專利名稱：鈮固體電解電容器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用鈮作為閥金屬材料(陽極體)的固體電解電容器的制造方法。更 具體地說，涉及可以使在作為陽極體的鈮多孔質(zhì)燒結(jié)體表面上形成的、發(fā)揮電介質(zhì)作用的 氧化皮膜的穩(wěn)定性增加，防止作為最終產(chǎn)品的固體電解電容器的漏電流惡化，收率和可靠 性提高的鈮固體電解電容器的制造方法。
背景技術(shù)：
固體電解電容器由陽極體、電介質(zhì)(氧化皮膜)和陰極構(gòu)成，一般具有以下結(jié)構(gòu) 在作為陽極材料的具有閥作用的金屬材料(閥金屬材料)的表面上形成作為電介質(zhì)層的氧 化皮膜，在氧化皮膜上形成作為陰極的固體電解質(zhì)層。作為固體電解電容器的陽極材料，過去大量使用鋁(Al)箔、鉭(Ta)燒結(jié)體元件。 在上述陽極材料的表面上通過化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)形成氧化皮膜，該氧化皮膜發(fā)揮電解電容器的 電介質(zhì)層的作用。關(guān)于在Al箔上形成化學(xué)轉(zhuǎn)化皮膜的方法，例如在日本電子機(jī)械工業(yè)會(huì)規(guī)定的“鋁 電解電容器用電極箔的試驗(yàn)方法”〔EIAJ/RC-2364A/1999年3月修訂〕中有記載。在Ta燒結(jié)體元件上形成化學(xué)轉(zhuǎn)化皮膜的方法，在日本電子機(jī)械工業(yè)會(huì)規(guī)定的“鉭 電解電容器用鉭燒結(jié)元件的試驗(yàn)方法”(EIAJ/RC2361A/2000年2月修訂)中有記載。作為提高氧化皮膜穩(wěn)定性的化學(xué)轉(zhuǎn)化的方法，例如在日本特開平10-223483號(hào)公 報(bào)(專利文獻(xiàn)1)中記載了，將鋁箔浸漬在含有磷酸、硼酸、有機(jī)酸或其鹽的水溶液中，并對(duì) 鋁箔外加預(yù)定電壓，從而進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化的方法，在日本特開2000-12396號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)
2)中記載了，使Ta燒結(jié)體在高氯酸類和其鹽類、鉻酸和其鹽類等氧化劑的存在下進(jìn)行化學(xué) 轉(zhuǎn)化的方法。此外，在特開2000-68159號(hào)公報(bào)(國際公開第99/65043號(hào)小冊(cè)子)(專利文獻(xiàn)
3)中記載了，鋁化學(xué)轉(zhuǎn)化箔的切斷切口部的化學(xué)轉(zhuǎn)化是通過將鋁化學(xué)轉(zhuǎn)化箔浸漬在含有磷 酸、草酸、硫酸等酸的電解液中，以鋁基底芯部作為陽極，外加電流，從而進(jìn)行的。與這些方法不同，在使用閥金屬鈮(Nb)作為陽極材料的情況中，以與Al、Ta的情 況同樣的化學(xué)轉(zhuǎn)化條件不能得到令人滿意的化學(xué)轉(zhuǎn)化皮膜。Nb是化學(xué)物性非常類似Ta的金屬，與Ta相比具有許多優(yōu)點(diǎn)如比重小，地殼埋藏量 多，氧化皮膜的相對(duì)介電常數(shù)高，而且便宜，所以人們已嘗試使用它作為電解電容器的材料 了。但由于Nb物性值與Ta近似，所以存在其電解化學(xué)轉(zhuǎn)化皮膜也應(yīng)該與Ta類似的說法， 因而，實(shí)際上研究鈮的電解化學(xué)轉(zhuǎn)化氧化皮膜的例子非常少，目前的現(xiàn)狀是令人滿意的鈮 固體電解電容器尚未在市場上出現(xiàn)。原因之一在于，Nb的化學(xué)轉(zhuǎn)化皮膜作為電介質(zhì)是不穩(wěn)定的，漏電流(LC)比Ta大， 且對(duì)熱負(fù)荷顯示出敏銳的不可逆的特性變化。特別是在回流爐中在約200 260°C下的回 流焊接的熱處理過程中，即使是短時(shí)間的處理，有時(shí)化學(xué)轉(zhuǎn)化皮膜也會(huì)變質(zhì)，對(duì)電容器性能 造成很大影響。
