CN104380406A - 电容器元件 - Google Patents
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Abstract
在含有0.05～12质量％由含氧化合物形成的氧化剂的、液温62℃以下的水溶液中，使钨粉的烧结体表面层化学转化为介质，在低于水的沸点的温度下去除附着于细孔内表面等的全部或大部分水，接着使其在水的沸点以上的温度下干燥，通过包含以上步骤的制造方法，得到至少具有由以钨为主要成分的烧结体形成的阳极体、具有对阳极体表面进行化学转化而成的平滑表面的介质层、和在介质层上层叠而成的半导电体层的、高频区的容量高且泄漏电流少的电容器元件。
Description
技术领域
本发明涉及电容器元件。更详细而言，本发明涉及高频区的容量高且泄漏电流少的、使用钨制阳极体的电容器元件。
背景技术
作为电容器元件，已知有通过将由钽粉末的烧结体、铌粉末的烧结体形成的阳极体在磷酸等电解质水溶液中进行电解氧化，使该烧结体表面层化学转化为由金属氧化物形成的介质而获得的元件。另外，还提出了各种钽制电容器元件的改良技术(专利文献2)。
而且，已知有钨作为阀作用金属的一种。在与由金属钽粉末的烧结体、铌粉末的烧结体形成的阳极体中的电解氧化条件相同的条件下对由钨粉的烧结体形成的阳极体进行电解氧化时，介质层的形成过程中，钨氧化物结晶化，生成如图2所示的具有平面的块13。该介质层未形成具有适当厚度的、充分细致的覆膜，在电压施加时会有电流可能发生流失的多种缺陷。因此，现有的钨制电容器的泄漏电流多。另外，如图2所示，细孔12狭窄且难以在细孔内至深处为止均匀地形成半导电体层，因此会有容量变小的情况。结果，获得的钨制电容器在高频区的容量相对于低频区的容量非常低。另外，为了减少泄漏电流，提出了使用钨与其它金属的合金(专利文献1)，但减少泄漏电流的效果微弱。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2004-349658号公报
专利文献2:日本特开2000-12396号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供高频区的容量下降少的、使用了钨制阳极体的电容器元件。
用于解决问题的方案
本发明人等为了实现上述目的进行了深入研究。其结果，完成了包含以下实施方式的技术方案。
〔1〕一种电容器元件，其至少具有：由钨烧结体形成的阳极体、对阳极体表面进行化学转化而成的具有平滑表面的介质层、和在介质层上层叠而成的半导电体层。
〔2〕一种电容器元件，其至少具有：由钨烧结体形成的阳极体、对阳极体表面层进行化学转化而成的介质层、和在介质层上层叠而成的半导电体层，且10kHz容量相对于120Hz容量的比率为55％以上。
〔3〕一种〔1〕或〔2〕所述的电容器元件的制造方法，其包括：在含有0.05～12质量％由含氧化合物形成的氧化剂的、液温62℃以下的水溶液中，使钨粉的烧结体表面化学转化为介质层。
〔4〕根据〔3〕所述的制造方法，其中，氧化剂为选自由锰(VII)化合物、铬(VI)化合物、含卤酸化合物、过硫酸化合物及有机过氧化物组成的组中的至少一种。
〔5〕根据〔3〕或〔4〕所述的制造方法，其中，还包括在进行化学转化后，在低于水的沸点的温度下去除附着于表面的水，接着在水的沸点以上的温度下使其干燥。
〔6〕根据〔3〕或〔4〕所述的制造方法，其中，还包括在进行化学转化后，在低于水的沸点的温度下去除浸入烧结体的细孔内的水，接着在水的沸点以上的温度下使其干燥。
