铌固体电解电容器的制造方法技术

本发明专利技术了提供了一种铌固体电解电容器的制造方法，包含使用铌作为阳极体，对上述阳极体进行化学转化处理的工序，上述化学转化处理工序包含：形成上述阳极体的化学转化皮膜的第一化学转化处理工序；对第一化学转化处理后的阳极体进行热处理的热处理工序；以及，对热处理后的阳极体进行再次化学转化的第二化学转化处理工序，第一化学转化处理工序和第二化学转化处理工序是在使用硝酸金属盐作为电解质的化学转化液中，在４０℃～溶剂沸点的温度下进行电解化学转化的工序，上述热处理工序在１５０～３００℃的温度下进行。本发明专利技术的铌固体电解电容器的制造方法，其使发挥电介质作用的氧化皮膜的稳定性提高，防止了漏电流增加，改善了收率和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用铌作为阀金属材料(阳极体)的固体电解电容器的制造方法。更 具体地说，涉及可以使在作为阳极体的铌多孔质烧结体表面上形成的、发挥电介质作用的 氧化皮膜的稳定性增加，防止作为最终产品的固体电解电容器的漏电流恶化，收率和可靠 性提高的。
技术介绍
固体电解电容器由阳极体、电介质(氧化皮膜)和阴极构成，一般具有以下结构 在作为阳极材料的具有阀作用的金属材料(阀金属材料)的表面上形成作为电介质层的氧 化皮膜，在氧化皮膜上形成作为阴极的固体电解质层。作为固体电解电容器的阳极材料，过去大量使用铝(Al)箔、钽(Ta)烧结体元件。 在上述阳极材料的表面上通过化学转化技术形成氧化皮膜，该氧化皮膜发挥电解电容器的 电介质层的作用。关于在Al箔上形成化学转化皮膜的方法，例如在日本电子机械工业会规定的“铝 电解电容器用电极箔的试验方法”〔EIAJ/RC-2364A/1999年3月修订〕中有记载。在Ta烧结体元件上形成化学转化皮膜的方法，在日本电子机械工业会规定的“钽 电解电容器用钽烧结元件的试验方法”(EIAJ/RC2361A/2000年2月修订)中有记载。作为提高氧化皮膜稳定性的化学转化的方法，例如在日本特开平10-223483号公 报(专利文献1)中记载了，将铝箔浸渍在含有磷酸、硼酸、有机酸或其盐的水溶液中，并对 铝箔外加预定电压，从而进行化学转化的方法，在日本特开2000-12396号公报(专利文献2)中记载了，使Ta烧结体在高氯酸类和其盐类、铬酸和其盐类等氧化剂的存在下进行化学 转化的方法。此外，在特开2000-68159号公报(国际公开第99/65043号小册子)(专利文献3)中记载了，铝化学转化箔的切断切口部的化学转化是通过将铝化学转化箔浸渍在含有磷 酸、草酸、硫酸等酸的电解液中，以铝基底芯部作为阳极，外加电流，从而进行的。与这些方法不同，在使用阀金属铌(Nb)作为阳极材料的情况中，以与Al、Ta的情 况同样的化学转化条件不能得到令人满意的化学转化皮膜。Nb是化学物性非常类似Ta的金属，与Ta相比具有许多优点如比重小，地壳埋藏量 多，氧化皮膜的相对介电常数高，而且便宜，所以人们已尝试使用它作为电解电容器的材料 了。但由于Nb物性值与Ta近似，所以存在其电解化学转化皮膜也应该与Ta类似的说法， 因而，实际上研究铌的电解化学转化氧化皮膜的例子非常少，目前的现状是令人满意的铌 固体电解电容器尚未在市场上出现。原因之一在于，Nb的化学转化皮膜作为电介质是不稳定的，漏电流(LC)比Ta大， 且对热负荷显示出敏锐的不可逆的特性变化。特别是在回流炉中在约200 260°C下的回 流焊接的热处理过程中，即使是短时间的处理，有时化学转化皮膜也会变质，对电容器性能 造成很大影响。作为该问题的一种解决方法，在日本特开平11-329902号公报(美国专利第 6215652号说明书)(专利文献4)中记载了进行氮气处理(300°C、氮气氛围)，使皮膜中含 有氮，但静电容量变化仍然很大，得不到充分的性能。此外，在日本专利第3965300号公报(美国专利第6850406号说明书)(专利文 献5)中记载了，Nb固体电解电容器的偏置依赖性(bias dependency)的原因在于无定型 Nb氧化皮膜中的Nb低级氧化物，关注于这一点而进行氮处理，在再化学转化前进行化学洗 净，但并没有关于化学洗净或再化学转化后除去处理液方面的记载。依据常识可以预测到， 如果进行水洗，则在干燥工序中容易产生新的铌低级氧化物。因此可以认为，即使使用该方 法也不能完全除去铌低级氧化物，不会有助于本专利技术目的，即降低漏电流。专利文献1 日本特开平10-223483号公报专利文献2 日本特开2000-12396号公报专利文献3 日本特开2000-68159号公报(国际公开第99/65043号小册子)专利文献4 日本特开平11-329902号公报(美国专利第6215652号说明书)专利文献5 日本特许第3965300号公报(美国专利第6850406号说明书)