作為該問題的一種解決方法，在日本特開平11-329902號(hào)公報(bào)(美國專利第 6215652號(hào)說明書)(專利文獻(xiàn)4)中記載了進(jìn)行氮?dú)馓幚?300°C、氮?dú)夥諊?，使皮膜中含 有氮，但靜電容量變化仍然很大，得不到充分的性能。此外，在日本專利第3965300號(hào)公報(bào)(美國專利第6850406號(hào)說明書)(專利文 獻(xiàn)5)中記載了，Nb固體電解電容器的偏置依賴性(bias dependency)的原因在于無定型 Nb氧化皮膜中的Nb低級(jí)氧化物，關(guān)注于這一點(diǎn)而進(jìn)行氮處理，在再化學(xué)轉(zhuǎn)化前進(jìn)行化學(xué)洗 凈，但并沒有關(guān)于化學(xué)洗凈或再化學(xué)轉(zhuǎn)化后除去處理液方面的記載。依據(jù)常識(shí)可以預(yù)測到， 如果進(jìn)行水洗，則在干燥工序中容易產(chǎn)生新的鈮低級(jí)氧化物。因此可以認(rèn)為，即使使用該方 法也不能完全除去鈮低級(jí)氧化物，不會(huì)有助于本發(fā)明目的，即降低漏電流。專利文獻(xiàn)1 日本特開平10-223483號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2000-12396號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2000-68159號(hào)公報(bào)(國際公開第99/65043號(hào)小冊(cè)子)專利文獻(xiàn)4 日本特開平11-329902號(hào)公報(bào)(美國專利第6215652號(hào)說明書)專利文獻(xiàn)5 日本特許第3965300號(hào)公報(bào)(美國專利第6850406號(hào)說明書)
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的課題在于提供一種鈮固體電解電容器的制造方法，其使發(fā)揮電介 質(zhì)作用的氧化皮膜的穩(wěn)定性提高，防止了漏電流增加，改善了收率和可靠性。本發(fā)明人為了解決上述課題進(jìn)行了反復(fù)深入的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，作為通過電解在 Nb金屬表面上形成作為電介質(zhì)層的化學(xué)轉(zhuǎn)化皮膜的條件，使用硝酸金屬鹽作為化學(xué)轉(zhuǎn)化液 的電解質(zhì)，將此時(shí)的化學(xué)轉(zhuǎn)化液保持在大于40°C的溫度進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化，然后在第一化學(xué)轉(zhuǎn) 化結(jié)束后進(jìn)行熱處理，再進(jìn)行第二化學(xué)轉(zhuǎn)化，通過上述方式可以解決上述課題，從而完成本 發(fā)明。S卩，本發(fā)明提供以下的Nb固體電解電容器的制造方法。[1], 一種鈮固體電解電容器的制造方法，包含使用鈮作為陽極體，對(duì)上述陽極體 進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理的工序，上述化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序包含形成上述陽極體的化學(xué)轉(zhuǎn)化皮膜的第一化學(xué)轉(zhuǎn)化處 理工序；對(duì)第一化學(xué)轉(zhuǎn)化處理后的陽極體進(jìn)行熱處理的工序；以及，對(duì)熱處理后的陽極體 進(jìn)行再次化學(xué)轉(zhuǎn)化的第二化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序，第一化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序和第二化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序是在使用硝酸金屬鹽作為電解 質(zhì)的化學(xué)轉(zhuǎn)化液中，在40°C 溶劑沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行電解化學(xué)轉(zhuǎn)化的工序，上述熱處理工序在150 300°C的溫度下進(jìn)行。[2],如上述[1]所述的鈮固體電解電容器的制造方法，硝酸金屬鹽的金屬元素是 鎂、鋁、錳、鈷、鋯、鑭或鉍。[3],如上述[2]所述的鈮固體電解電容器的制造方法，硝酸金屬鹽的金屬元素是
ρ O[4],如上述[1]所述的鈮固體電解電容器的制造方法，硝酸金屬鹽電解質(zhì)的濃度 為0.01質(zhì)量％ 飽和量。[5],如上述[1]所述的鈮固體電解電容器的制造方法，上述溶劑是水。
