專利名稱：固體電解電容器及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及固體電解電容器及其制造方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，已知有固體電解電容器使由閥金屬構(gòu)成的陽極在磷酸水溶液中陽極氧化， 從而在表面形成作為電介質(zhì)的金屬氧化物層，并以二氧化錳用作為電解質(zhì)層，但由于二氧 化錳的導(dǎo)電性小，因此存在等效串聯(lián)電阻(ESR Equivalent Series Resistance)大的問 題。另一方面，還已知通過使用導(dǎo)電性高分子代替二氧化錳作為電解質(zhì)層來實(shí)現(xiàn)ESR 的降低的固體電解電容器。但是，在使用導(dǎo)電性高分子作為電解質(zhì)層的固體電解電容器中，與使用二氧化錳 作為電解質(zhì)層的固體電解電容器相比，雖然具有ESR小的優(yōu)點(diǎn)，但是存在漏電流大的問題。 特別是，在使用鈮作為陽極的固體電解電容器的情況下，作為電介質(zhì)層的鈮的氧化覆膜容 易受到熱的影響，并且抗應(yīng)力性能也比較弱，因此在用樹脂鑄型等形成封裝體(外裝體)的 工序等中，由于樹脂鑄型用的樹脂的射出壓會(huì)施加在該電介質(zhì)層上，該電介質(zhì)層會(huì)受到損 傷，因此存在漏電流增大的問題。因而，開發(fā)了下述技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)1)在利用樹脂鑄型形成封裝體之前，僅在 電子部件元件的表面中與用于鑄型的口相對(duì)的面上貼附由橡膠、紙、布等形成的片狀緩沖 材料，緩和樹脂的射出壓，減少電介質(zhì)層的損傷，從而抑制漏電流增大。專利文獻(xiàn)1 特開平8-148392公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，即使利用專利文獻(xiàn)1中公開的技術(shù)，對(duì)封裝體形成時(shí)的漏電流增大的抑制 也并不充分。關(guān)于這一點(diǎn)，發(fā)明者們經(jīng)過反復(fù)研究，明確了封裝體形成工序中的漏電流增大 的主要原因是封裝體形成時(shí)的1)通過陽極引線的應(yīng)力和2)通過電解質(zhì)層的應(yīng)力。封裝體 形成前的電容器元件和陽極端子僅通過一個(gè)端部埋設(shè)在陽極體中的陽極引線來機(jī)械固定， 而且，陽極引線的陽極體埋設(shè)部并沒有被完全燒結(jié)，因此認(rèn)為封裝體形成時(shí)的應(yīng)力通過陽 極引線向陽極體內(nèi)部傳播。另外，電容器元件的陽極引線周圍的電解質(zhì)層露出，電解質(zhì)層與陰極層等相比硬 度較高，因此認(rèn)為封裝體形成時(shí)的應(yīng)力在電解質(zhì)層中傳播，使電介質(zhì)層附近產(chǎn)生損傷。由此推斷，專利文獻(xiàn)1公開的技術(shù)中，雖然在封裝體形成工序中的漏電流增大的 主要原因內(nèi)的通過電解質(zhì)層的應(yīng)力的緩和方面有一定的效果，但是對(duì)通過陽極引線的應(yīng)力 不能進(jìn)行抑制，因此抵制并不充分。本發(fā)明用于解決上述的課題，本發(fā)明的目的在于提供降低了漏電流的固體電解電 容器及其制造方法。為了解決上述的課題，本發(fā)明的固體電解電容器具備電容器元件，該電容器元件包括由金屬微粒的燒結(jié)體構(gòu)成的陽極；以一個(gè)端部埋入陽極中的方式設(shè)置的陽極引線； 形成在陽極表面的電介質(zhì)層；形成在電介質(zhì)層上的電解質(zhì)層；和以在陽極引線的周邊具有 電解質(zhì)層的露出面的方式形成于電解質(zhì)層上的陰極層，對(duì)電容器元件附設(shè)有與陽極引線的 另一個(gè)端部電連接的陽極端子和與陰極層電連接的陰極端子，以覆蓋從電容器元件的電解 質(zhì)層的露出面到陽極端子之間的陽極引線的方式設(shè)置有第一樹脂部，并且，以至少覆蓋電 容器元件及第一樹脂部的方式設(shè)置有第二樹脂部。