钽电容范文精选

器件结构的新进展正改善着许多应用中的ESR。

开关式电源，微处理器和数字电路应用的一个共同趋势是降低高频工作时的噪声。为了做到这一点，元器件必须具备低ESR(电阻率)、高电容和高可靠性。

钽电容器阳极的总体表面积，特别是其表面积与体积比，是确定其ESR值的关键参数之一，总表面积越大，ESR值越大。使用多阳极是大幅降低钽电容器ESR值的其中一种方法，其做法是在一个电容体中使用多个相同的电极材料。传统的做法

在高寿命和高可靠性应用中，二氧化锰电板极常规钽电容器仍然是一个普遍的选择。二氧化锰技术能提供极好的场性能和环境稳定性以及在很宽的电压范围如2.5～50V内提供高电阻率和热阻率，器件设计的运行温度在125℃以上。然而，与聚合物钽电容器相比，二氧化锰电极系统较高的ESR是一个缺点。

阳极选择

单一阳极技术成为标准通用型选择是由于其出色的性价比。多阳极设计可提供更低的ESR值，但其缺点是生产成本要高于单阳极解决方案。

使用标准的芯片集成工艺的槽式阳极设计是低ESR与低成本折中的一种结果。因此，槽式设计通常用于价格敏感同时要求低ESR的设计，而多阳极技术适合用于既要求低ESR更要求高可靠性的应用中，如电信基础设施、网络、服务器和军事/航空航天等应用。

除了上述差异，多阳极的概念有另两处优势。

摘要：电子元件的可靠性筛选指的是在不破坏产品属性下进行的筛选试验，随着人们对电子元件越来越高的质量要求，电子元件筛选工作也越来越引起人们的重视，固体钽电容作为固体电容的一种，其优越性十分显著，因此被广泛应用于军事通讯、航天领域等，然而固体钽电容因为其特殊构造，使用中经常会出现故障等问题，所以对固体钽电容的可靠性筛选十分重要。

关键字：固体钽电容；可靠性；失效；筛选

中图分类号：TN6文献标识码： A

一、概述

固体钽电容是1956年由美国贝尔实验室首先研制成功的，它的性能优异，是电容器中体积小而又能达到较大电容量的产品。钽电容器外形多种多样，并制成适于表面贴装的小型和片型元件。钽电容器不仅在军事通讯，航天等领域应用，而且钽电容的应用范围还在向工业控制、影视设备、通讯仪表等产品中大量扩展。

随着科学技术的不断发展与进步，电子产品已经成为人们生活的一类必需品，而电子系统的可靠性也在不断的提升，因此，人们对电子元件的质量标准提出了更高的要求，特别是军事通讯、航天信息、船用设备、军工领域等领域，电子元件的可靠性是必须要考虑的重点内容。为了提升电元件的使用质量，必须要对其进行相关筛选，可靠性筛选是一种比较有效的筛选方式，它是一种非破坏性筛选试验，在不伤害电子元件本身的情况下准确的判断出电子元件是否能有效使用。近年来，为了提升装机使用的电子元件的质量和性能，可靠性筛选已经成为电子元件使用之前必须进行的项目，特别是固体钽电容，由于其特殊的构造和特性，在其工作中经常会出现一些特殊的工作现象。由于固体钽电容本身的材料及生产工艺的影响，通常情况下，如果周围环境温度处在正常标准时，即使受到一定的高电流或者高电压等破坏性因素的强烈冲击，也不会对其本身造成损害，具有故障自我恢复的功能，并且固体钽电容的电容值、漏电流、失效和滤波等特性都不会有太大的变化。但是，如果在高温环境下工作时，受到工作电流特别是浪涌电流的冲击时，可能会改变它的漏电流值和电容值，加大了固体钽电容的失效概率，不过就算如此，一旦周围环境恢复到常温状态，它的电容值和漏电流也会相应的恢复到正常数值。在实际应用中，未经过可靠性筛选的钽电容一旦装机后出现此类问题，必然会影响设备的正常使用，降低了设备的可靠性。

