由于微電子技術的不斷革新，一般電源電路的兩側和個人電腦的中央處理器(CPU)等所使用的電容器都要求小型化，高容量，低阻抗等優良的電性能;鉭電解電容器作為電解電容器中的一類，恰好具有以上特點，因此鉭電解電容器廣泛應用于通信、航天和軍事工業、海底電覽和高級電子裝置、民用電器、電視機等多方面。

　　鉭電解電容器的定義

　　鉭電解電容器是一種用金屬鉭(Ta)作為陽極材料而制成的，按陽極結構的不同可分為箔式和鉭粉燒結式兩種，在鉭粉燒結式鉭電容中，又因工作電解質不同，分為固體電解質的鉭電容和非固體電解質的鉭電容。其中，固體鉭電解電容器用量大，如CA型、CA42型、CA45型等。

　　鉭電解電容和鋁電解電容相比有下述優點

　　1.體積小。 由于鉭電容采用了顆粒很細的鉭粉，而且鉭氧化膜的介電常數ε比鋁氧化膜的介電常數高17，因此鉭電容的單位體積內的電容量大。

　　2.使用溫度范圍寬。 一般鉭電解電容器都能在-55℃~125℃的溫度下正常工作，而鋁電解電容器最高只能在-55℃~105℃的溫度下正常工作，并且在這個范圍內工作，電性能遠遠不如鉭電解。

　　3.壽命長、絕緣電阻高、漏電流小。 鉭電解電容器中鉭氧化膜介質不僅耐腐蝕，而且長時間工作能保持良好的性能。

　　4.阻抗頻率特性好。 對頻率特性不好的電容器，當工作頻率高時電容量就大幅度下降，損耗(tgδ)也急劇上升。但固體電解電容器可工作在50KHz以上。鉭電容隨頻率上升，也要出現容量下降現象，但下降幅度較小，有資料表明，工作在10kHz時鉭電容容量下降不到20%，而鋁電解電容容量下降達40%。

　　5.可靠性高。 鉭氧化膜的化學性能穩定，又因鉭陽極基體Ta2O5能耐強酸、強堿，所以它能使用固體或含酸的電阻率很低的液體電解質，這就使得鉭電解電容器的損耗要比鋁電解電容小，而且溫度穩定性良好。

　　鉭電解電容和陶瓷電容相比有下述優點

　　1、穩定特性。對電容器施加的直流偏置電壓增加或溫度上升時會導致容量下降，容量的下降會導致放大器的功能和穩定性變差，但是鉭電解電容器隨直流偏置電壓的增加，容量下降的速度要比陶瓷電容器的容量下降的速度慢很多。

　　2、交流信號。由于小的交流信號(20-30%)導致容量下降，陶瓷電容施加小的交流信號電壓，容量下降，會影響放大器的功能和穩定性差。

　　3、濾波干凈度。陶瓷電容器使用鈦酸鋇材料，必然存在壓電效應，即X5R,X7R,Y5V介質層用在小型麥克風或揚聲器，由于信號保真度下降會產生附加噪音;而鉭電解電容器使用的電解質材料MnO2則存在很小的電壓效應，保證了信號的保真度。

　　4、可靠性。根據軍方描述陶瓷電容失效率比鉭電容高出30%以上。

　　5、機械性能。在垂直墜落實驗中高CV值陶瓷電容器容易斷裂，而鉭電容器獨有 的塑封結構有高的耐沖擊性。

　　鉭電容器的失效機理

　　一般情況下，考核鉭電容器性能有三個主要參數： 漏電流Ir(μA);電容量C(μF);損耗角正切值tgδ(%);在技術規范中規定了若干試驗項目來考核三個參數，以免元器件在使用過程中失效。

　　由于鉭電解電容器的固體電解質的特性，鉭電解電容器的失效曲線呈浴盆狀。實際上，在試驗中容量變化、損耗角正切值失效的現象是極少的，幾乎沒有超過技術規范要求的，失效主要集中在漏電流惡化上。

