CN101290834B - 铌固体电解电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够减少由回流工序等的高热处理产生的漏电流,并且能够保持热处理前后的电容的铌固体电解电容器及其制造方法。该铌固体电解电容器的特征在于,包括:阳极(1),其含有由一氧化铌或二氧化铌构成的氧化物和由铌或铌合金构成的金属;形成在阳极(1)的表面的电介质层(2);和形成在电介质层(2)上的阴极(4),其中,电介质层(2)中含有氟。
Description
技术领域
本发明涉及铌固体电解电容器及其制造方法。
背景技术
因为铌与作为现有的固体电解电容器的材料的钽相比,介电常数为约1.8倍大,因此作为下一代的高容量固体电解电容器的材料被人们所关注。
但是,在将固体电解电容器安装于基板的表面时,存在在回流(reflow)工序中暴露在高热下的情况。在铌固体电解电容器中,存在由氧化铌构成的电介质层中的氧的一部分扩散到阳极,电介质层的厚度减少,在电介质层中产生缺陷的情况。其结果产生下述问题:在电介质层中容易产生漏电流,并且由于缺陷产生与阴极的背离,静电电容减少。
作为防止固体电解电容器的安装时在回流工序中的特性劣化的方法,正在研究使阳极烧结体中含有氧化铌的方法(日本专利特开2002-231583号公报和国际公开2004/068517号小册子)。
此外,以减少漏电流为目的,提出有将由铌或铌合金构成的阳极用含有氟离子的水溶液进行阳极氧化后,在含有磷酸离子或硫酸离子的水溶液中再次进行阳极氧化的方法(日本专利特开2005-252224号公报)。
此外,为了在对铌固体电解电容器进行部件安装时的回流工序的前后减小静电电容的变化,提出有对阳极进行氮化处理的方案(日本专利特开平11-329902号公报)。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够减少由回流工序等的高热处理产生的漏电流,并且在热处理前后能够保持电容的铌固体电解电容器及其制造方法。
本发明的铌固体电解电容器的特征在于,包括:阳极,其含有由一氧化铌或二氧化铌构成的氧化物和由铌或铌合金构成的金属;形成在阳极表面的电介质层;和形成在电介质层上的阴极,电介质层中含有氟。
在本发明中,因为电介质层中含有氟,所以能够抑制在电介质层内部产生缺陷,此外,在回流工序等的热处理时,能够抑制电介质层中的一部分氧扩散至阳极侧。此外,在本发明中,阳极由一氧化铌或二氧化铌构成的氧化物和由铌或铌合金构成的金属而形成。一氧化铌或二氧化铌中的氧被供给至作为氧化皮膜的电介质层的缺陷中,由该氧修复缺陷。从而,根据本发明,能够抑制在电介质层中产生缺陷,并且能够由一氧化铌或二氧化铌中的氧修复产生的缺陷。因此,根据本发明,能够显著减少漏电流,能够提高回流工序等的热处理前和热处理后的电容保持率。
此外,在本发明中,电介质层中的氟的浓度分布的最大值优选存在于阳极界面或超过电介质层的厚度方向的一半地存在于阳极侧。通过使氟具有这样的浓度分布,能够进一步减少漏电流,能够提高电容保持率。
此外,在本发明中,优选在电介质层中还含有磷。通过在电介质层中还含有磷,能够进一步抑制电介质层表面的缺陷的产生,能够进一步减少漏电流,能够提高电容保持率。
电介质层中的磷优选偏在阴极侧。此处,本发明的偏在表示的是磷的浓度分布的最大值存在于阴极界面或超过电介质层的厚度方向的一半的阴极侧的状态。特别优选在电介质层的厚度的1/10的阴极侧的区域中存在电介质层中的90%以上的磷。
此外,在本发明中,优选电介质层中进一步含有氮。通过在电介质层中进一步含有氮,能够进一步抑制电介质层表面的缺陷的产生,能够进一步减少漏电流。
