固体电解电容及其制造方法技术

一种固体电解电容，具有在阳极表面上顺序形成电介质层、电解质、碳层和金属层的结构。阳极由钽粒子的多孔烧结体构成。另外，电介质层由通过使阳极表面在例如磷酸水溶液中阳极氧化所形成的电介质氧化膜构成。电解质由聚吡咯、聚噻吩等导电性高分子构成。金属层通过混合平均粒径为０．０５μｍ以下的银粒子、保护胶体和有机溶媒来制作银膏，涂布在碳层表面上，并在约１５０℃以上使之干燥来形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
近年来，由于个人计算机等电子设备的高频化，必需瞬时向电子电路提供电流，所以期望开发在高频区域下等效串联阻抗(下面称为ESR)的值小的固体电解电容。这里，ESR由电介质损耗、电解质的比阻抗和电解质与阴极的接触阻抗之和构成。在高频区域下，主要是电解质的比阻抗和电解质与阴极的接触阻抗。通常，固体电解电容的阴极由碳层与银膏层等两层构成(电化学会编，第5版电化学便览，丸善株式会社)，尤其是为了降低阴极层与阴极引线端子的连接强度的不均匀，提议使用由平均粒径为3μm以上5μm以下的银粒子构成的银膏层(参照特开平5-315200号公报)。但是，在上述固体电解电容中，高频区域下的ESR受到电解质与阴极的接触阻抗的影响。尤其是在由碳层与银膏层构成的阴极的情况下，碳层与银膏层的接触阻抗成为ESR上升的主要原因，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一种降低ESR的。根据本专利技术一个方面的固体电解电容顺序包含由金属构成的阳极；形成于阳极表面、由金属氧化物构成的电介质层；电解质层和阴极层，阴极层具有碳层；和形成于碳层上、由平均粒径为0.05μm以下的金属粒子构成的金属层的层叠结构。在根据本专利技术的固体电解电容中，通过金属层中包含的金属粒子具有0.05μm以下的平均粒径，碳层的表面被细微的金属粒子均匀覆盖。从而，碳层与金属层的接触阻抗变小。结果，高频区域下的等效串联阻抗就被降低。优选金属粒子的平均粒径为0.01μm以上。由此，不会因金属粒子间界面的增加而导致接触阻抗增加。优选金属粒子包含从银、金和白金构成的群中选择的1种或2种以上金属。此时，因为银、金和白金具有高的导电率，所以金属层的导电率变高，碳层与金属层的接触阻抗进一步变小。金属层还可以包含保护胶体。此时，防止金属粒子在制作金属膏时产生二次凝集。从而，由于金属粒子在金属膏中均匀分散，所以碳层与金属层的接触阻抗进一步变小。结果，进一步降低了高频区域下的等效串联阻抗。电解质层还可以由导电性高分子构成。由此，得到大的静电容量。阳极优选包含从钽、铝、铌和钛构成的群中选择的1种或2种以上金属。钽、铝、铌和钛的氧化物的比介电常数高。从而，能够以小型得到大的静电容量。根据本专利技术另一方面的固体电解电容的制造方法包含在由金属构成的阳极表面上形成由金属氧化物构成的电介质层的步骤；在电介质层上形成电解质层的步骤；在电解质层上形成碳层的步骤；和在碳层上形成由平均粒径为0.05μm以下的金属粒子构成的金属层的步骤。根据本专利技术的固体电解电容的制造方法，通过金属层中包含的金属粒子具有0.05μm以下的平均粒径，碳层的表面被细微的金属粒子均匀覆盖。从而，碳层与金属层的接触阻抗变小。结果，得到高频区域下的等效串联阻抗被降低了的固体电解电容。优选金属粒子的平均粒径为0.01μm以上。由此，不会因金属粒子间界面的增加而导致接触阻抗增加。形成金属层的步骤也可以包含在碳层上涂布包含金属粒子的金属膏的步骤；和在涂布金属膏后、在150℃以上的温度下干燥金属膏的步骤。由此，因为碳层与金属层的接触阻抗进一步变小，所以高频区域下的等效串联阻抗被进一步降低。形成金属层的步骤还可以包含通过在有机溶媒中混合金属粒子和保护胶体来制作金属膏的步骤；和在碳层上形成金属膏的步骤。此时，通过保护胶体来防止有机溶媒中的金属粒子产生二次凝集。从而，由于金属粒子在金属膏中均匀分散，所以碳层与金属层的接触阻抗进一步变小。结果，高频区域下的等效串联阻抗就被进一步降低。根据本专利技术又一方面的固体电解电容的制造方法包含在由金属构成的阳极表面上顺序形成由金属氧化物构成的电介质层、电解质层和碳层的步骤；通过在有机溶媒中混合金属粒子和保护胶体来制作金属膏的步骤；和通过在碳层上涂布金属膏来形成金属层的步骤。根据本专利技术的固体电解电容的制造方法，在制作金属膏时，通过保护胶体来防止有机溶媒中的金属粒子产生二次凝集。从而，由于金属粒子在金属膏中均匀分散，所以碳层与金属层的接触阻抗变小。结果，高频区域下的等效串联阻抗被降低。附图说明图1是本专利技术实施方式所涉及的固体电解电容的结构图。图2是实施例1～12以及比较例中制作的固体电解电容的模式图。具体实施例方式下面，说明本专利技术的一个实施方式所涉及的的固体电解电容和其制造方法。图1是本专利技术实施方式所涉及的固体电解电容的结构图。如图1所示，固体电解电容具有在阳极2的表面上顺序形成电介质层3、电解质层4、碳层5和金属层6的结构。在阳极2上连接阳极端子1，在金属层6上，经导电性粘接剂8连接阴极端子7。另外，形成模制外装树脂9，将阳极端子1和阴极端子7的端部引出到外部。阳极2由钽粒子的多孔烧结体构成。因为钽粒子的多孔烧结体具有大的表面积，所以可大容量化。另外，阳极2不限于钽，也可由铝、铌或钛等其它阀作用金属构成的金属粒子来形成，还可以包含钽、铝、铌或钛等金属粒子中的2种以上。另外，电介质层3由通过在例如磷酸水溶液中使阳极2的表面阳极氧化所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。阳极2在由铝、铌或钛等其它金属粒子的多孔烧结体构成的情况下，电介质层3由氧化铝、氧化铌或氧化钛等氧化物构成。电解质4由聚吡咯、聚噻吩等导电性高分子构成。金属层6通过混合平均粒径为0.05μm以下的银粒子、保护胶体和有机溶媒来制作银膏，涂布在碳层5的表面上，并使之干燥来形成。金属层6的形成方法如后所述。这里，所谓平均粒径是指当粒子的粒度分布中的累积分布曲线的累积值为50％时的粒子直径。通过使用平均粒径为0.05μm以下的银粒子，碳层5的表面被细微的银粒子均匀覆盖。由此，碳层5与金属层6的接触阻抗变小。结果，如后所述，就得到高频区域下的等效串联阻抗被降低了的固体电解电容。另外，银粒子平均粒径优选为0.01μm以上。由此，不会产生因银粒子间的界面增加而导致接触阻抗增加。因此，更优选使用平均粒径为0.01μm以上0.05μm以下的银粒子。从成本考虑，优选使用银粒子来作为金属粒子，但也可使用金粒子或白金粒子来代替银粒子。或者使用银粒子、金粒子和白金粒子中两种以上的金属粒子。下面，说明本专利技术实施方式所涉及的固体电解电容的制造方法。首先，通过烧结钽粒子的粉体，形成由多孔烧结体形成的阳极2。此时，钽粒子之间熔接。另外，也可使用铝、铌或钛等其它金属粒子的粉体。接着，通过在磷酸水溶液中使阳极2阳极氧化，形成由电介质氧化膜构成的电介质层3。之后，通过电解聚合等，由聚吡咯或聚噻吩等导电性高分子构成的电解质4来覆盖电介质层3的表面。此时，在电介质层3的表面形成电解质4，以埋入多孔烧结体表面的电介质层3之间的间隙中。之后，通过在电解质4上涂布碳胶，在电解质4上形成碳层5。另一方面，通过以规定的重量比混合按规定重量比混合平均粒径为0.05μm以下的银粒子和保护胶体而成的混合物与有机溶媒，制作银膏。这里，所谓保护胶体是指为了增强疏水胶体对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，银粒子不会产生二次凝集地均匀分散到有机溶媒中。作为保护胶体，可使用聚乙烯亚胺或聚乙烯亚胺的氧化盐。另外，作为保护胶体，也可使用使胺化合物和含有羧基的预聚物与环氧化合物反应而成的化合物、在聚氨酯和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体电解电容，顺序包含：由金属构成的阳极；形成于所述阳极表面、由所述金属氧化物构成的电介质层；电解质层；和阴极层，所述阴极层具有碳层；和形成于所述碳层上、由平均粒径为０．０５μｍ以下的金属粒子构成 的金属层的层叠结构。

【技术特征摘要】
JP 2003-3-31 2003-0973051.一种固体电解电容，顺序包含由金属构成的阳极；形成于所述阳极表面、由所述金属氧化物构成的电介质层；电解质层；和阴极层，所述阴极层具有碳层；和形成于所述碳层上、由平均粒径为0.05μm以下的金属粒子构成的金属层的层叠结构。2.根据权利要求1所述的固体电解电容，其特征在于，所述金属粒子的平均粒径为0.01μm以上。3.根据权利要求1所述的固体电解电容，其特征在于，所述金属粒子包含从银、金和白金构成的群中选择的1种或2种以上金属。4.根据权利要求1所述的固体电解电容，其特征在于，所述金属层包含保护胶体。5.根据权利要求1所述的固体电解电容，其特征在于，所述电解质层由导电性高分子构成。6.根据权利要求1所述的固体电解电容，其特征在于所述阳极包含从钽、铝、铌和钛构成的群中选择的1种或2种以上的金属。7.一种固体电解电容的制造方法，包含在由金属构成的阳极表面上形成由所述金属的氧化物构成...

【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]