CN1925075B - 固体电解电容器元件及其制造方法、固体电解电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明的固体电解电容器元件具备：在阳极上形成的含有Nb2O5的第一氧化物层，在所述第一氧化物层上形成的含有NbOx(1≤x≤2)的第二氧化物层，和在所述第二氧化物层上形成的阴极。
Description
与相关申请的交叉参照
本申请基于并要求2005年8月29日提出的在先日本专利申请第2005-248451号以及2006年6月15日提出的在先日本申请第2006-166688号的权利，其所有内容结合作为参照。
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以及固体电解电容器，特别涉及使用氧化铌作为介电体的固体电解电容器元件、元件的制造方法以及固体电解电容器。
背景技术
目前，已知的有使用由金属铌的阳极氧化形成的氧化铌(Nb2O5，五氧化二铌)作为介电体的固体电解电容器(例如日本特开昭52-39164号公报)。
图1是说明现有的固体电解电容器的结构的截面图。参照图1，对现有的固体电解电容器的结构进行说明。
在现有的固体电解电容器中，如图1所示，阳极101设置有，阳极导线101a，以及在阳极导线101a上形成的、由铌颗粒的多孔烧结体所构成的长方体形状的基体101b，阳极导线101a的一部分埋在基体101b中。
在阳极101上形成由Nb2O5构成的氧化物层102，覆盖基体101b的周围。此处，氧化物层102具有所谓介电体层的功能。
在氧化物层102上形成由聚吡咯构成的导电性高分子层103，覆盖氧化物层102的周围。此处，导电性高分子层103具有所谓电解质层的功能。
在导电性高分子层103上，形成具有以覆盖导电性高分子层103周围的方式形成的、含有碳颗粒的第一导电层104a、以覆盖第一导电层104a周围的方式形成的、含有银颗粒的第二导电层104b的叠层结构的阴极104。
在阴极104的上面，形成导电性粘结剂层105，在导电性粘结剂层105上还形成阴极端子106。此外，阳极端子107与从基体101b和氧化物层102露出的阳极导线101a连接。
再者，在阴极104、阴极端子106和阳极端子107的周围形成有模具封装树脂108，使阴极端子106和阳极端子107的端部向外部引出。由此构成现有的固体电解电容器。
图2～图6是用来说明现有的固体电解电容器的形成工艺的截面图。接着，参照图2～图6，对具有上述结构的现有的固体电解电容器的形成工艺进行说明。
首先，如图2所示，形成具备阳极导线101a与由铌颗粒的多孔烧结体构成的长方体形状的基体101b的阳极101。基体101b通过将埋入有部分阳极导线101a的、由铌颗粒构成的成型体在真空中烧结而形成。
接着，如图3所示，通过将阳极101在磷酸等的水溶液中进行阳极氧化，在基体101b上形成由Nb2O5构成的氧化物层102，覆盖基体101b的周围。
接着，如图4所示，形成由吡咯的聚合等得到的聚吡咯构成的导电性高分子层103，覆盖氧化物层102的周围。
接着，如图5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上涂敷碳浆料并干燥，形成含有碳颗粒的第一导电层104a，之后，以覆盖第一导电层1 04a周围的方式，在第一导电层104a上涂敷银浆料并干燥，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，形成具有第一导电层104a与第二导电层104b的叠层结构的阴极104。
接着，如图6所示，通过在阴极端子106上涂敷的导电性粘结剂将阴极端子106粘结在阴极104上，通过对该导电性粘结剂的干燥，形成连接阴极104与阴极端子106的导电性粘结剂层105。此外，在从基体101b和氧化物层102露出的阳极导线101a上焊接阳极端子107。
最后，如图1所示，在阴极104、阴极端子106和阳极端子107的周围形成模具封装树脂108，使阴极端子106和阳极端子107的端部向外部引出。由此形成现有的固体电解电容器。
发明内容
本发明的第一方面的固体电解电容器元件，具备：在阳极上形成的含有Nb2O5的第一氧化物层，在第一氧化物层上形成的含有NbOx(1≤x≤2)的第二氧化物层，和在第二氧化物层上形成的阴极。
该第一方面的固体电解电容器元件，如上所述，在作为介电体起作用的含有Nb2O5的第一氧化物层与阴极之间形成的含有NbOx(1≤x≤2)的第二氧化物层，由于其导电性高，所以作为电解质层起作用。由此，没有必要再由其它的材料形成电解质层。此外，由于第二氧化物层与第一氧化物层包含相同的构成元素(Nb和O)，所以其接合性好，能够降低第一氧化层与阴极之间的接触电阻。其结果是能够减小ESR。再者，由于使用含有与第一氧化物层相同的构成元素的第二氧化物层作为电解质层，所以能够使制造工艺简化。
根据这些结果，在第一方面的固体电解电容器元件中，能够得到ESR小、制造工艺简化的固体电解电容器元件。
还有，由于第二氧化物层中的氧化铌NbOx的组成比x大于2时导电性下降，不能够作为电解质层起作用，而组成比x小于1时，与第一氧化物层的接合性容易下降。因此，针对ESR的降低，相对第二氧化物层中的氧化铌NbOx的组成比x，优选在1≤x≤2的范围。
在所述第一方面的固体电解电容器元件中，优选所述阴极具有在所述第二氧化物层上形成的、含有碳颗粒的第一导电层，与在所述第一导电层上形成的、含有银颗粒的第二导电层的叠层结构。根据这样的结构，由于包含碳颗粒的第一导电层与含有NbOx(1≤x≤2)的第二导电层具有良好的接合性，所以能够进行良好的电接触。由此，能够进一步降低ESR。
此外，本发明的第二方面的固体电解电容器元件的制造方法，包括：通过使含有铌的阳极在电解液中进行阳极氧化形成含有Nb2O5的第一氧化物层的工序；通过在减压下对第一氧化物层进行热处理在第一氧化物层上形成含有NbOx(1≤x≤2)的第二氧化物层的工序；和在第二氧化物层上形成阴极的工序。
该第二方面的固体电解电容器元件的制造方法，如上所述，由于含有铌的阳极在电解液中进行阳极氧化，所以能够容易地在阳极上形成含有Nb2O5的第一氧化物层。再者，由于是将该含有该Nb2O5的第一氧化物层在减压下进行热处理，所以位于第一氧化物层表面侧的Nb2O5被还原，能够在第一氧化物层上容易、且接合性良好地形成含有具有高导电性的NbOx(1≤x≤2)的第二氧化物层。由此，由于能够容易地在阳极上形成作为介电体层起作用的含有Nb2O5的第一氧化层，与作为电解质层起作用的含有NbOx(1≤x≤2)的第二氧化物层，因此没有必要另外形成电解质层，能够容易地制造ESR小的固体电解电容器元件。
在所述第二方面的固体电解电容器元件的制造方法中，优选形成所述第二氧化物层的工序含有在大于等于140℃小于250℃的温度下进行热处理的工序。根据这样的结构，在残存有含有Nb2O5的第一氧化层的同时，第二氧化物层中氧化铌NbOx中组成比x容易控制在1≤x≤2的范围内。
此外，本发明的第三方面的固体电解电容器，具备：在阳极上形成的含有Nb2O5的第一氧化物层，在第一氧化物层上形成的含有NbOx(1≤x≤2)的第二氧化物层，在第二氧化物层上形成的阴极，和在阴极上形成的封装体。
即，第三方面的固体电解电容器，由于是在所述第一方面的固体电解电容器元件上形成封装体，所以不容易受到周围环境的影响，能够得到可靠性高的固体电解电容器。
附图说明
图1是说明现有的固体电解电容器的结构的截面图。
图2是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3是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4是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5是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6是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7是说明本实施例1的固体电解电容器的结构的截面图。
图8是说明本实施例1的固体电解电容器的形成工艺的第一工序的截面图。
图9是说明本实施例1的固体电解电容器的形成工艺的第二工序的截面图。
图10是说明本实施例1的固体电解电容器的形成工艺的第三工序的截面图。
图11是说明本实施例1的固体电解电容器的形成工艺的第四工序的截面图。
图12是说明本实施例1的固体电解电容器的形成工艺的第五工序的截面图。
图13是表示实施例1中制作的固体电解电容器元件A的第一氧化物层和第二氧化物层的EELS的测定结果的图。
