专利名称：固体电解电容器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及固体电解电容器及其制造方法。
背景技术：
在下述专利文献1中公开有固体电解电容器的一例。该现有技术的固体电解电容器包括由所谓的“阀作用金属(valve-acting metal)”形成的多孔质烧结体。该烧结体具有在其上形成电介质层以及固体电解质层之后由树脂封装而密封的构造。
专利文献1日本专利特开2003-163137号公报对于上述构造的固体电解电容器，例如作为旁通电容器(bypasscondenser)而连接在电子设备(CPU等)和电源电路之间使用。近年来，随着电子设备的高速化以及电子化，需要稳定且能够高速响应的电源系统。因此，即使作为用于干扰的去除或电源系统稳定而使用的固体电解电容器，也希望其在广频带的除去干扰特性优良，而且在供应电力期间的高速应响应性也优良。此外，还希望其静电容量大以及防止点火的可靠性高。
作为增大固体电解电容器的静电容量的手段，有增大多孔质烧结体的表面积的方法，或者增大多孔质烧结体的体积的方法。可是，只通过增大容量，会导致频率特性变差。具体地说，通常电容器的频率特性由1/ωCR以及ωL两个因子所决定。这里，ω＝2πf(f为频率)，C是电容量，R是电阻，L是电感量。而且，在该两因子中，许多固体电解电容器的频率特性实质上是由1/ωCR的值所决定。因而，在使电容量增加到2倍时，必须使R下降一半，从而导致频率特性变差。此外，只是单纯地通过增大多孔质烧结体，ESR(内阻、等值行电阻)增大。因此，在实现大电容化时必须要留意，以便实现低ESR化，不使频率特性变差。尤其是在实现多孔质烧结体大型化时，若该多孔质烧结体厚度变大，则由于从其表面到内部的电流路经的电阻值变大，所以频率特性进一步变差。此外，当在多孔质烧结体的内部形成电介质层或者固体电解质层时，用于形成这些的处理液浸透到多孔质烧结体内部整个区域而变难，使固体电解电容器的生产性也变差。而且，多孔质烧结体是对铌或钽粉末的烧结。因而，还存在通过实现烧结体大型化而使防止点火的可靠性变弱的问题。
在现有技术中，作为解决这类问题的手段，而使多只小型电容器并联，以此来使全体电容量增大。可是，对于该方法来说，由于使用多只电容器，所以，在其安装时而必须需要较大的空间。此外，由于使用多只电容器，所以导致其制造成本变高。
因此，作为实现不产生这类不合适情况的多孔质烧结体的大容量化的手段，而考虑实现多孔质烧结体的薄型化。若使多孔质烧结体厚度变薄，则由于极间距变短，而使电容内部的阻抗变小，所以有可能时实现低ESR化。可是，若使该多孔质烧结体厚度变薄，则该烧结体纵横尺寸变长。在这种情况下，在烧结时，多孔质的翘曲变形有可能变大，此外，在多孔质体上也容易发生龟裂。而且，即使使多孔质烧结体的厚度变薄，也因为其全体体积变大，而导致使用时的热量变大。因此，电容器原来的性能下降，产生防止点火可靠性变差等不合适的情况。
发明内容
本发明是在鉴于上述问题而提出的。因此，本发明的目的在于提供一种显现不使频率特性变差的前提下大容量化、抑制翘曲或龟裂发生的固体电解电容器。此外，本发明的另一目的在于提供一种这样的固体电解电容器的制造方法。
为了解决上述问题，在本发明中记述有以下的技术手段。
由本发明的第一方面提供的固体电解电容器，包括由阀作用金属形成的多孔质烧结体和收容有上述多孔质烧结体的金属外壳。
根据这样的构成，能够通过金属外壳保护多孔质烧结体，即使上述多孔质烧结体的厚度变薄的情况下，也可以保证该多孔质烧结体不容易发生翘曲变形或者龟裂。此外，上述金属外壳还起到使多孔质烧结体上产生的热量向外部逃逸的散热作用，抑制使用时的多孔质烧结体温度的上升。因而，在本发明的固体电解质电容器中，通过一边实现多孔质烧结体的薄型化，一边增大其尺寸，而能够在大容量的同时使频率特性优良，而且可以使防止火花的可靠性也优良。
此外，优选本发明的固体电解电容器还包括在上述多孔质烧结体上形成的电介质层以及固体电解质层。该固体电解质层作为阴极而工作。上述金属外壳由阀作用金属所形成，上述金属外壳以及上述多孔质烧结体相互电气导通，作为阳极而工作。
根据这样的构成，上述金属外壳也形成为与上述多孔质烧结体同样的阳极，对于只增加该部分的全体的静电容量有利。
优选上述金属外壳包括主板部和从该主板部的外周缘立起的多个侧板部，通过这些主板部和侧板部形成收容上述多孔质烧结体的凹部。根据这样的构成，可以通过上述金属外壳的主板部以及侧板部来包围上述多孔质烧结体，实现上述多孔质烧结体保护的可靠性。
优选上述多孔质烧结体呈具有比上述金属外壳的凹部深度更小的厚度的扁平状。根据这样的构成，上述多孔质烧结体形成为在其厚度方向不从上述金属外壳伸出，实现上述多孔质烧结体保护的可靠化。此外，在上述金属外壳内，在不存在上述多孔质烧结体的部分，由于成为空间部，所以可以进行在该空间部内填充密封树脂或者后述的在形成介质或者固体电解质层时，将用于形成这些的处理液储存于上述空间部内而注入到金属外壳内，使该处理液逐渐浸透入多孔质烧结体内的作业。
