[发明专利]固态电容器的制造

说明书

本发明是有关固态电容器，并且特别涉及用于制造固态电容器的大规模生产方法。

一种用于固态钽电容器的大规模生产方法在美国专利说明号5,357,399(发明人：Ian Salisbury)中有描述。该方法包括：配制固态钽基底薄板，在衬底上形成烧结、高度多孔的钽层，用垂直沟道图将多孔钽层分割来制造一系列直立多孔钽直线基体排列，对基体阳极氧化来在其上形成介电层，将基体浸入锰硝酸盐，并通过加热将经处理的溶液转化为二氧化锰，因而形成阴极层，涂覆相应的碳导电层并随后在每个衬底的顶端镀银，将由固体金属薄片组成的盖子焊接在镀银层上；在受到衬底和盖子限制的基体之间注入绝缘树脂材料；并且在垂直于薄片平面的方向上，沿每个沟道的中心线来切割组件，因而制造出多个电容，在电容器中，阳极端由衬底材料组成，阴极端由盖子材料组成，并且电容器基体由涂覆的多孔钽基体组成。

我们正在申请PCT/GB99/03566(对应于英国申请号9916047.5)，描述了对Salisbury方法的修改，其中取消了盖层。在根据本方法制造的电容器中，制出的每个电容器的容积效率都已最大化。

本发明的一个目标是提供一种制造固态电容器的改进方法，特别是提供一种更简单并能减少材料浪费的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种制造多个固态电容器的方法包括：

配制基底层；

在基底层的表面上形成多个由多孔烧结阀作用材料组成的直立基体；

在基体孔隙上形成并延伸的绝缘层；

在绝缘层上形成导电阴极层；

并且在每个基体的顶端形成阴极终端装置；

并且将经处理的衬底分离开来形成多个单独的电容器基体，在每个基体中衬底的一部分形成了阳极端，多孔基体是一个在其顶部上配置了阴极终端装置的阳极端，制成的直立多孔基体的特征是(i)配制阀作用材料粉末和粘合剂的混合物，(ii)当混合物处于粗加工状态时，在衬底上将该混合物制成多个基体，并且(iii)而后烧结这些基体。

粗加工形成可能包括压模工艺，例如通过使用冲模和冲头组件，其中形成的冲模具有与所要求的基体形状和分布相对应的多个孔，以及使用多个冲头对放置在衬底上的孔中的粗加工混合物进行加压。压模处理可以重复进行来在每个单独基体中都制成粗加工材料层。

在较佳实施例中，阀作用材料是一种金属，主要是钽。然而，在本发明的处理中也可以使用其他阀作用金属和材料。例如，适合的材料有铌、钼、硅、铝、钛、钨、锌以及它们的合金，以及其他阀作用氧化材料。适合金属的最佳实例是铌和钽。当阀作用金属是钽时，衬底就最好是固体钽基片，以便确保多孔金属的物理和化学协调性。通常，衬底必须与阀作用材料一致。典型的衬底材料是由固体阀作用材料组成。

在更好等级的粗加工粉末/粘合剂混合物在衬底上冲压形成直立基体之前，可能必须在衬底上涂覆粗结晶粉末的籽晶层。粗结晶粉末提供了确保在烧结多孔基体和衬底之间产生牢固连接的机械键控。牢固连接对于确保在制造处理的随后步骤期间不会发生多孔基体与衬底相分离是十分重要的。

根据本发明的另一方面，籽晶层最好仅放置在衬底上将要固定多孔基体的位置，一种制造多个固态电容器的方法包括：配制衬底；在衬底层表面上形成多个直立由多孔烧结阀作用材料组成的基体；在基体孔隙上形成并延伸的绝缘层；在绝缘层上形成导电阴极层；并且在每个基体的顶部形成阴极终端装置；以及将经处理的衬底分离来形成多个单独的电容器基体，在每个基体中衬底的一部分形成了阳极端，多孔基体是一个在其顶部上配置了阴极终端装置的阳极端，其中在衬底上的阀作用基体形成之前，在衬底上涂覆了相对较粗结晶的籽晶层材料，其特征是该籽晶层是作为在衬底上形成的一系列籽晶种子排列而配制。

籽晶种子最好由与直立基体相同的阀作用材料组成。晶种可以通过应用具有期望种子分布的丝网印刷层来形成。或者可以使用模绘版来涂覆晶种的合适图形。本发明的方法并不局限于这两种办法，并且还包括其他应用合适的籽晶材料种子排列的方法。涂覆籽晶种子排列的一个优势是绕过了均匀籽晶层的常规机械加工。另外，减少了籽晶层材料的浪费，因而，具有随之而来的经济和环境利益。

在较佳实施例中，晶种是采用丝网印刷工艺将相对较粗结晶的阀作用材料粉末糊剂按要求的图案涂覆在衬底上。

在敷设后，随后，通常将晶种烧结固定在籽晶种子图案中适当的位置。