鈮電解電容器制造工藝技術(shù)研究

許寧輝　劉軍

摘要：我國在鈮電容器制造工藝上進(jìn)行專項(xiàng)研究的頂尖技術(shù)人才比較缺少，因此要加大鈮電容器制造工藝方面的學(xué)習(xí)力度，跟上電力事業(yè)發(fā)展的步伐。本文擬通過鈮電解電容器的主要結(jié)構(gòu)的研究，探索鈮電解電容器制造工藝中的被膜工藝，這項(xiàng)工作是鈮電解電容器制造與生產(chǎn)中的重要工序。

關(guān)鍵詞：鈮電解電容器制造工藝工序

中圖分類號：TF84 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（b）-0087-01

1鈮電解電容器主要結(jié)構(gòu)介紹

鈮電解電容器的組成主要分為兩大部分，即陰極和陽極。陰極是由一類介質(zhì)為Nb205的半導(dǎo)體MnO2形成，陽極是由鈮引出線與燒結(jié)鈮塊這兩類材料組成。石墨與Ag一起交合作用引出陰極的這一部分，以銀膏作引線框架跟燒結(jié)鈮塊結(jié)合成陰極引出線，還用傳統(tǒng)的焊接的工藝把引線框架與燒結(jié)鈮塊結(jié)合成陽極引出線，最外面就用環(huán)氧樹脂包起來，以激光的方式在環(huán)氧樹脂上面注明相應(yīng)的符號與標(biāo)記，通過外觀處理與核查，制作成了鈮成品的電解電容器。這是該電容器成品的結(jié)構(gòu)制作原理，這是一類性能比較好的使用年限較長的電子元器件，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、移動(dòng)通訊、家居電器產(chǎn)品以及深化的航天航空相關(guān)行業(yè)。

2鈮電解電容器的電性能參數(shù)

固態(tài)的鈮電解電容器的主要電性能參數(shù)體現(xiàn)為這樣四個(gè)方面：漏電流和等效串聯(lián)電阻（ESR）、在損耗角正切、有標(biāo)稱電容量以及額定電壓等。這四方面的參數(shù)重點(diǎn)體現(xiàn)著電容器性能的常用參數(shù)。由于本文篇幅有限，下面重點(diǎn)介紹兩方面的電容性能參數(shù)。

2.1 電容量

鈮電容器的容量，在學(xué)術(shù)界通常用這樣的公式來表示：C=s/t

用這個(gè)公式中的“E”表示的是一類介電常數(shù)，，而公式中的字母“C”表示電容量，Nb205的數(shù)值為27?！皌”則為電容器介質(zhì)膜的厚度值?！癝”一般情況下表示的是電容器的表面積。介質(zhì)膜厚度值是鈮電容器的形成電壓來產(chǎn)生的，常規(guī)的狀態(tài)下是每伏特20安培，假設(shè)是厚度用形成電壓VF表示的話，那么關(guān)系就變?yōu)椋篊=ks/VF。這個(gè)式子中，K就是常數(shù)項(xiàng)，一般取值為1.35。

鈕電容器的存儲容量是根據(jù)形成電壓和芯子的表面積來確定的。芯子的表面積部分包含了如鈮粉成型、燒結(jié)并組合起來的的許多的孔燒結(jié)塊細(xì)孔的綜合表面積，一般是用CV值來確定。電容存儲容量則是電容的芯子的濕式容量（Cw），不過芯子的表面上所特有的固體狀的電解質(zhì)做成電容器以后，固態(tài)的容量（CS）會(huì)減少一部分。

2.2 額定電壓

額定的電壓是指在一定的相對室外環(huán)境溫度的情況下，所能夠加入到電容器上的最高的直流工作電壓的相關(guān)系列數(shù)值，這個(gè)數(shù)值一般是比較穩(wěn)定的，所以叫做“額定電壓（一般用英文UR表示）。額定電壓盡管不是用來測量電容器的容量系數(shù)，不過由于其加載在電容器上，它與工作狀態(tài)的電壓數(shù)值有密切的關(guān)系，一般在學(xué)術(shù)界的判別辦法是用低于正常的額定電壓值的測定。在使用電容產(chǎn)品時(shí)，如果降低了施加電壓對于延長產(chǎn)品使用時(shí)間有非常明顯的意義。

