专利名称：一种固体电解质铌钽复合电容器的制备方法及复合电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子元件的制备方法，尤其涉及一种固体电解质铌钽复合电容器 的制备方法。为高电压电器产品实用技术领域。
背景技术：
钽铌属于同族元素，都是阀金属材料，其介电常数分别为27、41，都可以用来制作 电解电容器。钽电容为以纯钽粉为阳极材料加工电解电容器，铌电容为以纯铌粉或纯一氧 化铌为阳极材料加工电解电容器。钽电容器的优点是电性能稳定，但产品被击穿时会造成 短路，且容易发生燃烧，对电路板的电子线路造成破坏。铌电容器的特点是电性能稳定性较 差，但产品被击穿时不造成短路，产品短路时不容易燃烧，不易对电子线路造成破坏。因此 这两种电容器都各有优缺点，而且由于钽粉供应稀缺和价格居高不下，市场开始力推铌电 容产品用来替代钽电容，这样就可以降低铌电容的生产成本。但是长期以来铌电容的电性 能稳定性却一直得不到很好的解决。通过检索中国国内专利数据库发现有钽铌电解电容器 制作方法的有关专利，其中最有代表性的是1、专利申请号为CN00818820. 3，名称为“含氮的钽或铌粉末的制备和固体电解质 电容器”的发明专利，该专利公开了一种钽或铌电容器的制作方法；其中包括均勻含氮的金 属如铌或钽，并能够制造具有高比电容和低漏电流并呈现长期优异可靠性的阳电极，提供 了含氮金属粉末，该含氮金属粉末是含50-20，OOOppm氮的固溶体，其中构成金属粉末的金 属为铌或钽。含氮金属粉末的制备过程为，在用还原剂还原金属化合物的同时，向反应系统 中弓丨入含氮气体以形成金属，同时将氮渗入金属中。含有含氮金属粉末的多孔烧结体和含 有该粉末的固体电解质电容器具有低漏电流，并呈现出长期优异的可靠性。2、专利申请号为CN01811522. 5，名称为“铌或钽粉末及其制造方法以及固体电解 电容器”的发明专利，该专利公开了一种钽或铌电容器的制作方法；其中铌或钽粉末是由铌 或钽的初级粒子凝聚的凝聚粒子组成，用水银压入法测定的孔隙分布在1 20 ym范围内 有峰。也就是说，本发明的铌或钽粉末是由具有大的孔隙的凝聚粒子组成，在各个凝聚粒子 中，该孔隙和初级粒子间存在的空隙相互贯通。因此，电解质容易渗透入各个凝聚粒子内 部全部，因此，使用这样的铌或钽粉末形成阳极电极，作为固体电解电容器使用能得到高容 量、低ESR的固体电解电容器。但是这些专利技术并没有从根本上解决钽铌电解电容器各自的不足，因此很有必 要进一步提出改进措施。
发明内容
本发明的目的，就是针对现有固体电解质钽电容器和铌电容器的一些缺陷，为了 克服现有固体电解质钽电容器和铌电容器的不足，提供一种可有效提高固体电解质钽电 容器和铌电容器的可靠性，又可承受一定反向电压的固体电解质铌钽复合电容器的制备方 法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种固体电解质铌钽复合电容器的 制备方法，采用铌和钽混合制成铌钽复合电容器，首先将钽粉和铌粉或将钽粉和纯一氧化 铌按一定比例混合均勻，其中钽含量为5%至95%，其余含量为铌；再将其压制成型，得到 复合金属的阳极块，再进行真空烧结，即得到复合电容器的阳极。再通过电化学氧化后形成 复合氧化钽和氧化铌的介质膜，成为铌钽复合电容器的阳极，阴极则采用固体二氧化锰，产 品的外形类似于片式固体电解质铌钽复合电容器。所述的制备方法包括钽粉和铌粉(或一 氧化铌)的混合、成型、烧结、赋能、被膜工序；具体制备方法如下1、将钽粉与铌粉或钽粉与纯一氧化铌按比一定比例混合，其中钽粉比例控制在 5%至95%之间，其余为铌粉或一氧化铌粉；2、根据钽粉和铌粉(或一氧化铌)的总重量，加入2% -10%的樟脑，樟脑用二氯 甲烷等有机溶剂溶解，再将混合粉末加入混粉机中混合均勻，再取出放入烘箱中烘30-60 分钟。