钨粉、电容器的阳极体以及电解电容器制造技术

本发明专利技术提供一种漏电流(LC)性能良好的电解电容器用的钨粉，其仅在粒子表面区域中具有锗元素，锗元素的含量为0.05～7质量％。优选的是，钨粉的体积平均一次粒径为0.1～1μm，锗元素局部存在于从其粒子表面到向粒子内部深入50nm的位置的区域中，仅在粒子表面区域中具有硅化钨、碳化钨、硼化钨、固溶有氮的钨中的至少一种，磷元素的含量为1～500质量ppm，氧含量为0.05～8质量％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及钨粉、使用了该钨粉的电容器的阳极体以及使用了该阳极体的电解电容器。
技术介绍
随着便携式电话、个人计算机等电子设备的形状的小型化、高速化、轻量化，在这些电子设备中使用的电容器被要求更小型、更轻、更大的电容量、更低的ESR。作为这样的电容器，曾提出了：对由能够阳极氧化的钽等的阀作用金属粉末的烧结体构成的电容器的阳极体进行阳极氧化，从而在其表面形成了由它们的金属氧化物构成的电介质层的电解电容器。作为阀作用金属使用钨的、钨粉的烧结体作为阳极体的电解电容器，与以相同化学转化电压对将相同粒径的钽粉烧结而成的相同体积的阳极体进行化学转化而得到的电解电容器比较，能够得到大的电容量，但存在漏电流(LC)大的问题。本申请人发现通过使用在粒子表面区域具有特定量的硅化钨的钨粉就能够解决LC特性的问题，并提出了在粒子表面区域具有硅化钨、且硅含量为0.05～7质量％的钨粉、由其烧结体构成的电容器的阳极体、电解电容器、以及它们的制造方法(专利文献1：国际公开第2012/086272号小册子(美国专利公开第2013/0277626号)。在先技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2012/086272号小册子(美国专利公开第2013/0277626号)
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供在以作为阀作用金属的钨粉的烧结体为阳极体的电解电容器中保持大的电容量并且能得到进一步优异的LC特性的钨粉、使用了该钨粉的电容器的阳极体、以及使用该阳极体作为电极的电解电容器。本专利技术人等发现了如下的情况，即，通过使用使粒子表面区域的至少一部分为与锗元素化合了的钨使得钨粉中的锗元素的含量成为特定的范围的钨粉，就能够消除上述的问题，并完成了本专利技术。即，本专利技术涉及以下所示的钨粉、钨的阳极体、电解电容器、钨粉的制造方法以及电容器的阳极体的制造方法。[1]一种钨粉，其特征在于，仅在粒子表面区域具有锗元素，锗元素的含量为0.05～7质量％。[2]根据前项1所述的钨粉，所述锗元素的至少一部分与钨元素形成了化合物。[3]根据前项2所述的钨粉，所述化合物为WGe2或W5Ge3。[4]根据前项1～3的任一项所述的钨粉，体积平均一次粒径为0.1～1μm。[5]根据前项1～4的任一项所述的钨粉，所述粒子表面区域是从粒子表面到向粒子内部深入50nm的位置的区域。[6]根据前项1～5的任一项所述的钨粉，还仅在所述粒子表面区域具有选自硅化钨、碳化钨、硼化钨以及固溶有氮的钨中的至少一种。[7]根据前项1～6的任一项所述的钨粉，氧含量为0.05～8质量％。[8]根据前项1～7的任一项所述的钨粉，将钨、锗、硅、氮、碳、硼、磷以及氧的各元素除外的元素的含量为0.1质量％以下。[9]根据前项1～8的任一项所述的钨粉，所述钨粉为造粒粉。[10]根据前项1～9的任一项所述的钨粉，为电解电容器用的钨粉。[11]一种电容器阳极体，是对前项1～10的任一项所述的钨粉进行烧结而成的。[12]一种电解电容器，具备对前项11所述的电容器阳极体进行阳极氧化而得到的阳极与电介质层的复合体、以及形成于所述电介质层上的阴极。[13]一种钨粉的制造方法，通过混合锗粉使得钨粉中的锗元素的含量为0.05～7质量％，并在减压下加热使它们进行反应，来制造前项1～10的任一项所述的钨粉。[14]根据前项13所述的钨粉的制造方法，加热的温度为1000～2600℃。[15]一种电容器的阳极体的制造方法，其特征在于，对前项9所述的钨粉进行烧结。