〔7〕根据〔5〕或〔6〕所述的制造方法，其中，水的去除通过使其接触与水具有混溶性(miscibility)的溶剂来进行。
〔8〕根据〔7〕所述的制造方法，其中，与水具有混溶性的溶剂为选自醋酸、丙酮、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二噁烷、丙醇、乙醇、甲醇及四氢呋喃的至少一种。
〔9〕根据〔5〕～〔8〕中的任一项所述的制造方法，其中，干燥首先在105℃以上且低于160℃的温度下进行，接着在160℃以上且230℃以下的温度下进行。
〔10〕一种固体电解电容器，其具有〔1〕或〔2〕所述的电容器元件。
发明的效果
根据本发明所述的制造方法，能够制造具有表面平滑的由钨氧化物形成的介质层的固体电解电容器元件。本发明所述的电容器元件或电容器在高频区的容量高，且泄漏电流少。
起到这种效果的原因还不确定，但本发明中，可能是由于由钨氧化物形成的介质层的表面平滑，因此半导电体层的原料即导电性高分子单体能够浸入至阳极体的细孔内深处并用均质的导电性高分子掩埋，作为其结果，能够实现高频区的高容量及较少的泄漏电流。
将金属钽粉、铌粉或铝粉的烧结体在含有氧化剂的化学转化液中进行化学转化处理(专利文献2)与在含有磷酸等电解质的化学转化液中进行化学转化处理的情况相比，也不会产生高频区的容量高之类的现象，因此本发明中的效果是只有使用钨时才能产生的特异效果。
附图说明
图1是显示实施例19中获得的表面具有介质层的烧结体的断裂面的扫描型电子显微镜照片的图。
图2是显示现有方法中获得的表面具有介质层的烧结体的表面的扫描型电子显微镜照片的图。
图3是显示比较例7中获得的表面具有介质层的烧结体的断裂面的扫描型电子显微镜照片的图。
具体实施方式
本发明的一个实施方式所述的电容器元件至少具有由钨烧结体形成的阳极体、对阳极体表面进行化学转化而成的介质层、和在介质层上层叠而成的半导电体层。
优选方式的阳极体是含有具有一个粒状物与另一个粒状物相互贯通并连接成串珠状的形状的物质而成的。该粒状物主要由后述的钨粉形成。通过粒状物相互贯通并连接，可以确保粒状物之间的导电性。连接成串珠状的粒状物之间存在细孔。
阳极体优选为钨粉的烧结体。本发明中使用的钨粉可以为钨金属单体的粉末，也可以为钨合金的粉末。对于阳极体中使用过的钨没有特别限制，可以为市售品。固体钨金属以粉、块、棒等形态市售。另外，阳极体中使用的钨还可以如下所述地制造。例如，能够通过将三氧化钨粉末在氢气气流中破碎而得到调整为期望粒径的钨粉。另外，能够通过使用氢气、钠等还原剂将钨酸、卤化钨还原而得到调整为期望粒径的钨粉。进而，能够由含钨的矿物经过公知的工序而得到钨粉。本发明中使用的钨的氧含量优选为0.05～8质量％，更优选为0.08～1质量％。作为钨合金，可列举出钨与钽、铌、铝、钛、钒、锌、钼、铪、锆、铋等金属的合金。
钨可以为其表面的至少一部分发生了硅化、硼化和/或碳化的钨，或者也可以为含有其中至少一种的混合物。另外，钨和该混合物还可以在其表面的至少一部分含有氮。
硅化了的钨可以通过例如在钨粉中混合硅粉并将其在减压下加热而使其反应来得到。根据该方法，在从钨颗粒表面起通常50nm以内的表层中局部存在地形成有W5Si3等硅化钨。
含氮的钨可以例如通过将钨粉在减压下放置于350～1500℃并通入数分钟至数小时的氮气来得到。含氮的处理可以在将钨粉进行硅化时的高温处理时进行，也可以先进行该处理后再进行硅化。
