專利名稱：電解電容及其制造方法
技術領域：
本發明涉及電解電容及其制造方法，所述電解電容通過在電極表面進行陽極化處理的方法形成介電層。更具體的是，本發明涉及其特點是能控制電絕緣降低并且能減少電解電容中電流泄漏的電解電容，所述電絕緣的降低由在陽極化電極時介電層的結晶化導致的。
背景技術：
最近，電器的小型化帶來了對高容量小型電容的巨大需求。
如在JP-A-5-121275中所揭示的，提到了高容量的電容，例如使用鈦作為電極并通過陽極化電極形成氧化鈦介電層的電解電容，或者如在JP-A-11-312628中所揭示的，例如通過陽極化電極，在電極表面形成金屬氧化物介電層的電容，所述電極使用通過燒結電子管金屬如鋁、鉭、鈮或鈦的粉末構成的電子管金屬。順便提到，所述電子管金屬具有整流和陽極化的能力。
但是如上所述，當通過陽極化電極，在電極表面形成金屬氧化物介電層時，所述金屬氧化物在陽極化所述電極時容易結晶；所述電極使用通過燒結電子管金屬如鋁、鉭、鈮或鈦的粉末構成的電子管金屬。因此，所述介電層的電絕緣會降低，且所述電解電容中的電流泄漏會增大。

發明內容
本發明的目的是提供包括具有介電層的電極的電解電容，所述介電層通過在電極表面進行陽極化處理形成，通過控制在陽極化電極時介電層的結晶，泄漏電流更少的電容避免了電絕緣性的降低。
本發明中，第一電解電容包括電極，所述電極使用選自鈮合金、鈦合金和鎢合金中的一種合金，其中，在其表面通過陽極化電極形成介電層。
當使用選自鈮合金、鈦合金或鎢合金中的一種合金作為本發明第一電解電容所提到的電極時，相比較使用鈮、鈦或鎢元素的情況，很好地控制了在陽極化電極中介電層的結晶化。因此，能消除電絕緣的降低，并且減少電解電容中的電流泄漏。
某種程度上，對鈮合金的種類沒有限制，但為了控制在陽極化電極中介電層的結晶化，最好使用制造鈮與選自鎢、釩、鋅、鋁、鉬、鉿和鋯中的至少一種添加金屬的合金所形成的鈮合金。更適宜的是，當使用由制造鈮和鋁的合金而形成的鈮合金電極進行陽極化來形成介電層時，在介電層中包含氧化鋁和氧化鈮。氧化鋁優良的電絕緣性有助于控制在陽極化電極中介電層的結晶化以及控制泄漏電流。
對鈦合金的種類沒有限制，但為了控制在陽極化電極中介電層的結晶化，最好使用制造鈦與選自鎢、釩、鋅、鋁、鉬、鉿和鋯中的至少一種添加金屬的合金所形成的鈦合金。
對鎢合金的種類沒有限制，但為了控制在陽極化電極中介電層的結晶化，最好使用制造鎢與選自鎢、釩、鋅、鋁、鉬、鉿和鋯中的至少一種添加金屬的合金所形成的鎢合金。
此外，當在鈮合金，鈦合金或鎢合金中添加金屬的量太少時，難以控制在陽極化電極中介電層的結晶化，另一方面，當添加金屬的量太多時，也難以控制在陽極化電極中介電層的結晶化。因此，優選各合金的添加金屬的含量為0.01-10重量％。
本發明中，第二電解電容包括鈮和鋁的混合燒結體電極，所述燒結體通過燒結鈮和鋁的混合粉末獲得；其中，在其表面通過陽極化電極形成包含氧化鈮和氧化鋁的介電層。
如本發明第二電解電容所提到的，當陽極化所述鈮和鋁的混合燒結體電極時，氧離子從電極表面滲入電極中，且鈮離子和鋁離子遷移到電極表面，所述燒結體通過燒結鈮和鋁的混合粉末制得。鈮離子和鋁離子在電極表面和氧離子發生反應。
因為相比于鋁離子，鈮離子具有高的離子電導率，所用首先在鈮顆粒的表面形成氧化鈮層，然后在陽極化電極中氧化鋁。在鋁氧化時，認為鋁離子滲入氧化鈮層中，在氧化鈮層的內部形成氧化鋁。也認為在氧化鈮層中形成的氧化鋁控制介電層的結晶化和泄漏電流。