根据本专利技术的钨粉，能够制作与以往的钨粉相比保持大的电容量并且LC特性良好的电解电容器。具体实施方式作为原料的钨粉，可使用市售的钨粉。钨粉优选粒径小的钨粉，但粒径更小的钨粉，例如能够通过将三氧化钨粉在氢气氛下粉碎而得到，或者通过使用氢、钠等还原剂并适当选择条件将钨酸和/或卤化钨还原而得到。另外，还能够通过从含钨矿物直接或经过多个工序并选择条件进行还原而得到。仅在粒子表面区域含有锗元素的本专利技术的钨粉，例如，能够通过向钨粉中混合锗粉、并在减压下加热而使它们进行反应来得到。使用的锗粉的粒径优选为0.1～50μm，更优选为0.1～1μm。也能够使用作为半导体材料气体而众所周知的GeH4和/或Ge2H8来使其含有锗元素，但由于具有分解爆炸性，因此在操作上需要具备专用的反应设备、除害设备，导致成本变高，因而不优选。在为使用锗粉的方法的情况下，锗元素从钨粒子表面侵入，通常存在于从粒子表面到向粒子内部深入50nm的位置的区域。该锗元素存在的区域是粒子表面区域。如上述那样，该粒子表面区域通常为从粒子表面到向粒子内部深入50nm的位置的区域，但该区域的大小根据使其含有锗元素的处理条件而变化。再者，本说明书中的“仅在粒子表面区域含有○○元素(或化合物)”这一表达，并不需要钨粉中所包含的○○元素(或化合物)的100％包含在该粒子表面区域中，而是意味着○○元素(或化合物)的95％以上包含在该区域中。锗元素许多以固溶于钨粒子表面区域中的状态存在，但一部分变为WGe2、W5Ge3等锗-钨化合物。由于它们的锗元素仅存在于粒子表面区域，因此一次粒子的中心部以导电率高的金属钨的状态残留，在制作了电容器的阳极体时，能够将阳极体的等效串联电阻抑制得较低，因而优选。钨粉中的锗元素含量能够通过锗粉的添加量来调整。本专利技术的钨粉的锗元素含量优选为0.05～7质量％，特别优选为0.2～5质量％。通过使用该范围的锗元素含量的钨粉，能够制作电容量大、LC特性良好的电解电容器。通过将在粒子表面区域含有0.05～7质量％的锗元素的钨粉的烧结体作为阳极体，电容器的LC特性变得良好的原因的细节未必明确，但由于氧化锗作为聚对苯二甲酸乙二醇酯等的合成催化剂众所周知，因此可以认为，在含有本专利技术中规定的量的锗元素的钨粉的烧结体中，以W-O-Ge的形式存在于表面区域的锗元素，在电介质层上形成半导体层时作为催化剂发挥作用，从而半导体层在电介质层上致密且广范围地形成，与以往的钨粉相比，电容器电容量变大。当锗含量低于0.05质量％时，有时未变成给出容量特性良好的电解电容器的粉末。当超过7质量％时，钨粉中的锗元素过多，在将该粉烧结而成的烧结体作为阳极体来化学转换的情况下，有时所形成的电介质的电容量减少。对钨粉与锗粉的混合物进行加热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钨粉，其特征在于，仅在粒子表面区域具有锗元素，锗元素的含量为0.05～7质量％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.20 JP 2013-2640391.一种钨粉，其特征在于，仅在粒子表面区域具有锗元素，锗元素的
含量为0.05～7质量％。
2.根据权利要求1所述的钨粉，所述锗元素的至少一部分与钨元素形
成了化合物。
3.根据权利要求2所述的钨粉，所述化合物为WGe2或W5Ge3。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的钨粉，体积平均一次粒径为
0.1～1μm。
5.根据权利要求1～4的任一项所述的钨粉，所述粒子表面区域是从
粒子表面到向粒子内部深入50nm的位置的区域。
6.根据权利要求1～5的任一项所述的钨粉，还仅在所述粒子表面区
域具有选自硅化钨、碳化钨、硼化钨以及固溶有氮的钨中的至少一种。
7.根据权利要求1～6的任一项所述的钨粉，氧含量为0.05～8质量
％。
8.根据权利要求1～7的任一项所述的钨粉，将钨、锗...

【专利技术属性】
技术研发人员：内藤一美，光本龙一，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP