仅为示例而非限定。
可选地,所述第二阀门113的输出端与设置在所述冷凝器150与所述气体循环泵120之间的管道连通,即所述冷凝器150与气体循环泵120通过管道连通,该第二阀门113的输出端连接在该管道上。
在上述实现过程中,通过设置第一进气管111、第二进气管112和第二阀门113,以实现控制不同气体在不同时刻进入该烧结炉100,进而完成对钽电容的烧结,提高烧结效果。
在一可能的实施例中,烧结炉100还包括第一压力表G1和第一热电偶R1;所述第一压力表G1安装在所述气体循环泵120与进气管路110之间,第一压力表G1用于检测所述气体循环泵120的输入端的压力值。所述第一热电偶R1安装在所述气体循环泵120与进气管路110之间,用于测量当前气体温度,并将测量的温度与预设温度相减得到温差,并根据所述温差对气体加热器130进行加热或停止对气体加热器130进行加热,例如,当温差大于或等于零时,即测量的温度大于或等于预设温度时,停止对气体加热器130进行加热,当温差小于零时,即测量的温度小于预设温度时,对气体加热器130进行加热,以达到预设温度。
可选地,气体循环泵120的输出端与所述气体加热器130的输入端连通。例如,气体循环泵120的输出端与所述气体加热器130的输入端之间可以通过管道连接。
可选地,所述气体循环泵120用于在开启时,将加热后的气体通入到所述烧结腔140并流经位于所述烧结腔140内的钽电容表面,以通过高温气体带走所述钽电容内的粘合剂后流入所述冷凝器150。例如,所述气体循环泵120可以使气体加压后顺序经过气体加热器130、烧结腔140、冷凝器150,最后再次通入气体循环泵120完成气流循环。
可选地,气体循环泵120的输出端与所述气体加热器130的输入端之间还设有第八阀门F8,第八阀门F8用于控制进入所述气体加热器130的气体流量。
可选地,第八阀门F8可以是可调阀门。
可选地,气体加热器130的输出端与所述烧结腔140的进气口连通;所述气体加热器130用于对进入气体加热器130内的所述气体进行加热,并将加热后的所述气体输入所述烧结腔140。例如,可以将气体加热至350℃,以对烧结腔140中的钽电容(即钽肧块)进行加热,并带出钽肧块中的杂质与粘合剂至所述冷凝器150。以通过冷凝器150来收集钽肧块挥发出的杂质与粘合剂,气体再次与进气管路110处补充的气体一起进入气体循环泵120再次循环,预设时间(例如120分钟)后,完成脱粘合剂工艺。
可选地,粘合剂又可以称为粘结剂。在此,不作具体限定。
在上述实现过程中,通过气体加热器130输出高温气体至烧结腔140,高温气体在进入烧结腔140后会很快扩散到烧结腔140的各个部位,由于高温气体流动性强,能将各个部位均匀加热,从而使得烧结腔140内的温度能保持稳定均匀,进而可以避免现有技术中通过高温加热器加热所导致的粘合剂没有被去除的现象。例如,高温加热器在600℃以下时电阻较小,通过低电压大电流实现加热,在低温加热的时候温控很难稳定在一个范围内,从而会出现冲温的现象,而且低温辐射效率低,导致烧结腔140中心到外壁的之间的温度梯度比较大,使得粘合剂会附着在冷区,使得粘合剂没有被去除,进而降低产品的良品率以及产品的质量,同时也会对设备性能产生不利影响。
在一可能的实施例中,气体加热器130的输出端与所述烧结腔140之间还设有第四阀门F4。
可选地,第四阀门F4用于控制气体加热器130加热后的气体的输出量,进而控制进入烧结腔140的加热后的气体的流量。
可选地,所述第四阀门F4为可调阀门,即可以调节流量的阀门。
在一可能的实施例中,烧结炉100还包括第一通路L和第五阀门F5,第一通路L的输入端与第五阀门F5的输出端连通,所述第五阀门F5的输入端与所述气体循环泵120的输出端连通,所述第一通路L的输出端与所述烧结腔140的进气口连通。
可选地,所述第五阀门F5为可调阀门。
可选地,烧结腔140的出气口与所述冷凝器150的输入端连通;所述烧结腔140中盛放有携带有粘合剂的钽电容,所述烧结腔用于对除去所述粘合剂后的所述钽电容进行真空高温烧结。
可选地,烧结腔140内设有电容器托盘141;所述电容器托盘141用于盛放所述携带有粘合剂的钽电容。
可选地,烧结腔140内还设有烧结加热器142;所述烧结加热器142设置在所述电容器托盘141边缘;所述烧结加热器142用于对置于所述电容器托盘141上的所述钽电容进行加热。例如,烧结加热器142可以将产品加热到2200℃。