二、固体钽电容的特点及可靠性筛选的必要性

1、固体钽电容的特点

摘 要：就非固体电解质钽电容器漏电流超标成因进行分析，分别从电容器制造、使用角度分析了影响漏电流的各种因素。

关键词：非固体电解质钽电容器;漏电流;氧化膜;电容失效

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2014）12-00-02

0 引 言

钽电解电容器因其容量大、体积小、电性能优良、工作温度范围宽、可靠性高，在通信、航天等领域被广泛选用。在笔者去年生产的产品中连续出现两例CA35型非固体电解质钽电容器失效现象，失效模式为漏电流超标，要求漏电流小于1 μA，实际测量达到28 μA，影响产品整机性能。为搞清楚电容器漏电流超标的原因，笔者走访电容器生产厂家，查阅大量资料，了解了电容器生产过程控制及电容器在使用中注意事项，现将其整理，以供遇到类似问题的技术人员参考。

1 非固体钽电解质电容器的制造工艺过程

非固体钽电解质电容器的主要的生产工艺过程包括成型、烧结、形成、装配、老化五个过程。电容器按阳极设计要求，将钽粉压制成型，并插入钽丝作为阳极引出的过程为成型。在高温高真空条件下，获得具有合适空隙度的高纯钽块的过程为烧结，烧结后如图1所示。

用电化学方法在钽阳极表面生成一层氧化膜，作为电容器的介质的过程是形成。形成后如图2所示。

摘要:文章分析了钽电容器制造过程中,通过被膜工艺的硝酸锰、石墨浸渍参数的改进对等效串联电阻ESR的影响进行了研究。通过优化工艺条件,提出了降低ESR、改善产品高频特性的新工艺,结果表明在高频1kHz条件下,片式钽电解电容器的ESB测量平均值从29.522 mΩ下降到9.089 mΩ,高频性能大大改善。

关键词:钽电容器　石圣浸渍　等效串联电阻　接触电阻

0、引　言

近几年,随着现代电子设备整机性能的不断提高,及国防科研和航天科学的飞速发展,对电子元器件的性能要求也越来越高,并且越来越趋向于小型化、薄型化、轻量化。这种电子设备的小型化,电子线路密集程度的提高,尤其对电子元器件的高频特性提出了更高的要求。如在高频下使用,为了抑制高频干扰和电压波动,实现设备低功耗化,要求电容量和损耗变化小,低等效串联电阻和高谐振频率低等。本文就钽电解电容器制造工艺对ESR的影响进行了分析,并通过工艺实验研究了降低ESR的方法,改善了产品的高频特性。近年许多公司也已进行相关研究,,但出于知识产权保护,各厂家仍需自己摸索工艺研究。

1、电容器的频率特性

钽电解电容器的ESR即等效串联电阻描述了电解电容器在电路中所表现出的电阻值,它与电容器制造所选用的材料、设计结构及器件各部分接触结合的情况紧密相关。

钽电解电容器的电容器阳极烧结芯子必须具有一定的孔隙度,这些阳极孔隙微观结构非常复杂,它们既相互贯通又十分细小,分布于阳极体内部,它是由多种颗粒状钽粉压制经高温烧结后形成,这大大增加钽粉微粒之间的接触面积;产品制造被覆固体电解质MnO:反复填充这些孔隙,直至大部分密如知蛛网的孔隙被填充满并和外层均匀致密的覆盖钽阳极芯子MnO2联成一体,通常阴极的引出是在阴极被覆石墨、银层,阳极引出是从钽块中心引出。

钽电容器的毛细状内部结构示意图如图1所示。从图1中可以看出钽电解电容器的等效串联电阻ESR由三部分组成:

目前主流的主板产品都标榜着采用全固态电容，而这里的固态电容指的只是一般的聚合物固态电容，在使用寿命方面，特别是高温下的使用寿命相比电解电容有了质的飞跃但是在电容特性方面并没有明显的改变。而在处理器工作频率不断提升的现在，供电部分的电容如果采用高频特性更为出色的钽电容，不但寿命有保证，而且更有利于处理器获得更高的工作频率。近日微星推出了一款采用钽电容的主流定位主板产品：微星870A-G54。这款主板产品不但加强了处理器的供电设计，而且还为用户提供了一个超频精灵的功能，让用户在windows下直接实现逐兆(1MHz)超频。

微星870A―G54主板采用了定位主流的AMD870系列芯片组，在售价没有提高的情况下将处理器供电部分的滤波电容产品升级为钽电容。由图中我们可以看到该款主板为处理器配置了4+1相供电电路，每相供电配置了3个MOS管以及2颗滤波钽电容，而且为更好地从电源获取电流，供电接口也采用了高端的8针设计。

采用了更出色的供电设计就应该提供更出色的超频能力，在试用拥有六个核心的1090T处理器时，不但能够轻松超频至4GHz，而且能够稳定在此频率的核心电压也有所下降(对比某品牌高端890FX主板)，可见钽电容的使用的确有成效。

既然有了优秀的供电设计，超频就有点“理所当然”了，微星为用户提供了一个相当便捷的超频方式――旋钮。用户只要按下图中左侧的超频精灵按键(按键内置灯会亮起)后就可以任意扭动右边的旋钮了，此时每转动一格(有段落感旋钮)代表1MHz，并且能够实现超频与降频，只要按对应方向扭动旋钮就行。另外在笔者详细检查主板BIOS设置时还发现用户还可以定义旋钮每一格所调整的数量，最多可以是每一格定义为10MHz。

对于微星的超频精灵，我们做了简单的测试，在windows系统下直接超频，在用CPU－Z软件实时监控下可以看到处理器外频根据笔者的调整在实时变化，当然这个变化有一点“延时”，大概半秒左右就能获得新的频率。不过比较可惜的是目前AMD处理器外频可提升的幅度有限，笔者手上六核的1090T以及三核的425都只能止步在225MHz外频左右。

新产品除了在供电等方面有所提升外，功能性的配置也要跟随潮流升级。这款微星870A－G54主板也通过NEC芯片支持两个USB3.0接口，为用户日后的使用提供了支持。图中我们可以看到一些不常用的接口都没有出现

这样可以更好节约成本，还利于民。

前面已经提到这款微星870A－G54主板定位主流市场，虽然AMD 870芯片只支持16+4的双卡交火模式，但是配置两条PCI－E×16插槽还是必须的。由于SB850南桥已经不支持IDE设别，微星通过外加芯片提供了一个IDE接口，方便升级用户使用。

【摘 要】 本文以953台DX-400中波发射机PB200单元调制编码板钽电容漏电故障为主线，详细阐述整个故障查找、判断、分析、处理的过程，并对DX型发射机维护方面提出一些建议。

【关键词】 调制编码板 保险故障 数字控制模拟开关 钽电容 漏电

1 前言

953台DX-400全固态数字调幅中波发射机由两部PB200单元（PB1和PB2）及一部并机网路组成，可实现两并机或单机工作，输出低、中、高三种等级功率。具有数字化、智能化、自动化、指标高，效率高等优点，全机工作线路比较复杂，由成千上万的元器件组成，倘若一只元器件不稳定，可能造成发射机停播。在发射机运行十多年中，发生故障和异态比较多，并具有复杂性与多样性。下面对PB200单元制编码板钽电容漏电故障的查找、判断、分析、处理过程进行阐述。

2 PB200单元调制编码板保险故障及电源故障案例

2.1 故障现象

试机时，DX-400中波发射机工作正常，关机后，打开PB1、PB2单元前柜门对内部电路板例行检查时，发现PB2中机柜1A27调制编码板上DS6保险故障和DS9电源故障红灯亮。

