2.4 賦能工序

a）賦能：通過電化學(xué)反應(yīng)，制得五氧化二鉭氧化膜，作為鉭電容器的介質(zhì)。

b）氧化膜厚度：電壓越高，氧化膜的厚度越厚，所以提高賦能電壓，氧化膜的厚度增加，容量就下降

c）氧化膜的顏色：不同的形成電壓干涉出的氧化膜的顏色也不同，隨著電壓的升高，顏色呈周期性化。

d）形成電壓：經(jīng)驗(yàn)公式（該公式只能在小范圍內(nèi)提高電壓，如果電壓提高的幅度很大，就不是很準(zhǔn)確，要加保險(xiǎn)系數(shù)）。

C1.V1=C2.V2

V2=C1.V1/C2

C1------第一次容量平均值;

V1------第一次形成電壓（恒壓電壓）;

C2------要示的容量C2=K CR

（K 根據(jù)后道的容量收縮情況而定，可適時(shí)修改，一般情況下，容量小，后道容量損失較小，容量大，后道容量損失就大，低比容粉，容量損失較小，比容越高，后道容量損失就越大。通常，CR≤1UF，K=1.0；CR》1UF，K=1.04）

例如：35V105，中間抽測容量為1.08 、1.05 、 1.12 、 1.09 、 1.10 ，形成電壓為95V，問需要提高幾伏電壓才能達(dá)到需求的容量？

先求出中間抽測容量的平均值C1=1.09，V1=95

V2=1.09X95/1.0=103.5（V），需提高9V

注意： 提高電壓后，需恒壓一小時(shí)，才可結(jié)束賦能。

e） 形成液溫度：T1.V1=T2.V2

T1：第一次恒壓溫度；

V1：第一次恒壓電壓；

T2：第二次恒壓溫度；

V2：第二次恒壓溫度；

V2：T1.V1/T2

注意公式中的溫度K是絕對溫度，需將攝氏溫度加上273；

例如：第一次恒壓溫度為75度，恒壓電壓為90V，如果形成液的溫度提高到85度，問形成電壓要降低幾伏？

V2=90×（75+273）/（85+273）=87.5V，需降低3V。

該公式不常用。但能指導(dǎo)為何溫度低容量會變大。

形成溫度越高，氧化膜質(zhì)量越好。但是溫度太高，水分揮發(fā)厲害，就要不停地加水，并且易導(dǎo)致形成液電導(dǎo)率不穩(wěn)定。一般磷酸稀水溶液的恒壓溫度控制在70-90℃之間，經(jīng)過大量的實(shí)踐證明，如果恒壓溫度低于70℃，導(dǎo)致氧化膜質(zhì)量嚴(yán)重不穩(wěn)定，濕測漏電超差，如果形成液選用乙二醇系列，恒壓溫度可適當(dāng)提高。

f） 電流密度：

低比容粉由于它的比表面積小，需要的升壓電流密度就小，比容越高，比表面積就越大，需要的升壓電流密度就大，一般C級粉，升壓電流密度為10毫安/克，B級粉，升壓電流密度為20毫安/克，高比容粉35-60毫安/克，視比容高低而定，詳見工藝文件。

g）形成液：

電導(dǎo)率高，氧化效果好，但是形成液的閃火電壓低；電導(dǎo)率低，氧化效果差，但是形成液的閃火電壓高，陽極塊不容易晶化、擊穿。目前的磷酸稀水溶液只能適合形成電壓200V以下，如果要形成200V以上的產(chǎn)品，應(yīng)改用乙二醇稀水溶液，該溶液閃火電壓高，抑制晶化能力強(qiáng)，但是乙二醇不容易煮洗干凈，被膜損耗要微增加。一般情況下，CA42形成電壓不會超過200V，只要用磷酸稀水溶液就可以了。

h）恒壓時(shí)間：鉭塊越小，恒壓時(shí)間越短，鉭塊越大，恒壓時(shí)間越長，詳見工藝文件。原則：結(jié)束電流要很小，基本上穩(wěn)定不再下降為止，具體數(shù)值要看平時(shí)積累數(shù)據(jù)。

