专利名称：电容器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及包含经分隔件相对的阳极箔片和阴极箔片的电容器及其制造方法。
背景技术：
图3示出了普通咬接型铝电解电容器30，它包括位于带开口的外壳9内的电容器单元34，外壳9由密封体6密封。外壳9填充电解质，电容器单元34浸渍在电解质中。电容器单元34包括皆缠绕在插入它们之间的分隔件的阳极箔片和阴极箔片，并且提供有阳极引线部件35a和阴极引线部件35b。阳极引线部件35a和阴极引线部件35b经各自装配在密封体6内的铆钉7连接至外部端部8。
阳极箔片的制造是将铝制箔片的光面弄得粗糙，随后通过阳极化工艺在粗糙表面形成电介质薄膜。阳极引线部件与按照上述方式制造的阳极箔片在预设位置上连接，阳极引线部件的制造是在铝制箔片光面上形成电介质薄膜。电介质薄膜由此形成于阳极箔片的粗糙表面上并且还形成于平坦的阳极引线部件上。
通过使铝制箔片光面粗糙到预定的表面不规则性也同样形成了阴极箔片。铝制箔片光面制成的阴极引线部件与阴极箔片在预设位置上连接。
但是上述类型的普通电介质电容器存在下列问题。在电容器上连续施加电压将导致电容器过量负载至可能引起电介质薄膜开裂。开裂导致铝制箔片光面局部暴露并且使电流从暴露的铝制箔片光面经浸润在分隔件内的电解质泄漏至阴极箔片。随后，流经的泄漏电流使电介质电解，导致电介质薄膜沉积在暴露的箔片光面上，从而恢复断裂的电介质薄膜。此时，随着电解质的电解而产生讨厌气体。
另一个问题是，在阳极箔片和阴极箔片表面都形成电介质薄膜的电容器内，当电介质薄膜断裂时会产生类似的讨厌气体。过去已经作过尝试以避免气体产生，特别是通过改进阳极箔片上电介质薄膜的方法，但是这些尝试在防止气体产生上都不成功。
发明内容
为了解决上述问题而提出了本发明，并且本发明的目标是提供一种电容器，其中降低了泄漏电流以抑制产生的讨厌气体量，并且还提供了制造电容器的方法。
本发明的发明人深入研究了上述问题并且取得如下发现。当阳极引线部件的制造是在铝箔光面上形成电介质薄膜时，在阳极引线部件表面上这样形成的电介质薄膜容易断裂。这是因为形成于铝箔光面的平滑表面上的电介质薄膜是不稳定的。由于阳极引线部件浸渍在电容器的电解质内，所以与阳极箔片表面的电介质薄膜一样，在阳极引线部件的表面电介质薄膜上发生断裂和变形。因此，阳极引线部件表面上的电介质薄膜断裂或恢复时产生了气体。已经发现，阳极引线部件表面上电介质薄膜断裂或恢复时产生的气体量是阳极箔片表面上电介质薄膜断裂或恢复时产生的20～30倍左右。这意味着气体的产生几乎都是由阳极引线部件的电介质薄膜断裂引起的。还发现，阳极引线部件的电介质薄膜比阴极引线部件表面的电介质薄膜更容易断裂。
本发明基于发明人的上述研究结果。
按照本发明的一个方面，电容器包含通过阳极氧化在其上淀积阳极箔片电介质薄膜的阳极箔片；包括带粗糙面的第一金属内芯和通过阳极氧化淀积在粗糙面上的阳极引线电介质薄膜的阳极引线部件，阳极引线部件与阳极箔片电气连接；与阳极箔片相对其间插入分隔件的阴极箔片；与阴极箔片电气连接的阴极引线部件；以及充填电解质并且包含阳极箔片、阳极引线部件、阴极箔片和阴极引线部件的外壳。为形成阳极引线电介质薄膜而阳极氧化期间所用的阳极化电压等于或大于形成阳极箔片电介质薄膜的阳极氧化期间所用电压的70％。
由于阳极引线部件包括带粗糙面的第一金属内芯(即第一金属内芯的表面积增加)和淀积在粗糙面上的阳极引线电介质薄膜，所以阳极引线电介质薄膜牢固地淀积在金属箔片表面，并且阳极引线电介质薄膜不容易断裂。而且由于用于形成阳极引线电介质薄膜的阳极化电压等于或大于形成阳极箔片电介质薄膜的70％左右，所以在阳极引线部件表面上形成厚度足够大的电介质薄膜。因此阳极引线电介质薄膜不易于断裂。因此，可以抑制泄漏电流，从而减少气体产生。这里所用的“阳极氧化”指的是在电解质中的金属箔片上淀积电介质的电化学过程。阳极化期间所用的电压被称为阳极化电压。虽然阳极化电压的大小与电介质薄膜厚度呈比例关系，但是电解质薄膜的形成厚度根据阳极化电压的大小变化。
