JP2012513105A - コンデンサ陽極 - Google Patents

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Abstract

本発明は、酸化ニオブをベースとする固体電解コンデンサ陽極、陽極素地の成形及び陽極体への焼結によるそのような陽極の製造方法並びに酸化ニオブからなる陽極を有する固体電解コンデンサの製造方法に関する。

Description

本発明は、NbOをベースとする固体電解コンデンサ陽極、その製造方法及びNbOからなる陽極を有する固体電解コンデンサに関する。
五酸化ニオブ又は五酸化タンタルからなる誘電体を有する固体電解コンデンサは、エレクトロニクス産業において幅広い用途が見出されている。これらの固体電解コンデンサは、この種のコンデンサ中に絶縁体層を形成する五酸化ニオブ及び五酸化タンタルの高い誘電率に基づいている。これらの陽極の製造は、タンタル一次粒子もしくはニオブ一次粒子の微粒状の多孔質凝集体を焼結させて、相応して大きな表面積を有する多孔質の陽極体にすることにより行われ、その際にこれらの凝集体は、焼結前に形状安定な圧粉体に加工され、これらの圧粉体はついで10〜30分にわたって高真空中で1000〜1500℃の温度で焼結される。これらの焼結体(陽極)の表面上に、ついで電解酸化により五酸化物層が生成され、それらの厚さは、電解酸化の最大電圧(化成電圧)により決定されている。これらの陰極は、それらのスポンジ様構造体を、硝酸マンガンに浸漬して熱的に二酸化マンガンに変換することにより、又は高分子電解質の液状前駆物質に浸漬しかつ重合させることにより、又は導電性ポリマーのポリマー分散液に浸漬することにより、生成される。
原則的に、ニオブ亜酸化物、NbOx(ここでx=0.5〜1.7)も、その高い伝導率に基づいて陽極材料として適している。相応して、近頃、陽極材料としてのNb金属又はTa金属の代用品としてのNbOの使用について多様な提案がなされている。しかしながらこれまで、陽極材料としてのNbOの工業的な使用は、それから製造されたコンデンサが、高すぎる残余電流を有し、かつ同じようにして製造された陽極全てが、極端に幅広い分布の比残余電流を示すことでうまくいっていない。製造バッチからの多数のコンデンサは、これらのコンデンサを使えなくする電圧絶縁破壊(Spannungsdurchbruechen)する傾向がある。
NbO陽極を有するコンデンサの劣悪な性能の理由は、その製造方法により発生される欠陥構造にあると思われる:NbOは、延性金属であるNb及びTaとは異なり、比較的脆い酸化物セラミックであり、この酸化物セラミックはその陽極の成形の際に明らかに欠陥が、例えばマイクロクラックの形で発生し、これらの欠陥は焼結の際にも不完全に治癒するに過ぎない。
この種の欠陥は、陽極体の成形が焼結前に加圧せずに行われる場合には生じないことが見出された。
本発明の対象は、故に、NbOx(ここでx=0.5〜1.7、好ましくはx=0.7〜1.3)からなる予備焼結された微粒状粉末から、固体電解コンデンサ陽極を、前記粉末からなる陽極素地の成形及び陽極体への素地の焼結により製造する方法であり、前記方法は、素地の成形が本質的に圧力を適用せずに行われることにより特徴付けられる。
本発明の対象はまた、本発明による陽極体を化成し(Formieren)、かつ化成された陽極体に陰極を設けることによる固体電解コンデンサの製造方法でもある。
本発明の第一実施態様によれば、このNbOx粉末は、不活性液体中で、好ましくは水中でスラリー化され、平らな又はスプーン状、ボート状もしくはたる状に押し抜かれた、ニオブ金属箔又はタンタル金属箔上に施与されるかもしくは充填され、超音波を用いる振動により圧縮され、乾燥され、かつ焼結される。
好ましくは、NbOx粉末は、希釈された懸濁液から、沈降により施与される。その際に、ニオブ箔又はタンタル箔は懸濁槽に導かれるので、前記粉末は、この箔上もしくは前記の構造体中で沈降される。好ましくは水性懸濁液が使用される。NbOx粉末の濃度は、好ましくは50g/l未満、特に好ましくは10g/l未満、さらに好ましくは2〜8g/lであるべきである。前記懸濁液中へは、箔上に沈降される粉末がこの箔と共に排出される程度に、連続的に供給される。初期の調節段階の後に、懸濁液中では、供給された粉末の粒度分布に相当する粒度分布がちょうどこの懸濁液から沈降される粉末粒度分布に調節されるので、凝離効果は本質的に生じない。この粉末の沈降によりコーティングされた箔の導出後に、この箔は超音波装置へ導かれ、この装置により、沈降された粉末層が圧縮される。湿った圧縮された粉末層は乾燥される。水性懸濁液の場合には、60〜80℃から150〜180℃に数時間の期間をかけて上昇する温度での乾燥が好ましい。
