[發明專利]固體電解電容器及其制造方法

有效

• 申請號: 00101814.0
• 申請日: 2000-01-28
• 公開（公告）號: CN1264135A
• 公開（公告）日: 2000-08-23
• 發明（設計）人: 小畑康弘;新田幸弘;齊藤佳津代
• 申請（專利權）人: 松下電器產業株式會社
• 主分類號: H01G9/15
• 分類號: H01G9/15
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 章鳴玉

本發明涉及用于各種電子裝置的以導電性高分子為電解質的固體電解電容器及其制造方法。

近年，隨著數字裝置的發展，希望有一種在高頻區域也具有低阻抗、且具備良好的高頻特性的電容器。針對這種市場需求，開發了使用吡咯、噻吩或苯胺等聚合物的導電性高分子作為電解質的電容器，并使其商品化。

如日本專利公開公報昭63-158829號所述，以往的這種固體電解電容器具備以下4個部分，即由具有電介質氧化膜的閥作用金屬構成的陽極體，形成于該陽極體的電介質氧化膜，因電介質氧化膜上的二氧化錳層的熱分解而形成的導電性高分子層，以及設置在該導電性高分子層上的陰極層。前述導電性高分子層是通過將二氧化錳層作為陽極在電解聚合溶液中進行電解處理而形成的。

通過電解聚合而形成導電性高分子層比通過化學聚合和氣相聚合形成導電性高分子層快，而且所用設備構成比較簡單，有利于工業化生產。

但是，上述以往例子中，二氧化錳層的形成條件對容量、tanδ和阻抗等固體電解電容器的主要特性影響很大。

即，采用通過燒結使閥作用金屬粒子轉變為多孔體而結合的方法，以及通過腐蝕處理形成多處腐蝕孔的方法來制得陽極體時，該陽極體具有因微細孔等將表面積擴大了的凹凸表面。形成于具有微細孔的陽極體表面的電介質氧化膜具有深入內部的多處微細孔部分和露出部分。以往技術中，形成于上述電介質氧化膜的二氧化錳層只形成在露出部分，未形成于微細孔的內部。而且，導電性高分子層只形成于二氧化錳層上。即這種傳統的固體電解電容器的內部可能存在空隙。在這種傳統構成狀態中，雖然陽極體具有被擴大了的凹凸表面，但不能夠獲得與被擴大了的凹凸表面相應的充分的容量和理想的阻抗。因此，即使將導電性高分子作為電解質使用，這種構成也存在很大的問題。

本發明提供了具有凹凸表面的陽極體、并將導電性高分子作為電解質使用的固體電解電容器中，能夠充分發揮出所希望效果的固體電解電容器及其制造方法。

本發明的固體電解電容器具備以下5個部分：

(a)具有第一凹凸表面的陽極體；

(b)設置在前述陽極體的第一凹凸表面的電介質氧化膜，前述電介質氧化膜具有與前述第一凹凸表面形狀一致的連續設置的第二凹凸表面；

(c)設置在前述電介質氧化膜的前述第二凹凸表面的二氧化錳層，前述二氧化錳層具有設置在前述電介質氧化膜的前述第二凹凸表面、并與前述第二凹凸表面形狀一致的連續的第三凹凸表面；

(d)設置在前述二氧化錳層的前述第三凹凸表面的導電性高分子層，前述導電性高分子層設置在前述二氧化錳層的前述第三凹凸表面；

(e)設置在前述導電性高分子層上的陰極層。

本發明的固體電解電容器的制造方法包括以下5個步驟：

(a)提供具有第一凹凸表面的陽極體；

(b)在前述第一凹凸表面形成電介質氧化膜，前述電介質氧化膜具有與前述第一凹凸表面形狀一致的第二凹凸表面；

(c)在前述第二凹凸表面形成二氧化錳層，前述二氧化錳層具有設置在前述第二凹凸表面、并與前述第二凹凸表面形狀一致的連續的第三凹凸表面；

(d)在前述第三凹凸表面形成導電性高分子層，前述導電性高分子層形成于前述二氧化錳層的前述第三凹凸表面；

(e)在前述導電性高分子層上設置陰極層。

特別理想的狀態是，前述第一凹凸表面具備帶有多個微細孔部分和露出部分的表面。

特別理想的狀態是，設置的前述二氧化錳層與前述第二凹凸表面的凹部和凸部的所有表面接觸。

特別理想的狀態是，設置的前述導電性高分子層與前述第三凹凸表面的凹部和凸部的所有表面接觸。

特別理想的狀態是，具有前述第一凹凸表面的前述陽極體具備閥作用金屬的多孔燒結體或經過表面粗化處理的金屬箔。

特別理想的狀態是，前述導電性高分子層是利用電解聚合而形成的導電性高分子層。

特別理想的狀態是，具備以下3個步驟，即在10℃～40℃的6.5wt％～26.5wt％的硝酸錳水溶液中充分浸潤前述二氧化錳層后取出；然后，除去附著在表面的過剩的硝酸錳水溶液；接著，在1分鐘內使溫度上升至熱分解溫度的80％以上，在300±10℃的溫度下熱分解處理3分鐘以上等。

利用上述構成和制造方法，不會對具有微細孔等凹凸表面的陽極體的電介質氧化膜造成損傷，能夠在整個氧化膜的凹凸表面形成二氧化錳層。這樣，通過電解聚合就能夠從微細孔內部表面到外部表面都保證形成導電性高分子層。其結果是，可獲得具備電容量、阻抗和漏電流等設計特性的電容器。

圖1是本發明實施例之一的固體電解電容器的主要部分剖面圖。