　　漏電流，是對電容器施加額定直流工作電壓，將觀察到充電電流的變化，開始很大，隨著時間而下降，到某一終值時達到較穩定狀態，這一終值電流稱Ir為漏電流。

　　漏電流反映的是鉭電容器介質膜Ta2O5的絕緣質量，理想中的電容器介質應是完美無缺的薄膜，它的絕緣電阻可達幾百兆歐以上。而實際上Ta2O5表面存在各種微小的疵點、空洞以及隙縫之類的缺陷，漏電流就是通過這些缺陷的雜質離子電流和電子電流所組成。如果電流較大，在試驗的高應力下，電應力集中，電流密度大，使疵點周圍的氧化膜“晶化”，擴大了疵點面積，介質質量進一步惡化，絕緣電阻下降，漏電流增加。當漏電流增加到超過技術規范的規定值，造成電容器失效。有時漏電流變得無窮大，實際介質膜已擊穿，電容器完全失去了作用。所以，在討論電容器的失效機理時，從理論上講三個參數都可能失效，實際上，漏電流變大，才是電容器致命的失效。如果使用了漏電流大而失效的鉭電容器(如在整機上)，導致整機不能工作，甚至燒毀部分線路。在鉭電容器試驗項目中，在用戶反映的質量問題中，有90%以上都集中反映在漏電流變大的惡化問題。

　　影響鉭電容器失效的因素

　　影響鉭電容器失效的因素主要有二個方面，一方面是制造電容器的材料-鉭粉、鉭絲的影響，另一方面是制造電容器的工藝影響。

　　(1)鉭粉、鉭絲的影響

　　鉭粉、鉭絲的化學性能、物理性能、雜質含量、鉭粉的顆粒形狀、大小，擊穿電壓，都直接影響鉭電容器的質量。鉭粉、鉭絲中的雜質含量對形成氧化膜的質量有很大的影響。鉭電容器的陽極芯子在成型時要經過1500～2050℃的高溫高真空的燒結，燒結的目的之一就是去掉鉭粉、鉭絲中的雜質，而那些難熔的雜質，如鎢、鉬、硅、鐵、銅等，在燒結時難以完全去除，在形成氧化膜時成為疵點的“晶核”，成為導電通道。所以，對鉭粉的雜質含量要求極為嚴格，一般要求小于10～50PPM。鉭粉有很多種規格，是根據電容器的工作電壓，分為高壓粉、中壓粉、低壓粉，各種粉的比容、物理性能、擊穿電壓都有區別，在生產電容器時，必須根據電容器的規格，合理、恰當選用鉭粉，才能確保電容器的質量。

　　(2)電容器制造工藝的影響

　　鉭電容器的生產工藝也直接影響鉭電容器的性能，尤其是幾個關鍵工序將直接影響鉭電容器的漏電流。

　　第一、陽極制造工序，是將鉭粉成型并進行高溫真空燒結，目的是成型和提純，要通過1500～2050℃高真空燒結，去除雜質，達到提純的目的。如果提純效果不佳，殘留的雜質在鉭陽極芯子中，將成為介質膜中的“晶核”，是造成漏電流的隱患。

　　第二、賦能工序，是將鉭陽極放在電解液中，施加直流電壓，電解液中的氧離子和鉭陽極中的鉭形成Ta2O5膜層。在這一工藝中，電解液的配方及溫度、電壓、升壓電流密度、恒壓時間、都必須嚴格按工藝要求進行控制。賦能工藝結束后，要進行賦能效果檢驗，特別是電容量和漏電流，必須達到工藝要求。希望漏電流值越小越好。在賦能工藝過程中，如某一環節掌握不好，極易產生“晶化”現象，所以，賦能工藝要求制造完整的介質膜層，又不能出現“晶化”現象。

　　第三、被膜工序，是制造電容器陰極MnO2，也是影響漏電流的關鍵工序?，F在工藝采用“水汽被膜工藝”，提高了MnO2層質量，其電阻值極小，所以電容器的損耗值小。漏電流取決于被膜的工藝控制及中間賦能的效果。

　　第四、此外裝配工序質量、老煉工藝效果都影響電容器的漏電流性能。

　　第五、篩選工序，是對鉭電容器的成品采取進一步加嚴檢驗的工藝，通常采用高、低溫篩選、長時間高溫老練篩選以及X光透射檢查等等。

　　結論

　　第一、單位體積內所具有的電容量特別大，即比容量非常高。

　　第二、在電容器的工作過程中，具有自動修補或隔絕氧化膜中的疵點所在的性能，使氧化膜隨時得到加固和恢復其應有的絕緣能力，而不致遭到連續的累積性破壞，這就是所說的鉭電解電容器的失效幾率特別低。

　　第三、鉭電解電容器的比表面積大，這是保證其小型化的必要條件。

　　第四、漏電流、損耗角正切值較小，溫度、頻率特性好。

　　第五、良好的使用穩定性和可靠性，使用壽命長。