[發明專利]一種新型固體電解電容器及其制造方法

有效

• 申請號: 200910102600.8
• 申請日: 2009-08-06
• 公開（公告）號: CN101692412A
• 公開（公告）日: 2010-04-07
• 發明（設計）人: 陸勝;馬建華;龍道學;李仁海;陳健;梁正書
• 申請（專利權）人: 中國振華(集團)新云電子元器件有限責任公司
• 主分類號: H01G9/15
• 分類號: H01G9/15;H01G9/14;H01G9/028;H01G9/032;H01G9/08;H01G9/04
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司 52002
• 代理人: 徐逸心

技術領域：本發明涉及一種電子元件及其制造方法，具體地說是一種新型固體電解電容器的制造方法。

背景技術：隨著各類多媒體信息處理設備向小型化，高速處理化和低功耗方向發展，導致需求小型元件、高度集成度LSIC(高頻率，低電壓)電路，并要求電路間歇性工作。這樣對于使用的電容器提出一系列新的新要求，特別對于以小型化大容量見長的鉭電解電容器，提出了低等效串聯電阻(ESR)，更好的頻率特性的要求。半導體電路向高速且低電壓方向發展，特別是在軍用、航天、航空、兵器、船舶等領域內高、精電子設備中，時鐘頻率日益提高，為了抑制高頻干擾和電壓波動，急需小型化且大容量的低ESR解耦濾波器。PDA等信息處理便攜終端裝置日益高性能化和多功能化，由此內部電流的變化非常大，為了消除大電流變動的干擾，也需要大容量低ESR的鉭電解電容器。目前，高頻低阻抗片式鉭電容器已成為現代軍用電子設備首選的電子元器件之一。

為滿足現代電子技術發展對電解電容器的性能不斷提高的要求，尤其是對高頻低阻抗的要求，電容器生產廠家在鉭電解電容器的設計和材料方面進行了卓有成效的摸索，聚合物固體電解質電容器成為最終的解決方案之一。

最近一二十年內，科學研究已充分證實，π-共軛聚合物導電率特別高，因此特別適合作為固體電解質。π-共軛聚合物也稱導電聚合物或合成金屬。由于其優良的加工性能而得到了廣泛的應用。聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚亞苯基等為已知的π-共軛聚合物的實例。20世紀80年代后半期，德國拜爾公司成功地開發了一種新的聚噻吩衍生物聚(3，4-亞乙基二氧噻吩)簡稱PEDT。PEDT是一種難溶的聚合物但卻具有一些有趣的特性。除具有極高的電導率(約300s/cm)外，PEDT薄膜幾乎是透明的并且在氧化狀態時具有極高的穩定性，因而具有廣泛的應用價值，也是固體電解電容器的電解質材料的理想選擇。目前，導電性高分子材料已然成為了新一代電解電容器所使用的電解質的開發潮流。

作為導電性高分子聚合物形成的方法，公知有化學聚合法和電解聚合法。化聚合法具有形成的導電性高分子層的強度低、其厚度不均勻的缺陷，所以目前廣泛采用電解聚合法形成導電性高分子層。一般采用電解聚合法形成的導電性高分子膜比采用化學聚合法形成的導電性高分子膜的導電性好，而且可形成牢固的膜。但是，在由采用電解聚合法制作的導電性高分子形成固體電解質的情況下，該固體電解層表面容易變得平滑，使得該固體電解層與固體形成在其上的陰極引出層的接觸性能變差，導致高頻區域的ESR增大。除了需要低ESR，現代電子設備還需要電解電容器的阻抗性能很大的頻率范圍內保持穩定，即需要對外部應力具有良好的穩定性。特別是在電解電容器制備過程中封裝電容器的陽極(模壓樹脂封裝)時會產生很高的機械應力，以至于使產品的性能劣化。為了緩解外部應力對電容器元件性能的影響，就需要在電容器陽極塊上制作一層較厚的外層電解質層，希望該電解層具有足夠的機械強度，同時又能夠緩解外部應力對電容器元件性能的影響。

US?6,001,281在實施例中描述了帶有固體電解質和外層的電容器，該固體電解質由聚亞乙烯基二氧噻吩(PEDT/PSS)原位生成，該外層由PEDT/PSS絡合物制成。但是，這些電容器的缺點是具有130mΩ及更高的ESR。

在以住的電解聚合法，如圖3所示，通過將與電源的正極電連接的電極構件2的頂端接觸在第一電解質層4b上，使第一電解質層4b形成正電位。但是，由于因電極構件2和第一電解質層4b的接觸情況不同，電解過程中沿第一電解質層4b流動的電流量不能均勻分布，對不同的電容器元件則很難形成固定的且厚度均勻的電解聚合物層，而且極易造成聚合物電解質層與電容器陽極體剝離的情況。

作為解決上述的問題的技術之一，有特開平11-121280號公報公開的方法。在該方法中，如圖4A所示，第一電解質層4b，除覆蓋陽極電介質氧化膜3外，還覆蓋一部分陽極引線1的根部，即陽極引線1的下部，靠近剛露出陽極組塊的陽極引線部份，在陽極引線的根部形成一定的第一電解質4b導電層。這樣，向陽極引線施以正電位時，如圖4B能夠一并將整個第一電解質層形成正電位，從而在其上發生電解氧化聚合。但是，在該方法中，如圖4C所示，電解聚合過程中極易在陽極引線根部周圍形成導電性高分子毛刺17。這將嚴重地影響電容器后制作工序中陽極與陰極的隔離，引起最終產品漏電流的增大，甚至會造成電容器陽極與陰極的短路。

發明內容：本發明的目的是克服現有缺陷，提供一種新型固體電解電容器及其制造方法，制造出具有極低的等效串聯電阻(ESR)和很高的體積效率固體電解電容器，使其ESR值在10KHZ-2000KHZ范圍內保持穩定，以很好地滿足現代電子設備高頻化、片式化的要求。