由此，陰極端子與陽極體不僅通過陽極引線連接，還通過第一樹脂部連接，因此能 夠由第一樹脂部和陽極引線來分散形成第二樹脂部即封裝體時(shí)的樹脂的射出壓，從而能夠 緩和通過陽極引線向陽極體內(nèi)部傳播的應(yīng)力。其結(jié)果，抑制封裝體形成后的漏電流增大。另外，也可以以將電解質(zhì)層的露出面全部覆蓋的方式設(shè)置第一樹脂部。由此，形成 第二樹脂部即封裝體時(shí)的樹脂的射出壓，在電解質(zhì)層露出的部分的整個(gè)表面被第一樹脂部 緩和，因此能夠減小通過電解質(zhì)層對(duì)陽極體施加的應(yīng)力。其結(jié)果，能夠進(jìn)一步抑制封裝體形 成后的漏電流增大。另外，可以使用硅樹脂作為第一樹脂部。由此，緩和封裝體形成工序時(shí)的應(yīng)力的效 果較大，因此能夠進(jìn)一步抑制封裝體形成后的漏電流增大。另外，硅樹脂的針入度優(yōu)選在30 200的范圍內(nèi)。通過這樣做，使作為第一樹脂 部使用的硅樹脂形成為如下程度的硬度的范圍，即，在封裝體形成時(shí)能夠?qū)渲纳涑鰤?向電解質(zhì)層的傳播緩和，并緩和通過陽極引線向陽極體內(nèi)部傳播的應(yīng)力。因而進(jìn)一步抑制 封裝體形成后的漏電流增大。另外，本發(fā)明的固體電解電容器的制造方法的特征在于，包括以一個(gè)端部埋入由 金屬微粒的燒結(jié)體構(gòu)成的陽極中的方式設(shè)置陽極引線，在陽極表面形成電介質(zhì)層，在電介 質(zhì)層上形成電解質(zhì)層，以使陽極引線的周邊的電解質(zhì)層露出的方式在電解質(zhì)層上形成陰極 層，由此形成電容器元件的工序；將陽極引線的另一個(gè)端部與陽極端子電連接的工序；將 陰極層與陰極端子電連接的工序；在將陽極引線的另一個(gè)端部與陽極端子電連接的工序 后，以覆蓋從電容器元件的電解質(zhì)層的露出面到陽極端子之間的陽極引線的方式形成第一 樹脂部的工序；和以至少覆蓋電容器元件、第一樹脂部的方式形成第二樹脂部的工序。由此，由于能夠用第一樹脂部可靠地覆蓋將陽極引線與陽極端子電連接的部位， 因此能夠更可靠地抑制封裝體形成后的漏電流增大。本發(fā)明能夠提供降低了漏電流的固體電解電容器及其制造方法。


圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的固體電解電容器的剖面圖。圖2表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的封裝體形成前的固體電解電容器的主要部分， (a)是側(cè)面圖，(b)是俯視圖。圖3表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的固體電解電容器的制造工序。圖4是與本發(fā)明的第二實(shí)施例有關(guān)的固體電解電容器的剖面圖。圖5表示與本發(fā)明的第二實(shí)施例有關(guān)的封裝體形成前的固體電解電容器的主要 部分，(a)是側(cè)面圖，(b)是俯視圖。圖6表示與本發(fā)明的第三實(shí)施例有關(guān)的封裝體形成前的固體電解電容器的主要部分，(a)是側(cè)面圖，(b)是俯視圖。圖7是比較例1的固體電解電容器的剖面圖
圖8是比較例2的固體電解電容器的剖面圖
附圖標(biāo)記說明
1 陽極端子
2:陽極引線
3:陽極體
4:電介質(zhì)層
5 電解質(zhì)層
6:陰極層
6a 碳層
6b 銀層
7:陰極端子
8 第二樹脂部
9 粘接層
10 第一樹脂層
20 陽極端子的端部
50 電解質(zhì)層的露出面
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。不過，本發(fā)明并不限定于本實(shí)施方式。(實(shí)施方式)圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的固體電解電容器(封裝體形成后)的剖面圖。另外， 圖2表示本發(fā)明的一實(shí)施方式的封裝體形成前的固體電解電容器的主要部分，(a)是側(cè)面 圖，(b)是俯視圖。如圖1和圖2所示，在本發(fā)明的固體電解電容器中，為了埋入陽極引線2的一個(gè)端 部，將閥金屬粉末成型并在真空中燒結(jié)形成多孔質(zhì)的陽極體3，并以覆蓋該陽極體3的表面 的方式形成由氧化物構(gòu)成的電介質(zhì)層4。在電介質(zhì)層4的表面形成有電解質(zhì)層5，進(jìn)而在電 解質(zhì)層5的表面形成有由碳層6a、銀層6b構(gòu)成的陰極層6。這里，陽極引線2周邊沒有形 成陰極層6，電解質(zhì)層5從陰極層6露出，具有電解質(zhì)層5的露出面50。在本實(shí)施方式中， 在作為長(zhǎng)方體形狀的陽極體3的外表面中，在陽極引線2直立的面上沒有形成陰極層6，該 面成為電解質(zhì)層5的從陰極層6露出的露出面50。陰極層6通過粘接層9與陰極端子7粘接，另外，陽極引線2與陽極端子1熔接， 由此分別實(shí)現(xiàn)電連接。進(jìn)而，設(shè)置第一樹脂部10，使得其覆蓋從陽極引線2周邊的電解質(zhì)層 5的露出面50到陽極端子1之間的陽極引線2。然后，形成由環(huán)氧樹脂等構(gòu)成的第二樹脂 部8即封裝體，得到固體電解電容器。這里，陽極端子1是本發(fā)明的“陽極端子”的一例，陽極引線2是本發(fā)明的“陽極引 線”的一例，陽極體3是本發(fā)明的“陽極”的一例，電介質(zhì)層4是本發(fā)明的“電介質(zhì)層”的一 例，電解質(zhì)層5是本發(fā)明的“電解質(zhì)層”的一例，電解質(zhì)層的露出面50是本發(fā)明的“電解質(zhì)層的露出面”的一例，陰極層6是本發(fā)明的“陰極層”的一例，陰極端子7是本發(fā)明的“陰極 端子”的一例，第二樹脂部8是本發(fā)明的“第二樹脂部”的一例，第一樹脂部10是本發(fā)明的 “第一樹脂部”的一例。(制造方法)圖3是本發(fā)明的一實(shí)施方式的固體電解電容器的制造工序圖。工序1 如圖3(a)所示，使用鈮金屬的粉末，以埋入陽極引線2的一個(gè)端部的方式 成型，并在真空中燒結(jié)，由此形成由鈮多孔質(zhì)燒結(jié)體構(gòu)成的陽極體3。這時(shí)，陽極引線2的另 一個(gè)端部以從陽極體3突出的形態(tài)固定。工序2 如圖3(b)所示，在含氟的水溶液中對(duì)該陽極體3進(jìn)行陽極氧化，然后在磷 酸水溶液中進(jìn)行陽極氧化，由此形成由含氟的氧化鈮構(gòu)成的電介質(zhì)層4。工序3 如圖3(c)所示，利用化學(xué)聚合法等在上述電介質(zhì)層4的表面形成電解質(zhì) 層5，然后，通過分別涂敷碳膏及銀膏并進(jìn)行干燥，形成由碳層6a及銀層6b構(gòu)成的陰極層 6。這時(shí)，陰極層6沒有在陽極端子2周邊的電解質(zhì)層5的表面形成，存在電解質(zhì)層5的露 出面50。進(jìn)而，陰極層6通過使用了導(dǎo)電性材料的粘接層與陰極端子7粘接，并且，陽極引 線2與陽極端子1熔接，由此分別實(shí)現(xiàn)電連接。工序4 如圖3(d)所示，設(shè)置由硅樹脂構(gòu)成的第一樹脂部10，使得其連續(xù)覆蓋在工 序3中形成的陽極引線2與陽極端子1的連接部和電解質(zhì)層5的露出面50的一部分。對(duì)于這樣形成的由硅樹脂構(gòu)成的第一樹脂部10，按照J(rèn)IS K6249計(jì)測(cè)針入度。另 外，針入度是表示樹脂硬度的特性，數(shù)字越大則樹脂越柔軟。工序5 如圖3(e)所示，在至工序4為止形成的電容器元件的周圍，使用包括環(huán)氧 樹脂以及咪唑化合物的密封材料，利用傳遞模塑法形成第二樹脂部8，即封裝體。(實(shí)施例1)在實(shí)施例1中，經(jīng)過與上述實(shí)施方式的制造方法中的各工序(工序1 5)相對(duì)應(yīng) 的工序，制作固體電解電容器。以下，詳細(xì)敘述各工序中的實(shí)施條件。工序IA 如圖3(a)所示，使用一次粒徑約0. 5 μ m的鈮金屬粉末，以埋入陽極引線 2的一部分的方式成型，并在真空中進(jìn)行燒結(jié)，由此形成由高約4. 4mmX寬約3. 3mmX深約 1. Omm的鈮多孔質(zhì)燒結(jié)體構(gòu)成的陽極體3。這時(shí)，陽極引線2的另一個(gè)端部以從陽極體3突 出的形態(tài)固定。工序2A 在保持為約40°C的約0. 1重量％的氟化銨水溶液中，以約IOV的恒定電 壓對(duì)該陽極體3進(jìn)行約10小時(shí)的陽極氧化，然后，在保持為約60°C的約0. 