[发明专利]在Ta-/Nb-片上的无变形的模板印刷阳极

说明书

技术领域

本发明涉及阳极制造领域。本发明特别涉及借助在薄的钽-或铌箔上的丝网-或模板印刷制造无变形的阳极的方法。本发明还涉及可通过本发明的方法获得的阳极。

发明背景

尤其由于它们高的储能密度，钽-固体电解质电容器优选用于便携应用，如手机、笔记本电脑、掌上电脑、摄影机等。这些Ta-固体电解质电容器的主要构件是Ta-阳极。尽管部件的集成密度日益提高，但仍希望便携电子器件更薄。通常通过将氧化钽-和/或氧化铌粉末压制在薄Ta片上、接着烧结制造这种阳极。但是，Ta粉末的这种传统压制无法制造大纵横比，即以此方式无法制造具有低结构高度的平板Ta电容器的阳极。

通过将Ta糊压制到作为基底的Ta箔上并随后除去粘合剂/烧结制成的钽阳极通常在烧结后表现出Ta基底的严重变形。该阳极随之不再平坦，并且一方面可加工性能变差，另一方面该阳极的有效高度大于未发生变形时的高度，即原本可填充活性组合物的体积却未被利用。较高电容的钽粉和NbO粉末特别促进形成变形，特别是薄Ta箔发生特别严重的变形。根据现有技术，因此使用厚度大于100微米的较厚Ta箔或片。其后果在于，模板印刷阳极具有不利的（烧结阳极体）对钝化的（passive）Ta-物料（Ta-片衬垫）的比率并因此具有比压制阳极更高的材料成本。

因此本发明的目的是提供在薄的Ta-或Nb-箔上的基于高电容粉末的阳极的制造方法，和可通过这种方法获得的阳极，由此该阳极具有减小的变形（翘曲）。

已经令人惊讶地发现，通过箔的特殊的预处理可以实现这一目的。

发明描述

本发明因此提供制造阳极的方法，其包括步骤：

a) 氧化包含钽或铌的箔的表面；

b) 加热所述箔以使在表面上形成的氧化物向内扩散；

c) 施加包含选自钽粉、铌粉、氧化铌粉末及其混合物的粉末的糊料；和

d) 烧结所施加的糊料。

本发明的方法的步骤b)涉及通过加热箔使在步骤a)中在表面形成的氧化物向内扩散。不受制于理论地认为，在表面上形成的氧化物层扩散到该箔中由于间隙氧的进入而导致该箔的某种预膨胀。其结果在于，由于该箔的预膨胀，在步骤d)中进行的烧结步骤与较小的变形相关联。

在表面上形成的氧化物由于加热箔向内扩散的条件可通过温度和时间的适当选择实现。但是，在减压下或替代地在惰性气氛下进行步骤b)是有利的，以基本避免该箔的完全氧化或进一步氧化。

本发明还提供制造阳极的方法，其包括步骤：

a) 氧化包含钽或铌的箔的表面；

b) 将已在表面上氧化的箔加热至高于600?C的温度，优选至少10分钟的时间；

c) 施加包含选自钽粉、铌粉、氧化铌粉末及其混合物的粉末的糊料；和

d) 烧结所施加的糊料。

本发明的方法以特别的方式适用于包含钽或铌或基本由钽或铌构成的极薄的箔。在一个优选实施方案中，该箔具有低于100微米，优选低于60微米，特别是在10至50微米，和尤其是15至< 30微米范围的平均厚度。

根据本发明，该箔具有3:1至10:1或更大的长宽比，在该箔的0.5至100平方毫米，优选2至40平方毫米的部分面积（Teilfl?che）的一面或两面提供烧结体。

可根据本发明的方法获得的阳极特别适用于平面形成的电解电容器，即其在两个维度中的几何延伸大于在第三维度中的几何延伸。

优选如此形成本发明的阳极，以使该箔在至少一个方向上突出于烧结体之上。由此实现进一步改进的散热性并简化电接触。

许多技术原则上适用于在本发明的方法的步骤a)中的箔表面有针对性的氧化。在本发明的方法的一个优选实施方案中，通过选自热氧化、阳极氧化、化学氧化和通过印刷、热处理、溅射、物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）施加氧化钽(V)或NbO的方法进行箔表面的氧化。

如果在步骤a)中通过印刷、热处理、溅射、PVD或CVD施加氧化物层，则可以从一面或从两面涂布Ta箔。例如，可以通过印刷具有400目粒度的糊形式的钽-氧化物粉末以最多5微米厚度进行钽-氧化物层的施加。

阳极氧化在步骤a)中同样特别优选。在本发明的一个优选实施方案中，以本领域技术人员已知的方式借助适合这种厚度的Ta片或Ta箔的阳极氧化施加氧化物层。

所述箔表面的氧化特别优选通过在300至800℃，优选350至600℃，特别是在380至550℃的温度下的热氧化进行。箔表面的热氧化通常进行10至120分钟的时间。