專利名稱：固體電解電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種各種電子機(jī)器中使用的固體電解電容器。
下面，說(shuō)明現(xiàn)有固體電解電容器的制造方法。首先，將鉭金屬粉末投入形成期望形狀、尺寸的沖壓成形金屬模內(nèi)，在其中埋設(shè)由鉭線構(gòu)成的陽(yáng)極引線9，使其一端露出，并在加壓加工后，制作成形體。接著，通過(guò)在高溫真空下燒結(jié)該成形體，制作多孔質(zhì)的陽(yáng)極體8。之后，通過(guò)由對(duì)應(yīng)于期望靜電電容器的電壓，在磷酸水溶液或硝酸水溶液等電解液中對(duì)陽(yáng)極體8進(jìn)行陽(yáng)極氧化的化學(xué)生成處理，在外表面中形成電介質(zhì)氧化被膜層10。接著，在電介質(zhì)氧化被膜層10上形成由二氧化錳和導(dǎo)電性高分子構(gòu)成的固體電解質(zhì)層11。并在固體電解質(zhì)層11上形成碳層12a和銀膠層12b，從而形成陰極層12，制作固體電解電容器。
如此制作的現(xiàn)有固體電解電容器中，將未圖示的陽(yáng)極引線框和陰極引線框分別連接在從陽(yáng)極體8露出的陽(yáng)極引線9與陰極層12上。之后，在上述陽(yáng)極引線框與陰極引線框的一部分分別呈現(xiàn)在外部的狀態(tài)下，通過(guò)由未圖示的絕緣性封裝樹(shù)脂來(lái)覆蓋，得到作為最終制品的現(xiàn)有固體電解電容器。
在上述現(xiàn)有的固體電解電容器中，因?yàn)橥ㄟ^(guò)燒結(jié)來(lái)制作陽(yáng)極體8，所以在其強(qiáng)度中發(fā)生差異，尤其是陽(yáng)極體8與埋設(shè)在該陽(yáng)極體8中的陽(yáng)極引線9的耦合強(qiáng)度的差異容易變大。
陽(yáng)極體8的強(qiáng)度取決于鉭金屬粉末—鉭金屬粉末間金屬熔融、或鉭金屬粉末—鉭制陽(yáng)極引線9之間的金屬熔融。因此，在溫度上升到鉭的熔點(diǎn)之前，燒結(jié)陽(yáng)極體8時(shí)，通過(guò)鉭金屬粉末彼此的良好金屬熔融來(lái)穩(wěn)定得到好的耦合強(qiáng)度，與之相比，因?yàn)殂g金屬粉末—鉭制陰極引線9之間彼此的表面狀態(tài)不同，所以難以穩(wěn)定得到良好的金屬熔融和好的耦合強(qiáng)度。在鉭金屬粉末—鉭制陰極引線9之間的耦合強(qiáng)度弱的電容器中，通過(guò)固體電解質(zhì)層11的形成工序和組裝工序、或封裝樹(shù)脂成形工序等的外部應(yīng)力，在作為燒結(jié)體的陽(yáng)極體8中容易發(fā)生碎片或破裂。在發(fā)生這些的情況下，破壞由化學(xué)生成處理形成的電介質(zhì)氧化被膜層10，漏電流增加。
圖2模式的表示實(shí)施例的固體電解電容器的陽(yáng)極體內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
圖3是表示實(shí)施例的固體電解電容器的引線拔出強(qiáng)度的特性圖。
圖4是表示實(shí)施例的固體電解電容器的漏電流特性的特性圖。
圖5是現(xiàn)有固體電解電容器的剖視圖。
下面，說(shuō)明實(shí)施例的固體電解電容器的制造方法。首先，將鉭金屬粉末投入形成期望形狀、尺寸的沖壓成形金屬模內(nèi)，在其中埋設(shè)由鈮線構(gòu)成的陽(yáng)極引線2，使其一端露出，加壓加工后，制作成形體。接著，通過(guò)在高溫真空下燒結(jié)該成形體，制作多孔質(zhì)的陽(yáng)極體1。
之后，通過(guò)由對(duì)應(yīng)于期望靜電電容器的電壓，在磷酸水溶液或硝酸水溶液等電解液中對(duì)陽(yáng)極體1進(jìn)行陽(yáng)極氧化的化學(xué)生成處理，在外表面中形成電介質(zhì)氧化被膜層3。接著，在電介質(zhì)氧化被膜層3上形成由二氧化錳和導(dǎo)電性高分子構(gòu)成的固體電解質(zhì)層4。并在固體電解質(zhì)層4上形成碳層5a，并通過(guò)進(jìn)一步形成銀膠層5b，形成陰極層5，制作實(shí)施例的固體電解電容器。
如此制作的固體電解電容器中，將未圖示的陽(yáng)極引線框和陰極引線框分別連接在從陽(yáng)極體1露出的陽(yáng)極引線2與陰極層5上，之后，在上述陽(yáng)極引線框與陰極引線框的一部分分別呈現(xiàn)在外部的狀態(tài)下，通過(guò)由未圖示的絕緣性封裝樹(shù)脂來(lái)覆蓋，得到作為最終制品的固體電解電容器。
圖2模式的表示實(shí)施例的固體電解電容器的陽(yáng)極體1的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在陽(yáng)極引線2與陽(yáng)極體1的交界附近，存在鉭金屬粉末—鉭金屬粉末間的耦合部6和鉭金屬粉末—鈮制陽(yáng)極引線2間的耦合部7。在實(shí)施例中，在構(gòu)成陽(yáng)極體1的閥作用金屬中使用鉭金屬粉末，在陽(yáng)極引線2中使用作為閥作用金屬之一的鈮。因?yàn)殁壍娜埸c(diǎn)(2500℃)比鉭的熔點(diǎn)(3000℃)低，所以在高溫真空下以作為鉭熔點(diǎn)的3000℃來(lái)燒結(jié)陽(yáng)極體1的情況下，鈮制陽(yáng)極引線2比鉭金屬粉末更易引起鈮原子的體積擴(kuò)散和表面擴(kuò)散。因此，促進(jìn)金屬熔融，結(jié)果，鉭金屬粉末—鈮制陽(yáng)極引線2間的耦合部7通過(guò)良好的金屬熔融，穩(wěn)定得到良好耦合強(qiáng)度。因此，得到即使對(duì)外部應(yīng)力也表示強(qiáng)、好的漏電流特性的固體電解電容器。
