专利名称：：钽电容器的制造方法
技术领域：
：本发明涉及一种制造4旦电容器(tantalumcondenser)的方法，更具体地i兌，涉及一种制造4旦电容器的方法，在该方法中，-使用更简单和经济的i殳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，然后形成另外的正才及。通过利用钽粉末烧结和石更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(chemicalformation)来氧化。在才喿作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中才企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。在其中在才喿作S70:N中没有充分地形成正才及层，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4及层的情况下，完成了4旦电容器的制造方法。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^f氐了产率。而且，聚合没有发生在钽聚合物的平整表面(平面，flatsurface)上而是发生在孩i孔中，因此4吏其难以控制反应。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4旦颗粒的孔中。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^皮充分地分散。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^f匕剂的强烈反应导至丈反应溶液的污染，因此缩短其^f吏用寿命。为此，传统的制造4旦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4匕剂;容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火喿和清洗。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4軒。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4旦颗粒；氧化4旦颗粒以在其表面上形聚合物悬浮'液(polymersuspension)中而在4旦颗4立上沉积、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。干燥。千燥钽颗粒可以在25。C至150。C的温度下实施。可以重复沉积聚合物和干燥钽颗粒直到完全沉积聚合物。沉积聚合物和干燥钽颗粒可以重复四次或更多次。该方法可以进一步包4舌在干燥钽颗冲立之后4吏用单体〉容液和氧化剂溶液沉积聚合物。通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述和其它方面、特征和其它优点将^皮更清楚地理解，在附图中图l是图解说明了传统的制造钽电容器的方法的流程图；图2是图解说明了根据本发明的一个示例性具体实施方式的制造4巨电容器的方法的流程图；图3是图解说明了在根据本发明一个示例性具体实施方式的制造钽电容器的方法中将钽颗粒浸入聚合物悬浮液中的视图；以及图4是图解说明了在重复浸渍和干燥1至20次之后分别根据传统的方法和根据本发明一个示例性具体实施方式制造的钽电容器的电容和阻尼因数损耗(阻尼因子损耗，dampingfactorloss)的曲线图。具体实施方式现在将参照附图详细地描述本发明的示例性具体实施方式。图2是图解说明了根据本发明的一个示例性具体实施方式的制造钽电容器的方法的流程图。在制造钽电容器的方法中，烧结钽4分末以生产钽颗粒。氧化钽颗粒以在其表面上形成介电层。将具有形成在其表面上的介电层的钽颗粒浸入具有悬浮在其中的纳米尺度的聚合物的聚合物悬浮液中以在具有形成在其表面上的介电层的钽颗粒上沉积聚合物。为了制造钽电容器，首先，在操作SIOO中，烧结钽粉末以生产4巨颗粒并氧化4巨颗粒。在烧结之前将4旦粉末与粘结剂或溶剂混合以提高颗粒的粘结力和流动性。将与粘结剂混合的钽粉末压制成具有期望尺寸的颗4立。可以通过4吏用才莫具(mold)的压制方法实施这才羊的压制。例如，钽颗4立可以在高真空中和高温下在;^免结炉内进4亍烧结。