碳化了的钨可以通过例如将钨粉在碳电极炉中、在减压下于300～1500℃放置数分钟至数小时来得到。在碳电极炉中按照规定条件通入氮气时，与碳化同时引起氮的吸收，可以得到表面的一部分含氮且发生了碳化的钨粉。
硼化了的钨可以通过例如将钨粉与硼单体、具有硼元素的化合物等硼源混合并将其在减压下加热而使其反应来得到。
含磷的钨可以通过例如将钨粉与磷单体、具有磷元素的化合物等磷源混合并将其在减压下加热而使其反应来得到。
钨粉的平均一次粒径优选为0.1～1μm，更优选为0.1～0.7μm，进一步优选为0.1～0.3μm。钨粉可以为造粒粉。造粒粉可以将未造粒的钨粉进行烧结·粉碎等来制造。另外，造粒粉也可以将暂时制造的造粒粉再次进行烧结·粉碎等来制造。造粒粉的50％粒径优选为20～170μm，更优选为26～140μm。
阳极体还可以在不对电容器特性产生不良影响的范围内含有除钨之外的金属。作为其他金属，例如可列举出：钽、铌、铝、钛、钒、锌、钼、铪、锆等阀作用金属。阳极体中包含的除钨之外的金属的量为20质量％以下，更优选为10质量％以下。
将由钨粉和根据需要的其他金属粉末形成的原料粉末压实来得到成形体，并将其在炉中煅烧，由此可以得到烧结体。为了易于加压成形，也可以在原料粉末中混合粘结剂。为了达到期望的成形密度等，可以适宜设定粉量、成形装置等各条件。在将原料粉末压实时，为了形成阳极体的端子，有在成形体中埋设并安装阳极导线的方法。作为阳极导线，可以使用钨、钽、铌等金属线等。另外，还有从烧结体后面熔接并连接阳极导线的方法。还可以在烧结体上安装或连接金属板、金属箔代替金属线。
煅烧时的温度优选为1300～1700℃，更优选为1400～1600℃。煅烧时间优选为10～50分钟，更优选为15～30分钟。煅烧为高温度或长时间时，原料粉末相互之间的空间(细孔)变小，容易得到孔容小的致密的烧结体。煅烧为过低的温度或过短的时间时，强度不充分，根据情况烧结体有时还会发生崩坏。对于煅烧时的气氛没有特别限制，优选设为减压。需要说明的是，也可以在煅烧时进行前述硅化、硼化或炭化、和/或使其含氮或磷的处理。
介质层可以通过对阳极体进行化学转化来得到。化学转化处理按照如下所述的条件来进行。
化学转化处理中使用含氧化剂的水溶液作为化学转化液。本发明中使用的氧化剂为本身容易被还原的含氧化合物。作为优选的氧化剂，可列举出选自由锰(VII)化合物、铬(VI)化合物、含卤酸化合物、过硫酸化合物和有机过氧化物组成的组中的至少一种。具体而言，可列举出：高锰酸盐等锰(VII)化合物；三氧化铬、铬酸盐、二铬酸盐等铬(VI)化合物；高氯酸、亚氯酸、次氯酸及它们的盐等含卤酸化合物；过氧乙酸、过苯甲酸及它们的盐、衍生物等有机酸过氧化物；过硫酸及其盐等过硫酸化合物。在这些中，从处理容易性、作为氧化剂的稳定性及水易溶性、以及容量上升性的观点出发，优选过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸氢钾等过硫酸化合物。这些氧化剂可以单独使用一种或者组合使用两种以上。
化学转化液中包含的氧化剂的量优选为0.05～12质量％，更优选为0.05～7质量％，进一步优选为1～5质量％。氧化剂的含量过少时，有时效果低；氧化剂的含量过多时，有时出现容量不变高的元件，另外，化学转化处理后用于洗涤化学转化液所花费的时间变长。化学转化液的温度为62℃以下，优选为0～60℃，更优选为45～60℃。化学转化液中，在不损害本发明效果的范围内，还可以包含公知的电解质。作为电解质，可列举出：硝酸、硫酸、硼酸、草酸、己二酸、磷酸等酸；或者这些酸的碱金属盐、铵盐等。化学转化液中含有的电解质的量过多时，有时介质层的表面会产生突起、凸条而损害介质层的平滑性。
