專利名稱：具有結(jié)構(gòu)化的燒結(jié)-活性表面的半成品以及它們的制造方法
具有結(jié)構(gòu)化的燒結(jié)-活性表面的半成品以及它們的制造方法 發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及半成品，例如具有結(jié)構(gòu)化的燒結(jié)-活性表面的高熔點(diǎn)金屬的線 或片，涉及至少部分地具有這種表面的半成品，還涉及它們的制造和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
電容器是電氣工程中的重要組件。特別是對于日益增加的便攜設(shè)備的數(shù)量 和快速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)，這些組件必須滿足更高的要求。對于移動應(yīng)用，這 些組件的整體尺寸變得越來越小，而電參數(shù)(例如具體是電容量和介電強(qiáng)度)
保持不變。處理器(CPU)不斷縮短的周期時間也要求這些組件有相應(yīng)的進(jìn)步， 具有更低的電阻(等值串聯(lián)電阻(ESR))或電感(ESL)。這對使用的材料和 技術(shù)提出了很大的挑戰(zhàn)。
要增加電氣組件的電容量，通常要使用高電容粉末。這種情況下這些粉末 的比電荷必須變得越來越大，才能使小組件的電容量的體積得率增加。2000年 的上限為70000微庫侖/克，目前粉末的電容量約為100000-200000微庫侖/克。 通過增加比表面積，就能顯著提高粉末的電荷。
要制造用于電容器的陽極，通常將粉末壓制成半成品(例如線)并在一般 超過120(TC的高溫下在高真空中燒結(jié)。同時伴隨有粉末比表面積的損失。
隨著粉末電荷的增加，即比表面積的增加，這種損失會變得越來越大，因 為粉末會變得更為燒結(jié)-活性。為了在電容器中獲得最高的可能電荷，就要試 圖使燒結(jié)溫度保持盡可能低，以使這種損失最小化。另一方面，粉末與陽極導(dǎo) 體的粘結(jié)對電容器的品質(zhì)具有決定性的重要意義。對于制造方法中進(jìn)一步的加 工性能、剩余電流行為、以及對于電流和電壓峰值的穩(wěn)定性，良好的粘結(jié)很重 要。盡可能大的粘結(jié)面積產(chǎn)生特別低的電阻，并且由此產(chǎn)生低ESR值。
因此，使用特高電容的粉末制造高電容半成品時，與陽極導(dǎo)體形成良好粘 結(jié)是一個障礙，因?yàn)檫@些粉末可能只是在較低溫度下燒結(jié)。較高的溫度會使表 面積縮至太小，所以無法獲得要求的電荷。另外，用于制造陽極導(dǎo)體的半成品 (例如線或片)已經(jīng)在生產(chǎn)過程中在高溫下進(jìn)行了處理(例如在鑄塊的熔體冶
4通過燒結(jié)粘結(jié)的高電容量粉末從半成品上脫離的 作用力較低。
US 6226173B1、 US 649021B2和WO 01/7928A1描述了導(dǎo)電、海綿樣結(jié)構(gòu)的 陽極的制造，這種陽極通過氧化、隨后還原、并且在基材上以樹枝狀形式定向 應(yīng)用導(dǎo)電物質(zhì)而制造。這種制造過程產(chǎn)生高電容組件。然后可以在這種海綿樣 表面上產(chǎn)生介電膜。但是，沉積過程比較繁冗。
通過背景技術(shù)可知，高電容組件的生產(chǎn)需要能夠用高電容材料燒結(jié)的半成 品，這些組件由此具有充分的機(jī)械穩(wěn)定性、以及對于電流和電壓峰值的穩(wěn)定性。
通過具有結(jié)構(gòu)化表面的半成品實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的，所述半成品包括經(jīng)過氧
化、然后再次還原的表面，所述表面包含至少一種高熔點(diǎn)金屬。由于這些半成 品具有粗糙化的表面結(jié)構(gòu)，它們特別適合用高電容材料通過燒結(jié)方式進(jìn)行涂 布。
