[發明專利]電容器電極、電容器及其生產方法、電子電路及電子儀器

有效

• 申請號: 201010166871.2
• 申請日: 2002-05-14
• 公開（公告）號: CN101866754A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 大森和弘;內藤一美;川崎俊哉;和田紘一
• 申請（專利權）人: 昭和電工株式會社
• 主分類號: H01G9/042
• 分類號: H01G9/042;H01G9/052
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 段承恩;劉瑞東

本申請是于2002年5月14日提交的申請號為02801689.0、名稱為“鈮粉、鈮燒結體和使用該燒結體的電容器”的專利申請的分案申請。

相關申請的交叉參考

該申請是基于35?U.S.C.第111(a)節的規定的申請，其根據35?U.S.C.第119(e)(1)節的規定，要求按照35U.S.C.111(b)的規定在2001年5月21日提出的美國臨時申請No.60/291,925和在2001年11月9日提出的No.60/331,200的申請日的權益。

技術領域

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

背景技術

用于電子儀器如便攜電話和個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，鉭電容器是優選的，因為相對于其尺寸，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，并且對于固體電解質電容器，還要求較低的等效并聯電阻(ESR)。

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

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

提高燒結體質量的方法必然涉及電容器形狀的擴大，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，鉭燒結體的孔徑減小或者在燒結階段封閉的孔隙增多，結果，在后續步驟中陰極試劑的浸漬變得困難。

例如，假定當使用磷酸水溶液作為對電極材料時，所述溶液與介電薄膜層的接觸狀態是完全的，并且此時的電容量表觀比(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，當鉭粉末的平均粒度小或者由鉭粉制造的燒結體具有大的形狀時，難度增大并且在極端情況下，電容量表觀比甚至不可能達到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。

在生產鉭燒結體的鉭粉具有小孔徑的情況下，其基本導致鉭燒結體的小孔徑和低的電容量表觀比。因此，產生ESR不能降低的問題。

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

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

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

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(下文有時簡稱為“LC”)值，并且具有很小的實際用途。

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。

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

即，如果成形并燒結這樣的鈮粉來制備燒結體，則鈮粉貧乏地從成形機的料斗流動到金屬模具中，并且難以稱重恒定量的鈮粉并使其流動到金屬模具中。結果，其產生一些問題，如成形制品的形狀穩定不足，成形制品和燒結體的強度不足，并且經常生產具有低劣LC的電容器。如果使用也能處理具有低劣流動性的特殊成形設備，則成形成本過分增大，并且這是不實用的。

這樣，用于電容器的傳統已知鈮粉存在該粉末不能完全適應連續成形并且電容器的生產率低的問題。

發明的公開