片式钽电容器作为通用元器件之一,具有体积小、重量轻、滤波效果好等优点,已广泛应用于军用电子领域。但是,在低阻抗和高频线路中使用时,二氧化锰片式钽电容器常常在开关机瞬间出现浪涌电流失效。据国内外厂家和用户统计,片式钽电容器通电失效案例中浪涌电流失效占到80%以上。因此,提升片式固体电解质钽电容器耐浪涌电流的能力,可有效降低片式钽电容器因浪涌电流失效对整机应用产生的影响,提高产品的应用可靠性。目前,国外公司已经有了关于浪涌电流失效机理的研究,并提出了主要有四种失效机理的理论。国内在浪涌电流失效机理方面未提出相应的理论,主要以参考和借鉴国外理论为主。为满足元器件的国产化替代需求,提高国产片式固体电解质钽电容器的使用可靠性,急需开展相关研究。本文首先分析了片式钽电容器的关键工艺流程,即阳极设计、压制成型、烧结、形成、被膜和筛选。接着研究总结了四种浪涌电流失效机理:闪火击穿理论为介质氧化膜缺陷,电流集中流过闪火击穿失效;电压振荡理论为产品耐压不足,开机高压击穿失效;局部热击穿理论为阴极层不均匀,局部电场强度大,电流密度大,产生高温热击穿失效;机械应力失效理论为钽芯强度低,经焊接热应力膨胀产生内部机械应力损伤而失效。从浪涌电流失效机理入手,结合片式钽电容器的结构和工艺流程,详细地分析了各关键工艺流程对片式钽电容器耐浪涌电流能力的影响。通过上述研究,得出了各工艺与不同失效机理之间的关系,明确提出了各工艺流程的影响因素。比如,阳极设计同电压振荡和闪火击穿失效理论相关,主要影响因素有钽粉选用、设计钽芯尺寸和重量以及设计形成电压;成型工艺同电压振荡、局部热击穿和机械应力失效理论相关,主要影响因素有粉重偏差、压制密度、钽粉压制分布均匀性以及钽芯完整性等。最后结合失效机理及工艺影响因素,针对性地开展片式固体电解质钽电容器的阳极设计优化、关键工艺优化以及筛选方法优化的研究,以提升片式钽电容器耐浪涌电流冲击的能力。研究成果包括生产中尽量选择片状粉粒钽粉、粘合剂增加有机酸、烧结工序采用钝化工艺、热处理时加入惰性气体等。根据工艺优化研究结果,投入了大量的产品进行工艺试验验证,证明了优工艺优化研究的有效性。本文的研究成果,对提升片式钽电容器耐浪涌电流能力具有实际的生产指导意义。