CN101329951B - 一种高频无极性有引线固体钽电解电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高频无极性有引线固体钽电解电容器，涉及固体电解电容器技术领域，其基本结构包括绝缘外壳(2)、钽芯子(1)、引出线(4)、环氧树脂封装层(3)，用粘接银浆将两块超薄钽芯子(1)串联粘接牢固，再将两钽芯子上的钽丝(6)分别点焊在引出引线上，将点焊好引线的钽芯子放入外壳(2)中，再用液体环氧树脂填充在外壳内空隙处，将外壳填满即可。本发明的无极性有引线固体钽电解电容器高频特性优良，重量轻、安装尺寸小，安装方便牢固，节约了安装空间，减小了重量，因而可更广泛的应用于各种电子线路中。
Description
技术领域
本发明涉及一种固体电解电容器，尤其涉及一种高频无极性有引线固体电解电容器；本发明还涉及该固体电解电容器的制备方法。
背景技术
随着电子信息设备不断向数字化、脉动化方向发展，要求现在的金属封装的固体电解质钽电容器向无极性发展，以满足航空、航天、通讯等设备的需要。
现有的无极性有引线固体电解电容器的基本结构包括绝缘外壳2、两个钽芯子1、引出线4，所述钽芯子1呈圆柱形、其外表面包覆有阴极层，每个钽芯子1通过其上端的钽丝6分别与引出线4相连，钽芯子阴极层与绝缘外壳2通过封装层3相连接，由金属绝缘子7密封。由于现有的无极性有引线固体电解电容器产品采用直径为5～6.5mm的圆柱体钽芯子为阳极，使得产品体积大、表面积小、高频特性差；现有产品的封装层为金属锡，产品重量重，给产品的固定带来了极大的困难；由于产品的引出线为直径0.6mm的圆形镍线，往往采用软固定，然后再用硅橡胶固定，当产品应用于做高速运动的卫星、导弹或飞机的设备时，由于产品安装固定不牢，因共振产生的剪切力大，容易导致产品引线断裂。由于现有的无极性有引线电解电容器存在以上问题，影响到该产品在电子线路中的使用范围。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的上述问题，提供一种结构尺寸小、重量轻、高频特性好，安装方便、牢固的高频无极性有引线固体钽电解电容器。
本发明的另一目的是提供一种上述无极性有引线固体钽电解电容器的制造方法。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种高频无极性有引线固体钽电解电容器，包括绝缘外壳2、两个钽芯子1、两个引出线4，所述钽芯 子1通过封装层3固定在外壳2内，钽芯子1的外表面包覆有阴极层，每个钽芯子通过其上端的钽丝6分别与引出线4相连，其特征在于所述钽芯子1呈长方体形，两个钽芯子外的阴极层通过银浆层5相串联，通过封装层3固定于绝缘外壳2内。
所述钽芯子1的厚度为1～2mm。
所述引出线4呈扁平片状。
所述钽丝6与引出线4通过点焊相连。
所述封装层3为液体环氧树脂，由环氧树脂、缩胺、邻苯二甲酸二丁脂、气相白炭黑、二氧化硅按比例配制而成，所述组成的比例范围为：环氧树脂50％～80％、缩胺5％～24％、邻苯二甲酸二丁脂5％～10％、气相白炭黑1％～6％、二氧化硅1％～20％。
所述外壳2为金属或环氧树脂或塑料等绝缘物。
本发明的高频无极性有引线固体钽电解电容器的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
①向钽粉中加入重量百分比为4％的粘结剂，混匀后按所需规格压制成长方体形，将压制成型的钽块置于坩埚中，在1000～2050℃、真空压力3～10×10 -3Pa的条件下烧结、钝化30min，去除粘结剂，将去除粘结剂后的钽块浸入盛有浓度为0.6％、温度为65℃的磷酸溶液中，将其与电源正极连接，同时溶液与电源负极连接，接通电源，使钽块在恒定的电流密度下升压至设定电压，在此电压下保持2h，将钽块制为带有钽丝的钽芯子；