5重量％的磷酸 水溶液中，以約IOV的恒定電壓進(jìn)行約2小時(shí)的陽極氧化，由此形成含氟的電介質(zhì)層4。工序3A:在上述電介質(zhì)層4的表面通過化學(xué)聚合法等形成由聚吡咯構(gòu)成的電解質(zhì) 層5，然后，通過分別涂敷碳膏及銀膏并進(jìn)行干燥，形成由碳層6a及銀層6b構(gòu)成的陰極層 6。這時(shí)，陰極層6沒有在陽極端子2周邊的電解質(zhì)層5的表面形成，存在電解質(zhì)層5的露 出面50。進(jìn)而，陰極層6通過使用了導(dǎo)電性材料的粘接層與陰極端子7粘接，并且，陽極引 線2與陽極端子1熔接，由此分別實(shí)現(xiàn)電連接。工序4A 設(shè)置由硅樹脂構(gòu)成的第一樹脂部10，使得其連續(xù)覆蓋在工序3A中形成的陽極引線2與陽極端子1的連接部和電解質(zhì)層5的露出面50的一部分。這里，電解質(zhì)層5 的露出面50內(nèi)存在沒有被第一樹脂部10覆蓋的非覆蓋部51。另外，在本實(shí)施例中，如圖1 所示，第一樹脂部10將陽極端子1的端部20的寬度方向內(nèi)位于陽極引線2的位置的中央 部分覆蓋，在陽極端子1的端部20的寬度方向的兩端不存在第一樹脂部10。以下，記載由硅樹脂構(gòu)成的第一樹脂部10的更詳細(xì)的制造方法。硅樹脂使用GE 東芝硅制的TSE3070。具體地講，對(duì)100重量份的該公司的TSE3070(A)液調(diào)配100重量份 的該公司的TSE3070(B)液，并攪拌均勻。然后，以覆蓋所希望的位置的方式使用調(diào)合器涂 敷樹脂，并在70°C下進(jìn)行30分鐘的硬化處理，由此形成由硅樹脂構(gòu)成的第一樹脂部10。對(duì)于由這樣形成的硅樹脂構(gòu)成的第一樹脂部10，按照J(rèn)IS K6249計(jì)測(cè)針入度。具 體地講，在1/4混合器的壺中裝滿測(cè)定試料，使1/4圓錐落入到試料中，讀取進(jìn)入的深度 (mm)，以深度(mm)的10倍作為針入度。其結(jié)果，針入度是65。另外，針入度是表示樹脂硬 度的特性，數(shù)字越大則樹脂越柔軟。工序5A 在至工序4A為止形成的電容器元件的周圍，使用包括環(huán)氧樹脂以及咪唑 化合物的密封材料，利用傳遞模塑法形成第二樹脂部8，即封裝體。即，將已在溫度160°C預(yù) 加熱的密封材料以壓力80kg/cm2注入到模具中，在模具內(nèi)以溫度160°C、時(shí)間90秒的條件 使其硬化。(實(shí)施例2)圖4是與本發(fā)明的第二實(shí)施方式有關(guān)的固體電解電容器的剖面圖。另外，圖5表 示與本發(fā)明的第二實(shí)施例有關(guān)的封裝體形成前的固體電解電容器的主要部分，(a)是側(cè)面 圖，(b)是俯視圖。如圖4以及圖5所示，在本實(shí)施例的固體電解電容器中，在上述實(shí)施例1的工序4A 中，以覆蓋電解質(zhì)層5的整個(gè)露出面50——而不是露出面50的一部分——的方式設(shè)置第 一樹脂部10，除此以外，按照與實(shí)施例1相同的方法制作固體電解電容器。即，在本實(shí)施例 中，電解質(zhì)層5的露出面50內(nèi)不存在沒有被第一樹脂部10覆蓋的非覆蓋部51。(實(shí)施例3)圖6表示與本發(fā)明的第三實(shí)施例有關(guān)的封裝體形成前的固體電解電容器的主要 部分，(a)是側(cè)面圖，(b)是俯視圖。如圖6所示，在本實(shí)施例的固體電解電容器中，在上述實(shí)施例1的工序4A中，與實(shí) 施例2相同，以覆蓋電解質(zhì)層5的整個(gè)露出面50——而不是露出面50的一部分——的方式 設(shè)置第一樹脂部10，并且，在陽極引線2與陽極端子1的連接部，以將陽極端子1的端部20 的寬度方向全部覆蓋的方式設(shè)置第一樹脂部10。在其它方面，使用與實(shí)施例1相同的方法 制作固體電解電容器。(比較例1)圖7是比較例1的固體電解電容器的剖面圖。在本比較例1中，在上述實(shí)施例1中不進(jìn)行工序4A，除此以外，按照與實(shí)施例1相 同的方法制作固體電解電容器。(比較例2)圖8是比較例2的固體電解電容器的剖面圖。在本比較例中，在上述實(shí)施例1的工序4A中，在陽極引線與陽極端子的連接部處
7不設(shè)置第一樹脂部10，而是以覆蓋電解質(zhì)層5的整個(gè)露出面50的方式設(shè)置第一樹脂部10， 除此以外，按照與實(shí)施例1相同的方法制作固體電解電容器。(漏電流的測(cè)定)對(duì)于這些固體電解電容器，在兩端子之間施加2. 5V的電壓，測(cè)定20秒鐘以后在端 子之間流過的電流作為漏電流。表1表示漏電流的測(cè)定結(jié)果。另外，漏電流值表示為以實(shí)施例1中的值為100的 相對(duì)值。[表 1]
權(quán)利要求
一種固體電解電容器，其特征在于具備電容器元件，該電容器元件包括由金屬微粒的燒結(jié)體構(gòu)成的陽極；以一個(gè)端部埋入所述陽極中的方式設(shè)置的陽極引線；形成在所述陽極表面的電介質(zhì)層；形成在所述電介質(zhì)層上的電解質(zhì)層；和以在所述陽極引線的周邊具有所述電解質(zhì)層的露出面的方式形成于所述電解質(zhì)層上的陰極層，其中在所述電容器元件，附設(shè)有與所述陽極引線的另一個(gè)端部電連接的陽極端子和與所述陰極層電連接的陰極端子，以將從所述電容器元件的所述電解質(zhì)層的露出面到所述陽極端子之間的所述陽極引線覆蓋的方式設(shè)置有第一樹脂部，并且，以至少將所述電容器元件及所述第一樹脂部覆蓋的方式設(shè)置有第二樹脂部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體電解電容器，其特征在于所述第一樹脂部以將所述電解質(zhì)層的露出面全部覆蓋的方式設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固體電解電容器，其特征在于 使用硅樹脂作為所述第一樹脂部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體電解電容器，其特征在于 所述硅樹脂的針入度在30 200的范圍。
5.一種固體電解電容器的制造方法，其特征在于，包括以一個(gè)端部埋入由金屬微粒的燒結(jié)體構(gòu)成的陽極中的方式設(shè)置陽極引線，在所述陽極 表面形成電介質(zhì)層，在所述電介質(zhì)層上形成電解質(zhì)層，以使所述陽極引線的周邊的所述電 解質(zhì)層露出的方式在所述電解質(zhì)層上形成陰極層，由此形成電容器元件的工序； 將所述陽極引線的另一個(gè)端部與陽極端子電連接的工序； 將所述陰極層與陰極端子電連接的工序；在將所述陽極引線的另一個(gè)端部與陽極端子電連接的工序后，以將從所述電容器元件 的所述電解質(zhì)層的露出面到所述陽極端子之間的所述陽極引線覆蓋的方式形成第一樹脂 部的工序；和以至少將所述電容器元件、所述第一樹脂部覆蓋的方式形成第二樹脂部的工序。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供降低了漏電流的固體電解電容器及其制造方法。本發(fā)明的固體電解電容器的特征在于，具備電容器元件，該電容器元件包括由金屬微粒的燒結(jié)體構(gòu)成的陽極(3)；以一個(gè)端部埋入陽極(3)中的方式設(shè)置的陽極引線(2)；形成在陽極(3)表面的電介質(zhì)層(4)；形成在電介質(zhì)層(4)上的電解質(zhì)層(5)；和以在陽極引線(2)的周邊具有電解質(zhì)層(5)的露出面(50)的方式形成于電解質(zhì)層(5)上的陰極層(6)，對(duì)電容器元件附設(shè)有與陽極引線(2)的另一個(gè)端部電連接的陽極端子(1)和與陰極層(6)電連接的陰極端子(7)，另外，以將從電容器元件的電解質(zhì)層(5)的露出面(50)到陽極端子(1)之間的陽極引線(2)覆蓋的方式設(shè)置有第一樹脂部(10)，并且，以至少將上述電容器元件及第一樹脂部(10)覆蓋的方式設(shè)置有第二樹脂部(8)。
文檔編號(hào)H01G9/004GK101981639SQ200980110748
公開日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月26日
發(fā)明者根本雅昭, 梅本卓史, 野野上寬 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社