[發(fā)明專利]固體電解電容器及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110242788.3
• 申請日: 2011-08-19
• 公開（公告）號: CN102522221A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高橋雅典;巖井悟志;石島正彌
• 申請（專利權(quán)）人: NEC東金株式會社
• 主分類號: H01G9/15
• 分類號: H01G9/15;H01G9/025
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 酆迅

相關(guān)申請的交叉引用

本申請基于于2010年8月19日提交的第2010-183556號日本專利申請并且要求對該申請的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，通過引用將該申請公開內(nèi)容全部并入于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固體電解電容器及其制造方法，具體地涉及一種具有低ESR和高可靠性的固體電解電容器及其制造方法。

背景技術(shù)

正在開發(fā)如下固體電解電容器，在該固體電解電容器中，通過陽極氧化方法在由閥金屬如鉭和鋁)制成的有孔體上形成電介質(zhì)氧化物膜，然后至少一個導(dǎo)電聚合物層形成于這一氧化物膜上并且用作固體電解質(zhì)層。

作為這樣的固體電解電容器的固體電解質(zhì)層來使用的導(dǎo)電聚合物層的形成方法廣義地劃分成兩種方法，即化學(xué)氧化聚合方法和電解氧化聚合方法。可以構(gòu)成導(dǎo)電聚合物材料的已知單體的例子包括吡咯、噻吩、3，4-乙烯二氧噻吩、苯胺等。

諸如此類的固體電解電容器具有比使用二氧化錳作為固體電解質(zhì)層的常規(guī)電容器的等效串聯(lián)電阻(稱為“ESR”)更低的ESR并且開始用于各種目的。近年來隨著集成電路的頻率和電流的增加，對具有更低ESR、更大電容和更小損耗的固體電解電容器的需求已經(jīng)增長。

公開號為H09-306788的日本待審專利申請(專利文獻1)公開一種用于通過在形成導(dǎo)電聚合物層期間添加聚合物細微粒子的膠體溶液在減少必需工藝的數(shù)目的同時實現(xiàn)優(yōu)良電容器特性的技術(shù)。

公開號為2005-109252的日本待審專利申請(專利文獻2)公開一種用于通過化學(xué)氧化聚合在電介質(zhì)氧化物膜上形成導(dǎo)電聚合物層、然后施加和干燥導(dǎo)電聚合物溶液的技術(shù)。根據(jù)該文獻，通過這樣做，有可能確保導(dǎo)電聚合物層的厚度、防止應(yīng)力引起的對電介質(zhì)氧化物膜的損壞并且減少制造時間。

在專利文獻1公開的方法中存在聚合物細微粒子膠體。然而通過化學(xué)氧化聚合來形成導(dǎo)電聚合物層。因此，由于化學(xué)氧化聚合的性質(zhì)而很難形成具有優(yōu)良粘合性質(zhì)的細微導(dǎo)電聚合物層。

同時，在日本文獻2中公開的方法使得有可能通過施加和干燥導(dǎo)電聚合物溶液來形成具有充分厚度的導(dǎo)電聚合物層。然而由于導(dǎo)電聚合物溶液的表面張力和可濕潤性的影響，導(dǎo)電聚合物層的中心部分往往變得更厚而外圍部分(拐角部分)往往變得更薄。另外由于在通過化學(xué)氧化聚合來形成的層與通過施加和干燥導(dǎo)電聚合物溶液來形成的層之間的粘合性不良，所以有如下的問題，即它們往往由于在裝配等時候引起的熱應(yīng)力或者機械應(yīng)力而相互分離。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有高可靠性并且即使在封裝、裝配等時施加熱量和應(yīng)力時仍然更少可能由于漏電流和/或增加的ESR而引起失效的固體電解電容器及其制造方法。

已經(jīng)基于如下發(fā)現(xiàn)而做出本發(fā)明：可以通過如下方式獲得包括具有均勻厚度和優(yōu)良粘合性的固體電解質(zhì)層的高度可靠的固體電解電容器，即，在形成第一固體電解質(zhì)層之后形成胺化合物層并且進一步形成第二固體電解質(zhì)層，從而使得帶正電的胺化合物層牢固地粘合由于作為摻雜物而引入的基于磺酸的化合物的作用而帶負電的固體電解質(zhì)層。

也就是說，根據(jù)本發(fā)明一個方面的一種電解電容器包括：陽極導(dǎo)體，包括有孔閥金屬體；電介質(zhì)層，形成于陽極導(dǎo)體的表面上；以及固體電解質(zhì)層，包括形成于電介質(zhì)層的表面上的導(dǎo)電聚合物層，其中固體電介質(zhì)層包括第一固體電解質(zhì)層和第二固體電解質(zhì)層，并且包含胺化合物的至少一個連續(xù)或者不連續(xù)層存在于第一與第二固體電解質(zhì)層之間和第二固體電解質(zhì)層之內(nèi)。

可優(yōu)選的是有孔體的至少部分由第一固體電解質(zhì)層填充并且電介質(zhì)層表面的80％或者更多涂覆有第一固體電解質(zhì)層。

也可優(yōu)選的是胺化合物為水可溶的并且胺化合物層的厚度不小于10nm并且不大于500nm。

根據(jù)本發(fā)明一個方面的一種制造固體電解電容器的方法包括：在包括有孔閥金屬體的陽極導(dǎo)體的表面上形成電介質(zhì)層；通過使用化學(xué)聚合方法、電解聚合方法或者施加和干燥導(dǎo)電聚合物溶液的方法中的至少一種方法在電介質(zhì)層表面上形成第一固體電解質(zhì)層；通過施加和干燥胺化合物溶液或者胺化合物分散液體來形成胺化合物層；并且通過施加和干燥導(dǎo)電聚合物溶液來形成第二固體電解質(zhì)層。

優(yōu)選地通過施加和干燥導(dǎo)電聚合物分散溶液(下文稱為“導(dǎo)電聚合物溶液”)來形成第一固體電解質(zhì)層，該導(dǎo)電聚合物溶液的與導(dǎo)電聚合物的累積體積分數(shù)90％對應(yīng)的粒子直徑(D90)不小于5nm并且不大于100nm。