在實(shí)施例中對(duì)用鉭粉末來(lái)作為構(gòu)成陽(yáng)極體1的閥作用金屬粉末、用鈮來(lái)作為由熔點(diǎn)比鉭低的金屬構(gòu)成的陽(yáng)極引線2的組合進(jìn)行說(shuō)明。但是，本實(shí)施例不限于此，也可使用鈮粉末來(lái)用作構(gòu)成陽(yáng)極體1的閥作用金屬粉末。作為陽(yáng)極引線2，若熔點(diǎn)比陽(yáng)極體1的金屬粉末低，則也可使用鉿(熔點(diǎn)2200℃)、鋯(熔點(diǎn)1750℃)、鈦(熔點(diǎn)1660℃)、鋁(熔點(diǎn)660℃)或它們的合金。在表1、及圖3、圖4中以相對(duì)現(xiàn)有陽(yáng)極體的比、即將現(xiàn)有陽(yáng)極體設(shè)為1時(shí)的比，來(lái)表示測(cè)定從這些材料中選擇幾個(gè)材料并通過(guò)組合制作的陽(yáng)極體的陽(yáng)極引線拔出強(qiáng)度與漏電流的結(jié)果。
在從陽(yáng)極體1中拔出陽(yáng)極引線2的強(qiáng)度測(cè)定中，測(cè)定從陽(yáng)極體1部分中完成拔掉陽(yáng)極引線2時(shí)施加的力。在漏電流特性的測(cè)定中，測(cè)定施加額定電壓后60秒后的漏電流值。
表1

從表1可知，與構(gòu)成陽(yáng)極體1的材料和陽(yáng)極引線2的材料中都使用鉭的現(xiàn)有電容器相比，實(shí)施例的電容器可得到陽(yáng)極引線拔出強(qiáng)度和漏電流特性都極大改善的效果。尤其是，具備鉭金屬粉末的陽(yáng)極體與鈮制陽(yáng)極引線的實(shí)施例1的電容器、和具備鉭金屬粉末的陽(yáng)極體和鈮/鋯合金制陽(yáng)極引線的實(shí)施例3的電容器可得到陽(yáng)極引線拔出強(qiáng)度和漏電流特性都明顯改善的效果。
若陽(yáng)極引線2的截面形狀為矩形，則陽(yáng)極體1的閥作用金屬粉末與陽(yáng)極引線2間的接觸(耦合)面積增大，所以可穩(wěn)定得到對(duì)于外部應(yīng)力表示出良好的漏電流特性的固體電解電容器。
權(quán)利要求
1.一種電容器，具備由第1閥作用金屬粉末得到的陽(yáng)極體；埋設(shè)在所述陽(yáng)極體中、使一端露出的、由熔點(diǎn)比所述第1閥作用金屬粉末的熔點(diǎn)低的金屬構(gòu)成的陽(yáng)極導(dǎo)出線；形成在所述陽(yáng)極體上的電介質(zhì)氧化被膜層；形成在所述電介質(zhì)氧化被膜層上方的固體電解質(zhì)層；和形成在所述固體電解質(zhì)層上方的陰極層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其特征在于所述陽(yáng)極導(dǎo)出線由第2閥作用金屬構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其特征在于所述陽(yáng)極導(dǎo)出線由至少兩種以上組成的合金構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其特征在于所述陽(yáng)極導(dǎo)出線的截面是矩形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其特征在于所述陽(yáng)極導(dǎo)出線含有鈮。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其特征在于所述第1閥作用金屬粉末含有鉭。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其特征在于燒結(jié)所述第1閥作用金屬粉末得到上述陽(yáng)極體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容器，其特征在于所述陽(yáng)極體是多孔質(zhì)的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在成形并燒結(jié)埋設(shè)陽(yáng)極導(dǎo)出線的閥作用金屬粉末而得到的陽(yáng)極體中，依次形成電介質(zhì)氧化被膜層、固體電解質(zhì)層、陰極層而構(gòu)成固體電解電容器。陽(yáng)極引線由熔點(diǎn)比形成陽(yáng)極體的閥作用金屬粉末的熔點(diǎn)低的金屬構(gòu)成。由此，可提高閥作用金屬粉末與陽(yáng)極引線間的金屬熔融效率，提高耦合強(qiáng)度，穩(wěn)定得到對(duì)外部應(yīng)力表示出強(qiáng)、好的漏電流特性。
文檔編號(hào)H01G9/008GK1467765SQ0313780
公開(kāi)日2004年1月14日 申請(qǐng)日期2003年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月5日
發(fā)明者青山達(dá)治, 吉野剛 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社