NbOx粉末として、200〜1000nm、さらに好ましくは400〜800nmの平均一次粒度(SEM写真から視覚的に測定)を有する予備焼結された粉末が好ましくは使用される。二次粒度(焼結された一次粒子のサイズ)は、好ましくは100〜180μmの範囲内である(Mastersizer、ASTM B 622によりD50値として測定)。Mastersizerによる二次粒度分布は、好ましくは、D10=30〜70μm、D50=100〜180μm及びD90=200〜300μmにより定義されている。二次粒子は、球形又は不規則な形を有することができる。好ましいのは、沈降及び超音波圧縮後により安定なケーキをもたらす不規則な形である。
本発明のさらなる一実施態様によれば、成形は、NbOx粉末を含有するペーストをニオブ箔又はタンタル箔上へ塗布することにより行われる。
陽極素地を生成するこの種の方法は、Nb金属陽極技術及びTa金属陽極技術に関連して、薄い構造を生成するために、スクリーン印刷法、ステンシル印刷法、インクジェット印刷法及び浸漬成形法の形で既に提案されている。
米国特許(US)第3,465,426号明細書において、陽極が、箔上での粉末成形により製造されることによるコンデンサ陽極の製造方法の特許の保護が請求されている。
欧州特許(EP-B1)第1114430号明細書において、例えば、焼結高融点金属層を製造するための特殊なペーストの特許の保護が請求されている。
欧州特許(EP-B1)第1208573号明細書において、陽極体が、固化されることができる連続的に変形可能な材料からなる電解コンデンサ用の陽極の特許の保護が請求されている。
これらの方法の場合に、微粒状のNb粉末又はTa粉末と有機結合剤とからなるペーストが使用され、このペーストがNb薄板又はTa薄板からなる基体上へ施与され、かつ乾燥される。引き続き、第一の温度処理により、有機結合剤が除去され、かつその後焼結される。
これらの方法は、有機結合剤の除去中に、陽極材料に炭素がドープされるという欠点を有する。ペースト配合が時間が経つにつれて改善されるにもかかわらず、コンデンサ中の150ppm未満の炭素含量にすることはうまくいっていない。しかしながら炭素は、望ましくない高い漏れ電流と結び付いている。この方法は、故に工業的には普及しなかった。
コンデンサ製造のためのこの種のペースト中でのNbOx粉末を使用する場合に炭素がドープされないことが見出された。明らかに炭素は、存在する酸素に基づいて遅くとも焼結する際に完全に除去されることができる。
本発明のさらなるこの実施態様によれば、成形は、有機結合剤を有するペーストを平面的に形成されたニオブ薄板又はタンタル薄板上に施与し、このペーストを乾燥させ、かつ150〜550℃の範囲内の温度への加熱によりこの結合剤を除去することによって、行われる。
好ましくは、陽極構造体の成形は、ペーストを用いてステンシル印刷法により実施される。このためには、平面の陽極接点を形成するニオブ箔又はタンタル箔上へ、切抜きが設けられたステンシルが載置され、かつこのペーストが、ドクターを用いてステンシルの切抜き中へ導入される。ステンシルの切抜きは、この陽極の所望の平面寸法の形、例えば両方向で数mmの寸法を有する長方形を有する。ステンシルの厚さはほぼ、その後の陽極構造体の厚さを予め決定する。ステンシルの厚さは、50〜500μm、好ましくは100〜300μmであることができる。
本発明の対象はまた、平面的に広がった陽極及びコンデンサでもあり、その際に、この陽極は、ニオブ亜酸化物NbOx(ここで0.5<x<1.7)からなるスポンジ様に焼結された構造体からなり、かつニオブ及び/又はタンタルからなる相応して平面的に広がった陽極接触面を有し、その際に、陽極構造体の炭素含量は、25ppm未満、好ましくは15ppm未満、特に好ましくは10ppm未満である。
本発明の対象は、さらに、0.4nA/μFV未満の比残余電流を有する前記の陽極を有する固体電解コンデンサである。
以下に、特にステンシル印刷法に適したペーストが記載される。
結合剤として、好ましくは炭化水素、特にセルロース、例えばエチルセルロースN7、N20、N100、N200又はN300又はHercules社のタイプKlucel H、Klucel M又はKlucel Gのヒドロキシプロピルセルロースが使用される。適した他の結合剤は、多糖類、ヘミセルロース、アクリラート、ポリエステル−ポリウレタン、ポリエーテル−ポリウレタン、尿素−ポリウレタン、ポリビニルアルコール及びそれらの二元又は多元の混合物である。
相溶性に応じて、これらの結合剤は、好ましくは溶剤、例えばテルピネオール、グリコール、例えばエチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、ブチルグリコール、トリエチレングリコール中に又はまた水中に、場合により少し高められた温度で、溶解される。