"半成品"應(yīng)理解為優(yōu)選表示陽極或陽極導(dǎo)體，例如為線、片、條或其他 模制部件形式。這些陽極導(dǎo)體可以用高熔點(diǎn)金屬涂布，所述高熔點(diǎn)金屬優(yōu)選自 下組鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、禾n/或鎢，或者直接由這些材料構(gòu)
成。優(yōu)選的耐火材料是鈦、鎢和鉬，特別是鈮和鉬。而且，還可以使用包含這 些高熔點(diǎn)金屬的合金，具體是與鋁、硅、鋅、鎘、鎵、鍺、銦、錫、銻、碲、
鉈、鉛、鉍、釔、或稀土元素或所述這些高熔點(diǎn)金屬的合金，例如Ta-Ti、 Nb-Ti、 Nb-V、或Ta-Nb合金。
陽極導(dǎo)體和/或涂料中可以另外摻雜有不同金屬和/或金屬離子或磷、氮或 硼。摻雜這些元素在原理上是已知的，通常情況下，氮的摻雜量為10-10000卯m， 磷的摻雜量為10-1000卯m，硼的摻雜量為10-1000卯m。對于經(jīng)過涂布的陽極 導(dǎo)體，所述高熔點(diǎn)金屬可以施加在另一種導(dǎo)電金屬上，例如銀、銅或鋁。具有 高熔點(diǎn)金屬的陽極導(dǎo)體的涂層厚度優(yōu)選為10納米-1毫米，更優(yōu)選為100微米， 具體為10納米-50微米，特別優(yōu)選為100納米-10微米。
依據(jù)本發(fā)明的半成品還包括結(jié)構(gòu)化的表面，所述表面是通過氧化、并對經(jīng) 過氧化的表面進(jìn)行還原而產(chǎn)生的層。所述表面的特征是具有粗糙化的結(jié)構(gòu)，優(yōu) 選為開孔的結(jié)構(gòu)。
在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，依據(jù)本發(fā)明的半成品的區(qū)別特征是，進(jìn)行依據(jù)
5本發(fā)明的處理之后的半成品的比表面積與進(jìn)行依據(jù)本發(fā)明的處理之前的比表
面積相比大了 10-100000、或10-10000、或10-1000、或10-100、或100-10000、 或100-1000倍。依據(jù)本發(fā)明的處理包括對半成品氧化、以及隨后進(jìn)行的還原。
優(yōu)選半成品的表面在使用20伏形成時，其電容量超過每平方厘米基底面 積100納法，優(yōu)選為1-50微法，特別優(yōu)選為2-10微法。"基底面積"理解為 氧化/還原處理之前半成品的面積。優(yōu)選電容量值與厚度為50納米-100微米 (l-50微法(用20伏形成))或100納米-1微米(2-IO微法(用20伏形成)) 的經(jīng)過處理的層相關(guān)。電容量的測量值與通過氧化/還原處理制成的半成品的 比表面積增加量成正比。
未依據(jù)本發(fā)明進(jìn)行處理的半成品的電容量小于200納法/平方厘米，具體 是10納法/平方厘米。經(jīng)過處理的半成品的電容量大于1微法/平方厘米。因 此，優(yōu)選的電容量值指示了結(jié)構(gòu)化表面，所述表面一方面本身具有高電容量， 另一方面特別適合通過燒結(jié)方式穩(wěn)定地粘結(jié)高電容材料。
依據(jù)本發(fā)明，對具有高比表面積的材料使用術(shù)語"高電容量"。例如，比 表面積大于0. 3平方米/克的材料可以稱為高電容量。電容器等式顯示電容量C 與比表面積A成正比，與介電厚度d成反比。比例因子e定義為介電常數(shù)，C= e XA/d。
對微觀表面積與宏觀表面積的比值或結(jié)構(gòu)化表面積與非結(jié)構(gòu)化表面積的 比值至少為10的半成品使用術(shù)語"高電容半成品"。未經(jīng)處理的宏觀表面積 (例如1平方厘米)在進(jìn)行依據(jù)本發(fā)明的處理之后，微觀表面積至少為10平 方厘米。
通過上述電容器等式可以計(jì)算依據(jù)本發(fā)明對半成品的表面進(jìn)行陽極化之 后的微觀表面積，并且確定其電容量。因此，由此測得的電容量是微觀表面積 的變量，可以用作為對微觀表面積的量度。
因?yàn)殛枠O化影響了實(shí)際微觀表面，部分表面可能與其余部分的半成品絕 緣，所以這些部分表面不會對測得的電容量作出貢獻(xiàn)。結(jié)果是，半成品的實(shí)際 微觀表面遠(yuǎn)大于用這種方法測得的微觀表面。
通過掃描電子顯微照片可以顯示，結(jié)構(gòu)化表面具有不同形式的開口，這些 開口中主要是平均壁間距離為IO納米-IO微米的開口。
根據(jù)半成品的預(yù)期應(yīng)用，并不絕對要求半成品的整個表面通過隨后的燒結(jié) 而活化。在制造高電容組件時，通常有0.2平方毫米-l平方厘米的表面積涂布
6有高電容材料，因此，對半成品進(jìn)行的相應(yīng)部分表面處理可能是充分的。為了 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，包含經(jīng)過氧化并隨后再次還原的表面、包含高熔點(diǎn)金屬的 半成品是完全表面處理和部分地經(jīng)過表面處理的半成品。
本發(fā)明進(jìn)一步的主題是制造表面結(jié)構(gòu)化的半成品的方法，所述半成品的表 面包含至少一種耐火材料，所述表面經(jīng)過氧化、并且隨后對獲得的氧化層進(jìn)行 再次還原。
具體通過對表面進(jìn)行氧化/還原處理，使得在熱處理?xiàng)l件下商業(yè)化制造的 半成品(例如通過熔體冶金方法拉制成的線或軋制的片)能夠轉(zhuǎn)變成燒結(jié)-活 性的半成品。
要制造表面結(jié)構(gòu)化的半成品，對所述半成品的至少部分表面進(jìn)行氧化。所 述氧化可以是例如熱氧化、化學(xué)氧化或陽極氧化，半成品上制造的氧化層的優(yōu)
選厚度為10納米-l毫米，更優(yōu)選為100微米，具體為50納米-10微米，特別 優(yōu)選為100納米-1微米。優(yōu)選在1-50000伏、特別優(yōu)選在5-1000伏的條件下 在電解質(zhì)中進(jìn)行陽極氧化，優(yōu)選電解質(zhì)是酸溶液，例如稀磷酸或高氯酸 (0.01-10%)。對于半成品的鉭表面的情況，氧化層生長率預(yù)期約為2納米/ 伏，對于鈮表面，約為4納米/伏。
如果適當(dāng)?shù)脑?，可以用合適的溶劑(例如水或乙醇)對半成品氧化所得的 的表面進(jìn)行清潔，然后干燥。
在進(jìn)一步的步驟中，然后用還原劑對半成品的經(jīng)過氧化的表面進(jìn)行再還 原。例如可以使用鋰、鎂、鈣、鋇、鍶、鋁、它們的氫化物或合金、或氫作為 還原劑。這種情況下優(yōu)選還原劑是液體或氣態(tài)。優(yōu)選使用金屬還原劑的蒸氣， 根據(jù)所使用的金屬，可以在200-300(TC的溫度下進(jìn)行還原，優(yōu)選為650-1500 。C。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)特別優(yōu)選使用650-150(TC溫度的鎂蒸氣，半成品經(jīng)過氧化的表面 發(fā)生再次還原，形成氧化鎂。這種方式留下的燒結(jié)-活性金屬表面的特征是， 與初始材料相比，比表面積增加。
如果適當(dāng)?shù)脑挘ㄟ^溶劑(例如稀酸)去除還原期間產(chǎn)生的還原劑的氧化 物，然后干燥。
如果對形成的二維半成品(例如膜或片)進(jìn)行上述過程，則也可以對部分 表面進(jìn)行目標(biāo)處理。在這里，半成品的表面在處理之前至少部分地掩蔽，所以 只有未掩蔽的區(qū)域發(fā)生氧化、還原、并且以上述方式發(fā)生結(jié)構(gòu)化。為此，例如 用光刻膠涂布鉭或鈮片的表面。所述光刻膠通過掩模曝光，所述掩模具有的孔隙對應(yīng)于將要發(fā)生結(jié)構(gòu)化的區(qū)域。曝光之后，對光刻膠進(jìn)行顯影，去除光刻膠 的己曝光部分。根據(jù)光刻膠的種類，在原則上也可以使用逆過程。采用這種方 式，使部分半成品仍然涂布有光刻膠。在氧化期間，只有未經(jīng)涂布的部分發(fā)生 氧化，并且在隨后的還原期間發(fā)生結(jié)構(gòu)化。只有這部分具有表面積增加(例如 可以通過BET方法確定)或其他特征性質(zhì)的所需表面結(jié)構(gòu)。