可选地,上述边缘是指电容器托盘141的边沿,如电容器托盘141的侧边。也可以是距离电容器托盘141的侧边一定距离。如1厘米或2厘米等。
可选地,所述烧结腔140内还设有保温层143。所述保温层143设于烧结加热器142的外围,所述保温层143与所述烧结腔140之间形成容纳腔,所述气体加热器130输出的加热后的气体输入至所述保温层143(即所述容纳腔内),以通过所述保温层143散发的热量使得电容器托盘141上的钽电容内的粘合剂挥发出来,挥发出的杂质与粘合剂进入冷凝器150进行冷凝。
在一可能的实施例中,所述烧结炉100上设有第二压力表G2。
可选地,冷凝器150的输出端与所述气体循环泵120的输入端连通;所述冷凝器150用于将所述气体所携带的所述粘合剂冷凝在所述冷凝器150中,并将冷却后的气体输出至所述气体循环泵120,进行气体循环以及还用于在所述烧结炉100完成烧结后对所述烧结腔140流出的高温气体进行降温冷却。
可选地,冷凝器150与烧结腔140可以通过管道连接。在冷凝器150与烧结腔140之间还设有第六阀门F6。
可选地,第六阀门F6用于控制气体是否流入冷凝器150。
可选地,冷凝器150上还设有第三阀门151;所述第三阀门151用于在开启时对所述冷凝器150中的固液态凝结物进行清理。例如,对冷凝器150中凝结的粘合剂。
可选地,第三阀门151可以为可拆法兰。
在上述实现方式中,通过设置第三阀门151可以使得冷凝器150中的固液态凝结物能够被及时清理,以避免固液态凝结物被带出冷凝器150。
可选地,冷凝器150包括冷却液进口152和冷却液出口153,以通过冷却液进口152和冷却液出口153来调节冷凝器150中的冷却液。
可选地,冷却液的选取可以根据实际需求进行设置。例如,可以选择用水或相应的溶液冷却,也可接入冷冻机来达到相应的效果。
可选地,所述真空泵组160与所述烧结腔140连通;所述真空泵160组用于对所述烧结腔140进行抽真空。
可选地,所述真空泵组160包括第一真空泵161、第二真空泵162和第三真空泵163。
可选地,所述第一真空泵161的输出端与所述第二真空泵162的输入端连通,所述第二真空泵162的输出端与所述第三真空泵163的输入端连通;所述第三真空泵163的输出端与所述烧结腔140连通。
可选地,所述第一真空泵161可以是扩散泵、罗茨泵和机械真空泵中的任意一种。
可选地,所述第二真空泵162可以是扩散泵、罗茨泵和机械真空泵中的任意一种。
可选地,所述第三真空泵163可以是扩散泵、罗茨泵和机械真空泵中的任意一种。
举例来说,所述第一真空泵161可以是扩散泵、所述第二真空泵162可以是罗茨泵、所述第三真空泵163可以是机械真空泵。又或者是所述第一真空泵161可以是扩散泵、所述第二真空泵162可以是机械真空泵、所述第三真空泵163可以是罗茨泵。在此,不作具体限定。
在上述实现过程中,通过将第一真空泵161、第二真空泵162和第三真空泵163串联,以使得对烧结腔140内进行抽真空的效果更好,进而提高对烧结腔140的烧结效果,进而提高产品的质量以及良品率,进一步提高生产效率。
其中,良品率是指合格产品/产品总量*100%。
可选地,所述第三真空泵163的输出端与所述烧结腔140之间还设有第七阀门F7。第七阀门F7用于调节第三真空泵163抽气压力。
可选地,第七阀门F7可以是可调阀门。
在一可能的实施例中,烧结炉100还包括出气管路170和第一阀门180,所述出气管路170的输入端与所述第一阀门180的输出端连通,所述第一阀门180的输入端分别与所述冷凝器150和所述气体循环泵120连通。
可选地,出气管路170用于排出气体。
可选地,出气管路170的输出端处接有真空机械泵,用于将气体抽出。
可选地,第一阀门180用于控制气体的排出。
在一可能的实施例中,烧结炉100还包括安全阀190,所述安全阀190与所述烧结腔140连通,用于在所述烧结腔140内的气压超过预设阀值时,排出所述烧结腔140内的气体。