比较好的是，形成阳极引线电介质薄膜的阳极化电压等于或大于形成阳极箔片电介质薄膜的80％左右。这有效地使阳极引线电介质薄膜更加牢固地淀积在金属箔片的表面上，并且还使阳极引线电介质薄膜断裂的可能性最小。
如果阴极箔片具有淀积其上的阴极箔片电介质薄膜并且阴极引线部件包括带粗糙面的第二金属内芯与淀积在粗糙面上的阴极引线电介质薄膜，则可以得到寿命长的电容器。
按照本发明的另一方面，电容器包括通过阳极氧化在其上淀积阳极箔片电介质薄膜的阳极箔片；包括带粗糙面的第一金属内芯和通过阳极氧化淀积在粗糙面上的阳极引线电介质薄膜，阳极引线部件与阳极箔片电气连接；与阳极箔片相对其间插入分隔件的阴极箔片；包括带粗糙面的第二金属内芯和通过阳极氧化淀积在粗糙面上的阴极引线电介质薄膜的阴极引线部件，阴极引线部件与阴极箔片电气连接；以及充填电解质并且包含阳极箔片、阳极引线部件、阴极箔片和阴极引线部件的外壳。
由于阳极引线部件包括带粗糙面的第一金属内芯和用阳极氧化淀积在粗糙面上的阳极引线电介质薄膜而阴极引线部件包括带粗糙面的第二金属内芯和通过阳极氧化淀积在粗糙面上的阴极引线电介质薄膜，所以阳极引线电介质薄膜和阴极引线电介质薄膜都不容易断裂。因此，可以抑制泄漏电流，从而减少气体产生。
比较好的是，形成阳极引线电介质薄膜的阳极氧化电压等于或大于形成阳极箔片电介质薄膜的70％左右。
更好的是，形成阳极引线电介质薄膜的阳极氧化电压等于或大于形成阳极箔片电介质薄膜的80％左右。
比较好的是，利用电解质刻蚀方法、化学刻蚀方法和吹刷方法中的至少一种制造带粗糙面的第一和第二金属内芯。
按照本发明的另一方面，制造电容器的方法包括下列步骤a)制备具有通过阳极氧化在其上淀积阳极箔片电介质薄膜的阳极箔片；b)使第一金属内芯粗糙；c)通过阳极氧化在第一金属内芯上淀积阳极引线电介质薄膜从而形成阳极引线部件；d)使阳极引线部件与阳极箔片电气连接；e)使阴极箔片与插入分隔件的阳极箔片相对；f)使阴极引线部件与阴极箔片电气连接；以及g)将阳极和阴极箔片、阳极和阴极引线部件浸入充填电介质的外壳。为形成阳极引线电介质薄膜而阳极氧化期间所用的阳极化电压等于或大于形成阳极箔片电介质薄膜的阳极氧化期间所用电压的70％。
由于第一金属内芯被粗糙化并且通过阳极氧化在第一金属内芯上淀积阳极引线电介质薄膜以形成阳极引线部件，所以阳极引线电介质薄膜牢固地淀积在金属箔片表面，并且阳极引线电介质薄膜不容易断裂。而且由于用于形成阳极引线电介质薄膜的阳极化电压等于或大于形成阳极箔片电介质薄膜的70％左右，所以在阳极引线部件表面上形成厚度足够大的电介质薄膜。因此阳极引线电介质薄膜不易断裂。因此，可以抑制泄漏电流，从而减少气体产生。
比较好的是，用于形成阳极引线电介质薄膜的阳极化电压等于或大于形成阳极箔片电介质薄膜的80％左右。
可以按照步骤(b)、(d)和(c)的顺序执行。
步骤(b)可以在步骤(d)之后执行。
可以按照步骤(b)、(c)和(d)的顺序执行并且形成阳极箔片电介质薄膜的阳极氧化条件与形成阳极引线电介质薄膜的一致。
比较好的是，制造电容器的方法进一步包括以下步骤h)使第二金属内芯粗糙；i)通过阳极氧化在第二金属内芯上淀积阴极引线电介质薄膜从而形成阴极引线部件。
可以按照步骤(h)、(f)和(i)的顺序执行。
步骤(h)可以在步骤(f)之后执行。
可以按照步骤(h)、(i)和(f)的顺序执行并且淀积阳极箔片电介质薄膜、阳极引线电介质薄膜和阴极引线电介质薄膜的阳极氧化条件都是一致的。
比较好的是，利用电解质刻蚀方法、化学刻蚀方法和吹刷方法中的至少一种执行步骤(b)。
附图简述通过以下结合附图对本发明较佳实施例的下列描述可以进一步理解本发明，其中相同的部分采用相同的标号
图1为按照本发明实施例的电解电容器的分解视图；
图2A示出了按照本发明较佳实施例的用于电解电容器的电极箔片和引线部件；图2B为本发明电容器中所用阳极引线部件的放大示意图；图2C为沿图2B中直线2C-2C’剖取的剖面图；以及图3为普通电解电容器的示意剖面图。
实施发明的较佳方式本申请基于分别于1999年6月4日和2000年5月31日在日本提交的申请Nos.11-157879和2000-162230，其内容作为参考文献包含在本文中。
以下借助图1、图2A、图2B和图2C描述本发明的较佳实施例。
实施例1在按照第一实施例的电容器的设计中，电介质薄膜形成于阳极引线部件上并处于稳定状态从而既不容易发生断裂也不会发生其他问题。第一实施例的电容器20包含了安装在充填使电容器工作的电解质(电解质溶液)的外壳9内的电容器单元4，外壳9的开口如图1所示由密封体6密封。
电容器单元4包含通过以插入其间的一段长度的分隔件4a缠绕阳极和阴极箔片4b和4c制成的滚筒。所形成的卷筒(即电容器单元4)浸渍在使电容器工作的电解质中。电容器还包含分别与阳极箔片4b和阴极箔片4c电气连接的阳极引线部件5b和阴极引线部件5c。阳极引线部件5b与阳极箔片4b相连从而沿垂直于阳极箔片4b长度的纵向垂直延伸。阴极引线部件5c同样与阴极箔片4c连接从而沿垂直于阴极箔片4c长度的纵向垂直延伸。阳极引线部件5b和阴极引线部件5c经各自装配在密封体6内的肋条(未画出)与外部端子8连接。
虽然已经描述的电容器单元4采用通过以插入其间的分隔件4a缠绕阳极箔片4b和阴极箔片4c的卷筒形式，但是本发明并不局限于这种结构并且只要阳极箔片与阴极箔片以分隔件相互隔开，则可以采用任何结构。
通过在铝箔表面上形成电介质薄膜并按照预定尺寸切割制成阳极箔片4b。如图2A所示，阳极引线部件5b与阳极箔片4b在预定位置上连接，并且与阳极箔片4b连接从而沿着垂直于阳极箔片4b纵向的方向垂直延伸。
图2B为阳极引线部件5b的放大示意图，而图2C为图2B中沿直线2C-2C’剖取的剖面图。如图2B和2C所示，通过在铝箔形式的金属内芯10的表面形成电介质薄膜(阳极引线电介质薄膜)制成按照第一实施例的电容器20的阳极引线部件5b。金属内芯10表面被粗糙化以提供表面积增大的金属内芯10。如图2C所示，沿着金属内芯10的粗糙表面形成阳极引线电介质薄膜11。使金属内芯10表面粗糙减少了金属内芯10光滑表面的面积，因此电介质薄膜11可以牢固地与金属内芯10表面互锁，由此使断裂不易发生。在金属内芯10表面上形成的电介质薄膜11内发生断裂的可能性小于平坦金属表面上形成的电介质薄膜内发生断裂的可能性。结果，形成于金属内芯10粗糙表面上的电介质薄膜11不易断裂并且是稳定的。
通过在铝箔表面形成电介质薄膜(阴极箔片电介质薄膜)并且按照预定的尺寸制成了阴极箔片4c，并且通过按照预定尺寸切割铝箔制成了阴极引线部件5c。与上述阳极引线部件5b的情形一样，阴极引线部件5c还与阴极箔片4c在预定位置上连接并且与阴极箔片4c连接从而沿着阴极箔片4c长度纵向的横向垂直延伸。
在上述按照本发明第一实施例的电容器20中，由于阳极引线5b包括具有粗糙表面的金属内芯10并且阳极引线电介质薄膜淀积在粗糙表面上，所以可以在金属内芯表面上牢固和稳定地提供阳极电介质薄膜。由此，即使当由于在电容器上连续施加电压而加重阳极引线部件5b负载时，阳极引线电介质薄膜也不会断裂，并且导电的阳极引线部件5b中金属内芯10的暴露部分也不会与电解质直接接触。因此，泄漏电流并不经电解质在阳极引线部件与阴极引线部件之间流动，由此防止了泄漏电流导致的电解质电解产生的讨厌气体。