半成品上保留的光刻膠可以在氧化之后除去，因?yàn)檫€原期間不需要光刻 膠。所述方法的這個實(shí)施方式是有利的。但是，只能在還原之后進(jìn)行去除。
為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，"氧化"優(yōu)選理解為將要發(fā)生氧化的表面的氧化
程度超過50重量％，優(yōu)選超過80重量％，特別優(yōu)選為90-100重量％。為了實(shí)現(xiàn) 本發(fā)明的目的，"還原"優(yōu)選理解為已經(jīng)發(fā)生氧化的表面層的還原程度超過50 重量％，優(yōu)選超過80重量％，特別優(yōu)選為90-100重量％。
所述方法的效果是，在半成品先前的致密表面上形成具有明顯更高比表面 積的緊密貼合層。在這種情況下，半成品的燒結(jié)-活性表面的結(jié)構(gòu)受到還原溫 度和氧化層厚度的影響，因此會發(fā)生表面結(jié)構(gòu)適應(yīng)將要燒結(jié)的各高電容材料的 情況。
所以，本發(fā)明進(jìn)一步的主題是，表面結(jié)構(gòu)化的半成品在采用燒結(jié)方式將高 電容材料粘結(jié)至所述半成品上從而制造高電容組件方面的應(yīng)用。
高電容材料例如是高電容量金屬粉末，但是還包括具有高電容表面的半成
叩o
例如，可以使用包含高熔點(diǎn)金屬的高電容金屬粉末進(jìn)行燒結(jié)，所述高熔點(diǎn) 金屬優(yōu)選是鈦、鉬、鎢、鉿、釩、鋯、鈮、或鉭，或者是這些金屬的合金，或 者是這些粉末的混合物。這些高電容金屬粉末可以通過例如以下方式獲得，使 用還原劑在上述溫度下對相應(yīng)的金屬氧化物粉末進(jìn)行還原而獲得，所述還原劑 優(yōu)選是蒸發(fā)的鋰、鎂、鈣、鋇、鍶、或鋁，或者是它們的金屬氫化物，或者是 氫。為了實(shí)現(xiàn)更好的還原，還可以在粉末形式的金屬氧化物中添加粉末形式的 還原劑。WO 00/67936中描述了制造合適的高電容粉末的特別優(yōu)選的方法。 通過上述依據(jù)本發(fā)明的方法，可以制造將要燒結(jié)的高電容半成品。 為了使高電容材料與半成品的粘結(jié)具有足夠的穩(wěn)定性，在半成品上施加或 壓制的高電容材料可以例如在保護(hù)性氣體或在真空條件下在升高的溫度下固 結(jié)(燒結(jié))。為了使高電容材料與傳統(tǒng)半成品獲得充分的固結(jié)，通常在超過1500 'C的溫度下進(jìn)行燒結(jié)，這取決于所使用的高電容材料。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過少量定向性試驗(yàn)可以迅速建立最優(yōu)化的燒結(jié)條件。如果使用鉭粉末作為高電容材
料，則通常在900-500(TC進(jìn)行燒結(jié)，優(yōu)選在1000-130(TC，特別優(yōu)選在1000-1200 °C。如果使用鈮粉末作為高電容材料，則通常在800-140CTC進(jìn)行燒結(jié)，優(yōu)選在 100-1300。C，特別優(yōu)選在900-1200°C。
采用前述的對半成品進(jìn)行表面處理的方法來增加燒結(jié)活性，與未經(jīng)處理的 半成品相比，能使燒結(jié)過程在較低溫度下進(jìn)行。所以可以將依據(jù)本發(fā)明的半成 品稱為"更高燒結(jié)活性"。將術(shù)語"更高燒結(jié)活性"用于那些與在較高溫度下 燒結(jié)-活性較低的材料相比，在相同溫度下燒結(jié)程度更高或者在較低溫度下燒 結(jié)程度同樣高的材料。