2.2 故障查找

【摘 要】钽扁线是替代常规圆形钽丝做钽电容器阳极引线使用。项目通过采用不同丝径的钽丝A和B在相同工艺条件下加工成钽扁线产品，并对各项产品性能进行了对比，结果表明B钽丝加工出的钽扁线产品在尺寸精度、扭曲度、抗拉强度等方面的性能以及生产效率方面都优于A钽丝，大大改善了钽扁线的产品质量。

【关键词】钽扁线；A钽丝；B钽丝；尺寸精度；扭曲度；抗拉强度

Abstract： Tantalum flat line is an alternative to the regular circular tantalum wire to do the tantalum capacitor anode lead. Different wire diameter tantalum wire A and B in the same process conditions， processed into tantalum flat line products， and the product performance were compared， the results show that the B tantalum flat line product which manufactured by B tantalum wire is better than A tantalum wire in dimensional accuracy， tortuosity， Tensile strength and other aspects of performance. greatly improved the product quality of the tantalum flat line.

Keywords： Tantalum flat lines A tantalum wire B tantalum wire， Dimensional accuracy Tortuosity Tensile strength

引言

随着电子技术的发展，对钽电容器的要求越来越高。钽电容器逐渐向小型化、片式化发展，通常，使用圆形阳极引线低温烧结的钽电容器，其阳极引线与钽阳极块内的钽粉有效接触面积较小，结合不牢，拔出强度不高，既影响了钽电容器的成材率，又影响了钽电容器的电性能。如果使用截面为近似矩形的钽扁线做阳极引线，不仅能够有效增加阳极引线与钽阳极块的接触面积，提高阳极引线的拔出强度，而且能够提高钽电容器的片式化程度，增大阳极引线的比表面积，适应高比容钽电容器低温烧结的要求，改善电容器的低阻抗（ESR）性能。经过长期的努力宁夏东方钽业股份有限公司已经掌握了钽丝加工成扁线的方法和工艺路线，目前一直向用户供货，客户反映良好，但在生产过程中成品率较低，出现尺寸精度差、带形扭曲、抗拉强度低等质量问题，无形中增加了生产成本。追究其原因我们认为制备钽扁线产品的A钽丝不合适，如，尺寸的精度范围难以控制，一致性差；加工方法有缺陷等，因此我们采取另外一种合适丝径的B钽丝来替代原有钽丝，改善上述质量问题。

1、试验材料及方法

本产品的加工采用钽粉做原料，经过冷等静压成型制成一定规格和长度的钽棒，然后真空垂熔、型轧、拉拔成不同规格的A钽丝和B钽丝，然后进行热处理、水平轧制，生产出截面为近似矩形或规则矩形的钽电容器阳极引线用钽扁线，再经连续退火、密排、产品检测等方法达到符合产品性能和要求的产品。

【摘 要】由于无论民用电子还是军用电子都对用电子元器件的质量、性能和可靠性均有较高的要求，所以对于高频低ESR片式有机钽电解电容器，在整个设计过程中可靠性设计是非常重要的环节。

【关键词】钽电解电容器；可靠性；自愈能力；介质氧化膜；电容量；绝缘性能

0 引言

高频低ESR片式有机固体钽电解片式固体电解具有容量大，体积小，且具有自愈能力的特点，在电子设备中占有至关重要的地位，在电源滤波，交流旁路等用途上具有其他类型电容器无可比拟的优势。

1 高频低ESR片式有机钽电解电容器性能参数

1.1 电容量C

由两块相互贴近的金属板且中间夹有电介质构成的最小元件单元就是最基本的电容器。其电容量可以用定用下式表示：

C=εSS/d

【摘 要】固体钽电容器外形多样，并容易制成适于自动化组装的小型和片型元件。这正好适应了目前电子技术向自动化小型化发展的需要。加上对电容器制造工艺的改进和完善，钽电解电容器得到了迅速的发展，使得产量增加，成本下降，使用范围广泛。钽电容器不仅在军事通讯、航天等领域广泛使用，而且使用范围还在向工业控制，影视设备等产品中延伸。

