生產(chǎn)工藝按照電解液的形態(tài),鉭電解電容有液體和固體鉭電解電容之分,液體鉭電解用量已經(jīng)很少,本文*介紹固體鉭電解的生產(chǎn)工藝。固體鉭電解電容其介質(zhì)材料是五氧化二鉭;陽(yáng)極是燒結(jié)形成的金屬鉭塊,由鉭絲引出,傳統(tǒng)的負(fù)極是固態(tài)MnO2,目前***的是采用聚合物作為負(fù)極材料,性能優(yōu)于MnO2。鉭電解電容有引線式和貼片兩種安裝方式,其制造工藝大致相同,現(xiàn)在以片鉭生產(chǎn)工藝為例介紹如下。生產(chǎn)工藝流程圖成型→燒結(jié)→試容檢驗(yàn)→組架→賦能→涂四氟→被膜→石墨銀漿→上片點(diǎn)膠固化→點(diǎn)焊→模壓固化→切筋→噴砂→電鍍→打標(biāo)志→切邊→漏電預(yù)測(cè)→老化→測(cè)試→檢驗(yàn)→編帶→入庫(kù)由于鉭電容的陽(yáng)極氧化物具有自愈特性,所以它們比鋁電容更可靠,并能承受更高的工作電壓。CAK55-A-10V-4.7uF-M
電路峰值輸出電流過(guò)大(使用電壓合適)鉭電容器在工作時(shí)可以安全承受的比較大直流電流沖擊I,與產(chǎn)品自身等效串聯(lián)電阻ESR及額定電壓UR存在如下數(shù)學(xué)關(guān)系;I=UR/1+ESR如果一只容量偏低的鉭電容器使用在峰值輸出電流很大的電路,這只產(chǎn)品就有可能由于電流過(guò)載而燒毀.這非常容易理解.3.鉭電容器等效串聯(lián)電阻ESR過(guò)高和電路中交流紋波過(guò)高導(dǎo)致的失效當(dāng)某只ESR過(guò)高的鉭電容器使用在存在過(guò)高交流紋波的濾波電路,即使是使用電壓遠(yuǎn)低于應(yīng)該的降額幅度,有時(shí)候,在開機(jī)的瞬間仍然會(huì)發(fā)生突然的擊穿現(xiàn)象;出現(xiàn)此類問(wèn)題的主要原因是電容器的ESR和電路中的交流紋波大小嚴(yán)重不匹配.電容器是極性元?dú)饧?在通過(guò)交流紋波時(shí)會(huì)發(fā)熱,而不同殼號(hào)大小的產(chǎn)品能夠維持熱平衡的容許發(fā)熱量不同.由于不同容量的產(chǎn)品的ESR值相差較高,因此,不同規(guī)格的鉭電容器能夠安全耐受的交流紋波值也相差很大,因此,如果某電路中存在的交流紋波超過(guò)使用的電容器可以安全承受的交流紋波值,產(chǎn)品就會(huì)出現(xiàn)熱致?lián)舸┑默F(xiàn)象.同樣,如果電路中的交流紋波一定,而選擇的鉭電容器的實(shí)際ESR值過(guò)高,產(chǎn)品也會(huì)出現(xiàn)相同的現(xiàn)象.一般來(lái)說(shuō),在濾波和大功率充放電電路,必須使用ESR值盡可能低的鉭電容器.對(duì)于電路中存在的交流紋波過(guò)高而導(dǎo)致的電容失效問(wèn)題GCA-16V-0.68uF-K-1不同品牌的鉭電容在性能、可靠性和價(jià)格等方面存在差異,需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行選擇。
談到鉭質(zhì)電容在5G上的應(yīng)用,國(guó)巨指出,5G基站所需電子元件,要能滿足戶外溫度波動(dòng)下的產(chǎn)品使用壽命和可靠性,對(duì)電容器的品質(zhì)和性能要求高,鉭質(zhì)電容成為優(yōu)先選擇;5G基站規(guī)模數(shù)量增加,也會(huì)提高鉭質(zhì)電容的需求量。另外流行病蔓延影響復(fù)工進(jìn)度、鉭電容產(chǎn)能供不應(yīng)求,AVX在今年5月率先漲價(jià),漲幅在10%-15%。國(guó)巨表示,部分品項(xiàng)漲價(jià),新定價(jià)從5月開始生效直到9月底;廠商提高售價(jià)以來(lái),周邊現(xiàn)貨零售已經(jīng)漲價(jià)2倍到3倍,產(chǎn)業(yè)界預(yù)估到今年底漲價(jià)幅度可能還有1倍。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,鉭電容為四大重要電容產(chǎn)品(MLCC/鋁電解/鉭電容/薄膜電容)之一,結(jié)構(gòu)上主要的特點(diǎn)是使用金屬鉭做介質(zhì),鉭電容擁有高能量密度、高可靠性、穩(wěn)定的電性能、較寬的工作溫度范圍等特點(diǎn),尤其是具有“自愈性”,使其在民用(工業(yè))、市場(chǎng)備受青睞。根據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)數(shù)據(jù),從2013年到2019年,我國(guó)電容器市場(chǎng)中,鉭電容市場(chǎng)份額從7%上升至12%。
