铌电解电容器制造工艺技术研究
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摘要
在电子行业中，钽电容器由于体积小、容量高，适应表面贴装技术和电子电路的微型化的要求，所以广泛应用于移动通讯、计算机、航空航天等行业。但也由于钽电容器产品的需求量不断增大，造成钽资源的缺乏。为弥补钽资源的缺乏，研发一种资源充足、性价比优越的铌电解电容器来代替钽电解电容器是本论文研究的目的。
铌电解电容器工艺技术依托钽电解电容器工艺技术，在原钽电解电容器制造工艺技术的基础上，研发出了铌电解电容器制造工艺技术，本论文对其中最关键的两个部分—赋能和被膜工序进行了详细的分析和研究。
本课题依据钽电解电容器工艺技术要求，在多年研究工作的基础上研发出了一种性能先进的铌电解电容器赋能工序中氧化膜介质层自动控制技术，分析了赋能工序中氧化膜介质层自动控制技术的工作原理，从理论上给出了控制模型，并在此基础上，通过赋能工序实验方案的建立和赋能工序中Nb_2O_5氧化膜层质量和氧化膜层生长效率的综合实验研究，最终确立了铌电解电容器工艺技术中的关键工序——赋能工序的优化工艺。同时，也通过被膜工序新技术的综合实验研究，确立了铌电解电容器工艺技术中的关键工序——被膜工序的优化工艺，从而获得了比较完整系统的铌电解电容器工艺技术参数，这对实际生产具有很好的指导意义。并通过实际生产的运用，进一步验证了上述工艺且生产出了合格产品。
本论文的研究结果在生产实践中应用后，取得了良好的使用效果，不但填补了国内铌电解电容器工艺技术的空白，而且使以往对工艺参数的盲目调整有了理论与实践依据，从而使铌电解电容器的性能和生产效率大大提高。
In the electronics industry, because of its small size, high capacity, adapting to the surface mounting technology and electronic circuit miniaturization requirements, tantalum capacitors are widely used in mobile communications, computer, aerospace and other industries. The increasing demand for tantalum capacitor products causes the lack of tantalum resources. To compensate for the lack of tantalum resources, the thesis aims to development a kind of niobium electrolytic capacitors of adequate resource and better cost-effective advantages to replace tantalum electrolytic capacitors.
Niobium electrolyte capacitor technology was developed based on the tantalum electrolyte capacitor technology. This paper gives a detailed description of formation and manganizing which are the most important processes in production of niobium capacitor.
Technology for automatic controlling oxide film as dielectric during formation process was developed based on study works for many years according to technical requirements of tantalum capacitor. The operation mechanism for automatic controlling technology of oxide film was analyzed and control mode was established theoretically. The optimized technology for formation and manganizing process as key process for production of niobium capacitor was finally developed through complex experiments on the quality and growth efficiency of Nb_2O_5 oxide film during formation and on new techniques for manganizing process and complete technical parameters were recognized which play an important role in actual production. It is proved that accepted products were made through application of techniques as mentioned above.
The technical achievement in this paper has been used in actual production and yield good application results which not only fill up the technical gap of niobium capacitor in China and provide theoretical and practice criterion for adjusting process parameters, but also the performance and productivity of niobium capacitor are greatly improved.
铌电解电容器工艺技术依托钽电解电容器工艺技术，在原钽电解电容器制造工艺技术的基础上，研发出了铌电解电容器制造工艺技术，本论文对其中最关键的两个部分—赋能和被膜工序进行了详细的分析和研究。
本课题依据钽电解电容器工艺技术要求，在多年研究工作的基础上研发出了一种性能先进的铌电解电容器赋能工序中氧化膜介质层自动控制技术，分析了赋能工序中氧化膜介质层自动控制技术的工作原理，从理论上给出了控制模型，并在此基础上，通过赋能工序实验方案的建立和赋能工序中Nb_2O_5氧化膜层质量和氧化膜层生长效率的综合实验研究，最终确立了铌电解电容器工艺技术中的关键工序——赋能工序的优化工艺。同时，也通过被膜工序新技术的综合实验研究，确立了铌电解电容器工艺技术中的关键工序——被膜工序的优化工艺，从而获得了比较完整系统的铌电解电容器工艺技术参数，这对实际生产具有很好的指导意义。并通过实际生产的运用，进一步验证了上述工艺且生产出了合格产品。
本论文的研究结果在生产实践中应用后，取得了良好的使用效果，不但填补了国内铌电解电容器工艺技术的空白，而且使以往对工艺参数的盲目调整有了理论与实践依据，从而使铌电解电容器的性能和生产效率大大提高。
In the electronics industry, because of its small size, high capacity, adapting to the surface mounting technology and electronic circuit miniaturization requirements, tantalum capacitors are widely used in mobile communications, computer, aerospace and other industries. The increasing demand for tantalum capacitor products causes the lack of tantalum resources. To compensate for the lack of tantalum resources, the thesis aims to development a kind of niobium electrolytic capacitors of adequate resource and better cost-effective advantages to replace tantalum electrolytic capacitors.
Niobium electrolyte capacitor technology was developed based on the tantalum electrolyte capacitor technology. This paper gives a detailed description of formation and manganizing which are the most important processes in production of niobium capacitor.
Technology for automatic controlling oxide film as dielectric during formation process was developed based on study works for many years according to technical requirements of tantalum capacitor. The operation mechanism for automatic controlling technology of oxide film was analyzed and control mode was established theoretically. The optimized technology for formation and manganizing process as key process for production of niobium capacitor was finally developed through complex experiments on the quality and growth efficiency of Nb_2O_5 oxide film during formation and on new techniques for manganizing process and complete technical parameters were recognized which play an important role in actual production. It is proved that accepted products were made through application of techniques as mentioned above.
The technical achievement in this paper has been used in actual production and yield good application results which not only fill up the technical gap of niobium capacitor in China and provide theoretical and practice criterion for adjusting process parameters, but also the performance and productivity of niobium capacitor are greatly improved.
引文
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[2] 何季麟，王向东．中国钽铌工业发展的思考[J]．钽铌工业进展，2004，(4)：5～9．
[3] 李春光，高勇，董宁利．铌、钽电容器性能分析[J]。功能材料，2005，(01)：6～11．
[4] 何季麟．钽铌工业的进步与展望[J]．希有金属，2003，27(1)：23～25．
[5] 肖超，唐斌等．超级电容器电极材料的研究进展[J]．绝缘材料，2007，40(1)：15～18．
[6] 伍尊中，姚卫东，袁坤阳．氧含量对钽电解电容器阳极氧化膜形成及漏电流的影响[J]．稀有金属与硬质合金，2006，34(2)：32～34．
[7] Nakagawa H, Shudo A Miura k. High Capacity Electric Double Layer Capacitor with High Density Activaed Carbon Fiber Electrodes [J]. Electroche Mical Society, 2000, 147 (1): 38～42.
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[16] 徐建华，杨邦朝等．在钽电解电容器多孔阳极体表面化学原位被覆聚乙烯二氧噻吩(PEDT)薄膜研究[J]．功能材料，2005，(01)：22～24．
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