优选上述多孔质烧结体包括第一面以及与第一面相反的第二面，上述第一面相对于上述金属外壳的主板部直接接合。或者上述第一面相对于上述金属外壳的主板部经由含有阀作用金属粉末的接合材料接合。根据这样的构成，可以实现在上述金属外壳内的上述多孔质烧结体的固定保持，以及以这些金属外壳或者多孔质烧结体作为阳极的电气导通可靠化。
优选在上述金属外壳上设置向该金属外壳外方延伸的至少一只阳极端子。根据这样的构成，合适地进行所谓的在所希望的安装对象区域焊接上述阳极端子，此外，因为利用金属外壳设置上述阳极端子，还可以实现全体构成的简单化。
优选在上述金属外壳上设置有向该金属外壳的外方延伸的多个阳极端子，可以形成为经由这些阳极端子在上述金属外壳内流过回流电流的构成。根据这样的构成，上述回路电流流经由上述金属外壳和上述多孔质烧结体，通过这些等效串联阻抗而得到遮断高频干扰的效果。因此，可以进一步提高除去高频频带的噪性功能。在电力供给用途中使用的情况下，等效串联阻抗也比现有技术的小，能够实现电力供给的高速响应化。
优选上述阳极端子相对于上述金属外壳的侧板部一体形成。根据这样的构成，在抑制部件数的增加的同时设置上述阳极端子，从而能够合适地抑制制造成本。
优选在上述金属外壳上接合与该金属外壳相同材质的金属部件，该金属部件的一部分成为上述阳极端子。根据这样的构成，通过上述金属部件得到对上述金属外壳补强的效果，而且还可以得到所谓的以上述金属部件作为阳极而工作的效果。
优选上述固体电解质层的一部分在上述多孔质烧结体的上述第二面上形成。在该固体电解质层的该一部分上接合金属制连接部件，该金属制连接部件的一部分作为阴极端子。根据这样的构成，实现通过简单的构成来设置阴极端子。
优选在上述金属外壳上形成切口部，而且上述金属制连接部件的一部分从上述金属外壳的内方通过上述切口部向上述金属外壳的外方延伸。根据这样的构成，可以回避上述金属部件和上述金属外壳不合适的导通等，从而在上述金属外壳的外方可以合适地配置阴极端子。
优选上述多孔质烧结体的上述第二面包括形成有绝缘层的外周缘，在上述第二面内，在通过上述绝缘层包围的区域内形成上述固体电解质层的一部分。根据这样的构成，通过简易的构成而可以合适地防止上述固体电解质层与上述金属外壳之间不合适的导通。
优选上述绝缘层由树脂形成，而且该树脂的一部分浸透到上述多孔质烧结体外周缘的内部。根据这样的构成，在上述固体电解质层内，在上述多孔质烧结体的内部形成的部分可以简单且合适地防止与上述金属外壳不正当的导通。此外，上述多孔质烧结体存在其外周缘部、尤其是角落部分的烧结性变差的情况，上述树脂使该烧结性差的部分绝缘化，发挥其补强的功能，以便不容易产生破损等。
优选上述金属外壳具有凹凸状的内面。该内面与上述多孔质烧结体相接合。在这种情况下，在上述金属外壳的内面熔接具有阀作用的金属部件。该金属部件可以作成为凸状的构成。也可以取代其或者除此之外作成多个凹部以及形成与这些凹部对应的多个毛刺的构成。此外，也可以形成为在上述金属外壳的内面上形成的上述金属外壳一部分隆起的多个凸部的构成。根据这样的构成，可以提高上述多孔质烧结体和上述金属外壳之间的接合强度。
优选上述金属外壳具有开口部，而且该开口部通过树脂堵塞。根据这样的构成，通过上述树脂合适地实现上述金属外壳的内部的保护。
优选上述金属外壳包括至少一部分被树脂覆盖的外面。根据这样的构成，合适地实现上述金属外壳的电气绝缘保护。
优选本发明的固体电解电容器包括在上述多孔质烧结体上形成的电介质层以及固体电解质层，在上述多孔质烧结体内一部分进入的阳极引线，与上述阳极引线导通连接且一部分形成为阳极端子的金属部件，和与上述固体电解质层导通的阴极端子。这种情况下，上述金属外壳与上述固体电解质层导通，上述阴极端子可以形成为在上述外壳上设置的构成。
根据本发明的第二方面，提供一种固体电解电容器的制造方法。该电容器包括金属外壳以及在该金属外壳内收容的多孔质烧结体。该制造方法包括准备上述金属外壳的第一工序和准备上述多孔质烧结体的第二工序。
优选上述第二工序包括通过压缩进入上述金属外壳的阀作用金属粉末形成多孔质体的作业和通过使该多孔质体与上述金属外壳一起加热形成多孔质烧结体的作业。
优选上述第二工序包括使用含有阀作用金属粉末的接合材料将由阀作用金属粉末形成的多孔质体在上述金属外壳内接合的作业，和通过使多孔质体与上述金属外壳一起加热而形成多孔质烧结体的作业。
优选上述第二工序包括使用含有阀作用金属粉末的接合材料将由阀作用金属粉末形成的多孔质烧结体在上述金属外壳内接合的作业。
优选上述第一工序包括对金属框架进行拉深加工的作业。
优选本发明的制造方法还包含在上述多孔质烧结体上形成电介质层以及固体电解质层的工序。此外，上述多孔质烧结体包括与上述金属外壳接合的接合面和与上述金属外壳不接合的非接合面，上述电介质层以及固体电解质层的形成相对于上述多孔质烧结体内部以及上述非接合面进行。
优选上述金属外壳具有由多个侧板部规定的开口部，在形成上述电介质层或者上述固体电解质层时，使上述金属外壳作成向上开口的状态，经由上述开口部，用于形成上述电介质层或者上述固体电解质层的处理液注入到上述金属盒内。
优选本发明的制造方法还包括在形成上述固体电解质层之前，在上述多孔质烧结体的上述非接合面外周缘上形成绝缘层的工序。该绝缘层防止在上述非接合面的外周缘上形成上述固体电解质层。
优选本发明的制造方法还包括在形成上述电介质层及上述固体电解质层之后，在上述多孔质烧结体的上述非接合面上设置金属部件的工序，以便与上述固体电解质层导通。该金属部件的一部分应当作为阴极端子起作用，向上述金属外壳的外方延伸出。
优选本发明的制造方法还包括在上述非接合面上设置上述金属部件之后，在上述金属外壳内充填树脂，使上述金属部件一部分密封的工序。
优选本发明的制造方法还包括通过树脂覆盖上述金属外壳外面的工序。
图1表示的是基于本发明第一实施例的固体电解电容器的基本构成的截面图。
图2表示的是沿着图1的II-II线的截面图。
图3A表示的是在图1所示固体电解电容器中所使用的金属外壳以及辅助金属板的立体图，图3B表示的是使该金属外壳以及辅助金属板上下反转状态的立体图。
图4表示的是图1所示固体电解电容器的主要部分构造的模式放大图。
图5A表示的是在图1所示固体电解电容器的制造中所使用的金属框架主要部分的立体图，图5B表示的是该金属框架的加工状态的立体图。
图6A表示的是将阀作用金属粉末加入到金属外壳内的状态的截面图，图6B表示的是对上述粉末进行压缩工序的截面图。
图7表示的是利用金属外壳形成多孔质体的工序的另一例的截面图。
图8表示的是加热多孔质体形成多孔质烧结体工序的截面图。
图9表示的是在多孔质烧结体上形成电介质层工序的截面图。
图10表示的是在多孔质烧结体上形成树脂层工序的截面图。
图11表示的是在多孔质烧结体上形成固体电解质层工序截面图。
图12表示的是在多孔质烧结体上形成导电层或者辅助金属板工序的截面图。
图13表示的是树脂密封工序的截面图。
图14表示的是切断金属框架，制造固体电解电容器工序的截面图。
图15表示的是使用图1所示固体电解电容器的电路一例的说明图。
图16表示的是图15所示电路的固体电解电容器的概念说明图。
图17表示的是金属外壳以及辅助金属板的变形例的立体图。
图18是说明在金属外壳上设置阳极端子的手段的变形例的立体图。
图19表示的是本发明的固体电解电容器的变形例的截面图。
图20表示的是本发明的固体电解电容器的另一变形例的截面图。
图21表示的是本发明的固体电解电容器的另一变形例的截面图。
图22A表示的是多孔质体成形工序的另一例的截面图，图22B表示的是通过图22A的工序得到的多孔质体的截面图。
图23表示的是本发明的固体电解电容器制造方法的变形例的截面图。
图24表示的是基于本发明的第二实施例的固体电解电容器的截面图。
图25表示的是沿着图24的XXV-XXV线的截面图。
图26表示的是图24所示固体电解电容器的立体图。
图27表示的是基于本发明的第三实施例的固体电解电容器的截面图。
图28表示的是图27的固体电解电容器的立体图。
具体实施例方式
以下，参照附图，对本发明的实施例具体地加以说明。
图1以及图2表示的是基于本发明的第一实施例的固体电解电容器(全体标注符号A1)。固体电解电容器包括多孔质烧结体1、金属外壳2、以及辅助金属板3。
多孔质烧结体1是对铌或者钽等所谓的“阀作用金属”粉末进行加压成形并烧结而形成的，其呈矩形扁平的板状。在该多孔质烧结体1的内部或者向下的面10b上，形成有后述的电介质层或者固体电解质层。
金属外壳2是通过加压加工例如由铌构成的金属板形成的。外壳2包括形成为矩形平板状的主板部20和从主板部20的外周缘向下延伸的四块侧板部21。通过这些主板部20和4块侧板部21而形成向下开口状的凹部22，在该凹部22内收容有多孔质烧结体1。多孔质烧结体1的厚度t要小于凹部22的深度d。在金属外壳2内，在多孔质烧结体1的下方区域，确保有用于设置辅助金属板3或者后述导电层50以及树脂42的空间。多孔质烧结体1的向上面10a和金属外壳2的主板部20的向下面直接接触。这些多孔质烧结体1和金属外壳2是阳极。在主板部20的向下面上熔接有多根铌制的导线23，该导线23被埋设在多孔质烧结体1的内部。通过这样来提高多孔质烧结体1和金属外壳2的接合强度。
在金属外壳2的外表面上形成有具有电绝缘性的树脂层40。该树脂层40例如由环氧树脂系等的热硬化性树脂形成。如图3B所示，在金属外壳2的两块侧板部21上，与这些侧板部21一体地设置有一对阳极端子24。各阳极端子24从各侧板部21的下端缘向金属外壳2的外方延伸，以适于表面安装固体电解电容器A1。
