[發(fā)明專利]鈮粉、鈮燒結(jié)體和使用該燒結(jié)體的電容器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710109140.2
• 申請(qǐng)日: 2002-05-14
• 公開（公告）號(hào): CN101066560A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 大森和弘;內(nèi)藤一美;川崎俊哉;和田紘一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昭和電工株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B22F1/00
• 分類號(hào): B22F1/00;B22F3/10;H01G4/005
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所
• 代理人: 段承恩;田欣

相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考?

該申請(qǐng)是基于35?U.S.C.第111(a)節(jié)的規(guī)定的申請(qǐng)，其根據(jù)35?U.S.C.第119(e)(1)節(jié)的規(guī)定，要求按照35?U.S.C.111(b)的規(guī)定在2001年5月21日提出的美國臨時(shí)申請(qǐng)No.60/291,925和在2001年11月9日提出的No.60/331,200的申請(qǐng)日的權(quán)益。?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈮粉及其燒結(jié)體，其可以穩(wěn)定地生產(chǎn)具有單位質(zhì)量大電容量，良好的泄漏電流特性和優(yōu)異的耐濕性的電容器，并且還涉及使用鈮粉和燒結(jié)體的電容器和鈮粉、燒結(jié)體和電容器的制造方法。

背景技術(shù)

用于電子儀器如便攜電話和個(gè)人電腦中的電容器要求具有小尺寸和大電容量。在這些電容器中，鉭電容器是優(yōu)選的，因?yàn)橄鄬?duì)于其尺寸，電容量大且性能好。

此外，近年來，要求電子器件在低電壓和高頻率下操作，并具有低噪音，并且對(duì)于固體電解質(zhì)電容器，還要求較低的等效并聯(lián)電阻(ESR)。

在這種鉭電容器中，鉭粉末的燒結(jié)體一般被用作陽極部分。將這種粉末成形，然后燒結(jié)，從而使所述粉末整體化并制成被稱為燒結(jié)體的電極。這種燒結(jié)體內(nèi)部由相互之間電和機(jī)械連結(jié)的粉末顆粒形成三維復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，在該燒結(jié)體包括內(nèi)部孔隙表面的表面，形成介電薄膜層，浸漬作為對(duì)電極的材料，從而制備一種電容器。只要介電薄膜層均勻結(jié)合到所述燒結(jié)體的內(nèi)表面或外表面，所制造的電容器的電容量在微觀上就主要取決于對(duì)?電極材料與介電薄膜層的接觸狀態(tài)。

為了提高鉭電容器的電容量，必須提高燒結(jié)體的質(zhì)量或者使用通過破碎鉭粉而增大了表面積的燒結(jié)體。

提高燒結(jié)體質(zhì)量的方法必然涉及電容器形狀的擴(kuò)大，而不能滿足小型化的要求。另一方面，在破碎鉭粉以提高比表面積的方法中，鉭燒結(jié)體的孔徑減小或者在燒結(jié)階段封閉的孔隙增多，結(jié)果，在后續(xù)步驟中陰極試劑的浸漬變得困難。

例如，假定當(dāng)使用磷酸水溶液作為對(duì)電極材料時(shí)，所述溶液與介電薄膜層的接觸狀態(tài)是完全的，并且此時(shí)的電容量表觀比(也稱為陰極試劑浸漬比)為100％，在使用具有高粘度的對(duì)電極材料，特別是固體電極材料的情況下，幾乎不能獲得100％的電容量表觀比。特別地，當(dāng)鉭粉末的平均粒度小或者由鉭粉制造的燒結(jié)體具有大的形狀時(shí)，難度增大并且在極端情況下，電容量表觀比甚至不可能達(dá)到50％。具有這樣的低電容量表觀比，所制造的電容器不可能具有足夠高的耐濕性。

在生產(chǎn)鉭燒結(jié)體的鉭粉具有小孔徑的情況下，其基本導(dǎo)致鉭燒結(jié)體的小孔徑和低的電容量表觀比。因此，產(chǎn)生ESR不能降低的問題。

作為解決這些問題的措施之一，可以考慮使用燒結(jié)體作為一個(gè)電極的電容器，該燒結(jié)體使用具有介電常數(shù)大于鉭的介電材料生產(chǎn)，并且給出高電容量表觀比。

作為可以在工業(yè)上供給的這類電極材料，已知鈮的介電常數(shù)大于鉭，并具有大的儲(chǔ)存量。

JP-A-55-157226(這里使用的術(shù)語“JP-A”是指“未審公開日本專利申請(qǐng)”)公開了一種生產(chǎn)電容器的燒結(jié)器件，其中，將粒度為2.0微米或更小的團(tuán)聚的整流作用金屬粉末加壓成形，然后燒結(jié)，將所成形和燒結(jié)的坯體切成細(xì)小的片，將導(dǎo)線部分與其連結(jié)，并且再次燒結(jié)這些。但是，在該專利公開中沒有描述制造方法的細(xì)節(jié)和鈮電容器的性質(zhì)。

美國專利4,084,965公開了使用平均粒度為5.1微米的鈮粉的燒結(jié)體的電容器，所述鈮粉通過氫化和粉碎鈮錠獲得。但是，所公開的電容器具有?大泄漏電流(下文有時(shí)簡(jiǎn)稱為“LC”)值，并且具有很小的實(shí)際用途。

JP-A-10-242004?(WO?98/38660)公開了一種部分氮化鈮粉并因此改善LC值的技術(shù)。

用于電容器的鈮粉的振實(shí)密度是鈮粉成形操作的重要因素。傳統(tǒng)鈮粉的振實(shí)密度是2.5g/ml或更大，具體約為4g/ml，這對(duì)于成形是不夠的。

即，如果成形并燒結(jié)這樣的鈮粉來制備燒結(jié)體，則鈮粉貧乏地從成形機(jī)的料斗流動(dòng)到金屬模具中，并且難以稱重恒定量的鈮粉并使其流動(dòng)到金屬模具中。結(jié)果，其產(chǎn)生一些問題，如成形制品的形狀穩(wěn)定不足，成形制品和燒結(jié)體的強(qiáng)度不足，并且經(jīng)常生產(chǎn)具有低劣LC的電容器。如果使用也能處理具有低劣流動(dòng)性的特殊成形設(shè)備，則成形成本過分增大，并且這是不實(shí)用的。

這樣，用于電容器的傳統(tǒng)已知鈮粉存在該粉末不能完全適應(yīng)連續(xù)成形并且電容器的生產(chǎn)率低的問題。

發(fā)明的公開