②将钽芯子浸渍在比重为1.1～1.46g/cc的硝酸锰溶液中，在230±5℃的水汽气氛下加热使硝酸锰分解，重复此过程，完成钽芯子的阴极层包覆；
③在钽芯子的阴极面上涂上导电粘接银浆，使两钽芯子的阴极平行粘接在一起：将被膜后的钽芯子在PH值9～13、2～6％的胶体石墨乳溶液中浸渍1～6分钟，在150℃下烘干30～50min，然后在含银量为45～65％的银浆中浸渍，浸渍高度为产品的65～90％，在空气中搁置10～30min后在150～165℃下烘干50～120min，将两个钽芯子由粘接银浆进行侧面粘接，然后在120℃～280 ℃下固化15～60min；
④用点焊机将钽芯子的钽丝点焊于引出线上；
⑤将点焊好引出引线的钽芯子放入规定的外壳中，用液体环氧树脂填充固定。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的高频无极性有引线固体钽电解电容器采用二只超薄方形钽芯子反向串联，然后通过液体环氧树脂封装固定，增大了钽块的表面积，其100KHz高频下的ESR值(ESR值为电容的等效串联电阻，ESR值越低则其高频特性越好)仅为传统无极性钽电解电容器的五分之一左右。同时电容器自身重量，产品体积也明显减小，其重量、体积仅为传统无极性钽电解电容器的十分之一，产品厚度为CA72A型相同规格的三分之一，因此安装方便；且其引出线为片状结构，与电路板连接固定，接触面积大，与电路板之间可通过锡焊方式连接固定，固定较为牢固；由于本发明的无极性有引线固体钽电解电容器高频特性优良，重量轻、安装尺寸小，安装方便牢固，节约了安装空间，减小了重量，因而可更广泛的应用于各种电子线路中。
附图说明
图1为本发明高频无极性有引线固体钽电解电容器主视图；
图2为图1的右视图；
图3为现有技术中固体钽电解电容器结构示意图；
图4为现有技术固体钽电解电容器绝缘子结构示意图；
图中标记：1-钽芯子，2-外壳，3-封装层，4-引出线，5--银浆层，6-钽丝，7-绝缘子。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
①取300克钽粉，按照4％的重量比例称取12克粘结剂樟脑，将两者混合并充分搅拌均匀，按照所需要的规格压制成8mm×6mm×1.1mm的长方体形，将压制成型的钽块置于坩埚中，在1000～2050℃、真空压力3～10×10-3Pa的条件下烧结、钝化30min，然后降至室温后破空出炉，去除粘结剂，经检测，钽块中的杂质碳含量为95ppm；
将去除粘结剂后的钽块浸入盛有浓度为0.6％、温度为65℃的磷酸溶液中，工艺条露出溶液面，将其与电源正极连接，同时溶液与电源负极连接，接通电源，使钽阳极块在恒定的电流密度下升压至设定电压，在此电压下保持2h，将钽块制为容量200uF的带有钽丝6的钽芯子1；
②将钽芯子1浸渍在比重为1.1～1.46g/cc的硝酸锰溶液中，在230±5℃的水汽气氛下加热使硝酸锰分解，重复此过程，完成钽芯子1的阴极层包覆；
③在钽芯子1的阴极面上涂上导电粘接银浆，使两钽芯子1的阴极平行粘接在一起：将被膜后的钽芯子1在PH值9～13、2～6％的胶体石墨乳溶液中浸渍1～6分钟，在150℃下烘干30～50min，然后在含银量为45～65％的银浆中浸渍，浸渍高度为产品的65～90％，在空气中搁置10～30min后在150～165℃下烘干50～120min，将两个钽芯子1由粘接银浆进行侧面粘接，然后在120℃～280℃下固化15～60min；
④用点焊机将钽芯子1的钽丝6点焊于引出线4上；
⑤将点焊好引出引线的钽芯子1放入10mm×7mm×3mm的环氧树脂外壳2中，用液体环氧树脂填充固定，在自然条件下固化24小时，形成额定电压6V容量100uF的无极性电容器。