因此，依據(jù)本發(fā)明進(jìn)行處理產(chǎn)生以下效果，經(jīng)過處理的半成品的燒結(jié)溫度 低于未經(jīng)處理的半成品的燒結(jié)溫度。處理造成的燒結(jié)溫度的條低程度可以等于 或大于50°C。經(jīng)過處理的半成品的燒結(jié)溫度比未經(jīng)處理的半成品的燒結(jié)溫度可 以甚至低IO(TC或甚至15(TC。在極端情況下，燒結(jié)溫度也可能降低約200-500 。C。
依據(jù)本發(fā)明的處理(即對半成品氧化隨后還原)使得半成品具有燒結(jié)-活 性的表面。除了影響燒結(jié)溫度之外，這種表面的特征還包括可以通過相應(yīng)的測 量方法清楚驗(yàn)證的泡沬樣結(jié)構(gòu)。所述泡沫樣結(jié)構(gòu)主要通過所謂"初級顆粒"形 成，"初級顆粒"也稱為"初級晶粒"。
與依據(jù)本發(fā)明的處理相比，其他表面處理方法(例如蝕刻)不會導(dǎo)致泡沫 樣表面結(jié)構(gòu)，而是形成溝槽(channel)樣表面結(jié)構(gòu)，這些溝槽也可能形成帶角 度的通路。
通過這種方式獲得穩(wěn)定的高電容組件，而不需要延長燒結(jié)時間。結(jié)果，通 過燒結(jié)使高電容材料的表面積減小的作用最小化，而不需要接受機(jī)械穩(wěn)定性、 或?qū)τ陔娏骱碗妷悍逯档姆€(wěn)定性方面的不利后果。
如果與陽極接觸的半成品為線形式，則所述線的脫離阻力(pull-off resistance)(用Chatillon DFGS 50拉伸-壓縮測量儀器測量)增加1. 1-5倍。
優(yōu)選使用的半成品的結(jié)構(gòu)化表面由與用于燒結(jié)的高電容的相同材料構(gòu)成。 特別是，對于包含至少一種高熔點(diǎn)金屬的高電容粉末，例如鈦、鉬、鎢、鈮或 鉭的粉末，或者對于包含至少一種這些金屬的合金的粉末，當(dāng)其平均初級顆粒 直徑為50納米-10微米、特別優(yōu)選為100納米-1微米時，當(dāng)其二次凝聚體的 粒徑分布為1-300微米時，適合于在低于150(TC、優(yōu)選低于1300°C、特別優(yōu)
9選在120(TC的溫度下燒結(jié)，所述半成品具有燒結(jié)-活性表面。使用高電容半成
品通過燒結(jié)與上述表面結(jié)構(gòu)化的半成品熔合具有特別的益處。優(yōu)選將要進(jìn)行熔 合的半成品由相同材料通過相同工藝條件制造，它們由此具有均勻的表面結(jié) 構(gòu)。
在高電容材料上燒結(jié)之后，也可以用介電層例如氧化層涂布獲得的組件， 從而為組件設(shè)定電氣性質(zhì)。
獲得的高電容組件可以安裝在例如電容器或存儲單元中。
方法
除非在實(shí)施例中另有描述，以下實(shí)施例中所述的陽極的還原、形成和測量 以以下參數(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行。 測量比表面積
通過BET測量方式進(jìn)行比表面積的測量，即通過依據(jù)Bra皿auer、 Emraett 和Teller的氣體吸附，采用來自Micromeritics的Tristar型儀器。 陽極氧化 形成電壓 20伏 形成電流 l毫安/克 最終形成時間2小時 電解質(zhì)0. 1°/。 H3P04 溫度85°C
電解質(zhì) 10% H3P04 溫度 23 °C
頻率 120赫茲
計(jì)算微觀表面積
根據(jù)等式C二e XA/d由測得的電容量計(jì)算微觀表面積，其中C是測得的電 容量，e是金屬氧化物的介電常數(shù)(在此為五氧化鉭，e為27X10"法/米)， d是介電氧化層的厚度，由陽極化電壓計(jì)算，假設(shè)每伏形成電壓對應(yīng)2納米厚 度(20伏陽極化電壓對應(yīng)40納米)，A是要計(jì)算的微觀表面積。還原
隨后將經(jīng)過氧化的半成品置于帶細(xì)孔的格柵上，格柵下放置坩堝。坩堝中 放置為氧含量的兩倍化學(xué)計(jì)量的鎂。然后在氬氣氣氛中加熱到95(TC保持1小 時。從而蒸發(fā)鎂，并與放置在上方的半成品的氧化物層反應(yīng)。金屬表面冷卻之