[6],如上述[1]所述的鈮固體電解電容器的制造方法，作為第二化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工 序的化學(xué)轉(zhuǎn)化液，使用與第一化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序的化學(xué)轉(zhuǎn)化液相同的、含有硝酸金屬鹽的 化學(xué)轉(zhuǎn)化液。根據(jù)本發(fā)明，可使作為現(xiàn)在的Nb固體電解電容器的性能的漏電流值降低，熱穩(wěn)定 性得到非常大的改善。此外，還具有靜電容量變大的特征。這樣的效果是通過提高化學(xué)轉(zhuǎn)化處理溫度，在Nb表面形成致密且缺陷少的穩(wěn)定 氧化皮膜，并通過第二化學(xué)轉(zhuǎn)化處理使熱處理產(chǎn)生的缺陷得以修復(fù)，形成結(jié)實(shí)的電介質(zhì)皮 膜，從而實(shí)現(xiàn)的。
具體實(shí)施例方式下面將進(jìn)一步詳細(xì)地說明本發(fā)明。本發(fā)明中使用的閥金屬是多孔質(zhì)燒結(jié)型Nb。多孔質(zhì)燒結(jié)型Nb是按照現(xiàn)有方法制 造的。即，在Nb粉末中添加混合用于提高成型性的粘合劑。向該Nb混合粉末中插入陽極 的元件引線(通常是Nb線)，加壓成型為預(yù)定形狀。然后將成型品在高真空中(10_Va以 下)、1000 1400°C的溫度下進(jìn)行加熱處理，由此進(jìn)行燒結(jié)，形成Nb多孔質(zhì)體，然后在真空 中冷卻。本發(fā)明的實(shí)施方式中，將Nb多孔質(zhì)燒結(jié)體放在硝酸金屬鹽的化學(xué)轉(zhuǎn)化液中來形 成電介質(zhì)層(氧化皮膜)。進(jìn)而使用已知的方法，在前一步驟形成的電介質(zhì)層上形成緊密附 著的固體電解質(zhì)層作為陰極。接著在固體電解質(zhì)層上依次形成碳層、導(dǎo)電層，然后與作為外 部電極的引線框接合，再形成環(huán)氧樹脂等的外裝部，從而制造出Nb固體電解電容器。本發(fā)明的Nb固體電解電容器的制造方法的特征在于用于形成電介質(zhì)的化學(xué)轉(zhuǎn)化 處理工序。閥金屬的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序是使用通常作為電解質(zhì)的硫酸、硝酸、磷酸、硼酸等無 機(jī)酸、或草酸、己二酸等有機(jī)酸、它們的堿金屬鹽、銨鹽等的水溶液(電解液)進(jìn)行的。在這 些電解液中，存在由于電解質(zhì)的分解、揮發(fā)等原因，導(dǎo)致導(dǎo)電率劣化，因而不能禁受長時(shí)間 連續(xù)使用的電解液。硝酸水溶液雖然是導(dǎo)電率大的優(yōu)異電解液，但隨時(shí)間推移，變化顯著， 難以直接使用。經(jīng)本發(fā)明人的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在Nb多孔質(zhì)燒結(jié)體上進(jìn)行電解化學(xué)轉(zhuǎn)化處理以 形成電介質(zhì)層時(shí)，通過使用硝酸金屬鹽作為電解質(zhì)，并且將化學(xué)轉(zhuǎn)化處理作為第一化學(xué)轉(zhuǎn) 化處理工序、對(duì)第一化學(xué)轉(zhuǎn)化處理后的陽極體進(jìn)行熱處理的熱處理工序和對(duì)熱處理后的陽 極體再次進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化的第二化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序來進(jìn)行，且使上述化學(xué)轉(zhuǎn)化處理在40°C 溶劑的沸點(diǎn)的溫度范圍進(jìn)行，使上述熱處理在150 300°C的溫度下進(jìn)行，由此可以使節(jié)流 電流值變小，從而使作為電解電容器的漏電流變得非常小。這可以認(rèn)為是由于，相對(duì)于進(jìn)入 到電介質(zhì)層內(nèi)的硝酸根離子，金屬陽離子以被中和的形式附著在電介質(zhì)表面上的緣故。作 為吸附的離子，優(yōu)選在不溶解氧化鈮的情況下可穩(wěn)定保留的金屬離子。也就是說，在本發(fā)明中，作為化學(xué)轉(zhuǎn)化處理中的電解質(zhì)，優(yōu)選使用堿金屬以外的金 屬的硝酸鹽、更優(yōu)選為選自硝酸鋯、硝酸鉍、硝酸鑭、硝酸鈷、硝酸鎂、硝酸錳、硝酸鋁等中的 硝酸金屬鹽。