一种高能混合钽电容器制造技术

本申请提供一种高能混合钽电容器，涉及半导体器件领域。高能混合钽电容器包括：多个阴极片、多个绝缘层和多个阳极钽芯形成的堆叠结构；所述堆叠结构中，各所述阳极钽芯之间堆叠设置且相互并联，每一所述阴极片通过所述绝缘层与所述阳极钽芯的表面分隔设置；其中，所有所述阳极钽芯的厚度之和为预设厚度，所述预设厚度小于等于预设电容容量对应的厚度。通过使用多个阳极钽芯，且多个阳极钽芯厚度之和为预设厚度，可以使得阳极钽芯具有预设电容容量的同时，降低高能混合钽电容器的负温容量变化率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种高能混合钽电容器


[0001]本申请涉及半导体器件领域，具体而言，涉及一种高能混合钽电容器。

技术介绍

[0002]高能混合钽电容器为一种常用于航空电源的电容器。
[0003]如图1所示，目前的高能混合钽电容器包括一个阳极钽芯，以及在阳极钽芯的上下表面设置的绝缘层和阴极片，阳极钽芯
‑
绝缘层
‑
阴极片之间可以形成电容，其中，阴极片与钽制成的外壳接触，并在壳内填充电解质溶液，使得整个钽外壳作为阴极，使得钽外壳可以与负极引线连接，阳极钽芯通过正极引线作为正极引出。其中，阳极钽芯会与填充的电解质溶液接触，电解质溶液可以浸润钽块，以充分覆盖阳极钽芯内部的孔隙，以引出阳极钽芯的容量，从而与阴极片之间形成电容。
[0004]然而，航空中的高端设备通常会在一些极限环境使用，如零下55摄氏度的负温环境。在负温环境下，受温度影响，电解液中的离子迁移速度降低，电解质溶液无法深入阳极钽芯内部的孔隙，使得电解质溶液对钽块内部的容量引出率降低。上述原因使得高能混合钽电容器在负温环境下的容值与在常温环境下的容值发生较大变化。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请旨在提供一种高能混合钽电容器，以降低高能混合钽电容器容值受温度影响的变化情况。
[0006]第一方面，本申请提供一种高能混合钽电容器，包括：多个阴极片、多个绝缘层和多个阳极钽芯形成的堆叠结构；所述堆叠结构中，各所述阳极钽芯之间堆叠设置且相互并联，每一所述阴极片通过所述绝缘层与所述阳极钽芯的表面分隔设置；其中，所有所述阳极钽芯的厚度之和为预设厚度，所述预设厚度小于等于预设电容容量对应的厚度。
[0007]高能混合钽电容器的容值与钽芯的厚度相关，在其他相同条件下，若钽芯的厚度相同，则各高能混合钽电容器的容值相当。本申请实施例中，所有阳极钽芯的厚度之和为预设厚度，预设厚度小于等于预设电容容量对应的厚度，由此，将高能混合钽电容器中设置多个阳极钽芯并联之后，该电容器的容值能够与同规格电容器的容值相近。其中，多个能够组成预设厚度的阳极钽芯相较于一个具有预设厚度的钽芯，单个阳极钽芯厚度变薄，电解质溶液更易渗入较薄的阳极钽芯内部，从而能够对阳极钽芯内部的孔隙进行更充分地覆盖，即提高了阳极钽芯的孔隙率，从而能够更好地引出阳极钽芯的容量，以及多个阳极钽芯具有更大的总比表面积，能够更好地与阴极形成电容，通过上述效果，在低温环境下时，可以有效降低电容受温度的影响所发生的变化。
[0008]一实施例中，每一所述阳极钽芯之间的厚度相同。
[0009]由于高能混合钽电容器受总厚度影响，且总表面积受阳极钽芯的数量影响，因此，任意一个阳极钽芯的厚度不会影响高能混合钽电容器的性能，在本实施例中，每一阳极钽芯之间的厚度相同，由此，在进行生产制造时，可以基于同一工艺方法大量制备相同厚度的
钽芯，因此，使用相同厚度的阳极钽芯可以提高高能混合钽电容器的制备效率。
[0010]一实施例中，所述阳极钽芯为采用低温烧结工艺得到的钽块，低温烧结工艺的温度范围在1210℃至1230℃之间，烧结时间在15min至25min之间。
[0011]阳极钽芯为钽粉压制成的钽块，烧结工艺的目的在于使阳极钽芯中的钽粉结合更为紧密，从而可以提高阳极钽芯的强度，低温烧结可以减少阳极钽芯在烧结过程中缺陷的发生，可能在钽块内部不易发现。本申请实施例中，使用低温烧结的钽块作为阳极钽芯，可以使得阳极钽芯具有一定的强度，且不易发生变形。
[0012]一实施例中，所述阳极钽芯的任意相邻两面之间无倒角。
[0013]倒角可以提高高能混合钽电容器的稳定性，然而，在本申请实施例中，会设置多个阳极钽芯，每一阳极钽芯相较于同规格的单钽芯的电容器，阳极钽芯的厚度会较薄，若设置倒角，反而可能给高能混合钽电容器带来负面影响，如降低结构稳定性等。因此，在本申请实施例中，阳极钽芯的任意相邻两面之间无倒角，可以有效降低倒角对阳极钽芯及高能混合钽电容器的负面影响，同时，可以降低生产制造的难度，提高高能钽电容器的制备效率。
[0014]一实施例中，所述高能混合钽电容器还包括封装体和调整件，所述封装体由钽制成，所述调整件由绝缘材料制成；所述封装体具有一空腔，所述调整件和所述堆叠结构设置于所述空腔内；所述调整件用于调整所述堆叠结构在所述封装体内的空间布局。
[0015]本申请实施例中，在将高能混合钽电容器进行封装时，利用调整件调整堆叠结构在封装体内的空间布局，从而提高堆叠结构在封装体内稳定性，进而提高高能混合钽电容器抗外界应力影响的能力。
[0016]一实施例中，所述阳极钽芯的数量小于等于预设数量阈值。
[0017]阳极钽芯数量过多会使得高能混合钽电容器的制造工艺复杂程度增加，以及使得高能混合钽电容器结构更为复杂，因此，在本申请实施例中，使阳极钽芯的数量小于等于预设数量阈值，可以简化高能混合钽电容器结构，降低制备难度。
[0018]一实施例中，所述阳极钽芯的密度范围在4.7g/cm3至5.7g/cm3之间。
[0019]本申请实施例中，由于阳极钽芯较薄，易受外界影响从而受到破坏或变形，通过使阳极钽芯的密度在4.7g/cm3至5.7g/cm3之间，一方面，在该密度范围内的阳极钽芯具有较高的强度，可以有效提高阳极钽芯抗外界影响的能力，另一方面，在保证硬度的同时，需考虑高能混合钽电容器的制造成本与制造难度，该在密度范围内的阳极钽芯，可以有效降低因密度过大对成本和制造难度的增加。
[0020]一实施例中，所述阳极钽芯的正极引线为直径小于等于其所在所述阳极钽芯厚度的一半。
[0021]单钽芯的电容器所使用的正极引线通常具有一定的直径，而在本申请实施例中，由于单个阳极钽芯较薄，不适于使用常规的正极引线，可能出现正极引线直径大于阳极钽芯厚度的情况，因此，使用直径小于其所在阳极钽芯厚度一半的正极引线，减少出现正极钽芯裸露在外的情况。
[0022]一实施例中，所述高能混合钽电容器为额定电压的范围在45V至55V之间，额定容量的范围在为7200μF至8800μF之间，每一所述阳极钽芯的厚度范围在1.2mm至1.6mm之间。
[0023]额定电压范围在45V至55V之间，额定容量范围在为7200μF至8800μF之间的高能混合钽电容器，常规单钽芯电容器中钽芯厚度为2.8
‑
3.2mm，在本申请实施例中，使用厚度在
在1.2mm至1.6mm之间的阳极钽芯，由此，使用两个阳极钽芯可得到上述额定电压和额定容量的电容器。且由于两个阳极钽芯的总表面积相较于单个钽芯的总表面积足够大，且厚度足够薄，可以有效降低高能混合钽电容器在负温度情况下的容值变化，在此基础上，使用的只有两个阳极钽芯，可以降低制造难度与成本。
[0024]第二方面，本申请实施例提供一种高能混合钽电容器，包括：堆叠结构，包括n个阳极钽芯、2n
‑
1阴极片和3n
‑
1绝缘层；各所述阳极钽芯重叠且所述阳极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高能混合钽电容器，其特征在于，包括：多个阴极片、多个绝缘层和多个阳极钽芯形成的堆叠结构；所述堆叠结构中，各所述阳极钽芯之间堆叠设置且相互并联，每一所述阴极片通过所述绝缘层与所述阳极钽芯的表面分隔设置；其中，所有所述阳极钽芯的厚度之和为预设厚度，所述预设厚度小于等于预设电容容量对应的厚度。2.根据权利要求1所述的高能混合钽电容器，其特征在于，每一所述阳极钽芯之间的厚度相同。3.根据权利要求1所述的高能混合钽电容器，其特征在于，所述阳极钽芯为采用低温烧结工艺得到的钽块，低温烧结工艺的温度范围在1210℃至1230℃之间，烧结时间在15min至25min之间。4.根据权利要求1所述的高能混合钽电容器，其特征在于，所述阳极钽芯的任意相邻两面之间无倒角。5.根据权利要求1所述的高能混合钽电容器，其特征在于，所述高能混合钽电容器还包括封装体和调整件，所述封装体由钽制成，所述调整件由绝缘材料制成；所述封装体具有一空腔，所述调整件和所述堆叠结构设置于所述空腔内；所述调整件用于调整所述堆叠结构在所述封装体内的空间布局。6.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：董桂秀，李传龙，艾文娟，潘齐凤，李伟，石洪富，张麟，
申请(专利权)人：中国振华集团新云电子元器件有限责任公司国营第四三二六厂，
类型：新型
国别省市：