使用含有氧化剂的化学转化液的化学转化处理也可以重复进行多次。另外，在使用含有氧化剂的化学转化液的化学转化处理之前或之后，还可以根据需要进行使用含有电解质的化学转化液的化学转化处理。但是，对于将使用含有氧化剂的化学转化液的化学转化处理和使用含有电解质的化学转化液的化学转化处理组合使用的方法，由于会有化学转化液混合而使各自的化学转化液劣化的担心，因此为了防止该情况，会有化学转化处理后的水洗涤所需要的时间变长的担心。
接着，在该化学转化液中浸渍前述烧结体并施加电压。电压施加在烧结体(阳极)与对电极(阴极)之间。对烧结体的通电可以通过阳极引线来进行。
电压施加优选的是，以规定的初始电流密度开始，维持该电流密度值，从达到规定的电压(化学转化电压)时开始维持该电压值。化学转化电压可以根据所需要的耐电压来适宜设定。
电压施加时间可以根据烧结体的大小、初始电流密度来适宜设定，优选为3～11小时，更优选为5～10小时，进一步优选为5～7小时。
通过该化学转化处理，烧结体表面的钨被氧化，生成含有钨氧化物的介质层。
介质层可以通过调节化学转化电压而形成为适当的厚度。介质层的厚度例如在10V化学转化的条件下，优选为20～70nm，更优选为25～55nm。
化学转化处理后，将烧结体用纯水洗涤。通过该洗涤而尽可能地去除化学转化液。优选的是，在水洗涤后，在去除时的压力下的低于水的沸点的温度下，去除附着于表面的水或浸入烧结体的细孔内的水。水的去除可以通过例如使其接触与水具有混溶性的溶剂来进行。
作为与水具有混溶性的溶剂，可优选列举出：选自由醋酸、丙酮、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二噁烷、丙醇、乙醇、甲醇及四氢呋喃组成的组中的至少一个。若在后述的水的沸点以上的温度下使其干燥前预先进行水的去除，则可以抑制介质层的劣化，易于保持高频区的容量。
去除水之后，优选进行高温干燥处理。干燥在干燥时的压力下的水的沸点以上的温度、优选160℃以上下进行。干燥时的温度的上限优选为250℃。更优选的干燥首先在105℃以上且低于160℃的温度下进行，接着在160℃以上且230℃以下的温度下进行。在这样的温度下进行干燥时，低频区与高频区的容量上升10～15％左右。需要说明的是，干燥时的温度过低时，有时不会产生使高频区的容量上升的效果，有时元件间会产生容量的偏差。干燥时的温度过高时，有时泄漏电流增加、或者介电损耗角正切变高。
干燥的时间只要在能够维持介质层稳定性的范围内就没有任何限制，优选为10分钟～2小时，更优选为20分钟～60分钟。干燥之后，还可以再次进行化学转化处理。再次化学转化处理可以按照与第1次的化学转化处理相同的条件来进行。再次化学转化处理后，与上述同样进行纯水洗涤、去除水及干燥。
按照如上所述的方法进行化学转化处理时，阳极体的表面层被氧化并化学转化为介质。本发明的一个实施方式所述的电容器元件的介质层的表面7是平滑的。此处，“平滑”是指在扫描型电子显微镜下，扩大至10万倍的介质层的表面未观察到尖锐的突起、凸条或裂纹。介质层的表面平滑时，变得易于在阳极体细孔内至深处为止均质地形成后述的半导电体层。另外，本发明的一个实施方式所述的电容器的10kHz容量相对于120Hz容量的比率优选为55％以上，更优选为70％以上，进一步优选为75％以上。使用了现有的钨制阳极体的电容器元件在高频区的容量非常小(参照比较例)，因此本发明所述的电容器元件所具有的10kHz容量相对于120Hz容量的比率是根据钨制电容器的现有技术所不能预测的值。
