片式固体电解质钽电容器.pdf

主要内容nnnnn混粉去粘合剂试容点焊组架抽样浸石墨浸银浆汽相热处理喷砂切筋老炼标志测量外检二次老炼成品测量成品检验编带成品外检包装入库压制成型烧结形成被膜粘接模压端头处理注：图例符号说明：4.2.钽电容的技术摘要及其应用指南nnnnn2.1、钽电容器的生产技术设计nn2.2 钽电容器的术语解释nn2.3 钽电容器的特征与用途nn2.4 片式钽电容器特性曲线nnnnnnnnnn2.4.1 片式钽电容器特性曲线1 n2.4.2 片式钽电容器特性曲线2 n2.4.3 片式钽电容器特性曲线3 n2.4.4 片式钽电容器特性曲线4 n2.4.5 片式钽电容器特性曲线5 n2.4.6 片式钽电容器特性曲线6 n2.4.7 片式钽电容器特性曲线7 n2.4.8 片式钽电容器特性曲线8 n2.4.9 片式钽电容器特性曲线9 n2.4.8 片式钽电容器特性曲线8 n2.5 钽电容器的等效线路Z = R + jωL + 1/jωCSRF = fs= 1/2π(LC)1/2ESR = R = X C/ Q = X C Tanδ2.5.1﹑产品的ESR 的组成R 0R I ER N C R OE ESR =R 0R I E R OE R N C +++2.5.2 、产品的ESR的物理意义ESRδZ=ESR+j1/ωCX c=j1/ωCD F=t a nδ=ESR/X c=ESR*ωC3. 新型片式钽电容器的发展趋势nnnnnn3.1、钽电容器实现片式化的优势n3.2、钽电容器大量取代于电解电容器nnn3.3、钽电容器取代于MLCC电容器n4. 钽电容的设计选型原则nnn n5. 钽电容器常见失效模式Thanks。

片式固体钽电容-概述说明以及解释1.引言1.1 概述片式固体钽电容是一种新型的电子元件，具有优异的性能和广泛的应用前景。

它采用固态钽作为正极材料，相比传统的电解式铝电容，片式固体钽电容具有更高的电容密度、更低的ESR值、更好的抗漏电流能力和更长的使用寿命。

本文将通过对片式固体钽电容的原理、优点和应用领域进行详细介绍，探讨其在电子领域中的重要性和发展前景。

1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三部分。

1. 引言部分将介绍固体钽电容的概念和重要性，以及本文的研究目的和意义。

2. 正文部分将详细阐述片式固体钽电容的原理、优点和应用领域，为读者提供全面的了解。

3. 结论部分将对本文内容进行总结，并展望片式固体钽电容未来的发展前景和应用价值。

1.2 文章结构部分的内容1.3 目的:本文旨在深入探讨片式固体钽电容的原理、优点和应用领域，希望通过对这一电子元件的全面介绍，让读者对片式固体钽电容有更加深刻的理解和认识。

同时，我们也将讨论片式固体钽电容的发展前景，展望其在未来的应用和发展方向，为读者提供对这一领域的深入洞察和未来发展的展望。

通过本文的阐述，希望能够为相关领域的研究者和工程师提供启发和参考，推动片式固体钽电容技术的进步和发展。

2.正文2.1 片式固体钽电容的原理片式固体钽电容的原理部分:片式固体钽电容是一种电子元件，它的工作原理是基于固体电容器的电荷存储和释放。

在片式固体钽电容中，其基本结构包括钽质阳极、氧化层作为介质和导电性良好的负极。

当电压施加在钽电容上时，电荷会在钽电容的阳极和氧化层之间存储，并在需要时释放出来。

钽电容的阳极通常由纯钽制成，由于钽金属的高化学稳定性和良好的导电性，使得钽电容具有较高的容量、频率响应和稳定性。

氧化层在片式固体钽电容中起到重要的电介质作用，它能够阻止阳极和阴极之间的电荷直接接触，从而确保电容器的正常工作。

总的来说，片式固体钽电容的原理是通过在钽质阳极和氧化层之间存储和释放电荷来实现电容效应，从而实现电子元件在电路中的功能。

片式钽电容器介绍和使用注意事项•钽电容器产品介绍01•钽电容器常见失效模式和避免方法02•电容器选型注意事项03片式固体钽电容器的工艺流程钽粉压制 烧结 介质层形成被MnO 2/聚合物涂石墨和银浆装配塑封打标+测试+成型钽块2~10μm1200~2000℃引线 树脂外壳阳极 引线框架阴极介质层 阳极MnO 2/聚合体Ta 2O 5 Tantalum阴极材料 介质层 阳极材料Ta 2O 5外装M nE x t e r i o r M n O 2内装Mn Interior MnO 2TaTa 电容器表面断面照片Ta 电容器模拟结构图银浆层表面MnO 2层Ta 电容器断面照片Ta 电容器的内部结构照片片式钽电容器使用材料阳极引线阴极引线 钽丝焊接处垫片银浆石墨导电银胶聚合物(MnO 2)/Ta 2O 5/Ta名称使用材料阳极钽粉和钽丝 介质 五氧化二钽 阴极 聚噻吩、二氧化锰对应电极碳、防潮物（硅基材料）、银浆 装配银胶引线框架 铁镍合金；表面镀锡铋的纯铜 包封材料热固型阻燃环氧树脂钽电容器参数指标——容量（电容量）电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容量；图例为二氧化锰B 壳6.3V100μF的频率特征曲线0 20 40 60 80 100 120 20853641,5546,629 28,284 120,684 514,933容量C a p a c i t a n c e (μF )频率Frequency(Hz)频率特征曲线Capacitance vs. FrequencyCs(μF)-火炬 Cs(μF)-Afo=1/2πRCC=(ε0εr A)/d正极板(面积A)负极板(面积A) 介质层(介电常数εr ；厚度d)ε0：相对介电常数钽电容器参数指标——损耗（损耗角正切）电容器是一种实际电容器、不是理想电容器，在外施交流电压的作用下，除了会输出一定容量的无功功率Q之外，在电容器的内部介质中、在电容器的极板中、引线等导体中，以及在介质层的漏泄电流等都会产生一定的有功损耗功率P。

■ 模压封装、密封性好、片式、体积小、重量轻、极性电容器；■ 电性能优良、稳定可靠、低ESR（等效串联电阻），等效于KEMET公司T491型；■ 适用于移动通讯、摄像机、程控交换机、计算机、汽车电子等各种电子设备的表面贴装直流或脉动电路。

□ Molded, good sealability, chip, small profile, light weight,polarized capacitor.□ Good electrical performance, stable and reliable, low ESR,equivalent to T491 of KEMET.□ The product is suitable to surface mounted direct current orpulsating circuit in various electronic equipments for mobile communication, vidicon, program controlled exchanger, computer, and auto electronics.■ 温度范围：-55℃～125℃（＞85℃时，施加降额电压使用）；■ 额定电压、降额电压、标称电容量：见表2；■ 电容量允许偏差：±10%、±20%；■ 高低温特性：见表2；■ 外形尺寸及外壳代号：见图1和表1。

□ Temperature range: -55℃~125℃（when above 85℃, derated voltage is applied）□ Rated voltage, derated voltage and rated capacitance see Table 2. □ Capacitance tolerance: ±10%；±20%；□ Characteristic at low and high temperature: see table 2; □ Physical dimension and case code: see Figure 1 and table 1.Type CA45A Chip Solid Electrolytic Tantalum Capacitor执行标准Executive Standard：Q/MM124A-2009标志 MARKING:外壳代号Case code 外形尺寸 mm Physical dimension新云XinYunEIA L W HL 1W 1M A 3216-18 3.2±0.2 1.6±0.2 1.6±0.20.65±0.2 1.2±0.2 1.0±0.2B3528-21 3.4±0.2 2.6±0.2 1.9±0.20.70±0.22.0±0.21.2±0.2C 6032-28 5.8±0.3 3.2±0.3 2.5±0.3 1.35±0.2 2.2±0.2 1.45±0.2E (D)* 7343-317.3±0.3 4.3±0.3 2.8±0.3 1.35±0.2 3.0±0.2 1.6±0.2H(E、X)**7343-437.3±0.34.3±0.34.1±0.3 1.35±0.2 3.0±0.21.6±0.2表1 电容器的外形尺寸 Table 1 Physical dimensionB、C、E、H壳Case B、C、E、H公司标志和阳极Company Mark and Positive标称电容量 (μF)Rated capacitance额定电压 (V)Rated voltageA壳Case A10010V1.020LWW 1MHL 1（产品标志中厂标符号 所在端对应的贴片为正极）(The end with is the positive end)图 1注Note：*E壳等同于KEMET、VISHAY和AVX公司的D壳产品尺寸；The dimension of case E is equal to case D of KEMET, VISHAY and AVX . **H壳等同于KEMET公司的x壳、VISHAY和AVX公司的E壳产品尺寸。