在本发明中,构成阳极的铌或铌合金中的一氧化铌和二氧化铌的含有量相对于阳极的总量,优选5~50重量%的范围,更为优选15~45重量%的范围,更加优选25~35重量%的范围。通过采用这样的范围,能够进一步减少漏电流,能够提高电容保持率。
在本发明中,氟的含有量相对于阳极和电介质层的合计量,优选0.002~1重量%的范围,更为优选0.01~0.7重量%的范围,更加优选0.02~0.5重量%的范围。通过采用这样的范围,能够进一步减少漏电流,能够进一步提高电容保持率。
在本发明中,在电介质层含有磷的情况下的磷的含有量优选0.0003~0.15重量%的范围,更为优选0.0015~0.1重量%的范围,更加优选0.003~0.06重量%的范围。通过采用这样的范围,能够进一步减少漏电流,能够进一步提高电容保持率。
在本发明中,在电介质层含有氮的情况下,氮的含有量相对于阳极和电介质层的合计量,优选0.01~3重量%的范围,更为优选0.05~3重量%的范围,更加优选0.1~2重量%的范围。通过采用这样的范围,能够进一步减少漏电流。
在本发明的铌固体电解电容器中,优选使用作为电容和电解电压的积的CV值为每1g为100,000[μF·V/g]以上的铌粉末或铌合金粉末。通过使CV值为这样的范围,能够进一步减少漏电流,能够提高电容保持率。CV值的上限值并无特别限定,但一般为500,000[μF·V/g]以下。
本发明的制造方法是能够制造上述本发明的铌固体电解电容器的制造方法,其特征在于,包括:使含有由一氧化铌或二氧化铌构成的氧化物和由铌或铌合金构成的金属的阳极在含有氟离子的水溶液中进行阳极氧化的工序。
根据本发明的制造方法,能够以简单的工序且高效地制造能够减少漏电流、能够提高回流工序等的热处理前后的电容保持率的铌固体电解电容器。
在本发明中,含有由一氧化铌或二氧化铌构成的氧化物和由铌或铌合金构成的金属的阳极,能够通过在铌粒子或铌合金粒子中混合一氧化铌粒子或二氧化铌粒子,并对其进行烧结而制造。在本发明中,一氧化铌粒子和二氧化铌粒子可以分别单独使用,也可以并用。在并用的情况下,一氧化铌粒子和二氧化铌粒子的合计量优选如上所述,相对阳极的总量为5~50重量%的范围。
此外,铌粒子和铌合金粒子可以分别单独使用,也可以并用。
如上所述,电介质层中的氟能够通过在含有氟离子的水溶液中使其进行阳极氧化而含有。
在电介质层中还含有磷的情况下,在上述阳极氧化后,通过在磷酸水溶液中再次进行阳极氧化,能够使电介质层中含有磷。
在本发明中,作为含有氟离子的水溶液,能够举出氟化铵、氟化钾、氟化钠、氟酸等水溶液。
作为含有氟离子的水溶液的氟离子的浓度,并无特别限定,但是优选0.001~0.010重量%,更为优选0.003~0.007重量%。此外,作为阳极氧化时的含有氟离子的水溶液的温度,优选10~80℃的范围,更为优选20~50℃的范围。
此外,磷酸水溶液的浓度无特别限定,但是优选0.2~5重量%的范围,更为优选0.5~2重量%的范围。此外,再次进行阳极氧化时的温度优选为40~90℃的范围,更为优选60~70℃的范围。
在本发明中,作为使电介质层中含有氮的方法,能够举出在对由一氧化铌或二氧化铌构成的氧化物粒子和由铌或铌合金构成的金属粒子进行氮化处理后进行烧结,形成含有氮的阳极,或者,在对由一氧化铌或二氧化铌构成的氧化物粒子和由铌或铌合金构成的金属粒子进行烧结后,进行氮化处理形成含有氮的阳极,从而使电介质层中含有氮的方法。
氮化处理的温度优选200~1000℃的范围,更为优选250~800℃的范围,更加优选300~600℃的范围。此外,氮化处理的时间优选1分钟~1小时的范围,更为优选10分钟~40分钟的范围,更加优选15分钟~30分钟的范围。
此外,氮化处理时的气氛中的氮含有率优选80~100%,更为优选90~100%,更加优选95~100%。
