一種疊層片式聚合物固體鋁電解電容器的制備方法
【專利說明】-種疊層片式聚合物固體鍋電解電容器的制備方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種電解電容器的制備方法，具體設(shè)及一種疊層片式聚合物固體侶電 解電容器的制備方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 侶電解電容器是指在閥金屬侶的表面上采用陽極氧化法生成一層薄的氧化侶作 為電介質(zhì)，W電解質(zhì)作為陰極而構(gòu)成的電容器。侶電解電容器按照電解質(zhì)狀態(tài)分為液體侶 電解電容器和固體侶電解電容器。
[0003] 液體侶電解電容器在產(chǎn)品電壓和產(chǎn)品容量方面具有較大優(yōu)勢，其可W制作成很高 電壓和很大容量的電容器。但是，液體侶電解電容器具有一系列缺點：如液體侶電解電容器 的電解質(zhì)為液體，在長期儲存或使用過程中有可能會出現(xiàn)漏液、燃燒或爆炸，存在一定的安 全隱患；液體侶電解電容器的高頻特性和濾波效果較差；此外，在電子產(chǎn)品日益追求小型 化的今天，W前使用的穿孔插件元件已無法縮小，特別是大規(guī)模、高集成1C，不得不采用表 面貼片元件，W提高產(chǎn)量，提高生產(chǎn)效率W及降低生產(chǎn)成本。
[0004] 貼片型固體侶電解電容器的出現(xiàn)和發(fā)展正是適應(yīng)了運樣的市場需求。貼片型固體 侶電解電容器是一種利用導電聚合物作電容器陰極的新型電子元件，其具有一系列優(yōu)點： 如貼片型固體侶電解電容器的電解質(zhì)為導電聚合物（主要有聚化咯、聚嚷吩、聚苯胺或他 們的衍生物），其具有高頻低阻抗，優(yōu)良的溫度和頻率特性；貼片型固體侶電解電容器電解 質(zhì)為固體，在長期儲存或使用過程中不會出現(xiàn)漏液、燃燒或爆炸，符合環(huán)保安全要求；貼片 型固體侶電解電容器體積較小，產(chǎn)品能經(jīng)過高溫無鉛回流焊。
[0005] 但是現(xiàn)有的貼片型固體侶電解電容器制作不僅工藝復(fù)雜，需經(jīng)過幾十道的工序才 能完成最終的產(chǎn)品制作，而且ESR較高、漏電流合格率較低、所生產(chǎn)聚合物固體侶電解電容 器的合格率不太理想。
[0006] 為了從整個生產(chǎn)經(jīng)濟及社會效益方面考量，研究出一種能夠降低ESR、提高漏電 流合格率、及電容器合格率較理想的固體侶電解電容器的制備方法是從業(yè)人員所迫切期望 地。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種疊層片式聚合物固體侶電解電容器的 制備方法，能夠明顯降低聚合物固體侶電解電容器的ESR，并提高漏電流合格率，從而明顯 提高所生產(chǎn)聚合物固體侶電解電容器的合格率。
[0008] 本發(fā)明是通過W下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的：一種疊層片式聚合物固體侶電 解電容器的制備方法，該制備方法包括如下操作步驟：
[0009] (1)將化成侶錐切成所需的尺寸，之后于化成侶錐上設(shè)置一道隔離膠，該隔離膠將 化成侶錐分成陰極區(qū)和陽極區(qū)；
[0010] (2)將設(shè)置好隔離膠的化成侶錐進行前處理，具體為：將設(shè)置好隔離膠的化成侶 錐浸入前處理溶液中，接著取出進行干燥；該前處理溶液由偶聯(lián)劑、表面活性劑和溶劑組 成，該偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鐵酸醋偶聯(lián)劑中的一種，偶聯(lián)劑在前處理溶液中的重量百分比 為0. 1~5wt %，該表面活性劑選自離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑、兩性表面活 性劑中的任一種，表面活性劑在前處理溶液中的重量百分比為0.0 l~5wt%，且溶劑為去 離子水、或有機溶劑、或去離子水和有機溶劑的混合溶劑；
[0011] (3)前處理完成后，采用化學聚合方法在化成侶錐表面形成導電聚合物層，然后進 行修補；接著采用電化學聚合工藝在導電聚合物層上再次形成另一導電聚合物層；之后在 該另一導電聚合物層上面形成導電石墨層并將其固化；導電石墨層固化后，再在導電石墨 層上面形成導電銀層并固化，則得到基本忍子；
[0012] (4)根據(jù)設(shè)定的疊層層數(shù)，將所得基本忍子的陽極區(qū)焊接于引線框的陽極上，用導 電銀膏將基本忍子的陰極區(qū)粘接到引線框的陰極上，將導電銀膏固化后基本忍子就層疊在 一起形成電容器忍子；
[0013] (5)將疊層完的電容器忍子用絕緣樹脂進行封裝，封裝完成后對絕緣樹脂進行固 化，從而形成電容器。
[0014] 進一步地，所述步驟（1)中的隔離膠是通過滾涂、刷涂或點膠的方式將絕緣膠覆 于化成侶錐表面上；所述絕緣膠為酪醒樹脂膠、環(huán)氧樹脂膠、有機娃樹脂膠、氣碳樹脂膠、聚 酷亞胺樹脂膠中的至少一種。
[0015] 進一步地，所述步驟（1)中，隔離膠是通過在化成侶錐表面上貼絕緣膠帶形成的。
[0016] 進一步地，所述步驟（2)中，干燥依次包括自然干燥和高溫烘干；其中，自然干燥 的時間1分鐘~1小時；高溫烘干的溫度為80~250°C，時間為1分鐘~1小時。
[0017] 進一步地，所述步驟（3)中，化學聚合方法具體為：將化成侶錐浸入單體還原液 中，取出并烘干，接著浸入氧化液，再取出烘干，重復(fù)上述操作，浸入單體還原液的次數(shù)為 3-11次，浸入氧化液的次數(shù)為2-10次；且每次浸入單體還原液的停留時間為0. 5-3分鐘， 烘干溫度為50-80°C，烘干時間為0. 5-30分鐘；每次浸入氧化液的停留時間為0. 5-3分鐘， 烘干溫度為50-80°C，烘干時間為0. 5-30分鐘；其中：
[0018] 單體還原液組成為：單體或其衍生物、滲雜劑和溶劑；所述單體或其衍生物為化 咯、N-甲基化咯、N-乙基化咯、3-辛酷基化咯、嚷吩、3, 4-乙撐二氧嚷吩、3-甲氧基嚷吩、 3-戊氧基嚷吩、苯胺、4-叔下基苯胺、N-下基苯胺或鄰甲氧基苯胺中的任一種，單體或其衍 生物在單體還原液中的重量百分比為0. 1-lOwt% ;所述滲雜劑為烷基橫酸鹽、烷基糞橫酸 鹽或烷基苯橫酸鹽中的任一種，其濃度為0.0 l-Imo 1/L ;所述溶劑為去離子水；
[0019] 氧化液組成為：氧化劑和溶劑；所述氧化劑為氯化鐵、對甲苯橫酸鐵、過硫酸錠、 過硫酸鋼、高儘酸鐘中的任一種，氧化劑在氧化液中的重量百分比為0. 5~20wt% ;所述溶 劑為去離子水。
[0020] 進一步地，所述步驟（3)中，修補的具體為：將化學聚合后的化成侶錐陰極區(qū)浸入 電解液中進行修補，控制電解液的溫度為3~95°C并加電壓為0. 7~1. 2倍化成侶錐的賦 能電壓，保持電壓恒定，修補的時間為10-200分鐘；
[0021] 其中，該電解液由電解質(zhì)和去離子水組成，電解質(zhì)為憐酸、草酸、己二酸、巧樣酸、 棚酸相應(yīng)的錠鹽中的任一種，且該電解質(zhì)在電解液中的重量百分比為0. 1~lOwt%。
