CN1905103B - 固体电解电容器元件及其制造方法和固体电解电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供漏电电流小的固体电解电容器。该固体电解电容器，阳极(1)具有：由钽构成的阳极引线(1a)、阳极引线(1a)上形成的由铌构成的表面层(1b)、由铌颗粒的多孔质烧结体构成的长方体形状的基体(1c)，部分阳极引线(1a)被埋入基体(1c)中。在阳极(1)上，以覆盖阳极(1)的周围的方式依次形成氧化铌构成的氧化物层(2)、导电性高分子层(3)和叠层第一导电层(4a)和第二导电层(4b)的阴极(4)。在阴极(4)周围的内上面中，通过导电性粘合剂层(5)形成阴极端子(6)。在阳极引线(1a)的端部(1d)上连接阳极端子(7)。阴极端子(6)和阳极端子(7)的端部以被引出到外部的方式在阴极(4)、阴极端子(6)和阳极端子(7)的周围形成铸模封装树脂(8)。
Description
技术领域
本发明涉及固体电解电容器元件、固体电解电容器元件的制造方法和固体电解电容器。
背景技术
近年来，要求固体电解电容器的小型化和高电容化，提出使用介电常数大的氧化铌固体电解电容器的方案取代现有的将氧化铝和氧化钽用作介电体。作为这样的方案，例如有日本专利公开2000-68157号公报。
图8是用于说明现有的固体电解电容器结构的截面图。参照图8，说明现有的固体电解电容器的结构。
现有的固体电解电容器，如图8所示，阳极101具备由钽构成的阳极引线101a和在阳极引线101a上形成的、由铌颗粒的多孔质烧结体构成的长方体形状的基体101c，部分阳极引线101a被埋入基体101c中。
在阳极101上，以覆盖基体101c的周围的方式形成氧化物层102。这里，氧化物质102作为所谓介电体层发挥作用。
在氧化物层102上，以覆盖氧化物层102的周围的方式形成由聚吡咯等构成的导电性高分子层103。这里，导电性高分子层103作为所谓电解质层发挥作用。在导电性高分子层103上，叠层以覆盖导电性高分子层103的周围的方式形成的、含有碳颗粒的第一导电层104a，和以覆盖第一导电层104a的周围的方式形成的、含有银颗粒的第二导电层104b，形成阴极104。
在阴极104周围的内上面形成导电性粘合剂层105，再在导电性粘合剂层105上形成阴极端子106。在从基体101c和氧化物层102露出的阳极引线101a上连接阳极端子107。此外，以阴极端子106和阳极端子107的端部被引出到外部的方式，在阴极104、阴极端子106和阳极端子107的周围形成铸模封装树脂108。由此，构成现有的固体电解电容器。
图9～图13是用于说明现有的固体电解电容器的形成工艺的截面图。参照图9～图13，接着说明具有上述结构的现有的固体电解电容器的形成工艺。
首先，如图9所示，形成具备由钽组成的阳极引线101a和由铌颗粒的多孔质烧结体构成的长方体形状的基体101c的阳极101。基体101c通过在真空中热处理埋入有一部分阳极引线101a的铌颗粒构成的成型体形成。
其次，如图10所示，在磷酸等的水溶液中将阳极101进行阳极氧化，以覆盖基体101c的周围的方式在基体101a上形成氧化物层102。
接着，如图11所示，通过聚合等，以覆盖氧化物层102的周围的方式，在氧化物层102上形成由聚吡咯等构成的导电性高分子层103。
接着，如图12所示，以覆盖导电性高分子层103的周围的方式，在导电性高分子层103上通过涂布、干燥碳糊，形成含有碳颗粒的第一导电层104a后，以覆盖第一导电层104a的周围的方式，在第一导电层104a上涂布、干燥银糊，形成含有银颗粒的第二导电层104b。由此，以覆盖导电性高分子层103的周围的方式，形成叠层有第一导电层104a和第二导电层104b的阴极104。
接着，如图13所示，在阴极端子106上涂布导电性粘合剂后，通过该导电性粘合剂，在阴极104周围的内上面与阴极端子106粘合。再通过干燥导电性粘合剂，形成连接阴极104和阴极端子106的导电性粘合剂层105。此外，在从基体101c和氧化物层102露出的阳极引线101a上焊接阳极端子107。
