固体电解电容器及其制造方法技术

一种固体电解电容器，包括一引线；一阳极件，其由埋有引线的整流作用金属粉烧结而成；一形成在阳极件表面上的电介质层；一形成在电介质层上的第一电解质层；一形成在第一电解质层上的阴极件；一形成于阴极件上的银胶层；分布连接到引线和银胶层的外接线端；和一树脂封装件，其模制成使外接线端露在外面，其中第一电解质层包含构成阴极件的颗粒；　　　　该固体电解电容器除包括第一电解质层外，还包括处于电介质层和阴极件之间的非导电颗粒，以及处于电介质层和阴极件之间的第二电解质层，其中第二电解质层形成为包含非导电颗粒。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【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。
技术介绍
现有的一种固体电解电容器由阳极，电介质元件，电解质层和阴极组成，其制造方法一般是在用作阳极的具有整流作用的金属(整流作用金属)上形成一个用作电介质层的氧化膜(以后称为电介质层)，然后在上面形成一个固体电解质层作为半导体层，并进一步形成一个阴极件(如石墨等)。整流作用金属是一种能用阳极化处理形成厚度可控的氧化膜的金属，可以是Nb，Al，Ta，Ti，Hf，Zr等，其中从实用考虑主要是用Al和Ta。在这些金属中，Al以刻蚀膜形式用作阳极，而Ta以通过粉末烧结形成的多孔材料形式用作阳极。在诸多固体电解电容器中，多孔烧结型电解电容的尺寸可以做得很小而同时电容量又很大，因而它作为实现移动电话和便携式信息终端设备等的小型化的元件需求量很大。例如，已知有一种用Ta的固体电解电容器，它的制造是先在由埋有引线的粉末混合物烧结而成的阳极件表面上形成一个电介质层，然后在此电介质层上形成一个含有碳粉等的导电聚合物层作为固体电解质层。在这个作为半导体层的电解质层上，形成一个石墨胶层和一个Ag胶层用作阴极。然后用引线框分别与阳极的引线和Ag胶层连起来，并将整个结构用树脂模压使引线框覆在外面。在这种已知类型的固体电解电容器中，电解质层有很多空洞，形成在电解质层上的阴极件中的导电颗粒渗透到里面去。如果这个现象很显著，则可提供降低固体电解电容器本身的等效串联电阻(ESR)的好处，而且即使在高频下也能保证其电容量。但是，在构成阴极的材料(导电材料)渗入电解层空洞达到电解质层上的一个缺陷时，这部分的电场将会集中，使电介质层发热或再结晶，从而最终导致电解质层的击穿。由于这个原因，人们一直希望降低固体电解电容器中的漏电流，其方法是防止由于构成阴极的颗粒注入电介质层的空洞内而引起电介质击穿，而又不妨碍这些颗粒渗入电解质层(以后称它为第一电解质层)。为满足这个要求，日本专利申请No.2001-359779(以后称之为“现有技术1”)提出一种固体电解电容器，它包括一个由埋有引线的整流作用金属粉末烧结而成的阳极，一个形成在阳极表面上的电介质层，一个形成于电介质层上的电解质层，一个形成于此第一电解质层上的阴极，以及一个形成于阴极上的银胶层。把外接线端分别与引线和银胶层连起来，并将整个结构用树脂模制起来让这些外接线端露在外面，固体电解电容器就做成了。电解质层包含组成阴极的颗粒，而使非导电颗粒夹在电介质层和电解质层之间。这种现有技术1是为了解决上述缺陷而提出的，但已证实它通过上述过程将使ESR大大升高，因此很难用于要求低ESR特性的固体电解电容器中。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的一个目的是提供一种能抑制ESR增加(这是现有技术1的一个缺陷)的固体电解电容器，而且能在不妨碍构成阴极的颗粒渗透进电解质层的情况下，防止由于这些颗粒注入电介质层内的缺陷而引起的电介质击穿，从而降低漏电流并达到满意的性能。本专利技术的另一个目的是提供一种制造上述固体电解电容器的方法。根据本专利技术的一个方面，所提供的固体电解电容器包括一根引线，一个由烧结的整流作用金属粉末和埋在其中的引线形成的阳极，一个形成在阳极表面上的电介质层，一个形成在电介质层上的第一电解质层，一个形成在第一电解质层上的阴极，一个形成在阴极上的银胶层，一些分别与引线和银胶层相连的外接线端，以及一个树脂封装，它被模制成让外接线端露在外面，在这个固体电解电容器中，第一电解质层包含构成阴极的颗粒。此固体电解电容器还包含处于电介质层和第一电解质层之间的非导电颗粒，和形成于电介质层和阴极之间的第二电解质层。在本专利技术的这个方面中，第二电解质层是在使非导电颗粒存在于电介质层和第一电解质层之间以后形成的。在本专利技术的这个方面，现有技术1的缺陷(即由于非导电颗粒和阴极间的直接接触，引起两者接触界面上电阻的增加而导致ESR增大)可以通过在非导电颗粒和阴极之间提供另一个电解质层而得到避免(这样避免了阴极和非导电颗粒间的接触，而造成了后一电解质层与阴极的接触)，同时还可防止构成阴极且存在于电解质层内的导电颗粒，由于树脂模制操作或焊接操作中的热膨胀或收缩而造成的与电介质层不必要的接触，从而产生电场的集中。所以可以防止由电介质层内的击穿而引起的短路缺陷，同时改善产品的产率而不增加ESR方面的缺陷。在本专利技术的这个方面，最好把非导电颗粒配置在电介质层的凹坑区，然后再形成第二电解质层。这样可以防止电介质层厚度不均匀的区域产生严重的电场集中。本专利技术中，不均匀厚度的区域是指由下列不可避免的情况而引起的厚度局部减小的区域(i)Ta被杂质所污染，(ii)阳极化处理中电流不均匀，(iii)外部的机械应力。这样的区域比厚度均匀的区域更容易引起电场集中，而且防止在这个区域内的电场集中可以使产率得以改善而不增加ESR。另外在本专利技术的这个方面，最好以一种连续的方式配置上述非导电颗粒，使得从第一电解质层和电介质层之间的交界面至阳极表面的距离小于第一电介质层的平均厚度，然后再形成第二电解质层。这样的配置可以防止电介质层厚度不均匀的区域产生严重的电场集中，而同时还能防止ESR增加。还有，在本专利技术的该方面，最好把非导电颗粒配置在电介质层表面上和第一电解质层内，然后再形成第二电解质层，从而阴极和非导电颗粒不会直接接触。在第一实施例中的这种配置可防止导电颗粒(阴极组成颗粒)直接沉积到电介质层表面上一个不完全的区域内，从而可避免电介质层的击穿并改善产率，而不会增加ESR的缺陷。再有，在本专利技术的这一方面中，最好让非导电颗粒的平均尺寸小于构成阴极的颗粒的平均尺寸。这样在第一实施例中就能使非导电颗粒有效地淀积到电介质层上。根据本专利技术的另一方面提供一种制造固体电解电容器的方法，它包括以下步骤烧结其中埋有引线的整流作用金属粉末以形成阳极，在阳极表面上形成一个电介质层，在阳极电介质层上形成第一电解质层，将具有第一电解质层的阳极浸入散布着非导电胶状颗粒的胶状溶液内，然后烘干形成第二电解质层；形成一个阴极，使得第一电解质层和第二电解质层间夹着电介质层，然后在阴极上形成一个银胶层，再把外接线端分别与引线和银胶层相连，并进行树脂模制使得外连接端暴露在外。在本专利技术的这一方面，最好通过浸没步骤使非导电颗粒存在于电介质层和第一电解质层之间。这种方法可以防止由于在树脂模制操作或焊接操作中的热膨胀和收缩使构成阴极并处于电解质层内的导电颗粒与电介质层不必要的接触而造成的电场集中。因此可以防止由于电介质击穿而产生的短路缺陷，并改善产率而不使ESR增加。在本专利技术的这一方面，最好通过浸没步骤使非导电颗粒存在于构成电介质层表面的凹坑的区域。这种方法能避免由于厚度不均匀地形成的电介质层上的严重电场集中，而不会增加ESR。在本专利技术的这一方面，浸没步骤最好在降低的压力下进行，并使非导电颗粒存在于电介质层表面上一个区域，其中从第一电解质层和电介质层之间的交界面至阳极表面的距离小于电介质层的平均距离。这种方法能避免由于厚度不均匀地形成的电介质层上的严重电场集中，而不会增加ESR。在本专利技术的这一方面，最好非导电颗粒具有比构成阴极件的颗粒的平均尺寸小的平均尺寸。另外，在本专利技术的这一方面，最好在形成第一和第二电解质层、至少一种导电聚合物的至少一个步骤中，至少有一个导电聚合物是由氮茂，硫茂及其衍生物的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种固体电解电容器，包括一引线；一阳极件，其由埋有引线的整流作用金属粉烧结而成；一形成在阳极件表面上的电介质层；一形成在电介质层上的第一电解质层；一形成在第一电解质层上的阴极件；一形成于阴极件上的银胶层；分布连接到引线和银胶层的外接线端；和一树脂封装件，其模制成使外接线端露在外面，其中第一电解质层包含构成阴极件的颗粒；该固体电解电容器除包括第一电解质层外，还包括处于电介质层和阴极件之间的非导电颗粒，以及处于电介质层和阴极件之间的第二电解质层，其中第二电解质层形成为包含非导电颗粒。2.如权利要求1所述的固体电解电容器，其中第二电解质层是在非导电颗粒被配置在构成电介质层上的凹坑的区域中之后形成的。3.如权利要求1所述的固体电解电容器，其中第二电解质层是在配置非导电颗粒之后按这样一种连续方式形成的，使得第一电解质层和电介质层之间交界面至阳极件的距离小于第一电解质层的平均厚度。4.如权利要求2或3所述的固体电解电容器，其中非导电颗粒被配置在电介质层表面上和第一电解质层内，且形成了一第二电解质层，因此阴极件和非导电颗粒不直接接触。5.如权利要求1至4中任一项所述的固体电解电容器，其中非导电颗粒的平均尺寸小于构成阴极件的颗粒的平均尺寸。6.如权利要求1至5中任一项所述的固体电解电容器，其中整流作用金属为Nb，Al，Ta，Ti，Hf和Zr中的任何一种。7.如权利要求1至6中任一项所述的固体电解电容器，其中第一电解质层包含至少一种导电聚合物，它是由氮茂，硫茂及其衍生物中至少一种经聚合作用形成的。8.如权利要求7所述的固体电解电容器，其中第一电解质层包含由下列物质中至少一种构成的导电粉末SnO2粉末、ZnO粉末，或由碳黑，石墨和碳纤维中至少一种构成的以碳为基础的导电填充物。9.如权利要求8所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：荒居真二，田中祐彦，荒木健二，
申请(专利权)人：NEC东金株式会社，NEC东金富山株式会社，
类型：发明
国别省市：