一种钽电容器银浆浸渍方法

摘要

本申请涉及导电聚合物片式钽电容器的制备领域，尤其是一种导电聚合物片式钽电容器银浆浸渍方法。所述导电聚合物片式钽电容器银浆浸渍方法包括以下步骤：将乘有黏度为≥10000mpa·s银浆的浸渍槽上下振动；同时将钽电容器悬空浸渍于银浆中，以免在浸渍槽上下振动时受到振动传导。本申请所述的导电聚合物片式钽电容器银浆浸渍方法可以通过一次浸渍、固化就可得到合适厚度的银浆层，并且所得银浆层的厚度均匀一致。

说明书

技术领域

本申请涉及钽电容器的制备领域，尤其是一种钽电容器银浆浸渍方法。

背景技术

合适的银浆层厚度是导电聚合物片式钽电容器达到稳定且小的ESR的必要条件，如银浆浸渍固化后得到0.03～0.06mm的银浆层厚度较为合适：若银浆层厚度偏薄，会导致钽电容器的ESR偏大，且一致性较差；若银浆层厚度偏厚，则会浪费银浆材料，增大钽电容器内部钽芯的尺寸，不利于下一道粘接工序的进行。

目前常用导电聚合物片式钽电容器的银浆浸渍方法有两种：①采用黏度为500mpa·s～1000mpa·s的银浆进行浸渍、固化，但该方法由于采用银浆黏度较低，因此虽然可以得到均匀的银浆层，但每次得到的银浆层很薄，仅为0.01mm左右的厚度，因此需要反复浸渍、固化2～4次，才能得到0.03～0.06mm的银浆层厚度，效率相对来说较慢；②采用黏度为10000mpa·s～15000mpa·s的银浆进行浸渍、固化，该方法虽然能够一次工艺得到0.03mm～0.06mm厚度的银浆层，但银浆层厚度却非常不均匀，易导致银浆层ESR一致性较差，并且银浆层厚度不均匀也会导致钽电容呈圆弧状，外观较差，不利于下一道粘接工序进行操作。

发明内容

本申请提供了一种导电聚合物片式钽电容器银浆浸渍方法，该方法可以通过一次浸渍、固化就可得到合适厚度的银浆层，并且所得银浆层的厚度均匀一致。

本申请的实施例是这样实现的：

在第一方面，本申请示例提供了一种导电聚合物片式钽电容器银浆浸渍方法，包括以下步骤：

将乘有黏度为≥10000mpa·s银浆的浸渍槽上下振动；

同时将钽电容器悬空浸渍于银浆中，以免在浸渍槽上下振动时受到振动传导。

通过上述技术方案可以看出，本申请不同于现有技术中银浆浸渍钽电容器的方法，现有技术中通常是将钽芯子通过电阻焊焊接到工艺条后，固定到浸渍装置上，采用工艺条振动的方法进行浸渍；为保证生产效率，通常是将多条(如10～40条)同时进行银浆浸渍，但与此同时，既要保证工艺条的上下浸渍，又要达到一定的振动频率是非常有难度的，因此振动工艺条的装置的振动频率无法达到更高，从而导致振动效果不佳，进一步导致钽电容器上的银浆厚度偏大且厚度均匀性不够，并且由于钽芯子的钽丝插入钽芯内部，因此在振动工艺条时，钽丝插入钽芯位置的根部会产生较大应力，从而导致了钽电容的漏电流增大。而本申请所述浸渍方法是仅将银浆浸渍槽进行上下振动，而钽电容器则是悬空浸渍于银浆中即可，因此钽电容器产生的振动几乎为零，从而避免了上述技术缺陷。

为了更好的解决上述技术缺陷，结合第一方面，在本申请的第一方面的第一种可能的示例中，上述浸渍槽与振动器固定在一起，通过振动器上下振动将振动频率、振动幅度传导至浸渍槽。为了保证振动器与地面完全固定，在本申请一些可能的示例中，将振动器与地面通过地脚螺钉进行固定。

结合第一方面或第一方面的第一种可能的实施方式，在本申请的第一方面的第二种可能的实施方式的一些可选示例中，上述振动频率为25Hz～50Hz。经本申请人研究发现，选用的振动频率越大，银浆层厚度越小，相反厚度越大；但是若振动频率过大则会导致在振动过程中，钽丝插入钽芯的位置有较大机械应力，从而出现钽电容器漏电流增大的现象。因此，为达到更加的振动效果，在本申请一些可能的示例中，上述振动频率的理想值为32Hz～38Hz。

结合第一方面或第一方面的第一种或第二种可能的实施方式，在本申请的第一方面的第三种可能的实施方式的一些可选示例中，上述振动幅度为1.0mm～3.0mm。经本申请人研究发现，选用的上下振动幅度越大，银浆层厚度越小，相反厚度越大；但是若振幅过大，则会导致在浸渍过程中银浆浸翻钽芯上端面。因此，为达到更好的振动效果，在本申请一些可能的示例中，上述振动幅度的理想值为1.6mm～1.8mm。

结合第一方面或第一方面的第一种或第二种或第三种可能的实施方式，在本申请的第一方面的第四种可能的实施方式的一些可选示例中，上述银浆黏度≥20000mpa·s；银浆黏度的选择会对最终浸渍得到的钽电容器上的银浆层厚度产生重要影响，选用的银浆黏度越高，振动浸渍后得到的钽电容器上的银浆层厚度越大，相反厚度越小，因此选择合适黏度的银浆也是至关重要的。因此，在本申请一些可能的示例中，上述银浆黏度为20000mpa·s～25000mpa·s。

结合第一方面或第一方面的第一种或第二种或第三种或第四种可能的实施方式，在本申请的第一方面的第五种可能的实施方式的一些可选示例中，上述钽电容器在银浆中的浸渍时间为5秒～10秒。

结合第一方面或第一方面的第一种或第二种或第三种或第四种或第五种可能的实施方式，在本申请的第一方面的第六种可能的实施方式的一些可选示例中，上述钽电容器浸渍结束后以0.1mm/s～2mm/s的速度从银浆中提取出来；经申请人研究发现，钽电容器的提取速度越大，银浆层厚度越厚，相反厚度越小，因此为保证适应的银浆层厚度，本申请选用的提取速度为0.1mm/s～2mm/s之间的任意值。

本申请相较于现有技术，不仅可以有效解决银浆浸渍厚度均匀性和银浆浸渍效率的问题，同时可以提高钽电容器ESR一致性，并且根据银浆浸渍参数的调整，可以得到想要的银浆厚度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请所述浸渍方法所用装置示意图；

图2为图1中所示装置的产品升降浸渍部件的放大示意图；

图3为图1中所示装置的振动部件的放大示意图；

图4为对比例1所述工艺条示意图；

图5为对比例所述浸渍装置示意图；

图6为本申请实施例1的银浆浸渍后的钽电容器实物图；

图7为本申请对比例1的银浆浸渍后的钽电容器实物图。

图标：1-1为产品升降浸渍部件，1-2为振动部件，1-3为人机操作界面；2-1为升降伺服电缸，2-2为产品条更换机构，2-3为产品条压紧机构，2-4为产品框夹紧机构左，2-5为产品框夹紧机构右，2-6为专治产品框架，2-7为基座固定装置；3-1为银浆浸渍槽，3-2为补银浆槽，3-3为精密竖直震动台。

具体实施方式

下面将结合实施例对本申请的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本申请，而不应视为限制本申请的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