片式固体电解质钽电容器规格承认书型号规格：CA45-B-10V-47μF-K 立创编码：C1366581. 产品特点该产品为模压封装、片式引出，具有密封性好、重量轻、电性能优良、稳定可靠等特点。

适用于移动通讯、摄像机、程控交换机、计算机、汽车电子等各种电子设备的表面贴装直流或脉动电路。

2. 产品型号及编码说明CA45 - B - 10V - 47μF - K型号 壳号 额定电压 标称电容量 容量偏差3. 产品外形及尺寸：见图1及表1表1 电容器的外形尺寸单位：mm4．电性能参数4.1 工作温度范围：-55℃～125℃；85℃以上施加降额电压。

4.2 标称电容量允许偏差（25℃，100Hz）：K:±10%；4.3 主要电性能参数：见表2表2 电性能参数表5.标志5.1标志内容（1）商标及正极标识（2）标称电容量（3）额定工作电压5.2 标志说明：见图2（举例）。

6. 产品外观质量6.1 产品本体应无针眼、缺角、缺块、发黑、漏封、裂纹、引出片断裂等现象。

6.2 产品标志：应清晰、完整、正确；无重影、漏打等现象。

7.包装7.1 产品编带的尺寸及卷绕方向：见图3、图4、表4、表5。

注：用户未要求时，编带卷绕方向通常按左旋卷绕方向。

7.2包装数量：见表3表3 包装数量7.3产品内外包装盒应无破损，料盘、小盒及外包装箱上应有相应物料标识单，标识应清楚、准确。

7.4每批产品应附产品合格证，内容包括产品型号、规格、壳号、容量级别、数量、生产批号及执图4表 4 编带尺寸单位：mm表 5 卷盘尺寸和数量8.典型试验要求：见表6表6 典型试验要求9 应用指南9.1室温电性能的测量9.1.1 电容量(C)和损耗角正切(tg δ)的测量●施加电压： 直流偏压：U-=2.20 -1.0V ；交流偏压（有效值）的范围：U ～=1.00-0.5V●测量时，确保电容器正、负极的接法正确，否则读数会产生较大的偏差。

9.1.2漏电流（I ）的测量●施加电压：额定电压测量时，应串联1000Ω的保护电阻。

片式钽电容器介绍和使用注意事项•钽电容器产品介绍01•钽电容器常见失效模式和避免方法02•电容器选型注意事项03片式固体钽电容器的工艺流程钽粉压制 烧结 介质层形成被MnO 2/聚合物涂石墨和银浆装配塑封打标+测试+成型钽块2~10μm1200~2000℃引线 树脂外壳阳极 引线框架阴极介质层阳极MnO 2/聚合体Ta 2O 5 Tantalum阴极材料 介质层 阳极材料Ta 2O 5外装M nE x t e r i o r M n O 2内装Mn Interior MnO 2TaTa 电容器表面断面照片Ta 电容器模拟结构图银浆层表面MnO 2层Ta 电容器断面照片Ta 电容器的内部结构照片片式钽电容器使用材料阳极引线阴极引线 钽丝焊接处垫片银浆石墨导电银胶聚合物(MnO 2)/Ta 2O 5/Ta名称使用材料阳极钽粉和钽丝 介质 五氧化二钽 阴极 聚噻吩、二氧化锰对应电极碳、防潮物（硅基材料）、银浆 装配银胶引线框架 铁镍合金；表面镀锡铋的纯铜 包封材料热固型阻燃环氧树脂钽电容器参数指标——容量（电容量）电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上，造成电荷的累积储存，储存的电荷量则称为电容量；图例为二氧化锰B 壳6.3V100μF 的频率特征曲线0 20 40 60 80 100 120 20853641,5546,629 28,284 120,684 514,933容量C a p a c i t a n c e (μF )频率Frequency(Hz)频率特征曲线Capacitance vs. FrequencyCs(μF)-火炬 Cs(μF)-Afo=1/2πR CC=(ε0εr A)/d正极板(面积A)负极板(面积A) 介质层(介电常数εr ；厚度d)ε0：相对介电常数钽电容器参数指标——损耗（损耗角正切）电容器是一种实际电容器、不是理想电容器，在外施交流电压的作用下，除了会输出一定容量的无功功率Q之外，在电容器的内部介质中、在电容器的极板中、引线等导体中，以及在介质层的漏泄电流等都会产生一定的有功损耗功率P。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202020840585.9(22)申请日 2020.05.19(73)专利权人 北京七一八友益电子有限责任公司地址 100016 北京市朝阳区酒仙桥东路1号M5座4楼(72)发明人 倪梅　刘佳　高星　商修　张玉芹　(74)专利代理机构 北京凯特来知识产权代理有限公司 11260代理人 郑立明　付久春(51)Int.Cl.H01G 9/08(2006.01)(54)实用新型名称防潮型片式固体电解质钽电容器(57)摘要本实用新型公开了一种防潮型片式固体电解质钽电容器，该电容器包括：该电容器包括：防潮层、钽芯子、钽丝、正极、负极和环氧树脂外壳；其中，所述防潮层设置在所述钽芯子上，包覆住所述钽芯子；所述钽芯子、钽丝、正极和负极按钽电容器电路连接后封装在环氧树脂外壳内。

