一种耐压钽电容器及其耐压性介质层的制备方法与流程

本发明属于电子元器件制，尤其涉及一种耐压钽电容器及其耐压性介质层的制备方法。

背景技术：

1、对于片式固体电解质钽电容器而言，其耐压能力主要由介质氧化膜的厚度所决定，而介质氧化膜的厚度是由形成过程中形成电压的高低所决定。对于同规格的片式固体电解质钽电容器，从理论上说，其形成电压越高则其耐压能力就越好。随着片式钽电容器小型化、轻型化的发展，产品设计越来越极限，部分钽电容器的形成电压只有额定电压的2～3倍，耐压能力不足。因此，需要一种能够提高电容器耐压能力的方法。

2、公告号为cn117711825a的专利文件公开了一种超高压和高可靠的片式钽电容器，包括阳极钽芯、钽丝、阴极连接片、绝缘层、引线框架阴极粘接面、引线框架正极托片和封装在超高压和高可靠片式钽电容器外层的环氧树脂；其制造方法为：根据工作状态涉及阳极，采用钽粉进行成型压制后通过高温烧结，得到钽块；钽块通过电化学方法，提高形成电压，得到五氧化二钽介质氧化膜；形成后的钽块通过浸渍硝酸锰溶液在高温下分解，在其内部填充二氧化锰层及表面被覆二氧化锰层，再通过辅助材料涂敷于表面，以达到阴极引出。但本申请的电解液添加物质与该发明不同，同时加工方法与本申请有所不同。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种耐压钽电容器及其耐压性介质层的制备方法。

2、本发明通过以下技术方案得以实现。

3、本发明提供的一种耐压性介质层的制备方法，包括将电容器制备所用的钽芯置于对应电压与电流密度下形成耐压性介质层的过程。

4、钽芯置于对应电压与电流密度下形成耐压性介质层的过程，包括以下步骤：

5、1)将钽芯放入具有电解液的形成槽内，并施加对应电压和电流密度；

6、2)对经过步骤1)后的钽芯进行喷淋、煮洗工序；

7、3)煮洗后的钽芯进行冷却，然后按照原形成工艺流程进行补形成，补形成结束后按步骤2)进行喷淋、煮洗。

8、优选地，所述步骤1)中的钽芯包括正常形成前、形成过程中或形成结束后的钽芯，所述电解液包括去离子水、硼酸和四硼酸钠，电解液的制备及使用步骤包括：将硼酸和四硼酸钠加入去离子水中完全溶解得到电解液。

9、优选地，所述步骤1)中在电解液温度达到t时、电导率为d时将钽芯放入电解液内。

10、优选地，所述离子水电导率小于0.8μs/cm，电解液温度为10～75℃，电导率为1000～2000μs/cm时将钽芯放入电解液内。

11、优选地，所述步骤1)中将钽芯放入电解液后开启电源进行升压，设置电压为u，电流密度为id后，保持恒压，时间为t1，然后关闭电源，取出钽芯。

12、优选地，所述电压为形成电压的2～3倍，电流密度为500～1000ma/g，保持恒压，时间为2～5min。

13、优选地，所述步骤2)中的喷淋时间为5～8min，再放入煮洗槽中进行煮洗，煮洗槽温度80～90℃；煮洗时间60～70min。

14、优选地，所述步骤3)中煮洗结束后将钽芯置于空气中进行自然冷却，冷却时间≥10min。

15、一种通过上述方法制备的钽电容器。

16、本发明的有益效果在于：

17、本发明的方法能在钽芯表面生成耐压性介质层，该介质层是一种氧化膜。所述介质氧化膜制备方法是在阳极钽块表面形成一层耐压能力很强的保护层，此方法是在阳极钽块表面采用高电压及大电流密度快速形成一层介质氧化膜，采用的高电压比电容器钽芯自身的形成电压高1.5～3倍。

18、通过生成这层介质氧化膜，电容器的耐压能力得到了大幅提升。特别是针对形成电压与额定电压相比低于3倍的片式固体电解质钽电容器，本发明所涉及的介质氧化膜制备方法能提高片式固体电解质钽电容器的耐压能力。可用于制造出耐压能力强、可靠性高的片式固体电解质钽电容器，有利于扩大片式固体电解质钽电容器的应用范围。

1.一种耐压性介质层的制备方法，其特征在于：包括将电容器制备所用的钽芯置于对应电压与电流密度下形成耐压性介质层的过程。

2.如权利要求1所述的一种耐压性介质层的制备方法，其特征在于，钽芯置于对应电压与电流密度下形成耐压性介质层的过程，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的一种耐压性介质层的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中的钽芯包括正常形成前、形成过程中或形成结束后的钽芯，所述电解液包括去离子水、硼酸和四硼酸钠，电解液的制备及使用步骤包括：将硼酸和四硼酸钠加入去离子水中完全溶解得到电解液。

4.如权利要求2所述的一种耐压性介质层的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中在电解液温度达到t时、电导率为d时将钽芯放入电解液内。

5.如权利要求4所述的一种耐压性介质层的制备方法，其特征在于：所述离子水电导率小于0.8μs/cm，电解液温度为10～75℃，电导率为1000～2000μs/cm时将钽芯放入电解液内。

6.如权利要求2所述的一种耐压性介质层的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中将钽芯放入电解液后开启电源进行升压，设置电压为u，电流密度为id后，保持恒压，时间为t1，然后关闭电源，取出钽芯。

7.如权利要求6所述的一种耐压性介质层的制备方法，其特征在于：所述电压为形成电压的2～3倍，电流密度为500～1000ma/g，保持恒压，时间为2～5min。

8.如权利要求1所述的一种耐压性介质层的制备方法，其特征在于：所述步骤2)中的喷淋时间为5～8min，再放入煮洗槽中进行煮洗，煮洗槽温度80～90℃；煮洗时间60～70min。

9.如权利要求1所述的一种耐压性介质层的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中煮洗结束后将钽芯置于空气中进行自然冷却，冷却时间≥10min。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的方法制备的钽电容器。