2.5、被膜

a） 被膜：通過多次浸漬硝酸錳，分解制得二氧化錳的過程。

b）目的：通過高溫?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)率最大。如果分解溫度過高（大于300℃）或過低生成的是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，過了2-3分鐘，基本上看不到有煙霧冒出，說明反應(yīng)已基本結(jié)束。分解時(shí)間過過短，反應(yīng)還沒有完全結(jié)束，補(bǔ)形成時(shí)會有錳離子溶出，這時(shí)補(bǔ)形成電流會很大，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)間過長，會對氧化膜造成破壞，同樣也會造成漏電流大。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，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)延長分解時(shí)間。

e） 硝酸錳濃度：

被膜時(shí)先做稀液，目的是稀硝酸錳容易滲透至鉭粉顆粒的細(xì)微孔隙中，讓里面被透，如果被不透，陰極面積縮小，被膜容量和賦能容量就會相差很多，這種情況也會反映在損耗上，損耗大。要求在做濃液之前，可解剖一個鉭芯觀察里面有無被透，如果沒有被透，要增加一次稀液，低比容粉顆粒大，硝酸錳容易滲入，高比容粉顆粒小，不太容易滲入，小鉭芯稀液次數(shù)少，大鉭芯稀液次數(shù)要適當(dāng)增加。

做濃液、強(qiáng)化液是為了增加二氧化錳膜層厚度，如果膜層沒有一定的厚度，加電壓時(shí)，在上下端面輪廓處等到地方容易產(chǎn)生類端放電，該處的氧化膜造成擊穿，所以做強(qiáng)化液的時(shí)候，盡量要避免上小下大，或上大下小，膜層厚度要均勻。稀酸錳的酸度很重要，它會直接影響到硝酸錳的滲透性和分解質(zhì)量，一般每做時(shí)要用試紙測試，達(dá)不到工藝要求，要加硝酸調(diào)配。滴入硝酸后要攪拌均勻。稀硝酸錳一個星期換一次，濃硝酸錳一個月?lián)Q一次（也視產(chǎn)量和硝酸錳清潔程度）。

f） 中間形成液：

純水修補(bǔ)的效果要差一點(diǎn)，它的導(dǎo)電離子很少，但是它的電阻大，對產(chǎn)品起到保護(hù)作用，鉭芯不容易被擊穿、燒焦，并且用它做補(bǔ)形成液，形成后沒有殘留物，不會造成損耗大。冰乙酸稀水溶液（0.04%），形成效果較好，形成后沒有殘留物，不會造成損耗大，但是它的閃火電壓低，只適合做6.3V 10V 16V 的產(chǎn)品，冰乙酸很容易揮發(fā)，造成電導(dǎo)率不太穩(wěn)定，

所以用的話，要經(jīng)常測電導(dǎo)率。磷酸稀水溶液（0.01%），形成效果好，閃為電壓較高，可適合做25V 35V的產(chǎn)品，但是形成后有磷酸根離子殘留在鉭芯內(nèi)，造成損耗要增加0.5左右。乙二醇溶液，形成效果不是很好，閃火電壓很高，形成后不會造成損耗大，適合做40V50V的大規(guī)格產(chǎn)品，該形成液成本很高，并且有毒，不宜多用，用后的形成液不要倒掉，可重復(fù)使用，但是用前要測試電導(dǎo)率在合格范圍內(nèi)，一般CA42用不到該形成液。

i） 發(fā)現(xiàn)問題的應(yīng)急措施：

（1）如果浸了強(qiáng)化液烘干后，還沒有做最后的稀液、濃液，出來發(fā)現(xiàn)外觀不符合要求，此時(shí)的強(qiáng)化層是很輕松的，只要將其浸泡在去離子水中，強(qiáng)化層會自動脫落。取出分解補(bǔ)形成后，可繼續(xù)往下做。

（2）如果強(qiáng)化后，已經(jīng)做了稀液或濃液，發(fā)現(xiàn)漏電大，非要處理不可，可采用10毫升冰乙酸+30毫升雙氧水+1000毫升去離子水浸泡12小時(shí)以上，此種處理方法對氧化膜的損傷較小，取出沖洗干凈，再煮洗，賦能恒壓2小時(shí)，順序流人后道各工序。

j）被膜最難掌握的是被膜爐的分解氣氛（溫度、風(fēng)速、氧含量、蒸汽大小），另外進(jìn)氣孔、出氣孔、回流孔及下面的分流板的調(diào)整也非常關(guān)鍵。現(xiàn)在只能通過試驗(yàn)來確認(rèn)調(diào)整到較合適的位置。要保證有好的損耗更要保證有好的漏電流。一般氧含量控制在9——12%。