以下描述按照第一实施例的电容器20的制造方法。首先，对表面已经粗糙化的铝箔进行阳极氧化，随后在粗糙表面上淀积电介质薄膜(阳极箔片电介质薄膜)。接着按照预定尺寸切割铝箔从而提供阳极箔片4b。对铝箔同样进行阳极氧化以在表面形成电介质薄膜(阴极箔片电介质薄膜)，并且按照预定尺寸切割铝箔从而提供阴极薄膜4c。
虽然对于按照本发明的第一实施例，在阳极箔片4b和阴极箔片4c上分别形成了电介质薄膜，但是本发明并不局限于这种结构并且可以只在阳极箔片4b上形成电介质薄膜。当电介质薄膜形成于阴极箔片上时，纹波电流流经电容器时产生的电应力可以被吸收，并且可以延长电容器的寿命。
接着，为了制造阳极引线部件5b，在按照上述方式使铝箔表面粗糙化之后，按照预定尺寸切割铝箔。通过按照预定形状切割铝箔制成了阴极引线部件5c。
随后，阳极引线部件5b和阴极引线部件5c在预定位置上分别与阳极箔片4b和阴极箔片4c连接。当在阳极箔片4b与阳极引线部件5b之间提供了阳极箔片电介质薄膜时，去除一部分阳极箔片电介质薄膜以使阳极箔片4b和阳极引线部件5b堆垛并且连接起来，从而使阳极引线部件5b与阳极箔片4b电气连接起来。阴极引线部件5c与阴极箔片4c同样也连接起来。此后，在与阳极箔片4b的预定位置连接的阳极引线部件5b的表面上形成电介质薄膜(阳极引线电介质薄膜)。由此完成了与阳极箔片4b连接并且表面形成阳极引线电介质薄膜的阳极引线部件5b的制作。
与阳极引线部件5b连接的阳极箔片4b和与阴极引线部件5c连接的阴极薄膜4c随后以插入其间的分隔件4a缠绕，从而完成电容器单元4的制作。最终的电容器单元4安装在外壳9内从而浸渍在外壳9内电解质中。最后，外壳9的开口由密封体6密封，从而完成电容器20的制作。
在阳极引线部件5b以上述方法附着在阳极引线部件5b之前使阳极引线部件5b表面粗糙化。但是本发明并不局限于该方法并且阳极引线部件5b也可以在阳极引线部件5b附着在阳极箔片4b之后表面粗糙化。
电介质薄膜也可以在阳极引线部件5b与阳极箔片4b连接以完成引线阳极引线部件制作之前，形成于阳极引线部件5b上。在这种情况下，如下面结合实例3所述，完成阳极氧化以在阳极引线部件上形成电介质薄膜的条件和完成阳极氧化以在阴极箔片上形成电介质薄膜的条件最好的是相同的，从而可以利用同样的设备形成阳极引线电介质薄膜和阳极箔片电介质薄膜。
实施例2以下描述按照第二实施例的电容器。按照第二实施例的电容器与按照第一实施例电容器20的差异在于不仅是阳极引线部件而且阴极引线部件也是由表面粗糙的铝箔制成的。
通过形成表面粗糙金属箔片的电介质薄膜(阴极引线电介质薄膜)制成了第二实施例的电容器的阴极引线部件。按照与形成图2B和2C所示阳极引线电介质薄膜的方式在阴极引线部件的粗糙表面上形成阳极引线电介质薄膜。
通过使金属箔片表面粗糙化，减少了金属箔片光滑表面的面积，从而使阴极引线电介质薄膜与金属箔片表面可以牢固和稳定地互锁，由此使断裂不易发生。在阴极引线电介质薄膜内发生断裂的可能性小于平坦金属表面上形成的电介质薄膜内发生断裂的可能性。结果，形成于阴极引线部件粗糙表面上的阴极引线电介质薄膜不易断裂并且是稳定的。
在按照第二实施例的电容器中，由于阳极引线部件包括表面粗糙的金属内芯(第一金属内芯)并且阳极引线电介质薄膜淀积在粗糙表面上，而阴极引线部件包括类似的表面粗糙的金属内芯(第二金属内芯)并且阴极引线电介质薄膜淀积在粗糙表面上，所以阳极引线电介质薄膜和阴极引线电介质薄膜可以牢固和稳定地分别淀积在第一和第二金属内芯表面。由此，即使当电压连续施加在电容器上时也可以可靠地抑制电介质薄膜的断裂。因此可以抑制泄漏电流，从而避免泄漏电流引起电解质电解而产生气体。
按照第二实施例的电容器的阴极引线部件可以按照前述制作第一实施例电容器20阳极引线部件相似的方法制作。阴极引线部件以外部件的制造方法与制造第一实施例电容器20的方法类似。
在本发明的实践中，比较好的是采用电解刻蚀、化学刻蚀、吹刷等方法使铝箔表面粗糙。借助这些工艺可以容易地使金属箔片表面粗糙。
以下借助实例阐述本发明，这些实例对本发明的范围无限定作用，只是示意性质。
实例1铝质电解电容器按照下列程序制造。首先，为了制造阳极引线部件，光面铝箔在含有硝酸的腐蚀溶液内经过电解腐蚀以使表面粗糙。随后按照预定的尺寸切割铝箔。通过按照预定尺寸切割光面铝箔制成阴极引线。
在使铝箔表面粗糙并通过大约520伏特下的阳极氧化在表面形成电介质薄膜之后，箔片被切割成宽约35mm而长约500mm的形状，从而制成阳极箔片。随后，阳极引线部件附着在阳极铝箔的预定位置上。
在使铝箔表面粗糙并通过大约2伏特下的阳极氧化在表面形成电介质薄膜之后，箔片被切割成宽约35mm而长约500mm的形状，从而制成阴极箔片。随后，阴极引线部件附着在阳极铝箔的预定位置上。
密度为0.50g/cm3并且厚度为50μm的马尼拉纸被切成宽约39mm而长为600mm以制成分隔件。阳极箔片和阴极箔片中间放置分隔件形成叠层，将叠层缠绕起来以完成电容器单元的制造。电容器单元放置在充填电解质的外壳内，并且外壳的开口用带铆钉的密封体密封(以固定从电容器单元引出的引线部件)和在430伏特电压下老化一小时。经过老化处理，在阳极引线部件和阴极引线部件的表面形成了电介质薄膜，从而完成实例1的铝质电解电容器。
实例2铝质电解电容器按照下列程序制造。首先，为了制造阳极引线部件和阴极引线部件，光面铝箔在含有硝酸的腐蚀溶液内经过电解腐蚀以使表面粗糙。随后按照预定的尺寸切割铝箔。
在使铝箔表面粗糙并通过大约520伏特下的阳极氧化在表面形成电介质薄膜之后，箔片被切割成宽约35mm而长约500mm的形状，从而制成阳极箔片。随后，阳极引线部件附着在阳极铝箔的预定位置上。在使铝箔表面粗糙并通过大约2伏特下的阳极氧化在表面形成电介质薄膜之后，箔片被切割成宽约35mm而长约500mm的形状。阴极引线部件附着在阳极铝箔的预定位置上。
密度为0.50g/cm3并且厚度为50μm的马尼拉纸被切成宽约39mm而长为600mm以制成分隔件。阳极箔片和阴极箔片中间放置分隔件形成叠层，将叠层缠绕起来以完成电容器单元的制造。电容器单元放置在充填电解质的外壳内，并且外壳的开口用带铆钉的密封体密封(以固定从电容器单元引出的引线部件)和在430伏特电压下老化一小时。经过老化处理，在阳极引线部件和阴极引线部件的表面形成了电介质薄膜，从而完成实例2的铝质电解电容器。
实例3铝质电解电容器按照下列程序制造。首先，为了提供阳极引线部件，采用吹刷工艺使光面铝箔表面粗糙并通过大约520伏特下的阳极氧化在表面形成电介质薄膜。同样，为了制成阴极引线部件，采用吹刷工艺使光面铝箔表面粗糙并通过大约2伏特下的阳极氧化在表面形成电介质薄膜。
在使铝箔表面粗糙并通过大约520伏特电压下的阳极氧化在表面形成电介质薄膜之后，箔片被切割成宽约35mm而长约500mm的形状，从而制成阳极箔片。随后，阳极引线部件附着在阳极铝箔的预定位置上。在使铝箔表面粗糙并通过大约2伏特电压下的阳极氧化在表面形成电介质薄膜之后，箔片被切割成宽约35mm而长约500mm的形状，从而制成阴极箔片。随后，阴极引线部件附着在阳极铝箔的预定位置上。
密度为0.50g/cm3并且厚度为50μm的马尼拉纸被切成宽约39mm而长为600mm以制成分隔件。阳极箔片和阴极箔片中间放置分隔件形成叠层，将叠层缠绕起来以制成电容器单元。电容器单元放置在充填使电容器工作的电解质的外壳内，并且外壳的开口用带铆钉的密封体密封(铆钉与从电容器单元引出的引线部件连接)和在430伏特电压下老化一小时。经过老化处理，在阳极引线部件和阴极引线部件的表面形成了电介质薄膜，从而按照如上所述的工艺完成实例3的铝质电解电容器。
实例4铝质电解电容器按照下列程序制造。首先，光面铝箔按照预定的尺寸切割以制成阳极引线部件和阴极引线部件。在使铝箔表面粗糙并通过大约520伏特电压下的阳极氧化在表面形成电介质薄膜之后，箔片被切割成宽约35mm而长约500mm的形状，从而制成阳极箔片。阳极引线部件附着在阳极箔片的预定位置上并且在酸性溶液中经过化学腐蚀以使表面粗糙。
同样，在使铝箔表面粗糙并通过大约2伏特电压下的阳极氧化在表面形成电介质薄膜之后，箔片被切割成宽约35mm而长约500mm的形状，从而制成阴极箔片。随后，阴极引线部件附着在阳极铝箔的预定位置上，并且在酸性溶液中经过化学腐蚀以使表面粗糙。
密度为0.50g/cm3并且厚度为50μm的马尼拉纸被切成宽约39mm而长为600mm以制成分隔件。阳极箔片和阴极箔片中间放置分隔件形成叠层，将叠层缠绕起来以制成电容器单元。电容器单元放置在充填使电容器工作的电解质的外壳内，并且外壳的开口用带铆钉的密封体密封(铆钉与从电容器单元引出的引线部件连接)和在430伏特电压下老化一小时。经过老化处理，在阳极引线部件和阴极引线部件的表面形成了电介质薄膜，从而完成实例4的铝质电解电容器。
比较实例为了在本发明电容器与现有技术电容器之间进行比较，制造了比较实例的电容器。
比较实例的电容器未作表面处理使阳极引线部件表面粗糙。该电容器的制造方式如下所述。铝质电解电容器按照下列程序制造。首先，光面铝箔经过大约520伏特电压下的阳极氧化在表面形成电介质薄膜从而提供阳极引线部件。在使铝箔表面粗糙并且通过520伏特电压下的阳极氧化在表面形成电介质薄膜之后，箔片被切割成宽约35mm而长约500mm的形状，从而制成阳极箔片。阳极引线部件附着在阳极箔片的预定位置上。
光面铝箔经过大约520伏特电压下的阳极氧化在表面形成电介质薄膜从而完成阴极引线部件。在铝箔表面粗糙化处理并且通过大约2伏特电压下的阳极氧化在表面形成电介质薄膜之后，箔片被切割成宽约35mm而长约500mm的形状，从而制成阴极箔片。阴极引线部件附着在阴极箔片的预定位置上。
密度为0.50g/cm3并且厚度为50μm的马尼拉纸被切成宽约39mm而长为600mm以制成分隔件。阳极箔片和阴极箔片中间放置分隔件形成叠层，将叠层缠绕起来以制成电容器单元。电容器单元被用来按照上述实例类似的工艺制造比较实例的铝质电解电容器。
实例1-4的电容器与比较实例的电容器作了比较。在350 Vdc的偏压和120赫兹的2A纹波电流下，电容器经过环境温度为85℃的20000小时的耐用性测试。表1示出了测试结果。在耐用性测试中，在装配在外壳上的阀门因为电容器外壳内部产生气体压力作用而开启之前经历了一段时间。
表1
如表1所示，在实例1-4的铝质电解电容器中阀门未开启。这表明这些实例电容器中产生的气体量小于比较实例的电容器。这是因为，在这些实例的电容器中，通过当阳极引线部件制造时在粗糙的金属箔片表面上形成电介质薄膜，使形成于阳极引线部件表面上的电介质薄膜处于稳定状态从而减少了泄漏电流。实例2-4的电容器更好，每个实例的电容器包括在粗糙金属箔片上的电介质薄膜的阳极引线部件和阴极引线部件。
实例5在实例5中，利用不同的阳极化电压在阳极引线部件上形成阳极引线电介质薄膜制成了多个铝质电解电容器。电容器经过与上述相同的耐用性测试。制作电容器的工艺如下所述。
电容器单元的制造方式与实例2的相同，每个包含与阳极引线部件相连的阳极箔片、与阴极引线部件相连的阴极箔片和分隔件。阳极引线部件和阴极引线部件都包括经过电解腐蚀的铝箔。与实例2一样，电容器单元放置在充填电解质的外壳内并且外壳开口用密封体密封。
最终的电容器经过一小时的老化处理，并且在阳极引线部件和阴极引线部件上形成电解质薄膜。老化期间施加的电压设定为在阳极箔片上形成电介质薄膜时施加的阳极化电压(520V)的120％(电容器A)、110％(电容器B)、80％(电容器E)、71％(电容器F)、69％(电容器G)和60％(电容器I)。
表2示出了按照上述所述制造的六个电容器的寿命测试结果。表2还分别示出了实例3和2中制造的电容器C(老化时施加电压与阳极箔片阳极氧化期间的阳极化电压相同)和电容器D(老化时施加电压等于阳极箔片阳极氧化期间的阳极化电压的83％)。而且按照与实例1相同的方式制造了包含通过电解腐蚀进行表面粗糙处理的阴极引线部件和未作表面粗糙处理的阴极引线部件的电容器单元。该电容器单元在电压为阳极箔片阳极氧化(520V)电压67％下老化一小时，随后在阳极引线部件和阴极引线部件上形成电介质薄膜以制成电容器H，其结果也在表2示出。
表2
如表2所示，对于阳极引线部件阳极氧化电压是阳极箔片阳极氧化电压的120％～80％(电容器A-E)的情形，阀门在测量期间未开启，而当电压是71％时(电容器F)阀门开启。据发现，当阳极引线部件的阳极氧化电压不等于或大于阳极箔片阳极氧化电压的71％时，电容器的寿命随阳极引线部件阳极氧化电压相对阳极箔片的比例的减小而下降。特别是当阳极引线部件的阳极氧化电压为阳极箔片阳极氧化电压的69％(电容器G)时，阀门开启之前的时间急剧下降。
由此发现，阳极引线部件阳极氧化电压与阳极箔片的阳极氧化电压之比最好的是70％左右或更大，并且更好的是80％左右或以上。当比例处于上述范围内时，电介质薄膜不易断裂。由于在阳极氧化电压与电介质薄膜厚度之间存在比例关系，所以可见阳极引线部件的电介质薄膜厚度比较好的是阳极箔片电介质薄膜厚度的70％左右，更好的是80％左右或以上。当考虑制造条件时，阳极引线部件的阳极氧化电压比较好的是不超过或等于阳极箔片阳极氧化电压的200％。
如上所述，对于本发明的电容器，由于阳极引线部件包括粗糙的第一金属内芯(即第一金属内芯的表面积增大)和淀积在粗糙面上的阳极引线电介质薄膜，所以阳极引线电介质薄膜牢固地淀积在金属箔片的表面，并且阳极引线电介质薄膜不易开裂。
如果形成阳极引线电介质薄膜的阳极氧化电压大于或等于阳极箔片电介质薄膜的70％，则在阳极引线部件表面形成厚度足够的电介质薄膜。因此阳极引线电介质薄膜不易开裂。因此，泄漏电流可以得到抑制而减少气体生成。
而且如果阳极引线部件包括粗糙的第一金属内芯和淀积在粗糙面上的阳极引线电介质薄膜并且阴极引线部件包括粗糙的第二金属内芯和通过阳极氧化淀积在粗糙面上的阴极引线电介质薄膜，则阳极引线电介质薄膜和阴极引线电介质薄膜都不易断裂。因此可以抑制泄漏电流而减少气体生成。
虽然借助附图以较佳实施例描述了本发明，但是本领域内技术人员可以作出各种修改和变化。这种变化和修改都包含权利要求限定的发明范围内。
权利要求
1．一种电容器，其特征在于包含通过阳极氧化在其上淀积阳极箔片电介质薄膜的阳极箔片；包括带粗糙面的第一金属内芯和通过阳极氧化淀积在粗糙面上的阳极引线电介质薄膜的阳极引线部件，所述阳极引线部件与阳极箔片电气连接；与阳极箔片相对的阴极箔片；在所述阳极箔片和所述阴极箔片之间的分隔件；与阴极箔片电气连接的阴极引线部件；以及充填电解质并且包含所述阳极箔片、阳极引线部件、阴极箔片和阴极引线部件的外壳；其中，为形成阳极引线电介质薄膜而阳极氧化期间所用的阳极化电压等于或大于形成阳极箔片电介质薄膜的阳极氧化期间所用电压的70％。
2．如权利要求1所述的电容器，其特征在于形成阳极引线电介质薄膜的阳极化电压等于或大于形成阳极箔片电介质薄膜的80％左右。
3．如权利要求1所述的电容器，其特征在于所述阴极箔片具有淀积其上的阴极箔片电介质薄膜并且所述阴极引线部件包括带粗糙面的第二金属内芯和淀积在粗糙面上的阴极引线电介质薄膜。
4．如权利要求1所述的电容器，其特征在于利用电解质刻蚀方法、化学刻蚀方法和吹刷方法中的至少一种制造带粗糙面的第一。
5．一种电容器，其特征在于包括通过阳极氧化在其上淀积阳极箔片电介质薄膜的阳极箔片；包括带粗糙面的第一金属内芯和通过阳极氧化淀积在粗糙面上的阳极引线电介质薄膜，所述阳极引线部件与所述阳极箔片电气连接；与阳极箔片相对的阴极箔片；在所述阳极箔片与阴极箔片之间插入的分隔件；包括带粗糙面的第二金属内芯和通过阳极氧化淀积在粗糙面上的阴极引线电介质薄膜的阴极引线部件，所述阴极引线部件与阴极箔片电气连接；以及充填电解质并且包含所述阳极箔片、阳极引线部件、阴极箔片和阴极引线部件的外壳。
6．如权利要求5所述的电容器，其特征在于形成阳极引线电介质薄膜的阳极氧化电压等于或大于形成阳极箔片电介质薄膜的70％左右。
7．如权利要求5所述的电容器，其特征在于形成阳极引线电介质薄膜的阳极氧化电压等于或大于形成阳极箔片电介质薄膜的80％左右。
8．如权利要求5所述的电容器，其特征在于利用电解质刻蚀方法、化学刻蚀方法和吹刷方法中的至少一种制造带粗糙面的第一和第二金属内芯。
9．一种制造电容器的方法，其特征在于包括下列步骤a)制备具有通过阳极氧化在其上淀积阳极箔片电介质薄膜的阳极箔片；b)使第一金属内芯粗糙；c)通过阳极氧化在第一金属内芯上淀积阳极引线电介质薄膜从而形成阳极引线部件；d)使阳极引线部件与阳极箔片电气连接；e)使阴极箔片与插入分隔件的阳极箔片相对；f)使阴极引线部件与阴极箔片电气连接；以及g)将所述阳极和阴极箔片、所述阳极和阴极引线部件浸入充填电介质的外壳；其中为形成阳极引线电介质薄膜而阳极氧化期间所用的阳极化电压等于或大于形成阳极箔片电介质薄膜的阳极氧化期间所用电压的70％。
10．如权利要求9所述的制造电容器的方法，其特征在于用于形成阳极引线电介质薄膜的阳极化电压等于或大于形成阳极箔片电介质薄膜的80％左右。
11．如权利要求9所述的制造电容器的方法，其特征在于按照所述步骤(b)、(d)和(c)的顺序执行。
12．如权利要求9所述的制造电容器的方法，其特征在于所述步骤(b)在所述步骤(d)之后执行。
13．如权利要求9所述的制造电容器的方法，其特征在于按照所述步骤(b)、(c)和(d)的顺序执行并且形成阳极箔片电介质薄膜的阳极氧化条件与形成阳极引线电介质薄膜的一致。
14．如权利要求9所述的制造电容器的方法，其特征在于进一步包括以下步骤h)使第二金属内芯粗糙；i)通过阳极氧化在第二金属内芯上淀积阴极引线电介质薄膜从而形成阴极引线部件。
15．如权利要求14所述的制造电容器的方法，其特征在于按照步骤(h)、(f)和(i)的顺序执行。
16．如权利要求14所述的制造电容器的方法，其特征在于步骤(h)在步骤(f)之后执行。
17．如权利要求14所述的制造电容器的方法，其特征在于按照步骤(h)、(i)和(f)的顺序执行并且淀积阳极箔片电介质薄膜、阳极引线电介质薄膜和阴极引线电介质薄膜的阳极氧化条件都是一致的。
18．如权利要求9所述的制造电容器的方法，其特征在于利用电解质刻蚀方法、化学刻蚀方法和吹刷方法中的至少一种执行步骤(b)。
全文摘要
一种电容器,包含通过阳极氧化在其上淀积阳极箔片电介质薄膜的阳极箔片;包括带粗糙面的第一金属内芯和通过阳极氧化淀积在粗糙面上的阳极引线电介质薄膜的阳极引线部件,所述阳极引线部件与阳极箔片电气连接;与阳极箔片相对其间插入分隔件的阴极箔片;与阴极箔片电气连接的阴极引线部件;以及充填电解质并且包含阳极箔片、阳极引线部件、阴极箔片和阴极引线部件的外壳。为形成阳极引线电介质薄膜而阳极氧化期间所用的阳极化电压等于或大于形成阳极箔片电介质薄膜的阳极氧化期间所用电压的70%。
文档编号H01G4/06GK1313994SQ00801011
公开日2001年9月19日 申请日期2000年6月2日 优先权日1999年6月4日
发明者野中诚治, 新保成生, 棚桥正和 申请人:松下电器产业株式会社