基于上述描述,烧结炉100的工作原理是:首先将装有肧块的电容器托盘141放入烧结腔140中,将烧结腔140密封。打开第四阀门F4、第五阀门F5、第一阀门180、第六阀门F6、第八阀门F8,关闭第二阀门113和第七阀门F7。通过出气管路170处连接的真空机械泵,将烧结炉100中的气体抽出达到0.5Pa,此时关闭第一阀门180,打开第二阀门113,在第二进气管112处充入氩气,并打开气体循环泵120帮助气体流通、充分混合;再次关闭第二阀门113,打开第一阀门180,关闭气体循环泵120,在出气管路170处通过机械泵抽真空达到0.5Pa,如此重复3次,来减少烧结炉100中杂质气体的含量,最后一次充入氩气使烧结炉100达到正压0.2Mpa参照第一压力表G1和第二压力表G2,打开气体循环泵120,将气体在烧结炉100中循环,根据第一压力表G1的读数通过第二进气管112与第二阀门113补入一定的氩气(补气过程为闭环),使气体循环泵120的进气口(即输入端)处的压力达到一定的压力。将第五阀门F5关闭,经过气体加热器130将气体充分加热至350℃,充入到烧结腔140中的保温层143中,以加热装在电容器托盘141中的钽电容,带出钽电容中的杂质与粘合剂,通过冷凝器150来收集挥发出的出杂质与粘合剂,气体再次与第二进气管112处补充的气体一起进入气体循环泵120再次循环,120分钟后,完成脱粘合剂工艺。
然后将第六阀门F6、第五阀门F5、第四阀门F4关闭,打开第七阀门F7,通过第一真空泵161、第二真空泵162和第三真空泵163将烧结腔140抽真空达到2*10-3Pa,通过烧结加热器142进行真空高温加热至1850℃保持30分钟,对产品进行烧结。烧结完成后,温度降到400℃以下,关闭第七阀门F7,将第六阀门F6和第五阀门F5打开,通过第二进气管112充入氩气,达到0.2Mpa后,开启气体循环泵120,将氩气在烧结炉100中循环,将烧结腔140中的温度带出,通过冷凝器150再降温,进行快速冷却。将产品冷却到40℃以下,再次将气体抽出,通过第一进气管111充入空气达到5000Pa,再抽出气体,再次充入空气达到5000Pa,如此循环3次对产品进行钝化完成后,取出产品,进而完成对产品的烧结。
为了更直观的体现本申请实施例中的烧结炉100的有益效果,特将本申请实施例中的烧结炉100的烧结实验结果与现有方法进行对比,如表一至表6所示:
表一
表二
表三
表四
表五
表六
结合表一至表六可知,产品的容量C、损耗tanδ(%)基本没有变化,产品的ESR有变小的趋势,产品LC值的最大值变小,没有偏移比较大的产品,离散范围变小,产品的性能相对现有技术比较稳定。
请参照图3,本实施例提供一种钽电容的烧结方法的流程图,应理解,图3所示的方法可以采用图1所示的烧结炉来实现,该方法包括如下步骤:
步骤S101,将压制好的含粘合剂的钽电容放置在烧结腔中。
可选地,可以人工将压制好的含粘合剂的钽电容放置在烧结腔中,也可以是通过机器人或机器手将压制好的含粘合剂的钽电容放置在烧结腔中。在此,不作具体限定。
步骤S102,对所述烧结腔抽真空后再通入气体。
可选地,所述气体为氩气。
当然,在实际使用中,也可以是其他惰性气体,例如,氦(He)、氖(Ne)、氪(Kr)、氙(Xe)。也可以是其他不会影响烧结炉中的烧结的混合气体。在此,不作具体限定。
步骤S103,开启所述气体加热器,将进入所述气体加热器中的所述气体加热到第一预设温度范围。
可选地,第一预设温度范围为200~550℃。
可选地,第一预设温度范围的设定可以根据粘合剂的升化温度进行设置。
步骤S104,开启所述气体循环泵,将加热后的所述气体通入到所述烧结腔并流经所述钽电容表面,以通过高温气体带走所述钽电容内的粘合剂后流入所述冷凝器。
可选地,在进入冷凝器后,在冷凝器的冷却作用下,粘合剂冷凝在冷凝器中。经过30~150分钟的循环后,关闭气体循环泵和气体加热器。
步骤S105,对所述烧结腔再次抽真空。
可选地,步骤S105的具体实施过程请参照上述对烧结炉的工作原理的描述,在此,不再赘述。
步骤S106,对再次抽真空的所述烧结腔内的所述钽电容进行加热,以完成对所述钽电容的烧结。
可选地,将钽电容加热到1200~2200℃的烧结温度,并保持10~60分钟时间。
可选地,步骤S106的具体实施过程请参照上述对烧结炉的工作原理的描述,在此,不再赘述。
在一可能的实施例中,在步骤S106之后,所述方法还包括:对烧结后的钽电容进行降温冷却;取出冷却后的钽电容。