步骤⑤所述液体环氧树脂由环氧树脂、缩胺、邻苯二甲酸二丁脂、气相白炭黑、二氧化硅按配制而成，所述组成的比例范围为：环氧树脂70％、缩胺10％、邻苯二甲酸二丁脂10％、气相白炭黑6％、二氧化硅4％。
按上述方法所制备的无极性有引线固体钽电解电容器，包括外观尺寸为10mm×7mm×3mm的绝缘外壳2、两个呈长方体形的钽芯子1、两个扁平片状的引出线4，所述钽芯子1通过液态环氧树脂所形成的封装层3固定在外壳2内，钽芯子1的外表面包覆有阴极层，两个钽芯子外的阴极层通过银浆层5相串联，每个钽芯子通过其上端的钽丝6分别与引出线4相连。
该电解电容器的重量为2.15g，与CA72A型电容器的25g相比，其重量仅 为传统的电容器的十分之一。与现有的CA72A型产品额定电压6V容量100uF的外观尺寸16.5mm×8.6mm×22mm相比，其体积也仅为传统的电容器的十分之一，产品厚度为CA72A型相同规格的三分之一。用高频测试仪器直接测试额定电压6V容量100uF的CA72A型电容器和本实施例的电容器在100KHz条件下的ESR实测值，其结果见表1。
表1ESR实测值比较(mΩ)
实施例2
取300克钽粉，按照4％的重量比例称取12克粘结剂樟脑，将两者混合并充分搅拌均匀，按照所需要的规格压制成8mm×6mm×1mm的长方体形，按照实施例1的方法去除粘结剂后将钽块制为容量200uF的钽芯子1，完成钽芯子1的阴极层包覆，在钽芯子1的阴极面上涂上导电粘接银浆，使两只钽芯子1的阴极平行粘接在一起，用点焊机将钽芯子1的钽丝6点焊于引出线4上；将点焊好引出引线的钽芯子1放入10mm×7mm×3mm的金属绝缘外壳2中，用液体环氧树脂填充固定，在自然条件下固化24小时，形成额定电压6V容量100uF的无极性电容器。
上述液体环氧树脂由环氧树脂、缩胺、邻苯二甲酸二丁脂、气相白炭黑、二氧化硅按配制而成，所述组成的比例范围为：环氧树脂80％、缩胺5％、邻苯二甲酸二丁脂9％、气相白炭黑5％、二氧化硅1％。
实施例3
取300克钽粉，按照4％的重量比例称取12克粘结剂樟脑，将两者混合并充分搅拌均匀，按照所需要的规格压制成8mm×6mm×2mm的长方体形，按照实施例1的方法去除粘结剂后将钽块制为容量200uF的钽芯子1，完成钽芯子1的阴极层包覆，在钽芯子1的阴极面上涂上导电粘接银浆，使两只钽芯子1的阴极平行粘接在一起，用点焊机将钽芯子1的钽丝6点焊于引出线4上；将点焊好引出引线的钽芯子1放入10mm×7mm×3mm的塑料外壳2中，用液体环氧 树脂填充固定，在自然条件下固化24小时，形成额定电压6V容量100uF的无极性电容器。
上述液体环氧树脂由环氧树脂、缩胺、邻苯二甲酸二丁脂、气相白炭黑、二氧化硅按配制而成，所述组成的比例范围为：环氧树脂50％、缩胺24％、邻苯二甲酸二丁脂5％、气相白炭黑1％、二氧化硅20％。
Claims (1)
1.一种高频无极性有引线固体钽电解电容器，包括绝缘外壳(2)、两个钽芯子(1)、两个引出线(4)，所述钽芯子(1)通过封装层(3)固定在外壳(2)内，钽芯子(1)的外表面包覆有阴极层，每个钽芯子通过其上端的钽丝(6)分别与引出线(4)相连，两个钽芯子外包覆的阴极层通过银浆层(5)相串联，通过封装层(3)固定于绝缘外壳(2)内，所述引出线(4)为扁平片状引出线，其特征在于：所述钽芯子(1)呈长方体形，厚度为1～2mm，所述引出线(4)与钽丝(6)通过点焊相连，所述封装层(3)为液体环氧树脂，由环氧树脂、缩胺、邻苯二甲酸二丁脂、气相白炭黑、二氧化硅按比例配制而成，所述组成的比例范围为：环氧树脂50％～80％、缩胺5％～24％、邻苯二甲酸二丁脂5％～10％、气相白炭黑1％～6％、二氧化硅1％～20％。
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