鈮電解電容器制造工藝技術研究

許寧輝　劉軍

摘要：我國在鈮電容器制造工藝上進行專項研究的頂尖技術人才比較缺少，因此要加大鈮電容器制造工藝方面的學習力度，跟上電力事業發展的步伐。本文擬通過鈮電解電容器的主要結構的研究，探索鈮電解電容器制造工藝中的被膜工藝，這項工作是鈮電解電容器制造與生產中的重要工序。

關鍵詞：鈮電解電容器制造工藝工序

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

1鈮電解電容器主要結構介紹

鈮電解電容器的組成主要分為兩大部分，即陰極和陽極。陰極是由一類介質為Nb205的半導體MnO2形成，陽極是由鈮引出線與燒結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鈮塊結合成陰極引出線，還用傳統的焊接的工藝把引線框架與燒結鈮塊結合成陽極引出線，最外面就用環氧樹脂包起來，以激光的方式在環氧樹脂上面注明相應的符號與標記，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構制作原理，這是一類性能比較好的使用年限較長的電子元器件，廣泛應用于計算機、移動通訊、家居電器產品以及深化的航天航空相關行業。

2鈮電解電容器的電性能參數

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

2.1 電容量

鈮電容器的容量，在學術界通常用這樣的公式來表示：C=s/t

用這個公式中的“E”表示的是一類介電常數，，而公式中的字母“C”表示電容量，Nb205的數值為27。“t”則為電容器介質膜的厚度值。“S”一般情況下表示的是電容器的表面積。介質膜厚度值是鈮電容器的形成電壓來產生的，常規的狀態下是每伏特20安培，假設是厚度用形成電壓VF表示的話，那么關系就變為：C=ks/VF。這個式子中，K就是常數項，一般取值為1.35。

鈕電容器的存儲容量是根據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、燒結并組合起來的的許多的孔燒結塊細孔的綜合表面積，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做成電容器以后，固態的容量（CS）會減少一部分。

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系列數值，這個數值一般是比較穩定的，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，不過由于其加載在電容器上，它與工作狀態的電壓數值有密切的關系，一般在學術界的判別辦法是用低于正常的額定電壓值的測定。在使用電容產品時，如果降低了施加電壓對于延長產品使用時間有非常明顯的意義。

通常情況下，固態的鈮電解電容器的額定電壓系列常由如下數值組合而成：

4.0，6.3，10，16，20，25，35，50

科學上，用UR來表達額定電壓，單位是伏特（V），當然這僅僅是指直流的電壓數值。

3鈮電解電容器的被膜制造工藝技術分析

在許多電力生產過程中，鈮電解電容器的制造工藝有許多，被膜工藝是其中的重點工藝。這項工作是鈮電解電容器制造與生產中的重要工序，且根據不一樣的鈮電容器被膜方法與工藝的使用，就會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作詳細分析。

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、等效串聯電阻以及漏電流電容量的穩定性等參數特征有主導作用。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有物理相關性能及對電容器的特殊的性能的施加影響，都進行了詳盡的、深入的、廣泛的探究，其中經常充分的實踐運用，成功開創了濕式被膜法。最近的研究表明，在被膜浸漬與被膜次數兩方面的實踐探究結果證實了鈮電解電容器的硝酸錳浸漬的次數同有關的化學與物理參數與成比較大的聯系性、相關性。

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類的統稱，它可以簡略地分成這樣幾道小工序。

（1）進行空燒。鈮電解電容器的被膜制造工藝進行空燒的主要是為了除掉Nb205氧化膜層上的表面上的相關雜碎物質，另外就是為了激發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介質浸漬到Mn（MO3）2這種溶液當中，為了讓這類Mn（MO3）2溶液逐步深入地浸潤到Nb205氧化膜層的內部去，這種用來工藝所用的溶液的濃度會由稀薄變為較濃。

（3）脫水程序。由于Mn（MO3）2這種特殊溶液在浸潤的過程當中，主要是以六個結晶水的化學形態而存在的，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結晶狀態的水。具體的反映方程公式表示是這樣的：

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

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

3結語

電子儀器設備的科學家們經過許許多多的綜合實驗數據、實驗和有關圖片的詳細分析，證實了鈮電解電容器的被膜工藝的新技術不僅可以取得性能較為穩健MnO的陰極層，還可以提升生產效益與提高制造工藝效率。

參考文獻

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