鈮和鋁混合燒結體的電極中，如本發明第二電解電容所提到的，不合適量的鋁使得難以控制在陽極化所述電極時介電層的結晶化，因此，優選相對于鋁和鈮的總量，鋁的量為0.01-10重量％。
本發明中，第三電解電容包括鈮或鈮合金的摻氟電極；其中所述介電層通過在其表面陽極化電極而形成。
如本發明第三電解電容所提到的，陽極化鈮或鈮合金的摻氟電極時，摻雜的氟控制陽極化電極時介電層的結晶化，并減緩電絕緣性的降低，以使電容的泄漏電流更少。
另外，在本發明的第三電解電容中，使用鈮合金的電極能在陽極化電極時有效的控制介電層的結晶化。至于鈮合金，優選使用通過制造鈮和上述添加金屬的合金所形成的鈮合金。也優選鈮合金的添加金屬含量在上述范圍內。
第三電解電容的制造方法如下首先，通過在氟氣氛中熱處理鈮或鈮合金電極來摻雜氟，然后通過在其表面陽極化電極來形成介電層。
在熱處理鈮或鈮合金電極來摻雜氟時，當熱處理溫度超過225℃，即氟化鈮的沸點時，難以恰當地摻雜氟，所以優選熱處理溫度不高于200℃。更適宜的是40-150℃。
另外，在本發明第三電解電容的制造方法中，氟摻雜在鈮或鈮合金電極中，并通過在氟離子水溶液里陽極化電極，在電極表面上形成介電層。
通過以下說明用于說明本發明具體實施方式
的附圖，本發明這些和其他目的、優點及特點將變得顯而易見。


圖1是實施實施例A-D和對比實施例A-c中制備的試驗電解電容的示意圖。
圖2是實施實施例E1-E11和對比實施例E1中制備的試驗電解電容的示意圖具體實施方式
在下文中，將具體描述本發明優選實施方式的電解電容，同時對比例將用于證明本發明電解電容的實施例能夠通過控制介電層的結晶化來減少泄漏電流。需要注意的是，本發明的電解電容不限于以下實施例，適當的改動和改進也在本發明的范圍內。
實施例A1在實施例A1中，1克鎢粉末加入99克鈮粉末中作為添加金屬，然后使用旋轉振蕩混合器工作20分鐘來混合粉末。混合粉末在真空環境、1500℃下加壓直到制得厚度為100μm的鈮合金箔，所述合金中已滲入鎢。
接下來，鈮合金箔切成1cm×5cm大小。此鈮合金箔作為電極，并且在60℃下，在包含0.6體積％磷酸的水溶液中，在30V電壓下進行陽極化。這樣在鈮合金箔電極表面就形成了介電層。
隨后，使用這表面形成了介電層的鈮合金箔電極作為陽極，如圖1所示，陽極3浸入燒杯1中容納的含有2重量％硼酸的溶液2。另外，活性碳型圓柱形陽極4也浸入包含硼酸的水溶液2，圍繞但離開電極3，這樣就得到了實施例A1的試驗電解電容。
實施例A2除了添加金屬的種類，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例A2的試驗電解電容。將1克釩粉末取代實施例A1中的鎢粉末加入99克的鈮粉末中。
實施例A3除了添加金屬的種類，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例A3的試驗電解電容。將1克鋅粉末取代實施例A1中的鎢粉末加入99克的鈮粉末中。
實施例A4除了添加金屬的種類，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例A4的試驗電解電容。將1克鋁粉末取代實施例A1中的鎢粉末加入99克的鈮粉末中。
實施例A5除了添加金屬的種類，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例A5的試驗電解電容。將1克鉬粉末取代實施例A1中的鎢粉末加入99克的鈮中。
實施例A6除了添加金屬的種類，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例A6的試驗電解電容。將1克鋯粉末取代實施例A1中的鎢粉末加入99克的鈮中。
實施例A7除了添加金屬的種類，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例A7的試驗電解電容。將1克鉿粉末取代實施例A1中的鎢粉末加入99克的鈮中。
實施例A8
除了添加金屬的種類，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例A8的試驗電解電容。將0.5克鋁粉末和0.5克鋅粉末取代實施例A1中的1克鎢粉末加入99克的鈮粉末中。
對比例a1在對比例a1，除了制造鈮合金元件，來代替實施例A1中將作為添加金屬的鎢粉末加入鈮粉末中之外，使用和實施例A1相同的步驟來制備對比例a1的試驗電解電容。
實施例B1在實施例B1中，如實施例A1，將作為添加金屬的1克釩粉來加入99克鈦粉末中，然后使用旋轉振蕩混合器工作20分鐘來混合所述粉末。所述混合粉末在真空環境、1500℃下加壓，直到制得厚度為100μm的鈦合金箔，所述合金中已經滲入釩。
接下來，將鈦合金箔切成1cm×5cm的大小。所述鈦合金箔用作電極，并且如實施例A1所述，在60℃下，在包含0.6體積％磷酸的水溶液中，在30V電壓下陽極化。這樣，在鈦合金箔電極表面就形成了介電層。
除了使用在表面形成了介電層的鈦合金箔電極代替使用實施例A1中表面形成了介電層的鈮合金箔電極來作為陽極之外，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例B1的試驗電解電容。
對比例b1在對比例b1，除了制造鈦箔元件，來代替實施例B1中將作為添加金屬的釩粉末加入鈦粉末中之外，使用和實施例B1相同的步驟來制備對比例b1的試驗電解電容。
某種程度上，如通過化學分析用電子能譜法的分析結果所示，確認在使用鈮合金和鋁合金的實施例A4和A8的試驗電解電容的介電層中包含氧化鋁和氧化鈮。
實施例A1-A8，B1以及對比例a1和b1所得的試驗電解電容保持在20V下，2秒后測定泄漏電流。各試驗電解電容的泄漏電流的指數是基于將實施例A1試驗電解電容的泄漏電流定義為100來確定的。結果列于下表1中。
表1

從表明顯看出，相比使用通過陽極化在鈮電極表面形成介電層的鈮電極的對比例a1，實施例A1-A8的試驗電解電容的泄漏電流顯著降低，實施例A1-A8的電容使用通過用陽極化形成介電層的鈮合金電極，所述鈮合金通過制造鈮和至少一種添加金屬的合金來制得，所述添加金屬選自鎢、釩、鋅、鋁、鉬、鋯和鉿。
相比使用通過陽極化在鈦電極表面形成介電層的鈦電極的對比例b1，實施例B1試驗電解電容的泄漏電流顯著降低，實施例B1的電容使用通過陽極化形成介電層的鈦合金電極，所述鈦合金通過制造鈦和釩的合金來制得，當鈦合金通過制造鈦和至少一種代替釩的添加金屬的合金來形成時，能得到類似的效果，所述添加金屬包括鎢、釩、鋅、鋁、鉬、鋯和鉿。
實施例A1.1-A1.10除了改變加入鈮粉末中鎢粉末的比例來制得與A1相比有不同的鎢含量的鈮合金箔(如表2所示)，使用和實施例A1中相同的步驟來制備實施例A1.1-A1.10的試驗電解電容。
采用如上所述相同的泄漏電流測定方法，并基于將實施例A1試驗電解電容的泄漏電流定義為100，確定實施例A1.1-A1.10所得各試驗電解電容的泄漏電流指數。結果列于下表2中。