作为形成阳极的铌合金,能够举出至少含有例如钨、钒、锌、铝、钼、铪和锆等元素中的一种的以铌为主体的铌合金。
在本发明中,在电介质层上,与一般的铌固体电解电容器同样,形成导电性高分子层,在其上形成由碳层和银膏层等构成的阴极。
根据本发明,能够减少由回流工序等的高热处理产生的漏电流,能够提高热处理前后的电容保持率。
根据本发明的制造方法,能够简单且高效地制造上述本发明的铌固体电解电容器。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的固体电解电容器的示意性的截面图。
图2是表示以XPS分析本发明的实施例1的电介质层的组成的结果的图。
图3是表示以XPS分析本发明的实施例2的电介质层的组成的结果的图。
具体实施方式
以下,进一步详细说明本发明的一个实施方式,但本发明并不受以下实施方式任何限定,在不变更其主旨的范围内,能够适当变更加以实施。
图1是表示本发明的一个实施方式的铌固体电解电容器的概要截面图。如图1所示,在铌固体电解电容器10中,在阳极1的表面上依次形成有电介质层2、导电性高分子层3、碳层4a、和银膏层4b。阳极1由多孔质烧结体形成。
由碳层4a和银膏层4b构成阴极4。在银膏层4b上通过导电性粘接剂层5连接有阴极端子6。在阳极1的中心部连接有阳极引线1a,阳极引线1a与阳极端子7连接。以阳极端子7和阴极端子6的端部向外部引出的方式,形成有模制外装树脂8。
阳极1由一氧化铌或二氧化铌构成的氧化物粒子和铌粒子的多孔质烧结体形成,电介质层2形成在该多孔质烧结体的表面,以绝缘性高的氧化铌(Nb2O5)为主要成分。
导电性高分子层3由聚吡咯、聚噻吩等导电性高分子形成。在本实施方式中,使用导电性高分子层3作为电解质层,但本发明并不限定于此,也可以使用由二氧化锰等其他材料形成的物质作为电解质层。
碳层4a通过涂敷碳膏而形成,银膏层4b通过涂敷含有银粒子和有机溶剂等的银膏而形成。
以下说明实施例和比较例。
<实验1>
(实施例1)
步骤1:
首先,将作为电解氧化覆膜形成后的铌烧结体的电容与电解电压的积的CV值为150,000[μF·V/g]的铌粉末与一氧化铌粉末混合。混合比率为,相对阳极的全部质量,一氧化铌粉末的含有量占20重量%。
以下,如无特别说明,各实施例和比较例中的CV值均为150,000[μF·V/g]。此处,本发明的CV值使用根据日本电子机械工业会规格EIAJ RC-2361A测定的值。其中,在本测定中,测定液使用30重量%的硫酸溶液,测定频率为120Hz,偏置电压的叠加省略。
步骤2:
通过对在步骤1制作的铌粉末与一氧化铌粉末的混合物以约1200℃进行烧结,形成由多孔质烧结体构成的阳极1。在阳极1中,为铌粒子和一氧化铌粒子熔接的多孔质烧结体。
使该阳极1在保持60℃的0.1重量%的氟化铵水溶液中以10V的定电压进行10小时的阳极氧化。由此,在阳极1的表面形成电介质层2。
以XPS(X射线光电子分光分析)对由上述方法形成的电介质层2的组成进行分析。
图2是表示以XPS分析电介质层的组成的结果的图。横轴表示溅射时间(分钟),相当于电介质层的深度方向的厚度。即,溅射时间为0分钟是指电介质层的表面、电介质层的阴极侧。而随着溅射时间推移,电介质层的氧浓度减少,作为阳极材料的铌浓度增加的附近,相当于电介质层的阳极侧。左侧的纵轴表示Nb(铌)和O(氧)的存在比(%),右侧的纵轴表示F(氟)的存在比(%)。此处,在电介质层的阳极侧,O浓度减少至20%的点是其与阳极的界面。
如图2所示,在电介质层中存在有O,电介质中的主要成分为Nb和O。
此外,在电介质层中存在F(氟)。如图2所示,电介质层中的F的浓度分布的最大值存在于超过电介质层的厚度方向的一半地存在于阳极侧。此处,电介质层的厚度是指从电介质层表面(溅射时间0分钟)到O浓度为20%的点的厚度。