在這些硝酸金屬鹽類中，特別優(yōu)選硝酸鋁。作為電解質(zhì)的硝酸金屬鹽，要溶解在溶劑中使用。作為溶劑可以列舉出有機(jī)溶劑、水等，但從穩(wěn)定性、沸點(diǎn)等方面考慮，水是最容易操作的，所以優(yōu)選水。電解質(zhì)的濃度只要是 事實(shí)上可以進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化的范圍即可。但電解液濃度較高時(shí)，電導(dǎo)率變高，液體電阻成分變 低，所以可以有效進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化操作。另一方面，電解液濃度低時(shí)，化學(xué)轉(zhuǎn)化后的洗凈容易 操作。因此，作為電解質(zhì)濃度，優(yōu)選為0. 01質(zhì)量％ 飽和濃度，其中最優(yōu)選1質(zhì)量％左右。 但如果常常使用飽和量的電解質(zhì)，則電解質(zhì)濃度不易變化，因而具有可以持續(xù)在相同條件 下進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化的優(yōu)點(diǎn)。閥金屬的化學(xué)轉(zhuǎn)化溫度越低時(shí)，漏電流越大，具有這樣的溫度依賴性，所以在本發(fā) 明中，Nb的化學(xué)轉(zhuǎn)化處理優(yōu)選在大于40°C、沸點(diǎn)以下的溫度進(jìn)行。在高溫下進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化 時(shí)，轉(zhuǎn)化膜中的氧氣擴(kuò)散會(huì)導(dǎo)致靜電容量降低，所以最優(yōu)選在80°C左右進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化。作為化學(xué)轉(zhuǎn)化時(shí)的電條件，可以列舉出化學(xué)轉(zhuǎn)化電壓、化學(xué)轉(zhuǎn)化電流等，這些條件 可以根據(jù)作為電解電容器的目標(biāo)耐電壓來選擇?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化電流優(yōu)選在0. ImA/g 1.0A/g 的范圍。例如在使用靜電容量為5萬 15萬μ FV/g的粉末的情況中，從其靜電容量方面 考慮，優(yōu)選以100mA/g 400mA/g、尤其是200mA/g左右的恒定電流進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化。在以恒 定電流(CC)達(dá)到預(yù)定的電壓之后，進(jìn)行恒定電壓化學(xué)轉(zhuǎn)化?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化要進(jìn)行到節(jié)流電流值 變穩(wěn)定的時(shí)刻為止。雖然希望節(jié)流電流值變得盡量小，但實(shí)用上采用的化學(xué)轉(zhuǎn)化時(shí)間為到 節(jié)流電流值變?yōu)槌跗陔娏髦档?/20以下的時(shí)間為止，或?yàn)閹讉€(gè)小時(shí)。本發(fā)明中，在化學(xué)轉(zhuǎn)化結(jié)束后，要洗凈元件，然后進(jìn)行熱處理。熱處理工序是為了 干燥除去水分，使化學(xué)轉(zhuǎn)化皮膜結(jié)實(shí)而必須進(jìn)行的。熱處理還具有除去進(jìn)入到電介質(zhì)膜中 的硝酸根離子的效果。進(jìn)入到電介質(zhì)膜中的離子會(huì)促進(jìn)低級(jí)氧化鈮的生成，使絕緣性劣 化。熱處理溫度只要是100°c以上即可，但在過高的溫度下，會(huì)嚴(yán)重造成膜的損傷，所以在 150°C 300°C的溫度下進(jìn)行熱處理為宜。一般最優(yōu)選在回流爐的實(shí)質(zhì)到達(dá)溫度即250°C左 右下實(shí)施。熱處理時(shí)間是可以保持皮膜穩(wěn)定性的范圍，優(yōu)選10分鐘 2小時(shí)，最優(yōu)選20 30分鐘。本發(fā)明中，在熱處理后要進(jìn)行第二化學(xué)轉(zhuǎn)化處理。也就是說，第二化學(xué)轉(zhuǎn)化的目的 在于，在通過熱處理而失去硝酸根離子后的晶格缺陷部位上形成新的氧化膜，使受損傷的 皮膜得到修復(fù)。