[发明专利]钽电容器的制造方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年3月19日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2007-26573号的优先权，将其披露内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种制造钽电容器(tantalum condenser)的方法，更具体地说，涉及一种制造钽电容器的方法，在该方法中，使用更简单和经济的设备通过更加简化和更高效的工艺来制造高性能的钽电容器。

背景技术

钽电容器利用钽Ta作为电极。即，钽是导体，但是当被氧化时变成高质量的绝缘体。当涉及钽电容器时，钽作为负极被氧化成电介质，然后形成另外的正极。通过利用钽粉末烧结和硬化时产生的孔可以获得钽电容器。

存在两种类型的钽电容器。一种是湿式钽电容器，该湿式钽电容器使用电解质溶液并且具有形成在正极上的银Ag层(case)以防止电解质溶液泄漏。另一种是干式钽电容器，该干式钽电容器在没有采用电解质溶液的情况下使用固体如二氧化锰作为电解质。

图1是图解说明了传统的制造钽电容器的方法的流程图。为了制造钽电容器，首先，在操作S10中，烧结钽粉末以形成颗粒并通过化学形成(chemical formation)来氧化。在操作S20中，将具有形成在其上的电介质的氧化的钽颗粒浸入含单体的溶液中使得单体渗透到多孔钽颗粒内部的电介质的表面中。在操作S30中，在浸渍之后，使钽颗粒干燥以将渗透的单体均匀地分散在电介质上。在操作S40中，将干燥的钽颗粒浸入含掺杂剂的氧化剂溶液中以通过单体的化学聚合获得导电聚合物层。在操作S50中使获得的钽颗粒干燥，以及在操作S60中清洗以除去杂质如残留的氧化剂溶液。清洗过程可以以两个步骤来进行。即，使用与氧化剂溶液具有强反应性的溶液例如对甲苯磺酸(p-TSA)除去氧化剂溶液，然后除去p-TSA。

其次，在操作S70中检查是否已经形成聚合物层以充分完好地起到正极层的作用。在其中在操作S70：N中没有充分地形成正极层，即聚合物层的情况下，如在操作S20中将钽颗粒回浸(浸回，immerseback)到含单体的溶液中，如在操作S30至S60中，干燥、浸入氧化剂溶液中、干燥以及清洗。通常重复这些步骤4至15次。在操作S70：Y中形成正极层的情况下，完成了钽电容器的制造方法。

可替换地，将钽颗粒浸入单体溶液中的操作和将干燥的钽颗粒浸入氧化剂溶液中的操作可以不分开实施。可以将钽颗粒浸入具有混合在其中的单体和氧化剂的单一溶液中。这里，将具有形成在其上的电介质的钽颗粒浸入含单体和氧化剂的溶液中，然后反复干燥和清洗以形成正极层。这些单体和氧化剂通常是高价的和强反应性的，因此在工艺过程中由于反应溶液的污染而潜在地降低了产率。而且，聚合没有发生在钽聚合物的平整表面(平面，flat surface)上而是发生在微孔中，因此使其难以控制反应。因此，在其中在工艺过程中直接聚合单体的情况下，由于在控制反应方面的困难可能使单体遭受损失。

特别地，聚合物层应该通过聚合形成在钽颗粒的孔中。这里，为了确保聚合物层适当地形成在狭窄的孔中，单体应该被充分地分散。而且，分散的聚合物应该通过掺杂获得导电性特性。然而，在设计以获得大规模生产的工艺中这样的聚合不容易控制。此外，单体和氧化剂的强烈反应导致反应溶液的污染，因此缩短其使用寿命。为此，传统的制造钽电容器的方法具有一些缺点。

而且，在浸入单体溶液中之后、在浸入氧化剂溶液中之前钽颗粒应该干燥，然后在浸入氧化剂溶液中之后应该再次干燥和清洗。然而，为了提高正极层的纯度并且制造具有优异特性的钽电容器，钽颗粒应该充分清洗。这种清洗工艺降低了效率并且破坏了工艺间的平衡。

因此，对以更加简化和经济的方式制造钽电容器同时保持或增加钽电容器的性能的方法存在着持续的需求。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种制造高性能的钽电容器的方法，在该方法中，使用更简单和经济的设备通过更加简化和更高效的工艺制造钽电容器。

根据本发明的一个方面，提供了一种制造钽电容器的方法，该方法包括：烧结钽粉末以制备钽颗粒；氧化钽颗粒以在其表面上形成介电层；以及通过将具有形成在其表面上的介电层的钽颗粒浸入聚合物悬浮液(polymer suspension)中而在钽颗粒上沉积聚合物。聚合物悬浮液可以具有悬浮在其中的纳米尺度的聚合物。

聚合物悬浮液可以是导电聚合物悬浮液。聚合物悬浮液可以由选自由聚噻吩、聚酰亚胺、聚吡咯、聚苯胺、以及聚呋喃组成的组中的一种形成。聚合物悬浮液可以包括导电聚合物、分散剂以及表面活性剂。