钽电容是怎么造出来的

钽（tan），英文名是Tantalum ，化学式是Ta，金属元素，原子序数是73，主要存在于钽铁矿中，同铌共生。

钽有非常出色的化学性质，具有极高的抗腐蚀性。

虽然钽的抗腐蚀性很强，但是其抗腐蚀性是由于表面生成稳定的五氧化二钽（Ta2O5）保护膜。

        简单的说，固体钽电容是将钽粉压制成型,在高温炉中烧结成阳极体,其电介质是将阳极体放入酸中赋能,形成多孔性非晶型Ta2O5介质膜,其工作电解质为硝酸锰溶液经高温分解形成MnO2 ,通过石墨层作为引出连接用。

钽电容和铝电解电容一样，如果需要形成足够大的电容值，是需要两个足够大的平面面积，和足够小且可控的平面间距。

1、压制成形

该工序目的是将钽粉与钽丝模压在一起并具有一定的形状。

在成型过程中要给钽粉中加入一定比例的粘接剂。

钽粉作为金属与钽丝充分接触导电，形成了阳极。

因为是颗粒状的所以其面积也是可以足够的大。

2、烧结

在高温高真空条件下将刚刚压制成形的钽坯烧成具有一定机械强度的钽块。

3、赋能

赋能工序是很关键的一道工序，它利用电化学的方法，在阳极表面生成一层致密的绝缘Ta2O5（五氧化二钽）氧化膜，以作为钽电解电容器的介质层。

过程为成架的产品浸入形成液中（通常为稀硝酸液）一定深度，硝酸溶液会渗透到钽块内部的孔道内，再将钽块作为阳极通以电流，硝酸分解出氧，就会在与硝酸接触的钽粒子表面生成Ta2O5（五氧化二钽）氧化膜。

氧化膜厚度：电压越高，氧化膜的厚度越厚，所以提高赋能电压，氧化膜的厚度增加，容量就下降。

耐压和容量自然是矛盾的，间距越大，按照电容公式其实现的电容值就越小，但是能够实现的耐压值就会越大，因为击穿所需要的电压变大了。

4、被膜

被膜：通过多次浸渍硝酸锰，分解制得二氧化锰的过程。

被膜是将已经赋能好的钽电容进行清洗干燥后，浸在硝酸锰溶液中，硝酸锰溶液一直深入到钽块内部孔洞，硝酸锰加热分解变成二氧化锰形成电容的阴极。此工序须重复多次直到内部间隙都充满二氧化锰，这样保证二氧化锰的覆盖率使电容的容量足够的大。

这里二氧化锰是电容的阴极，紧贴介质层，这样可以有足够的面积S。

同时我们期望电极的电阻率比较小，这样可以有足够小的ESR。

通过上面的描述和动画，我们可以看到阳极是钽金属、介质层是五氧化二钽、阴极是二氧化锰。因为钽粉是颗粒状压制的，所以表面积足够大、五氧化二钽是通过化学反应实现的，所以是包裹在钽粉表面，同时通过多次处理让二氧化锰也是包裹在五氧化二钽的表面。

在Ta2O5膜上被一层MnO2,作为电容器的阴极。这就是我们在此前电解电容器的结构特点中阐述的其阴极为非金属材料----“电解质”。

除了电解质为MnO₂的钽电容，还有Polymer（高分子聚合物）为电解质的钽电容。Polymer钽电容仅降阴极材料从MnO₂换成了Polymer，其余工艺基本是一样的，但改变了很多特性：

1）显著提高电容器高频特性，拓展了电解电容器适用的频率范围。导电Polymer材料导电率是MnO₂的 10~1000倍，有效降低电容器的ESR。

2）Polymer材料柔软有弹性，被膜过程最高温度+120℃，Polymer钽电容的失效率比MnO₂钽电容的失效率更低。

3）Polymer的另一个优势是氧含量低，钽块与痒结合导致燃烧的机率大大减少。

        Polymer翻译成中文就是高分子聚合物。至于高分子聚合物是什么？

点击：    高分子固体电容，高分子都是什么？

5、被石墨银浆  

石墨层作为缓冲层，主要目的是减小了ESR，同时可以防止银浆与二氧化锰接触导致银氧化。

银浆层的目的是与石墨层接触，提供一种等电位表面。

6、切断、装配

将被银后的产品定距切断，在切断前先对钽丝表面的氧化膜刮除，防止虚焊，再将阳极焊接在框架上，阴极通过银膏固化与框架托片结合在一起。

7、模塑

将装配后的框架条产品模塑包封。

8、 喷砂

9、打印

打印产品的标称电容容量、电容额定电压和阳极标识以及厂家信息。

10、切边

11、 老化筛选

12、 测试

老炼浪涌测试完的产品会进行电性能四参数的测试，容量、损耗、漏电流及ESR，不合格品会自动剔除到收集盒。

容量：测试频率是100Hz

损耗：测试频率是100Hz

漏电流：IL判定标准为不大于0.02CU（C为标称容量,U为测试电压）.

13、编带

注：文中动画节选自AVX钽电容生产介绍视频