图14是在实施例3中在约245℃对第一氧化物层进行热处理而制作的固体电解电容器元件A的第一氧化物层和第二氧化物层的EELS的测定结果的图。
具体实施方式
下面基于附图说明本发明的实施例。
图7是说明本实施例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7所示，阳极1具备由铌构成的阳极导线1a，和由平均粒径约为1μm的铌颗粒的多孔烧结体构成、为约3.3mm×约2.7mm×约1.7mm的长方体形状的基体1b，阳极导线1a的一部分埋在基体1b内。
在阳极1上形成含有Nb2O5的第一氧化物层2，覆盖基体1b的周围。这里，第一氧化物层2具有所谓介电体层的功能。
在第一氧化物层2上形成含有膜厚约25nm的NbO1.5的第二氧化物层3，覆盖第一氧化物层2的周围。这里，第二氧化物层3具有所谓电解质层的功能。
在第二氧化物层3上形成具有以覆盖第二氧化物层3的周围的方式形成膜厚约10μm、含有碳颗粒的第一导电层4a，和以覆盖第一导电层4a的周围的方式形成的膜厚约10μm、含有银颗粒的第二导电层4b的叠层结构的阴极4。由此，在阳极1上顺次叠层第一氧化物层2、第二氧化物层3和阴极4，构成固体电解电容器元件A。
在阴极4的周围中的上面，形成导电性粘结剂层5，在导电性粘结剂层5上形成阴极端子6。此外，在从基体1b露出的阳极导线1a上，连接有阳极端子7。再者，在固体电解电容器元件A与阴极端子6和阳极端子7的周围形成模具封装树脂8，使阴极端子6和阳极端子7的端部向外部引出。由此，构成本发明的实施例1的固体电解电容器。这里，模具封装树脂是本发明的“封装体”的一例。
图8～图12是说明本实施例1的固体电解电容器的形成工艺的截面图。接着，参照图8～图12，对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进行说明。
[阳极的制作]
首先，如图8所示，形成具备阳极导线1a和基体1b的阳极1，基体1b由平均粒径约为1μm的铌颗粒的多孔烧结体构成，为约3.3mm×约2.7mm×约1.7mm的长方体形状。在真空中热处理埋入有阳极导线1a的另一侧端部的由铌颗粒所构成的成型体，形成基体1b。
[介电体层的形成]
接着，将阳极1在保持为约60℃、约为0.1wt％的磷酸水溶液中以约20V的电压进行约10小时的阳极氧化，如图9所示，由此形成含有Nb2O5的第一氧化物层2，覆盖基体1b的周围。
[电解质层的形成]
接着，如图10所示，将形成有第一氧化物层2的阳极1在约1×10-3Pa的低压下进行约200℃，约30分钟的热处理，使得从第一氧化物层2的表面至约25nm的深度的区域中的Nb2O5被还原，在第一氧化物层2上形成含有NbO1.5的第二氧化物层3。此处，第一氧化物层2作为电解质层起作用。此外，第二氧化物层3的膜厚和氧化铌NbOx的组成比x，可以由电子能量分光法(EELS)对阳极1、第一氧化物层2和第二氧化物层3的截面进行分析而确认。其中，所谓该热处理温度，是指由设置在加热试样附近的热电偶所测定的温度。
[阴极的形成]
接着，如图11所示，在第二氧化物层3上，通过涂敷碳浆料，在约80℃下进行约30分钟的干燥，形成覆盖第二氧化物层3周围、含有碳颗粒的第一导电层4a，之后，在第一导电层4a上，通过涂敷银浆料，在约170℃进行约30分钟的干燥，形成覆盖第一导电层4a、含有银颗粒的第二导电层4b。由此，在第二氧化物层3上形成覆盖第二氧化物层3的周围、具有第一导电层4a与第二导电层4b的叠层结构的阴极4。由此，形成在阳极1上顺次叠层第一氧化物层2、第二氧化物层3和阴极4的固体电解电容器元件A。
[电极端子的连接]
接着，如图12所示，在由具有表面镀镍、约0.1mm厚的铁箔构成的阴极端子6上涂敷约2mg的导电性粘结剂之后，通过该导电性粘结剂在阴极4的周围中的上面粘结阴极端子6。再者，通过对导电性粘结剂在约60℃的温度下进行约30分钟的干燥，形成连接阴极4与阴极端子6的导电性粘结剂层5。
此外，将由具有表面镀镍、约0.1mm厚的铁箔构成的阳极端子7焊接在从基体1b、第一氧化物层2和第二氧化物层3露出的阳极导线1a上。
[模具工序]
最后，如图7所示，在固体电解电容器元件A与阴极端子6和阳极端子7的周围形成模具封装树脂8，并使阴极端子6和阳极端子7的端部向外部引出。由此，如图7所示，制成实施例1的固体电解电容器。