本申请实施例提供的钽电容的烧结方法,通过将压制好的含粘合剂的钽电容放置在烧结腔中;对所述烧结腔抽真空后再通入气体;开启所述气体加热器,将进入所述气体加热器中的所述气体加热到第一预设温度范围;开启所述气体循环泵,将加热后的所述气体通入到所述烧结腔并流经所述钽电容表面,以通过高温气体带走所述钽电容内的粘合剂后流入所述冷凝器;对所述烧结腔再次抽真空;对再次抽真空的所述烧结腔内的所述钽电容进行加热,以完成对所述钽电容的烧结。使得钽电容在同一位设备中完成了去除粘合剂的工艺过程与烧结工艺过程,避免了钽电容在不同工艺之间迁移带来的氧接触风险,提高了钽电容的质量和良品率以及由于无需在单独进行两个工艺流程,从而省掉了迁移时间,进而提高了生产效率。
需要说明的是,本申请实施例提供的烧结炉以及烧结方法不仅仅可以用于烧结钽,还可以用于烧结必须先在固定设备中进行除粘合剂后,再移动至烧结炉中进行烧结的材料。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种烧结炉,其特征在于,包括:进气管路、气体循环泵、气体加热器、烧结腔、冷凝器和真空泵组;
所述进气管路与所述气体循环泵的输入端连通;所述进气管路用于充入气体至所述气体循环泵,以通过所述气体循环泵将所述气体输入所述气体加热器;
所述气体循环泵的输出端与所述气体加热器的输入端连通;所述气体循环泵用于在开启时,将加热后的气体通入到所述烧结腔并流经位于所述烧结腔内的钽电容表面,以通过高温气体带走所述钽电容内的粘合剂后流入所述冷凝器;
所述气体加热器的输出端与所述烧结腔的进气口连通;所述气体加热器用于对进入的所述气体进行加热,并将加热后的所述气体输入所述烧结腔;
所述烧结腔的出气口与所述冷凝器的输入端连通;所述烧结腔中盛放有携带有粘合剂的钽电容,所述烧结腔用于对除去所述粘合剂后的钽电容进行真空高温烧结;
所述冷凝器的输出端与所述气体循环泵的输入端连通;所述冷凝器用于将所述气体所携带的所述粘合剂冷凝在所述冷凝器中,并将冷却后的气体输出至所述气体循环泵,进行气体循环以及还用于在所述烧结炉完成烧结后对所述烧结腔流出的高温气体进行降温冷却;
所述真空泵组与所述烧结腔连通;所述真空泵组用于对所述烧结腔进行抽真空。
2.根据权利要求1所述的烧结炉,其特征在于,还包括出气管路和第一阀门,所述出气管路的输入端与所述第一阀门的输出端连通,所述第一阀门的输入端分别与所述冷凝器和所述气体循环泵连通。
3.根据权利要求1所述的烧结炉,其特征在于,所述进气管路包括第一进气管、第二进气管和第二阀门,所述第一进气管和所述第二进气管均与所述第二阀门的输入端连通;所述第二阀门的输出端分别与所述冷凝器和所述气体循环泵连通;
所述第一进气管用于与空气气源连接;
所述第二进气管用于与氩气气源连接。
4.根据权利要求1所述的烧结炉,其特征在于,所述烧结腔内设有电容器托盘;
所述电容器托盘用于盛放所述钽电容。
5.根据权利要求4所述的烧结炉,其特征在于,所述烧结腔内还设有烧结加热器;
所述烧结加热器设置在所述电容器托盘边缘;
所述烧结加热器用于对置于所述电容器托盘上的所述钽电容进行加热。
6.根据权利要求5所述的烧结炉,其特征在于,所述烧结腔内还设有保温层。
7.根据权利要求1所述的烧结炉,其特征在于,还包括安全阀,所述安全阀与所述烧结腔连通,用于在所述烧结腔内的气压超过预设阀值时,排出所述烧结腔内的气体。
8.根据权利要求1所述的烧结炉,其特征在于,所述冷凝器上还设有第三阀门;
所述第三阀门用于在开启时对所述冷凝器中的固液态凝结物进行清理。
9.根据权利要求1所述的烧结炉,其特征在于,所述真空泵组包括第一真空泵、第二真空泵和第三真空泵;
所述第一真空泵的输出端与所述第二真空泵的输入端连通,所述第二真空泵的输出端与所述第三真空泵的输入端连通;所述第三真空泵的输出端与所述烧结腔连通。
10.一种钽电容的烧结方法,其特征在于,所述方法应用于如权利要求1-9任意一项所述的烧结炉,所述方法包括:
将压制好的含粘合剂的钽电容放置在烧结腔中;
对所述烧结腔抽真空后再通入气体;
开启所述气体加热器,将进入所述气体加热器中的所述气体加热到第一预设温度范围;
开启所述气体循环泵,将加热后的所述气体通入到所述烧结腔并流经所述钽电容表面,以通过高温气体带走所述钽电容内的粘合剂后流入所述冷凝器;
对所述烧结腔再次抽真空;
对再次抽真空的所述烧结腔内的所述钽电容进行加热,以完成对所述钽电容的烧结。
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