CN104916442B - 组合式高能复合钽电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合式高能复合钽电容器及其制造方法，该电容器包括：各钽电容器的表面及上端面均设有绝缘层，各钽电容器之间经导线电气连接后成串联结构或并联结构后设在金属外壳内；正极引出线连在各钽电容器连接后的正极上；负极引出线连在各钽电容器连接后的负极上；导热硅胶封装体封装在金属外壳内固定各钽电容器及它们的连接导线；上盖密封在金属外壳开口上，密封住金属外壳内的导热硅胶封装体及各钽电容器和它们的连接导线；正、负极引出线穿过导热硅胶封装体和金属外壳预留孔引出至金属外壳外。该电容器可靠性更高，热稳定性好、漏电流低、温度范围宽、相同封装尺寸容量提高了30％或电压提高20％、能够承受不连续的3V反向电压。
Description
技术领域
本发明涉及钽电容器制备领域，特别是涉及一种组合式高能复合钽电容器及其制造方法。
背景技术
目前在大功率的脉冲电路中，都需要一种单位体积内的容量密度和能量密度大的电容器。
现有大功率脉冲电路中使用的一般为铝电解电容器。它是由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，***一卷铝箔做正极而制成的电容器称作铝电解电容器。它的芯子是由阳极铝箔、浸有电解液的衬垫纸、阴极铝箔、天然氧化膜等重叠卷绕而成的，芯子含浸电解液后用铝壳和胶盖半密闭起来就构成一个铝电解电容器。一般情况下，铝电解电容器的铝壳外面都有一个塑料套管。这种铝电解电容器由于铝电容器的漏电大，热稳定性差，半密封形式，体积过大，而且这种铝电解电容器适用温度范围仅为-55℃～+105℃。
目前还有使用多只银外壳非固体电解质钽电容器通过导线进行串联及并联组合后封装在金属壳体，以单支银外壳非固体钽电容器的外壳为负极，内部为钽芯子，介质层为五氧化二钽，电解液为由硫酸及去极化剂(硫酸铜或硫酸氧钒)组成的溶液，玻璃绝缘子作为盖进行气密封。这种电容器不可承受反向电压，由于外壳为金属银，当电路中存在微弱的反向电压时，会导致外壳的银离子迁移到钽芯子上，使得产品的漏电流增大，导致产品失效。
发明内容
基于上述现有技术所存在的问题，本发明提供一种组合式高能复合钽电容器及其制造方法，可以解决目前使用的高压大容量电容器的漏电大，热稳定性差，体积过大，使用温度范围窄，不能承受反向电压等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种组合式高能复合钽电容器，包括：
若干钽电容器、导线、金属外壳、导热硅胶封装体、上盖、正极引出线和负极引出线；其中，
所述若干钽电容器的各钽电容器的表面及上端面均设有绝缘层，各钽电容器之间经导线电气连接后成为串联结构或并联结构，连接后的各钽电容器设在所述金属外壳内；
所述正极引出线连接在各钽电容器连接后形成的串联结构或并联结构的正极上；所述负极引出线连接在各钽电容器连接后形成的串联结构或并联结构的负极上；
所述导热硅胶封装体封装在所述金属外壳内固定各钽电容器及它们的连接导线；
所述上盖密封在所述金属外壳的开口上，密封住所述金属外壳内的导热硅胶封装体及各钽电容器和它们的连接导线；
所述正、负极引出线穿过所述导热硅胶封装体和金属外壳预留孔引出至所述金属外壳外。
本发明实施例还提供一种组合式高能复合钽电容器的制造方法，包括：
选取若干钽电容器，对各钽电容器的表面及上端面进行绝缘处理形成绝缘层；
通过焊接方式用导线将各钽电容器连接成串联结构或并联结构，连接后的各钽电容器放入金属外壳内；
正极引出线连接在各钽电容器连接后形成的串联结构或并联结构的正极上；负极引出线连接在各钽电容器连接后形成的串联结构或并联结构的负极上
向所述金属外壳内灌导热硅胶使其固化，固化前向所述金属外壳的开口加上盖密封住所述金属外壳内的导热硅胶封装体及各钽电容器和它们的连接导线，使其内的导热硅胶彻底固化形成导热硅胶封装体，固定所述金属外壳内固定各钽电容器及它们的连接导线，所述正、负极引出线穿过所述导热硅胶封装体和金属外壳预留孔引出至所述金属外壳外，再进行测试筛选，以及后序的打印、包装、入库检验工序，即完成组合式高能复合钽电容器的制造。