(实施例2)
在实施例2中，除了使用含铝约1wt％的铌合金颗粒的多孔烧结体取代实施例1中由铌颗粒的多孔烧结体所构成的基体1b之外，其余都与实施例1同样，制作固体电解电容器。
(比较例1)
在比较例1中，除了使用由聚吡咯构成的导电性高分子层取代实施例1的含有NbO1.5的第二氧化物层3之外，与实施例1同样，制作固体电解电容器。其中，该导电性高分子层的形成，通过在第一氧化物层上由吡咯的电解聚合进行。
(比较例2)
在比较例2中，除了使用二氧化锰层取代第一实施例的含有NbO1.5的第二氧化物层3之外，与实施例1同样，制作固体电解电容器。其中，该二氧化锰层的形成，重复5次下述工序：将形成有第一氧化物层2的阳极1在约30wt％的硝酸锰溶液中浸渍约30秒，之后在约400℃下进行约10分钟的热处理。
[评价1]
首先，对实施例1制作的固体电解电容器元件A的第一氧化物层2和第二氧化物层3，进行厚度方向上的组成分析。图13是表示实施例1中制作的固体电解电容器元件A的第一氧化物层2和第二氧化物层3的EELS的测定结果的图。其中，测定在形成阴极4之前进行。在图13中，纵坐标表示元素的存在比例，横坐标表示起始于第二氧化物层3表面的深度。
由图13可知，从表面至约25nm的深度的区域(i)，与从表面至深度约25nm～约50nm的更内部的区域(ii)相比，氧的浓度和NbOx的组成比x相对较少(约1.5～约2)。由此，可以认为区域(i)相当于含有NbO1.5较多的第二氧化物层3。
此外，由图13，区域(ii)与区域(i)相比，氧浓度和NbOx的组成比x相对较多，所以可认为相当于含有Nb2O5的第一氧化物层2。其中，从表面至约50nm以上的深度的区域(iii)，氧浓度低，相当于阳极1。
接着，对上述实施例1、2和比较例1、2中制作的固体电解电容器，进行约100kHz的频率的ESR测定。ESR测定，是使用LCR仪表通过对在阴极端子6和阳极端子7之间施加电压进行的。结果示于表1。
表1
| ESR(mΩ) | |
| 实施例1 | 12 |
| 实施例2 | 12 |
| 比较例1 | 18 |
| 比较例2 | 200 |
如表1所示可知，在实施例1和实施例2的固体电解电容器中，任何一个的ESR都低于比较例1和比较例2的固体电解电容器。
(实施例3)
接着，对本发明的实施例1的固体电解电容器的形成工艺中，第一氧化物层2的热处理的温度的影响进行研究。
即，在实施例3中，是分别在约140℃、约150℃、约175℃、约225℃、约245℃及约250℃进行热处理，取代实施例1中的约200℃的热处理，除此之外，与实施例1同样制作固体电解电容器。
[评价2]
接着，对制作的固体电解电容器，进行约100kHz的频率的ESR测定。ESR测定，使用LCR仪表通过对阴极端子6与阳极端子7之间施加电压而进行。结果与实施例1中制作的固体电解电容器的测定结果一起示于表2。
此外，对实施例3中制作的固体电解电容器元件A，也与实施例1同样，由EELS对阳极1、第一氧化物层2和第二氧化物层3的截面(断面)进行分析。图14是表示由EELS对实施例3中第一氧化物层2进行约245℃的热处理而制作的固体电解电容器元件A的第一氧化物层2和第二氧化物层3进行测定的结果的图。其中，测定是在形成阴极4之前进行。在图14中，纵坐标表示元素的存在比例，横坐标表示起始于第二氧化物层3的表面的深度。
由图14可知，从表面至约25nm的深度的区域(i)，与从表面至深度约25nm～约50nm的更内部的区域(ii)相比，氧浓度和NbOx的组成比x相对较少(约1)。由此，可以认为区域(i)相当于含有NbO较多的第二氧化物层3。
此外，由图14可知，区域(ii)与区域(i)相比，氧浓度和NbOx的组成比x相对较多，所以可认为相当于含有Nb2O5的第一氧化物层2。其中，从表面至约50nm以上的深度的区域(iii)，氧的浓度低，可以认为相当于阳极1。
同样地，对于在其它温度热处理所制作的固体电解电容器元件A，也对第二氧化物层3的氧化铌NbOx的组成比x进行了评价。结果示于表2。其中，在250℃热处理的情况下，第一氧化物层2的Nb2O5未完全还原为NbO。即，在这种情况下，阳极1与阴极4之间不是第一氧化物层2，而是仅存在有第二氧化物层3。仅由导电性高的NbO所构成的第二氧化物层3，由于不具有作为介电体的功能，所以未对此试样进行ESR评价。
