专利名称：固体电解电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及抑制由短路故障所致的自体发热的固体电解电容器。
背景技术：
现有的典型的固体电解电容器具有如图14所示的构成。电容器元件15具有大致长方体状的阳极体1与埋设在该阳极体1内的杆状的阳极引出部件16。阳极体1是阀作用金属(钽、铌、钛、或铝等)的烧结体，在阳极体1的表面上使该表面氧化而形成电介质被膜层2。在该电介质被膜层2上依次形成固体电解质层3及阴极引出层4。固体电解质层3由二氧化锰等的导电性无机材料、或者、TCNQ络盐或导电性聚合体等导电性有机材料形成，阴极引出层4由碳精或银等形成。
在阳极引出部件16上通过电阻焊接而接合有板状的阳极端子部件61，在阴极引出层4上使用导电性粘接剂5而接合有板状的阴极端子部件62。电容器元件15被具有大致长方体状外形的外装树脂部7包覆，阳极端子部件61及阴极端子部件62的一部分被引出到该外装树脂部7的外部，沿外装树脂部7的外表面向下方弯曲。阳极端子部件61及阴极端子部件62的前端部分配置在外装树脂部7的下侧，软钎焊在实装基板上。
在这样的固体电解电容器中，在由于电介质被膜层2的损伤而使阴极与阳极短路的情况下，由于短路电流而导致自体发热，在极端的情况下，有时还会产生烟雾或起火。在固体电解质层3由导电性无机材料形成的情况下，即使产生自体发热，固体电解质层3直到达到相当高的温度也难于产生绝缘化(修复)。此外，在导电性无机材料含有氧的情况下，易于产生烟雾或起火。因此，在采用导电性无机材料来形成固体电解质层3的固体电解电容器中，作为短路电流的对策，采用在阴极引出层4与阴极端子部件62之间加装由于过电流或过热而不可逆地被切断的熔断器的方法(参照特开平6-20891号公报)。
此外，作为对于短路的对策，采用在固体电解电容器的阴极引出层4与阴极端子部件62之间设置由于过电流或过热而可逆地增大电阻的电流控制层的方法(参照特开平9-129520号公报)。该电流控制层由混入了导电性粒子的绝缘性聚合体形成，在常温下，虽然通过导电性粒子的接触来产生多个导电路径而使电阻值较低，但在成为高温时，因绝缘性聚合体的膨胀而减少导电路径，所以电阻值变高。因此，在由于短路电流而导致温度上升时，将流过固体电解电容器的短路电流限制到极小。进而，作为短路对策，使用由金属板夹持这样的电流控制层的电流控制元件的陶瓷电容器已被公知(参照特开平11-176695号公报)。
作为固体电解电容器的特征之一，可列举出等效串联电阻(ESR)较低。伴随着电子仪器的高性能化，对于固体电解电容器要求进一步的低ESR化，近年来，将导电率比二氧化锰高10～100倍的导电性聚合体用于固体电解质层3的固体电解电容器已被广泛使用。
可是，如上所述设置短路对策用的熔断器时、因为熔断器本身就是电阻，故显著增加了固体电解电容器的ESR。所以，不能在低ESR规格的固体电解电容器、特别是使用导电性聚合体的固体电解电容器上设置熔断器，另外，在固体电解电容器上设有熔断器的情况下，虽然能够与瞬间的过电流相对应，但产生了难于与缓慢的温度上升所致的冒烟或起火相对应的问题。为了防止这样的温度上升所致的冒烟或起火，有必要在固体电解电容器上设置在比通常的熔断器的熔点(200～300℃)低的温度、优选地在100～150℃的条件下工作的电流控制结构。此外，固体电解电容器的外装树脂部7是这样制作的将固态环氧树脂等加热到约180℃而使其熔融、并流入模具中后，在该温度下保持几分钟而使其热硬化。所以，作为固体电解电容器的电流控制机构，采用低熔点熔断器等的不可逆性的元件时，在固体电解电容器的外装树脂部7的制作工序中，产生电流控制机构溶解的情况。
此外，如特开平9-129520号公报所述，用于固体电解电容器的以往的电流控制层在超过300℃的高温下产生电流控制层的绝缘化，故不适于防止缓慢的温度上升所致的冒烟及起火。并且，在固体电解电容器的制造工序中，在阴极引出层4与阴极端子部件62之间直接形成电流控制层，这恐怕会导致制造工序的长期化与烦杂化。除此之外，根据发明者的实验，能够确认，这样设置电流控制层的固体电解电容器的ESR与设有熔断器的固体电解电容器的ESR相同，现在，不能实现具有电流控制层且低ESR的固体电解电容器。
本发明为了解决上述问题而提出，提供一种具有电流控制层且低ESR的固体电解电容器，进一步说，提供一种与现有的固体电解电容器相比能够在较低的温度下进行电流控制、并且在制造工序中即使施加高温也能够在制造后进行电流控制的具有电流控制层的固体电解电容器。
发明内容
本发明的固体电解电容器是一种具有依次形成在具有阳极引出部件的阳极体的表面上的电介质被膜层、固体电解质层及阴极引出层的电容器元件，阳极端子部件连接在前述阳极引出部件上，阴极端子部件连接在前述阴极引出层上，前述电容器元件被外装树脂部包覆的固体电解电容器，其特征在于前述阴极端子部件经由电流控制机构连接在前述阴极引出层上，前述电流控制机构具有由于过电流或过热而可逆地增大电阻的电流控制层及夹持前述电流控制层的板状或箔状的一对电极部件，这些电极部件分别接合在前述阴极引出层及前述阴极端子部件上。
此外，本发明的固体电解电容器，是一种具有依次形成在具有阳极引出部件的阳极体的表面上的电介质被膜层、固体电解质层及阴极引出层的电容器元件，阳极端子部件连接在前述阳极引出部件上，阴极端子部件连接在前述阴极引出层上，前述电容器元件被外装树脂部包覆的固体电解电容器，其特征在于前述阳极端子部件经由电流控制机构连接在前述阳极引出部件上，前述电流控制机构具有由于过电流或过热而可逆地增大电阻的电流控制层及夹持前述电流控制层的板状或箔状的一对电极部件，这些电极部件分别接合在前述阳极引出部件及前述阳极端子部件上。
并且，在本发明的固体电解电容器中，前述电流控制层优选地是由混入了导电性粒子的绝缘性聚合体形成的层。
此外，本发明的固体电解电容器具有控制短路电流的电流控制层，前述电流控制层由混入了导电性粒子的绝缘性聚合体形成且被由镍及铜的至少任一方形成的电极部件夹持。前述电极部件优选地是镍板、镍箔、铜板、铜箔、实施了镀镍的铜板、或实施了镀镍的铜箔。
通过在固体电解电容器上设置具有由于过电流或过热而可逆地增大电阻的电流控制层及夹持前述电流控制层的板状或箔状的一对电极部件的电流控制机构，能够得到具有电流控制层的低ESR的固体电解电容器。此外，与具有电流控制层的现有固体电解电容器相比能够在更低温下进行电流控制，并且，能够得到在制造工序中即使施加高温也能在制造后进行电流控制的固体电解电容器。
若将电极部件形成为板状或箔状，则在固体电解电容器的制造工序中容易地进行电流控制层的处理，并且，能够容易地将电流控制层配置在阳极侧。此外，将电流控制机构预先制作成元件状、即以电流控制元件的形式制作时，固体电解电容器的制造变得容易。此外，通过使阳极端子部件或阴极端子部件的一部分成为电极部件，而使固体电解电容器的构成部件减少。
夹持电流控制层的电极部件优选地由镍及铜的至少任一方形成。并且，通过由混入了导电性粒子的聚乙烯树脂形成电流控制层，而使电流控制层的电阻值从120℃左右开始急剧上升，与具有现有技术的电流控制层的固体电解电容器相比，能够在相当低的温度下进行固体电解电容器的短路电流的控制。
图1是本发明的第1实施例的固体电解电容器的纵剖面图。
图2是用于本发明的第1实施例的固体电解电容器的元件状的电流控制机构的透视图。
图3是本发明的第2实施例的固体电解电容器的纵剖面图。
图4是本发明的第3实施例的固体电解电容器的纵剖面图。
图5是本发明的第4实施例的固体电解电容器的纵剖面图。
图6是本发明的第5实施例的固体电解电容器的纵剖面图。
图7是本发明的第6实施例的固体电解电容器的纵剖面图。
图8是用于本发明的第7实施例的固体电解电容器的元件状的电流控制机构的透视图。
图9是本发明的第7实施例的固体电解电容器的纵剖面图。
图10是本发明的第8实施例的固体电解电容器的纵剖面图。
图11是本发明的第9实施例的固体电解电容器的纵剖面图。
图12是作为比较例而制作的现有技术的固体电解电容器的纵剖面图。
图13A是表示在外加120Hz的交流电压的场合n的本发明固体电解电容器的ESR的温度变化曲线。
图13B是表示在外加100KHz的交流电压的场合n的本发明固体电解电容器的ESR的温度变化曲线。
图14是现有技术的固体电解电容器的纵剖面图。
具体实施例方式
以下、基于附图来对本发明的实施例进行说明。
(第1实施例)图1是本发明的第1实施例的固体电解电容器的纵剖面图。电容器元件15具有埋设有杆状的阳极引出部件16的阳极体1。阳极体1是大致长方体形状的阀用金属烧结体。在本实施例中，虽然使用钽烧结体作为阳极体1，但也可使用铝、铌、钛、或锆等的烧结体。此外，在本实施例中，用钽线来作为阳极引出部件16。
通过将烧结体浸渍在H3PO4水溶液中而实施阳极氧化处理，在阳极体1的表面上形成电介质被膜层2。进而，通过对阳极氧化后的阳极体1实施聚合处理，在电介质被膜层2上形成固体电解质层3。将聚吡咯、聚噻吩、或聚苯胺等的导电性聚合体、或这些物质的衍生物等用于固体电解质层3。在本实施例中，由聚吡咯形成固体电解质层3。在固体电解质层3上形成由碳精或银等形成的阴极引出层4。
板状的阴极端子部件62经由电流控制机构20而与电容器元件15连接。电流控制机构20具有第1电极部件22a；第2电极部件22b；被夹持在它们之间且由于过电流或过热而可逆地增大电阻的电流控制层21。电容器元件15的阴极引出层4与第1电极部件22a通过含有银的导电性粘接剂5而接合。阴极端子部件62与第2电极部件22b也同样地接合。
电流控制层21由在绝缘性聚合体混入了导电性粒子而得的材料形成，例如，将混合了作为导电性粒子的导电性填料、例如将混炼有导电性碳精块粒子的绝缘性聚合体通过挤压成形而形成片状，由此来制作电流控制层21。优选地使用聚烯烃、特别优选地使用聚乙烯树脂来作为绝缘性聚合体。与电流控制层21的材料及制法相关的以上的说明也适用后述的第2～第9实施例。
导电性金属制的第1电极部件22a及第2电极部件22b优选地为板状或箔状。此外，这些电极部件22a、22b优选地由镍及铜的至少任一种形成。具体的说，第1电极部件22a及/或第2电极部件22b优选地为镍板、镍箔、铜板、铜箔、实施了镀镍的铜板、或实施了镀镍的铜箔。与电极部件22a、22b的形状及材料相关的以上的说明对后述的第2～第9实施例的电极部件22a、22b也适用。
在阳极引出部件16上通过例如电阻焊接而接合有板状的阳极端子部件61。在本实施例中，阳极端子部件61及阴极端子部件62由42合金形成。电容器元件15被由环氧树脂形成的外装树脂部7覆盖，阳极端子部件61及阴极端子部件62的一部分被引出到该外装树脂部7的外部，沿外装树脂部7的外表面向下方弯曲。阳极端子部件61及阴极端子部件62的前端部分配置在外装树脂部7的下侧，分别成为固体电解电容器的阳极端子及阴极端子。
在本发明中，对第1电极部件22a、第2电极部件22b、电流控制层21的形成方法没有特别的限定。例如，在第1实施例的固体电解电容器的制造工序中，第1电极部件22a及第2电极部件22b可通过将镍或铜的糊剂等的导电性金属糊剂分别涂布在电容器元件15的阴极引出层4及电流控制层21上而形成。可是，作为第1电极部件22a及第2电极部件22b，使用镍板等的导电性金属板、或镍箔等的导电性金属箔可以使固体电解电容器的制造工序简化。
此外、虽然在电容器元件15的阴极引出层4上依次形成第1电极部件22a、电流控制层21、第2电极部件22b，能够制造实施例1的固体电解电容器，但是，这样在电容器元件15的侧面上依次形成电流控制机构的构成要素很麻烦，固体电解电容器的制造时间变长。所以，如图2所示，将第1电极部件22a、第2电极部件22b、及被夹持在它们之间的电流控制层21构成的元件状电流控制机构20、即电流控制元件与电容器元件15预先分别制作。用导电性粘合剂5将该元件状的电流控制机构20接合在阴极引出层4上，进而只要用导电性粘合剂5将阴极端子部件62接合在电流控制机构20上，则能够缩短具有电流控制层21的固体电解电容器的制造工序(也可将电流控制机构20预先接合在阴极端子部件62之后、再接合在阴极引出层4上)。
虽然元件状的电流控制机构20能够通过在电流控制层21的两面涂布例如镍糊剂等的导电性金属糊剂而制作，但若采用导电性金属板来作为第1电极部件22a及第2电极部件22b、并将这些电极部件22a、22b接合在电流控制层21上，则能够容易地制造元件状的电流控制机构20。优选地使用镍板、铜板、或实施了镀镍的铜板作为导电性金属板，且优选地使用镍箔、铜箔、或实施了镀镍的铜箔作为导电性金属箔。板状或箔状的第1电极部件22a及第2电极部件22b分别热压接在预先制作的电流控制层21的两面上。
(第2实施例)图3是本发明的第2实施例的固体电解电容器的纵剖面图。在本实施例中，不存在第1实施例的第2电极部件22b，电流控制层21被夹持在第1电极部件22a与阴极端子部件62的一部分之间。阴极端子部件62兼有第1实施例的第2电极部件22b的功能、换言之、前述阴极端子部件62的一部分成为图1所示的第2电极部件22b。通过这样的构成，在第2实施例中，固体电解电容器的构成要素减少。此外，将第1电极部件22a、电流控制层21及阴极端子部件62与电容器元件15预先分别制作成元件状时，能够缩短固体电解电容器的制造工序。
在本发明中，优选地使用由镍及铜的任一方形成的电极部件来夹持电流控制层21，故阴极端子部件62优选地由镍及铜的至少任一方形成。也可在由镍及铜以外的导电性金属(例如、42合金)形成的阴极端子部件62上实施镀镍或镀铜处理。
(第3实施例)图4是本发明的第3实施例的固体电解电容器的纵剖面图。在本实施例中，阳极端子部件61及阴极端子部件62形成平板状，并且在外装树脂部7的下侧、在大致同一平面内相互离开地配置。电流控制机构20配置在阳极体1的下侧，阴极端子部件62配置在电流控制机构20的下侧。使用导电性粘接剂5将电流控制机构20的第1电极部件22a接合在阳极体1的下表面上，使用导电性粘接剂5将第2电极部件22b接合在阴极端子部件62的上表面上。
阳极引出部件16从前述阳极体1大致水平地突出，阳极端子部件61配置在阳极引出部件16的下侧。阳极引出部件16与阳极端子部件61经由在大致垂直方向上设置的导电性金属制的连接部件(63)而连接在一起。连接部件63的一个端部形成大致水平状、通过导电性粘接剂5而与阳极端子部件61的上表面接合。连接部件63的另一个端部也形成大致水平状，该另一端部电阻焊接在阳极引出部件16上。与第1实施例相比、在第3实施例中、阳极端子部件61及阴极端子部件62的长度(电流的路径)缩短。由此、能够谋求固体电解电容器的小型化及ESR的降低。
(第4实施例)图5是本发明的第4实施例的固体电解电容器的纵剖面图。在本实施例中，与第2实施例同样地省略了第2电极部件22b，电流控制层21被夹持在第1电极部件22a与阴极端子部件62之间。此外，阳极端子部件61形成为块状、阳极引出部件16接合在该阳极端子部件61的上表面上。阳极端子部件61的下表面与外装树脂部7的下表面配置在大致同一平面内。
(第5实施例)图6是本发明的第5实施例的固体电解电容器的纵剖面图。虽然第5实施例具有与第1实施例近似的构造、但有一点不同电流控制机构20覆盖与之接合的电容器元件15的整个上表面。这样，通过以覆盖所接合的电容器元件15的表面的方式来接合电流控制机构20，增加电流控制机构20与电容器元件15的接触面积，从而降低固体电解电容器的ESR。另外，对第2实施例～第4实施例的固体电解电容器也可进行与第5实施例相同的变更。在这种情况下，在第3及第4实施例的固体电解电容器中，电流控制机构20以覆盖电容器元件15的整个下表面的方式进行变更。
(第6实施例)图7是本发明的第6实施例的固体电解电容器的纵剖面图。在本实施例中，电流控制机构20设置在阳极引出部件16与阳极端子部件61之间。电流控制机构20具有板状或箔状的第1电极部件22a、板状的第2电极部件22b、及夹持在它们之间的电流控制层21。使第2电极部件22b的面积比第1电极部件22a及电流控制层21的面积大。第1电极部件22a用导电性粘接剂5而接合在阳极端子部件61上，与电流控制层21不接触的第2电极部件22b的延伸部分电阻焊接在阳极引出部件16上。
在第6实施例的固体电解电容器的制造工序中，最好将如图8所示的、由第1电极部件22a、第2电极部件22b、及被夹持在它们之间的电流控制层21构成的电流控制机构20、即电流控制元件与电容器元件15分别制作。此外，也可以不用图8所示的电流控制机构20、使用例如导电性粘接剂将图2所示的电流控制机构20接合在阳极引出部件16及阳极端子部件61上。在这种情况下，也可用导电性金属箔作为第2电极部件22b。在现有的固体电解电容器中，将电流控制层21配置在电容器元件15的阳极侧比较困难，而在本发明中，通过用电极部件22a、22b夹持电流控制层21，而能够容易地将电流控制层21配置在阳极侧。
(第7实施例)图9是本发明的第7实施例的固体电解电容器的纵剖面图。在本实施例中，不存在图7所示的第6实施例的第1电极部件22a，电流控制层21被夹持在第2电极部件22b与阳极端子部件61的一部分之间。阳极端子部件61兼有第6实施例的第1电极部件22a的功能，换言之，前述阳极端子部件61的一部分成为图7所示的第1电极部件22a。在本发明中，因为电流控制层21优选地由镍及铜的至少任一方形成的电极部件所夹持，故阳极端子部件61优选地由镍及铜的至少任一方形成。也可对由镍及铜以外的导电性金属(例如、42合金)形成的阳极端子部件61实施镀镍或镀铜处理。
(第8实施例)图10是本发明的第8实施例的固体电解电容器的纵剖面图。在本实施例中，阳极端子部件61及阴极端子部件62在形成平板状，并且在外装树脂部7的下侧、在大致同一平面内相互离开地配置。阴极端子部件62配置在阳极体1的下侧，使用导电性粘接剂5将阴极端子部件62接合在阴极引出侧4上。阳极引出部件16从阳极体1突出成大致水平状，阳极端子部件61与阳极引出部件16经由配置在阳极引出部件16的下侧的电流控制机构20连接在一起。电流控制机构20的第1电极部件22a使用导电性粘接剂5而接合在配置于电流控制机构20的下侧的阳极端子部件61上。第2电极部件22b具有接合在电流控制层21上的平面部分以及从该平面部分大致垂直地延伸的延伸部分，该延伸部分的端部通过例如电阻焊接而接合在阳极引出部件16上。
(第9实施例)图11是本发明的第9实施例的固体电解电容器的纵剖面图。在本实施例中，与第7实施例同样地省略了第1电极部件22a，电流控制层21被夹持在第2电极部件22b与阳极端子部件61之间。阳极端子部件61形成为块状，阳极端子部件61的下表面与外装树脂部7的下表面配置在大致同一平面内。电流控制层21配置在阳极端子部件61的上表面上，第2电极部件22b配置在该电流控制层21的上表面上。从阳极体1大致水平突出的阳极引出部件16接合在第2电极部件22b的上表面上。
在第1～第9实施例的电流控制机构20中，优选地使室温的体积固有电阻为10Ω·cm以下，此外、电流控制机构20的厚度优选地为1.0mm以下。
以下，试制本发明的固体电解电容器并对测定电特性的结果进行说明。试制的固体电解电容器是图1所示的第1实施例的固体电解电容器。电流控制机构20的尺寸为3mm×3mm×0.2mm(厚度)，电流控制层21的厚度为0.15mm，第1电极部件22a及第2电极部件22b的厚度均为0.025mm。固体电解电容器的试制以预先制作图2所示的元件状的电流控制机构20、并将其接合在电容器元件15上的方式进行。将混炼有导电性碳精块粒子的聚乙烯树脂通过挤压成形而形成片状、由此来制作电流控制层21，进而，将成为第1电极部件22a及第2电极部件22b的镍箔热压接在电流控制层21上，来制作元件状的电流控制机构20。
表1表示对于试制的26个固体电解电容器，在常温(20℃)下测定的120Hz的静电容量(Cap)与介质损耗角的正切值(介质损耗)(tanδ)、及100kHz条件下的ESR值。
表1
表2表示在使用实施了镀镍的铜箔作为第1电极部件22a及第2电极部件22b的情况下，试制的26个固体电解电容器的静电容量、介质损耗及ESR值。
表2
表3表示表1及表2所示值的平均值；及对于比较例的固体电解电容器、在与上述相同的条件下所测定的静电容量、ESR、及介质损耗。图12是比较例的固体电解电容器的纵剖面图。比较例的固体电解电容器具有从试制的第1实施例的固体电解电容器中除去第1电极部件22a和第2电极部件22b之后所得的构成(与特开平9-129520号公报所记载的固体电解电容器相同的构成)。即、在比较例的固体电解电容器中，在电容器元件15的阴极引出层4上形成有与试制的第1实施例的固体电解电容器尺寸相同的电流控制层21，在该电流控制层21上接合有阴极端子部件62。在比较例的固体电解电容器的制作中，与上述方式相同地制作的电流控制层21通过被夹持在电容器元件15的阴极引出层4与阴极端子部件62之间并加热、而接合在阴极引出层4与阴极端子部件62上。
表3
如表3所示，在使用镍箔、及使用实施了镀镍的铜箔作为电极部件22a、22b的两种情况下，试制的第1实施例的固体电解电容器的ESR降低到比较例的固体电解电容器的约1/8，介质损耗与比较例的固体电解电容器相比大约减小为比较例的1/3。这样，在使电流控制层21夹持在第1电极部件22a及第2电极部件22b之间的固体电解电容器中，能够得到ESR及电介质损失大幅减少的结果。
接着，表示对于试制的第1实施例的固体电解电容器(使用镍箔作为电极部件22a、22b)进行的动作试验的结果。动作试验以在6.3V的设定电压下使不同值的设定电流(直流)流过短路状态下的固体电解电容器的方式进行。另外、试制的各固体电解电容器在外加1秒钟的20V过电压后成为短路状态(此时的短路电流为0.05A)。表4表示动作试验结果。表4中的所谓控制时间是从通电时间开始到进行电流控制动作(直到短路电流急剧减少)的时间。所谓最大温度是测定时间(约60秒)中的最大电容器温度，所谓最终电压、最终电流、最终温度分别是测定时间过程中的电容器电压、电容器电流、电容器温度。
表4
在设定电流为0.1～0.4A的情况下，在测定时间内不能确认短路电流的控制。在设定电流为0.5A的情况下，短路电流从通电开始17秒后急剧地减少，从0.5A最终减少到0.07A。此外，最大上升到132℃的电容器温度降低到102℃。在设定电流为0.6～1.0A的情况下，在通电开始4秒后能够确认短路电流的控制。
着眼于表4中的最大温度时，能够理解在设定电流为0.5～1.0A的情况下产生的短路电流的控制起因于电容器温度上升到120～130℃左右。即、本发明的固体电解电容器与具有现有的电流控制层的固体电解电容器相比，能够在更显著低的温度下进行短路电流的控制。
在设定电流为1.5A以上时，取代起因于上述温度的短路电流控制(温度控制)，而进行起因于电流值的短路电流控制(电流控制)。因为设定电流的值较大，故电流控制层的电阻值瞬间变大，测定开始后短路电流马上变小。另外、表4的最下面一行表示在设定电流为5A的情况下从通电开始经过6000秒后测定的试验结果。测定结束时的温度是105℃。设定电流为0.5～1.0A的场合的最终温度与其近似，在本发明的固体电解电容器中，即使产生短路也能够将电容器温度维持在100℃左右。即、在本发明的固体电解电容器中，不必担心由于产生短路而使安装有该固体电解电容器的基板或该固体电解电容器的外装树脂产生烟雾或起火。
图13A及图13B表示试制的第1实施例的固体电解电容器(使用镍箔作为电极部件22a、22b)的ESR的温度变化。图13A表示在外加120Hz的交流电压0.5Vrms的情况下的ESR的温度变化，图13B表示在外加100KHz的交流电压0.5Vrms的情况下的ESR的温度变化。虽然在图13A中未图示，但在130℃时ESR为23.155Ω。此外，虽然在图13B中未图示，但在130℃时ESR为22.683Ω。根据测定结果，在电容器温度达到120℃左右时，不管外加电压的频率大小如何、通过电流控制层21的作用而使ESR急剧增大。
上述实施例的固体电解电容器虽然使用导电性有机材料作为固体电解质层，但本发明即使适用于使用二氧化锰等导电性无机材料的固体电解电容器，也能够得到同样的效果。此外、可用除了碳精以外的铜、银等导电性粒子作为电流控制层所使用的导电性粒子。并且，电流控制层可使用具有与聚乙烯树脂(熔点约110～140℃)近似熔点的绝缘性树脂、例如聚丙烯树脂(熔点约170℃)来形成。
上述实施例的说明是用于说明本发明的，不应该以将所述的发明限定在权利要求的范围内或缩小范围的方式来理解。本发明的各部分构成不局限于上述实施例，当然能够在权利要求书所述的技术范围内进行种种变形。
权利要求
1.一种固体电解电容器，是下述固体电解电容器，即，该电容器具有电容器元件(15)，该元件在具有阳极引出部件(16)的阳极体(1)的表面上依次形成有电介质被膜层(2)、固体电解质层(3)及阴极引出层(4)，阳极端子部件(61)连接在前述阳极引出部件(16)上，阴极端子部件(62)连接在前述阴极引出层(4)上，前述电容器元件(15)被外装树脂部(7)包覆，其特征在于前述阴极端子部件(62)经由电流控制机构(20)连接在前述阴极引出层(4)上，前述电流控制机构(20)具有由于过电流或过热而可逆地增大电阻的电流控制层(21)、及夹持前述电流控制层(21)的板状或箔状的一对电极部件(22a、22b)，这些电极部件(22a、22b)分别接合在前述阴极引出层(4)及前述阴极端子部件(62)上。
2.一种固体电解电容器，是下述固体电解电容器，该电容器具有电容器元件(15)，该元件在具有阳极引出部件(16)的阳极体(1)的表面上依次形成有电介质被膜层(2)、固体电解质层(3)及阴极引出层(4)，阳极端子部件(61)连接在前述阳极引出部件(16)上，阴极端子部件(6 2)连接在前述阴极引出层(4)上，前述电容器元件(15)被外装树脂部(7)包覆，其特征在于前述阴极端子部件(62)经由电流控制机构(20)连接在前述阴极引出层(4)上，前述电流控制机构(20)具有由于过电流或过热而可逆地增大电阻的电流控制层(21)、及板状或箔状的电极部件(22a)，前述电流控制层(21)被夹持在前述电极部件(22a)与前述阴极端子部件(62)之间，前述电极部件(22a)接合在前述阴极引出层(4)上。
3.如权利要求1或2所述的固体电解电容器，前述阳极端子部件(61)配置在从前述阳极体(1)大致水平突出的前述阳极引出部件(16)的下侧，前述电流控制机构(20)配置在前述阳极体(1)的下侧，前述阴极端子部件(62)配置在前述电流控制机构(20)的下侧。
4.如权利要求1或2所述的固体电解电容器，前述电容器元件(15)形成为大致长方体状，通过前述电流控制机构(20)来覆盖前述电流控制机构(20)所接合的前述电容器元件(15)的表面。
5.如权利要求1或2所述的固体电解电容器，前述电流控制层(21)是由混入了导电性粒子的绝缘性聚合体形成的层。
6.一种固体电解电容器，是下述固体电解电容器，该电容器具有电容器元件(15)，该元件在具有阳极引出部件(16)的阳极体(1)的表面上依次形成有电介质被膜层(2)、固体电解质层(3)及阴极引出层(4)，阳极端子部件(61)连接在前述阳极引出部件(16)上，阴极端子部件(62)连接在前述阴极引出层(4)上，前述电容器元件(15)被外装树脂部(7)包覆，其特征在于前述阳极端子部件(61)经由电流控制机构(20)连接在前述阳极引出部件(16)上，前述电流控制机构(20)具有由于过电流或过热而可逆地增大电阻的电流控制层(21)及夹持前述电流控制层的板状或箔状的一对电极部件(22a、22b)，这些电极部件(22a、22b)分别接合在前述阳极引出部件(16)及前述阳极端子部件(61)上。
7.如权利要求6所述的固体电解电容器，接合在前述阳极引出部件(16)上的电极部件(22b)具有与前述电流控制层(21)不接触的延长部分，前述延长部分与前述阳极引出部分(16)接合。
8.一种固体电解电容器，是下述固体电解电容器，该电容器具有电容器元件(15)，该元件在具有阳极引出部件(16)的阳极体(1)的表面上依次形成有电介质被膜层(2)、固体电解质层(3)及阴极引出层(4)阳极端子部件(61)连接在前述阳极引出部件(16)上，阴极端子部件(62)连接在前述阴极引出层(4)上，前述电容器元件(15)被外装树脂部(7)包覆，其特征在于前述阳极端子部件(61)经由电流控制机构(20)连接在前述阳极引出部件(16)上，前述电流控制机构(20)具有由于过电流或过热而可逆地增大电阻的电流控制层(21)及板状或箔状的电极部件(22b)，前述电流控制层(21)被夹持在前述电极部件(22b)与前述阳极端子部件(61)之间，前述电极部件接合在前述阳极端子部件(61)上。
9.如权利要求8所述的固体电解电容器，前述电极部件(22b)具有与前述电流控制层(21)不接触的延长部分，前述延长部分与前述阳极引出部件(16)接合。
10.如权利要求6～权利要求9的任一项所述的固体电解电容器，前述电流控制机构(20)配置在从前述阳极体(1)大致水平突出的前述阳极引出部件(16)的下侧，前述阳极端子部件(61)配置在前述电流控制机构(20)的下侧，前述阴极端子部件(62)配置在前述阳极体(1)的下侧。
11.如权利要求6～权利要求9的任一项所述的固体电解电容器，前述电流控制层(21)是由混入了导电性粒子的绝缘性聚合体形成的层。
12.一种固体电解电容器，具有控制短路电流的电流控制层(21)，前述电流控制层(21)由混入了导电性粒子的绝缘性聚合体形成且通过由镍及铜的至少任一方形成的一对电极部件(22a、22b)而被夹持。
13.如权利要求12所述的固体电解电容器，前述电极部件(22a、22b)的至少一方是镍板、镍箔、铜板、铜箔、实施了镀镍的铜板、或实施了镀镍的铜箔。
14.如权利要求12或权利要求13所述的固体电解电容器，前述电流控制层(21)及前述电极部件(22a、22b)构成为元件状。
15.如权利要求12或权利要求13所述的固体电解电容器，前述绝缘性聚合体是聚乙烯树脂。
16.如权利要求12所述的固体电解电容器，具有在备有阳极引出部件(16)的阳极体(1)上依次形成有电介质被覆层(2)、固体电解质层(3)及阴极引出层(4)的电容器元件(15)。
17.如权利要求16所述的固体电解电容器，具有连接在前述阴极引出层(4)上的阴极端子部件(62)，一方的电极部件(22a)接合在前述阴极引出层(4)上，另一方的电极部件(22b)接合在前述阴极端子部件(62)上。
18.如权利要求16所述的固体电解电容器，具有连接在前述阳极引出部件(16)上的阳极端子部件(61)，一方的电极部件(22b)接合在前述阳极引出部件(16)上，另一方的电极部件(22a)接合在前述阳极端子部件(61)上。
19.如权利要求16所述的固体电解电容器，具有连接在前述阴极引出层(4)上的阴极端子部件(62)，一方的电极部件(22a)接合在前述阴极引出层(4)上，前述阴极端子部件(62)的一部分成为另一方的电极部件(22b)。
20.如权利要求16所述的固体电解电容器，具有连接在前述阳极引出部件(16)上的阳极端子部件(61)，一方的电极部件(22b)接合在前述阳极引出部件(16)上，前述阳极端子部件(61)的一部分成为另一方的电极部件(22a)。
21.一种具有控制固体电解电容器的短路电流的电流控制层(21)的电流控制元件，前述电流控制层(21)由混入了导电性粒子的绝缘性聚合体形成，且由镍及铜的至少任一方形成的电极部件(22a、22b)夹持。
22.如权利要求21所述的电流控制元件，前述固体电解电容器是权利要求16～权利要求20的任一项所述的固体电解电容器。
23.一种固体电解电容器的制造方法，是具有控制短路电流的电流控制层(21)的低等效串联电阻的固体电解电容器的制造方法，包括将权利要求21所述的电流控制元件接合在电容器元件(15)上的工序。
全文摘要
本发明的固体电解电容器具有形成在备有阳极引出部件(16)的阳极体(1)的表面上的电介质被膜层(2)、固体电解质层(3)及阴极引出层(4)的电容器元件(15)。阳极端子部件(61)连接在前述阳极引出部件(16)上，阴极端子部件(62)连接在前述阴极引出层(4)上，前述电容器元件(15)被外装树脂部(7)包覆。前述阴极端子部件(62)经由电流控制机构(20)连接在前述阴极引出层(4)上，前述电流控制机构(20)具有由于过电流或过热而可逆地增大电阻的电流控制层(21)及夹持前述电流控制层(21)的板状或箔状的一对电极部件。这些电极部件分别接合在前述阴极引出层(4)及前述阴极端子部件(62)上。
文档编号H01G2/14GK1549285SQ200310119740
公开日2004年11月24日 申请日期2003年12月3日 优先权日2002年12月3日
发明者上川秀德, 森田晃一, 井二仁, 小山洋幸, 一, 幸 申请人:三洋电机株式会社, 三洋电子部品株式会社, 泰科电子雷伊化学株式会社