在按照如上所述的方法获得的构件上形成阴极。阴极可以没有限制地使用现有固体电解电容器中所应用的阴极。作为阴极，例如可列举出无机或有机的半导电体层。作为无机半导电体层可列举出二氧化锰层等。作为有机半导电体层，可列举出聚吡咯或其衍生物形成的层、聚噻吩或其衍生物(例如，3,4-亚乙基二氧噻吩的聚合物)形成的层、聚苯胺或其衍生物形成的层等导电性高分子层等。进而也可以在前述有机或无机的半导电体层上形成碳糊剂层、银糊剂层、或金属镀层等导电体层。
上述阴极与阴极引线电连接，该阴极引线的一部分露出至电解电容器的外壳的外部，成为阴极外部端子。另一方面，阳极体通过阳极引线与阳极引线电连接，该阳极引线的一部分露出至电解电容器的外壳的外部，成为阳极外部端子。阴极引线及阳极引线的安装可以使用通常的引线框。接着，通过利用树脂等的封装来形成外壳，从而可以获得电解电容器。这样制成的电解电容器可以根据需要进行熟化处理。本发明所述的电容器可以安装到各种电气电路或电子电路中来使用。
实施例
以下示出实施例来更具体说明本发明。需要说明的是，这些只是用于说明的简单例示，本发明不受这些实施例的任何限制。
实施例1
〔烧结体的制作〕
在50％粒径(D50)0.56μm的钨粉中混合0.5质量％的50％粒径(D50)1μm的硅粉，其后，在真空下、1450℃下放置30分钟。恢复至室温，将块状物用锤式粉碎机破碎，从而制造50％粒径(D50)110μm(粒度分布范围26～146μm)的造粒粉。硅的一部分与钨发生反应，钨表层存在硅化钨的合金。
用该造粒粉制作成形体。成形时安装0.29mmφ的钨线(引线)。将成形体放入真空煅烧炉，在1500℃下煅烧20分钟，制作1万个1.0mm×1.5mm×4.5mm的烧结体(在1.0mm×1.5mm面安装引线)。除了引线之外的质量为61mg。
〔介质层的形成〕
i)化学转化处理
准备0.05质量％过氧乙酸水溶液作为化学转化液。将化学转化液加入不锈钢制容器中。将烧结体的引线插入在WO2010/107011的实施例1所记载的夹具的连接插座部分。将烧结体在化学转化液中浸渍至规定位置。分别将引线与电源的阳极、容器与电源的阴极电连接，在化学转化液的液温10±3℃、初始电流密度2mA/个下开始施加电压，维持该电流密度值，从达到10V时开始以电压10V维持6小时。
ii)水洗涤-水除去-干燥
接着，用纯水洗涤来去除烧结体细孔中的化学转化液。其后，浸渍于乙醇并搅拌，由此去除附着于表面(也包括细孔内的表面。)的大部分的水。从乙醇中提起，在105℃下干燥10分钟，进而在165℃下干燥30分钟。烧结体表面层化学转化为带有蓝色的黑色介质。
用Nihon Denshi.Co.Ltd.制造的扫描型电子显微镜JSM-7500FA观察介质层。阳极体具有一个粒状物与另一个粒状物相互贯通并连接成串珠状的形状，粒状物之间有空间(细孔)，其表面形成具有适当厚度的充分致密的介质层。介质层的厚度大概在30～50nm的范围内。介质层的表面没有尖锐的突起、凸条或裂纹，是平滑的。
〔半导电体层的层叠〕
i)浸渍工序
将形成有介质层的烧结体浸渍在10质量％的亚乙基二氧噻吩(Ethylenedioxythiophene，以下简称为EDTH。)乙醇溶液中，然后提起并在室温下干燥。接着，将烧结体浸渍在10质量％的甲苯磺酸铁水溶液中，然后提起并在60℃下使其反应10分钟。将这一系列操作重复3次，从而得到处理体。
ii)电解聚合工序
将处理体浸渍在20质量％EDTH乙醇溶液中。自该乙醇溶液中提起。然后，在贮存于不锈钢(SUS303)制容器的液温20℃的聚合液中浸渍至规定位置，在70μA下进行55分钟电解聚合。需要说明的是，聚合液为在包含水70质量份和乙二醇30质量份的溶剂中溶解EDTH0.4质量％及蒽醌磺酸0.6质量％而成的溶液。电解聚合后，自聚合液中提起，进行使用纯水的洗涤和使用乙醇的洗涤，接着使其干燥。在介质层的表面上层叠由导电性高分子形成的半导电体层。
iii)后化学转化工序
准备0.05质量％过氧乙酸水溶液作为化学转化液。将形成有半导电体层的处理体浸渍在化学转化液中。在化学转化液的液温20℃、初始电流密度0.5mA/个的条件下开始施加电压，维持该电流密度值，从达到6.5V时开始维持电压6.5V，进行15分钟电压施加。自化学转化液中提起，进行使用纯水的洗涤和使用乙醇的洗涤，接着使其干燥。
其后，进而重复进行6次(总计7次)上述浸渍工序-电解聚合工序-后化学转化工序。
〔导电体层的层叠〕
在形成有半导电体层的处理体的规定部分涂布碳糊剂并使其干燥，从而形成碳糊剂层。在碳糊剂层上涂布银糊剂并使其干燥，从而形成银糊剂层。如此制作128个固体电解电容器元件。
从其中任意挑选100个，测定该100个固体电解电容器元件的120Hz容量、10kHz容量及泄漏电流，计算它们的平均值。将其结果示于表1及表2。
(容量)
使布线于LCR测试仪的导线与电容器元件的导电体层和安装于电容器元件的引线接触。用Agilent Technologies制造的LCR测试仪测定偏压2.5V下的120Hz和10kHz下的容量。
(泄漏电流)
在室温下对电容器元件施加2.5V的电压。在从施加电压开始经过30秒时，测定从电源的正端子起经过电容器元件的引线、电容器元件的导电体层、以及电源的负端子的回路的电流值(泄漏电流)。
(50％粒径)
使用MICRO TRACK CO.,LTD制造的HRA 9320-X100，用激光衍射散射法测定粒度分布，求出体积基准累积粒度分布中的50％粒径(D50)。
实施例2～8、比较例1
将化学转化处理及后化学转化处理中使用的化学转化液变为表1所示配方的水溶液，除此之外，按照与实施例1相同的方法得到固体电解电容器元件。实施例2～8中制成的介质层的表面没有尖锐的突起、凸条或裂纹，是平滑的。比较例1中制成的介质层的表面具有如图3那样的褶皱状突起。测定它们的120Hz容量、10kHz容量及泄漏电流，计算它们的平均值。将其结果示于表1。
实施例9～16、比较例2
将化学转化处理及后化学转化处理中使用的化学转化液变为表1所示配方的过硫酸铵水溶液，将化学转化液的液温变为55±2℃，将10V恒定电压的维持时间变为5小时，并且将自乙醇中提起后的干燥在105℃下进行5分钟、进而在190℃下进行20分钟，除此之外，按照与实施例1相同的方法得到固体电解电容器元件。实施例9～16中制成的介质层的表面没有尖锐的突起、凸条或裂纹，是平滑的。
比较例2中制成的介质层的表面具有如图3那样的褶皱状突起。测定它们的120Hz容量、10kHz容量及泄漏电流，计算它们的平均值。将其结果示于表1。
实施例17～24、比较例3
将化学转化处理及后化学转化处理中使用的化学转化液变为表1所示配方的水溶液，将化学转化液的液温变为23±2℃，将10V恒定电压的维持时间变为5小时，并且自乙醇中提起后的干燥在105℃下进行15分钟、进而在225℃下进行15分钟，除此之外，按照与实施例1相同的方法得到固体电解电容器元件。实施例17～24中制成的介质层的表面没有尖锐的突起、凸条或裂纹，是平滑的。