通常情況下，固態(tài)的鈮電解電容器的額定電壓系列常由如下數(shù)值組合而成：

4.0，6.3，10，16，20，25，35，50

科學(xué)上，用UR來表達(dá)額定電壓，單位是伏特（V），當(dāng)然這僅僅是指直流的電壓數(shù)值。

3鈮電解電容器的被膜制造工藝技術(shù)分析

在許多電力生產(chǎn)過程中，鈮電解電容器的制造工藝有許多，被膜工藝是其中的重點(diǎn)工藝。這項(xiàng)工作是鈮電解電容器制造與生產(chǎn)中的重要工序，且根據(jù)不一樣的鈮電容器被膜方法與工藝的使用，就會(huì)有不一樣的特性的電解電容器。下文將對鈮電解電容器的被膜工藝特點(diǎn)作詳細(xì)分析。

3.1 被膜制造工藝含義

被膜的工藝對鈮電容的損耗角正切大小、等效串聯(lián)電阻以及漏電流電容量的穩(wěn)定性等參數(shù)特征有主導(dǎo)作用。要真正地提高鈮電解電容器的工作性能，就要從不一樣的思維維度去探求新的鈮電解電容器的被膜工藝方法與工藝，這其中主要有干式被膜法、化學(xué)還原法、濕式被膜法電解法等四類，這些方法與工藝對不一樣的方法生成二氧化錳層的化學(xué)有物理相關(guān)性能及對電容器的特殊的性能的施加影響，都進(jìn)行了詳盡的、深入的、廣泛的探究，其中經(jīng)常充分的實(shí)踐運(yùn)用，成功開創(chuàng)了濕式被膜法。最近的研究表明，在被膜浸漬與被膜次數(shù)兩方面的實(shí)踐探究結(jié)果證實(shí)了鈮電解電容器的硝酸錳浸漬的次數(shù)同有關(guān)的化學(xué)與物理參數(shù)與成比較大的聯(lián)系性、相關(guān)性。

3.2 鈮電解電容器的被膜制造工藝工序介紹

鈮電解電容器的被膜制造工藝被膜工序是指所有的組成陰極層作業(yè)類的統(tǒng)稱，它可以簡略地分成這樣幾道小工序。

（1）進(jìn)行空燒。鈮電解電容器的被膜制造工藝進(jìn)行空燒的主要是為了除掉Nb205氧化膜層上的表面上的相關(guān)雜碎物質(zhì)，另外就是為了激發(fā)Nb205氧化膜層的表面上的活性度，以確保它表面的物理附著性以及化學(xué)浸潤性。

（2）深入浸漬。剛才在鈮電解電容器的被膜制造工藝提及了許多次的將有關(guān)介質(zhì)浸漬到Mn（MO3）2這種溶液當(dāng)中，為了讓這類Mn（MO3）2溶液逐步深入地浸潤到Nb205氧化膜層的內(nèi)部去，這種用來工藝所用的溶液的濃度會(huì)由稀薄變?yōu)檩^濃。

（3）脫水程序。由于Mn（MO3）2這種特殊溶液在浸潤的過程當(dāng)中，主要是以六個(gè)結(jié)晶水的化學(xué)形態(tài)而存在的，加入脫水這道程序的根本目的主要是為了使電容器被膜過程中去除這六個(gè)結(jié)晶狀態(tài)的水。具體的反映方程公式表示是這樣的：

（4）常態(tài)熱分解。這個(gè)過程就是為了完成如下公式的反映，以形成相關(guān)的陰極層。公式為：

（5）促進(jìn)中間形成。為修補(bǔ)Nb205氧化膜層就要進(jìn)行確保中間介質(zhì)的形成，這個(gè)過程不是很快，修補(bǔ)的原理跟賦能工序的一般的形成過程相差無幾。

3結(jié)語

電子儀器設(shè)備的科學(xué)家們經(jīng)過許許多多的綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)和有關(guān)圖片的詳細(xì)分析，證實(shí)了鈮電解電容器的被膜工藝的新技術(shù)不僅可以取得性能較為穩(wěn)健MnO的陰極層，還可以提升生產(chǎn)效益與提高制造工藝效率。

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