存在于电介质层中的F的含有量相对于阴极和电介质层的合计量为0.24重量%。其中,F的含有量由XPS的元素的存在比而计算得出。
步骤3:
接着,在电介质层2的表面上通过化学聚合法形成聚吡咯膜。以形成的聚吡咯膜作为阳极,接着通过电解聚合法形成聚吡咯膜作为导电性高分子层3。在导电性高分子层3之上依次涂敷碳膏和银膏,形成碳层4a和银膏层4b,如上所述形成固体电解电容器A1。
(实施例2)
在实施例1的步骤2中使用氟化铵水溶液进行阳极氧化之后,再以40℃在0.1重量%的磷酸水溶液中,再次进行两小时的阳极氧化,形成电介质层。以XPS分析形成的电介质层的组成。
图3是表示以XPS分析电介质层的组成的结果的图。
图3中,横轴是溅射时间(分钟),相当于电介质层的深度方向的厚度。左侧的纵轴表示Nb和O的存在比(%),右侧的纵轴表示F和P的存在比(%)。
如图3所示,在本实施例中,在电介质层的表面附近存在P(磷)。P偏在阴极侧。在将O的浓度的最大值的10%的深度定义为电介质层的厚度的情况下,P以在电介质层的厚度的1/10的范围内存在于整体的90%以上的方式偏在阴极侧。
F的含有量相对于阳极和电介质层的合计量为0.24重量%,P的含有量相对于阳极和电介质层的合计量为0.03重量%。P的含有量由XPS的元素的存在比计算得出。
接着,与实施例1同样,制作固体电解电容器A2。
(比较例1)
在实施例1的步骤2中,使用0.1重量%的硝酸水溶液,代替氟化铵,进行阳极氧化。在此之外与实施例1同样,制作固体电解电容器X。
(比较例2)
在实施例1的步骤1中,不将铌粉末与一氧化铌混合,仅使用铌粉末形成阳极。在此之外与实施例1同样,制作固体电解电容器Y。
(比较例3)
在实施例2中,不混合铌粉末和一氧化铌粉末,仅使用铌粉末形成阳极。在此之外与实施例2同样,制作固体电解电容器Z。
(比较例4)
不在铌粉末中混合一氧化铌粉末,仅使用铌粉末形成阳极,将该阳极在与比较例1同样的0.1重量%的硝酸水溶液中进行阳极氧化。在此之外与实施例1同样,制作固体电解电容器W。
[电容器的评价]
对由上述方法制作的固体电解电容器A1、A2、X、Y、Z和W测定漏电流。漏电流是在将电容器以250℃进行10分钟的热处理之后,施加5V的电压,测定的20秒后的电流。此外,求取在105℃下进行2000小时热处理的前后的静电电容的比率,作为电容保持率。具体而言,通过下式求取电容保持率。
电容保持率(%)=(热处理后的静电电容/热处理前的静电电容)×100
在表1中表示测定结果。其中,漏电流的值表示为以电容器A1的漏电流的值为100时的指数。
表1
漏电流 | 电容保持率(%) | |
固体电解电容器A1 | 100 | 92 |
固体电解电容器A2 | 70 | 95 |
固体电解电容器X | 500 | 82 |
固体电解电容器Y | 200 | 60 |
固体电解电容器Z | 150 | 60 |
固体电解电容器W | 500 | 58 |
由表1所示可知,本发明的电容器A1和A2与比较例的电容器X、Y、Z和W相比,能够显著减少漏电流,能够提高电容保持率。此外,从电容器A1和电容器A2的比较中可知通过使电介质层中还含有磷,能够进一步抑制漏电流,能够提高电容保持率。
由电容器X和电容器W的比较可知,通过使阳极含有一氧化铌或二氧化铌,主要提高电容保持率,而漏电流基本没有减少。此外,由电容器Y、Z和电容器W的比较可知,通过使电介质层中含有氟,主要减少漏电流,而电容保持率基本没有提高。
但是,根据本发明,通过使阳极含有一氧化铌或二氧化铌,并且使电介质层中含有氟,与仅使阳极含有一氧化铌或二氧化铌的情况、仅使电介质层中含有氟的情况相比,大幅的漏电流的减少以及电容保持率的提高得到认可,得到相乘效果。