以下针对本申请实施例的银浆浸渍方法进行具体说明：

相较于传统的二氧化锰型片式钽电容器，导电聚合物片式钽电容器的等效串联电阻更小，仅为二氧化锰型片式钽电容器的1/5～1/10，因此本申请以导电聚合物片式钽电容器为例，对本申请所述银浆浸渍方法进行使用验证，但这并不代表本申请所述银浆浸渍方法只能应用于导电聚合物片式钽电容器领域，本申请所述银浆浸渍方法同样可以应用于其他钽电容器领域，如二氧化锰型片式钽电容器等。

本领域技术人员知晓，若想导电聚合物片式钽电容器达到稳定且小的等效串联电阻，合适且均匀的银浆层厚度是必不可少的；经发明人研究发现0.03～0.06mm的银浆层厚度是较为合适的，若银浆层厚度偏薄，会导致钽电容器的ESR偏大，且一致性较差；若银浆层厚度偏厚，则会浪费银浆材料，增大钽电容器内部钽芯的尺寸，不利于下一道粘接工序的进行。现目前通常使用黏度较低的银浆进行多次浸渍固化处理或使用黏度较高的银浆进行一次浸渍固化处理，前者使用黏度较低的银浆进行多次浸渍固化处理的缺陷是效率较低，因为使用的银浆黏度较低，所以每次得到的银浆层较薄，因此需要反复多次浸渍固化；而后者使用黏度较高的银浆进行一次浸渍固化处理虽然能够一次浸渍固化就得到合适厚度的银浆层，但是却不均匀，故容易导致银浆层ESR一致性较差，并且银浆层厚度不均匀也会导致钽电容呈圆弧状，外观较差，不利于下一道粘接工序进行操作。

针对后者的技术缺陷，本领域技术人员曾提出：将钽芯子通过电阻焊焊接到工艺条后，固定到浸渍装置上，采用工艺条振动的方法进行浸渍；为保证生产效率，通常是将多条(如10～40条)同时进行银浆浸渍，但与此同时，既要保证工艺条的上下浸渍，又要达到一定的振动频率是非常有难度的，因此振动工艺条的装置的振动频率无法达到更高，从而导致振动效果不佳，进一步导致钽电容器上的银浆厚度偏大且厚度均匀性不够，并且由于钽芯子的钽丝插入钽芯内部，因此在振动工艺条时，钽丝插入钽芯位置的根部会产生较大应力，从而导致了钽电容的漏电流增大。

针对上述技术缺陷，本申请提供了以下解决方案：将黏度为≥10000mpa·s的银浆倒入浸渍槽中，并上下振动浸渍槽，同时将钽电容器悬空浸渍于银浆中。该方案的优点在于仅银浆浸渍槽进行上下振动，而钽电容器则是悬空浸渍于银浆中即可，即钽电容器几乎不会产生任何振动，从而避免了上述技术缺陷；浸渍结束后将钽电容器从银浆中提取出进行固化，得浸渍固化后的钽电容器。

另外，为了更好的上述技术方案，本申请还提供了进一步技术方案，即在浸渍槽下方设有振动器，并将浸渍槽和固定器固定在一起，通过振动器上下振动将振动频率、振动幅度传导至浸渍槽，并且为保证振动器与地面完全固定，本申请还将振动器与地面通过地脚螺钉进行固定。

另外，经发明人研究发现，选用的振动频率越大，银浆层厚度越小，相反厚度越大；但是若振动频率过大则会导致在振动过程中，钽丝插入钽芯的位置有较大机械应力，从而出现钽电容器漏电流增大的现象。因此，为达到更加的振动效果，在本申请所述技术方案中，所述振动频率的理想值为25Hz～50Hz，如32Hz、33Hz、34Hz、35Hz、36Hz、37Hz或38Hz。

另外，经发明人研究发现，银浆黏度的选择会对最终浸渍得到的钽电容器上的银浆层厚度产生重要影响，选用的银浆黏度越高，振动浸渍后得到的钽电容器上的银浆层厚度越大，相反厚度越小，因此选择合适黏度的银浆也是至关重要的，故在本申请所述技术方案中，所述银浆黏度≥20000mpa·s，如20000mpa·s～25000mpa·s间的任意值。

另外，经发明人研究发现，选用的上下振动幅度越大，银浆层厚度越小，相反厚度越大；但是若振幅过大，则会导致在浸渍过程中银浆浸翻钽芯上端面。因此选择合适的振动幅度是很有必要的，故在本申请所述技术方案中，所述振动幅度为1.0mm～3.0mm，优选为1.6mm～1.8mm。

另外，经发明人研究发现，钽电容器在银浆中的浸渍时间以及浸渍结束后将钽电容器从银浆中提取出来的速度均会对银浆层厚度产生影响，如钽电容器的提取速度越大，银浆层厚度越厚，相反厚度越小，因此为保证适应的银浆层厚度；由于选用的银浆黏度相对较大，因此在上下振动浸渍槽，并浸渍银浆的过程中，钽电容器钽丝插入位置仍然会受到轻微的应力，如果浸渍时间较长(≥30秒)，仍然会导致钽电容器的漏电流有增大的现象。因此，在本申请所述技术方案中，所述钽电容器在银浆中的浸渍时间为5秒～10秒；所述钽电容器在浸渍结束后从银浆中提取出来的速度为0.1mm/s～2mm/s。

通过本申请的技术改进，不仅可以有效解决银浆浸渍厚度均匀性和银浆浸渍效率的问题，同时可以提高钽电容器ESR一致性，并且根据银浆浸渍参数的调整，可以得到想要的银浆厚度。

以下结合实施例对本申请的导电聚合物片式钽电容器银浆浸渍方法作进一步的详细描述。

实施例1

将振动器与地面通过地脚螺钉进行固定后，将浸渍槽与振动器进行固定安装，并将黏度为10000mpa·s的银浆倒入浸渍槽中，所述振动器在开启后进行上下振动，并将振动频率、振动幅度传导至浸渍槽；同时，所述浸渍槽上方设有产品升降浸渍部件，所述产品升降浸渍部件用于承载钽电容器进行悬空浸渍。

在使用如图1-图3所示装置实现本申请所述钽电容器银浆浸渍方法时，上述振动器的振动频率设置为25Hz，振动幅度设置为2.5mm。

将所述钽电容器浸渍在银浆中5秒～10秒后，以0.1mm/s的速度从银浆中提取出来即可。

本实施例所得银浆浸渍后的钽电容器的图像如图6所示。

实施例2

将振动器与地面通过地脚螺钉进行固定后，将浸渍槽与振动器进行固定安装，并将黏度为20000mpa·s的银浆倒入浸渍槽中，所述振动器在开启后进行上下振动，并将振动频率、振动幅度传导至浸渍槽；同时，所述浸渍槽上方设有产品升降浸渍部件，所述产品升降浸渍部件用于承载钽电容器进行悬空浸渍。

在使用如图1-图3所示装置实现本申请所述钽电容器银浆浸渍方法时，上述振动器的振动频率设置为33Hz，振动幅度设置为1.5mm。

将所述钽电容器浸渍在银浆中5秒～10秒后，以0.5mm/s的速度从银浆中提取出来即可。

实施例3

将振动器与地面通过地脚螺钉进行固定后，将浸渍槽与振动器进行固定安装，并将黏度为21000mpa·s的银浆倒入浸渍槽中，所述振动器在开启后进行上下振动，并将振动频率、振动幅度传导至浸渍槽；同时，所述浸渍槽上方设有产品升降浸渍部件，所述产品升降浸渍部件用于承载钽电容器进行悬空浸渍。