最后，如图8所示，以阴极端子106和阳极端子107的端部被引出到外部的方式，在阴极104、阴极端子106和阳极端子107的周围形成铸模封装树脂108。由此，形成现有的固体电解电容器。
图14是用于说明在现有的固体电解电容器中的阳极引线附近的氧化物层状态的截面模式图。参照图14，在现有的固体电解电容器中，因为基体101c由多孔质烧结体构成，所以，在阳极引线101a和基体101c之间存在的间隙中，氧化物层102形成于基体101c的表面的同时，也形成于阳极引线101a的表面。这里，因为阳极引线101a由钽构成，所以，在阳极引线上形成由氧化钽构成的氧化物层102a。此外，因为基体101c由铌构成，所以，在基体101c上形成由氧化铌构成的氧化物层102b。由此，在阳极引线101a和基体101c之间存在的间隙中，氧化物层102形成由氧化钽构成的氧化物层102a和由氧化铌构成的氧化物层102b混合存在的状态。
这样，在上述现有的固体电解电容器中，氧化物层102，除了在阳极引线101a和基体101c的界面附近，由氧化铌构成，所以可以得到大的静电电容。
但是，在上述现有的固体电解电容器中，在阳极引线101a和基体101c的界面附近，氧化物层102形成由氧化钽构成的氧化物层102a和由氧化铌构成的氧化物层102b混合存在的状态，所以在回流等的热处理时，产生起因于由氧化钽构成的氧化物层102a和由氧化铌构成的氧化物层102b的热膨胀系数之差的应力。由此，氧化物层102容易从阳极引线101a和基体101c剥离，此外，在氧化物层102内部有容易产生龟裂的不良情况。其结果，有易于增加在该氧化物层102上形成的阴极104和阳极101之间的漏电电流的问题。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而形成的，本发明的一个目的在于提供漏电电流小的固体电解电容器元件或固体电解电容器。
本发明的另一个目的在于提供漏电电流小的固体电解电容器元件的制造方法。
为了达到上述目的，本发明的固体电解电容器元件，具备在阳极上形成的含有氧化铌的氧化物层，和在氧化物层上形成的阴极，阳极具有阳极引线、在阳极引线上形成的含有铌的表面层、和在表面层上形成的由含有铌的多孔质烧结体构成的基体。
在本发明的固体电解电容器元件中，如上所述，阳极具有阳极引线、和在阳极引线上形成的由含有铌的多孔质烧结体构成的基体，因此，在阳极引线和基体之间存在的间隙中，在阳极上形成的含有氧化铌的氧化物层，形成于基体表面的同时，也形成于阳极引线的表面。
这里，在阳极引线上，形成含有铌的表面层，因此，氧化物层形成于含有该铌的表面层上。即，在上述间隙中，含有氧化铌的氧化物层，同时形成于含有铌的表面层和基体上。
由此，含有氧化铌的氧化物层，在回流等热处理时也难以从含有铌的表面层和基体剥离，难以在氧化物层内部产生龟裂。其结果，因为可以抑制在该氧化物层上形成的阴极和阳极之间的漏电电流的增加，所以，可以容易地得到漏电电流小的固体电解电容器元件。
在上述的固体电解电容器元件中，优选阳极引线含有钽，在不形成基体的阳极引线上具有不形成表面层的区域。换言之，阳极引线含有钽，在阳极引线上形成形成有表面层的第一区域，也可以在该第一区域外形成端子。
根据这样的结构，在不形成基体和表面层的阳极引线上的区域中，因为比铌化学稳定性高、难以被氧化的钽基底露出，所以，在该区域上，在热处理时难以形成氧化被膜。
由此，在将阳极端子与该区域连接时，因为可以良好地进行阳极引线和阳极端子的电连接，所以，可以得到等效串联电阻(ESR)小的固体电解电容器元件。
在本发明的固体电解电容器元件中，优选表面层的膜厚是0.01μm～2μm的范围。该表面层的膜厚测定由能量分散型X射线分析[EDX]法进行。
根据这样的结构，可以充分地抑制在阳极引线和氧化物层之间产生应力，同时可以使阳极引线上的表面层的粘着性提高，所以，难以产生氧化物层的剥离或龟裂。由此，可以进一步减小漏电电流。
此外，上述的表面层，将阴极和阳极的漏电电流抑制得小于600μA，或更优选抑制得小于300μA。