如图4所示，多孔质烧结体1具有铌的粉末彼此烧结的烧结部11，而且具有在烧结部11彼此之间形成的微小间隙的构造。在各烧结部11的表面上形成例如由氧化铌构成的电介质层12。此外，在该电介质层12的表面上形成有作为阴极的固体电解质层13。该固体电解质层13例如由二氧化锰或者导电性聚合物形成，优选以埋入上述间隙全体(在图4中省略固体电解质层13的一部分)的方式形成。但是，在多孔质烧结体1的外周缘的内部，含浸(浸渍)有电绝缘性树脂41a，在该树脂浸渍区域内不形成固体电解质层13。树脂41a的一部分比多孔质烧结体1的向下面10b更向下方伸出而隆起，形成绝缘层41。该绝缘层41呈沿着面10b的外周缘而形成的框架状。在固体电解质层13中，在多孔质烧结体1的面10b上形成的部分13a，以不覆盖绝缘层41全体的方式有限制地形成。绝缘层41防止固体电解质层13与金属外壳2的侧板部21相接触，起到实现固体电解质层13和金属外壳2之间绝缘的作用。在本发明中，也可以形成为在固体电解质层13的一部分13a上叠置电解聚合覆膜而形成的结构。
辅助金属板3用于实现与固体电解质层13的电气导通，其全体形状为矩形的平板状。辅助金属板3也可以由阀作用金属构成，或者由铜合金(或者镍合金)形成。辅助金属板3相对于固体电解质层13的上述一部分13a经由导电层50而接合。导电层50例如由石墨层51以及银膏固化层52形成。如图2和图3所示，辅助金属板3具有由通过在金属外壳2的侧板部21上形成的切口部25而从金属外壳2的内方向外方延伸的阴极端子34。在金属外壳2内设置有覆盖辅助金属板3的阴极端子34以外部分的密封树脂42，通过密封树脂42来堵塞金属外壳2向下的开口部。
以下，对上述固体电解电容器A1制造方法的一例加以说明。
首先，形成图5A所示形状的金属框架F’。该金属框架F’可以通过对铌制的平板施以冲裁加工而形成，其具有成为金属外壳2的原型部分的多个片段(section)2’。通过在该金属框架F’上施以深拉伸加工来制作图5B所示的金属框架。该金属框架F具有多个金属外壳2经由带状连接部24a而连结成一串的构造。在该金属框架F的制作后，在各金属外壳2的主板部20上熔接铌制的导线23(在图示的例子中，相对于各外壳2熔接有两根导线23)。优选在导线23熔接前，例如使用氟硝酸等对金属框架F进行洗净。该洗净也可以在导线23的熔接后进行。
其次，如图6A所示，当在各金属外壳2上投入有铌粉末11a后，如图6B所示，用适当的加压用部件65对粉末11a进行压缩。通过该压缩而形成铌的多孔质体1A。其中，在本发明中也可以进行多次压缩作业以取代通过1次压缩作用形成多孔质体1A。具体地说，如图7所示，通过一次压缩作业形成比作为本来目的的厚度还薄的多孔质体1A’。其后，向该多孔质体1A’上追加添加铌的粉末后进行二次压缩。在一般情况下，对铌等的粉末压缩而形成多孔质体1A的情况具有的倾向是越靠近多孔质中央部，其压缩程度越大，越靠近多孔质体外周缘，其压缩程度越小。因而，在形成纵横尺寸大的多孔质体的情况下，优选通过多次投入铌的粉末并对其进行压缩，以实现各部压缩程度的均匀化。
在形成多孔质体1A后，如图8所示，在金属外壳2内收容有多孔质体1A的状态下进行加热，通过使铌粉末烧结来制作多孔质烧结体1。在该加热时，从防止氧化或者氮化等的观点出发，优选在例如氩气等气氛中进行。
在多孔质烧结体1的制作后，实施用于在多孔质烧结体1的内部或者金属外壳2的内面形成电介质层12的化成处理。如图9所示，该化成处理例如通过在金属外壳2内注入磷酸水溶液12’来进行。如果使金属外壳2保持向上开口的姿势，则磷酸水溶液12’积储存留于该金属外壳2内，并且合适地从多孔质烧结体1的上方开始浸透到其内部，据此，使多孔质烧结体1的内部或者金属外壳2的内面氧化，形成电介质层12。在形成电介质层12后，通过使金属外壳2上下反转等，便可以使磷酸水溶液12’简单地排出到金属外壳2的外部。当然，在本发明中，也可以与现有技术的方法相同，准备积储有磷酸水溶液的槽，通过所谓的在该槽内浸渍多孔质烧结体的方法来形成电介质。
在上述化成处理后，如图10所示，在多孔质烧结体1的外周缘部上形成绝缘层41。具体地说，例如在多孔质烧结体1的外周缘部上涂敷具有流动性的树脂41a。此时，树脂41a的一部分充分浸透到多孔质烧结体1的外周缘部内。然后，通过使树脂41a固化而得到绝缘层41。
接着，进行固体电解质层13的形成。如图11所示，该作业是通过在金属外壳2内注入硝酸锰溶液或者导电性聚合物液等的处理液13’来进行。若这样进行，则与参照9说明的电介质层12的形成情况相同，保持处理液13’积储于金属外壳2内的状态，从多孔质烧结体1的上方向其内部浸透，在多孔质烧结体1的内部或者其上面部分上形成二氧化锰或者由导电性聚合物形成的固体电解质层13。在将处理液13’注入到金属外壳2时，形成为其液面高度不高于树脂层41。这是因为若处理液13’的液面高度比树脂层41高，则形成为固体电解质层13与金属外壳2的侧板部21相接触，从而不能实现其绝缘性。这样一来，树脂层41起到了使固体电解质层13和金属外壳2合适地绝缘的作用。