后，緩慢添加空氣進(jìn)行鈍化。用硫酸清洗還原材料，隨后用完全脫礦物水(FD 水)清洗至中性并干燥。
通過以下實(shí)施例和


本發(fā)明，這些實(shí)施例和附圖只是用來詳細(xì)說明 本發(fā)明而不是對其進(jìn)行fe制。
附圖簡要說明
圖1顯示陽極氧化并且隨后用Mg蒸氣還原后的半成品的表面(層厚度300 納米)。
圖2顯示陽極氧化并且隨后用Mg蒸氣還原后的半成品的表面(層厚度800 納米)。
'圖3顯示相應(yīng)截面的表面。
圖4顯示陽極氧化并且隨后用Mg蒸氣還原之的半成品的表面(層厚度400 納米)。
示范實(shí)施方式 實(shí)施例1
于85°C，在0. 1%磷酸中以150伏以恒電流法(galvanostatically)形成Ta 片(1厘米X1厘米)，并以恒電勢法(potentiostatically)再形成2小時。在 所述片上形成約300納米厚度的氧化物層。用FD水清洗所形成的片并干燥。 隨后按照上文所述對產(chǎn)品進(jìn)行還原。
在以下圖1的掃描電子顯微照片中可以看到結(jié)構(gòu)化的表面。隨后以20伏 對該片進(jìn)行陽極化，產(chǎn)生3.45微法的電容量，這對應(yīng)于51平方厘米的微觀表 面。如果沒有結(jié)構(gòu)化的表面，則該片的電容量低于500納法的檢測限。
實(shí)施例2
于85°C ，在0. 1%磷酸中以400伏以恒電流法形成Ta片(1厘米X 1厘米)， 并以恒電勢法再陽極化2小時。在所述片上形成約800納米厚度的氧化物層。用FD水清洗所形成的片并干燥。隨后按照上文所述對產(chǎn)品進(jìn)行還原。
隨后以20伏形成該片，產(chǎn)生5. 52微法的電容量，這對應(yīng)于81.7平方厘 米的微觀表面。如果沒有結(jié)構(gòu)化的表面；則該片的電容量低于500納法。
圖2和圖3的掃描電子顯微照片顯示了結(jié)構(gòu)化表面的平面圖和截面圖(顯 微照片)。
實(shí)施例3
于85。C，在O. 1。/。磷酸中以400伏以恒電流法形成Ta線(直徑為O. 49毫 米)，并以恒電勢法再形成2小時。在所述線上形成約800納米厚度的氧化物 層。用FD水清洗所形成的線并干燥。隨后按照上文所述對產(chǎn)品進(jìn)行還原。
掃描電子顯微照片(參見圖4)顯示了結(jié)構(gòu)化表面的平面圖。
權(quán)利要求
1. 具有結(jié)構(gòu)化的燒結(jié)-活性表面的半成品，所述半成品具有經(jīng)過氧化并且隨后再還原的表面，所述半成品包含至少一種高熔點(diǎn)金屬。
2. 如權(quán)利要求l所述的半成品，其特征在于，所述半成品是陽極導(dǎo)體，其具有鈦、鉬、鎢、鈮、鉭或包含一種或多種這些金屬的合金的表面。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的半成品，其特征在于，所述半成品和/或其涂層摻雜有不同金屬和/或金屬離子、和/或摻雜有以下元素中的一種或多種磷、氮、 硅或硼。
4. 如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的半成品，其特征在于，所述結(jié)構(gòu)化的表面 的厚度為50納米-50微米。
5. 如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的半成品，其特征在于，所述半成品的比表 面積在其氧化并隨后還原之后比進(jìn)行包括氧化和隨后還原的處理之前的比表面積 大了約10-100000倍。
6. 如權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的半成品，其特征在于，以20伏電壓形成 時，所述厚度為50納米-10微米的結(jié)構(gòu)化表面的電容量為每平方厘米基底面積卜50 微法。