此外，本发明的固体电解电容器元件的制造方法，具备：在阳极引线上形成含有铌的表面层的工序；在表面层上形成具有由含有铌的多孔质烧结体构成的基体的阳极的工序；在阳极上通过阳极氧化形成含有氧化铌的氧化物层的工序；和在氧化物层上形成阴极的工序。
形成含有铌的表面层的工序，也可以在熔融的氟化锂-氟化钠-氟化钾-六氟化铌酸钾[LiF-NaF-KF-K2NbF6]中进行阴极还原。或者，形成含有铌的表面层的工序，也可以在熔融的氟化锂-氟化钾-六氟化铌酸钾[LiF-KF-K2NbF6]或熔融的氟化锂-六氟化铌酸钾[LiF-K2NbF6]中的任意一个中进行阴极还原。
该固体电解电容器元件的制造方法中，如上所述，相对于具有含铌的表面层的阳极引线和在阳极引线上形成的由含铌多孔质烧结体构成的基体，通过阳极氧化，在表面上形成含有氧化铌的氧化物层，因此，在阳极引线和基体之间存在的间隙中也可以容易地形成含有氧化铌的氧化物层。
由此，含有氧化铌的氧化物层，在回流等热处理时也难以从含铌的表面层和基体剥离，在氧化物层内部难以产生龟裂。其结果，因为可以抑制在该氧化物层上形成的阴极和阳极之间的漏电电流的增加，所以，易于制造漏电电流小的固体电解电容器。
此外，在本发明的固体电解电容器中，具备在阳极上形成的含有氧化铌的氧化物层和在氧化物层上形成的阴极，阳极具有阳极引线、在阳极引线上形成的含铌表面层、和在表面层上形成的由含铌多孔质烧结体构成的基体，在阳极上形成阳极端子，在阴极上形成阴极端子，该阳极端子和阴极端子各自的端部，以被引出到外部的状态形成铸型树脂。
由此，含有氧化铌的氧化物层，在回流等热处理时也难以从含铌的表面层和基体剥离，在氧化物层内部难以产生龟裂。其结果，因为可以抑制在该氧化物层上形成的阴极和阳极之间的漏电电流的增加，所以，易于得到漏电电流小的固体电解电容器。
附图说明
图1是用于说明本发明的实施例1的固体电解电容器的结构的截面图。
图2是用于说明本发明的实施例1的固体电解电容器的形成工艺的第一工序的截面图。
图3是用于说明本发明的实施例1的固体电解电容器的形成工艺的第二工序的截面图。
图4是用于说明本发明的实施例1的固体电解电容器的形成工序的第三工序的截面图。
图5是用于说明本发明的实施例1的固体电解电容器的形成工艺的第四工序的截面图。
图6是用于说明本发明的实施例1的固体电解电容器的形成工艺的第五工序的截面图。
图7是用于说明在本发明的实施例1的固体电解电容器中的阳极引线附近的氧化物层状态的截面模式图。
图8是用于说明现有的固体电解电容器结构的截面图。
图9是用于说明现有的固体电解电容器的形成工艺的第一工序的截面图。
图10是用于说明现有的固体电解电容器的形成工艺的第二工序的截面图。
图11是用于说明现有的固体电解电容器的形成工艺的第三工序的截面图。
图12是用于说明现有的固体电解电容器的形成工艺的第四工序的截面图。
图13是用于说明现有的固体电解电容器的形成工艺的第五工序的截面图。
图14是用于说明在现有的固体电解电容器中的阳极引线附近的氧化物层状态的截面模式图。
具体实施方式
以下，基于图面说明本发明的实施例。
[实施例1]
图1是用于说明本发明的实施例1的固体电解电容器的结构的截面图。
在本发明的实施例1的长方体形状的固体电解电容器中，如图1所示，阳极1具备：由钽构成的阳极引线1a；在阳极引线1a上形成的具有约0.1μm膜厚的由铌构成的表面层1b；和具有约2μm平均粒径的由铌颗粒的多孔质烧结体构成的约3.3mm×约2.7mm×约1.7mm的长方体形状的基体1c，阳极引线1a的一部分被埋入基体1c中。此外，在没有被埋入基体1c中一侧的阳极引线1a的端部1d上，因为没有形成表面层1b，钽基底露出。其中，该端部1d是本发明的“没有形成表面层的区域”的一个例子。
在阳极1上，以覆盖阳极1的周围的方式，形成由氧化铌构成的氧化物层2。这里，氧化物层2作为所谓介电体层发挥作用。
在氧化物层2上，以覆盖氧化物层2的周围的方式，形成由聚吡咯构成的导电性高分子层3。这里，导电性高分子层3作为所谓的电解质层发挥作用。在导电性高分子层3上，以覆盖导电性高分子层3周围的方式形成的含有石墨颗粒的第一导电层4a，和以覆盖第一导电层4a的周围的方式形成的含有银颗粒的第二导电层4b被叠层，形成阴极4。