[0022] 進一步地，所述步驟（3)中，電化學聚合工藝具體為：將已通過化學聚合方法形成 導電聚合物層的陽極體表面與外加電極相連接作為陽極，W導電電極為陰極，在電化學聚 合溶液中加電進行聚合形成另一導電聚合物層；且該電化學聚合是通過3或4個階段恒流 來實現(xiàn)的，電流值為0. 1~2A，恒流時間為1~120分鐘；
[0023] 所述電化學聚合溶液的組成為：單體、電解質(zhì)和溶劑；所述單體為化咯、嚷吩、苯 胺、化咯的衍生物、嚷吩的衍生物或苯胺的衍生物中的一種；單體在電化學聚合溶液中的 重量百分比為0. 1-lOwt% ;所述電解質(zhì)為對甲苯橫酸鹽、十二烷基苯橫酸鹽、十二烷基橫 酸鹽、糞橫酸鹽或精腦橫酸鹽中的一種；電解質(zhì)的濃度為0. 01-lmol/L ;所述溶劑為去離子 水。
[0024] 進一步地，所述步驟（3)中，所述導電石墨層是通過浸潰石墨漿料后再于50~ 200°C下烘干而形成的，所述石墨漿料其固含量為5~40wt%、粘度為10~100CP，且烘干 時間為1~60分鐘；所述導電銀層是通過浸潰銀漿漿料然后再于50~200°C下烘干而形成 的，所述銀漿漿料其固含量為15~85wt%、粘度為120~800CP，且烘干時間為1~60分 鐘。
[0025] 進一步地，所述步驟（4)中：所述導電銀膏其固含量為65~95wt%、粘度為 2000~13000CP ;其烘干溫度為50~200°C，烘干時間為1~60分鐘。
[0026] 進一步地，所述步驟巧）中，所述封裝是指將電容器忍子放置于成型模具型腔中， 通過加熱加壓將絕緣樹脂注入，注入完成后保持至絕緣樹脂固化即完成封裝；固化完成后 再進行高溫后固化，所述高溫其溫度為100~200°C，固化時間為0. 5~24個小時。
[0027] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0028] 通過本發(fā)明制備方法能夠明顯降低聚合物固體侶電解電容器的ESR，并提高漏電 流合格率，從而明顯提高所生產(chǎn)聚合物固體侶電解電容器的合格率，即明顯提高產(chǎn)出率，進 而具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。 【【具體實施方式】】
[0029] 本發(fā)明一種疊層片式聚合物固體侶電解電容器的制備方法，該制備方法包括如下 操作步驟：
[0030] (1)將化成侶錐切成所需的尺寸，之后于化成侶錐上設(shè)置一道隔離膠，該隔離膠將 化成侶錐分成陰極區(qū)和陽極區(qū)；
[0031] (2)將設(shè)置好隔離膠的化成侶錐進行前處理，具體為：將設(shè)置好隔離膠的化成侶 錐浸入前處理溶液中，接著取出進行干燥；該前處理溶液由偶聯(lián)劑、表面活性劑和溶劑組 成，該偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑、鐵酸醋偶聯(lián)劑中的一種，偶聯(lián)劑在前處理溶液中的重量百分比 為0. 1~5wt %，該表面活性劑選自離子型表面活性劑、非離子型表面活性劑、兩性表面活 性劑中的任一種，表面活性劑在前處理溶液中的重量百分比為0.0 l~5wt%，且溶劑為去 離子水、或有機溶劑、或水和有機溶劑的混合溶劑；
[0032] (3)前處理完成后，采用化學聚合方法在化成侶錐表面形成導電聚合物層，然后進 行修補；接著采用電化學聚合工藝在導電聚合物層上再次形成另一導電聚合物層；之后在 該另一導電聚合物層上面形成導電石墨層并將其固化；導電石墨層固化后，再在導電石墨 層上面形成導電銀層并固化，則得到基本忍子；