<实验2>
此处,对阳极中的一氧化铌的含有量对漏电流和电容保持率的影响进行研究。
(实施例3)
除了使铌粉末和一氧化铌粉末的混合物中的一氧化铌粉末的混合比例为5重量%以外,与实施例1同样,制作固体电解电容器A3。
(实施例4)
除了使铌粉末和一氧化铌粉末的混合物中的一氧化铌粉末的混合比例为50重量%以外,与实施例1同样,制作固体电解电容器A4。
[电容器的评价]
对以上述方法制作的固体电解电容器A3和A4,与实施例1同样对漏电流和电容保持率进行评价。在表2中表示评价结果。而且,在表2中一并表示固体电解电容器Y和A1的测定值。其中,漏电流的值是以电容器A1的漏电流的值为100时的指数。
表2
一氧化铌含有量(重量%) | 漏电流 | 电容保持率(%) | |
固体电解电容器Y | 0 | 200 | 60 |
固体电解电容器A3 | 5 | 130 | 90 |
固体电解电容器A1 | 20 | 100 | 95 |
固体电解电容器A4 | 50 | 120 | 90 |
从表2所示的结果可知,通过使一氧化铌的含有率相对阳极的总量为5~50重量%的范围,能够显著改善漏电流和电容保持率。
(实施例5)
除了使铌粉末和一氧化铌粉末的混合物中的一氧化铌粉末的混合比例为5重量%以外,与实施例2同样,制作固体电解电容器A5。
(实施例6)
除了使铌粉末和一氧化铌粉末的混合物中的一氧化铌粉末的混合比例为5重量%以外,与实施例2同样,制作固体电解电容器A6。
[电容器的评价]
对以上述方法制作的固体电解电容器A5和A6,与实施例1同样对漏电流和电容保持率进行评价。在表3中表示评价结果。而且,在表3中一并表示固体电解电容器Z和A2的测定值。其中,漏电流的值是以电容器A1的漏电流的值为100时的指数。
表3
一氧化铌含有量(重量%) | 漏电流 | 电容保持率(%) | |
固体电解电容器Z | 0 | 150 | 60 |
固体电解电容器A5 | 5 | 110 | 92 |
固体电解电容器A2 | 20 | 70 | 98 |
固体电解电容器A6 | 50 | 100 | 92 |
从表3所示的结果可知,通过使一氧化铌的含有率相对阳极的总量为5~50重量%的范围,能够显著改善漏电流和电容保持率。
<实验3>
此处,对作为形成电解氧化皮膜后的铌烧结体的电容与电解电压的积的CV值对漏电流和电容保持率的影响进行研究。
(实施例7)
将CV值为100,000[μF·V/g]的铌粉末与一氧化铌粉末按照一氧化铌粉末的含有量为20重量%的方式混合。
通过以大约1200℃对该混合粉末进行烧结,形成由多孔质烧结体构成的阳极,通过使该阳极在保持为60℃的0.1重量%的氟化铵水溶液中以6.7V的定电压氧化10小时,形成电介质层。在此之外与实施例1同样,制作固体电解电容器A7。
(实施例8)
将CV值为80,000[μF·V/g]的铌粉末与一氧化铌粉末按照一氧化铌粉末的含有量为20重量%的方式混合。
通过以大约1200℃对该混合粉末进行烧结,形成由多孔质烧结体构成的阳极,通过使该阳极在保持为60℃的0.1重量%的氟化铵水溶液中以5.3V的定电压氧化10小时,形成电介质层。在此之外与实施例1同样,制作固体电解电容器A8。
[电容器的评价]
与实施例1同样地测定由上述方法制作的固体电解电容器的漏电流和电容保持率。在表4中表示测定结果。其中,漏电流的值是以电容器A1的值为100时的指数。在表4中也一并表示电容器A1的值。
表4
CV值(μF·V·g-1) | 漏电流 | 电容保持率(%) | |
固体电解电容器A8 | 80,000 | 200 | 80 |
固体电解电容器A7 | 100,000 | 120 | 92 |