在阴极4的周围内上面形成导电性粘合剂层5，再在导电性粘合剂层5上形成阴极端子6。此外，阳极引线1a的没有被埋入基体1c中一侧的端部1d，从表面层1b、基体1c和氧化物层2露出，阳极端子7与该端部1d连接。此外，以阴极端子6和阳极端子7的端部被引出到外部的方式，在阴极4、阴极端子6和阳极端子7的周围形成铸模封装树脂8。由此，构成本发明的实施例1的固体电解电容器。
图2～图6是用于说明本发明的实施例1的固体电解电容器的形成工艺的截面图。参照图2～图6，接着说明具有上述结构的本发明的实施例1的固体电解电容器的形成工艺。
首先，如图2所示，在加热到约550℃熔融的氟化锂-氟化钠-氟化钾-六氟化铌酸钾[LiF-NaF-KF-K2NbF6]中，将阳极引线1a进行约3分钟阴极还原，在阳极引线1a上形成具有约0.1μm膜厚的铌构成的表面层1b。该表面层1b的膜厚，可以由能量分散型X射线分析[EDX]法等确认。此时，以在熔融盐中不浸渍阳极引线1a的一个端部1d的方式，进行阴极还原，由此在该端部1d中，使得钽基底露出。
其次，形成具备该阳极引线1a，和具有约2μm平均粒径的铌颗粒的多孔质烧结体构成的约3.3mm×约2.7mm×约1.7mm的长方体形状的基体1c的阳极1。基体1c由在真空中热处理埋入阳极引线1a的另一个端部的铌颗粒而构成的成型体形成。
接着，在保持在约60℃的约0.5wt％的磷酸水溶液中以约10V的定电压，对阳极1进行约8小时的阳极氧化，如图3所示，以覆盖基体1c的周围的方式形成由氧化铌构成的氧化物层2。
接着，如图4所示，通过聚合等，以覆盖氧化物层2的周围的方式在氧化物层2上形成由聚吡咯构成的导电性高分子层3。
接着，如图5所示，以覆盖导电性高分子层3的周围的方式，在导电性高分子层3上涂布石墨糊，以约80℃干燥约30分钟，形成含有石墨颗粒的第一导电层4a后，以覆盖第一导电层4a的周围的方式在第一导电层4a上涂布银糊，以约170℃干燥约30分钟，形成含有银颗粒的第二导电层4b。由此，以覆盖导电性高分子层3的周围的方式，形成叠层有第一导电层4a和第二导电层4b的阴极4。
接着，如图6所示，在由具有表面镀镍的、约0.1mm厚度的铁箔构成的阴极端子6上涂布约2mg导电性粘合剂后，通过该导电性粘合剂、阴极4周围的内上面与阴极端子6粘合。再通过以60℃的温度将导电性粘合剂干燥约30分钟，形成连接阴极4和阴极端子6的导电性粘合剂层5。
此外，由具有表面镀镍的、约0.1mm厚度的铁箔构成的阳极端子7被焊接在从表面层1b、基体1c和氧化物层2露出的阳极引线1a的端部1d上。
最后，如图1所示，以阴极端子6和阳极端子7的端部被引出到外部的方式，在阴极4、阴极端子6和阳极端子7的周围形成铸模封装树脂8。由此，如图1所示，制作实施例1的固体电解电容器。
此外，在本发明中，形成阴极端子6和阳极端子7，并在阴极4、阴极端子6和阳极端子7的周围形成铸模封装树脂8的状态称为固体电解电容器，将此以前没有连接端子的元件状态称为固体电解电容器元件。
图7是用于说明在本发明的实施例1的固体电解电容器中的阳极引线附近的氧化物层状态的截面模式图。参照图6，在本发明的实施例1的固体电解电容器中，因为基体1c由多孔质烧结体构成，所以，在阳极引线1a和基体1c之间存在的间隙中，在阳极1上形成的氧化物层2形成于表面层1b和基体1c的表面。这里，因为表面层1b和基体1c含有铌，所以，含有氧化铌的氧化物层2，在回流等热处理时也难以从含有铌的表面层1b和基体1c剥离，难以产生氧化物层2内部的龟裂。其结果，可以抑制在该氧化物层2上形成的阴极4和阳极1之间的漏电电流的增加，因此可以减小漏电电流。
此外，在上述实施例1中，在阳极引线1a由钽构成的同时，在从阳极引线1a的基体1c和氧化物层2露出一侧的端部1d中，钽基底露出，所以，该端部1d在热处理时难以形成氧化膜。由此，在该端部1d上连接阳极端子8时，因为可以良好地进行阳极引线1a和阳极端子8的电连接，所以，可以减小ESR。