化學(xué)轉(zhuǎn)化條件是在與上述第一化學(xué)轉(zhuǎn)化處理相同的溫度范圍下，使用與上 述第一化學(xué)轉(zhuǎn)化處理組成范圍相同的化學(xué)轉(zhuǎn)化液進(jìn)行第二化學(xué)轉(zhuǎn)化，化學(xué)轉(zhuǎn)化時(shí)間可以是 節(jié)流電流值變穩(wěn)定的時(shí)間。第二化學(xué)轉(zhuǎn)化處理具有以下效果使損傷部位的電介質(zhì)膜的基 底金屬形成新的電介質(zhì)膜，并且借助從受損傷部位泄漏出的電流使化學(xué)轉(zhuǎn)化液的金屬鹽以 氧化物的形式析出，從而阻隔電流。第二化學(xué)轉(zhuǎn)化處理時(shí)間一般少于1小時(shí)，在大多數(shù)情況 下優(yōu)選為20 30分鐘的時(shí)間。對(duì)完成第一化學(xué)轉(zhuǎn)化處理、熱處理、第二化學(xué)轉(zhuǎn)化處理的工序所得的元件，使用公 知方法進(jìn)行陰極形成、糊劑涂布、引線框接合、密封的工序，從而制作電解電容器。作為用于形成固體電解質(zhì)的陰極電解質(zhì)可以列舉出，二氧化錳等的無機(jī)氧化物半 導(dǎo)體、四氰基對(duì)苯二醌二甲烷(TCNQ)配合物鹽等的有機(jī)半導(dǎo)體、具有噻吩骨架的化合物、 具有吡咯骨架的化合物、具有多環(huán)狀硫醚骨架的化合物、具有呋喃骨架的化合物、具有苯胺 骨架的化合物等的導(dǎo)電性高分子，但用于形成固體電解質(zhì)的材料并不限于這些。本發(fā)明的方法，可以通過評(píng)價(jià)化學(xué)轉(zhuǎn)化結(jié)束時(shí)元件的電特性，從而迅速進(jìn)行性能 判定。也就是說，以化學(xué)轉(zhuǎn)化后的元件作為陽極，以使用40質(zhì)量％的硫酸水溶液的鉬黑電極作為陰極，使用阻抗分析儀和LC儀(電感電容器)來測定電特性，從而判斷本發(fā)明的效^ ο實(shí)施例下面列舉本發(fā)明的實(shí)施例和比較例來說明本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些記載限定。實(shí)施例1 將CV值為15萬μ FV/g的Nb微細(xì)粉末22mg以中央埋設(shè)Nb線的一部分的方式成 型立方體。將該成型體在1210°C的減壓燒成爐中在10_4Pa以下的真空下燒成30分鐘，制備 燒結(jié)體。將作為化學(xué)轉(zhuǎn)化液的硝酸鋁的1.0質(zhì)量％的水溶液加熱到80°C。在其中浸漬燒結(jié) 后的元件。以該元件作為陽極外加200mA/g的直流恒定電流。在電壓升到20V后，保持該 電壓進(jìn)行2.0小時(shí)的化學(xué)轉(zhuǎn)化。然后水洗，再在250°C的干燥機(jī)中熱處理20分鐘?；謴?fù)到 室溫后，使用與上述同樣的化學(xué)轉(zhuǎn)化液進(jìn)行第二化學(xué)轉(zhuǎn)化。此時(shí)的化學(xué)轉(zhuǎn)化進(jìn)行30分鐘。對(duì)化學(xué)轉(zhuǎn)化后的元件進(jìn)行水洗、干燥，然后浸漬在40%的硫酸水溶液中，測定靜電 容量(CV值)和漏電流(LC值)，進(jìn)行性能試驗(yàn)。比較例1 除了在105°C的干燥機(jī)中保持30分鐘進(jìn)行熱處理以外，以與實(shí)施例1同樣的步驟 制作元件，并進(jìn)行性能試驗(yàn)。比較例2 除了使化學(xué)轉(zhuǎn)化溫度為30°C以外，以與實(shí)施例1同樣的步驟制作元件，并進(jìn)行性 能試驗(yàn)。實(shí)施例2 除了使化學(xué)轉(zhuǎn)化液的溫度為50°C以外，以與實(shí)施例1同樣的步驟制作元件，并進(jìn) 行性能試驗(yàn)。實(shí)施例3 除了使用1. 0質(zhì)量％的硝酸鎂水溶液作為化學(xué)轉(zhuǎn)化液的電解質(zhì)以外，以與實(shí)施例 1同樣的步驟制作元件，并進(jìn)行性能試驗(yàn)。實(shí)施例4 除了使用80°C的硝酸鋁0. 01質(zhì)量％水溶液作為化學(xué)轉(zhuǎn)化液以外，以與實(shí)施例1同 樣的步驟制作元件，并進(jìn)行性能試驗(yàn)。比較例3 對(duì)以與實(shí)施例1同樣的步驟制作的燒結(jié)體元件，使用1. 