【关键词】钽电解电容器；制作工艺；阳极氧化膜；整流效益；自愈作用；绝缘电阻

0 引言

电解电容器肩负着大容量的任务，但它又是难于集成化的元件，如何适应轻质、薄型和小型化的发展趋向，已成为电解电容器今后发展的重要课题。

1 固体钽电解电容器的制造工艺

1.1 成型与烧结

成型是将若干细小的金属粉末制成大小、形状不同的钽阳极块。对于成型所用的原料钽粉有较高的要求。钽粉中的杂质对阳极氧化膜的质量影响极大。杂质直接影响电容器的漏电流、损耗角正切值、电容量和可靠性，还影响闪火电压的高低。制造电容器用的钽粉纯度应为99.92%-99.94%。烧结使得压制钽块的纯度和强度都得到提高，并且具有适当的孔隙成为多孔性阳极。

烧结的作用有两个，一是纯化压块，二是增加压块强度，并且成为具有合适孔隙的多孔体。而烧结温度和保温时间是确定烧结工艺的两个主要问题。烧结能够改变阳极块的孔体结构和含杂量，这就是烧结工艺影响阳极块电性能的主要原因。如果烧结温度低且时间短，则基体的收缩率小，烧结密度低，多孔率高，开口孔数也较多，所以阳极块的比容较大。但由于烧结温度低、时间短，阳极体的含杂量高，所以漏电流大，击穿电压低。因而对于高压、高工作温度及高可靠性的电容器，其阳极块就必须要求烧结温度和保温时间相应提高和延长一些。

【摘 要】我国钽铌矿业已进入另一个发展阶段，正准备进军国外市场。国内钽铌矿原矿品位一般很低，其矿物性脆、密度大。所以回收钽厂家也存在着一些问题。本文以钽铁矿-铌铁矿为例，对钽铌金属矿回收做研究，同时也对其中存在的问题进行简要分析，希望能够对该领域研究起到一定作用。

【关键词】钽铌；矿石；浮选；粗选

0 引言

稀有金属都属于伴生金属，在矿产中像钨钼，钽铌金属，铟铝等都两者并存着的，所以要利用其中一种金属，比如在钽铌矿床中采出的是钽铌金属，要用到钽金属的话，就必须通过冶炼提取回收钽。目前，我国金属回收的技术都有所突破，已达到国际水平，但回收二次利用的金属情况并不乐观，很多的回收金属厂家在依赖着开采的金属尾矿回收。

1 钽铌矿概述

钽铌矿是指含有钽和铌地矿物的总称，共有百余种，其中可作矿石开采的，主要由钽铁矿、铌铁矿和烧绿石。钽铌都属于高熔点、高沸点的稀有金属，外观似钢，灰白色光泽，粉末呈深灰色，具有吸气、耐腐蚀、超导性、单极导电性和在高温下强度高等特性，主要用于制备氧化钽、氧化铌，提炼钽、铌等。铌铁矿-钽铁矿的化学通式为AB2O6，二者简称铌钽铁矿。A为铁、锰，B为铌、钽。铌铁矿-钽铁矿的磁化率为（22.1～37.2）×10-6。铌铁矿的介电系数为10～12，钽铁矿为7～8。矿物的密度5.15～8.20（随钽的含量增高而增大）。在回收钽解析我国钽铌新材料发展趋势之后，回收钽厂家又提出我国钽铌选矿方法存在着问题。

钽铌矿选矿一般采用重选先丢弃大部分脉石矿物，获得低品位混合粗精矿，进入精选作业的粗精矿矿物组成复杂，一般含有多种有用矿物，分选难度大，通常采用多种选矿方法如重选、浮选、电磁选或选冶联合工艺进行精选，从而达到多种有用矿物的分离。

2 回收钽的应用