此外，在上述实施例1中，由阳极氧化上述结构的阳极1，因为形成含有氧化铌的氧化物层2，所以，在阳极引线1a和基体1c之间存在的间隙中，都可以在含有铌的表面层1b和基体1c上容易地形成含有氧化铌的氧化物层2。由此，含有氧化铌的氧化物层2，在回流等热处理时也难以从含有铌的表面层1b和基体1c剥离，难以产生氧化物层2内部的龟裂。其结果，可以抑制在该氧化物层2上形成的阴极4和阳极1之间的漏电电流的增加，因此易于制造漏电电流小的固体电解电容器。
接着，为了确认上述的本发明的实施例1的效果，进行以下的比较实验。
[比较例1]
在比较例1中，制作图8所示的上述现有的固体电解电容器。
即，在比较例1中，除了使用不形成实施例1的表面层的、由钽构成的阳极引线以外，与实施例1同样，制作固体电解电容器。
[比较例2]
在比较例2中，除了使用由铌构成的阳极引线取代比较例1的由实施例1的钽构成的阳极引线之外，与比较例1同样，制作固体电解电容器。
再对上述实施例1和比较例1、2的固体电解电容器，进行漏电电流的测定。
漏电电流的测定，在约240℃热处理制作的各固体电解电容器约5分钟后，在阴极端子和阳极端子之间施加约5V的定电压，约20秒钟后分别测定观察到的电流值。测定结果如表1所示。
表1
| 漏电电流(μA) | |
| 实施例1 | 200 |
| 比较例1 | 600 |
| 比较例2 | 800 |
如表1所示可知，相对比较例1、2的固体电解电容器，实施例1的固体电解电容器中漏电电流大幅减少。
[实施例2]
接着，在本发明的实施例1的固体电解电容器中，对表面层1b的膜厚的影响进行讨论。
即，在实施例1中，在熔融的LiF-NaF-KF-K2NbF6中，对阳极引线1a进行阴极还原的时间如表2所示，在约10秒～约2小时30分之间变化、使表面层1b的膜厚变化，除此以外，与实施例1同样，制作固体电解电容器。
然后，和实施例1同样，在由EDX法测定表面层1b的膜厚的同时，进行漏电电流的测定。测定结果如表2所示。
表2
| 阴极还原时间 | 表面层膜厚(μm) | 漏电电流(μA) | |
| 实施例2 | 10秒 | 0.005 | 560 |
| 实施例2 | 15秒 | 0.075 | 480 |
| 实施例2 | 20秒 | 0.01 | 270 |
| 实施例2 | 2分钟 | 0.05 | 230 |
| 实施例1 | 3分钟 | 0.1 | 200 |
| 实施例2 | 15分钟 | 0.5 | 200 |
| 实施例2 | 30分钟 | 1.0 | 210 |
| 实施例2 | 1小时 | 2.0 | 210 |
| 实施例2 | 1小时30分钟 | 3.0 | 460 |
| 实施例2 | 2小时30分钟 | 5.0 | 540 |
如表2所示，通过改变阴极还原时间，表面层1b的膜厚在约0.005μm～约5.0μm的范围内变化，在该范围中，任一者都比比较例1、2的漏电电流小。此外可知，表面层1b的膜厚在约0.01μm～约2.0μm的范围中，漏电电流变得特别小。
此外，应该认为本次公开的实施例在所有方面仅为示例，并不是对本发明的限定。本发明的范围不是上述实施例的说明，而是由专利请求的范围表示的，还包含与专利请求范围相等意义及范围内的全部变更。
此外，在上述实施例中使用由铌构成的表面层1b，但本发明不限定于此，例如，表面层1b也可以含有铌以外的钽、钛和氮等其它元素。
例如，在实施例中，表面层1b通过在熔融的LiF-NaF-KF-K2NbF6中进行阴极还原而形成，但本发明不限定于此，也可以使用氟化锂-氟化钾-六氟化铌酸钾[LiF-KF-K2NbF6]和氟化锂-六氟化铌酸钾[LiF-K2NbF6]等其它含有铌的熔融盐，此外，也可以由其它的薄膜制作方法形成。此外，以这些方法制作表面层1b后，也可以在氮气氛围气中进行加热处理。
此外，在上述实施例中，使用由钽构成的阳极引线1a，但本发明不限定于此，例如，阳极引线1a也可以由除钽之外含有铌和钛等其它金属或氮等其它元素的钽合金构成。