さらに、この結合剤に、表面活性物質(湿潤剤、消泡剤)、例えばSurfinol 104(Air Products社)又は2−[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]酢酸(Sigma-Aldrich社)又はByk 024(BYK-Gardner社)及び/又はレオロジー添加剤、例えばRheolate 244(Elementis Specialities社)が添加されることができる。
NbOx粉末として、40μmの最大粒度を有する球状二次粉末が好ましくは使用される。特に好ましいのは、その際に、D10=0.5〜1.5μm、D50=1.5〜3μm及びD90=7〜12μmの粒度分布である。平均一次粒度は、200〜600nmであることができる。
このNbOx粉末は、この結合剤系中へ導入され、かつ三本ロールミル(Dreiwalzenstuhl)上で均質化される。軽く湿潤させるために、この粉末は、その導入の前に湿潤剤溶液中でスラリー化されることができる。ペーストの固体含量は、それらの粘度にも影響を及ぼす。この固体含量は、全配合物の少なくとも70質量%かつ多くとも87質量%、好ましくは75〜85質量%である。
これらのペーストの均質化後に、角度4゜及び直径20mmを有する円錐−平板測定系を用いて測った、10〜50s-1の剪断速度スキャン(回転法)において流れ曲線から算出された10s-1で80〜100Pas及び50s-1で3.5〜10Pasの粘度を有するペーストが、ステンシル印刷法に特に適している。本発明によるペーストは、さらに、降伏点(Fliesspunkt)、線形粘弾性領域内での複素粘性率の弾性成分及び粘性成分並びに剪断応力をかけた際のそれらの減少もしくは剪断応力を取り除いた際のそれらの上昇の程度(チキソトロープ性)により特徴付けられるそれらの流動学的特性が、十分に尖鋭なエッジ及び平らな表面を有する陽極が生じるように調節されていることに傑出している。降伏点は、平板−平板−ジオメトリーを有する1Hzでのレオメーターの振動モジュラスにおいて剪断応力制御されて算出される。定義に従い、複素粘性率の弾性成分がもはや剪断応力から独立していないとき、すなわち剪断応力が増加するにつれて低下するときに、降伏点を超えている。弾性成分の低下がちょうどまだ確認されることができないときの剪断応力の値は、降伏点として規定される。
降伏点では、本発明によるペーストの場合の粘度の弾性成分は、500〜15000Pas、好ましくは750〜7500Pas及び特に好ましくは1000〜5000Pasである。本発明によるペーストの粘性成分は、降伏点では、降伏点での粘度の弾性成分よりも少なくとも0.5倍かつ多くとも1.5倍、好ましくは少なくとも0.75倍かつ多くとも1.25倍及び特に好ましくは少なくとも0.9倍かつ多くとも1.1倍、大きい。
ステンシル印刷における使用のためには、剪断応力の際並びに剪断応力の終了後のこのペーストの流動学的挙動(チキソトロープ性)に、印刷像の品質にとって決定的である。剪断応力によって、強さが降伏点での粘度の弾性成分により特徴付けられている、このペースト擬似塑性を引き起こす構造が分解される。本発明によるペーストの場合に、弾性成分は、降伏点でよりも3倍大きい剪断応力で、50%だけ、好ましくは75%だけ及び特に好ましくは90%だけ分解される。粘性成分は、降伏点でよりも3倍大きい剪断応力で、その際に、本発明によれば2500Pas未満、好ましくは1000Pas未満及び特に好ましくは500Pas未満に低下する。
剪断応力を降伏点での値へ取り除いた後に、このペーストの構造が再び合成される。本発明によれば、5秒後に、構造(すなわち降伏点を越える前の粘度の弾性成分)の少なくとも25%かつ多くとも90%、好ましくは50〜80%が再び合成されている。複素粘性率の粘性成分は、剪断応力を取り除いた後に、本発明によれば、複素粘性率の弾性成分よりも少なくとも1.25倍〜多くとも10倍、好ましくは2〜5倍大きい。
陽極エッジの峻度は、長方形の標準コンデンサジオメトリーの空間利用にとって重要であり、かつ故に平坦すぎるべきではない。陽極のプレスの際に通常生じるような極めてシャープなエッジは、このエッジの不動態化及びコーティングが付加的な費用(例えばいわゆるコア−シェル−不動態化)を招く限りでは不利である。
平らな薄板上へ印刷された、高さHの陽極のエッジの峻度の無次元の尺度Mとして、この陽極が薄板平面から有意に離れ始める点と、少なくとも平均陽極最終高さHに達している点との間の、エッジに対して垂直に測定される区間Sが、平均陽極最終高さHで正規化されて定義される。