在固体电解质层13的形成之后，如图12所示，形成导电层50，使辅助金属板3与其接合。接着，如图13所示，当在金属外壳2内设置覆盖辅助金属板3的密封树脂42之后，在金属框架F的外表面形成树脂层40。该形成可以在充填或者涂敷树脂之后，通过使其固化而简单地进行。通过该作业，结束经由金属框架F的连接部24a连接固体电解电容器A1彼此之间的固体电解电容器的集合体的制作。其后，如图14所示，切断各连接部24a，通过该切断作业，各连接部24a成为两只阳极端子24，得到彼此分离的多个固体电解电容器A1。
根据上述制造方法，作为得到在金属外壳2内收容有多孔质烧结体1的构造的方法，是向金属外壳2内直接投入铌的粉末之后，对其进行压缩成形和烧结。因此，可以提高固体电解电容器A1的生产性。此外，在形成电介质层12或者固体电解质层13的情况下，通过将在其形成中所必要的处理液注入到金属外壳2内，并向多孔质烧结体1的内部浸透来进行。因此，其作业是可靠且容易的，而且处理液的浪费也少。此外，由于通过使用配置有多个金属外壳2的金属框架F，从一个金属框架F上取得多个固体电解电容器A1，因此能够进一步提高其生产性。因而，可以合适地实现降低固体电解电容器A1的制造成本。
接着，对固体电解电容器A1的作用加以说明。
首先，在金属外壳2内收容有多孔质烧结体1，通过金属外壳2对其进行保护。此外，合适地抑制在该多孔质烧结体1上产生翘曲，发生龟裂(crack)的情况。因而，使多孔质烧结体1形成为纵横尺寸大的扁平结构，可以使固体电解电容器A1形成位大容量且频率特性优良。金属外壳2与多孔质烧结体1相同，均为铌，并作为阳极而工作。因此，也可以使全体的容量只增加金属外壳2的部分。
金属外壳2的散热性优良，还起到使在固体电解电容器A1的使用时产生的热量向外逃逸的作用。在图示的例子中，在金属外壳2的外面形成树脂层40，该树脂层40妨碍金属外壳2直接与外界空气接触。然而，因为外壳2是金属制的、具有高强度，所以作为保护层的树脂层40的厚度也可以小。其结果，树脂层40并不会不合适地降低金属外壳2的散热功能。根据这样的构成，能够抑制多孔质烧结体1的温度上升，防止多孔质烧结体1发生火花或者发烟等，可靠性也变高。多孔性烧结体1收容在金属外壳2内，而且通过由树脂42覆盖，因此也合适地防止与空气接触。从而，进一步提高防止发生火花的可靠性。
固体电解电容器A1在作为阳极工作的金属外壳2上配置有一对阳极端子24，电路电流能够流过该金属外壳2。据此，如下所述，可以进一步提高除去干扰性能。
即，如图15所示，固体电解电容器A1可以连接在电源装置71和电路72之间来使用。电路72例如是CPU或者IC。固体电解电容器A1的一对阳极端子24相对于从电源装置71向电路72的正极一侧的配线70a串联连接。此外，阴极端子34与负极一侧的配线70b连接。根据这样的构成，流入正极一侧的配线70a的全体电流流入金属外壳2。另一方面，固体电解电容器A1的金属外壳2的等效串联阻抗L1构成为相对于配线70a串联连接。等效串联阻抗L1相对于交流作为电阻而起作用，其电阻值(阻抗)与频率成比例。因而，在固体电解电容器A1内流过的电流中所包含的干扰频率越高，则等效串联阻抗L1作为对该干扰大的电阻而起作用。即，固体电解电容器A1在高频频带介入损耗变大，发挥了合适地除去高频频带干扰的功能。
固体电解电容器A1，如图16所示，电气等效为静电容量微小的多只电容器C1a相互连接。当在固体电解电容器A1内流过含有高频频带的干扰的电流时，少数微小的电容器C1a的集合体作为等效于静电容量以及阻抗小的电容器而起作用。因此，上述干扰通过这些电容器C1a流入阴极侧而被除去。与此相反，在流过含有低频频带干扰电流时，多个微小的电容器C1a作为具有较大静电电容的电容器而起作用。在低频频带，电容器的介入损耗由起因于静电电容量的阻抗而决定。由于该阻抗与静电容量成反比，所以静电容量越大，则在低频频带内的阻抗越小。因此，在该固体电解电容器A1中，也可以合适地除去低频频带的干扰。
而且，由于金属外壳2以及多孔质烧结体1形成为厚度薄，因此，电流沿着这些厚度方向流过时的电路路径变短，这些等效内部串联电阻R1a，R2a变小。这样一来，使交流成分的干扰容易在阴极侧流过。据此，也更进一步提高干扰除去性能。
图17～图26表示的是上述第一实施例的变形例。在这些图中，对与上述第一实施例相同或者类似的元件标注在上述第一实施例中使用的相同符号。
在图17所示的构成中，在金属外壳2上形成有四只阳极端子24。此外，在辅助金属板3上形成有四只阴极端子34。在金属外壳2上形成有用于通过这些四只阴极端子34的切口部25(在该图中省略金属外壳2以及辅助金属板3以外部分的图示)。
根据图17所示构成，设置四只阴极端子34。因此，在从金属外壳2向阴极侧流过电流时，可以使该电流向四只阴极端子34分散。因此，能够进一步减小内阻，并更一步抑制散热以及提高频率特性。当然，这样的效果并不限于阴极端子为四只的情况，只要使阴极端子34的数目大于两只便可获得。此外，在四只阳极端子24中，也可以使一只阳极端子24与输入侧的正极配线连接，使剩余三只阳极端子24与输出侧的正极配线连接。在这种情况下，与这些三只阳极端子24各自对应的阻抗并联连接相同，使输出侧的全体阻抗变小。这样一来，增加在将该固体电解电容器用于供电用途时的电流输出的高速性，进一步提高响应性。在这里，阳极端子24的数目也并不限于四只，只要在三只以上即可(其一只在输入侧连接，其余两只在输出侧连接)。
在图18所示的构成中，在金属外壳2的外面熔接有带状的金属部件29，使金属部件29的纵向两端部以向金属外壳2的外方延伸的方式成为弯曲的阳极端子24。金属部件29可以由与金属外壳2相同的铌形成。
根据图18所示的构成，由于金属部件29在金属外壳2上熔接，所以通过金属部件29来增强金属外壳2。尤其是如同图所示，根据从金属外壳的宽度方向的一端到另一端，一连串延伸接合金属部件29的构造，使金属外壳2有效地得到增强。其结果，能够使用薄壁金属板形成金属外壳，可以降低材料成本。
在图19所示的构成中，金属外壳2的开口部由树脂制的板44而堵塞。在板44上设置的孔部44a中插通阳极端子24的基部，通过该构造而实现从金属外壳2拉深止动固定。根据这样的构造，如同图虚线所示，通过使阳极端子24预先形成为非弯曲状，使该阳极端子24插通板44的孔部44a，其后，如同图实线所示那样通过弯曲而得到阳极端子24。根据本构成，实现由板44来保护金属外壳2内部。也可以期待由板44来增强金属外壳的效果。
在图20所示构成中，金属外壳2除了阳极端子24以及阴极端子34以外的部分全部通过密封树脂45所密封。金属外壳2的开口部也由树脂45所堵塞。根据这样的构成，为了通过一个密封树脂45实现金属外壳2的外表面的绝缘和开口部的堵塞，与这些分别用树脂进行的情况相比，可以合适地实现制造过程变少，制造成本降低。也可以合适地无隙缝密封金属外壳2或者其它所希望的地点。
在图21所示的构成中，在金属外壳2的主板部20的向下面上设置有多个凹部26。各凹部26通过例如在主板部20上实施切削而形成，在各凹部26的边缘部形成有毛刺(burr)27。毛刺27进入多孔质烧结体1内部。此外，多孔质烧结体1的一部分进入各凹部26内。
根据这样的构成，毛刺27与上述导线23相同，其发挥了固定的效果，提高了主板部20和多孔质烧结体1之间的接合强度。此外，通过多孔质烧结体1的一部分进入各凹部26，来进一步提高上述接合强度。毛刺27是在对主板部20实施切削而形成凹部26时所必然发生的。因此，没有必要与凹部26的形成作业分开来另行进行毛刺27的形成作业。凹部26的形成(延伸而形成毛刺27)也比导线23相对金属外壳2的熔接更加容易。而且，由于在形成凹部26以及毛刺27时不需要金属外壳2以外的部件，所以可以降低制造成本。
根据本发明，也可以通过图22A所示方法压缩铌的粉末。具体地说，通过上模75A以及下模75B压缩进入到金属外壳2内的铌粉末11a。此时，通过下模75B的多个加压杆76b向上方推压金属外壳2的主板部20的一部分，以此在主板部20上形成凸状部28。另一方面，在上模75A上设置有多个加压杆76a，由此在铌粉末11a中使凸状部28的上方及其近旁部分比其它部分更强力地被压缩。其结果，如图22B所示，得到在与金属外壳2的凸状部28对应处所形成凹部19的多孔质体1A。多孔质体1A通过其后烧成而成为多孔质烧结体1。
根据上述方法，在金属外壳2的凸状部28的周边部分，在铌粉末11a被密压缩的状态下埋设凸状部28。因此，提高了多孔质烧结体1和金属外壳2之间的接合强度。在上述构成中，作为提高多孔质烧结体1和金属外壳2之间接合强度的手段，不需要在金属外壳2上熔接其它部件，而且不需要通过加压成形以外的工序在金属外壳2上施以特殊的加工，可以降低制造成本。
在图23所示的构成中，多孔质体1A与金属外壳2分开制作。其后，多孔质体1A经包含阀作用金属粉末的导电膏77而贴附在金属外壳2上。而且，保持在金属外壳2收容该多孔质体1A的状态进行加热，得到多孔质烧结体1。通过这样的构成，可制造本发明目的的固体电解电容器。
与上述的构成不同，也可以利用导电膏77在金属外壳2上接合终止烧结处理的多孔质烧结体1。
图24～图26表示的是基于本发明第二实施例的固体电解电容器2A。电容器A2包括多孔质烧结体1和贯通该烧结体的阳极导线69。多孔质烧结体本身具有与现有技术的铌制多孔质烧结体同样的构造，在铌粉末烧结体表面分别叠层有电介质层以及固体电解质层(图示略)而形成。金属外壳2例如形成为由铜合金或者镍合金制成，经多孔质烧结体1的向上面相对于固体电解质层具有电绝缘性的接合材料78a而接合。多孔质烧结体1与上述第一实施例相同，相当于阳极，金属外壳2与多孔质烧结体绝缘，不作为阳极工作。
多孔质烧结体1被收容在金属外壳2内，并通过树脂49而被密封。在阳极导线69的两端的各端上与金属板68接合。而且，这些金属板68一部分形成为向金属外壳2的外方延伸出的一对阳极端子68a。辅助金属板3经多孔质烧结体1的向下面的固体电解质层和导电接合材料78b接合，其一部分形成为向金属外壳2的外方延伸出的阴极端子34。
即使在固体电解电容器A2中，由于多孔质烧结体1被收容在金属外壳2内，所以与上述固体电解电容器A1相同，一边抑制在多孔质烧结体1上发生翘曲或者龟裂，一边实现扁平化以及纵横尺寸大型化，可形成为大容量且频率特性良好。此外，阳极导线69贯通多孔质烧结体1，使电路电流全体可以流入该阳极导线69。因此，即使在固体电解电容器A2内也可以得与参照图15说明的同样的作用。得到所谓进一步提高高频频带的除去干扰特性。
图27以及图28表示的是基于本发明第三实施例的固体电解电容器A3。该固体电解电容器A3与上述固体电解电容器A2同样包括多孔质烧结体1和贯通该烧结体的阳极导线69。可是，在固体电解电容器A3中，在多孔质烧结体1的上面的固体电解质层(图示略)上，经导电接合材料78c而与金属外壳2接合(即作为阴极的固体电解质层上导通金属外壳2)。在金属外壳2上设置有与该金属外壳一体的阴极端子34。
根据这样的构成，得到与固体电解电容器A2相同的作用效果。此外，由于阴极端子34与金属外壳2一体形成，所以不需要在固体电解电容器A2内使用的辅助金属板3，从而可以降低制造成本。
本发明的固体电解电容器并不限于上述例子。例如在上述固体电解电容器A2，A3中，形成为使阳极导线69贯通多孔质烧结体1的结构，但是并不限于此，例如也可以形成为其一部分插入多孔质烧结体内，以便阳极导线不贯通多孔质烧结体1的构成。阳极导线69不限于1根，也可以使其设置多根的构成。
权利要求
1.一种固体电解电容器，其特征在于，包括由阀作用金属形成的多孔质烧结体，和收容所述多孔质烧结本的金属外壳。
2.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于还包括在所述多孔质烧结体上形成的电介质层以及固体电解质层，在该构成中，所述固体电解质层作为阴极而工作，同时，所述金属外壳由阀作用金属形成，所述金属外壳以及所述多孔质烧结体相互电气导通，作为阳极而工作。
3.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于所述金属外壳包括主板部和从该主板部的外周缘立起的侧板部，通过这些主板部以及侧板部形成收容所述多孔质烧结体的凹部。
4.根据权利要求3所述的固体电解电容器，其特征在于所述多孔质烧结体呈具有比所述金属外壳的所述凹部的深度更小的厚度的扁平状。
5.根据权利要求3所述的固体电解电容器，其特征在于所述多孔质烧结体包括第一面以及与该第一面相反的第二面，所述第一面相对于所述金属外壳的主板部直接或者间接地接合。
6.根据权利要求5所述的固体电解电容器，其特征在于所述多孔质烧结体的所述第一面相对于所述金属外壳的所述主板部经由含有阀作用金属粉末的接合材料而接合。
7.根据权利要求3所述的固体电解电容器，其特征在于在所述金属外壳上设置向该金属外壳的外方延伸出的至少一只阳极端子。
8.根据权利要求3所述的固体电解电容器，其特征在于在所述金属外壳上设置有向该金属外壳的外方延伸出的多只阳极端子，形成为经由这些多个阳极端子而可以在所述金属外壳内流过电流的构成。
9.根据权利要求7所述的固体电解电容器，其特征在于所述阳极端子相对于所述金属外壳的侧板部一体形成。
10.根据权利要求7所述的固体电解电容器，其特征在于在所述金属外壳上接合有与该金属外壳同材质的金属部件，将该金属部件的一部分作成为所述阳极端子。
11.根据权利要求5所述的固体电解电容器，其特征在于所述固体电解质层的一部分形成于所述多孔质烧结体的所述第二面上，在所述固体电解质层的该一部分上接合金属制连接部件，将该金属制连接部件的一部分作成为阴极端子。
12.根据权利要求11所述的固体电解电容器，其特征在于在所述金属外壳上形成有切口部，而且所述金属制连接部件的一部分从所述金属外壳的内方通过所述切口部而向所述金属外壳的外方延伸。
13.根据权利要求11所述的固体电解电容器，其特征在于所述多孔质烧结体的所述第二面包括形成有绝缘层的外周缘，在所述第二面中的、在由所述绝缘层包围的区域内，形成有所述固体电解质层的一部分。
14.根据权利要求13所述的固体电解电容器，其特征在于所述绝缘层由树脂形成，而且该树脂的一部分浸透到所述多孔质烧结体的外周缘的内部。
