固体电解电容器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种固体电解电容器，具有在阳极表面上依序形成电介质层和金属层的结构。上述阳极由钽颗粒的多孔烧结体构成。而电介质层是由通过在例如磷酸水溶液中对阳极表面进行阳极氧化而形成的电介质氧化膜构成。金属层是通过将平均粒径为０．０５μｍ以下的银粒、保护胶体和有机溶剂混合，制成银膏，涂布在电介质层表面上，在１５０℃以上的温度下干燥而形成的。并且，阳极与阳极端子相连，以导电性粘合剂为媒介使金属层与阴极端子相连。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
近年来，由于个人电脑等电子设备频率越来越高，需要瞬时向电路供给电流，所以人们期望开发出在高频区域下等效串联阻抗(下面称为ESR)值小的固体电解电容器。在此，ESR为介质损耗、电解质的比阻抗和电解质与阴极的接触阻抗之和。在高频区域，电解质的比阻抗和电解质与阴极的接触阻抗占主导地位。通常，固体电解电容器使用将二氧化锰等导电材料贴合在上述金属构成的阳极氧化而成的电介质层表面上，从而形成阴极层的产品。但是，因为二氧化锰的导电率低，所以人们致力于开发使用聚吡咯、聚噻吩等导电高分子作为电解质的固体电解电容器(例如，参照特开昭63-173313号公报)。如上所述，固体电解电容器的ESR主要与电解质的比阻抗相关。但是，用作电解质的上述聚吡咯、聚噻吩等导电高分子的导电率为半导体级，与金属相比低约3个数量级。例如，聚吡咯的导电率为10～102S·cm-1。因此，难以降低高频区域下的ESR。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供ESR得到降低的。根据本专利技术的一个方面，固体电解电容器具有金属构成的阳极，形成于阳极表面、由金属氧化物构成的电介质层，和形成于电介质层表面上的金属层。在本专利技术的固体电解电容器中，通过在电介质层的表面形成金属层，可得到导电性高的电解质。其结果是降低了高频区域下的等效串联阻抗。金属层可由金属颗粒构成。此时，可得到导电性更高的电解质。其结果是进一步降低了高频区域下的等效串联阻抗。优选为金属颗粒的平均粒径为0.05μm以下。由此，金属层中的金属颗粒均匀且致密地形成于电介质层表面上。其结果是降低了高频区域下的等效串联阻抗。优选为金属颗粒的平均粒径为0.01μm以上。由此，不会发生因金属颗粒间界面的增加使导电性降低的情况。其结果是降低了高频区域下的等效串联阻抗。优选为金属颗粒含有选自银、金和铂中的1种或2种以上的金属。在此情况下，由于银、金和铂具有高导电率，所以金属层的导电率增高。其结果是降低了高频区域下的等效串联阻抗。金属层可含有保护胶体。此时，防止金属颗粒在制作金属膏时产生二次凝集。从而使金属颗粒均匀分散在金属膏中，因此，电介质层的表面被细微的金属颗粒均匀覆盖。其结果是进一步降低了高频区域下的等效串联阻抗。金属层可由金属镀层构成。此时，可得到导电性更高的电解质。其结果是进一步降低了高频区域下的等效串联阻抗。阳极优选为含有选自钽、铝、铌、钛的1种或2种以上的金属。钽、铝、铌、钛的氧化物的比介电常数高。从而，可以小尺寸得到大电容。根据本专利技术另一方面的固体电解电容器的制造方法包括在金属构成的阳极表面上形成金属氧化物构成的电介质层的工序；和在电介质层上形成金属层的工序。根据本专利技术的固体电解电容器的制造方法，通过在电介质层的表面形成金属层，可得到高导电性电解质。其结果可得到高频区域下的等效串联阻抗得到降低的固体电解电容器。形成金属层的工序可含有由金属颗粒形成金属层的工序。此时，可得到导电性更高的电解质。其结果是降低了高频区域下的等效串联阻抗。优选为金属颗粒的平均粒径为0.05μm以下。由此，金属层中的金属颗粒均匀且致密地形成于电介质层表面。其结果是降低了高频区域下的等效串联阻抗。优选为金属颗粒的平均粒径为0.01μm以上。由此，不会发生因金属颗粒间界面的增加使导电性降低的情况。其结果是降低了高频区域下的等效串联阻抗。形成金属层的工序包括在电介质层上涂布含有金属颗粒的金属膏的工序；和在涂布金属膏后在150℃以上的温度下干燥金属膏的工序。由此，电介质层与金属层的接触阻抗进一步减小，所以进一步降低了高频区域下的等效串联阻抗。形成金属层的工序包括将金属颗粒和保护胶体在有机溶剂中混合，制作金属膏的工序；和在电介质层的表面涂布金属膏的工序。此时，可利用保护胶体防止有机溶剂中的金属颗粒产生二次凝集。从而使金属颗粒均匀分散在金属膏中，因此电介质层与金属层的接触阻抗进一步减小。其结果是进一步降低了高频区域下的等效串联阻抗。形成金属层的工序可包括利用金属电镀形成金属层的工序。此时，可得到导电性更高的电解质。其结果是进一步降低了高频区域下的等效串联阻抗。根据本专利技术，可得到高导电性电解质。其结果是降低了高频区域下的等效串联阻抗。附图说明图1为本专利技术实施方式的固体电解电容器的结构图；图2是由实施例1～13制得的固体电解电容器的示意图；图3是由比较例1制得的固体电解电容器的示意图。具体实施例方式实施方式1下面，说明本专利技术实施方式1的。图1是本专利技术实施方式的固体电解电容器的结构图。如图1所示，固体电解电容器具有在阳极2的表面依序形成电介质层3和金属层4的结构。阳极2连接着阳极端子1，金属层4以导电性粘合剂8为媒介连接阴极端子5。另外，形成模制护套树脂(mold sheath resin)9，以将阳极端子1和阴极端子5的端部引出到外部。阳极2由钽颗粒的多孔烧结体形成。由于钽颗粒的多孔烧结体具有很大的表面积，所以可实现增容。另外，阳极2也不限于由钽制成，也可由铝、铌、钛等其它电子管金属(valve metal)形成的金属颗粒制成，优选为含有钽、铝、铌、钛等金属颗粒中的两种以上。另外，电介质层3由在例如磷酸水溶液中对阳极2的表面进行阳极氧化而形成的电介质氧化膜构成。在本实施方式中，电介质层3由氧化钽构成。在由铝、铌、钛等其它金属颗粒的多孔烧结体构成阳极2的情况下，电介质层3由氧化铝、氧化铌、氧化钛等氧化物构成。金属层4是通过将银粒、保护胶体和有机溶剂混合制成银膏，涂布在电介质层3的表面上，将其干燥而形成的。金属层4的形成方法如后所述。银粒的平均粒径优选为0.05μm以下。由此使得金属层4中的银粒均匀且致密地形成于电介质层3的表面上。其结果如后所述，得到高频区域下的等效串联阻抗得到降低的固体电解电容器。此处的平均粒径是指颗粒的粒度分布的累积分布曲线的累积值为50％时的粒径。另外，银粒的平均粒径优选为0.01μm以上。由此，不会发生因银粒间界面的增加使导电性降低的情况。其结果如后所述，得到高频区域下的等效串联阻抗得到降低的固体电解电容器。因此，优选使用平均粒径为0.01μm以上、0.05μm以下的银粒。从成本方面考虑，就金属颗粒而言，优选使用银粒，也可使用金粒或铂粒代替银粒。或使用银粒、金粒和铂粒中的两种以上的金属颗粒。下面，说明本专利技术实施方式的固体电解电容器的制造方法。首先，利用对钽颗粒的粉体的烧结而生成多孔烧结体，形成阳极2。此时，钽颗粒之间形成熔接。另外，还可使用铝、铌、钛等其它金属颗粒的粉体。其次，在磷酸水溶液中对阳极2进行阳极氧化，在阳极2的表面形成电介质层3。另一方面，以预定重量比将平均粒径为0.05μm以下的银粒和保护胶体的预定重量比混合物与有机溶剂混合，制成银膏。此处的保护胶体是指为增强疏水胶体相对于电解质的稳定性而加入的亲水胶体(岩波理化学辞典，第5版，p1300)。通过使用保护胶体，银粒不会产生二次凝集，而均匀分散到有机溶剂中。保护胶体可使用聚乙烯亚胺或聚乙烯亚胺的氧化盐。而就保护胶体而言，可使用胺化物和含有羧基的预聚物与环氧化合物反应而成的化合物、在聚酰胺和聚脲构成的主链中具有多个叔氨基或碱性环氮原子的基团链化而成的高分子等。而有机溶剂可使用乙醇等。然后再将利用上述方法制成的银膏涂布在电介质层3上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体电解电容器，其特征在于，具有：金属构成的阳极，形成于所述这阳极表面、由所述金属的氧化物构成的电介质层，和形成于所述电介质层表面上的金属层。

【技术特征摘要】
JP 2003-3-31 2003-097306;JP 2004-2-26 2004-0510511.一种固体电解电容器，其特征在于，具有金属构成的阳极，形成于所述这阳极表面、由所述金属的氧化物构成的电介质层，和形成于所述电介质层表面上的金属层。2.如权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，所述金属层由金属颗粒构成。3.如权利要求2所述的固体电解电容器，其特征在于，所述金属颗粒的平均粒径为0.05μm以下。4.如权利要求2所述的固体电解电容器，其特征在于，所述金属颗粒的平均粒径为0.01μm以上。5.如权利要求2所述的固体电解电容器，其特征在于，所述金属颗粒含有选自银、金和铂中的1种或2种以上的金属。6.如权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，所述金属层含有保护胶体。7.如权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，所述金属层由金属镀层构成。8.如权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，所述阳极含有选自钽、铝、铌、钛的1种或2种以上的金属。9.一种固体电解...

【专利技术属性】
技术研发人员：高谷和宏，矢野睦，木本卫，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]