この無次元の尺度H/Sは、このエッジの平均の傾きに相当する。この尺度、すなわち平均の傾きが1である場合には、これは、前記区間が、陽極の高さとちょうど同じ長さであることを意味する。この尺度が2である場合には、前記区間は、陽極の高さの半分と同じ長さである。垂直なエッジについては、この尺度は定義されていないか、もしくは"無限"である。
このエッジのプロフィールは、レーザープロフィールメーターの有限のステップ幅sで測定されるので、この尺度は最大でH/sである。"無限"とH/sの間の傾きを有する全てのエッジは、その尺度H/sに割り当てられることになり、かつ故に区別可能ではない。
sは、H/sが少なくとも5であるように選択されるべきである。
全エッジ幅を評価するため及び散乱を滑らかにするために、このエッジに沿って少なくとも20の位置での高さが測定され、かつ算術平均である。
本発明による陽極の場合に、無次元の尺度Mは、0.5〜4.5、好ましくは1〜4.5、特に好ましくは2.5〜4.5の値を有する。
本発明は、以下に、添付された図に基づいてより詳細に説明される:
切り抜いた陽極接触構造体を有する、沈降成形法に適したニオブ箔又はタンタル箔の断片図; 図1による、好ましくは使用される構造を示す図; 沈降成形法に適した装置を略示的に示す上面図; 図3による装置の切片A−Aを示す図; 図4による装置の切片B−Bを示す図; ステンシル印刷法により製造されたペーストコーティングのプロフィールメータースキャンを示す図。 20の測定位置について平均し、かつ平均陽極最終高さで正規化したエッジ推移及びそれから算出した、本発明による陽極のエッジの傾きを示す図。 20の測定位置について平均し、かつ平均陽極最終高さで正規化したエッジ推移及びそれから算出した、比較陽極のエッジの傾きを示す図。
図4及び図5において、前後関係から他のことが明らかにならない限りは、切片面が太い線により及び見通し線が細い線により、示されている。
図1に示されているように、ニオブ箔又はタンタル箔1中で、沈降成形法のために好ましくは蛇行した切抜き5が行われるので、陽極接触面2及び陽極接触ウェブ3が形成され、これらは主ウェブ4を介して互いに結合されている。1枚の箔は、こうして、100よりも多い、好ましくは1000及びそれ以上の、陽極接触面2を有することができる。切抜き5は、押し抜き又はレーザー切削により生成されることができる。陽極接触面5の寸法は、各方向で数mm(einige mm)であることができる。ウェブ3上での沈降を防止するために、これらは、図2に断面図で示されているように、主ウェブ4への結合部位で並びに陽極接触面2への結合部位で折り曲げられるので、ウェブ3は上の方へ垂直に突き出ている。参照番号6で、陽極接触面2上に沈降されたNbOx粉末層が表示されている。参照番号7で、この粉末が、主ウェブ上にも沈降されることが表示されている。これは、主ウェブ4が、図2中の右側に表示されているように折り曲げられる場合に、大幅に防止されることができる。図1及び図2の例示的な略示図には、これらの陽極接触面が、平らな平面として示されている。これらの陽極接触面をスプーン状に凸形に又は箱型に周囲のエッジと共に形成することは、同じように可能である。例示的に長方形で示されている陽極接触面は、さらに円形又は楕円形又はその他で形成されていることができる。
沈降成形法を実施するための装置1は、図3〜図5に示されている。この装置は、交差する2つの容器からなり、これらの交点には沈降容器2が存在する。これらの容器の1つ(箔通過容器)を経て、小文字で示された箔が導かれ、その際に、この箔は連続して位置a、b、c、d及びe(図4)をそれぞれ矢印により表示された運動方向で占める。例えば図2による構造を有する箔は、aで、供給され、bで、導入室3中で液位12の下方に沈められ、その後cで、この沈降容器の排出口下方を通過し、その際に沈降物層が形成され、dで、排出室4中で液位12の上方へ持ち上げられ、かつeで、示されていない超音波圧縮、乾燥及び焼結に供給される。
第一容器に対して横に配置された他の容器(図5)中で、流動室5中で、NbOx粉末を含有する懸濁液は、撹拌機10を用いて、曲がった矢印により表示されたように沈降容器2の周りをポンプ循環される。沈降容器2上方のポンプ循環された懸濁液流から、粉末粒子が沈降し、かつ鎮め格子13が設けられた上部の開いた沈降容器2中へ入る。新たな粉末入口6を経て、外に移された箔と共に取り出されたのと同じ程度で粉末が連続的に供給される。容器の底部で8で堆積された粉末は、導管7を経て、前記懸濁液に再び供給される。
箔通過容器3、4は、角度遮へい9により懸濁液循環容器5に対して遮へいされており(図4)、その際に、遮へい9の下エッジに通路11が設けられており、前記通路を経て、前記箔上に堆積されない粉末は懸濁液循環室5中へ再び入ることができる。
本発明は、以下の例に基づいてより詳細に説明される:
例1:
1.24m2/gのBET表面積及びD10=33μm、D50=107μm及びD90=286μmに相当する粒度分布を有し、不規則な形状を有する式NbO1.07のニオブ亜酸化物粉末を使用する。この粉末は、焼結された一次粒子からなり、それらの直径は、SEM写真から視覚的に約620nmであることがわかる。
この粉末を、少量の湿潤剤を含有する水が充填されたガラス容器の表面上へ均一にふりかける。この容器の底部近くで、図2に相応して構造化された6×6mm2の64の陽極接触面を有する70μmの厚さのニオブ箔を、スイングアーム上で覆いの下に保持する。15分後にこの箔をスイングさせるので、この箔はもはや覆いによって覆われていない。これらの陽極接触面上にこの粉末の厚さ約0.5mmの層が沈降された後に、この箔は再び覆いの下でスイングさせる。さらに粉末を水表面上にふりかけない。なお水中に分散された粉末が沈降した後で、この箔を取り出し、かつ30秒間、超音波石英により垂直振動の励起された平板上へ載置する。コーティングした箔を、ついで乾燥炉中で、まず最初に60℃で4時間、その後80℃でさらに4時間及び最後に120℃でさらに4時間乾燥させる。乾燥した箔を、ついで高真空焼結炉中へ導入し、その際にこの炉の真空排気後に、この炉の温度を1時間かけて1400℃にし、かつこの温度でさらに15分保持する。引き続き室温に冷却する。
これらの陽極接触面は上面が、堅固に付着し、幾分粗い多孔質のニオブ亜酸化物層で覆われている。この箔の質量増加は、4.03gである、すなわち陽極(陽極接触面のコーティング)の平均質量は、63mgである。
コンデンサ特性を調べるために、64の陽極を有する箔を、下に向かって0.1質量%リン酸中へ浸漬させるので、ウェブ3(図2)は、前記酸表面の上方に部分的に残留する。300mAに限定された電流の強さで30Vの化成電圧まで化成し、その際に電圧を、0への電流の強さの低下後にさらに2時間保持する。
残余電流測定を、陰極として0.1質量%リン酸に対して行う。容量測定を、陰極として18質量%硫酸に対して、10Vのバイアス電圧及び120Hzの周波数を有する交流電圧で行う。64の陽極について平均して、148.380μFV/gの比容量及び0.43nA/μFVの平均残余電流となる。
例2:
0.76m2/gの比表面積及びD10=0.85μm、D50=2.0μm、D90=8.0μm及びD100=36.2μmに相当する粒度分布を有する式NbO0.95のニオブ亜酸化物粉末を使用する。
ペーストは、
テルピネオール中のエチルセルロースN75質量%を含有する結合剤14.3質量%、
湿潤剤としてのMEEE 0.5質量%及び
NbOx粉末 85.2質量%
を混合し、引き続き三本ロールミル中で均質化することにより製造される。角度4゜及び直径20mmを有する円錐−平板−測定系を用いて測られ、10〜50s-1の剪断速度スキャン(回転法)における流れ曲線から、軽度にチキソトロープなペーストは、10s-1で90Pas及び50s-1で5.2Pasの粘度となる。
このペーストを、サイズ10×10cm2及び70μmの厚さの3枚のニオブ箔(例2a、2b及び2c)に、18個のリセスにつき6個の2列で配置されている、4.6×4.6mm2の108個のリセスを有する厚さ150μmの合金鋼ステンシルを用いて、半自動印刷機EKRA M2で印刷する。その塗布を、ショア90の硬さを有するゴムドクターを用いて行う。ドクター圧及びドクター速度、並びにこの箔上に施与されたペースト質量は、次のとおりである:
例2a:50N、60mm/s、0.997g
例2b:70N、80mm/s、0.946g及び
例2c:30N、40mm/s、1.061g。
印刷した箔を、循環空気乾燥器中で80℃で1時間、乾燥させる。乾燥させた構造体を、レーザー−プロフィールメーターを用いて幾何的に特性決定する。図6は、例2bの乾燥させたペースト印刷物の厚さプロフィールを示す。ドクターの送り方向で、軽度の厚さ上昇となる(図6中右側)。
乾燥させた印刷した箔を、次の加熱曲線を有する作業手順において高温−高真空炉中で、結合剤を除去し、かつ焼結させる:
室温から350℃に:25K/min、
350℃で:15min保持する、
350℃から800℃に:25K/min、
800℃から1050℃に:5K/min、
1050℃から最終温度に:25K/min及び
最終温度で15min保持する。
箔各1枚を、1300℃、1370℃及び1440℃(最終温度)で焼結させる。これらの陽極の付着は、全ての箔で良好である。テーブルエッジへこれらの箔を打ち付けた際に、剥落は確認されることができない。