在使用如图1-图3所示装置实现本申请所述钽电容器银浆浸渍方法时，上述振动器的振动频率设置为34Hz，振动幅度设置为1.6mm。

将所述钽电容器浸渍在银浆中5秒～10秒后，以0.5mm/s的速度从银浆中提取出来即可。

实施例4

将振动器与地面通过地脚螺钉进行固定后，将浸渍槽与振动器进行固定安装，并将黏度为22000mpa·s的银浆倒入浸渍槽中，所述振动器在开启后进行上下振动，并将振动频率、振动幅度传导至浸渍槽；同时，所述浸渍槽上方设有产品升降浸渍部件，所述产品升降浸渍部件用于承载钽电容器进行悬空浸渍。

在使用如图1-图3所示装置实现本申请所述钽电容器银浆浸渍方法时，上述振动器的振动频率设置为35Hz，振动幅度设置为1.7mm。

将所述钽电容器浸渍在银浆中5秒～10秒后，以0.5mm/s的速度从银浆中提取出来即可。

实施例5

将振动器与地面通过地脚螺钉进行固定后，将浸渍槽与振动器进行固定安装，并将黏度为23000mpa·s的银浆倒入浸渍槽中，所述振动器在开启后进行上下振动，并将振动频率、振动幅度传导至浸渍槽；同时，所述浸渍槽上方设有产品升降浸渍部件，所述产品升降浸渍部件用于承载钽电容器进行悬空浸渍。

在使用如图1-图3所示装置实现本申请所述钽电容器银浆浸渍方法时，上述振动器的振动频率设置为36Hz，振动幅度设置为1.8mm。

将所述钽电容器浸渍在银浆中5秒～10秒后，以0.8mm/s的速度从银浆中提取出来即可。

实施例6

将振动器与地面通过地脚螺钉进行固定后，将浸渍槽与振动器进行固定安装，并将黏度为24000mpa·s的银浆倒入浸渍槽中，所述振动器在开启后进行上下振动，并将振动频率、振动幅度传导至浸渍槽；同时，所述浸渍槽上方设有产品升降浸渍部件，所述产品升降浸渍部件用于承载钽电容器进行悬空浸渍。

在使用如图1-图3所示装置实现本申请所述钽电容器银浆浸渍方法时，上述振动器的振动频率设置为37Hz，振动幅度设置为1.8mm。

将所述钽电容器浸渍在银浆中5秒～10秒后，以1.0mm/s的速度从银浆中提取出来即可。

实施例7

将振动器与地面通过地脚螺钉进行固定后，将浸渍槽与振动器进行固定安装，并将黏度为25000mpa·s的银浆倒入浸渍槽中，所述振动器在开启后进行上下振动，并将振动频率、振动幅度传导至浸渍槽；同时，所述浸渍槽上方设有产品升降浸渍部件，所述产品升降浸渍部件用于承载钽电容器进行悬空浸渍。

在使用如图1-图3所示装置实现本申请所述钽电容器银浆浸渍方法时，上述振动器的振动频率设置为38Hz，振动幅度设置为1.8mm。

将所述钽电容器浸渍在银浆中5秒～10秒后，以1.2mm/s的速度从银浆中提取出来即可。

对比例1

采用黏度为700mpa·s的浸渍银浆，通过浸渍银浆→高温固化的方法进行反复操作2～4次。

对比例2

采用黏度为12000mpa·s的银浆，通过浸渍银浆→高温固化的方法进行操作1次。

对比例3

采用黏度为23000mpa·s的浸渍银浆对钽电容器进行浸渍处理。

但与实施例5不同的是，本对比例是将钽电容器通过电阻焊焊接到工艺条上(如图4所示)后，将工艺条固定到可振动的浸渍装置上(如图5所示)，并且将工艺条进行上下振动的方法，这种振动方法的频率只能达到10Hz(没有办法达到更高)，振动幅度1.5mm。

本对比例所得银浆浸渍后的钽电容器的图像如图7所示。

实验例1

对实施例1-7以及对比例1-3所得银浆浸渍后的钽电容器进行电容量测试，结果如表1所示。

所述测试方法为：采用安捷伦Agilent E4980A精密LCR表，并进行如下操作：

将E4980A(LCR)移动光标到FUNC(功能)键，设置为Cs-D方式；将E4980A(LCR)移动光标到LEVEL(信号电平)键，设置为1V；将E4980A(LCR)移动光标到BIAS(极化电压)键，设置为2V；将E4980A(LCR)按面板的极化电压键，DC Bias指示灯亮；将E4980A(LCR)移动光标到FREQ(频率)键，频率设置为100Hz。

表1 16V-330μF-H壳电容量试验数据

实验例2

对实施例1-7以及对比例1-3所得银浆浸渍后的钽电容器进行损耗角正切测试，结果如表2所示。

所述测试方法为：采用安捷伦Agilent E4980A精密LCR表，并进行如下操作：

将E4980A(LCR)移动光标到FUNC(功能)键，设置为Cs-D方式；将E4980A(LCR)移动光标到LEVEL(信号电平)键，设置为1V；将E4980A(LCR)移动光标到BIAS(极化电压)键，设置为2V；将E4980A(LCR)按面板的极化电压键，DC Bias指示灯亮；将E4980A(LCR)移动光标到FREQ(频率)键，频率设置为100Hz。

表2 16V-330μF-H壳损耗角正切试验数据

实验例3

对实施例1-7以及对比例1-3所得银浆浸渍后的钽电容器进行等效串联电阻(ESR)测试，结果如表3所示。

所述测试方法为：采用安捷伦Agilent E4980A精密LCR表，并进行如下操作：

将E4980A(LCR)移动光标到FUNC(功能)键，设置为Cs-Rs方式；将E4980A(LCR)移动光标到LEVEL(信号电平)键，设置为1V；将E4980A(LCR)移动光标到BIAS(极化电压)键，设置为2V；将E4980A(LCR)按面板的极化电压键，DC Bias指示灯亮；将E4980A(LCR)移动光标到FREQ(频率)键，频率设置为100kHz。

表3 16V-330μF-H壳等效串联电阻(ESR)试验数据

实验例4

对实施例1-7以及对比例1-3所得银浆浸渍后的钽电容器进行漏电流测试，结果如表4所示。

所述测试方法为：采用TH2686A型漏电流测试仪，进行如下操作：①在功能切换处选择测试模式；②在电压设定处调整电压的最大量程为200V，然后在电压调节处调整测量电压的值为16V(额定电压)，调整后用三用表进行确认，并微调；③电流量程处选择合适的量程，在时间设定处选择充电时间30秒。

表4 16V-330μF-H壳漏电流试验数据

通过上述实验例1-4可以看出：

(1)实施例1-7与对比例1-3的电容量没有太大差异；

(2)实施例1-7与对比例1的损耗角正切没有太大差异，但是对比例2-3的损耗角正切明显增大，主要是因为对比例2-3的银浆振动浸渍是通过将工艺条固定到可振动的浸渍装置上，这种振动方法的频率只能达到10Hz，由于振动频率相对较低，并且使用的银浆黏度较大，导致电容器的银浆层厚度偏大，并且一致性较差，厚薄不均匀，因此电容器的损耗角正切偏大，且一致性相对偏大；

(3)实施例1-7的等效串联电阻明显比对比例1-3的小，并且一致性更好，对比例1由于是采用低黏度银浆反复浸渍、固化，因此银浆厚度一致性相对对比例2-3较好，等效串联电阻也比对比例2-3相对较小，且一致性好；对比例2-3，由于银浆黏度开始增大，随着银浆黏度越大，银浆厚度一致性更差，因此导致等效串联电阻增大；

(4)实施例1-7与对比例2-3的漏电流差别不大，但是比对比例1略微小，是因为对比例1经过反复多次的银浆浸渍和高温固化，导致钽电容器的漏电流有略微的上升。

以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。