例如，钽颗粒可以在1.0><10-7托的压力下和在130(TC至2000'C的温度下进行烧结。通过化学形成来氧化获得的钽颗粒。氧化钽了3205形成在钽颗粒的表面上并通过烧结产生孔。氧化钽用作介电层。可以在烧结钽粉末之前乂人4旦颗粒引出钽线以有利于如化学形成或正极层形成的工艺。因此，对于化学形成而言，从钽颗粒引出的钽线被结合至金属才反。然后，将电压分别施加至金属板和化学形成溶液以在钽颗粒的表面上形成氧化物。在钽电容器中形成的氧化钽起介电层的作用。当制备钽颗粒并形成氧化钽时，在才喿作S110中将钽颗粒浸入聚合物悬浮液中。聚合物被预先聚合并分散在聚合物悬浮液中以具有一定尺寸使得聚合物可以沉积到钽颗粒中。可沉积尺寸是指能够使聚合物渗透到具有小于10(im的微孔的钽颗粒中的尺寸。例如，可沉积尺寸是指纳米尺度。聚合物在钽颗粒的内部和外部形成聚合物层。聚合物可以是导电聚合物。导电聚合物是指具有的电导率为至少10々S/cm,即大于或等于半导体的电导率的值的聚合物。通常，通过在聚合物中掺杂电子受体或电子供体，导电聚合物可以具有高电导率。形成聚合物层以起钽电容器的正极层的作用，因此应该具有预定的电导率。导电聚合物可以采用可以用作正才及的任何导电聚合物。例如，导电聚合物可以利用聚噻吩、聚酰亚胺、聚吡咯、聚苯胺、以及聚呋喃中的一种。导电聚合物通过调整其分子量可以在4巨颗粒中聚合成预定的可沉积尺寸。而且，聚合物悬浮液可以包含分散剂，即，能够将导电聚合物分散以作为如胶体聚合物(colloidalpolymer)的小颗粒存在于悬浮液中的补充剂。加入分散剂以防止在将大颗粒和附聚的颗粒(聚集的颗粒，agglomeratedparticle)4分石争为更小的颗粒和月交体颗粒时产生的细颗粒的附聚(聚集)。分散剂通常利用如表面活性剂的吸附材料。在浸入聚合物悬浮液中之后，在操作S120中使钽颗粒干燥以除去聚合物悬浮液。考虑到聚合物悬浮液的特性，即，导电聚合物和^:剂的特性，在预定的温度下实施干燥工艺。例如，可以在65。/。RH的室内湿度下和在25。C至15(TC的温度下使钽颗粒干燥。在干燥工艺之后，在操作S130中斥企查是否已经完全形成正极层。在其中如在操作S130:N中没有完全形成正极层，即聚合物层的情况下，在操作S110中将钽颗粒回浸到聚合物悬浮液中，然后在操作S120中干燥。钽颗粒可以反复回浸到聚合物悬浮液中并干燥直到完全沉积聚合物。重复的次数可以是4次或更多次。重复浸渍和干燥少于4次不能保证充分形成正极层，从而有害地影响4旦电容器的性能。而且，重复的次数不需要超过20。重复浸渍和干燥20次保证聚合物充分地沉积。在本领域显而易见的是，本领域技术人员可以很容易地设定重复次数的上限。此外，在干燥工艺之后，除了通过将4旦颗粒浸入聚合物悬浮液中沉积聚合物之外，可以使用单体溶液和氧化剂溶液沉积聚合物。接着正极层的完成S130:Y,通过以下工艺如使正极层接触引线框用于与外部电源连接，形成电极线用于引出电极以及用树脂密封从而制造了钽电容器。图3图解i兌明了在才艮据本发明一个示例性具体实施方式的制造钽电容器中的将钽颗粒浸入聚合物悬浮液中。钽颗粒300连接至金属板310并且金属板310支持钽颗粒300以保持浸入聚合物悬浮液320中。在浸渍槽(浸渍浴，dippingbath)330中钽颗粒300被聚合物悬浮液320包围(包裹，surround)。因此，分散在聚合物悬浮液320中的导电聚合物颗粒沉积到钽颗粒300中。在经过预定的次数之后，乂人浸渍槽330中取出钽颗粒300,然后干燥。当确定没有完全形成正才及层时，将钽颗粒300回浸到浸渍槽330中的聚合物悬浮液320中。液320形成聚合物层。这排除了对用于除去杂质的清洗工艺的需要。因此，这保证了以更简化的工艺、通过更简单的i殳备、以及也在更低的材料成本下制造钽电容器。而且，这种简化的工艺可以降低交付周期(leadtime)并且保证了更容易的质量管理。实施例在下文中，制造本发明实施例1至6的4旦电容器，其中才艮据本发明一种示例性具体实施方式的制造方法通过4吏用聚合物悬浮液沉积聚合物而形成聚合物层。同样，通过传统的方法制造比较例1的4旦电容器。然后对于几种特性对本发明实施例1至6和比较例1进行测量。在该具体实施方式中，将通过实施例描述本发明，但应该很显然地理解到，这样的实施例将不会限制本发明。本发明的实施例1至6本发明的实施例1至6在钽颗粒的沉积速率和干燥温度上进行变化。表1中记录了本发明的实施例1至6的沉积速率和干燥温度。