この箔上に配置された陽極を、ソーイング(Saegeblatt 45-NIR(S))によりばらばらにし、かつ例1のようにそれらのコンデンサ特性に関して調査する。各10の陽極の平均値として次の値が得られる:
例2a:83.687μFV/g、0.203nA/μFV、
例2b:75.506μFV/g、0.158nA/μFV及び
例2c:94.620μFV/g、0.386nA/μFV。
炭素含量は、全ての陽極の場合に15ppm未満、しかも例2aの陽極の場合に4〜6.4ppm、例2bの陽極の場合に5.2〜7.3ppm及び例2cの陽極の場合に3.7〜5.8ppmである。
1 ニオブ箔又はタンタル箔、 2 陽極接触面、 3 ウェブ、 4 主ウェブ、 5 切抜き、 6,7 NbOx粉末層、
1 装置、 2 沈降容器、 3 導入室、 4 箔通過容器、 5 流動室、 6 新たな粉末入口、 7 導管、 8 底部、 9 遮へい、 10 撹拌機、 11 通路、 12 液位、 13 鎮め格子、
a,b,c,d,e 箔の運動方向

Claims (14)

  1. 陽極素地を成形し、陽極体に焼結し、化成し、かつ化成された陽極体に陰極を設けることによるNbOx(ここで0.5<x<1.7)からなる焼結された微粒状粉末からなる陽極を有する固体電解コンデンサの製造方法であって、
    前記素地の成形が本質的に圧力を適用せずに行われることを特徴とする、固体電解コンデンサの製造方法。
  2. 成形が、NbOx粉末の懸濁液から平面的に形成されたニオブ薄板又はタンタル薄板上に施与し、素地に乾燥させることによって行われる、請求項1記載の方法。
  3. 施与が、沈降及び超音波を用いる圧縮によって行われる、請求項2記載の方法。
  4. 成形が、有機結合剤を有するペーストを平面的に形成されたニオブ薄板又はタンタル薄板上に施与し、ペーストを乾燥させ、かつ350〜550℃の範囲内の温度への加熱により結合剤を除去することによって行われる、請求項1記載の方法。
  5. ペーストがステンシル印刷によって施与される、請求項4記載の方法。
  6. NbOx粉末が、D10=0.5〜1.5μm、D50=1.5〜3μm及びD90=7〜12μmの粒度分布を有する、請求項4又は5記載の方法。
  7. ペーストが、角度4゜及び直径20mmを有する円錐−平板−測定系を用いて測られ、10〜50s-1の剪断速度スキャン(回転法)において流れ曲線から算出された10s-1で80〜100Pas及び50s-1で3.5〜10Pasの粘度を有する、請求項4から6までのいずれか1項記載の記載の方法。
  8. 降伏点でのペーストの粘度の弾性成分が、500〜15000Pasであり、かつ粘度の粘性成分が少なくとも、降伏点での粘度の弾性成分よりも少なくとも0.5倍かつ多くとも1.5倍大きい、請求項4から7までのいずれか1項記載の方法。
  9. ペーストの粘度の弾性成分が、降伏点でよりも少なくとも3倍高い剪断応力で少なくとも50%だけ低下され、かつ粘性成分が2500Pas未満に低下される、請求項4から8までのいずれか1項記載の方法。
  10. 粘度の弾性成分が、降伏点での剪断応力の3分の1未満の値に剪断応力を取り除いた5秒後に、高められた剪断応力の適用前の値の25〜90%に合成されており、かつ複素粘性率の粘性成分が、剪断応力を取り除いた5秒後に、複素粘性率の弾性成分よりも少なくともなお1.25倍かつ多くとも10倍大きい、請求項4から9までのいずれか1項記載の方法。
  11. 陽極が、ニオブ亜酸化物NbOx(ここで0.5<x<1.7)からなるスポンジ様に焼結された平面構造体からなり、かつニオブ及び/又はタンタルからなる相応して平面的に広がった陽極接触箔を有し、その際に陽極構造体の炭素含量が25ppm未満、好ましくは15ppm未満である、平面的に広がった陽極体。
  12. 陽極エッジの陽極体の高さで正規化した平均の傾きが0.5〜4.5の範囲内である、請求項11記載の平面的に広がった陽極体。
  13. 2〜8mmの両方向での平面的な広がり及び0.05〜1mmの厚さを有する(陽極接触箔なしで)、請求項11記載の陽極体。
  14. 0.4nA/μFV未満の比残余電流を有するNbOxをベースとする固体電解コンデンサ。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2459874B (en) 2008-05-08 2010-09-15 Iti Scotland Ltd A clamping system and self advancing support platform
DE102011116939A1 (de) * 2011-10-26 2013-05-02 H.C. Starck Gmbh Verzugsfreie schablonengedruckte Anoden auf Ta-/Nb-Blech
DE102013101443A1 (de) * 2012-03-01 2013-09-05 Avx Corporation Ultrahigh voltage solid electrolytic capacitor
US10595986B2 (en) 2014-06-11 2020-03-24 Robert D. Rehnke Internal long term absorbable matrix brassiere and tissue engineering scaffold
JP6675996B2 (ja) * 2017-02-09 2020-04-08 日本軽金属株式会社 アルミニウム電解コンデンサ用電極の製造方法
RU2680082C1 (ru) * 2018-05-31 2019-02-15 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Способ изготовления анода конденсатора на основе вентильного металла
CN110459813B (zh) * 2019-07-02 2022-03-18 极安新能源科技(上海)有限公司 一种锂电池的制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002329745A (ja) * 2001-05-01 2002-11-15 Fujitsu Ltd 電子部品の実装方法及びペースト材料
JP2003110153A (ja) * 2001-06-11 2003-04-11 Lumileds Lighting Us Llc 蛍光体変換発光素子
JP2003282368A (ja) * 1998-09-10 2003-10-03 Hc Starck Gmbh 土酸金属電解コンデンサーまたは陽極
JP2005035885A (ja) * 2003-07-15 2005-02-10 Hc Starck Gmbh 亜酸化ニオブ粉末、亜酸化ニオブアノード、および固体電解キャパシタ
JP2005251676A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Nitta Ind Corp セパレータの製造方法
JP2006179886A (ja) * 2004-11-29 2006-07-06 Showa Denko Kk 固体電解コンデンサ用多孔質陽極体、その製造方法、及び固体電解コンデンサ
WO2006117787A1 (en) * 2005-05-04 2006-11-09 Cerel (Ceramic Technologies) Ltd. Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing the same
EP1818956A2 (en) * 2006-02-09 2007-08-15 Cerel (Ceramic Technologies) Ltd. High capacitance capacitor anode
JP2008277811A (ja) * 2007-03-20 2008-11-13 Avx Corp 複数の薄い粉末形成アノードを含む湿式電解キャパシタ

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3465426A (en) 1966-05-02 1969-09-09 Mallory & Co Inc P R Powder on foil capacitor
US5711988A (en) 1992-09-18 1998-01-27 Pinnacle Research Institute, Inc. Energy storage device and its methods of manufacture
DE19927909A1 (de) * 1998-09-10 2000-03-16 Starck H C Gmbh Co Kg Paste zur Herstellung von gesinterten Refraktärmetallschichten, insbesondere Erdsäuremetall-Elektrolytkondensatoren oder -anoden
DE19941094A1 (de) 1999-08-30 2003-07-10 Epcos Ag Kondensator und Verfahren zum Herstellen eines Anodenkörpers und eines Anodenableiters hierfür