该电容器包含包裹住内部钽芯子的防潮层，避免了水汽渗透进入影响钽芯子，使电容整体的防潮性能更加优异，降低了其在高温高湿工作环境下的失效率。

权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 212342481 U 2021.01.12C N 212342481U1.一种防潮型片式固体电解质钽电容器，其特征在于，该电容器包括：防潮层、钽芯子、钽丝、正极、负极和环氧树脂外壳；其中，所述防潮层设置在所述钽芯子上，包覆住所述钽芯子；所述钽芯子、钽丝、正极和负极按钽电容器电路连接后封装在环氧树脂外壳内。

2.根据权利要求1所述的防潮型片式固体电解质钽电容器，其特征在于，所述防潮层包裹在所述钽芯子的银涂层外面；或者，所述防潮层包含在所述钽芯子的二氧化锰层或石墨层内部；或者，所述防潮层包裹在所述钽芯子的二氧化锰层或石墨层外面，处于所述钽芯子的银涂层内。

3.根据权利要求1或2所述的防潮型片式固体电解质钽电容器，其特征在于，所述防潮层采用有机硅防潮层、无机硅防潮层、聚丙烯酸酯防潮层、聚氨酯类防潮层、有机氟类防潮层、聚对二甲苯防潮层、环氧树脂防潮层和酚醛树脂防潮层中的任一种或几种。

1、 关于反向电压1.1、 固体电解质钽电容器A 固体电解质极性钽电容器，一般不允许加反向电压，并且不可在纯交流电路中使用。

若在不得已的情况下，允许在短时间内施加小量的反向电压，其值为：25℃下：≤10%UR 或1V（取小者）；85℃下：≤5%UR或0.5V（取小者）；125℃下：≤1%UR或0.1V（取小者）。

B 如果将电容器长期使用在有反向电压的电路中时，请选用双极性钽电容器，但也只能在极性变换而频率不太高的直流或脉动电路中使用。

1.2、 非固体电解质钽电容器银外壳固体电解质钽电容器不能承受任何反向电压。

1.3、 原则上禁止使用三用表电阻挡对有钽电容器的电路或电容器本身进行不分极性的测试（容易施加反向电压），当电路全部采用了35V以上（含有35V）固体钽电容器时，应能承受三用表1.5V电源的反向测试，9V电源则应绝对禁止。

1.4、在测量使用过程中，如不慎对非固体钽电容器施加了反向电压或对固体钽电容器施加了超过规定的反向电压，则该电容器应报废处理，即使其各项电参数仍然合格，因为产品由反向电压造成的质量隐患有一定的潜伏期，在当时并不一定能表现出来。

2、 关于纹波电流2.1、 直流偏压与交流分压峰值之和不得超过电容器的额定电压值。

2.2、 交流负峰值与直流偏压之和不得超过电容器所允许的反向电压值。

2.3、纹波电流通过钽电容器时产生了有功功率损耗，进而电容器自身温升导致的热击穿失效概率增大，因此有必要对通过电容器的纹波电流或电容量允许的功率损耗进行限制（钽电容器不应长期使用于交流分量大或纯交流电路中）。

功率损耗（P有）与纹波电流（Irms）的关系由下式表示：P有=V-·I漏+I2rms·R≈I2rms·Rs其中：V-：直流偏压（V）；I漏：漏电流（A）；Rs：等效串联电阻（Ω）；Irms：纹波电流。

由上式可以看出：当Rs增大或当Irms增大时，功率损耗增大。

因此，在高频线路中要求通过钽电解电容器的纹波电流小和选用等效串联电阻小的钽电解电容器。