0質(zhì)量％磷酸水溶液作為 化學(xué)轉(zhuǎn)化液在8(TC、20()mA/g的條件下進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化后進(jìn)行熱處理)和 第二化學(xué)轉(zhuǎn)化(磷酸水溶液)，制作元件，并測定CV和LC。比較彳列4 除了水洗后在105°C的干燥機(jī)中保持30分鐘進(jìn)行熱處理以外，以與比較例3同樣 的步驟制作元件，并進(jìn)行性能試驗(yàn)。比較例5 除了使用1.0質(zhì)量％硝酸水溶液作為化學(xué)轉(zhuǎn)化液，并使化學(xué)轉(zhuǎn)化溫度為30°C以 外，在與實(shí)施例1相同的條件下制作元件，并進(jìn)行性能試驗(yàn)。此外，在使用硝酸水溶液的情況中，硝酸在80°C下分解，不能進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化。
比較例6 除了使用8質(zhì)量％己二酸銨水溶液作為化學(xué)轉(zhuǎn)化液以外，以與比較例3同樣的步 驟制作元件，并進(jìn)行性能試驗(yàn)。比較例7:除了在350°C的加熱爐中保持30分鐘以進(jìn)行熱處理以外，以與實(shí)施例1同樣的步 驟制作元件，并進(jìn)行性能試驗(yàn)。對(duì)實(shí)施例1 4和比較例1 7制作的元件測定靜電容量(CV值)、和漏電流(LC 值)，將所得的性能試驗(yàn)的結(jié)果一并示于表1中。此外，在實(shí)施例1和比較例2和5中，在化 學(xué)轉(zhuǎn)化前和第一化學(xué)轉(zhuǎn)化后分別測定化學(xué)轉(zhuǎn)化液的電導(dǎo)率。結(jié)果示于表2中。[表 1]
電解質(zhì)的種類化學(xué)轉(zhuǎn)化 溫度 (0C)熱處理溫度 (0C)C V值 (iiFV/g·)L C值 (/iA/g )LC/CV 換算實(shí)施例11.0質(zhì)量％硝酸 鋁水溶液8025017541915.78.95X10 比較例11.0質(zhì)量％硝酸 鋁水溶液8010517510043.62.49X10-4比較例21.0質(zhì)量％硝酸 鋁水溶液3025022386166.42.97Χ10' 實(shí)施例21.0質(zhì)量％硝酸 鋁水溶液5025020442730.51.49X10-4實(shí)施例31.0質(zhì)量％硝酸 鎂水溶液80250174.70021.31.22Χ10 實(shí)施例40.01質(zhì)量％硝酸 鋁水溶液8025017742125.51.44X10*比較例31.0質(zhì)量％ 磷酸水溶液8025015590729.21.87X10.4比較例41.0質(zhì)量％ 磷酸水溶液8010514060444.5.3,16X10.4比較例51.0質(zhì)量％ 硝酸水溶液3025020156272.53.59 XIO'4比較例68質(zhì)量％己二酸 銨水溶液8025016750183.75.00X10.4比較例71.0質(zhì)量％硝酸 鋁水溶液8035015606441.32.65X10-4 [表 2]
化學(xué)轉(zhuǎn)化液液溫fC)第一化學(xué)轉(zhuǎn)化后的 電導(dǎo)率(將化學(xué)轉(zhuǎn)化前 當(dāng)作100%)實(shí)施例11.0質(zhì)量％硝酸鋁水溶液80 0C100%比較例21.0質(zhì)量％硝酸鋁水溶液30 0C100%比較例51.0質(zhì)量％硝酸水溶液30 0C55% 由表1的測定結(jié)果可清楚知道，雖然當(dāng)化學(xué)轉(zhuǎn)化溫度較低時(shí)，容量(CV)變大，但LC 值也有變大的趨勢(比較例2)。若比較電解質(zhì)的種類，則可以判斷，硝酸鋁可以得到最好的 結(jié)果(實(shí)施例1、2、4)。由表2的測定結(jié)果可清楚知道，在使用硝酸時(shí)，在30°C下的化學(xué)轉(zhuǎn)
8化中，隨著時(shí)間推移導(dǎo)電率變化大，不耐長時(shí)間使用(比較例5)。在使用磷酸時(shí)，雖然具有 穩(wěn)定性，但靜電容量小，在電容器設(shè)計(jì)方面不利(比較例3 4)。當(dāng)化學(xué)轉(zhuǎn)化溫度變低時(shí)， LC值變大(比較例幻，此外，在熱處理溫度過低時(shí)，LC值也會(huì)變大(比較例1)，在熱處理溫 度過高時(shí)，靜電容量變小(比較例7)。硝酸鋁水溶液的導(dǎo)電率隨著時(shí)間推移沒有變化，禁得 住長時(shí)間使用(實(shí)施例1、2、4)。
權(quán)利要求
