专利名称：全密封非固体电解质全钽电容器的阴极制备工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种电子元件的阴极制备工艺方法，尤其涉及一种全密封非 固体电解质全钽电解电容器的阴极制备工艺方法。
背景技术：
在一些对可靠性要求高电路中，全密封非固体电解质钽电容器得到了广 泛的应用，而普通的采用银壳作为封装材料的非固体电解质钽电容器不能承 受反向电压；而采用钌氧化物或碳-钌氧化物混合为阴极的另一类全密封液体 钽混合电容器，虽然具有单位体积比容高的特点，但由于阴极采用的功能材 料有特定的使用电势范围，也不能够承受反向电压。而传统的CAK38和CAK39 型带可靠性指标的全密封非固体电解质全钽电容器虽然能承受一定的反向电 压，但它们使用一个钽粉压制成型后烧结成的钽套作为阴极，在钽套和阳极 间存在较大的空隙，使得电容器单位体积能量密度和体积比容都比较低，不 能满足电子电路中对高能量密度的全密封非固体电解质全钽电容器的需求。
发明内容
针对现有全密封非固体电解质钽电容器阴极制造技术上存在的一些缺 陷，本发明旨在提供一种可有效提高全密封非固体电解质全钽电容器单位体 积能量密度，又可承受一定反向电压的全密封非固体电解质全钽电容器的阴 极制备工艺方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案 一种全密封非固体电解质 钽电容器阴极制作方法，包括集流体的处理、阴极的成型烧结、钽阴极的电 化学氧化。其制作工艺至少包括以下工艺步骤
①使用钽片或钽网或钽毡作为集流体，并对集流体进行处理。将钽片或钽网放入装有硫酸、硝酸或氢氟酸等无机酸的溶液中进行表面处理，加热煮 沸，再用清水漂洗，再进行烘干，制得处理的集流体；
②将处理后的集流体放入成型机模具中，装入高比容的钽粉，用成型机
压制成型，再放入真空烧结炉中进行真空烧结，在1200'C-160(TC的温度下进 行烧结，烧结20-60分钟后，等炉温降低后将阴极取出。
(D将成型烧结后的钽阴极放于磷酸水溶液进行电化学氧化，施加一定的 直流电流和电压，使钽阴极的表面生成一层五氧化二钽的氧化膜。
本发明的优点在于采用了处理的集流体，并对处理后的集流体进行特 定的烧结工艺和钽阴极的电化学氧化，使得钽阴极的性能有很大的提高，采 用本发明制备的钽阴极容量大、损耗小，且有利于提高全密封非固体电解质 全钽电容器的能量密度和单位体积比容。
图1为采用钽片作集流体的阴极的结构示意图； 图2为采用钽片作集流体的阴极的外形结构俯视图； 图3为采用钽网或钽毡作集流体的阴极的结构示意图； 图4为采用钽网或钽毡作集流体的阴极的外形结构俯视图。 其中1、钽片(集流体)；2、上层钽粉；3、下层钽粉；4、上层钽粉； 5、下层钽粉；6、钽毡或钽网片(集流体)。
具体实施例方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明。 实施例一
图1和图2给出了本发明的一个具体实施例，从附图1和2可以看出， 本发明所涉及的是一种全密封非固体电解质钽电容器阴极；所述的钽电容器阴极包括一个钽片1，在钽片1的两面分别贴有上层钽粉2和下层钽粉3;其 特征在于所述的钽电容器阴极是经过包括集流体的处理、阴极的成型烧结、 钽阴极的电化学氧化工艺制得的。所采用的制作工艺至少包括如下制作工艺 步骤
① 将钽片裁剪成如图2的形状，先用乙醇、丙酮等溶剂除油，再将其放入 装有一定浓度的硫酸、硝酸或氢氟酸等无机酸溶液中，加热并煮沸30分钟左 右，拿出用去离子水煮洗3至4遍，烘干；
② 将裁剪成型的钽片放入特定的模具中，加入钽粉2，在成型机的压力下
压制成具有图1的结构形状；在压制时，选用钽粉的比容在30000uF' V/g至 150000uF* V/g之间，采用的压制密度在4.5g/cn^至10g/cn^之间；再压制