表2

從上表明顯看出，在實施例A1和A1.2-A1.8中，所述鈮合金的鎢含量為0.01-10重量％，其試驗電解電容的泄漏電流指數都不高。特別是，實施例A1和A1.3-A1.6中，所述鈮合金的鎢含量為0.1-5重量％，其試驗電解電容的泄漏電流指數更低。而且，當鈮合金通過制造鈮和至少一種代替鎢的添加金屬的合金而形成時，或者用鈦合金取代鈮合金時都能得到類似的效果，所述添加金屬包括釩、鋅、鋁、鉬和鋯。
實施例C1在實施例C1中，如實施例A1所述，將1克鈮粉末加入99克鎢粉末中作為添加金屬，然后使用旋轉振蕩混合器工作20分鐘來混合粉末。所述混合粉末在真空環境、1500℃下加壓，直到制得厚度為100μm的鈦合金箔，所述合金中已經滲入鈮。
接下來，將鎢合金箔切成1cm×5cm的大小，鎢合金箔用作電極，并且如實施例A1所述，在60℃下，在包含0.6體積％磷酸的水溶液中，在30V電壓下陽極化。這樣，在鎢合金箔電極表面就形成了介電層。
除了使用在表面形成了介電層的鎢合金箔電極代替使用實施例A1的鈮合金箔電極作為陽極之外，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例C1的試驗電解電容。
實施例C2除了添加金屬的種類外，使用和實施例C1相同的步驟來制備實施例C2的試驗電解電容。將1克鈦粉末取代實施例C1中的鈮粉末加入99克的鎢粉末中。
實施例C3除了添加金屬的種類外，使用和實施例C1相同的步驟來制備實施例C3的試驗電解電容。將1克鉭粉末取代實施例C1中的鈮粉末加入99克的鎢粉末中。
實施例C4除了添加金屬的種類外，使用和實施例C1相同的步驟來制備實施例C4的試驗電解電容。將1克釩粉末取代實施例C1中的鈮粉末加入99克的鎢粉末中。
實施例C5除了添加金屬的種類外，使用和實施例C1相同的步驟來制備實施例C5的試驗電解電容。將1克鋅粉末取代實施例C1中的鈮粉末加入99克的鎢粉末中。
實施例C6除了添加金屬的種類外，使用和實施例C1相同的步驟來制備實施例C6的試驗電解電容。將1克鋁粉末取代實施例C1中的鈮粉末加入99克的鎢粉末中。
實施例C7除了添加金屬的種類外，使用和實施例C1相同的步驟來制備實施例C7的試驗電解電容。將1克鉬粉末取代實施例C1中的鈮粉末加入99克的鎢粉末中。
實施例C8除了添加金屬的種類外，使用和實施例C1相同的步驟來制備實施例C8的試驗電解電容。將1克鋯粉末取代實施例C1中的鈮粉末加入99克的鎢粉末中。
實施例C9除了添加金屬的種類外，使用和實施例C1相同的步驟來制備實施例C9的試驗電解電容。將1克鉿粉末取代實施例C1中的鈮粉末加入99克的鎢粉末中。
實施例C10除了添加金屬的種類外，使用和實施例C1相同的步驟來制備實施例C10的試驗電解電容。將0.5克鉭粉末和0.5克鈮粉末取代實施例C1中的1克鈮粉末加入99克的鎢粉末中。
對比例c1在對比例c1中，除了制造鎢合金元件，來代替實施例C1中將作為添加金屬的釩粉末加入鎢粉末中之外，使用和實施例C1相同的步驟來制備對比例c1的試驗電解電容。
將實施例C1-C10、對比例c1以及作為參照的對比例a1和b1所得的試驗電解電容保持在20V電壓下，2秒后測定泄漏電流。基于將實施例C1的泄漏電流定義為100，確定各試驗電解電容的泄漏電流指數。結果列在下表3中。
表3