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>比较例1在形成聚合物层，即正极层中通过将钽颗粒浸入单体溶液和氧化剂溶液中来制造比较例1的钽电容器。评价如表2所示，在25V和15(xF下测量本发明的实施例1至6和比较例1的钽电容器的性能，特别地，电容(C)、阻尼因数(DF)、等效串联电阻(ESR)、以及LC缺陷(故障，defect)。表2C((iF)DF(%)ESR(mQ)LC击夹陷率(％)本发明的实施例114.90.831达到10%本发明的实施例214.80.933达到10%本发明的实施例314.60.934达到10%本发明的实施例415.11.243达到10%本发明的实施例514.90.831达到10%本发明的实施例614.51.036达到10%比较例I14.51.042达到10%如在表2中可以看到，其中使用聚合物悬浮液形成聚合物层的本发明的实施例1至6的钽电容器表现出类似于或高于使用单体溶液和氧化剂溶液传统地制造的比较例1的钽电容器。因此，已经发现，4艮据本发明具体实施方式可以以更加简化和更高效的工艺同时保持类似的性能来制造钽电容器。图4是图解说明了通过重复将钽颗粒浸入聚合物悬浮液中和干燥钽颗粒1至20次分别根据传统的方法和本发明一个示例性具体实施方式制造的钽电容器的电容和阻尼因数损耗的曲线图。参照图4，在其中重复一次浸渍和干燥的情况下，电容表现出相当大的损耗。同时，重复浸渍和干燥至少4次保证了可接受的电容损耗水平。因此，可以重复浸渍和干燥至少四次。有与本发明权利要求的技术特征相同的结构和操作效果的具体实施方式将落入本发明的技术范围内。如上所述，才艮据本发明的示例性具体实施方式，制造钽电容器的方法仅涉及浸渍和干燥而不需要清洗，从而保证了通过更简单和经济的设备实施整个工艺。尽管已经结合示例性具体实施方式示出并描述了本发明，但对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行更改和变化。权利要求1.一种制造钽电容器的方法，所述方法包括烧结钽粉末以制备钽颗粒；氧化所述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所述介电层的所述钽颗粒浸入聚合物悬浮液中而在所述钽颗粒上沉积聚合物。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物悬浮液具有悬浮在其中的纳米尺度的聚合物。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物悬浮液是导电聚合物悬浮液。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述聚合物悬浮液包含选自由聚p塞p分、聚酰亚胺、聚吡咯、聚苯胺、以及聚呔喃组成的纟且中的一种。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述聚合物悬浮液包含导电聚合物、分散剂以及表面活性剂。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括干燥具有沉积在其上的所述聚合物的所述钽颗粒。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述干燥所述钽颗粒是在在25。C至15(TC的温度下实施的。8.才艮据权利要求6所述的方法，其中，重复所述沉积聚合物和所述干燥所述钽颗粒直到完全沉积所述聚合物。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述沉积聚合物和所述干燥所述4旦颗粒一皮重复四次或更多次。10.4艮据权利要求6所述的方法，进一步包括在所述干燥所述4旦颗粒之后，使用单体溶液和氧化剂溶液沉积所述聚合物。全文摘要本发明提供了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制造高性能的钽电容器。该制造钽电容器的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中而在钽颗粒上沉积聚合物。文档编号H01G9/00GK101271765SQ200810004148公开日2008年9月24日申请日期2008年1月18日优先权日2007年3月19日发明者李基安申请人:三星电机株式会社