1.一種鈮固體電解電容器的制造方法，包含使用鈮作為陽極體，對(duì)上述陽極體進(jìn)行化 學(xué)轉(zhuǎn)化處理的工序，上述化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序包含形成上述陽極體的化學(xué)轉(zhuǎn)化皮膜的第一化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工 序；對(duì)第一化學(xué)轉(zhuǎn)化處理后的陽極體進(jìn)行熱處理的熱處理工序；以及，對(duì)熱處理后的陽極 體進(jìn)行再次化學(xué)轉(zhuǎn)化的第二化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序，第一化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序和第二化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序是在使用硝酸金屬鹽作為電解質(zhì)的 化學(xué)轉(zhuǎn)化液中，在40°c 溶劑沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行電解化學(xué)轉(zhuǎn)化的工序，上述熱處理工序在150 300°C的溫度下進(jìn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的鈮固體電解電容器的制造方法，硝酸金屬鹽的金屬元素是鎂、 鋁、錳、鈷、鋯、鑭或鉍。
3.如權(quán)利要求2所述的鈮固體電解電容器的制造方法，硝酸金屬鹽的金屬元素是鋁。
4.如權(quán)利要求1所述的鈮固體電解電容器的制造方法，硝酸金屬鹽電解質(zhì)的濃度為 0.01質(zhì)量％ 飽和量。
5.如權(quán)利要求1所述的鈮固體電解電容器的制造方法，上述溶劑是水。
6.如權(quán)利要求1所述的鈮固體電解電容器的制造方法，作為第二化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序的 化學(xué)轉(zhuǎn)化液，使用與第一化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序的化學(xué)轉(zhuǎn)化液相同的、含有硝酸金屬鹽的化學(xué) 轉(zhuǎn)化液。
全文摘要
本發(fā)明了提供了一種鈮固體電解電容器的制造方法，包含使用鈮作為陽極體，對(duì)上述陽極體進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化處理的工序，上述化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序包含形成上述陽極體的化學(xué)轉(zhuǎn)化皮膜的第一化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序；對(duì)第一化學(xué)轉(zhuǎn)化處理后的陽極體進(jìn)行熱處理的熱處理工序；以及，對(duì)熱處理后的陽極體進(jìn)行再次化學(xué)轉(zhuǎn)化的第二化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序，第一化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序和第二化學(xué)轉(zhuǎn)化處理工序是在使用硝酸金屬鹽作為電解質(zhì)的化學(xué)轉(zhuǎn)化液中，在40℃～溶劑沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行電解化學(xué)轉(zhuǎn)化的工序，上述熱處理工序在150～300℃的溫度下進(jìn)行。本發(fā)明的鈮固體電解電容器的制造方法，其使發(fā)揮電介質(zhì)作用的氧化皮膜的穩(wěn)定性提高，防止了漏電流增加，改善了收率和可靠性。
文檔編號(hào)H01G9/052GK102113074SQ20098012954
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2009年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者中村英則, 澀谷義紀(jì) 申請(qǐng)人:昭和電工株式會(huì)社