电容元件及其制造方法和带电容元件的固体电解电容器技术

本发明专利技术的电容元件在粗糙化了的阳极用阀金属箔的表面上设置介质层，进而，顺序设置阴极用导电层、阴极用集电金属体。阴极用导电层是三层构造，从介质层一侧开始顺序地成为第１导电性聚合物层、导电性粘接剂层及第２导电性聚合物层。本发明专利技术的电容元件通过把形成在阳极用阀金属箔一侧的第１导电性聚合物层和形成在阴极用集电金属体以一侧的第２导电性聚合物层经过导电性粘接剂层叠层，并且沿着叠层方向加压而制成。（*该技术在2021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】
本专利技术涉及在高速电源电路中使用的固体电解电容器的电容元件及其制造方法。使用图5说明以往的功能性聚合物铝电解电容器的构造。图5为示出以往功能性聚合物铝电解电容器的剖面图。图5中，101是阳极用铝电极箔，102是介质层(氧化物层)，103是导电性聚合物层，104是碳层，105是Ag胶层，106是阳极端子，107是阴极端子，108是模塑树脂。预先对阳极用铝电极箔101进行粗糙化处理，而且，在表面上形成介质层102。在这样在表面设置了介质层102的阳极用铝电极箔101的表面上，形成由聚吡咯(polypyrrole)，聚噻吩(polythiophene)，聚苯胺(polyaniline)等构成的导电性聚合物层103。进而，在导电性聚合物层103上，顺序形成碳层104和Ag胶层105，构成以往的电容元件。对于该以往的电容元件分别接合阳极端子106和阴极端子107，进而用模塑树脂108密封电容元件，由此形成以往的功能性聚合物铝电解电容器。这种以往的功能性聚合物铝电解电容器的特征是比作为电解质使用了电解液的电解电容器(以下，称为电解液型的电解电容器)ESR更低。而为了谋求进一步的大容量和低ESR，还开发使用Ag粘接剂把上述以往的电容元件叠层多个的结构。进而，在上述以往的电容元件中，为进一步降低ESR，还进行了导电性聚合物层103的材料或者碳层104、Ag胶层105的材料的开发。另外，为了实现更低的ESR，作为其它以往的电容元件，提出了把形成介质层的阳极用铝电极箔和起阴极用集电体功能的金属体(以下，称为阴极用集电金属体)仅在导电性聚合物层中接合的电容元件(日本特开平11-219861号公报)。但是，在具有上述那样的以往电容元件的功能性聚合物铝电解电容器中，存在着以下的问题。首先，存在着在叠层陶瓷电容器排列中难以降低以往的功能性聚合物铝电解电容器的ESR，而只降低导电性聚合物层或者碳层、Ag胶层的固有电阻并不充分这样的问题。这一点，在把使用了功能性聚合物的电解电容器与电解液型的电解电容器相比较时从尽管功能性聚合物的导电度比电解液的导电度高2位以上、但是使用了功能性聚合物的电解电容器与电解液型的电解电容器相比ESR仅降低1位左右的情况可知。即，在使用了功能性聚合物的电解电容器中为了实现叠层陶瓷电容器排列的低ESR，需要进行降低材料的固有电阻以外的开发，即需要降低导电性聚合物层与碳层，碳层与Ag胶层等各种界面电阻的开发。另一方面，在把阳极用铝电极箔与阴极用集电金属体仅在导电性聚合物层中接合的结构中，由于与上述的结构相比较界面少，因此可以可靠地谋求ESR更低。但是在该结构的情况下，由于需要在使形成了介质层的阳极用铝电极箔与阴极用集电金属体相对而重合以后，把用于粘接的导电性聚合物充填在阳极用铝电极箔与阴极用集电金属体的缝隙之间的工艺，或者在使阴极用集电金属体与阳极用铝电极箔接近重叠以后，把它们配置在电解液中，从阴极用集电金属体一侧通过电解聚合形成导电性聚合物层的工艺，因此存在着制造工艺复杂的问题。为了达到上述目的，本专利技术电容元件的特征在于，具备表面被粗糙化了的阳极用阀金属体；设置在上述阳极用阀金属体表面的介质层；设置在上述介质层上的阴极用导电层；以及设置在上述阴极用导电层上的阴极用集电金属体，其中，上述阴极用导电层由第1导电性聚合物层、第2导电性聚合物层以及配置在上述第1导电性聚合物层与上述第2导电性聚合物层之间的导电性粘接剂层这三层构成。这样，本专利技术的电容元件的阴极用导电层是3层构造，是在阳极用阀金属体上设置第1导电性聚合物层、在阴极用集电金属体上设置第2导电性聚合物层、用导电性粘接剂层把这些第1与第2导电性聚合物层粘接的结构。因此，在作为电容元件一体化时，预先在阳极用阀金属体上设置第1导电性聚合物层，在阴极用集电金属体上设置第2导电性聚合物层，通过导电性粘接剂层把两者叠层的同时沿着叠层方向能够进行加压。如果这样进行加压，则能够进一步扩大阴极用集电金属体与第2导电性聚合物层之间等的各层间的接触面积。从而能够降低阴极用集电金属体与第2导电性聚合物层之间的界面电阻等的各层间的界面电阻。另外，第1以及第2导电性聚合物层是比较柔软的材料。从而，在用这样的第1以及第2导电性聚合物层夹持导电性粘接剂层的结构中，这三层之间的接触面积大，同时还把界面电阻抑制得很低。从而，能够把用这三层构成的阴极用导电层内的电阻值也抑制得很低。进而，如果在作为电容元件一体化时充分加压，则能够把阴极用导电层内的电阻值抑制得更低。另外，通过设置导电性粘接剂层，第1导电性聚合物层与第2导电性聚合物层相互不会剥离，在加大接触面积的同时能够稳定地进行保持。如以上那样，如果依据本专利技术的结构，则能够抑制各层间的界面电阻，实现低ESR。另外，在本专利技术的电容元件中，上述导电性粘接剂层最好由分散了导电性粒子的热硬化树脂构成。另外，在本专利技术的电容元件中，上述阳极用阀金属体最好由铝箔、钽箔以及铌箔的某一种构成。另外，在本专利技术的电容元件中，上述阴极用集电金属体最好由从其表面露出那样埋入了碳粒子的金属箔构成。如果依据这样的结构，则能够进一步降低阴极用集电金属体与第2导电性聚合物层的界面电阻，能够进一步实现低ESR。另外，本专利技术的电容元件的制造方法的特征在于，包括在形成于阳极用阀金属体表面上的介质层上形成第1导电性聚合物层的工序；在阴极用集电金属体的表面上形成第2导电性聚合物层的工序；在上述第1导电性聚合物层上以及第2导电性聚合物层上的至少一方涂敷导电性粘接剂的工序；以及层叠上述阳极用阀金属体与上述阴极用集电金属体使得上述第1导电性聚合物层与上述第2导电性聚合物层通过上述导电性粘接剂而相对，在沿着层叠方向加压的状态下使上述导电性粘接剂硬化的工序。如果依据该方法，则能够不经过复杂的工艺谋求降低各层间的界面电阻，实现低ESR。另外，由加压产生的作用与上面所述相同。另外，为了达到上述目的，本专利技术的电解电容器的特征在于，具备上述本专利技术的电容元件，还具备对上述电容元件进行模塑的模塑材料；与上述阳极用阀金属体连接的阳极端子；以及与上述阴极用集电金属体连接的阴极端子。这样，由于本专利技术的电解电容器使用能够实现低ESR的本专利技术的电容元件，因此能够实现陶瓷叠层电容器排列的低ESR。另外，本专利技术的电解电容器还可以具备叠层了多个上述电容元件的电容元件叠层体。另外，本专利技术的电解电容器中，最好在上述电容元件或者上述电容元件叠层体的上表面以及下表面中的至少一方与上述模塑材料之间配置弹性体。如果依据这样的结构，则即使在封装以后，通过弹性体对于电容元件或者电容元件叠层体沿着叠层方向作用压缩力。从而，能够实现稳定的界面连接。本专利技术的其它目的、特征以及优点通过以下所示的记述可以充分明确。另外，本专利技术的益处可以在参考附图的以下的说明中明确。图2是示出本专利技术一实施形态的固体电解电容器的概略结构的剖面图。图3是示出本专利技术一实施形态的固体电解电容器的概略结构的剖面图。图4是由导电性粘接剂层接合产生的压力与ESR的关系图。图5是示出以往的功能性聚合物铝电解电容器的概略结构的剖面图。(实施形态1)附图说明图1中示出本实施形态的电容元件的概略结构。图1中，11是阳极用阀金属箔，12是介质层，13是第1导电性聚合物层，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容元件，其特征在于具备：表面被粗糙化了的阳极用阀金属体；设置在上述阳极用阀金属体表面的介质层；设置在上述介质层上的阴极用导电层；以及设置在上述阴极用导电层上的阴极用集电金属体，上述阴极用导电层由第１导电性聚合物层、 第２导电性聚合物层以及配置在上述第１导电性聚合物层与上述第２导电性聚合物层之间的导电性粘接剂层这三层构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2000-10-12 311603/001.一种电容元件，其特征在于具备表面被粗糙化了的阳极用阀金属体；设置在上述阳极用阀金属体表面的介质层；设置在上述介质层上的阴极用导电层；以及设置在上述阴极用导电层上的阴极用集电金属体，上述阴极用导电层由第1导电性聚合物层、第2导电性聚合物层以及配置在上述第1导电性聚合物层与上述第2导电性聚合物层之间的导电性粘接剂层这三层构成。2.如权利要求1中所述的电容元件，其特征在于上述导电性粘接剂层由分散了导电性粒子的热硬化树脂构成。3.如权利要求1中所述的电容元件，其特征在于上述阳极用阀金属体由铝箔、钽箔以及铌箔中的一种构成。4.如权利要求1中所述的电容元件，其特征在于上述阴极用集电金属体由从其表面露出那样埋入了碳粒子的金属箔构成。5.一种电容元件的制造方法，该制造方法制造权利要求1中所述的电容元件，其特征在于，包括在形成于阳极用阀金属体表面上的介质层上形成第1导电性聚合物层的工...

【专利技术属性】
技术研发人员：嶋田干也，中田泰彦，中谷诚一，白石诚吾，半田浩之，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]