從上表明顯看出，相比使用通過陽極化在鎢電極表面形成介電層的鎢電極的對比例c1、使用鈮電極的對比例a1以及使用鈦電極的對比例b1，實施例C1-C10的試驗電解電容的泄漏電流顯著降低，實施例C1-C10的電容使用通過陽極化形成介電層的鎢合金電極，所述鎢合金通過制造鎢和至少一種添加金屬的合金來形成，所述添加金屬包括鈮、鈦、鉭、釩、鋅、鋁、鉬、鋯和鉿。
實施例C1.1-C1.10除了改變加入鎢粉末中鈮粉末的比例來制備與實施例C1相比有不同鈮含量的鎢合金箔(如表4所示)之外，使用和實施例C1相同的步驟來制備實施例C1.1-C1.10的試驗電解電容。
采用和上述相同的泄漏電流測量方法，并基于將實施例C1的泄漏電流定義為100，測定實施例C1.1-C1.10所得試驗電解電容的泄漏電流指數。結果列在下表4中。
表4

從上表明顯看出，在實施例C1和實施例C1.2-C1.8中，所述鎢合金中鈮含量為0.01-10重量％，它們試驗電解電容的泄漏電流指數低。特別是，實施例C1和實施例C1.2-C1.6中，所述鎢合金中的鈮含量為0.01-5.0重量％，它們的試驗電解電容的泄漏電流指數更低。而且，當鎢合金通過制造鎢和至少一種代替鈮的添加金屬的合金來制得時，可以獲得相同的效果，所述添加金屬包括鈦、鉭、釩、鋅、鋁、鉬、鋯和鉿。
實施例D1在實施例D1中，如對比例a1所示，制備鈮箔元件的電極，所述鈮箔厚度為100μm，大小為1cm×5cm。然后在60℃、氟氣氛下，熱處理電極1小時，將氟摻雜到電極中。
接下來，在60℃下，在包含0.6體積％磷酸的水溶液中，在30V電壓下進行陽極化，這樣在摻氟鈮箔電極表面就形成了介電層。某種程度上，如化學分析用電子能譜法(ESCA)的分析結果所示，可以確認在介電層中包含氟化鈮。
除了使用在表面形成了介電層的鈮箔電極代替使用實施例A1的鈮合金箔電極作為陽極之外，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例D1的試驗電解電容。
實施例D2在實施例D2中，如對比例a1所述，制造鈮箔元件的電極，所述的鈮箔厚度為100μm，大小為1cm×5cm。
接下來，在60℃下，在包含0.2體積％氟化銨的水溶液中，在30V電壓下進行陽極化，這樣在鈮箔電極表面就形成了介電層。某種程度上，如化學分析用電子能譜法(ESCA)的分析結果所示，可以確認在介電層中包含氟化鈮，和實施例D1一樣。
除了使用在表面形成了介電層的鈮箔電極代替使用實施例A1的鈮合金箔電極作為陽極之外，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例D2的試驗電解電容。
實施例D3除了使用氟化鉀水溶液代替實施例D2中用于陽極化電極的氟化銨水溶液之外，使用和實施例D2相同的步驟，在鈮箔電極表面形成介電層。某種程度上，如化學分析用電子能譜法(ESCA)的分析結果所示，可以確認在介電層中和實施例D1一樣包含氟化鈮。
除了使用在表面形成了介電層的鈮箔電極代替使用實施例A1的鈮合金箔電極作為陽極之外，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例D3的試驗電解電容。
實施例D4除了使用氟化鈉水溶液代替實施例D2中用于陽極化電極的氟化銨水溶液之外，使用和實施例D2相同的步驟，在鈮箔電極表面形成介電層。某種程度上，如化學分析用電子能譜法(ESCA)的分析結果所示，可以確認在介電層中和實施例D1一樣包含氟化鈮。
除了使用如上在表面形成了介電層的鈮箔電極代替使用實施例A1的鈮合金箔電極作為陽極之外，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例D4的試驗電解電容。
實施例D5除了使用氟酸代替實施例D2中用于陽極化電極的氟化銨水溶液之外，使用和實施例D2相同的步驟，在鈮箔電極表面形成介電層。某種程度上，如化學分析用電子能譜法(ESCA)的分析結果所示，可以確認在介電層中和實施例D1一樣包含氟化鈮。
除了使用如上在表面形成了介電層的鈮箔電極代替使用實施例A1的鈮合金箔電極作為陽極之外，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例D5的試驗電解電容。
實施例D6在實施例D6中，如實施例A1所述，制造含1重量％鎢的鈮合金箔電極，所述鈮箔厚度為100μm，大小為1cm×5cm。在60℃、氟氣氛下熱處理電極1小時，將氟摻雜到電極中。
接下來，在60℃下，在包含0.6體積％磷酸的水溶液中，在30V電壓下進行陽極化，這樣在摻氟鈮箔電極表面就形成了介電層。某種程度上，如化學分析用電子能譜法(ESCA)的分析結果所示，可以確認在介電層中和實施例D1一樣包含氟化鈮。
除了使用在表面形成了介電層的鈮合金箔電極代替使用實施例A1的鈮合金箔電極作為陽極之外，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例D6的試驗電解電容。
實施例D7在實施例D7中，如實施例A1所述，制造包含1重量％鎢的鈮合金箔電極，所述鈮箔厚度為100μm，大小為1cm×5cm。
接下來，在60℃下，在包含0.2體積％氟化銨的水溶液中，在30V電壓下進行陽極化，這樣在鈮箔電極表面就形成了介電層。某種程度上，如化學分析用電子能譜法(ESCA)的分析結果所示，可以確認在介電層中和實施例D1一樣包含氟化鈮。
除了使用在表面形成了介電層的鈮合金箔電極代替使用實施例A1的鈮合金箔電極作為陽極之外，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例D7的試驗電解電容。
實施例D8除了使用氟化鉀水溶液代替實施例D7中用于陽極化電極的氟化銨水溶液之外，使用和實施例D7相同的步驟，在鈮箔電極表面形成介電層。某種程度上，如化學分析用電子能譜法(ESCA)的分析結果所示，可以確認在介電層中和實施例D1一樣包含氟化鈮。
除了使用在表面形成了介電層的鈮合金箔電極代替使用實施例A1的鈮合金箔電極作為陽極之外，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例D8的試驗電解電容。
實施例D9除了使用氟化鈉水溶液代替實施例D7中用于陽極化電極的氟化銨水溶液之外，使用和實施例D7相同的步驟，在鈮箔電極表面形成介電層。某種程度上，如化學分析用電子能譜法(ESCA)的分析結果所示，可以確認在介電層中和實施例D1一樣包含氟化鈮。
除了使用在表面形成了介電層的鈮箔電極代替使用實施例A1的鈮合金箔電極作為陽極之外，使用和實施例A1相同的步驟來制備實施例D9的試驗電解電容。
實施例D10除了使用氟酸水代替實施例D7中用于陽極化電極的氟化銨水溶液之外，使用和實施例D7相同的步驟，在鈮箔電極表面形成介電層。某種程度上，如化學分析用電子能譜法(ESCA)的分析結果所示，可以確認在介電層中和實施例D1一樣包含氟化鈮。
除了使用如上在表面形成了介電層的鈮合金箔電極代替使用實施例A1的鈮合金箔電極作為陽極之外，使用和實施例A1中相同的步驟來制備實施例D10的試驗電解電容。
實施例D1-D10、對比例a1和作為參照的實施例A1所得的試驗電解電容保持在20V電壓下，2秒后測定泄漏電流。順便提及，在實施例D1-D10中，氟摻雜在電極表面的介電層中，在對比例a1和實施例A1中，氟沒有摻雜在電極表面的介電層中。基于將實施例D2的泄漏電流定義為100，測定各試驗電解電容的泄漏電流指數。結果列在下表5中。
表5

從上表明顯看出與對比例a1和實施例A1等價的試驗電解電容相比，實施例D1-D10的試驗電解電容降低了泄漏電流，所述對比例a1和實施例A1的電解電容使用在介電層中沒有摻雜氟的電極，而實施例D1-D10的電容使用通過陽極化在其表面得到含氟化鈮的介電層的電極。
實施例D1.1-D1.6除了改變鈮箔電極在氟氣氛下熱處理的溫度(如表6所示)之外，使用和實施例D1相同的步驟來制備實施例D1.1-D1.6的試驗電解電容。
采用和上述相同的泄漏電流測定方法，并且基于將實施例D1的泄漏電流定義為100，測定實施例D1.1-D1.6各試驗電解電容的泄漏電流指數。結果列在下表6中。
表6

從上表明顯看出，與熱處理溫度為225℃，即氟化鈮沸點的實施例D1.6相比，在氟氣氛下熱處理電極來摻雜氟中，熱處理溫度在低于氟化鈮沸點的30-200℃的實施例D1和實施例D1.1-D1.10的試驗電解電容降低了泄漏電流。尤其是，熱處理溫度處于40-150℃的實施例D1及實施例D1.2-D1.4的電解電容更大程度地降低了泄漏電流。
實施例E1在實施例E1中，平均粒徑為1μm的鈮粉末和平均粒徑為1μm的鋁粉末按鈮-鋁重量比99∶1的比例混合。往99重量份的混合粉末中加入1重量份作為粘結劑的樟腦，并混合。然后在混合粉末中放置鈮金屬電接頭，隨后壓縮混合粉末，并擠壓成形。形成的物件在10-5托的真空環境下燃燒5小時，得到鈮和鋁的混合燒結體。
如在實施例A1中，通過在60℃下，在包含0.6體積％磷酸的水溶液中，在30V電壓下進行陽極化，在鈮和鋁的混合燒結體的表面形成介電層。
接下來，通過化學聚合和電解聚合，在介電層上形成聚吡咯電解層，然后在電解層上形成碳層和銀漿層(silver paste)，來制備如圖2所示的電解電容。
在圖2所示的電解電容中，在由鈮和鋁混合燒結體制得的電極(陽極)11的表面上形成了介電層12，并在介電層12上先后形成聚吡咯電解槽13、碳層14，銀漿層15，導電粘合劑層16，和樹脂層17。另外安裝到電極11的陽極接頭19和通過導電粘合劑層16安裝到銀漿層15的陰極接頭18延伸出樹脂層17。
實施例E2-E11除改變混合平均粒徑為1μm的鈮粉末和平均粒徑為1μm的鋁粉末的重量比外，使用和實施例E1相同的步驟制備實施例E2-E11的試驗電解電容。
混合鈮粉末和鋁粉末的重量比按如下變化實施例E2中為99.995∶0.005，實施例E3中為99.99∶0.01，實施例E4中為99.9∶0.1，實施例E5中為99.5∶0.5，實施例E6中為97.5∶2.5，實施例E7中為95∶5，實施例E8中為92.5∶7.5，實施例E9中為90∶10，實施例E10中為89∶11，實施例E11中為87.5∶12.5。
對比例e1在對比例e1中，除了使用平均粒徑為1μm的鈮粉末代替實施例E1中添加到鈮粉末中使用的平均粒徑為1μm的鋁粉末之外，使用和實施例E1相同的步驟來制備對比例e1的試驗電解電容。
某種程度上，如化學分析用電子能譜法(ESCA)的分析結果所示，可以確認在所述介電層中包含氧化鈮和氧化鋁。
在實施例E1-E11以及對比例e1所得的試驗電解電容中，將陽極接頭19和陰極接頭18的電壓差保持在20V的均一電壓下，并2秒后測定泄漏電流。基于將實施例E1的電解電容的泄漏電流定義為100，測定各試驗電解電容的泄漏電流指數。結果列在下表7中。
表7

從上表明顯看出相比于使用鈮自身燒結體電極的對比例e1的電解電容，實施例E1-E11的電解電容降低了泄漏電流，所述實施例E1-E11使用鈮和鋁混合燒結體電極。尤其是，實施例E1和E3-E9的電解電容顯著地降低了泄漏電流，在實施例E1和E3-E9中，鋁含量占鋁和鈮總量為0.01-10重量％。
盡管通過實施例已經詳細敘述了本發明，但對于本領域的技術人員來說，各種改動和改進是顯而易見。
所以，除非這種改動和改進背離本發明范圍，否則都應認為是包括在本發明中的。
權利要求
1.一種電解電容，所述電解電容包括使用選自鈮合金，鈦合金和鎢合金中的一種合金制得的電極，其特征在于，通過陽極化電極在電極表面形成介電層。
2.權利要求1中所述的電解電容，其特征在于，用作電極的鈮合金是通過制造鈮與選自鎢、釩、鋅、鋁、鉬、鉿和鋯中的至少一種添加金屬的合金而形成的。
3.權利要求2中所述的電解電容，其特征在于，用作電極的鈮合金包含鋁，電極表面形成的介電層包含氧化鈮和氧化鋁。
4.權利要求1中所述的電解電容，其特征在于，用作電極的鈦合金是通過制造鈦與選自鎢、釩、鋅、鋁、鉬、鉿和鋯中的至少一種添加金屬的合金而形成的。
5.權利要求1中所述的電解電容，其特征在于，用作電極的鎢合金是通過制造鎢與選自鈮、鈦、鉭、釩、鋅、鋁、鉬、鉿和鋯中的至少一種添加金屬的合金而形成的。
6.權利要求1中所述的電解電容，其特征在于，各合金的添加金屬含量為0.01-10重量％。
7.一種電解電容，所述電解電容包括鈮和鋁的混合燒結體電極，所述燒結體通過燒結鈮和鋁的混和粉末制得，其特征在于，通過陽極化電極在電極表面上形成包含氧化鈮和氧化鋁的介電層。
8.權利要求7中所述的電解電容，其特征在于，鋁的量占鈮和鋁的總量為0.01-10重量％。
9.一種電解電容，所述電解電容包括鈮或鈮合金的摻氟電極，其特征在于，通過陽極化電極在電極表面上形成介電層。
10.權利要求9中所述的電解電容，其特征在于，所述介電層包含氟化鈮。
11.電解電容的制造方法，所述方法包括如下步驟通過在氟氣氛中進行熱處理，將氟摻雜到電極中；然后通過陽極化電極在電極表面上形成介電層。
12.權利要求11中所述的電解電容制造方法，其特征在于，所述熱處理溫度不高于200℃。
13.電解電容的制造方法，所述方法包括在包含氟離子的水溶液中陽極化電極，將氟摻雜在鈮或鈮合金電極中，并通過陽極化電極在電極表面上形成介電層。
14.權利要求13中所述的電解電容制造方法，其特征在于，所述含氟離子的水溶液包含選自氟化銨、氟化鉀、氟化鈉和氟酸中的至少一種氟化物。
全文摘要
本發明的電解電容包括選自合金電極的一種電極、鈮和鋁混合燒結物電極、或者鈮或鈮合金的摻氟電極；且在各電極表面上，通過陽極化所述電極來形成介電層；所述合金選自鈮合金、鈦合金和鎢合金中的至少一種。
文檔編號H01L29/66GK1474422SQ03133189
公開日2004年2月11日 申請日期2003年7月25日 優先權日2002年7月26日
發明者矢野睦, 高谷和宏, 木本衛, 宏 申請人:三洋電機株式會社