[发明专利]一种热域环境中混合混粉制作钽电容器阳极块的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体钽电容器阳极块的制备方法，特别是用来制作阳极块的钽粉在热域环境中进行配料的方法。 

技术背景

电解电容器因其小尺寸、低功耗和高精度等方面的特性，在国防和其它工业领域以及消费类产品中都有非常广泛的应用。钽电容器因为高可靠性、高稳定性和高体积效率的特点，不仅广泛应用于航天、航空、兵器、船舶等领域的高精电子设备中，而且在很多领域广受青睐。 

钽电容器为电子元件的小型化和严酷环境条件下电路系统的高可靠性做出了非常重要的贡献。但随着系统微型化的发展，对钽电容器的体积效率提出更高的要求。如今，通过使用小粒径、高比表面积、高容量的钽粉已使得钽电容器体积效率的提高取得重大突破。然而，高压和使用高比容粉的钽电容器在后工序生产中存在的问题仍然是钽电容器制备中面临的一大壁垒。另外，增大钽粉的压制密度，在一定程度上也可以提高钽电容器体积效率，但压制密度一旦超过7.5g/cm³，烧结后的钽芯子在后工序如形成和被膜等关键工序中，容易产生介质膜的晶化和溶液很难浸入到芯子的内部等现象。出现这一问题的可能原因是低比容粉的高压制密度使得外层的钽粉颗粒破裂，这些破裂的碎料堆积在钽芯子的外表面，或者填塞在相邻颗粒之间的缝隙中，从而阻碍溶液浸入到钽芯子内部。也就是说，破裂的碎料封堵了表面的孔隙，使得表面的孔隙比芯子内部的更小，这样就会阻碍后工序中液体通过微孔浸入到钽芯子的内部。对于高比容的钽粉，由于很高的松装密度，提高压制密度更是无法实现溶液的完全浸渍。因此，当前需要的是既要能提高钽电容器的体积效率，又要保持表面的大孔隙，以便降低后工序加工的难度。而行之有效的解决方法是改变现有的配料方法。配料是钽电容器生产中的第一道关键工序，钽粉配料质量的好坏直接影响到后工序生产的难易，甚至决定产品的质量。背景文件专利GB2,465,451 A提出一种粗粉和细粉混合的方法，但由于细粉的颗粒过小，很容易堵塞粗粉颗粒之间的缝隙。 

发明内容

本发明的目的在于对背景文件中粗粉和细粉混合的方法进行改进，以提高钽粉流动的均匀性和阳极块的孔隙率，有效提高钽电容器的电性能，使被膜的效率和效果得到明显改善，漏电流和损耗都大幅减小。 

钽阳极块有两种类型，一种是箔型，另一种是烧结多孔型。多孔型阳极块由于很高的比表面积，比同重量的箔型阳极块有更大的容量。多孔型阳极块通过将钽粉压制和烧结而成。电容器级钽粉一般又分为三个系列，即低压系列（工作电压不大于25V）、中压系列（工作电压为32～40V）和高压系列（工作电压不小于50V），低压系列产品有小的平均粒径、复杂的粒形和低的成形密度，高压系列产品则有较大的平均粒径、简单的粒形和较高的成形密度。配料就是选择合适的粘合剂与钽粉或者将不同比容的钽粉混合配制成钽阳极块成型所需要的混合粉料，其中钽粉的粒径、粒形、流动性和成形密度等是配料时要优先考虑的问题。混合粉料流动性的好坏决定着钽芯子体内密度分布的均匀性，混合粉料中杂质含量的多少直接决定了阳极块质量的好坏，特别是高的磷、硼、氧、碳、钾、钠和铁含量，将使钽阳极氧化膜的漏电流增加、击穿电压下降，从而使钽阳极块的电性能变差。但不是说杂质含量越低越好，适当地掺入某些元素有利于提高钽粉的某些方面的电性能。实践证明：向钽粉中掺入少量磷酸或磷的氧化物能有效抑制烧结时钽块的收缩，从而提高钽粉的重量比容，另外，掺入微量的具有高介电强度的铝化物，能提高钽粉的击穿电压。