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日立AIC开发出2倍收纳效率、5倍静电容量的钽电容器 |
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| http://cn.newmaker.com
5/28/2007 9:28:00 AM
日经BP社
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日立AIC开发出了可实现小型、薄型、大容量及低ESR的钽电容器技术。该技术由底部电极构造、基于微细钽粉末的多孔体形成，以及基于导电性高分子材料的阴极这3部分组成。该公司将上市采用该技术的产品——“TNF”系列。
该公司开发的底部电极构造如图1所示。原来采用的是使用引线框架将电极引至模制部分外部的构造，而这种构造在可收纳的电容器元件大小方面存在制约。而底部电极构造则不同，减小了引出电极所需要的空间，可收纳更大的元件。这样一来，收纳效率比原来提高了150～200％以上，如果用封装面积相同的电容器进行比较，比如面积为3.2mm×1.6mm（3216尺寸），静电容量可从10μF增至22μF。另外，由于还可控制焊缝形状，因此可将电容器封装面积比原来削减约40％，并使高密度封装成为可能。
基于微细钽粉末材料的BET比表面积近几年来已扩大至原来的约2～3倍，达到了约2.3～3.2m2/g。该公司表示，此次进一步改进了基于微细钽粉末的钽多孔体形成技术。通过将该技术与底部电极构造相结合，静电容量在近2～3年内提高到了原来的约500％，在3216尺寸下进一步增加到了47μF。
钽电容器元件的细孔构造虽然有助于推进小型与大容量化，但是却在阴极部分形成了复杂的分布电路，从而使电容器的等效串联电阻（ESR）增大。为了解决这一问题，此次在电容器的阴极材料方面采用了低电阻的导电性高分子材料。对于导电性高分子，该公司在元件小型化的容易度、也可应用于量产的形成技术的开发、原料母液的构成、聚合条件，以及细孔内形成的导电性高分子的高纯度化方面下了工夫。通过这些措施，与原来钽电容器用作内部电极材料的二氧化锰（MnO2）相比，可实现仅为其1/1000的低电阻率（0.01Ω·cm）。从而降低了的ESR。TNF系列的频率特性方面，与普通钽电容器相比，在大频率范围内ESR均较低（图2）。另外，由于静电容量下降的频率与（Cr×ESR）1/2成反比，因此TNF系列的静电容量范围在高频率区域较为稳定。
另外，TNF系列的等效串联电感（ESL）比普通的钽电容器减小了约50％。由环境温度导致的静电容量变化量约为500ppm/℃，而且随偏置电压产生的变化也很小，与陶瓷电容器相比，在广泛的环境及使用条件下容量均较稳定，实现了出色的除噪性能。另外，使用导电性高分子材料的钽电容器在短路时也不会烧坏。不仅能降低电阻，而且安全性和可靠性也很出色。
TNF系列包括封装面积分别为1.6mm×0.8mm（1608尺寸，LM型）、2.0mm×1.2mm（2012尺寸，LP型）、3.2mm×1.6mm（3216尺寸，LA型）的产品（表）。封装高度最大为0.95mm（LM型为0.85mm），实际安装时的高度最大为1.0mm。容量方面，LA型达到100μF，ESR达到200mΩ（100kHz时）。
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