2.6石墨銀漿切割

石墨銀漿也叫輔助陰極，起到二氧化錳與焊錫連接的橋梁作用。原瓶石墨濃度在10%左右，實(shí)際使用時(shí)調(diào)制到4 。 5%左右為宜，如果太稀的話，因?yàn)槭臐B透性很好，很容易往上爬，爬到上端面如果與鉭絲接觸，就會造成短路、漏電流大等情況，這種情況在當(dāng)時(shí)還檢測不出來，在點(diǎn)焊后鉭絲跟部受力，點(diǎn)焊檢測漏電流時(shí)合格率就相當(dāng)?shù)停匣瘯r(shí)擊穿非常嚴(yán)重。如果石墨太濃，石墨層和二氧化錳在做猛石墨時(shí)易分層，在后道包封、固化受到熱引力作用，石墨層和二氧化錳層之間產(chǎn)生層間剝離，造成損耗增加。

要注意石墨的PH值必須大于9。

銀漿也是同樣的道理，太稀的話，浸漬的時(shí)候很好浸，但是在浸焊的時(shí)候，銀層很容易被焊錫吞蝕掉，如果過濃，銀層和石墨的接觸不是太好，易造成接觸電阻大，并且浸漬時(shí)產(chǎn)生拉絲。有采用浸兩次銀漿的廠家銀漿和石墨使用前一定要按工藝要求滾勻。

切割的質(zhì)量往往被人們忽略。刀口的鋒利程度、間隙、沖下來時(shí)的速度都會對漏電有影響。我們有因?yàn)榍懈钯|(zhì)量不好導(dǎo)致10%的漏電大的試驗(yàn)結(jié)果。

2.7 點(diǎn)焊

焊點(diǎn)離根部越遠(yuǎn)越好，這樣對根部氧化膜的破壞就越小。點(diǎn)焊位置、手勢要正確，點(diǎn)焊浸焊的位置決定與包封后的外觀關(guān)系很大。

點(diǎn)焊后抽測漏電流合格率的信息很重要，作為工藝技術(shù)員一定要去經(jīng)常關(guān)心檢測信息，如果發(fā)現(xiàn)不正，一定要追查原因，不然后面的質(zhì)量無法控制，雖然該批產(chǎn)品已無法挽回了，但是，被膜流過的一段時(shí)間內(nèi)會出現(xiàn)同樣的問題。

經(jīng)常有可能出現(xiàn)的問題：

a）鉭絲切割太短？焊點(diǎn)太靠近根部？點(diǎn)焊電壓開得太高，鉭絲過融了？

b）是否鉭絲臟？是硅膠沒涂好？上端面有硅膠？上端面強(qiáng)化層太薄？組架尺寸不符合要求？鋼片變形？模具磨損？

c）石墨爬到端面上去了？強(qiáng)化層疏散導(dǎo)致石墨很容易往上爬？

d）切刀有問題？

問題要一查到底，只有查清了問題，才能制定糾正和預(yù)防措施。

2.8 浸焊

溫度控制在210℃（+10/-5℃）為宜：溫度低，粘錫厚，底部有錫尖；溫度高，粘錫少，溫度太高，銀層易被焊錫吞噬掉，時(shí)間控制在2秒左右，時(shí)間太長，銀層易剝離。最好一次浸焊能成功，如果反復(fù)浸的話，銀層、石墨都有可能剝離。

負(fù)極腳緊靠鉭芯，不能短路或開路。負(fù)極起碼達(dá)到鉭芯的1/2以上，但不能伸出鉭芯底部，不然包封后易外觀廢品。

控制助焊劑濃度，濃度太稀，上錫太慢，濃度濃，上錫快，但粘錫厚，容易導(dǎo)致石墨和二氧化錳層之間脫離。

2.9 老化

老化的目的是修補(bǔ)氧化膜和剔除早期失效產(chǎn)品。老化電源串聯(lián)電阻的大小與老化的效果關(guān)系很大。如過大，達(dá)不到剔除早期失效產(chǎn)品的目的。如過小修補(bǔ)氧化膜的效果達(dá)不到，因產(chǎn)品上稍有次點(diǎn)就被擊穿。老化后產(chǎn)品要放電24小時(shí)后再測量，否則會導(dǎo)致漏電測試不準(zhǔn)。

2.10 電容器的三參數(shù)及測試方法

容量：注意頻率是100HZ.