DE10192560B4 (de) * 2000-06-21 2007-02-15 H.C. Starck Gmbh Kondensatorpulver
US6439115B1 (en) 2000-08-30 2002-08-27 Micron Technology, Inc. Uphill screen printing in the manufacturing of microelectronic components
US7149074B2 (en) * 2001-04-19 2006-12-12 Cabot Corporation Methods of making a niobium metal oxide
US20030104923A1 (en) * 2001-05-15 2003-06-05 Showa Denko K.K. Niobium oxide powder, niobium oxide sintered body and capacitor using the sintered body
CN1526028B (zh) 2001-05-15 2011-10-12 昭和电工株式会社 铌粉、铌烧结体和使用该烧结体的电容器
IL143780A (en) 2001-06-14 2007-06-03 Cerel Ceramic Technologies Ltd Process for manufacturing electrode
US6865069B2 (en) * 2001-10-02 2005-03-08 Showa Denko K.K. Niobium powder, sintered body thereof, chemically modified product thereof and capacitor using them
JP4596543B2 (ja) 2003-01-31 2010-12-08 昭和電工株式会社 固体電解コンデンサの製造方法
EP1505611B9 (de) 2003-07-22 2012-12-05 H.C. Starck GmbH Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren
JP4177322B2 (ja) * 2004-11-30 2008-11-05 ローム株式会社 固体電解コンデンサおよびその製造方法
GB0613491D0 (en) * 2006-07-06 2006-08-16 Avx Ltd Binder removal particulate bodies
US20080123251A1 (en) 2006-11-28 2008-05-29 Randall Michael S Capacitor device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003282368A (ja) * 1998-09-10 2003-10-03 Hc Starck Gmbh 土酸金属電解コンデンサーまたは陽極
JP2002329745A (ja) * 2001-05-01 2002-11-15 Fujitsu Ltd 電子部品の実装方法及びペースト材料
JP2003110153A (ja) * 2001-06-11 2003-04-11 Lumileds Lighting Us Llc 蛍光体変換発光素子
JP2005035885A (ja) * 2003-07-15 2005-02-10 Hc Starck Gmbh 亜酸化ニオブ粉末、亜酸化ニオブアノード、および固体電解キャパシタ
JP2005251676A (ja) * 2004-03-08 2005-09-15 Nitta Ind Corp セパレータの製造方法
JP2006179886A (ja) * 2004-11-29 2006-07-06 Showa Denko Kk 固体電解コンデンサ用多孔質陽極体、その製造方法、及び固体電解コンデンサ
WO2006117787A1 (en) * 2005-05-04 2006-11-09 Cerel (Ceramic Technologies) Ltd. Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing the same
EP1818956A2 (en) * 2006-02-09 2007-08-15 Cerel (Ceramic Technologies) Ltd. High capacitance capacitor anode
JP2008277811A (ja) * 2007-03-20 2008-11-13 Avx Corp 複数の薄い粉末形成アノードを含む湿式電解キャパシタ

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