第一節(jié) 鉭電容基本生產(chǎn)技術(shù)、工藝

    鉭電解電容器是將鉭粉與粘合劑混合、壓制、燒結(jié)后得到的燒結(jié)體經(jīng)陽極氧化后，通過硝酸錳的熱分解，形成固體電解質(zhì)的二氧化錳，經(jīng)石墨層，導(dǎo)電涂料層涂敷后，進(jìn)行陰極、陽極引線連接后模塑封裝成為片式元器件。

鉭電容的生產(chǎn)過程：首先將純度9919%以上的鉭粉與樟腦等有機(jī)溶劑滲混、溶解，埋入鉭引線加壓成形。然后在1500～2000℃高溫真空中燒結(jié)，使粉粒與鉭引線溶融粘結(jié)，然后在電解液(磷酸溶液)中加壓氧化，形成電解氧化膜(Ta2O5)，它的介電常數(shù)很高(ε=23～27)。再進(jìn)行硝酸錳熱分解反應(yīng)，形成固體電解質(zhì)的MnO2層。一般浸漬，熱分解應(yīng)反復(fù)多次，才能被燒結(jié)體表面的多孔粘附Mn2O2。

涂敷石墨層和導(dǎo)電涂料層也是為電解質(zhì)表面能有良好的電連接不可缺少的工序，點(diǎn)銀漿，使用導(dǎo)電粘接劑與陽極連接后，將引線框架與陽極鉭引線點(diǎn)焊牢固。

以上為前工序，然后進(jìn)行塑封，一般采用加入無機(jī)質(zhì)填充物的環(huán)氧樹脂由專用模具塑封。最后是老化、切斷引線框架，引線打彎、成型檢驗(yàn)后編帶包裝，為后工序。

第二節(jié) 鉭電容新技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用情況

2009年11月，Vishay Intertechnology，Inc.宣布，推出采用glass-to-tantalum新型密封的新系列鉭外殼液鉭電容器——136D。對于高可靠性應(yīng)用，136D器件可在-55℃～+85℃溫度范圍內(nèi)工作，在電壓降額的情況下可在+200℃下工作，在120Hz和+25℃條件下的ESR低至0.44Ω。

商用的136D電容器等同于軍用型的CLR90和CLR91器件，軍用型器件是按照軍標(biāo)MIL-PRF-39006/30和39006/31的性能要求設(shè)計(jì)的。另外，此次發(fā)布的器件等同于以前Tansitor的EQ和ER型，以及Kemet的T190和T191型器件。

液鉭電容器針對電源、軍工、航空、航天和石油勘探設(shè)備中的定時(shí)、濾波、電壓保持和儲能應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。

外殼編碼為C、F、T和K的器件容值為1.7μF～2200μF，在120Hz和+25℃條件下的標(biāo)準(zhǔn)容值容差為±20%，也提供±10%和±5%的容差。136D系列提供標(biāo)準(zhǔn)的鉛/錫端子，也提供符合RoHS指令的100%錫端子，并提供標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展等級。

第三節(jié) 鉭電容國外技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

鉭粉技術(shù)和封裝技術(shù)的不斷發(fā)展，有力的提升了單位體積鉭電容的容值和電壓，新型鉭電容體積更小，容值更大。

國外已開發(fā)出S殼產(chǎn)品，體積是2×0.85×0.85，容量范圍0.47μF～47μF，工作電壓2V～16V。國內(nèi)通過對10～15萬超高比容鉭粉的應(yīng)用 研究 ，已開發(fā)出P殼產(chǎn)品，體積2×1.25×1.25，容量范圍0.1μF到10μF，工作電壓范圍2V～20V。

日本在電子元器件小型化、高密度化的發(fā)展過程中，對片式鉭電容的生產(chǎn)提出了很高的要求，1992年秋發(fā)表了厚度小于0.1mm，體積為0.075mm3的科研成果。目前，最薄厚度為0.037mm，引線為0.05mm的片式鉭電容已試制成功，把片式鉭電容的小型化大大推進(jìn)了一步。