15.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于所述金属外壳具有凹凸状的内面，该内面与所述多孔质烧结体相接合。
16.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于所述金属外壳包括与具有阀作用的金属部件熔接的内面，该熔接的金属部件形成为凸状。
17.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于所述金属外壳包括形成有多个凹部以及与这些凹部对应的多个毛刺的内面。
18.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于所述金属外壳包括形成有所述金属外壳的一部分隆起的多个凸部的内面。
19.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于所述金属外壳具有开口部，而且该开口部通过树脂堵塞。
20.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于所述金属外壳包括至少一部分被树脂覆盖的外面。
21.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于还包括在所述多孔质烧结体上形成的电介质以及固体电解质层，一部分进入所述多孔质烧结体的阳极引线，导通连接于所述阳极导线上并且一部分作成为阳极端子的金属部件，和与所述固体电解质导通的阴极端子。
22.根据权利要求21所述的固体电解电容器，其特征在于所述金属外壳与所述固体电解质层导通，在所述金属外壳上设置有所述阴极端子。
23.一种制造方法，其特征在于其是包括金属外壳以及收容于该金属外壳内的多孔质烧结体的固体电解电容器的制造方法，其中，包括准备所述金属外壳的第一工序，和准备所述多孔质烧结体的第二工序。
24.根据权利要求23所述的制造方法，其特征在于所述第二工序包括通过压缩进入所述金属外壳的阀作用金属粉末而形成多孔质体的作业，和通过使该多孔质体与所述金属外壳一起加热而形成多孔质烧结体的作业。
25.根据权利要求23所述的制造方法，其特征在于所述第二工序包括使用含有阀作用金属粉末的接合材料，将由阀作用金属粉末形成的多孔质体在所述金属外壳内接合的作业；和通过使该多孔质体与所述金属外壳一起加热而形成多孔质烧结体的作业。
26.根据权利要求23所述的制造方法，其特征在于所述第二工序包括使用含有阀作用金属粉末的接合材料，使由阀作用金属粉末形成的多孔质烧结体在所述金属外壳内接合作业。
27.根据权利要求23所述的制造方法，其特征在于所述第一工序包括对金属框架进行拉深加工作业。
28.根据权利要求23所述的制造方法，其特征在于还包括在所述多孔质烧结体上形成电介质层以及固体电解质层的工序，其中，所述多孔质烧结体包括与所述金属外壳接合的接合面和与所述金属外壳不接合的非接合面，所述电介质层以及固体电解质层的形成相对于所述多孔质烧结体内部以及所述非接合面进行。
29.根据权利要求28所述的制造方法，其特征在于所述金属外壳具有由多个侧板部规定的开口部，在形成所述电介质层或者所述固体电解质层时，使所述金属外壳成为向上开口的状态，经由所述开口部，用于形成所述电介质层或者所述固体电解质层的处理液注入到所述金属外壳内。
30.根据权利要求28所述的制造方法，其特征在于在还包括在形成所述固体电解质层之前，在所述多孔质烧结体的所述非接合面的外周缘上形成绝缘层的工序，其中，该绝缘层防止在所述非接合面的外周缘上形成所述固体电解质层。
31.根据权利要求28所述的制造方法，其特征在于还包括在形成所述电介质层以及所述固体电解质层之后，在所述多孔烧结体的所述非接合面上，设置金属部件的工序，使得与所述固体电解质层导通，其中，该金属部件的一部分应作为阴极端子而工作，向所述金属外壳的外方延伸。
32.根据权利要求31所述的制造方法，其特征在于还包括在所述非接合面上设置所述金属部件之后，在所述金属外壳内充填树脂，对所述金属部件的一部分密封的工序。
33.根据权利要求31所述的制造方法，其特征在于还包括由树脂覆盖所述金属外壳的外面的工序。
全文摘要
固体电解电容器(A1)包括由阀作用金属形成的多孔质烧结体(1)和收容该多孔质烧结体的金属外壳(2)，该金属外壳(2)和多孔质烧结体(1)是相互电气导通的阳极，在多孔质烧结体(1)上形成电介质层以及固体电解质层，该固体电解质层作为阴极而工作。
文档编号H01G9/15GK1871676SQ20048003095
公开日2006年11月29日 申请日期2004年10月20日 优先权日2003年10月20日
发明者栗山长治郎 申请人:罗姆股份有限公司