固体电解电容器制造技术

本发明专利技术涉及一种尺寸小、电容量高、ＥＳＲ低并且ＬＣ值优异的固体电解电容器，该固体电解电容器包含包壳的电容器元件，该电容器元件通过在起阀作用的金属的烧结体或导电氧化物烧结体的表面上顺序堆叠绝缘氧化物膜层、半导体层和导电层而得到，所述烧结体与阳极引线连接，其中，与阳极引线连接的烧结体面上阳极引线连接点邻近区域内的半导体层厚为５μｍ或更小；本发明专利技术还涉及使用这种电容器的电子电路和电子设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有良好漏电流(LC)性能的固体电解电容器。
技术介绍
用在诸如移动电话和个人计算机之类电子设备中的电容器要求尺寸小、容量大、ESR(等效串联电阻)低以及可靠性高。这类电容器中的一种是采用起阀作用的金属(valve-acting metal)或导电氧化物的烧结体的固体电解电容器。这种固体电解电容器通过将阳极引线接线端与内部具有细孔的烧结体连接，在包括孔表面的整个烧结体表面上形成绝缘氧化物膜层，顺序堆叠半导体层和导电层，并且给所得电容器元件包壳制造。ESR值通过半导体层和导电层的电阻率粗略测定，由此尝试了各种设计。特别地，为了降低由绝缘氧化物膜引起的漏电电流值(以下简称为“LC值”)(该值是可靠性的最重要的因素)，在形成半导体层之后进行再次电化学形成，或者使制造的固体电解电容器经历老化。除此而外，也已建议了改善半导体层以获得低LC值的技术。例如，已经建议了增加在烧结体拐角区域上形成的半导体层的厚度、由此减少所制电容器短路故障的技术(参见JP-A-13-143968)(文中所用术语“JP-A”是指“日本未审公开专利申请”)，以及在烧结体表面层上预定范围(10～50μm)内形成半导体层、由此获得ESR和LC俱佳的值的技术(参见JP-A-2003-188052)。
技术实现思路
在近年来要求的尺寸小、容量大的固体电解电容器的制造中，使用了表面积大的烧结体，该大表面积通过使用具有小粒度的起阀作用的金属或导电氧化物粉末而得到。在采用这种烧结体生产的固体电解电容器中，有时难以通过常规技术(如再次电化学形成或老化)，甚至难以通过上述最近提出的技术来降低LC值。特别地，当同时生产大量的固体电解电容器时，一些所制电容器具有明显高的LC值，需要解决这种问题并提高无缺陷率。作为深入细致研究的结果，本专利技术人已经发现可以通过不在与阳极引线连接的烧结体表面上阳极引线连接点的邻近区域内(离引线0.5mm、至少0.2mm的范围内)提供半导体层；或者，如果提供半导体层，将该半导体层的厚度规定为预定的厚度(5μm或更小)解决上述问题。本专利技术基于这个发现而实现。即，本专利技术涉及以下固体电解电容器和使用该固体电解电容器的电子设备。1.一种固体电解电容器，包含包壳的电容器元件，该电容器元件通过在与阳极引线连接的导电氧化物烧结体或起阀作用的金属的烧结体的表面上顺序堆叠绝缘氧化物膜层、半导体层和导电层而得到，其中，与阳极引线连接的烧结体面上阳极引线连接点邻近区域内的半导体层厚为5μm或更小。2.以上1的固体电解电容器，其中不在与阳极引线连接的烧结体表面上阳极引线连接点的邻近区域内提供半导体层。3.以上1或2的固体电解电容器，其中阳极引线连接点附近区域之外部分中的半导体层厚度为5～100μm。4.以上1～3中任一项的固体电解电容器，其中起阀作用的金属或导电氧化物为钽、铝、铌、钛、主要包含这类起阀作用的金属的合金，或氧化铌。5.以上1～4中任一项的固体电解电容器，其中起阀作用的金属的烧结体是CV为100,000μF·V/g或更高的钽烧结体。6.以上1～4中任一项的固体电解电容器，其中起阀作用的金属的烧结体是CV为150,000μF·V/g或更高的铌烧结体。7.以上1～4中任一项的固体电解电容器，其中半导体层是选自有机半导体层和无机半导体层的至少一种。8.以上7的固体电解电容器，其中有机半导体层是选自下述的至少一种包含苯并吡咯啉四聚物和氯醌的有机半导体、主要包含四硫并四苯的有机半导体、主要包含四氰基醌二甲烷的有机半导体、以及主要包含导电聚合物的有机半导体，所述导电聚合物通过将掺杂剂掺杂到含有下式(1)或(2)代表的重复单元的聚合物中而得到 其中R1至R4各自独立地代表氢原子、具有1～6个碳原子的烷基或具有1～6个碳原子的烷氧基；X代表氧原子、硫原子或氮原子；R5仅当X为氮原子时存在，代表氢原子或具有1～6个碳原子的烷基，R1与R2以及R3与R4各对可以相互结合形成环。9.以上8的固体电解电容器，其中含有式(1)代表的重复单元的导电聚合物是含有下式(3)代表的结构单元作为重复单元的导电聚合物 其中R6至R7各自独立地代表氢原子、具有1～6个碳原子的直链或支化的、饱和或不饱和的烷基、或者用于形成至少一个5-、6-或7-元饱和烃类环状结构的取代基，该环状结构当烷基在任何位置相互结合时含有两个氧原子，并且该环状结构包括可被取代的具有1，2-亚乙烯基键的结构以及可被取代的亚苯基结构。