固体电解电容器A1 | 150,000 | 100 | 95 |
从表4所示的结果可知,通过使CV值为100,000[μF·V/g]以上,能够显著减少漏电流,能够提高电容保持率。
(实施例9)
将CV值为100,000[μF·V/g]的铌粉末与一氧化铌粉末按照一氧化铌粉末的含有量为20重量%的方式混合。
通过以大约1200℃对该混合粉末进行烧结,形成由多孔质烧结体构成的阳极,通过使该阳极在保持为60℃的0.1重量%的氟化铵水溶液中以6.7V的定电压氧化10小时,再在保持为40℃的0.1重量%的磷酸水溶液中再次进行2小时的阳极氧化,形成电介质层。在此之外与实施例2同样,制作固体电解电容器A9。
(实施例10)
将CV值为80,000[μF·V/g]的铌粉末与一氧化铌粉末按照一氧化铌粉末的含有量为20重量%的方式混合。
通过以大约1200℃对该混合粉末进行烧结,形成由多孔质烧结体构成的阳极,通过使该阳极在保持为60℃的0.1重量%的氟化铵水溶液中以5.3V的定电压氧化10小时,再在保持为40℃的0.1重量%的磷酸水溶液中再次进行2小时的阳极氧化,形成电介质层。在此之外与实施例2同样,制作固体电解电容器A10。
[电容器的评价]
与实施例1同样地测定由上述方法制作的固体电解电容器的漏电流和电容保持率。在表5中表示测定结果。其中,漏电流的值是以电容器A2的值为100时的指数。在表5中也一并表示电容器A2的值。
表5
CV值(μF·V·g-1) | 漏电流 | 电容保持率(%) | |
固体电解电容器A10 | 80,000 | 150 | 80 |
固体电解电容器A9 | 100,000 | 100 | 90 |
固体电解电容器A2 | 150,000 | 70 | 98 |
从表5所示的结果可知,通过使CV值为100,000[μF·V/g]以上,能够显著减少漏电流,能够提高电容保持率。
<实验4>
此处,对电介质层中的氮的含有量对漏电流和电容保持率的影响进行研究。
(实施例11)
混合铌粉末和一氧化铌粉末,得到一氧化铌粉末的含有量为20重量%的混合粉末。以40℃对该混合粉末进行10秒氮化处理。氮化处理的气氛是氮100%。利用JIS G1228规定的热传导率法,对氮化处理后的铌混合粉末分析其氮含有量,结果是氮的含有量为0.01重量%。
除了使用该氮化处理粉末制作阳极以外,与实施例1同样,制作固体电解电容器A11。
(实施例12)
除了使氮化处理的时间为20分钟,使混合粉末的氮的含有量为1重量%以外,与实施例11同样,制作固体电解电容器A12。
(实施例13)
除了使氮化处理的时间为60分钟,使混合粉末的氮的含有量为3重量%以外,与实施例11同样,制作固体电解电容器A13。
[电容器的评价]
与实施例1同样地测定由上述方法制作的固体电解电容器的漏电流和电容保持率。
在表6中表示测定结果。其中,漏电流的值是以电容器A1的值为100时的指数。表6中也一并表示电容器A1的值。
表6
氮含有量(重量%) | 漏电流 | 电容保持率(%) | |
固体电解电容器A1 | 0.00 | 100 | 95 |
固体电解电容器A11 | 0.01 | 80 | 95 |
固体电解电容器A12 | 1.00 | 70 | 95 |
固体电解电容器A13 | 3.00 | 50 | 95 |
从表6所示的结果可知,通过使氮的含有量相对于阳极和电介质层的合计量为0.01~3重量%的范围,能够显著减少漏电流,能够提高电容保持率。
(实施例14)
混合铌粉末和一氧化铌粉末,得到一氧化铌粉末的含有量为20重量%的混合粉末。以40℃对该混合粉末进行10秒氮化处理。氮化处理的气氛是氮100%。利用JIS G1228规定的热传导率法,对氮化处理后的铌混合粉末分析其氮含有量,结果是氮的含有量为0.01重量%。