表2
| 热处理温度(℃) | 第二氧化物层 | ESR(mΩ) |
| 140 | NbO2 | 17 |
| 150 | NbO1.9 | 13 |
| 175 | NbO1.75 | 11 |
| 200 | NbO1.6 | 12 |
| 225 | NbO1.25 | 10 |
| 245 | NbO | 9 |
| 250 | (NbO) | -- |
如表2所示，在热处理温度为约140℃～约245℃的范围内，与比较例1和比较例2的固体电解电容器相比，ESR小，热处理的温度越高，第二氧化物层3的氧化铌NbOx的组成比x越小。而且，第二氧化物层3的氧化铌NbOx的组成比x减小的同时，ESR也下降。
由这些结果可知，优选第二氧化物层3的氧化铌NbOx的组成比x在1≤x≤2的范围内，优选第二氧化物层3形成时的热处理温度为大于等于140℃小于250℃。此外，更优选第二氧化物层3的氧化铌NbOx的组成比x在1≤x≤1.25的范围内，更优选第二氧化物层3形成时的热处理温度为大于等于225℃小于250℃。
(实施例4)
接着，对本发明实施例1的固体电解电容器中阴极4的结构的影响进行研究。
即，在实施例4中，仅使用含有银颗粒的第二导电层4b，取代实施例1的具有含有碳颗粒的第一导电层4a与覆盖第一导电层4a而形成的含有银颗粒的第二导电层4b的叠层结构的阴极4，除此之外，与实施例1同样制作固体电解电容器。
[评价3]
接着，对制作的固体电解电容器，进行了约100kHz的频率的ESR测定。ESR测定，使用LCR仪表通过对阴极端子6与阳极端子7之间施加电压而进行。结果示于表3。
表3
| 阴极 | ESR(mΩ) | |
| 实施例1 | 第一导电层/第二导电层 | 12 |
| 实施例4 | 第二导电层 | 14 |
由表3所示可知，即使是阴极4仅由含有银颗粒的第二导电层4b构成，ESR也能够充分地小，但针对ESR的降低，阴极4优选具有含有碳颗粒的第一导电层4a与含有银颗粒的第二导电层4b的叠层结构。
其中，本次所公开的实施例，在所有的意义上都仅是示例，不应该视为限制。本发明的范围不是根据上述实施例的说明，而是由权利要求所表示，进而包含在权利要求的范围及均等的意义及范围内的所有的变更。
例如，在上述实施例1中，第二氧化物层3中含有NbO1.5，但本发明并不限于此，例如，也可以是含有组成比为1≤x≤2的范围内的其它氧化铌NbOx，而且，还可以包含其它元素。
此外，在上述实施例2中，作为阳极1的材料，使用含铝约1wt％的铌合金，但本发明并不限于此，也可以是含有铌以外的钽及钛等其它金属、以及氮等其它元素的铌合金。
此外，在上述实施例中，氧化物层2是通过将阳极1在电解液中进行阳极氧化形成，但本发明并不限于此，也可以由其它的方法形成。
Claims (5)
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Nb2O5的第一氧化物层；
在所述第一氧化物层上形成的含有NbOx的第二氧化物层；和
在所述第二氧化物层上、与该第二氧化物层接触而形成的阴极，
其中，x满足1≤x≤2。
2.如权利要求1所述的固体电解电容器元件，其特征在于，
所述阴极具有在所述第二氧化物层上、与该第二氧化物层接触而形成的、含有碳颗粒的第一导电层，与在所述第一导电层上形成的、含有银颗粒的第二导电层的叠层结构。
3.一种固体电解电容器元件的制造方法，其特征在于，包括：
在电解液中，通过对含有铌的阳极进行阳极氧化而形成含有Nb2O5的第一氧化物层的工序；
在减压下，对所述第一氧化物层进行热处理，在所述第一氧化物层上形成含有NbOx的第二氧化物层的工序；和
在所述第二氧化物层上、与该第二氧化物层接触而形成阴极的工序，
其中，x满足1≤x≤2。
4.如权利要求3所述的固体电解电容器元件的制造方法，其特征在于：
形成所述第二氧化物层的工序包含在大于等于140℃小于250℃的温度下进行热处理的工序。
5.一种固体电解电容器，其特征在于，具备：
在阳极上形成的含有Nb2O5的第一氧化物层；
在所述第一氧化物层上形成的含有NbOx的第二氧化物层；
在所述第二氧化物层上、与该第二氧化物层接触而形成的阴极；和
在所述阴极上形成的封装体，