在使用鉭電容時(shí),需要注意一些技術(shù)問(wèn)題。例如,需要確保電容器的工作電壓和電流不超過(guò)其額定值;需要防止電容器在電路中出現(xiàn)短路等情況;需要根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景選擇不同規(guī)格的電容器等。 隨著科技的不斷發(fā)展,鉭電容在未來(lái)也可能會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。例如,隨著電動(dòng)汽車和智能電網(wǎng)等新興技術(shù)的發(fā)展,需要更高性能的電子元件來(lái)支持這些技術(shù)的發(fā)展。在這種情況下,鉭電容可能會(huì)成為一種重要的電子元件選擇??偟膩?lái)說(shuō),鉭電容是一種性能出色、應(yīng)用廣的電子元件。其高穩(wěn)定性和低漏電流等特點(diǎn)使其在計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、電源、醫(yī)療設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用。鉭電容內(nèi)部沒(méi)有電解液,因此它們不受溫度和濕度的影響,可以長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定。
電容失效模式,機(jī)理和失效特點(diǎn)對(duì)于鉭電容,失效與其他類型的電容一樣,也有電參數(shù)變化失效、短路失效和開路失效三種。由于鉭電容的電性能穩(wěn)定,且有獨(dú)特的“自愈”特性,鉭電容鮮有參數(shù)變化引起的失效,鉭電容失效大部分是由于電路降額不足,反向電壓,過(guò)功耗導(dǎo)致,主要的失效模式是短路。另外,根據(jù)鉭電容的失效統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),鉭電容發(fā)生開路性失效的情況也極少。因此,鉭電容失效主要表現(xiàn)為短路性失效。鉭電容短路性失效模式的機(jī)理是:固體鉭電容的介質(zhì)Ta2O5由于原材料不純或工藝中的原因而存在雜質(zhì)、裂紋、孔洞等疵點(diǎn)或缺陷,鉭塊在經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)時(shí)已將大部分疵點(diǎn)或缺陷燒毀或蒸發(fā)掉,但仍有少量存在。在賦能、老煉等過(guò)程中,這些疵點(diǎn)在電壓、溫度的作用下轉(zhuǎn)化為場(chǎng)致晶化的發(fā)源地—晶核;在長(zhǎng)期作用下,促使介質(zhì)膜以較快的速度發(fā)發(fā)生物理、化學(xué)變化,產(chǎn)生應(yīng)力的積累,到一定時(shí)候便引起介質(zhì)局部的過(guò)熱擊穿。如果介質(zhì)氧化膜中的缺陷部位較大且集中,一旦在熱應(yīng)力和電應(yīng)力作用下出現(xiàn)瞬時(shí)擊穿,則很大的短路電流將使電容迅速過(guò)熱而失去熱平衡,鉭電容固有的“自愈”特性已無(wú)法修補(bǔ)氧化膜,從而導(dǎo)致鉭電容迅速擊穿失效。不同品牌和規(guī)格的鉭電容具有不同的自恢復(fù)特性和動(dòng)作閾值等參數(shù),需要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行選擇。JCAK-16V-22uF-K-2
鉭電容的體積小,容量大,可用于高頻率電路中,如濾波器、振蕩器和定時(shí)器等。CAK55-A-10V-4.7uF-M
被膜:通過(guò)多次浸漬硝酸錳,分解制得二氧化錳的過(guò)程。b)目的:通過(guò)高溫?zé)岱纸庀跛徨i制得一層致密的二氧化錳層,作為鉭電容器的陰極。c)分解溫度:分解溫度要適中,一般取200-270℃(指實(shí)際的分解溫度),在這個(gè)溫度下制得的二氧化錳的晶形結(jié)構(gòu)是β型的,它的電導(dǎo)率比較大。如果分解溫度過(guò)高(大于300℃)或過(guò)低生成的是a型的二氧化錳或三氧化錳,它們的電阻率很大,導(dǎo)電性能沒(méi)有β型的好,電阻率大,就是接觸電阻大,在電性能上就反映損耗大。d)分解時(shí)間:產(chǎn)品剛進(jìn)入分解爐時(shí),能看到有一股濃煙冒出,那是硝酸錳劇烈反應(yīng)生成的二氧化氮?dú)怏w,過(guò)了2-3分鐘,基本上看不到有煙霧冒出,說(shuō)明反應(yīng)已基本結(jié)束。分解時(shí)間過(guò)過(guò)短,反應(yīng)還沒(méi)有完全結(jié)束,補(bǔ)形成時(shí)會(huì)有錳離子溶出,這時(shí)補(bǔ)形成電流會(huì)很大,遇到這種情況,應(yīng)立即關(guān)閉電源,重新分解一次,并將補(bǔ)形成液換掉;如果分解時(shí)間過(guò)長(zhǎng),會(huì)對(duì)氧化膜造成破壞,同樣也會(huì)造成漏電流大。分解時(shí)間要靈活掌握,小產(chǎn)品時(shí)間短,大產(chǎn)品時(shí)間長(zhǎng),如果分解溫度很高,要適當(dāng)縮短分解時(shí)間,如果分解溫度很低,要適當(dāng)延長(zhǎng)分解時(shí)間。 CAK55-A-10V-4.7uF-M