除了使用该氮化处理粉末制作阳极以外,与实施例2同样,制作固体电解电容器A14。
(实施例15)
除了使氮化处理的时间为20分钟,使混合粉末的氮的含有量为1重量%以外,与实施例14同样,制作固体电解电容器A15。
(实施例16)
除了使氮化处理的时间为60分钟,使混合粉末的氮的含有量为3重量%以外,与实施例14同样,制作固体电解电容器A16。
[电容器的评价]
与实施例1同样地测定由上述方法制作的固体电解电容器的漏电流和电容保持率。
在表7中表示测定结果。其中,漏电流的值是以电容器A1的值为100时的指数。表7中也一并表示电容器A2的值。
表7
氮含有量(重量%) | 漏电流 | 电容保持率(%) | |
固体电解电容器A2 | 0.00 | 70 | 95 |
固体电解电容器A14 | 0.01 | 50 | 95 |
固体电解电容器A15 | 1.00 | 40 | 95 |
固体电解电容器A16 | 3.00 | 30 | 95 |
从表7所示的结果可知,通过使氮的含有率相对阳极和电介质层的合计量为0.01~3重量%的范围,能够显著减少漏电流,能够提高电容保持率。
在上述各实施例中,使用一氧化铌粉末作为混合在铌或铌合金粉末中的氧化铌粉末,但也可以使用二氧化铌粉末代替一氮化铌粉末,能够得到与上述同样的效果。
Claims (10)
1.一种铌固体电解电容器,其特征在于,包括:
阳极,其由含有由一氧化铌或二氧化铌构成的氧化物粒子和由铌或铌合金构成的金属粒子的多孔质烧结体形成;
形成在所述氧化物粒子和所述金属粒子的所述多孔质烧结体的表面的电介质层;和
形成在所述电介质层上的阴极,
在所述电介质层中含有氟,
一氧化铌和二氧化铌的含有量相对于所述阳极的总量为5~50重量%的范围。
2.如权利要求1所述的铌固体电解电容器,其特征在于:
所述电介质层中的氟的浓度分布的最大值存在于阳极界面或者超过电介质层的厚度方向的一半地存在于阳极侧。
3.如权利要求1或2所述的铌固体电解电容器,其特征在于:
所述电介质层中还含有磷。
4.如权利要求3所述的铌固体电解电容器,其特征在于:
所述电介质层中的磷偏在所述阴极侧。
5.如权利要求1或2所述的铌固体电解电容器,其特征在于:
所述电介质层中还含有氮。
6.如权利要求5所述的铌固体电解电容器,其特征在于:
所述氮的含有量相对于所述阳极和所述电介质层的合计量为0.01~3重量%的范围。
7.如权利要求1或2所述的铌固体电解电容器,其特征在于:
使用作为电容和电解电压的积的CV值为100,000μF·V/g以上的铌粉末或铌合金粉末。
8.一种铌固体电解电容器的制造方法,其制造权利要求1所述的铌固体电解电容器,其特征在于,包括:
使含有由一氧化铌或二氧化铌构成的氧化物和由铌或铌合金构成的金属的阳极在含有氟离子的水溶液中进行阳极氧化的工序。
9.一种铌固体电解电容器的制造方法,其制造权利要求3所述的铌固体电解电容器,其特征在于,包括:
使含有由一氧化铌或二氧化铌构成的氧化物和由铌或铌合金构成的金属的阳极在含有氟离子的水溶液中进行阳极氧化后,再在磷酸水溶液中再次进行阳极氧化的工序。
10.如权利要求8或9所述的铌固体电解电容器的制造方法,其制造权利要求5所述的铌固体电解电容器,其特征在于,包括:
在对由一氧化铌或二氧化铌构成的氧化物粒子和由铌或铌合金构成的金属粒子进行氮化处理之后进行烧结,形成含有氮的所述阳极的工序;或者,在对由一氧化铌或二氧化铌构成的氧化物粒子和由铌或铌合金构成的金属粒子进行烧结之后,进行氮化处理形成含有氮的所述阳极的工序。
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