铌电解电容器制造工艺技术研究

2012-04-29许宁辉刘军

科技资讯 2012年23期

许宁辉　刘军

摘要：我国在铌电容器制造工艺上进行专项研究的顶尖技术人才比较缺少，因此要加大铌电容器制造工艺方面的学习力度，跟上电力事业发展的步伐。本文拟通过铌电解电容器的主要结构的研究，探索铌电解电容器制造工艺中的被膜工艺，这项工作是铌电解电容器制造与生产中的重要工序。

关键词：铌电解电容器制造工艺工序

中图分类号：TF84 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0087-01

1铌电解电容器主要结构介绍

铌电解电容器的组成主要分为两大部分，即阴极和阳极。阴极是由一类介质为Nb205的半导体MnO2形成，阳极是由铌引出线与烧结铌块这两类材料组成。石墨与Ag一起交合作用引出阴极的这一部分，以银膏作引线框架跟烧结铌块结合成阴极引出线，还用传统的焊接的工艺把引线框架与烧结铌块结合成阳极引出线，最外面就用环氧树脂包起来，以激光的方式在环氧树脂上面注明相应的符号与标记，通过外观处理与核查，制作成了铌成品的电解电容器。这是该电容器成品的结构制作原理，这是一类性能比较好的使用年限较长的电子元器件，广泛应用于计算机、移动通讯、家居电器产品以及深化的航天航空相关行业。

2铌电解电容器的电性能参数

固态的铌电解电容器的主要电性能参数体现为这样四个方面：漏电流和等效串联电阻（ESR）、在损耗角正切、有标称电容量以及额定电压等。这四方面的参数重点体现着电容器性能的常用参数。由于本文篇幅有限，下面重点介绍两方面的电容性能参数。

2.1 电容量

铌电容器的容量，在学术界通常用这样的公式来表示：C=s/t

用这个公式中的“E”表示的是一类介电常数，，而公式中的字母“C”表示电容量，Nb205的数值为27。“t”则为电容器介质膜的厚度值。“S”一般情况下表示的是电容器的表面积。介质膜厚度值是铌电容器的形成电压来产生的，常规的状态下是每伏特20安培，假设是厚度用形成电压VF表示的话，那么关系就变为：C=ks/VF。这个式子中，K就是常数项，一般取值为1.35。

钮电容器的存储容量是根据形成电压和芯子的表面积来确定的。芯子的表面积部分包含了如铌粉成型、烧结并组合起来的的许多的孔烧结块细孔的综合表面积，一般是用CV值来确定。电容存储容量则是电容的芯子的湿式容量（Cw），不过芯子的表面上所特有的固体状的电解质做成电容器以后，固态的容量（CS）会减少一部分。

2.2 额定电压

额定的电压是指在一定的相对室外环境温度的情况下，所能够加入到电容器上的最高的直流工作电压的相关系列数值，这个数值一般是比较稳定的，所以叫做“额定电压（一般用英文UR表示）。额定电压尽管不是用来测量电容器的容量系数，不过由于其加载在电容器上，它与工作状态的电压数值有密切的关系，一般在学术界的判别办法是用低于正常的额定电压值的测定。在使用电容产品时，如果降低了施加电压对于延长产品使用时间有非常明显的意义。

通常情况下，固态的铌电解电容器的额定电压系列常由如下数值组合而成：

4.0，6.3，10，16，20，25，35，50

科学上，用UR来表达额定电压，单位是伏特（V），当然这仅仅是指直流的电压数值。

3铌电解电容器的被膜制造工艺技术分析

在许多电力生产过程中，铌电解电容器的制造工艺有许多，被膜工艺是其中的重点工艺。这项工作是铌电解电容器制造与生产中的重要工序，且根据不一样的铌电容器被膜方法与工艺的使用，就会有不一样的特性的电解电容器。下文将对铌电解电容器的被膜工艺特点作详细分析。

3.1 被膜制造工艺含义

被膜的工艺对铌电容的损耗角正切大小、等效串联电阻以及漏电流电容量的稳定性等参数特征有主导作用。要真正地提高铌电解电容器的工作性能，就要从不一样的思维维度去探求新的铌电解电容器的被膜工艺方法与工艺，这其中主要有干式被膜法、化学还原法、湿式被膜法电解法等四类，这些方法与工艺对不一样的方法生成二氧化锰层的化学有物理相关性能及对电容器的特殊的性能的施加影响，都进行了详尽的、深入的、广泛的探究，其中经常充分的实践运用，成功开创了湿式被膜法。最近的研究表明，在被膜浸渍与被膜次数两方面的实践探究结果证实了铌电解电容器的硝酸锰浸渍的次数同有关的化学与物理参数与成比较大的联系性、相关性。

3.2 铌电解电容器的被膜制造工艺工序介绍

铌电解电容器的被膜制造工艺被膜工序是指所有的组成阴极层作业类的统称，它可以简略地分成这样几道小工序。

（1）进行空烧。铌电解电容器的被膜制造工艺进行空烧的主要是为了除掉Nb205氧化膜层上的表面上的相关杂碎物质，另外就是为了激发Nb205氧化膜层的表面上的活性度，以确保它表面的物理附着性以及化学浸润性。

（2）深入浸渍。刚才在铌电解电容器的被膜制造工艺提及了许多次的将有关介质浸渍到Mn（MO3）2这种溶液当中，为了让这类Mn（MO3）2溶液逐步深入地浸润到Nb205氧化膜层的内部去，这种用来工艺所用的溶液的浓度会由稀薄变为较浓。

（3）脱水程序。由于Mn（MO3）2这种特殊溶液在浸润的过程当中，主要是以六个结晶水的化学形态而存在的，加入脱水这道程序的根本目的主要是为了使电容器被膜过程中去除这六个结晶状态的水。具体的反映方程公式表示是这样的：

（4）常态热分解。这个过程就是为了完成如下公式的反映，以形成相关的阴极层。公式为：

（5）促进中间形成。为修补Nb205氧化膜层就要进行确保中间介质的形成，这个过程不是很快，修补的原理跟赋能工序的一般的形成过程相差无几。

3结语

电子仪器设备的科学家们经过许许多多的综合实验数据、实验和有关图片的详细分析，证实了铌电解电容器的被膜工艺的新技术不仅可以取得性能较为稳健MnO的阴极层，还可以提升生产效益与提高制造工艺效率。

参考文献

[1] 钟晖，李荐，戴艳阳，等.铌电解电容器最新研究发展动态[J].稀有金属，2002，26（2）：139-142.

[2] 卢云，蒋美莲，杨邦朝，等.铌电解电容器研究动态[J].材料导报，2005，19（5）：23-25.