铌电容器的制备方法技术

一种铌电容器的制备方法，包括在铌烧结体表面形成氧化物膜，在氧化物膜上形成有机半导体层，在有机半导体层上形成导电层，和外壳成型的步骤，其中将表面形成有氧化物膜、氧化物膜上形成有有机半导体层且在有机半导体层上形成有导电层的烧结体在用树脂进行外壳成型之前置于１００至３００℃中处理。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。更具体地说，本专利技术涉及高温M 下寿命长、偏置变化(bias change)小、单位质量电容量大和泄漏电流(下 文中有时筒称为"LC")小的铌固体电解电容器的制备方法。
技术介绍
用于电子仪器如移动电话和个人电脑中的电容器要求尺寸小和电容量 大。在这些电容器中，优选钽电容器，因为相对于尺寸其电容量大且性能 好。钽电解电容器通常选用钽氧化物作为介电材料，但是为了进一步增大 电容量，用具有更大介电常数的氧化铌作为介电材料的铌电解电容器已处 于研究之中。据本专利技术人以前曾揭示，在铌电解电容器中，用部分氮化的 铌烧结体作为电极的电解电容器具有很大的电容量和良好的LC性能(参 见JP-A-10-242004 )(美国专利No. 6,115,235 )(这里使用的术语 "JP-A"是指"未审公开的日本专利申请"))。在该专利公开中所揭示的用部分氮化的铌烧结体制备的电容器具有较3大的电容量和良好的LC性能，但是由于应用直流偏置(DCbias)使其电 容量大大减小。因此，为了获得预期容量的电容器，必须用大量的烧结体 或者用粒度较小的铌粉制备烧结体。因此，本专利技术的目的是提供具有良好的LC性能和4吏用DC偏置导致 的电容量降低较小的电容器及其制备方法。直流偏置的使用所致的电容量降低是铌元素的特性，据推测是由于作 为电介质层主要成分的氧化铌的不稳定造成的。专利技术的公开作为对上述问题扩展研究的结果，本专利技术人发现作为电介质层主要成 分的氧化铌可以通过加热处理使其稳定。本专利技术正是基于该发现而完成的。本专利技术提供如下的、用该方法制备的电容器、用 该电容器制备的电路和电子仪器(1) 一种，包括在铌烧结体表面形成氧化物 膜，在氧化物膜上形成有机半导体层，在有机半导体层上形成导电层，和 外壳成型的步骤，其中将表面形成有氧化物膜、氧化物膜上形成有有机半 导体层且在有机半导体层上形成有导电层的烧结体在用树脂进行外壳成型 之前置于100至300。C中处理；(2) 根据上述(1)所述的，其中铌烧结体以 50至400， OOO质量ppm的含量含有一种或多种其它元素；(3 )根据上述(1)至(2 )中任意一项所述的， 其中铌烧结体为铌合金烧结体，其以50至400， OOO质量ppm的总含量含 有一种或多种选自下列的其它元素作为合金组分锂、钠、钾、铷、铯、钫、铍、镁、钙、锶、钡、镭、杭、钇、镧、铈、镨、钕、钐、铕、礼、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钛、锆、铪、钒、钽、铬、钼、钨、锰、铼、铁、钌、锇、钴、铑、铱、镍、钯、铂、铜、银、金、锌、镉、汞、硼、铝、镓、铟、铊、碳、硅、锗、锡、铅、磷、砷、锑、铋、竭、碲、钋和砹；(4) 根据上述(1)至(3 )中任意一项所述的， 其中铌烧结体以50至200,000质量ppm的含量含有一种或多种选 自硼、氮、碳和硫的其它元素；(5) 根据上述(1)至(4)中任意一项所述的制备方法所制备的电容器；(6) 用上述(5)中的电容器制备的电路；和(7) 用上述(5 )中的电容器制备的电子仪器。专利技术详述本专利技术的描述如下。在制备铌电容器的过程中，在一个电极(第一电极)上形成一层主要 由氧化铌构成的电介质氧化物膜，在该电介质氧化物层上形成另一个电极 (对电极)。铌或铌合金优选作为第一电极，以方便形成氧化铌层，且更 优选使用铌或者铌合金烧结体以获得更大的电容量。例如，在铌或铌合金烧结体(除另有特别说明外，以下统称为"铌烧 结体")上通过电解形成主要由氧化铌构成的氧化物膜层，在氧化物膜层 外面形成一层无才几半导体层如二氧化铅和二氧化锰，或者形成含掺杂剂如 聚吡咯、聚噻吩和聚(3，4-亚乙基二氧嚷吩)的有机半导体层作为对电极。 然后，通过使用导电糊如碳糊和4,在该电极上形成一层导电层以降低接 触电阻，从而得到铌电容器器件。通常通过用聚合物密封材料如环氧树脂 或者酚树脂在该铌电容器器件上形成树脂外壳使其具有耐热性和耐湿性， 然后将其^应用。本专利技术的铌电容器制备方法的特征在于，其包括将电介质氧化物膜层 暴露于100至1400"C的高温下的步骤。高温处理可以在形成电介质氧化物 层之后的任意阶段，但是处理时机和温度根据用于构成半导体层或者导电 层材料的热稳定性而相应改变。在制备铌电容器的过程中，优选用聚吡咯 类形成有机半导体层，在这种情况下，将形成有氧化物膜的铌烧结体热处 理的时机优选在形成氧化物膜之后并在形成有机半导体层之前。电介质氧化物膜热处理的温度优选为从化学形成温度至氧化物膜的熔点，例如100 至1400t:,优选150至1200匸，更优选200t:至1000"C。在形成有机半导体层后(在形成导电层之前)进行热处理时，温度优选为从ioo至350x:，更优选从150至300X:。在形成导电层之后(在外壳成型之前)进行热处理时，温度优选为从 10o至30ox:，更优选高于用于形成外壳的树脂的固化温度，但为270x:或更低，例如，当所用树脂的固化温度为140X:时，热处理温度优选150至 270 。C的范围。之所以热处理温度要高于用于形成外壳的树脂的固化温度，是因为推测这样可以减小树脂成型过程的热压效应，从而防止半导体层内 产生裂缝和泄漏电流量的增加。在高温处理时，氛围气体可以是空气或者惰性气体如He， Ne或者Ar。 高温处理可以在减压、常压或者加压的任意条件下进^f亍。特定的情况下，当热处理温度为350X:或者更高时，热处理优选在上述惰性气体中在减压的条件下进行。在各种情况下，高温处理持续时间为几秒至几十个小时。 在电介质氧化物膜热处理之后，可以进一步进行电解氧化以使电介质氧化 物膜稳定化。本专利技术中使用的铌烧结体描述如下。铌烧结体可以为铌合金烧结体，并且只要能够形成主要由氧化铌构成 的电介质氧化物膜层就足够了 。例如，铌单体物质当然适合用于铌烧结体，但是部分铌烧结体可以用 氮化、硼化、碳化、和石危化中的至少一种方法处理。结合的量，即，氮、 硼、碳、和硫的总含量根据用于制备烧结体的精细粉末的粒度、烧结体的比表面积或烧结体的形状而变化，但其范围为50至200,000质量ppm，优 选200至20,000质量ppm。铌合金烧结体的另一部分合金成分为至少一种选自下列的元素锂、 钠、钟、铷、铯、钫、铍、镁、钓、锶、钡、镭、钪、钇、镧、 铈、镨、钕、钐、铕、轧、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钛、 锆、铪、钒、钽、铬、钼、鴒、锰、铼、铁、钌、锇、钴、铑、6铱、镍、钯、铩、铜、银、金、锌、镉、汞、硼、铝、镓、铟、铊、碳、硅、锗、锡、铅、磷、砷、锑、铋、硒、碲、4卜和砹。 其总含量优选为50至400,000质量ppm，并从LC性能的角度， 更优选100至50,000质量ppm,当然还要根据所含元素而相应变 化。部分该铌合金烧结体可以进行氮化、硼化、碳化、或硫化。 其结合的量，即，氮、硼、碳、和硫的总含量为50至20,000质量卯m， 优选200至5,000质量ppm，当然还要根据另 一部分合金成分和含量相应 的改变。的烧结体本身的氧化物层或者为形成于烧结体表面的另 一种电介质氧化物 层，但优选含铌烧结体的氧化物的层，更优选主要由氧化铌组成的氧化物 层。在任一情况下，氧化物层可以通过常规的公知方法形成。例如，通过 电解氧化(也可以称为"本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铌电容器的制备方法，包括在铌烧结体表面形成氧化物膜，在氧化物膜上形成有机半导体层，在有机半导体层上形成导电层，和外壳成型的步骤，其中将表面形成有氧化物膜、氧化物膜上形成有有机半导体层且在有机半导体层上形成有导电层的烧结体在用树脂进行外壳成型之前置于１００至３００℃中处理。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大森和弘，内藤一美，福永宏史，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP