CN110797216B - 一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法 - Google Patents

一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于钽电容器制备技术领域，尤其是一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法，通过提高压制密度，改变成型方式，提高烧结温度及烧结时间的方法，使钽芯强度得到增强，钽芯不易掉块缺角，钽粉中杂质得到有效去除，通过改良后的形成方法，得到了具有优良电性能的钽芯，再结合老炼工艺处理，使得制备出的非固体电解质钽电容器电压可达到180V，电容量可达到0.047μF，具有高电压，超小电容量的特点。

Description

一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法
技术领域
本发明属于钽电容器制备技术领域，尤其是一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法。
背景技术
电子整机的小型化发展，促进了钽电容器一方面朝着高电压、大容量方向发展，另一方面对于高电压、小容量的小体积钽电容器依然保持强劲需求；非固体电解质钽电解电容器由于具有体积小、漏电流低、可靠性高等优势，长期受到电路设计师的大量采用；但由于受到钽粉比容以及工艺技术的限制，在高电压、小容量型电容器方面电路设计师们只能选用瓷介、薄膜等其它电容器,瓷介电容器及铝电解电容器由于具有容量误差大等缺点，在一些精度要求较高的电子电路中，电路设计师们面临无电容器可选的尴尬。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法，相比于现有非固体电解质钽电容器，电压160V，电容量0.47μF，克服了其电压低、电容量大的缺点，同时保留了传统非固体电解质钽电容器的圆柱形外观和银壳装配后封装方式。
具体包括以下步骤：选用比容≥1000μFV/g的钽粉为原料，采用
Figure BDA0002275480980000011
Figure BDA0002275480980000012
成型模具手工成型，得到的钽块放入温度为2000-2100℃高温炉中进行煅烧50-80min，冷却至20-40℃后，出炉，采用硫酸-乙二醇溶液进行分电压段升压形成，得到钽芯，将钽芯放入硫酸电解液中浸渍50-80min，再经装配、锡焊封装、老炼处理即可。
进一步的，所述装配采用耐高压电解液装配，所述锡焊封装按照常规方式即可。
进一步的，所述一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法，其特征在于，所述煅烧后的钽块比容为600-1000μFV/g。
进一步的，所述分电压段升压形成具体为：0～100V升压电流密度35mA/g，到100V时恒压1h；100～200V升压电流密度20mA/g，到150V时恒压1h，200～270V升压电流密度10mA/g，到270V时恒压4h。
进一步的，所述
Figure BDA0002275480980000021
成型模具，高度为0.5mm，压制密度为10g/cm3。
进一步的，所述老炼老化处理具体为室温180V老练6h，升温后100V老炼6h，160V老炼12h，180V老化48h。
有益效果：
本发明通过选用较低比容的钽粉，结合烧结工艺，使得烧结后的钽块钽粉的比容达到600-1000μFV/g范围，从而利于后续分电压段升压形成，使得制备出的钽芯具有优异的Ta2O5介质氧化膜，尤其是通过提高压制密度，改变成型方式，提高烧结温度及烧结时间的方法，使钽芯强度得到增强，钽芯不易掉块缺角，钽粉中杂质得到有效去除，通过改良后的形成方法，得到了具有优良电性能的钽芯，再结合老炼工艺处理，使得制备出的非固体电解质钽电容器电压可达到180V，电容量可达到0.047μF，具有高电压，超小电容量的特点。
本发明方案制备的电容器经过检测，其电性能数据如下表1：
表1本方法制备的180V0.047μF电容器参数
容量(μF) 损耗(％) 电流(μA)
0.045～0.048 0.85～1.12 0.04～0.08
从表1可知，本发明方法不仅成功制造出高电压超小容量的非固体电解质钽电容器，而且本方法所制造的电容器电容量精度高，损耗低，漏电流小；与已有非固体电解质钽电容器相比电压提高了20V，电容量从0.47μF降低到0.047μF，电容量降低了一个数量级。
具体实施方式
下面结核具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法，具体包括以下步骤：选用比容为1200μFV/g的钽粉为原料，采用
Figure BDA0002275480980000031
成型模具手工成型，得到的钽块放入温度为2000℃高温炉中进行煅烧50min，冷却至20℃后，出炉，采用硫酸-乙二醇溶液进行分电压段升压形成，得到钽芯，将钽芯放入硫酸电解液中浸渍50min，使用耐高压电解液装配，按照常规方式进行锡焊封装，然后进行老炼处理即可。
进一步的，所述一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法，其特征在于，所述煅烧后的钽块比容为600μFV/g。
进一步的，所述分电压段升压形成具体为：0～100V升压电流密度35mA/g，到100V时恒压1h；100～200V升压电流密度20mA/g，到150V时恒压1h，200～270V升压电流密度10mA/g，到270V时恒压4h。
进一步的，所述
Figure BDA0002275480980000032
成型模具，高度为0.5mm，压制密度为10g/cm3。
进一步的，所述老炼老化处理具体为室温180V老练6h，升温后100V老炼6h，160V老炼12h，180V老化48h。
实施例2
一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法，具体包括以下步骤：选用比容为1600μFV/g的钽粉为原料，采用
Figure BDA0002275480980000033
成型模具手工成型，得到的钽块放入温度为2100℃高温炉中进行煅烧80min，冷却至40℃后，出炉，采用硫酸-乙二醇溶液进行分电压段升压形成，得到钽芯，将钽芯放入硫酸电解液中浸渍80min，使用耐高压电解液装配，按照常规方式进行锡焊封装，然后进行老炼处理即可。
进一步的，所述一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法，其特征在于，所述煅烧后的钽块比容为1000μFV/g。
进一步的，所述分电压段升压形成具体为：0～100V升压电流密度35mA/g，到100V时恒压1h；100～200V升压电流密度20mA/g，到150V时恒压1h，200～270V升压电流密度10mA/g，到270V时恒压4h。
进一步的，所述
Figure BDA0002275480980000041
成型模具，高度为0.5mm，压制密度为10g/cm3。
进一步的，所述老炼老化处理具体为室温180V老练6h，升温后100V老炼6h，160V老炼12h，180V老化48h。
实施例3
一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法，具体包括以下步骤：选用比容为1000μFV/g的钽粉为原料，采用
Figure BDA0002275480980000042
成型模具手工成型，得到的钽块放入温度为2100℃高温炉中进行煅烧60min，冷却至30℃后，出炉，采用硫酸-乙二醇溶液进行分电压段升压形成，得到钽芯，将钽芯放入硫酸电解液中浸渍60min，使用耐高压电解液装配，按照常规方式进行锡焊封装，然后进行老炼处理即可。
进一步的，所述一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法，其特征在于，所述煅烧后的钽块比容为800μFV/g。
进一步的，所述分电压段升压形成具体为：0～100V升压电流密度35mA/g，到100V时恒压1h；100～200V升压电流密度20mA/g，到150V时恒压1h，200～270V升压电流密度10mA/g，到270V时恒压4h。
进一步的，所述
Figure BDA0002275480980000043
成型模具，高度为0.5mm，压制密度为10g/cm3。
进一步的，所述老炼老化处理具体为室温180V老练6h，升温后100V老炼6h，160V老炼12h，180V老化48h。
在此有必要指出的是，以上实施例和试验例仅限于对本发明的技术方案做进一步的阐述和理解，不能理解为对本发明的技术方案做进一步的限定，本领域技术人员作出的非突出实质性特征和显著进步的发明创造，仍然属于本发明的保护范畴。

