[發(fā)明專利]形成固體電解質(zhì)電容器的方法以及含導(dǎo)電聚合物的固體電解質(zhì)電容器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210102254.5
• 申請日: 2008-03-20
• 公開（公告）號: CN102709064A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: M·比勒
• 申請（專利權(quán)）人: AVX公司
• 主分類號: H01G9/15
• 分類號: H01G9/15;H01G9/028
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 呂彩霞;艾尼瓦爾

本申請是于2008年3月20日提交的，申請?zhí)枮椤?00810086558.0”，發(fā)明名稱為“形成固體電解質(zhì)電容器的方法以及含導(dǎo)電聚合物的固體電解質(zhì)電容器”的發(fā)明專利申請的分案申請。?

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種形成固體電解質(zhì)電容器的方法以及一種含導(dǎo)電聚合物的固體電解質(zhì)電容器。?

背景技術(shù)

電解質(zhì)電容器(例如鉭電容器)正日益被用于電路設(shè)計，這是因為其容積效率、可靠性和工藝相容性。例如，已被開發(fā)的一類電容器是固體電解質(zhì)電容器，其包括陽極(例如鉭)、在陽極上形成的介電氧化膜(例如五氧化二鉭，Ta₂O₅)、固體電解質(zhì)層和陰極。固體電解質(zhì)層可以由導(dǎo)電聚合物形成，如Sakata等的美國專利5,457,862、Sakata等的美國專利5,473,503、Sakata等的美國專利5,729,428和Kudoh等的美國專利5,812,367中所述的。這些電容器的導(dǎo)電聚合物電解質(zhì)一般是通過順序浸漬入含聚合物層的成分的單獨的溶液而形成的。例如，常常在一種溶液中施加用于形成導(dǎo)電聚合物的單體，同時以(一種或多種)單獨的溶液施加催化劑和摻雜劑。然而，溶液的這種順序的施加是耗時的，并且通常不具有成本效率。已經(jīng)嘗試使用含單體和催化劑的聚合溶液。然而，由于難以實現(xiàn)溶液的可接受的使用期限，這種單一溶液不總是實用的。也就是說，當(dāng)在溶液中與氧化聚合催化劑混合在一起時，當(dāng)仍然在溶液中并且在施加到陽極部件之前，單體傾向于過早地引發(fā)聚合。這種過早的聚合可能導(dǎo)致更大數(shù)目的加工步驟并且最終使得導(dǎo)電聚合物層變差。?

因而，現(xiàn)在需要一種由聚合溶液在電解質(zhì)電容器上形成導(dǎo)電聚合物層的改進(jìn)方法。?

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案，公開了一種形成固體電解質(zhì)電容器的方法。該方法包括：形成包含閥作用(valve-action)的金屬組合物的陽極；使陽極表面陽極氧化(anodize)而形成介電層；和在氧化聚合催化劑存在下通過聚合單體而在陽極氧化的陽極上形成導(dǎo)電聚合物涂層。小于化學(xué)計量的數(shù)量的氧化聚合催化劑/mol單體存在于聚合溶液中。摻雜劑也可存在。?

本發(fā)明的其它特征和方面在下文中更詳細(xì)地闡述。?

具體實施方式

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，本討論僅僅是示范性實施方案的說明，不意欲限制本發(fā)明的更寬的方面，所述更寬的方面體現(xiàn)在示范性的結(jié)構(gòu)中。?

一般而言，本發(fā)明涉及了一種形成電解質(zhì)電容器的方法。所述方法包括在小于化學(xué)計量的數(shù)量的氧化聚合催化劑的存在下通過聚合單體而形成導(dǎo)電聚合物涂層。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，使用小于化學(xué)計量的數(shù)量的氧化聚合催化劑/mol單體可以減慢單體的聚合，這產(chǎn)生了相比于如果完全聚合成聚合物而言長度更短的低聚物。無意束縛于理論，據(jù)信過量的單體侵蝕了低聚物并且提供了對多孔陽極更好的穿透。因而，所得的導(dǎo)電聚合物層可以被相對于陽極更密切地設(shè)置。結(jié)果，所形成的電容器可以顯示出更好的性能。?

在一個特定的實施方案中，由單體、氧化聚合催化劑和摻雜劑的聚合溶液形成導(dǎo)電聚合物。使用聚合溶液形成導(dǎo)電聚合物層，相比于以單獨溶液施加導(dǎo)電單體和氧化聚合催化劑/摻雜劑，可以減少加工步驟并且可以允許聚合反應(yīng)的化學(xué)計量的更好的控制。如本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的，由聚合溶液形成的導(dǎo)電聚合物層可以形成具有降低ESR的電解質(zhì)電容器，特別是在高濕度和/或高溫的條件下。?

本發(fā)明的固體電解質(zhì)電容器通常包含由閥金屬組合物(valve?metal?composition)形成的陽極。閥金屬組合物可以具有高比電荷，如約5,000微法*伏/克(“μF*V/g”)或以上，在一些實施方案中，約10,000μF*V/g或以上，在一些實施方案中，約15,000μF*V/g-約250,000μF*V/g或以上。閥金屬組合物包含閥金屬(即，能夠氧化的金屬)或閥金屬基化合物，如鉭、鈮、鋁、鉿、鈦、其合金、其氧化物、其氮化物等等。例如，陽極?可以由這樣的閥金屬氧化物形成，其金屬與氧的原子比為1∶小于25，在一些實施方案中，1∶小于2.0，在一些實施方案中，1∶小于1.5，在一些實施方案中，1∶1。這種閥金屬氧化物的實例可以包括氧化鈮(例如NbO)、氧化鉭等，并且更詳盡地描述于Fife的美國專利6,322,912中，其為此全部引入本文作為參考。?