7. 如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的半成品，其特征在于，通過燒結(jié)用高電容 材料進(jìn)行涂布。
8. 包含如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的半成品的高電容組件。
9. 如權(quán)利要求8所述的包含如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的半成品的組件， 其特征在于，其上燒結(jié)了另一種高電容材料。
10. 如權(quán)利要求9所述的組件，其特征在于，所述高電容材料是高電容粉末 或高電容半成品。
11. 如權(quán)利要求9所述的組件，其特征在于，所述高電容材料包含高熔點(diǎn)金屬。
12. 制造如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的表面結(jié)構(gòu)化的半成品的方法，其包括a) 氧化包含至少一種高熔點(diǎn)金屬的表面，b) 隨后對經(jīng)過氧化的表面還原。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述半成品的表面在處理之前至少部分掩蔽，以使只有未掩蔽區(qū)域依據(jù)權(quán)利要求11進(jìn)行處理。
14. 如權(quán)利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述氧化是熱氧化、陽極氧化或化學(xué)氧化。
15. 如權(quán)利要求12-14中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述還原通過鋰、 鎂、鈣、鋇、鍶、鋁、它們的氫化物、或氫的方式進(jìn)行。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述還原通過鋰、鎂、鈣、鋇、 鍶、或鋁蒸氣的方式進(jìn)行，所述還原進(jìn)行時的溫度為650-3000°C，取決于所使用 的金屬。
17. 如權(quán)利要求12-16中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用經(jīng)過熱處理 的半成品。
18. 制造高電容組件的方法，其特征在于，所述高電容材料通過燒結(jié)方法粘 結(jié)在依據(jù)權(quán)利要求11-16中任一項(xiàng)所述的表面結(jié)構(gòu)化的半成品上。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，將包含至少一種高熔點(diǎn)金屬的 高電容材料燒結(jié)在表面結(jié)構(gòu)化的半成品上的步驟在低于150(TC的溫度進(jìn)行。
20. 如權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的表面結(jié)構(gòu)化的半成品在通過與高電容材 料燒結(jié)用于制造高電容組件方面的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明包括具有結(jié)構(gòu)化表面的半成品，所述半成品包括經(jīng)過氧化并且隨后再還原的表面，所述表面包含至少一種高熔點(diǎn)金屬，本發(fā)明還包括這些半成品的制造方法以及它們用于生產(chǎn)高電容組件的應(yīng)用。
文檔編號H01G9/048GK101501797SQ200780030140
公開日2009年8月5日 申請日期2007年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月16日
發(fā)明者A·沙夫, C·施尼特, H·哈斯, H·布魯姆, M·斯坦佐, T·朗格特普 申請人:H.C.施塔克有限公司