电容器的制造方法技术

一种制造具有良好的电容表观因数和低ＥＳＲ的电容器的方法，该电容器包含：作为一个电极（阳极）的含有孔并在其表面上形成了介电层的电导体，和作为另一电极（阴极）的通过在电解溶液中供能而在电导体上形成的半导体层，该方法包括在供能之前用形成半导体层的前体浸渍孔以使形成半导体层的前体在孔内的浓度高于形成半导体层的前体在电解溶液中的浓度；由该方法制成的电容器；和使用该电容器的电子电路和电子器件。

【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的电容表观因数(appearance factor)和低ESR的。
技术介绍
在与个人电脑等的中央处理器(CPU)相联的电路中使用的电容器需要具有高电容和低ESR(等效串联电阻)，以防止电压波动并降低高波纹电流通过时的热量生成。通常，使用铝或钽固体电解电容器。固体电解电容器是由下述部分构成的表层中含有细孔的铝箔或内部含有细孔的钽粉烧结体，其充当一个电极(电导体)；在该电极表层上形成的介电层；和在该介电层上形成的另一电极(通常是半导体层)。用浸渍率表示介电层上形成的半导体层的比率，浸渍率定义为形成半导体层时的电容比率(百分比)(假定浸渍电解溶液代替半导体时表现出的电容为100％)。在介电层上形成半导体层的方法之一是通过供能(energization)形成半导体层的方法。例如，通入直流电以形成含有金属氧化物的半导体层的方法(日本专利1,985,056)、通入交流电以获得含有导电化合物的半导体层的方法(日本专利2,826,341)、或通过将单独制成的外部电极接触到之前形成的化学聚合层上并通入直流电来获得含有导电聚合物的半导体层的方法(日本专利1,988,457)。
技术实现思路
按照日本专利1,985,056和2,826,341的方法，可以获得良好的ESR，但是形成半导体层需要较长时间并且不能在正常时间内提高浸渍率。日本专利2,826,341的方法的缺点在于以工业规模在多个电导体上同时形成半导体层时，必须使用对电极，并且半导体层还要连接到对电极上。日本专利1,988,457的方法的缺点在于当用于在多个电导体上同时形成半导体层的情况时，如果化学聚合层很薄，就必须通过供能使半导体层变厚，但是由于供能来自外部电极，在电导体表层上形成的半导体层可能抑制形成半导体层的前体扩散到电导体内部的孔中，并不能通过供能成功地形成一些半导体层；而如果化学聚合层很厚，则容易通过供能形成半导体层，但是由于形成了厚的化学聚合层，就不能获得良好的ESR值。因此，需要一种制造具有改进的ESR和提高的电容的电容器的方法。为解决这些问题进行了深入细致的研究，由此，本专利技术人已经发现，可以如下克服这些问题——在供能之前用形成半导体层的前体浸渍孔以使形成半导体层的前体在孔内的浓度高于形成半导体层的前体在电解溶液中的浓度，并在这种情况下在电解溶液中通入电流。基于此发现，完成了本专利技术。也就是说，本专利技术涉及电容器的下列制造方法，还涉及由该制造方法制成的电容器。1.一种制造电容器的方法，该电容器包含作为一个电极(阳极)的含有孔并在其表面上形成了介电层的电导体，和作为另一电极(阴极)的通过在电解溶液中供能而在电导体上形成的半导体层，该方法包括在供能之前用形成半导体层的前体浸渍孔以使形成半导体层的前体在孔内的浓度高于形成半导体层的前体在电解溶液中的浓度。2.如上文1所述的制造电容器的方法，其中所述电解溶液是不含形成半导体层的前体的电解溶液。3.如上文1所述的制造电容器的方法，其中所述电导体是至少一种选自金属、无机半导体、有机半导体和碳或它们的混合物的材料。4.如上文1所述的制造电容器的方法，其中所述电导体是一种层积体，其以至少一种选自金属、无机半导体、有机半导体和碳或它们的混合物中的材料为表层。5.如上文3或4所述的制造电容器的方法，其中所述电导体是主要含钽、铌和铝或氧化铌中的至少一种的金属或合金。6.如上文1至5任一项所述的制造电容器的方法，其中所述电导体是CV值为100,000μF·V/g或更高的钽。7.如上文1至5任一项所述的制造电容器的方法，其中所述电导体是CV值为150,000μF·V/g或更高的铌。8.如上文1或3至7任一项所述的制造电容器的方法，其中所述电导体的尺寸为5立方毫米或更高。9.如上文1或3至8任一项所述的制造电容器的方法，其中所述电导体具有箔形状并且通过蚀刻形成的孔的深度为200微米或更高。10.如上文1所述的制造电容器的方法，其中所述介电层主要含例如Ta2O5、Al2O3、TiO2和Nb2O5之类的金属氧化物中的至少一种。11.如上文1或2所述的制造电容器的方法，其中所述形成半导体层的前体是苯胺衍生物(聚苯胺的原材料)、苯酚衍生物(聚苯醚的原材料)、苯硫酚衍生物(聚苯硫醚的原材料)、噻吩衍生物(聚噻吩的原材料)、呋喃衍生物(聚呋喃的原材料)和吡咯衍生物(聚吡咯或聚甲基吡咯的原材料)中的至少一种。12.如上文11所述的制造电容器的方法，其中所述形成半导体层的前体是吡咯或3，4-亚乙二氧基噻吩。13.如上文1或2所述的制造电容器的方法，其中所述形成半导体层的前体是通过供能被氧化或被还原并变成无机半导体的化合物。14.如上文1所述的制造电容器的方法，其中所述半导体层是有机半导体层和无机半导体层中的至少一种。15.如上文14所述的制造电容器的方法，其中有机半导体是下列有机半导体中的至少一种含有苯并吡咯啉四聚物和氯醌的有机半导体、主要含四硫代并四苯(tetrathiotetracene)的有机半导体、主要含四氰基对醌二甲烷(tetracyanoquinodimethane)的有机半导体、和主要含下述导电聚合物的有机半导体——该导电聚合物是通过将掺杂剂掺入含有下式(1)或(2)所示的重复单元的聚合物中获得的 其中R1至R4各自独立地代表氢原子、含有1至6个碳原子的烷基、或含有1至6个碳原子的烷氧基，X代表氧原子、硫原子或氮原子，R5仅在X是氮原子时存在，并代表氢原子或含有1至6个碳原子的烷基，并且各对R1和R2、及R3和R4可以互相结合形成环状结构。16.如上文15所述的制造电容器的方法，其中含有式(1)所示的重复单元的导电聚合物是含有下式(3)所示的结构单元作为重复单元的导电聚合物 其中R6和R7各自独立地代表氢原子、含有1至6个碳原子的直链或支链、饱和或不饱和烷基、或当这些烷基在任意位置互相结合时形成至少一个含有两个氧原子的5元、6元或7元饱和烃环结构的取代基，并且该环状结构包括含有可被取代的1，2-亚乙烯基键的结构和可被取代的亚苯基结构。17.如上文16所述的制造电容器的方法，其中导电聚合物选自聚苯胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚噻吩、聚呋喃、聚吡咯、聚甲基吡咯、和它们的取代衍生物和共聚物。18.如上文17所述的制造电容器的方法，其中所述导电聚合物是聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)。19.如上文14所述的制造电容器的方法，其中所述无机半导体是至少一种选自二氧化钼、二氧化钨、二氧化铅和二氧化锰的化合物。20.如上文14至19任一项所述的制造电容器的方法，其中所述半导体的电导率是10-2至103S/cm。21.通过上文1至20任一项所述的制造方法制成的电容器。22.如上文21所述的电容器，其中所述半导体的浸渍率为90％或更高。23.使用上文21或22所述的电容器的电子电路。24.使用上文21或22所述的电容器的电子器件。下面将描述本专利技术的电容器制造方法和电容器的具体实施方式。本专利技术中使用的电导体的例子包括下面至少一种金属、无机半导体、有机半导体和碳、它们的混合物、和通过将这种电导体作为表层堆叠而得的层积体。本专利技术中使用的金属的例子包括主要含钽、铌和铝中的至少一种的金属或合金。无机半导体的例子包括二氧化铅、二氧化钼、二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造电容器的方法，该电容器包含：作为一个电极（阳极）的含有孔并在其表面上形成了介电层的电导体，和作为另一电极（阴极）的通过在电解溶液中供能而在所述电导体上形成的半导体层，该方法包括在供能之前用形成半导体层的前体浸渍孔以使形成半导体层的前体在孔内的浓度高于形成半导体层的前体在电解溶液中的浓度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-10-20 359086/20031.一种制造电容器的方法，该电容器包含作为一个电极(阳极)的含有孔并在其表面上形成了介电层的电导体，和作为另一电极(阴极)的通过在电解溶液中供能而在所述电导体上形成的半导体层，该方法包括在供能之前用形成半导体层的前体浸渍孔以使形成半导体层的前体在孔内的浓度高于形成半导体层的前体在电解溶液中的浓度。2.如权利要求1所述的制造电容器的方法，其中所述电解溶液是不含形成半导体层的前体的电解溶液。3.如权利要求1所述的制造电容器的方法，其中所述电导体是至少一种选自金属、无机半导体、有机半导体和碳或它们的混合物的材料。4.如权利要求1所述的制造电容器的方法，其中所述电导体是一种层积体，其以至少一种选自金属、无机半导体、有机半导体和碳或它们的混合物中的材料为表层。5.如权利要求3或4所述的制造电容器的方法，其中所述电导体是主要含钽、铌和铝或氧化铌中的至少一种材料的金属或合金。6.如权利要求1所述的制造电容器的方法，其中所述电导体是CV值为100,000μF·V/g或更高的钽。7.如权利要求1所述的制造电容器的方法，其中所述电导体是CV值为150,000μF·V/g或更高的铌。8.如权利要求1或3至7任一项所述的制造电容器的方法，其中所述电导体的尺寸为5立方毫米或更高。9.如权利要求1或3至8任一项所述的制造电容器的方法，其中所述电导体具有箔形状，并且通过蚀刻形成的孔的深度为200微米或更高。10.如权利要求1所述的制造电容器的方法，其中所述介电层主要含至少一种选自例如Ta2O5、Al2O3、TiO2和Nb2O5之类的金属氧化物的材料。11.如权利要求1或2所述的制造电容器的方法，其中所述形成半导体层的前体是选自苯胺衍生物(聚苯胺的原材料)、苯酚衍生物(聚苯醚的原材料)、苯硫酚衍生物(聚苯硫醚的原材料)、噻吩衍生物(聚噻吩的原材料)、呋喃衍生物(聚呋喃的原材料)和吡咯衍生物(聚吡咯或聚甲基吡咯的原材料)的至少一种材料。12.如权利要求11所述的制造电容器的方法，其中所述形成半导体层的前体是吡咯或3，4-亚乙二氧基噻吩。13.如权利要求1或2所述的制造电容器的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：内藤一美，田村克俊，
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]