其中，x满足1≤x≤2。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1334957A (zh) * | 1998-12-15 | 2002-02-06 | 昭和电工株式会社 | 铌电容器及其制造方法 |
| CN1534700A (zh) * | 2003-03-28 | 2004-10-06 | 三洋电机株式会社 | 固体电解电容及其制造方法 |
| CN1577659A (zh) * | 2003-07-22 | 2005-02-09 | H.C.施塔克股份有限公司 | 电容器的制备方法 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4780796A (en) * | 1987-01-13 | 1988-10-25 | The Japan Carlit Co., Ltd. | Solid electrolytic capacitor |
| JPS63173313A (ja) | 1987-01-13 | 1988-07-16 | 日本カーリット株式会社 | 固体電解コンデンサ |
| JPH11265838A (ja) * | 1998-03-17 | 1999-09-28 | Hitachi Chem Co Ltd | 固体電解質形成用ペースト組成物、これを用いた固体電解コンデンサ及びその製造法 |
| JP3196832B2 (ja) | 1998-05-15 | 2001-08-06 | 日本電気株式会社 | 固体電解コンデンサ及びその製造方法 |
| JP4263795B2 (ja) * | 1998-12-22 | 2009-05-13 | 昭和電工株式会社 | コンデンサ |
| JP4453890B2 (ja) * | 2001-04-12 | 2010-04-21 | 昭和電工株式会社 | ニオブコンデンサの製造方法。 |
| JP2004111598A (ja) * | 2002-09-18 | 2004-04-08 | Sumitomo Metal Mining Co Ltd | コンデンサ陽極体およびその製造方法 |
| TW200503020A (en) * | 2003-02-07 | 2005-01-16 | Showa Denko Kk | Capacitor and manufacturing method of capacitor |
| CN101676217A (zh) * | 2003-05-19 | 2010-03-24 | 卡伯特公司 | 生产铌金属氧化物的方法和氧还原的铌氧化物 |
| TW200522109A (en) * | 2003-11-13 | 2005-07-01 | Showa Denko Kk | Solid electrolyte capacitor |
| US7265965B2 (en) * | 2004-07-07 | 2007-09-04 | Showa Denko K.K. | Capacitor element and carbon paste |
-
2006
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1334957A (zh) * | 1998-12-15 | 2002-02-06 | 昭和电工株式会社 | 铌电容器及其制造方法 |
| CN1534700A (zh) * | 2003-03-28 | 2004-10-06 | 三洋电机株式会社 | 固体电解电容及其制造方法 |
| CN1577659A (zh) * | 2003-07-22 | 2005-02-09 | H.C.施塔克股份有限公司 | 电容器的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Matthew Olszta等.Interfaces in Next Generation Ta and NbO Solid Electrolytic Capacitors.《Microsc Microanal》.2005,第11卷578-579. * |
Also Published As
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