3、将混合均勻的粉末装入成型模具中，加入一根钽丝作为引出线，在成型机上成 型；4、将成型后的阳极块放入真空烧结炉中烧结除杂，烧结完成后将阳极块放入磷酸 等无机酸等溶液中进行电化学氧化，即赋能过程；5、将赋能后的阳极块浸入不同浓度硝酸锰溶液，再置于被膜炉中被膜，重复多次， 使阳极表面生成一层二氧化锰半导体层，再在二氧化锰层上涂覆导电石墨与银浆，之后用 高分子树脂将芯块塑封。按照上述方法制作的复合电容器是一种铌钽复合电容器，为多层结构的电容器， 中心层为氧化铌和氧化钽层6，氧化铌和氧化钽层6为二氧化锰层5，二氧化锰层5外为石 墨层4，石墨层4外为银浆层3 ；氧化铌和氧化钽层6通过引出线8与正极引出片1相接，而 银浆层3直接与负极引出片7相接，构成铌钽复合电容器芯片；整个铌钽复合电容器芯片由 封装树脂2封装起来。按照上述方法所提出的一种固体电解质铌钽复合电容器的制备方法的优点在于 采用钽粉和铌粉、或将钽粉和纯一氧化铌按一定比例混合后的混合物为阳极材料，再将其 制备电解电容器，既可以充分利用钽的稳定性，又综合了铌的抗浪涌和耐反压能力，能承受 一定的反向电压，施加反向电压后产品漏电流不增加，且不会发生短路失效。
图1铌钽复合电容器的结构示意图；图1中1、正极引出片；2、封装树脂；3、银浆层；4、石墨层；5、二氧化锰层；6、氧化 铌和氧化钽层；7、负极引出片；8、引出线。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。实施例1 一种固体电解质铌钽复合电容器的制备方法，采用铌和钽混合制成铌钽复合电容 器，首先将钽粉和铌粉或将钽粉和纯一氧化铌按一定比例混合均勻，其中钽含量为5%至95%，其余含量为铌；再将其压制成型，得到复合金属的阳极块，再进行真空烧结，即得到复 合电容器的阳极。再通过电化学氧化后形成复合氧化钽和氧化铌的介质膜，成为铌钽复合 电容器的阳极，阴极则采用固体二氧化锰，产品的外形类似于片式固体电解质铌钽复合电 容器。所述的制备方法包括钽粉和铌粉(或一氧化铌)的混合、成型、烧结、赋能、被膜工序； 具体制备方法如下1、将钽粉与铌粉或钽粉与纯一氧化铌按比一定比例混合，其中钽粉比例控制在 5%至95%之间，其余为铌粉或一氧化铌粉；2、根据钽粉和铌粉(或一氧化铌)的总重量，加入2% -10%的樟脑，樟脑用二氯 甲烷等有机溶剂溶解，再将混合粉末加入混粉机中混合均勻，再取出放入烘箱中烘30到60 分钟。3、将混合均勻的粉末装入成型模具中，加入一根钽丝作为引出线，在成型机上成 型；4、将成型后的阳极块放入真空烧结炉中烧结除杂，烧结完成后将阳极块放入磷酸 等无机酸等溶液中进行电化学氧化，即赋能过程；5、将赋能后的阳极块浸入不同浓度硝酸锰溶液，再置于被膜炉中被膜，重复多次， 使阳极表面生成一层二氧化锰半导体层，再在二氧化锰层上涂覆导电石墨与银浆，之后用 高分子树脂将芯块塑封。按照上述方法制作的铌钽复合电容器如附图1和2所示，一种铌钽复合电容器，为 多层结构的电容器，中心层为氧化铌和氧化钽层6，氧化铌和氧化钽层6外为二氧化锰层5， 二氧化锰层5外为石墨层4，石墨层4外为银浆层3 ；氧化铌和氧化钽层6通过引出线8与 正极引出片1相接，而银浆层3直接与负极引出片7相接，构成铌钽复合电容器芯片；整个 铌钽复合电容器芯片由封装树脂2封装起来。实施例2如附图3、附图4所示，一种固体电解质铌钽复合电容器的制备方法，采用铌和钽 混合制成铌钽复合电容器，以钽粉和铌粉、或将钽粉和纯一氧化铌按一定比例混合后的混 合物为阳极材料，再将其制备电解电容器。所述的制备方法包括钽粉和铌粉(或一氧化铌) 的混合、成型、烧结、赋能、被膜工序；具体制备方法如下1、将钽粉与铌粉或钽粉与纯一氧化铌按比一定比例混合，其中钽粉比例控制在 5%至95%之间，其余为铌粉或一氧化铌粉；2、根据钽粉和铌粉(或一氧化铌)的总重量，加入2% -10%的樟脑，樟脑用二氯 甲烷等有机溶剂溶解，再将混合粉末加入混粉机中混合均勻，再取出放入烘箱中烘30到60 分钟。3、将混合均勻的粉末装入成型模具中，加入一根钽丝作为引出线，在成型机上成 型；4、将成型后的阳极块放入真空烧结炉中烧结除杂，烧结完成后将阳极块放入磷酸 等无机酸等溶液中进行电化学氧化，即赋能过程；5、将赋能后的阳极块浸入不同浓度硝酸锰溶液，再置于被膜炉中被膜，重复多次， 使阳极表面生成一层二氧化锰半导体层，再在二氧化锰层上涂覆导电石墨与银浆，之后用 高分子树脂将芯块塑封。
权利要求
一种固体电解质铌钽复合电容器的制备方法，其特征在于采用铌和钽混合制成铌钽复合电容器，首先将钽粉和铌粉或将钽粉和纯一氧化铌按一定比例混合均匀，其中钽含量为5％至95％，其余含量为铌；再将其压制成型，得到复合金属的阳极块，再进行真空烧结，即得到复合电容器的阳极。再通过电化学氧化后形成复合氧化钽和氧化铌的介质膜，成为铌钽复合电容器的阳极，阴极则采用固体二氧化锰，产品的外形类似于片式固体电解质铌钽复合电容器；所述的制备方法包括钽粉和铌粉或一氧化铌的混合、成型、烧结、赋能、被膜工序。
2.如权利要求1所述的固体电解质铌钽复合电容器的制备方法，其特征在于固体电 解质铌钽复合电容器的具体制备方法如下A、将钽粉与铌粉按比一定比例混合，其中钽粉比例控制在5%至95%之间，其余为铌粉；B、根据钽粉和铌粉的总重量，加入2%-10%的樟脑，樟脑用二氯甲烷等有机溶剂溶 解，再将混合粉末加入混粉机中混合均勻，再取出放入烘箱中烘30-60分钟；C、将混合均勻的粉末装入成型模具中，加入一根钽丝作为引出线，在成型机上成型；D、将成型后的阳极块放入真空烧结炉中烧结除杂，烧结完成后将阳极块放入磷酸等无 机酸等溶液中进行电化学氧化，即赋能过程；E、将赋能后的阳极块浸入不同浓度硝酸锰溶液，再置于被膜炉中被膜，重复多次，使阳 极表面生成一层二氧化锰半导体层，再在二氧化锰层上涂覆导电石墨与银浆，之后用高分 子树脂将芯块塑封。
3.如权利要求1所述的固体电解质铌钽复合电容器的制备方法，其特征在于固体电 解质铌钽复合电容器的具体制备方法如下A、将钽粉与纯一氧化铌按比一定比例混合，其中钽粉比例控制在5%至95%之间，其 余为一氧化铌粉；B、根据钽粉和一氧化铌的总重量，加入2%-10%的樟脑，樟脑用二氯甲烷等有机溶剂 溶解，再将混合粉末加入混粉机中混合均勻，再取出放入烘箱中烘30-60分钟；C、将混合均勻的粉末装入成型模具中，加入一根钽丝作为引出线，在成型机上成型；D、将成型后的阳极块放入真空烧结炉中烧结除杂，烧结完成后将阳极块放入磷酸等无 机酸等溶液中进行电化学氧化，即赋能过程；E、将赋能后的阳极块浸入不同浓度硝酸锰溶液，再置于被膜炉中被膜，重复多次，使阳 极表面生成一层二氧化锰半导体层，再在二氧化锰层上涂覆导电石墨与银浆，之后用高分 子树脂将芯块塑封。
4.一种铌钽复合电容器，为多层结构的电容器，其特征在于中心层为氧化铌和氧化 钽层，氧化铌和氧化钽层外为二氧化锰层，二氧化锰层外为石墨层，石墨层外为银浆层；氧 化铌和氧化钽层通过引出线与正极引出片相接，而银浆层直接与负极引出片相接，构成铌 钽复合电容器芯片。
5.如权利要求4所述的铌钽复合电容器，其特征在于整个铌钽复合电容器芯片由封 装树脂封装起来。
全文摘要
一种固体电解质铌钽复合电容器的制备方法及复合电容器，采用铌和钽混合制成铌钽复合电容器，首先将钽粉和铌粉或将钽粉和纯一氧化铌按一定比例混合均匀，其中钽含量为5％至95％，其余含量为铌；再将其压制成型，得到复合金属的阳极块，再进行真空烧结，即得到复合电容器的阳极。再通过电化学氧化后形成复合氧化钽和氧化铌的介质膜，成为铌钽复合电容器的阳极，阴极则采用固体二氧化锰，产品的外形类似于片式固体电解质铌钽复合电容器；所述的制备方法包括钽粉和铌粉或一氧化铌的混合、成型、烧结、赋能、被膜工序。
文档编号H01G9/15GK101859649SQ201010147979
公开日2010年10月13日 申请日期2010年4月16日 优先权日2010年4月16日
发明者何明望, 曾继疆 申请人:株洲宏达电子有限公司