比较例3中制成的介质层的表面具有如图3那样的褶皱状突起。测定它们的120Hz容量、10kHz容量及泄漏电流，计算它们的平均值。将其结果示于表1。
[表1]
表1
比较例4～22
将化学转化处理及后化学转化处理中使用的化学转化液变为表2所示配方的水溶液，将化学转化液的液温变为23±2℃，将10V恒定电压的维持时间变为5小时，并且自乙醇中提起后的干燥在105℃下进行15分钟、进而在225℃下进行15分钟，除此之外，按照与实施例1相同的方法得到固体电解电容器元件。
比较例4～12及22中制成的介质层的表面具有如图3那样的褶皱状突起。比较例13～21中制成的介质层的表面具有如图2那样的裂纹、凹凸。测定它们的120Hz容量、10kHz容量及泄漏电流，计算它们的平均值。将其结果示于表2。
实施例25～26、比较例23～24
将后化学转化处理中使用的化学转化液变为表2所示配方的水溶液，除此之外，按照与实施例11～12及比较例6～7相同的方法得到固体电解电容器元件。实施例25～26中制成的介质层的表面没有尖锐的突起、凸条或裂纹，是平滑的。测定它们的120Hz容量、10kHz容量及泄漏电流，计算它们的平均值。将其结果示于表2。
比较例23～24中制成的介质层的表面具有如图3那样的褶皱状突起。测定它们的120Hz容量、10kHz容量及泄漏电流，计算它们的平均值。将其结果示于表2。
实施例27、比较例25
将后化学转化处理时的化学转化液的温度设为45℃，除此之外，按照与实施例10及比较例14相同的方法得到固体电解电容器元件。实施例27中制成的介质层的表面没有尖锐的突起、凸条或裂纹，是平滑的。
比较例25中制成的介质层的表面具有如图2那样的裂纹、凹凸。测定它们的120Hz容量、10kHz容量及泄漏电流，计算它们的平均值。将其结果示于表2。
实施例28、比较例26
在制作造粒粉时不添加硅，除此之外，按照与实施例20及比较例7相同的方法得到固体电解电容器元件。实施例28中制成的介质层的表面没有尖锐的突起、凸条或裂纹，是平滑的。
比较例26中制成的介质层的表面具有如图3那样的褶皱状突起。测定它们的120Hz容量、10kHz容量及泄漏电流，计算这些的平均值。将其结果示于表2。
实施例29～31
不使用乙醇去除水，在细孔内等残留有水的状态下进行干燥，除此之外，按照与实施例3、实施例11及实施例19相同的方法进行化学转化处理。获得的介质层的大部分为带有蓝色的黑色且具有平滑表面，但以128个中有31～67个的比例发生介质层劣化，外表面颜色变为带有灰色调的黑色。对于具有带有灰色调的介质层的烧结体，在30质量％硫酸水溶液中，将引线作为阳极，将配置于液中的铂黑板作为阴极，在室温、2.5V及30秒的条件下进行泄漏电流的测定，结果泄漏电流超过100μA。
对于具有带有蓝色的介质层的烧结体，在30质量％硫酸水溶液中，将引线作为阳极，将配置于液中的铂黑板作为阴极，在室温、2.5V及30秒的条件下进行泄漏电流的测定，结果泄漏电流为1μA以下。测定它们的120Hz容量、10kHz容量及泄漏电流，计算它们的平均值。将其结果示于表2。
实施例32
去除水后不进行干燥，除此之外，按照与实施例1相同的方法得到固体电解电容器元件。实施例32中制成的介质层的表面没有尖锐的突起、凸条或裂纹，是平滑的。测定120Hz容量、10kHz容量及泄漏电流。固体电解电容器元件100个中的18个的120Hz容量缩小10％左右且10kHz容量降低15％左右。计算剩余的82个固体电解电容器元件的容量及泄漏电流的平均值。将其结果示于表2。
实施例33
