[發明專利]固態電解電容器及其制造方法

在審

• 申請號: 201310198635.2
• 申請日: 2013-05-24
• 公開（公告）號: CN104183389A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 寧連才
• 申請（專利權）人: 基美電子（蘇州）有限公司
• 主分類號: H01G9/15
• 分類號: H01G9/15;H01G9/07;H01G9/00
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 陳源;張天舒

技術領域

本發明涉及固態電解電容器及其制造方法，具體地講，涉及邊角區域的介電層膜較厚的固態電解電容器及其制造方法。

背景技術

固態電解電容器的基本構造，如圖1所示。通常，通過在包含具有經過腐蝕處理而擴大比表面積的閥金屬箔陽極體或者在含有細孔的閥金屬粉末燒結體的閥金屬陽極體1（只要是含有細孔的成型體即可）上形成氧化物薄膜作為介電層膜2。所述閥金屬通常為鉭、鈮、鋁、鈦等金屬及其合金或其氧化物等。閥金屬陽極體1表面上形成的介電層膜2通常由電解氧化處理來形成；在所述介電層膜2的外側形成固態電解質層3作為對電極，固態電解質通常采用二氧化錳等導電無機材料、或TCNQ（7，7，8，8-四氰基對醌二甲烷）絡鹽、或導電聚合物等導電有機材料，其中，因聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺及他們的衍生物等導電聚合物材料具有良好的導電性，用它們能生產低等效串聯電阻（ESR）的固態電解電容器，現已廣泛用于制作高頻特性優良的固態電解電容器。在所述固態電解質層3的表面上進一步形成導電層4，導電層4一般為導電石墨層和導電銀層的復合層；所述導電層4通過導電膠6連接到陰極引出端子7。另外，將陽極引出線5焊接到陽極引出端子8來實現組裝；組裝后的固態電解電容器元件整體用環氧樹脂包封并且使陰極引出端子7以及陽極引出端子8的一部分露出到外部，用于電路連接。由此制成的固態電解電容器元件廣泛用于各種電氣產品中。在圖1所示的固態電解電容器中，固態電解質層3和其表面上形成的導電層4共同構成了該固態電解電容器的陰極層。但是，如本領域技術人員已知的是，陰極層可以由固態電解質層單獨形成，而陰極層也可以由導電層單獨形成。

圖2為制造常規固態電解電容器的流程圖。常規固態電解電容器的制造方法通常包括：在步驟S21，形成閥金屬陽極體；在步驟S22，形成介電層膜；在步驟S23，進行介電層膜的再形成；在步驟S24，形成陰極層；在步驟S25和步驟S26，依次進行組裝和包封來形成固態電解電容器元件。

有關固態電解電容器的結構和制造方法可以參見以下專利申請：

1.公開號為CN102763182A的中國專利申請；和

2.公開號為US2010/0232091A1的美國專利申請。

一般的液態電解電容器具有修復制造時在介電層膜上產生的缺陷的能力，因而漏電流不會很大。然而，在固態電解電容器中采用的固態電解質因其缺乏修復介電層膜的能力，因此，如果在介電層膜上發生缺陷，則該缺陷不能被自行修復。

為降低固態電解電容器的漏電流，當前工藝通過加濕處理后施加電壓老化的方法對介電層膜進行修復（參見專利號為US6459565B1的美國專利申請）。但是為獲得穩定的漏電流，通常需要很長時間。然而，在缺陷部分較大的情況下卻不能夠充分降低漏電流，或者即使降低了漏電流，但其在熱應力下或者高溫高濕負荷下穩定性也較差。

由于制造過程中不可避免地存在機械應力和熱應力，它們會對介電層膜產生傷害，導致其介電性能惡化，因而具有漏電流增大的傾向。閥金屬陽極體邊角及邊角附近（在本發明中，將閥金屬陽極體邊角及邊角附近整體上稱為閥金屬陽極體邊角區域）的介電層膜最容易受到機械應力和熱應力的傷害，因而導致漏電流增大。另外，在本發明中，將閥金屬陽極體上邊角區域以外的區域成為非邊角區域。

在固態電解電容器的使用過程中，它會周期性地經受充放電過程，因物理學上“尖端放電”效應的存在，在充放電過程中，閥金屬陽極體邊角區域的電場強度明顯高于其它部分，因此，閥金屬陽極體邊角區域的介電層膜最容易因劣化或擊穿而導致漏電流增大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種固態電解電容器及其制造方法，其能夠降低固態電解電容器的漏電流，使得其在熱應力松弛下漏電流穩定，而且高溫高濕負荷下漏電流性能良好。

為此，本發明提供了一種固態電解電容器，其包括：閥金屬陽極體；閥金屬陽極體上形成的介電層膜；以及介電層膜外側形成的陰極層，其特征在于，所述閥金屬陽極體的邊角區域的介電層膜的厚度大于非邊角區域的厚度。

優選地，所述邊角區域占整個閥金屬陽極體表面積的比例為5%以內。

更加優選地，所述邊角區域占整個閥金屬陽極體表面積的比例為3%以內。

所述閥金屬陽極體形態可以為閥金屬粉末燒結體或者閥金屬箔陽極體。

優選地，所述邊角區域的介電層膜厚度與非邊角區域的介電層膜厚度之比為大于1而且小于1000。

更加優選地，所述邊角區域的介電層膜厚度與非邊角區域的介電層膜厚度之比為大于1而且小于15。