本发明的有益效果为：通过将若干钽电容器表面及上端面均设有绝缘层后，再通过导线连接成串联或并联结构经导热硅胶封装体和上盖密封封装在金属外壳内，形成组合式钽电容器，由于各钽电容器表明及上端的绝缘层，以及配合导热硅胶封装体封装，使得该组合式钽电容器的可靠性更高，热稳定性更好、漏电流低、温度范围宽、相对目前电容器，相同封装尺寸的产品容量提高了30％或电压提高20％、能够承受不连续的3V反向电压，相比现有电容器更高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的组合电容器的结构图；
图2为本发明实施例提供的组合电容器的串联结构的电路示意图；
图3为本发明实施例提供的组合电容器的单支钽电容器的结构图；
图4为本发明实施例提供的组合电容器的制造方法流程图；
图中各标号对应的部件为：1-钽电容器；11-玻璃绝缘子；12-聚四氟乙烯薄膜；13-钽外壳顶盖；14-薄膜滤纸；15-第二薄膜滤纸；16-阳极芯子；17-第三薄膜滤纸；18-氧化钌片；19-第四薄膜滤纸；110-钽外壳；111-第五薄膜滤纸；2-金属外壳；3-绝缘层；4-导热硅胶封装体；5-上盖；6-正极引出线；7-负极引出线；8-导线。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
图1所示为本发明实施例提供的一种组合式高能复合钽电容器，是一种电化学电容器的能量密度高、功率大，并且具有传统的电解电容器工作电压高、钽电容器体积容量比小的复合钽电容器，其具有更完善的交流特性，可以满足脉冲功率技术的要求，包括：若干钽电容器、导线、金属外壳、导热硅胶封装体、上盖、正极引出线和负极引出线；
其中，若干钽电容器的各钽电容器的表面及上端面均设有绝缘层，各钽电容器之间经导线电气连接后成为串联结构或并联结构，连接后的各钽电容器设在金属外壳内；图2示出了各钽电容器经导线连接后成为串联结构的电路图。
正极引出线连接在各钽电容器连接后形成的串联结构或并联结构的正极上；负极引出线连接在各钽电容器连接后形成的串联结构或并联结构的负极上；
导热硅胶封装体封装在金属外壳内固定各钽电容器及它们的连接导线；
上盖密封在金属外壳的开口上，密封住金属外壳内的导热硅胶封装体及各钽电容器和它们的连接导线；
正、负极引出线穿过导热硅胶封装体和金属外壳预留孔引出至金属外壳外，金属外壳预留孔为设在金属外壳上，引出电极线用的预留孔。
上述复合钽电容器使用的若干钽电容器，为同一规格的钽电容器，同一规格的钽电容器是指各钽电容器的容量与耐压基本一致，有误差也在允许的范围内。若干钽电容器中的钽电容器采用钽金属外壳的非固体钽电解电容器或环氧封装的非固体钽电解电容器。单个钽电容器内部结构如图3所示，由玻璃绝缘子、聚四氟乙烯薄膜、钽外壳顶盖、薄膜滤纸、第二薄膜滤纸、阳极芯子、第三薄膜滤纸、氧化钌片、第四薄膜滤纸、钽外壳和第五薄膜滤纸构成。进一步的，还可以添加至少一个薄膜电容器，与各钽电容器组成所述串联结构或并联结构并联电气连接，即并联在各钽电容器组成的整体串联结构或并联结构上，加入的薄膜电容器起到安全防护过大交流纹波作用。
上述复合钽电容器中，各钽电容器发的表面及上端面设有的绝缘层为：聚四氟乙烯垫或聚四氟乙烯薄膜。
该组合式高能复合钽电容器，在相同封装尺寸下比现有电容器具有耐电压高、容值高、全密封、漏电流低、热稳定性高、温度范围宽、能够承受不连续的3V反向电压、可靠性高等优点。可以解决目前使用的高压大容量产品的漏电大，热稳定性差，体积过大，使用温度范围窄，不能承受反向电压等问题。
本发明实施例还提供一种组合式高能复合钽电容器的制造方法，用于制造上述组合式高能复合钽电容器，包括：
选取若干钽电容器，对各钽电容器的表面及上端面进行绝缘处理形成绝缘层；
通过焊接方式用导线将各钽电容器连接成串联结构或并联结构，连接后的各钽电容器放入金属外壳内；
正极引出线连接在各钽电容器连接后形成的串联结构或并联结构的正极上；负极引出线连接在各钽电容器连接后形成的串联结构或并联结构的负极上
向金属外壳内灌导热硅胶使其固化，固化前向金属外壳的开口加上盖密封住金属外壳内的导热硅胶封装体及各钽电容器和它们的连接导线，使其内的导热硅胶彻底固化形成导热硅胶封装体，固定金属外壳内固定各钽电容器及它们的连接导线，正、负极引出线穿过导热硅胶封装体和金属外壳预留孔引出至金属外壳外，再进行测试筛选，以及后序的打印、包装、入库检验工序，即完成组合式高能复合钽电容器的制造。
上述制造方法中，钽电容器为同一规格的钽电容器。
进一步的，还可以加入至少一个薄膜电容器，与各钽电容器电气连接共同组成串联结构或并联结构。
上述制造方法中，若干钽电容器中的钽电容器采用金属钽外壳封装的非固体钽电解电容器或环氧封装的非固体钽电解电容器。