将水除去后的干燥温度变为260℃，除此之外，按照与实施例1相同的方法得到固体电解电容器元件。实施例33中制成的介质层的表面没有尖锐的突起、凸条或裂纹，是平滑的。测定120Hz容量、10kHz容量及泄漏电流。固体电解电容器元件100个中的25个为泄漏电流较多且120Hz容量超过1mF的异常元件。计算剩余75个固体电解电容器元件的容量及泄漏电流的平均值。将其结果示于表2。
比较例27
将化学转化处理时的化学转化液的温度变为65±2℃，除此之外，按照与实施例10相同的方法进行化学转化处理，但电压未达到10V。比较例27中制成的介质层的表面具有如图2那样的裂纹、凹凸。
比较例28
比较例5中将后化学转化的电解质设为过硫酸铵，除此之外，与比较例8同样操作，制作固体电解电容器元件。比较例28中制成的介质层的表面具有如图3那样的褶皱状突起。计算该固体电解电容器元件的容量及泄漏电流的平均值。将其结果示于表2。
[表2]
表2
如表1及表2所示，按照本发明所述的制造方法制成的固体电解电容器元件(实施例)的介质层的表面是平滑的。另外，具有表面平滑的介质层的本发明所述的电容器元件在高频区的容量高，且泄漏电流少。
与此相对，按照现有方法制成的固体电解电容器元件(比较例)在高频区的容量低，或者泄漏电流多，从而无法供于实用。
附图标记说明
1：阳极体(钨粉)
2：介质层(钨氧化物的层)
5、12：细孔
7：介质层的表面
13：块
3：褶皱状突起
Claims (10)
1.一种电容器元件，其至少具有：
由钨烧结体形成的阳极体、
对阳极体表面进行化学转化而成的具有平滑表面的介质层、和
在介质层上层叠而成的半导电体层。
2.一种电容器元件，其至少具有：
由钨烧结体形成的阳极体、
对阳极体表面层进行化学转化而成的介质层、和
在介质层上层叠而成的半导电体层，
且10kHz容量相对于120Hz容量的比率为55％以上。
3.一种权利要求1或2所述的电容器元件的制造方法，其包括：在含有0.05～12质量％由含氧化合物形成的氧化剂的、液温62℃以下的水溶液中，使钨粉的烧结体表面化学转化为介质层。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其中，氧化剂为选自由锰(VII)化合物、铬(VI)化合物、含卤酸化合物、过硫酸化合物及有机过氧化物组成的组中的至少一种。
5.根据权利要求3或4所述的制造方法，其中，还包括在进行化学转化后，在低于水的沸点的温度下去除附着于表面的水，接着在水的沸点以上的温度下使其干燥。
6.根据权利要求3或4所述的制造方法，其中，还包括在进行化学转化后，在低于水的沸点的温度下去除浸入烧结体的细孔内的水，接着在水的沸点以上的温度下使其干燥。
7.根据权利要求5或6所述的制造方法，其中，水的去除通过使其接触与水具有混溶性的溶剂来进行。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其中，与水具有混溶性的溶剂为选自醋酸、丙酮、乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二噁烷、丙醇、乙醇、甲醇及四氢呋喃的至少一种。
9.根据权利要求5～8中的任一项所述的制造方法，其中，干燥首先在105℃以上且低于160℃的温度下进行，接着在160℃以上且230℃以下的温度下进行。
10.一种固体电解电容器，其具有权利要求1或2所述的电容器元件。
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