用于固体电解电容器电极的导电性糊剂以及用其制造固体电解电容器电极的方法技术

本发明专利技术公开了用于固体电解电容器电极的导电性糊剂，所述导电性糊剂包含具有不超过１μｍ的平均粒度并且其至少９０％具有至少０．３μｍ粒度的导电性粉末；有机粘合剂；和溶剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于在各种电子仪器中使用的固体电解电容器电极的导电性糊 剂、以及使用该导电性糊剂来制造固体电解电容器电极的方法。
技术介绍
在常规的固体电解电容器中，在阀作用金属例如铝(A1)、钽(Ta)和铌(Nb)的 表面上，通过阳极氧化形成氧化膜，并且使用例如导电性聚合物Mn02等固体电解 质作为反电极。通过将端子连接至固体电解电容器并用树脂等将其完全包封起 来，从而获得固体电解电容器。附图说明图1为示出此类常规固体电解电容器的剖面图。下面的说明基于该附图。固体电解电容器元件100包括阀作用金属烧结的主体102、氧化膜104、 固体电解质层(二氧化锰层)106、石墨层108、以及银导电层110。阀作用金属 烧结的主体102为阳极，氧化膜102为电介质，固体电解质层(二氧化锰层) 106、石墨层108、以及银导电层IIO形成反电极。据信，石墨层108起到以下作用(l)石墨层108拦截氧，并因此阻止由于 固体电解质层106的氧化而导致的热降解；和(2)石墨层108降低了固体电解质 层106和银导电层110之间的接触电阻率。寻找降低ESR (等效串联电阻)的方法是电容器技术目前的趋势。为了 获得更低的ESR值，现在使用导电性聚合物替代二氧化锰，所述二氧化锰一直是 常规固体电解质层中的原材料。这些导电性聚合物的电导率为约10至 100[S/cm]，其比二氧化锰的电导率高约10至100倍。降低固体电解电容器中ESR的已知尝试涉及消除石墨层108，并且直接连接 固体电解质层106与银导电层110。在理论上，石墨层108产生的电阻会被消 除。日本专利申请特开平H11-135377和特开2005-93741已提出消除石墨层108 并且直接连接固体电解质层106与银导电层110的技术方案。在日本专利申请特开平H11-135377中公开的固体电解电容器中，形成的导 电层包含少量有机化合物，这些有机化合物在粒度为10至500A (1至50nm)的 金属微粒中。该专利申请认为，因为金属微粒的粒度小并且其中含有少量的有机 化合物，将金属微粒掺入到内部的固体电解质层中，固体电解质层与导电层之间 的接触表面积将会增加，因此降低了接触电阻率。在日本专利申请特开2005-93741公开的固体电解电容器中，使用银糊剂形 成银导电层，该银糊剂包含以下材料的混合物平均粒度为0.2至20pm的银粉 颗粒、平均粒度为1至lOOmn的银纳米颗粒、以及指定的粘合剂。已经确定，使用超细颗粒导电性粉末，例如日本专利申请特开平Hll-135377和特开2005-93741中所公开的超细颗粒导电性粉末，有效地降低了固体 电解质层与导电层之间的接触电阻率，但也有可能由此使电容器自身的性能下 降。更具体地讲，如果用于形成银导电层的银糊剂中的银颗粒太细，则银颗粒可 能会惨入到电容器的内部，因而造成电容器短路。因此，期望降低ESR并抑制各种不利影响。专利技术概述本专利技术提供了一种用来降低在固体电解质层与导电层直接连接的固体电解电 容器中的ESR值并且抑制对电容器的不利影响的方法。如果使用本专利技术的导电性 糊剂来制造固体电容器电极，则有可能降低固体电解电容器的ESR值并且不产生 诸如短路等问题。本专利技术的一个方面涉及用于固体电解电容器电极的导电性糊剂。该导电性糊 剂包含导电性粉末，其平均粒度不超过并且其至少90%具有至少0. 3Mm的 粒度；有机粘合剂；以及溶剂。优选地，本专利技术中的导电性粉末选自银、铜、 钯、镍、锡、铝、或它们的组合。本专利技术的第二个方面涉及使用上述导电性糊剂来制造固体电解电容器电极的 方法。该方法包括以下步骤提供具有氧化膜的阳极主体，该氧化膜在该阳极主体的表面上形成并起到电介质的作用；在阳极主体上形成固体电解质层；向固体 电解质层施加用于固体电解电容器电极的导电性糊剂以形成导电性糊剂层，该导 电性糊剂包含具有不超过lpm的平均粒度并且其至少90%具有至少0. 3(im粒度的 导电性粉末、有机粘合剂以及溶剂；并且对导电性糊剂层进行干燥以形成导电 层。附图简述图1为示出常规固体电解电容器结构的示意性剖视图2 (i)至(iv)为用来说明用于制造本专利技术的固体电解电容器电极的方法的 示意性剖视图；并且图3 (i)至(iii)为用来说明用于制造本专利技术的固体电解电容器电极的方法 的示意性剖视图。专利技术详述本专利技术的第一个方面为用于固体电解电容器电极的导电性糊剂。该导电性糊 剂包含l)导电性粉末，2)有机粘合剂以及3)溶剂。下面说明导电性糊剂的各个 组分。1) 导电性粉末本专利技术使用的导电性粉末不受具体的限制，前提条件是其是导电性的金属粉 并且可用作固体电解电容器电极的导电层。例如，可使用粉末形式的银、铜、 钯、镍、锡、铝等作为导电性粉末。还可将这些导电性粉末的多个类型组合起来 使用。导电性粉末具有或以上的平均粒度(D50)，并且其至少90%具有至少 0.3,的粒度。优选地，导电性粉末具有至少0.3,但不超过lpm的平均粒度 (D50)。优选地，至少90%的导电性粉末具有至少0. 3|am但不超过lpm的粒度。通过使用粒度在上述范围内的导电性粉末，有可能降低电容器电极的导电层 与固体电解质层之间的接触电阻率，同时也降低电容器的等效串联电阻(ESR)。导电性粉末的形状不受具体的限制，例如，可以使用诸如球体和薄片等各种 形状，但薄片是用于本专利技术的导电性糊剂的优选形式。这是因为通过使用薄片状 的导电性粉末，电容器的机电性能趋于提高。2) 有机粘合剂本专利技术中的有机粘合剂不受具体的限制。例如，在本专利技术中可以单独使用或组合使用热塑性树脂，例如聚丙烯酸类树脂、聚脂树脂、含氟聚合物等、以及热 固性树脂，例如环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂等。 3) 溶剂本专利技术中的溶剂不受具体的限制，前提条件是其为溶解上述有机粘合剂的溶 剂。实例包括酯溶剂，例如乙酸丁酯和乙酸乙酯；酮溶剂，例如甲基异丁基酮和 环己酮；芳族溶剂，例如甲苯和二甲苯；以及包括其乙酸酯在内的二醇醚溶剂， 例如乙二醇丁醚和丙二醇甲醚乙酸酯等。在本专利技术中，有机溶剂可单独使用或组 合使用。优选地，在本专利技术的导电性糊剂中，导电性粉末与有机粘合剂的重量百分比 在95:5至85:15的范围内。如果导电性粉末的含量超过95重量％，则施加形成 的导电层薄膜的强度趋于减弱。这将导致与基底(导电性聚合物层)的粘附效果 降低，或者与固体电解电容器中包含的导电性粘合剂(用于粘合固体电解电容器 的阴极与用于外接的端子的粘合剂)的粘附效果降低。因此在装配电容器时，这 些界面处会出现剥离，这将会导致ESR增加。当导电性粉末的含量为85重量％或以下时，作为包裹导电性粉末的绝缘体 的树脂(有机粘合剂)会充分地渗透到导电性粉末之中，并且难以实现导电性 能。因此，电容器的ESR将大幅提高。优选地，在本专利技术的导电性糊剂中，固体含量(导电性粉末+有机粘合 剂)与溶剂的重量百分比在70:30至50:50的范围内。如果固体含量太大，则当 把组件浸入导电性糊剂中时，过多的糊剂会粘附到组件上，并且在施加和干燥了 导电性糊剂之后，组件的形状较差。在本说明书中，术语组件仅是指包括固 体电解电容器的基本组成组件的中间体，即只是阀作用金属烧结的主体的中间 体；包含阀作用金属烧结的主本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于固体电解电容器电极的导电性糊剂，所述导电性糊剂包含：　导电性粉末，所述导电性粉末具有不超过１μｍ的平均粒度并且其至少９０％具有至少０．３μｍ的粒度；　有机粘合剂；和　溶剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-5-31 145203/2007;US 2007-7-10 11/825,9271.用于固体电解电容器电极的导电性糊剂，所述导电性糊剂包含导电性粉末，所述导电性粉末具有不超过1μm的平均粒度并且其至少90％具有至少0.3μm的粒度；有机粘合剂；和溶剂。2. 根据权利要求1的用于固体电解电容器电极的导电性糊剂，其中所述导电 性粉末选自银、铜、钯、镍、锡、铝、以及它们的组合。3. 用于制造固体电解电容器的电极的方法，所述方法包括以下步骤提供具有氧化膜的阳极主体，所述氧化膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：荻原敏明，
申请(专利权)人：EI内穆尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]