[其他]固體電解電容器制造方法

無效

• 申請號: 87104241
• 申請日: 1987-06-17
• 公開（公告）號: CN87104241A
• 公開（公告）日: 1988-12-28
• 發明（設計）人: 劉人敏;吳國良;王洪基;李月南
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: H01G9/02
• 分類號: H01G9/02
• 代理公司: 北京市第三專利代理事務所
• 代理人: 母宗緒,陸菊華

本發明涉及固體電解電容器的制造方法，更具體地說是關于二氧化錳層形成的方法。

固體電解電容器的制造方法是將具有閥作用的金屬鉭、鈮、鈦中的任何一種金屬的粉末例如鉭粉壓制成多孔坯塊，在1500°～2100℃，真空度為1.33×10^-1pa～1.33×10^-2pa（1×10^-4mm～1×10^-5mm汞柱）進行高溫燒結，形成多孔燒結體，將此多孔燒結體在電解液內（例如磷酸水溶液中）進行陽極氧化，使其表面上生成介電氧化膜（例如五氧化二鉭膜）作為固體電解電容器的電解質，再將經陽極氧化的作為陽極的多孔體浸漬在硝酸錳半導體母液中，然后于水蒸汽氣氛中進行高溫熱分解，在介電氧化膜上被覆上二氧化錳層（陰極膜層制備，即被膜）后再依次被覆石墨、導電金屬層（例如銀層）作為陰極，最后組裝成固體電解電容器，經老煉而制成產品。

在固體電解電容器中例如固體鉭電解電容器，半導體層直接與介電氧化膜接觸，不僅起導電的作用，而且對鉭氧化膜上的疵點有修復作用，當疵點處出現大的漏電電流時，二氧化錳轉變為三氧化錳或四氧化三錳，絕緣電阻增加，對漏電流起阻塞作用，防止固體電解電容器短路失效，因此在固體鉭電解電容器中二氧化錳層的制備（亦稱被膜）是一關鍵技術。被膜不佳，造成被覆率低，在微孔內部無二氧化錳膜層，則自愈能力差，漏電流大或短路而影響固體電解電容器的合格率及其使用壽命。

為了使陽極多孔體充分被覆上二氧化錳膜層，浸漬和高溫熱分解需要反復進行數次，甚至十幾次。每次高溫熱分解后還要在電解液內補充陽極氧化（稱為補形成）以修復受熱作用被破壞的氧化膜，而且在硝酸錳熱分解反應中產生氮的氧化物例如氧化亞氮、二氧化氮等氣體，也會使產品的氧化膜受到損壞。

為了保證陽極基體上的陽極氧化膜與高溫熱分解后所得的二氧化錳緊密接觸并被二氧化錳均勻覆蓋，從而獲得盡可能高的電容量并使氧化膜/二氧化錳界面產生耐高壓的阻擋層，科研工作者對此作了不少研究工作。有的研究加入添加劑降低高溫熱分解的溫度;有的研究加入添加劑改善陽極基體和硝酸錳溶液的浸潤性。

日本專利文獻特公昭60-15141提出在硝酸錳溶液中添加NiO-SiO₂組成的吸附劑，吸附硝酸錳熱分解時產生的氮的氧化物，促進高溫熱分解反應的進行，縮短了制造時間，降低了高溫熱分解溫度。但是由于陽極氧化后鉭陽極多孔體的浸漬性能不佳，而NiO-SiO₂添加劑不具有表面活性劑的作用，不能提高經陽極氧化的鉭陽極多孔體的浸漬性能，而造成陽極多孔體微孔內部無二氧化錳膜層，二氧化錳被覆率低及損耗增加。

日本專利文獻特公昭58-1537是由具有閥作用金屬制成的多孔燒結體，進行陽極氧化，使其表面上生成陽極氧化膜后，再于含有0.01-5%（重量百分數）的乙二醇、丙二醇及己二醇中的任何一種或二種以上的二醇類添加劑的硝酸錳半導體母液中含浸，再進行高溫熱分解，在陽極氧化膜上被覆上二氧化錳半導體層。在硝酸錳半導體母液中含有二醇類添加劑可大大促進高溫熱分解反應，而且乙二醇、丙二醇、己二醇具有表面活性作用，可增加半導體母液對陽極氧化膜。表面的潤濕性，使陽極氧化膜表面上能生成均勻的二氧化錳半導體層，但是由于添加劑是乙二醇、丙二醇、己二醇等有機物質易揮發，濃度變化大，且不易測量其含量，使用時性能變化大，高溫熱分解后沉積碳，使固體電解電容器絕緣電阻下降，高溫容量變化大。

日本專利文獻特開昭59-117210亦曾以硝酸銨、尿素為硝酸錳半導體母液的添加劑。

文獻（電解電容器，西安交通大學，無線電元件材料教研室，P239，1977年12月）介紹了在制作高壓產品時，在硝酸錳半導體母液中添加0.2-0.5%的磷酸二氫銨，其優點是可降低產品的漏電流，提高擊穿電阻，中間形成時容易升壓等優點，其缺點是使產品交流阻抗增大，即損耗增大并且使高溫容量變化增大。這是由于它混在二氧化錳層內，增加了固體電解質電阻率造成的。

為了制造高性能高比容的固體鉭電解電容器，必須利用高比容鉭粉（比電容達12000～18000μf·v/g，甚至更高）。高比容鉭粉粒形復雜，表面積比現在通用的低、中比容粉增加1～2倍，為了實現高比容，陽極燒結溫度低，必然造成高比容固體鉭電解電容器表面疵點多，漏電流大，失效率高。按現有工藝制造高比容固體鉭電解電容器，產品合格率低，可靠性差，再者由于高比容鉭陽極孔隙結構復雜，高比容固體鉭電解電容器被膜過程中硝酸錳半導體母液不易滲入陽極體孔隙深處造成被覆率低，即影響成品的實際比容，也使其它電性能低劣。