10.以上8的固体电解电容器，其中导电聚合物选自聚苯胺、聚氧亚苯基、聚苯硫、聚噻吩、聚呋喃、聚吡咯、聚甲基吡咯，及其取代衍生物和共聚物。11.以上9或10的固体电解电容器，其中导电聚合物为聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)。12.以上7的固体电解电容器，其中无机半导体为选自二氧化钼、二氧化钨、二氧化铅和二氧化锰的至少一种化合物。13.以上7的固体电解电容器，其中半导体的电导率为10-2～103S/cm。14.使用以上1～13中任一项所述固体电解电容器的电路。15.使用以上1～13中任一项所述固体电解电容器的电子设备。附图简述附图说明图1是一幅表示本专利技术固体电解电容器的一个实施例的截面图。专利技术详述参照附图描述本专利技术固体电解电容器的一种具体实施方式。图1是一幅表示本专利技术固体电解电容器的一个实施例的截面图(图1中，为便于描述而放大表示每个部件的尺寸)。将阳极引线2植入包含起阀作用的金属或导电氧化物粉末的烧结体1中，在阳极引线的一部分上以及烧结体的表面上形成绝缘氧化物膜3(尽管图1中未示出，但是绝缘氧化物膜层同样在烧结体孔内部的表面上形成)，将半导体层4、碳膏层5以及银膏层6顺序堆叠在除了植入阳极引线的表面上阳极引线植入点邻近区域之外的部分内的烧结体表面上，将所得固体电解电容器元件分别与阴极和阳极接线端9a和9b连接，给除阴极和阳极接线端之外的部分施以壳7，由此制得固体电解电容器8。用于本专利技术中的烧结体通过将起阀作用的金属或导电氧化物粉末的模制件烧结而制备，其表面上具有植入的阳极引线。通过适当地选择模制压力(例如0.1～50kg/mm2)和烧结条件(例如800～1,800℃的温度和1分钟～10小时的烧结时间)，能够提高烧结体的表面积。为了进一步提高烧结体的表面积，可在烧结之后使烧结体表面经历化学蚀刻和/或电蚀刻处理。用于本专利技术中的烧结体的形状不受特殊限制。该烧结体通常为柱形，在为正方柱形的情形下，削去或修整至少一个拐角以获得用该烧结体制造的固体电解电容器的良好平均漏电流(LC)值。而且，该烧结体可以呈楔形以利于在模制后从型模脱除。这种情形下，所制烧结体具有近乎截顶金字塔的形状。本专利技术中，阳极引线可以是导线或导箔(lead foil)。而且，阳极引线可以在烧结体制成后连接，而不是将它植入模制件中。用于阳极引线的材料为钽、铝、铌、钛或主要包含这类起阀作用的金属的合金。可以使阳极引线的一部分在使用前经历选自碳化、磷化、硼化、氮化、硫化和氧化的至少一种处理过程。在将阳极引线植入模制件的情形中，植入烧结体中的阳极引线的植入深度为烧结体的1/3或更多，优选2/3或更多，以使烧结体能够保持其强度并能经受将电容器元件包壳和密封的步骤时的热/物理密封应力，该步骤稍候描述。为了防止半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体电解电容器，包含包壳的电容器元件，该电容器元件通过在与阳极引线连接的导电氧化物烧结体或起阀作用的金属的烧结体的表面上顺序堆叠绝缘氧化物膜层、半导体层和导电层而得到，其中，与阳极引线连接的烧结体面上阳极引线连接点邻近区域内的半导体层厚为５μｍ或更小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-11-13 383211/20031.一种固体电解电容器，包含包壳的电容器元件，该电容器元件通过在与阳极引线连接的导电氧化物烧结体或起阀作用的金属的烧结体的表面上顺序堆叠绝缘氧化物膜层、半导体层和导电层而得到，其中，与阳极引线连接的烧结体面上阳极引线连接点邻近区域内的半导体层厚为5μm或更小。2.权利要求1的固体电解电容器，其中不在与阳极引线连接的烧结体表面上阳极引线连接点的邻近区域内提供半导体层。3.权利要求1的固体电解电容器，其中阳极引线连接点附近区域之外部分中的半导体层厚度为5～100μm。4.权利要求1的固体电解电容器，其中起阀作用的金属或导电氧化物为钽、铝、铌、钛、主要包含这类起阀作用的金属的合金，或氧化铌。5.权利要求1的固体电解电容器，其中起阀作用的金属的烧结体是CV为100,000μF·V/g或更高的钽烧结体。6.权利要求1的固体电解电容器，其中起阀作用的金属的烧结体是CV为150,000μF·V/g或更高的铌烧结体。7.权利要求1的固体电解电容器，其中半导体层是选自有机半导体层和无机半导体层的至少一种。8.权利要求7的固体电解电容器，其中有机半导体层是选自下述的至少一种包含苯并吡咯啉四聚物和氯醌的有机半导体、主要包含四硫并四苯的有机半导体、主要包含四氰基醌二甲烷的有机半导体、以及主要包含导电聚合物的有机半导体，所述导电聚合物通过将掺杂剂掺杂到...

【专利技术属性】
技术研发人员：内藤一美，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]