Claims (3)

1.一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：选用比容≥1000μFV/g的钽粉为原料，采用成型模具手工成型，得到的钽块放入温度为2000-2100℃高温炉中进行煅烧50-80min，冷却至20-40℃后，出炉，采用硫酸-乙二醇溶液进行分电压段升压形成，得到钽芯，将钽芯放入硫酸电解液中浸渍50-80min，再经装配、锡焊封装、老炼处理即可；
所述煅烧后的钽块比容为600-1000μFV/g；
所述分电压段升压形成具体为：0～100V升压电流密度35mA/g，到100V时恒压1h；100～200V升压电流密度20mA/g，到150V时恒压1h，200～270V升压电流密度10mA/g，到270V时恒压4h；
所述老炼处理具体为室温180V老练6h，升温后100V老炼6h，160V老炼12h，180V老化48h。
2.如权利要求1所述一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：选用比容≥1000μFV/g的钽粉为原料，采用成型模具手工成型，得到的钽块放入温度为2100℃高温炉中进行煅烧60min，冷却至30℃后，出炉，采用硫酸-乙二醇溶液进行分电压段升压形成，得到钽芯，将钽芯放入硫酸电解液中浸渍60min，使用耐高压电解液装配，按照常规方式进行锡焊封装，然后进行老炼处理即可。
3.如权利要求1或2所述一种高压超小容量非固体电解质钽电解电容器的制备方法，其特征在于，所述成型模具，高度为0.5mm，压制密度为10g/cm3。
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