第四節(jié) 鉭電容技術(shù)開發(fā)熱點(diǎn)、難點(diǎn) 分析

國外鉭電容 行業(yè) 一直致力于產(chǎn)品的小型化、大容量、低阻抗等方面的發(fā)展。目前全球有能力生產(chǎn)薄膜鉭電容的制造商不超過4家。

第五節(jié) 鉭電容未來技術(shù)發(fā)展趨勢

1、高可靠

隨著電子元件的進(jìn)一步小型化，工業(yè)設(shè)備尤其是各種自動(dòng)輔助設(shè)備中已開始大量使用片式鉭電容。為了確保電控設(shè)備正常動(dòng)轉(zhuǎn)，并適用于各種惡劣環(huán)境，對片式鉭電容的可靠性提出了越來越高的要求。為了提高該類電容器的可靠性，科技人員制訂了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)以便對鉭粉和陰極材料進(jìn)行精選，并研制成功了高致密度的固體電解質(zhì)。因此，該類產(chǎn)品可通過各種環(huán)境性能檢測，能在300℃的溫度下耐受再流焊30秒，并可在溫度為85℃、相對濕度為85%的條件下保證壽命達(dá)1000小時(shí)，還可有-55～+125℃之間耐受1000次溫度循環(huán)。

2、小體積化

近年來，由于整機(jī)制造商正致力于改善電子設(shè)備的性能，提高元件的貼裝密度，因此迫切需要進(jìn)一步降低片式鉭電容的體積。目前，尺寸為2×1.25×0.5mm的超小型片式鉭電容已經(jīng)問世，其工作電壓為6.3～10V，容量為0.1～0.68μF。普通A型片式鉭電容的尺寸為3.2×1.6×1.6mm，工作電壓為1.6V，容量為10～22μF。目前平面尺寸為3.4×2.8mm的B型片鉭電容的工作電壓6.3V，容量為22μF。今后，科技人員仍將進(jìn)一步提高上述電容器的容量。

3、高頻低等效串聯(lián)電阻（ESR）

1）高頻特性

半導(dǎo)體 行業(yè) 的發(fā)展速度日益增長，切換操作頻率已由1GHz提高到了2.2GHz。在1GHz的頻率下，電壓電平必須在1ns的時(shí)間內(nèi)從0V轉(zhuǎn)換到所需的電壓，才能滿足半導(dǎo)體元器件正常操作的需要?，F(xiàn)今的電子設(shè)備的供電電壓逐漸減小，已下降到1～3V范圍內(nèi)，同時(shí)也要求轉(zhuǎn)換電路能將來自高壓源的高電壓轉(zhuǎn)換到所需電壓。現(xiàn)存的最快的電源電路的操作時(shí)間需要10μs，因此，即使用最快的電源電路，在半導(dǎo)體器件的開關(guān)時(shí)間內(nèi)，也不能滿足半導(dǎo)體器件的供電需求，這將使半導(dǎo)體器件的整體性能受到一定的影響。實(shí)際上，電源的開關(guān)響應(yīng)時(shí)間與元器件所要求時(shí)間不一致的現(xiàn)象，被認(rèn)為是引起噪聲的主要原因。大量的實(shí)驗(yàn)證明，電子設(shè)備中大約90%的噪聲是由這種問題引起的。

鉭電容器能有效地解決諸如上述電源開關(guān)響應(yīng)時(shí)間與元器件要求不協(xié)調(diào)的問題，使其需求量處于增長的趨勢。將來對電容器的要求，除了要具有大容量、低內(nèi)阻外，還要求其能在需要的場合進(jìn)行快速放電。

2）低電阻電容器

鉭電容器主要是由鉭絲構(gòu)成的。在1000℃的真空條件下，將一個(gè)由鉭粉末制成的矩形鉭框燒結(jié)在鉭絲的周圍。鉭粉末粒子的大小為0.3μm，這些粒子形成固態(tài)多孔材料，孔的大小為1μm，孔使矩形鉭框的表面積增大，增大了電容器的容量。將該元件浸入到特定的液體中，可在矩形鉭框的表面形成絕緣氧化層Ta2O5，該絕緣氧化層作為電容器的介電層，而絕緣層下的鉭作為電容器的陽極。電容器的陰極用二氧化錳，通常是將矩形鉭框浸入到液態(tài)錳酸鹽中獲得。但是用這種方法制作電容器的陰極，將使電容器內(nèi)阻的減小受到一定的限制。為彌補(bǔ)這個(gè)不足，美國一科學(xué)家已開發(fā)出了用一種導(dǎo)電聚合物作為陰極的方案，擺脫了在減小電容器內(nèi)阻方面的束縛，為此，該人獲得了2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

免責(zé)申明：本文僅為中經(jīng)縱橫 市場 研究 觀點(diǎn)，不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)行為。如有其他問題，敬請來電垂詢：4008099707。特此說明。