上述制造方法中，对各钽电容器的表面及上端面进行绝缘处理形成绝缘层为：采用聚四氟乙烯垫或聚四氟乙烯薄膜在各钽电容器的表面及上端面形成绝缘层。
下面结合具体实施例对本发明的电容器作进一步说明。
本发明的电容器制造过程如下：
按图4中，阳极成型至封注酸口步骤制备各钽电容器，将装配好的钽电容器，进行高温老化、高温筛选等工序，挑选合格的钽电容器在其表面进行绝缘处理形成绝缘层，按相应方式经导线焊接连接成串联或并联结构，具体通过一定长度的导线使用电烙铁焊接，在焊接前各钽电容器要经过表面及上端面的绝缘处理(如：聚四氟乙烯垫或聚四氟乙烯薄膜)，把焊接好的各钽电容器放入金属外壳中，通过灌导热硅胶使其固化，固化前加上盖密封，在一定温度条件下使其彻底固化，再进行测试筛选，以及后序的打印、包装、入库检验工序，即完成该组合式高能复合钽电容器的制造过程。
从本实施例的组合式钽电容器的结构可以看出，采用多只全密封非固体电解质钽电容器使用导线连接进行串联及并联连接在一起封装在金属壳内。使得产品高电压、大容量、能够承受不连续的3V反向电压、适用温度为-55℃～+125℃、储存环境为-60℃～+130℃，相较目前的电容器的可靠性更高，热稳定性更好、漏电流低、温度范围宽、相比现有电容器，相同封装尺寸的产品容量提高了30％或电压提高20％、能够承受不连续的3V反向电压，使用该电容器的电路的使用更加安全、寿命更长，可应用在大功率的脉冲电路中的，该结构特点使得该电容器占用的电路空间明显降低。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种组合式高能复合钽电容器，其特征在于，包括：
若干钽电容器、导线、金属外壳、导热硅胶封装体、上盖、正极引出线和负极引出线；其中，
所述若干钽电容器的各钽电容器的表面及上端面均设有绝缘层，各钽电容器之间经导线电气连接后成为串联结构或并联结构，连接后的各钽电容器设在所述金属外壳内；
所述正极引出线连接在各钽电容器连接后形成的串联结构或并联结构的正极上；所述负极引出线连接在各钽电容器连接后形成的串联结构或并联结构的负极上；
所述导热硅胶封装体封装在所述金属外壳内固定各钽电容器及它们的连接导线；
所述上盖密封在所述金属外壳的开口上，密封住所述金属外壳内的导热硅胶封装体及各钽电容器和它们的连接导线；
所述正、负极引出线穿过所述导热硅胶封装体和金属外壳预留孔引出至所述金属外壳外；
所述钽电容器为同一规格的钽电容器；
还包括：至少一个薄膜电容器，与各钽电容器组成所述串联结构或并联结构并联电气连接。
2.根据权利要求1所述的组合式高能复合钽电容器，其特征在于，所述若干钽电容器中的钽电容器采用钽金属外壳封装的非固体钽电解电容器或环氧封装的非固体钽电解电容器。
3.根据权利要求1所述的组合式高能复合钽电容器，其特征在于，所述各钽电容器的表面及上端面设有的绝缘层为：聚四氟乙烯垫或聚四氟乙烯薄膜。
4.一种组合式高能复合钽电容器的制造方法，其特征在于，包括：
选取若干钽电容器，对各钽电容器的表面及上端面进行绝缘处理形成绝缘层；
通过焊接方式用导线将各钽电容器连接成串联结构或并联结构，连接后的各钽电容器放入金属外壳内；
正极引出线连接在各钽电容器连接后形成的串联结构或并联结构的正极上；负极引出线连接在各钽电容器连接后形成的串联结构或并联结构的负极上
向所述金属外壳内灌导热硅胶使其固化，固化前向所述金属外壳的开口加上盖密封住所述金属外壳内的导热硅胶封装体及各钽电容器和它们的连接导线，使其内的导热硅胶彻底固化形成导热硅胶封装体，固定所述金属外壳内固定各钽电容器及它们的连接导线，所述正、负极引出线穿过所述导热硅胶封装体和金属外壳预留孔引出至所述金属外壳外，再进行测试筛选，以及后序的打印、包装、入库检验工序，即完成组合式高能复合钽电容器的制造；
所述钽电容器为同一规格的钽电容器；
还包括：至少一个薄膜电容器，与各钽电容器电气连接共同组成所述串联结构或并联结构。
5.根据权利要求4所述的组合式高能复合钽电容器的制造方法，其特征在于，所述若干钽电容器中的钽电容器采用金属钽外壳封装的非固体钽电解电容器或环氧封装的非固体钽电解电容器。
6.根据权利要求4所述的组合式高能复合钽电容器的制造方法，其特征在于，所述对各钽电容器的表面及上端面进行绝缘处理形成绝缘层为：采用聚四氟乙烯垫或聚四氟乙烯薄膜在各钽电容器的表面及上端面形成绝缘层。
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