損耗：注意頻率是100HZ。

漏電流：IL判定標(biāo)準(zhǔn)為0.02CU（C為標(biāo)稱容量，U為測試電壓）。

2.11 幾個專業(yè)詞語解釋：

成型后的為鉭坯---------燒結(jié)后的稱為鉭塊--------賦能后的稱為陽極塊-------石墨銀漿后的稱為鉭芯-------點(diǎn)焊浸焊后的稱為芯組--------包封后的稱為電容器

品的質(zhì)量將不能滿足用戶的基本要求。這樣的產(chǎn)品因?yàn)榭估擞磕芰^差，因此，使用在存在大的脈沖電流的電路將非常容易出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。

三、參數(shù)和選型鉭電容器的漏電流和工作溫度之間的關(guān)系

鉭電容器的漏電流會隨使用溫度的增加而增加，此曲線稱作漏電流溫度曲線。但不同廠家生產(chǎn)的相同規(guī)格的產(chǎn)品，常常由于生產(chǎn)工藝和使用的原材料及設(shè)備精度不同而高溫漏電流變化存在非常大的差別。高溫漏電流變化大的產(chǎn)品在高溫狀態(tài)會由于自己產(chǎn)生的熱量的不斷累積而最終出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。高溫漏電流變化小的產(chǎn)品在高溫下長時(shí)間工作，產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性將較高。因此高溫時(shí)產(chǎn)品漏電流變化率的大小可以決定鉭電容器的可靠性。 對于片式鉭電容器，高溫性能高低對可靠性有決定性的影響。

3.1 漏電流VS溫度：

3.2 漏電流VS電壓：

漏電流的測試一般是在20℃時(shí)施加額定電壓進(jìn)行測試，在測量電路中與電容串接一1000 OHM保護(hù)電阻，充電一到五分鐘（KEMET、VISHAY、AVX為兩分鐘、SANYO為五分鐘），然后測出漏電流。

3.3耗散因子（DF值）

耗散因子是決定電容內(nèi)部功率耗散的一個物理量，越小越好，一般DF值隨頻率增加而增加。

損耗大小對產(chǎn)品使用影響及可靠性影響說明：損耗（DF值）是表征鉭電容器本身電阻能夠造成的無效功耗比例的一個參數(shù)，損耗較小的產(chǎn)品ESR也將較小。但損耗大小的微小差別不會對使用造成明顯影響，對工作狀態(tài)的產(chǎn)品的可靠性影響與容量偏差的影響相比較大，但與產(chǎn)品漏電流大小和ESR大小對使用時(shí)的可靠性的影響相比仍然較小（漏電流大小和ESR大小影響》 損耗大小影響 》 容量偏差的影響），濾波時(shí)如果產(chǎn)品的損耗較大，濾波效果差一些。同時(shí)，損耗較大的產(chǎn)品的抗浪涌能力也較差。

3. 4 阻抗，等效串聯(lián)阻抗（ESR）&感抗

ESR是決定電容濾波性能的一個重要指標(biāo)，鉭電容的ESR主要是由引腳和內(nèi)部電極阻抗引起，是電容在高頻上表現(xiàn)的一個很重要的參數(shù)，一般來講，同容量，同電壓值的鉭電容的ESR要低于電解電容，但要高于多層陶瓷電容，ESR隨著頻率和溫度的增加而減少，ESR=DF/WC。在諧振頻率以下，電容的阻抗是電容的容抗和ESR的矢量和，在電容產(chǎn)生諧振以后，電容的阻抗是電容的感抗和ESR矢量和。

下圖出示了電容的等效組成圖：

其中：ESL：描敘的是引腳和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的電感

RL：電容的漏電阻

Rd：由電介質(zhì)吸收和內(nèi)部分子極化引起的介電損耗

ESR與頻率特性曲線：

電容阻抗Z與頻率特性曲線

在脈沖充放電電路，鉭電容器會不斷承受峰值功率可能達(dá)到幾十安培的浪涌電流沖擊，而且有時(shí)候充放電的頻率也可能達(dá)到幾百甚至幾千HZ；在此類電壓基本穩(wěn)定，浪涌電流不斷的電路，鉭電容器的可靠性不光取決于產(chǎn)品耐壓高低及伏安特性和高低溫性能，還取決于產(chǎn)品的等效串聯(lián)電阻ESR的高低，因?yàn)镋SR值較大的產(chǎn)品在高浪涌時(shí)瞬間就會產(chǎn)生更多的熱量積累，非常容易導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)擊穿。因此，鉭電容器ESR值的高低直接可以決定產(chǎn)品的抗直流浪涌能力。

另外; 不同ESR值的產(chǎn)品在存在交流紋波的電路里， 一定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也與其ESR值高低成比例，ESR越高的產(chǎn)品在一定的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也越高，因此，不同規(guī)格的產(chǎn)品由于阻抗ESR值不一樣，具有不同的耐紋波電流能力。 ESR低的產(chǎn)品不光在高頻使用時(shí)容量衰減較少，濾波效果較好而且可以使用在更高頻率的電路，同時(shí)因?yàn)樗哂懈蟮目估擞磕芰Γ卜峡煽啃砸筝^高的不斷通過瞬時(shí)大電流的脈沖充放電電路的基本要求。

編輯：jq