此外，在上述实施例中，作为基体1c使用铌颗粒的多孔质烧结体，但本发明不限定于此，例如，基体1也可以由除铌之外含有钽和钛等其它金属或氮等其它元素的铌合金构成的颗粒的多孔质烧结体。
此外，在上述实施例中，氧化物层2通过将阳极1在水溶液中阳极氧化而形成，但本发明不限定于此，也可以由其它方法形成。
此外，在上述实施例中，形成由聚吡咯构成的导电性高分子层3，但本发明不限定于此，也可以使用聚噻吩和聚苯胺等其它导电性高分子，此外，也可以使用氧化锰等其它的导电性材料。
Claims (16)
1.一种固体电解电容器元件，其特征在于，
具备：在阳极上形成的含有氧化铌的氧化物层，和在所述氧化物层上形成的阴极，其中，
所述阳极具有：含有钽的阳极引线；在所述阳极引线上形成的含有铌的表面层；和在所述表面层上形成的由含有铌的多孔质烧结体构成的基体。
2.如权利要求1所述的固体电解电容器元件，其特征在于，在不形成所述基体的所述阳极引线上具有不形成所述表面层的区域。
3.如权利要求1所述的固体电解电容器元件，其特征在于，在所述阳极引线上形成形成有所述表面层的第一区域，在该第一区域外形成有端子。
4.如权利要求1所述的固体电解电容器元件，其特征在于，所述表面层的膜厚为0.01μm～2μm的范围。
5.如权利要求4所述的固体电解电容器元件，其特征在于，所述表面层的膜厚测定通过能量分散型X射线分析[EDX]法进行。
6.如权利要求4所述的固体电解电容器元件，其特征在于，在不形成所述基体的所述阳极引线上具有不形成所述表面层的区域。
7.如权利要求4所述的固体电解电容器元件，其特征在于，在所述阳极引线上形成形成有所述表面层的第一区域，在该第一区域外形成端子。
8.如权利要求1所述的固体电解电容器元件，其特征在于，所述表面层将所述阴极和所述阳极的漏电电流抑制为小于600μA。
9.如权利要求1所述的固体电解电容器元件，其特征在于，所述表面层将所述阴极和所述阳极的漏电电流抑制为小于300μA。
10.如权利要求4所述的固体电解电容器元件，其特征在于，所述表面层的膜厚优选为0.1μm～0.5μm的范围。
11.如权利要求10所述的固体电解电容器元件，其特征在于，所述表面层的膜厚测定通过能量分散型X射线分析[EDX]法进行。
12.一种固体电解电容器元件的制造方法，其特征在于，具备：
在含有钽的阳极引线上形成含有铌的表面层的工序；
在所述表面层上形成具有由含铌的多孔质烧结体构成的基体的阳极的工序；
在所述阳极上通过阳极氧化形成含有氧化铌的氧化物层的工序；和
在所述氧化物层上形成阴极的工序。
13.如权利要求12所述的固体电解电容器元件的制造方法，其特征在于，所述形成含有铌的表面层的工序，在熔融的氟化锂-氟化钠-氟化钾-六氟化铌酸钾[LiF-NaF-KF-K2NbF6]中进行阴极还原。
14.如权利要求12所述的固体电解电容器元件的制造方法，其特征在于，所述形成含有铌的表面层的工序，在熔融的氟化锂-氟化钾-六氟化铌酸钾[LiF-KF-K2NbF6]中进行阴极还原。
15.如权利要求12所述的固体电解电容器元件的制造方法，其特征在于，所述形成含有铌的表面层的工序，在熔融的氟化锂-六氟化铌酸钾[LiF-K2NbF6]中进行阴极还原。
16.一种固体电解电容器，其特征在于，
具备：在阳极上形成的含有氧化铌的氧化物层；和在所述氧化物层上形成的阴极，其中，
所述阳极具有：含有钽的阳极引线；在所述阳极引线上形成的含有铌的表面层；和在所述表面层上形成的由含有铌的多孔质烧结体构成的基体，
在所述阳极上形成有阳极端子、在所述阴极上形成有阴极端子，在该阳极端子和阴极端子的各自的端部被引出到外部的状态下，形成铸型树脂。
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Citations (4)
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Patent Citations (4)
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