成型后的钽阴极放入真空烧结炉中进行真空烧结，烧结温度在120(TC至1700 。C之间，烧结30分钟至90分钟，冷却后拿出；
(D将成型烧结后的钽阴极放于质量百分比浓度在O. 01%至1%磷酸水溶液进 行电化学氧化，施加一定的直流电流和电压，使钽阴极的表面生成一层五氧 化二钽的氧化膜，煮洗后即得到具有图1结构的全密封非固体电解质全钽电 容器的阴极。 实施例二
图1和图2给出了本发明的一个具体实施例，从附图1和2可以看出， 本发明所涉及的是一种全密封非固体电解质钽电容器阴极；所述的钽电容器 阴极包括一个钽毡或钽网片6，在钽毡或钽网片6的两面分别贴有上层钽粉4
和下层钽粉5;其特征在于所述的钽电容器阴极是经过包括集流体的处理、
阴极的成型烧结、钽阴极的电化学氧化工艺制得的。所采用的制作工艺至少
包括如下制作工艺步骤①钽毡或钽网裁剪成如图4的形状，先用乙醇、丙酮等溶剂除油，再将
其放入装有一定浓度的硫酸、硝酸或氢氟酸等无机酸溶液中，加热并煮沸30
分钟左右，拿出用去离子水煮洗3至4遍，烘干；
②将裁剪成型的钽毡或钽网片6放入特定的模具中，加入钽粉，钽粉的比 容在30000uF' V/g至150000uF' V/g之间，在成型机的压力下压制成具有图 4的形状，再将压制成型后的钽阴极放入真空烧结炉中进行真空烧结，烧结温 度在120(TC至170(TC之间，烧结30分钟至90分钟，冷却后拿出；
③将成型烧结后的钽阴极放于质量百分比浓度在0.01%至1%磷酸水溶液 进行电化学氧化，施加一定的直流电流和电压，使钽阴极的表面生成一层五 氧化二钽的氧化膜，煮洗后即得到具有图3结构的全密封非固体电解质全钽 电容器的阴极。
权利要求
1、全密封非固体电解质全钽电容器的阴极制备工艺方法，其特征在于所述的钽电容器阴极是经过包括集流体的处理、阴极的成型烧结、钽阴极的电化学氧化工艺制得的；所采用的制作工艺至少包括如下制作工艺步骤A、使用钽片或钽网或钽毡作为集流体，并对集流体进行处理；将钽片或钽网放入装有硫酸、硝酸或氢氟酸等无机酸的溶液中进行表面处理，加热煮沸，再用清水漂洗，再进行烘干，制得处理的集流体；B、将处理后的集流体放入成型机模具中，装入高比容的钽粉，用成型机压制成型，再放入真空烧结炉中进行真空烧结，在1200℃-1600℃的温度下进行烧结，烧结20-60分钟后，等炉温降低后将阴极取出；C、将成型烧结后的钽阴极放于磷酸水溶液进行电化学氧化，施加一定的直流电流和电压，使钽阴极的表面生成一层五氧化二钽的氧化膜。
2、 如权利要求1所述的全密封非固体电解质全钽电容器的阴极制备工艺， 其特征在于所述的B步骤中，在压制时，选用钽粉的比容在30000uF* V/g 至150000uF' V/g之间，采用的压制密度在4.5g/cm3至10g/cm3之间。
全文摘要
全密封非固体电解质全钽电容器的阴极制备工艺方法，包括集流体的处理、阴极的成型烧结、钽阴极的电化学氧化。至少包括以下工艺步骤①使用钽片或钽网或钽毡作为集流体，并对集流体进行处理。将钽片或钽网放入装有硫酸、硝酸或氢氟酸等无机酸的溶液中进行表面处理，加热煮沸，再用清水漂洗，再进行烘干，制得处理的集流体；②将处理后的集流体放入成型机模具中，装入高比容的钽粉，用成型机压制成型，再放入真空烧结炉中进行真空烧结，在1200℃-1600℃的温度下进行烧结，烧结20-60分钟后，等炉温降低后将阴极取出。③将成型烧结后的钽阴极放于磷酸水溶液进行电化学氧化，施加一定的直流电流和电压，使钽阴极的表面生成一层五氧化二钽的氧化膜。
文档编号H01G9/04GK101494120SQ20091004276
公开日2009年7月29日 申请日期2009年3月2日 优先权日2009年3月2日
发明者刘勇刚, 刘新军, 杨万纯 申请人:株洲宏达电子有限公司