[0033] (4)根據(jù)設(shè)定的疊層層數(shù)，將所得基本忍子的陽極區(qū)焊接于引線框的陽極上，用導 電銀膏將基本忍子的陰極區(qū)粘接到引線框的陰極上，將導電銀膏固化后基本忍子就層疊在 一起形成電容器忍子；
[0034] (5)將疊層完的電容器忍子用絕緣樹脂進行封裝，封裝完成后對絕緣樹脂進行固 化，從而形成電容器。
[0035] 其中，步驟（1)中的隔離膠是通過滾涂、刷涂或點膠的方式將絕緣膠覆于化成侶 錐表面上，也可W是通過在化成侶錐表面上貼絕緣膠帶形成的；所述絕緣膠為酪醒樹脂膠、 環(huán)氧樹脂膠、有機娃樹脂膠、氣碳樹脂膠、聚酷亞胺樹脂膠中的至少一種。步驟（2)中的干 燥依次包括自然干燥和高溫烘干；其中，自然干燥的時間1分鐘~1小時；高溫烘干的溫度 為80~250°C，時間為1分鐘~1小時。
[0036] 步驟（3)中，化學聚合方法具體為：將化成侶錐浸入單體還原液中，取出并烘 干，接著浸入氧化液，再取出烘干，重復(fù)上述操作，浸入單體還原液的次數(shù)為3-11次，浸入 氧化液的次數(shù)為2-10次；且每次浸入單體還原液的停留時間為0. 5-3分鐘，烘干溫度為 50-80°C，烘干時間為0. 5-30分鐘；每次浸入氧化液的停留時間為0. 5-3分鐘，烘干溫度為 50-80°C，烘干時間為0. 5-30分鐘。單體還原液組成為：單體或其衍生物、滲雜劑和溶劑；所 述單體或其衍生物為化咯、N-甲基化咯、N-乙基化咯、3-辛酷基化咯、嚷吩、3, 4-乙撐二氧 嚷吩、3-甲氧基嚷吩、3-戊氧基嚷吩、苯胺、4-叔下基苯胺、N-下基苯胺或鄰甲氧基苯胺中 的任一種，單體或其衍生物在單體還原液中的重量百分比為0. 1-lOwt% ;所述滲雜劑為燒 基橫酸鹽、烷基糞橫酸鹽或烷基苯橫酸鹽中的任一種，其濃度為0. 01-lmol/L ;所述溶劑為 去離子水。氧化液組成為：氧化劑和溶劑；所述氧化劑為氯化鐵、對甲苯橫酸鐵、過硫酸錠、 過硫酸鋼、高儘酸鐘中的任一種，氧化劑在氧化液中的重量百分比為0. 5~20wt% ;所述溶 劑為去離子水。
[0037] 步驟（3)中，修補的具體為：將化學聚合后的化成侶錐陰極區(qū)浸入電解液中進行 修補，控制電解液的溫度為3~95°C并加電壓為0. 7~1. 2倍化成侶錐的賦能電壓，保持電 壓恒定，修補的時間為10-200分鐘；該電解液由電解質(zhì)和去離子水組成，電解質(zhì)為憐酸、草 酸、己二酸、巧樣酸、棚酸相應(yīng)的錠鹽中的任一種，且該電解質(zhì)在電解液中的重量百分比為 0. 1 ~IOwt %。
[0038] 步驟（3)中，電化學聚合工藝具體為：將已通過化學聚合方法形成導電聚合物層 的陽極體表面與外加電極相連接作為陽極，W導電電極為陰極，在電化學聚合溶液中加電 進行聚合形成另一導電聚合物層；且該電化學聚合是通過3或4個階段恒流來實現(xiàn)的，電 流值為0. 1~2A，恒流時間為1~120分鐘；電化學聚合溶液的組成為：單體、電解質(zhì)和 溶劑；所述單體為化咯、嚷吩、苯胺、化咯的衍生物、嚷吩的衍生物或苯胺的衍生物中的一 種；單體在電化學聚合溶液中的重量百分比為0. 1-lOwt% ;所述電解質(zhì)為對甲苯橫酸鹽、 十二烷基苯橫酸鹽、十二烷基橫酸鹽、糞橫酸鹽或精腦橫酸鹽中的一種；電解質(zhì)的濃度為 0. 01-lmol/L ;所述溶劑為去離子水。
[0039] 步驟（3)中，所述導電石墨層是通過浸潰石墨漿料后再于50~200°C下烘干而形 成的，所述石墨漿料其固含量為5~40wt%、粘度為10~100CP，且烘干時間為1~60分 鐘；所述導電銀層是通過浸潰銀漿漿料然后再于50~200°C下烘干而形成的，所述銀漿漿 料其固含量為15~85wt%、粘度為