技术实现思路
因此，本专利技术的课题在于提供一种，其使发挥电介 质作用的氧化皮膜的稳定性提高，防止了漏电流增加，改善了收率和可靠性。本专利技术人为了解决上述课题进行了反复深入的研究，结果发现，作为通过电解在 Nb金属表面上形成作为电介质层的化学转化皮膜的条件，使用硝酸金属盐作为化学转化液 的电解质，将此时的化学转化液保持在大于40°C的温度进行化学转化，然后在第一化学转 化结束后进行热处理，再进行第二化学转化，通过上述方式可以解决上述课题，从而完成本 专利技术。S卩，本专利技术提供以下的Nb固体电解电容器的制造方法。, 一种，包含使用铌作为阳极体，对上述阳极体 进行化学转化处理的工序，上述化学转化处理工序包含形成上述阳极体的化学转化皮膜的第一化学转化处 理工序；对第一化学转化处理后的阳极体进行热处理的工序；以及，对热处理后的阳极体 进行再次化学转化的第二化学转化处理工序，第一化学转化处理工序和第二化学转化处理工序是在使用硝酸金属盐作为电解 质的化学转化液中，在40°C 溶剂沸点的温度下进行电解化学转化的工序，上述热处理工序在150 300°C的温度下进行。,如上述所述的，硝酸金属盐的金属元素是 镁、铝、锰、钴、锆、镧或铋。,如上述所述的，硝酸金属盐的金属元素是 ρ O,如上述所述的，硝酸金属盐电解质的浓度 为0.01质量％ 饱和量。,如上述所述的，上述溶剂是水。,如上述所述的，作为第二化学转化处理工 序的化学转化液，使用与第一化学转化处理工序的化学转化液相同的、含有硝酸金属盐的 化学转化液。根据本专利技术，可使作为现在的Nb固体电解电容器的性能的漏电流值降低，热稳定 性得到非常大的改善。此外，还具有静电容量变大的特征。这样的效果是通过提高化学转化处理温度，在Nb表面形成致密且缺陷少的稳定 氧化皮膜，并通过第二化学转化处理使热处理产生的缺陷得以修复，形成结实的电介质皮 膜，从而实现的。具体实施例方式下面将进一步详细地说明本专利技术。本专利技术中使用的阀金属是多孔质烧结型Nb。多孔质烧结型Nb是按照现有方法制 造的。即，在Nb粉末中添加混合用于提高成型性的粘合剂。向该Nb混合粉末中插入阳极 的元件引线(通常是Nb线)，加压成型为预定形状。然后将成型品在高真空中(10_Va以 下)、1000 1400°C的温度下进行加热处理，由此进行烧结，形成Nb多孔质体，然后在真空 中冷却。本专利技术的实施方式中，将Nb多孔质烧结体放在硝酸金属盐的化学转化液中来形 成电介质层(氧化皮膜)。进而使用已知的方法，在前一步骤形成的电介质层上形成紧密附 着的固体电解质层作为阴极。接着在固体电解质层上依次形成碳层、导电层，然后与作为外 部电极的引线框接合，再形成环氧树脂等的外装部，从而制造出Nb固体电解电容器。本专利技术的Nb固体电解电容器的制造方法的特征在于用于形成电介质的化学转化 处理工序。阀金属的化学转化处理工序是使用通常作为电解质的硫酸、硝酸、磷酸、硼酸等无 机酸、或草酸、己二酸等有机酸、它们的碱金属盐、铵盐等的水溶液(电解液)进行的。在这 些电解液中，存在由于电解质的分解、挥发等原因，导致导电率劣化，因而不能禁受长时间 连续使用的电解液。硝酸水溶液虽然是导本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种铌固体电解电容器的制造方法，包含使用铌作为阳极体，对上述阳极体进行化学转化处理的工序，上述化学转化处理工序包含：形成上述阳极体的化学转化皮膜的第一化学转化处理工序；对第一化学转化处理后的阳极体进行热处理的热处理工序；以及，对热处理后的阳极体进行再次化学转化的第二化学转化处理工序，第一化学转化处理工序和第二化学转化处理工序是在使用硝酸金属盐作为电解质的化学转化液中，在４０℃～溶剂沸点的温度下进行电解化学转化的工序，上述热处理工序在１５０～３００℃的温度下进行。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村英则，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP