固体电解电容器及其制造方法

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：
当前，已知有固体电解电容器使由阀金属构成的阳极在磷酸水溶液中阳极氧化， 从而在表面形成作为电介质的金属氧化物层，并以二氧化锰用作为电解质层，但由于二氧 化锰的导电性小，因此存在等效串联电阻(ESR Equivalent Series Resistance)大的问 题。另一方面，还已知通过使用导电性高分子代替二氧化锰作为电解质层来实现ESR 的降低的固体电解电容器。但是，在使用导电性高分子作为电解质层的固体电解电容器中，与使用二氧化锰 作为电解质层的固体电解电容器相比，虽然具有ESR小的优点，但是存在漏电流大的问题。 特别是，在使用铌作为阳极的固体电解电容器的情况下，作为电介质层的铌的氧化覆膜容 易受到热的影响，并且抗应力性能也比较弱，因此在用树脂铸型等形成封装体(外装体)的 工序等中，由于树脂铸型用的树脂的射出压会施加在该电介质层上，该电介质层会受到损 伤，因此存在漏电流增大的问题。因而，开发了下述技术(参照专利文献1)在利用树脂铸型形成封装体之前，仅在 电子部件元件的表面中与用于铸型的口相对的面上贴附由橡胶、纸、布等形成的片状缓冲 材料，缓和树脂的射出压，减少电介质层的损伤，从而抑制漏电流增大。专利文献1 特开平8-148392公报

发明内容
但是，即使利用专利文献1中公开的技术，对封装体形成时的漏电流增大的抑制 也并不充分。关于这一点，发明者们经过反复研究，明确了封装体形成工序中的漏电流增大 的主要原因是封装体形成时的1)通过阳极引线的应力和2)通过电解质层的应力。封装体 形成前的电容器元件和阳极端子仅通过一个端部埋设在阳极体中的阳极引线来机械固定， 而且，阳极引线的阳极体埋设部并没有被完全烧结，因此认为封装体形成时的应力通过阳 极引线向阳极体内部传播。另外，电容器元件的阳极引线周围的电解质层露出，电解质层与阴极层等相比硬 度较高，因此认为封装体形成时的应力在电解质层中传播，使电介质层附近产生损伤。由此推断，专利文献1公开的技术中，虽然在封装体形成工序中的漏电流增大的 主要原因内的通过电解质层的应力的缓和方面有一定的效果，但是对通过阳极引线的应力 不能进行抑制，因此抵制并不充分。本发明用于解决上述的课题，本发明的目的在于提供降低了漏电流的固体电解电 容器及其制造方法。为了解决上述的课题，本发明的固体电解电容器具备电容器元件，该电容器元件包括由金属微粒的烧结体构成的阳极；以一个端部埋入阳极中的方式设置的阳极引线； 形成在阳极表面的电介质层；形成在电介质层上的电解质层；和以在阳极引线的周边具有 电解质层的露出面的方式形成于电解质层上的阴极层，对电容器元件附设有与阳极引线的 另一个端部电连接的阳极端子和与阴极层电连接的阴极端子，以覆盖从电容器元件的电解 质层的露出面到阳极端子之间的阳极引线的方式设置有第一树脂部，并且，以至少覆盖电 容器元件及第一树脂部的方式设置有第二树脂部。由此，阴极端子与阳极体不仅通过阳极引线连接，还通过第一树脂部连接，因此能 够由第一树脂部和阳极引线来分散形成第二树脂部即封装体时的树脂的射出压，从而能够 缓和通过阳极引线向阳极体内部传播的应力。其结果，抑制封装体形成后的漏电流增大。另外，也可以以将电解质层的露出面全部覆盖的方式设置第一树脂部。由此，形成 第二树脂部即封装体时的树脂的射出压，在电解质层露出的部分的整个表面被第一树脂部 缓和，因此能够减小通过电解质层对阳极体施加的应力。其结果，能够进一步抑制封装体形 成后的漏电流增大。另外，可以使用硅树脂作为第一树脂部。由此，缓和封装体形成工序时的应力的效 果较大，因此能够进一步抑制封装体形成后的漏电流增大。另外，硅树脂的针入度优选在30 200的范围内。通过这样做，使作为第一树脂 部使用的硅树脂形成为如下程度的硬度的范围，即，在封装体形成时能够将树脂的射出压 向电解质层的传播缓和，并缓和通过阳极引线向阳极体内部传播的应力。因而进一步抑制 封装体形成后的漏电流增大。另外，本发明的固体电解电容器的制造方法的特征在于，包括以一个端部埋入由 金属微粒的烧结体构成的阳极中的方式设置阳极引线，在阳极表面形成电介质层，在电介 质层上形成电解质层，以使阳极引线的周边的电解质层露出的方式在电解质层上形成阴极 层，由此形成电容器元件的工序；将阳极引线的另一个端部与阳极端子电连接的工序；将 阴极层与阴极端子电连接的工序；在将阳极引线的另一个端部与阳极端子电连接的工序 后，以覆盖从电容器元件的电解质层的露出面到阳极端子之间的阳极引线的方式形成第一 树脂部的工序；和以至少覆盖电容器元件、第一树脂部的方式形成第二树脂部的工序。由此，由于能够用第一树脂部可靠地覆盖将阳极引线与阳极端子电连接的部位， 因此能够更可靠地抑制封装体形成后的漏电流增大。本发明能够提供降低了漏电流的固体电解电容器及其制造方法。


图1是本发明的一实施方式的固体电解电容器的剖面图。图2表示本发明的一实施方式的封装体形成前的固体电解电容器的主要部分， (a)是侧面图，(b)是俯视图。图3表示本发明的一实施方式的固体电解电容器的制造工序。图4是与本发明的第二实施例有关的固体电解电容器的剖面图。图5表示与本发明的第二实施例有关的封装体形成前的固体电解电容器的主要 部分，(a)是侧面图，(b)是俯视图。图6表示与本发明的第三实施例有关的封装体形成前的固体电解电容器的主要部分，(a)是侧面图，(b)是俯视图。图7是比较例1的固体电解电容器的剖面图
图8是比较例2的固体电解电容器的剖面图
附图标记说明
1 阳极端子
2:阳极引线
3:阳极体
4:电介质层
5 电解质层
6:阴极层
6a 碳层
6b 银层
7:阴极端子
8 第二树脂部
9 粘接层
10 第一树脂层
20 阳极端子的端部
50 电解质层的露出面
具体实施例方式以下，参照

本发明的实施方式。不过，本发明并不限定于本实施方式。(实施方式)图1是本发明的一实施方式的固体电解电容器(封装体形成后)的剖面图。另外， 图2表示本发明的一实施方式的封装体形成前的固体电解电容器的主要部分，(a)是侧面 图，(b)是俯视图。如图1和图2所示，在本发明的固体电解电容器中，为了埋入阳极引线2的一个端 部，将阀金属粉末成型并在真空中烧结形成多孔质的阳极体3，并以覆盖该阳极体3的表面 的方式形成由氧化物构成的电介质层4。在电介质层4的表面形成有电解质层5，进而在电 解质层5的表面形成有由碳层6a、银层6b构成的阴极层6。这里，阳极引线2周边没有形 成阴极层6，电解质层5从阴极层6露出，具有电解质层5的露出面50。在本实施方式中， 在作为长方体形状的阳极体3的外表面中，在阳极引线2直立的面上没有形成阴极层6，该 面成为电解质层5的从阴极层6露出的露出面50。阴极层6通过粘接层9与阴极端子7粘接，另外，阳极引线2与阳极端子1熔接， 由此分别实现电连接。进而，设置第一树脂部10，使得其覆盖从阳极引线2周边的电解质层 5的露出面50到阳极端子1之间的阳极引线2。然后，形成由环氧树脂等构成的第二树脂 部8即封装体，得到固体电解电容器。这里，阳极端子1是本发明的“阳极端子”的一例，阳极引线2是本发明的“阳极引 线”的一例，阳极体3是本发明的“阳极”的一例，电介质层4是本发明的“电介质层”的一 例，电解质层5是本发明的“电解质层”的一例，电解质层的露出面50是本发明的“电解质层的露出面”的一例，阴极层6是本发明的“阴极层”的一例，阴极端子7是本发明的“阴极 端子”的一例，第二树脂部8是本发明的“第二树脂部”的一例，第一树脂部10是本发明的 “第一树脂部”的一例。(制造方法)图3是本发明的一实施方式的固体电解电容器的制造工序图。工序1 如图3(a)所示，使用铌金属的粉末，以埋入阳极引线2的一个端部的方式 成型，并在真空中烧结，由此形成由铌多孔质烧结体构成的阳极体3。这时，阳极引线2的另 一个端部以从阳极体3突出的形态固定。工序2 如图3(b)所示，在含氟的水溶液中对该阳极体3进行阳极氧化，然后在磷 酸水溶液中进行阳极氧化，由此形成由含氟的氧化铌构成的电介质层4。工序3 如图3(c)所示，利用化学聚合法等在上述电介质层4的表面形成电解质 层5，然后，通过分别涂敷碳膏及银膏并进行干燥，形成由碳层6a及银层6b构成的阴极层 6。这时，阴极层6没有在阳极端子2周边的电解质层5的表面形成，存在电解质层5的露 出面50。进而，阴极层6通过使用了导电性材料的粘接层与阴极端子7粘接，并且，阳极引 线2与阳极端子1熔接，由此分别实现电连接。工序4 如图3(d)所示，设置由硅树脂构成的第一树脂部10，使得其连续覆盖在工 序3中形成的阳极引线2与阳极端子1的连接部和电解质层5的露出面50的一部分。对于这样形成的由硅树脂构成的第一树脂部10，按照JIS K6249计测针入度。另 外，针入度是表示树脂硬度的特性，数字越大则树脂越柔软。工序5 如图3(e)所示，在至工序4为止形成的电容器元件的周围，使用包括环氧 树脂以及咪唑化合物的密封材料，利用传递模塑法形成第二树脂部8，即封装体。(实施例1)在实施例1中，经过与上述实施方式的制造方法中的各工序(工序1 5)相对应 的工序，制作固体电解电容器。以下，详细叙述各工序中的实施条件。工序IA 如图3(a)所示，使用一次粒径约0. 5 μ m的铌金属粉末，以埋入阳极引线 2的一部分的方式成型，并在真空中进行烧结，由此形成由高约4. 4mmX宽约3. 3mmX深约 1. Omm的铌多孔质烧结体构成的阳极体3。这时，阳极引线2的另一个端部以从阳极体3突 出的形态固定。工序2A 在保持为约40°C的约0. 1重量％的氟化铵水溶液中，以约IOV的恒定电 压对该阳极体3进行约10小时的阳极氧化，然后，在保持为约60°C的约0. 5重量％的磷酸 水溶液中，以约IOV的恒定电压进行约2小时的阳极氧化，由此形成含氟的电介质层4。工序3A:在上述电介质层4的表面通过化学聚合法等形成由聚吡咯构成的电解质 层5，然后，通过分别涂敷碳膏及银膏并进行干燥，形成由碳层6a及银层6b构成的阴极层 6。这时，阴极层6没有在阳极端子2周边的电解质层5的表面形成，存在电解质层5的露 出面50。进而，阴极层6通过使用了导电性材料的粘接层与阴极端子7粘接，并且，阳极引 线2与阳极端子1熔接，由此分别实现电连接。工序4A 设置由硅树脂构成的第一树脂部10，使得其连续覆盖在工序3A中形成的阳极引线2与阳极端子1的连接部和电解质层5的露出面50的一部分。这里，电解质层5 的露出面50内存在没有被第一树脂部10覆盖的非覆盖部51。另外，在本实施例中，如图1 所示，第一树脂部10将阳极端子1的端部20的宽度方向内位于阳极引线2的位置的中央 部分覆盖，在阳极端子1的端部20的宽度方向的两端不存在第一树脂部10。以下，记载由硅树脂构成的第一树脂部10的更详细的制造方法。硅树脂使用GE 东芝硅制的TSE3070。具体地讲，对100重量份的该公司的TSE3070(A)液调配100重量份 的该公司的TSE3070(B)液，并搅拌均勻。然后，以覆盖所希望的位置的方式使用调合器涂 敷树脂，并在70°C下进行30分钟的硬化处理，由此形成由硅树脂构成的第一树脂部10。对于由这样形成的硅树脂构成的第一树脂部10，按照JIS K6249计测针入度。具 体地讲，在1/4混合器的壶中装满测定试料，使1/4圆锥落入到试料中，读取进入的深度 (mm)，以深度(mm)的10倍作为针入度。其结果，针入度是65。另外，针入度是表示树脂硬 度的特性，数字越大则树脂越柔软。工序5A 在至工序4A为止形成的电容器元件的周围，使用包括环氧树脂以及咪唑 化合物的密封材料，利用传递模塑法形成第二树脂部8，即封装体。即，将已在温度160°C预 加热的密封材料以压力80kg/cm2注入到模具中，在模具内以温度160°C、时间90秒的条件 使其硬化。(实施例2)图4是与本发明的第二实施方式有关的固体电解电容器的剖面图。另外，图5表 示与本发明的第二实施例有关的封装体形成前的固体电解电容器的主要部分，(a)是侧面 图，(b)是俯视图。如图4以及图5所示，在本实施例的固体电解电容器中，在上述实施例1的工序4A 中，以覆盖电解质层5的整个露出面50——而不是露出面50的一部分——的方式设置第 一树脂部10，除此以外，按照与实施例1相同的方法制作固体电解电容器。即，在本实施例 中，电解质层5的露出面50内不存在没有被第一树脂部10覆盖的非覆盖部51。(实施例3)图6表示与本发明的第三实施例有关的封装体形成前的固体电解电容器的主要 部分，(a)是侧面图，(b)是俯视图。如图6所示，在本实施例的固体电解电容器中，在上述实施例1的工序4A中，与实 施例2相同，以覆盖电解质层5的整个露出面50——而不是露出面50的一部分——的方式 设置第一树脂部10，并且，在阳极引线2与阳极端子1的连接部，以将阳极端子1的端部20 的宽度方向全部覆盖的方式设置第一树脂部10。在其它方面，使用与实施例1相同的方法 制作固体电解电容器。(比较例1)图7是比较例1的固体电解电容器的剖面图。在本比较例1中，在上述实施例1中不进行工序4A，除此以外，按照与实施例1相 同的方法制作固体电解电容器。(比较例2)图8是比较例2的固体电解电容器的剖面图。在本比较例中，在上述实施例1的工序4A中，在阳极引线与阳极端子的连接部处
7不设置第一树脂部10，而是以覆盖电解质层5的整个露出面50的方式设置第一树脂部10， 除此以外，按照与实施例1相同的方法制作固体电解电容器。(漏电流的测定)对于这些固体电解电容器，在两端子之间施加2. 5V的电压，测定20秒钟以后在端 子之间流过的电流作为漏电流。表1表示漏电流的测定结果。另外，漏电流值表示为以实施例1中的值为100的 相对值。[表 1]
权利要求
一种固体电解电容器，其特征在于具备电容器元件，该电容器元件包括由金属微粒的烧结体构成的阳极；以一个端部埋入所述阳极中的方式设置的阳极引线；形成在所述阳极表面的电介质层；形成在所述电介质层上的电解质层；和以在所述阳极引线的周边具有所述电解质层的露出面的方式形成于所述电解质层上的阴极层，其中在所述电容器元件，附设有与所述阳极引线的另一个端部电连接的阳极端子和与所述阴极层电连接的阴极端子，以将从所述电容器元件的所述电解质层的露出面到所述阳极端子之间的所述阳极引线覆盖的方式设置有第一树脂部，并且，以至少将所述电容器元件及所述第一树脂部覆盖的方式设置有第二树脂部。
2.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于所述第一树脂部以将所述电解质层的露出面全部覆盖的方式设置。
3.根据权利要求1或2所述的固体电解电容器，其特征在于 使用硅树脂作为所述第一树脂部。
4.根据权利要求3所述的固体电解电容器，其特征在于 所述硅树脂的针入度在30 200的范围。
5.一种固体电解电容器的制造方法，其特征在于，包括以一个端部埋入由金属微粒的烧结体构成的阳极中的方式设置阳极引线，在所述阳极 表面形成电介质层，在所述电介质层上形成电解质层，以使所述阳极引线的周边的所述电 解质层露出的方式在所述电解质层上形成阴极层，由此形成电容器元件的工序； 将所述阳极引线的另一个端部与阳极端子电连接的工序； 将所述阴极层与阴极端子电连接的工序；在将所述阳极引线的另一个端部与阳极端子电连接的工序后，以将从所述电容器元件 的所述电解质层的露出面到所述阳极端子之间的所述阳极引线覆盖的方式形成第一树脂 部的工序；和以至少将所述电容器元件、所述第一树脂部覆盖的方式形成第二树脂部的工序。
全文摘要
本发明的目的是提供降低了漏电流的固体电解电容器及其制造方法。本发明的固体电解电容器的特征在于，具备电容器元件，该电容器元件包括由金属微粒的烧结体构成的阳极(3)；以一个端部埋入阳极(3)中的方式设置的阳极引线(2)；形成在阳极(3)表面的电介质层(4)；形成在电介质层(4)上的电解质层(5)；和以在阳极引线(2)的周边具有电解质层(5)的露出面(50)的方式形成于电解质层(5)上的阴极层(6)，对电容器元件附设有与阳极引线(2)的另一个端部电连接的阳极端子(1)和与阴极层(6)电连接的阴极端子(7)，另外，以将从电容器元件的电解质层(5)的露出面(50)到阳极端子(1)之间的阳极引线(2)覆盖的方式设置有第一树脂部(10)，并且，以至少将上述电容器元件及第一树脂部(10)覆盖的方式设置有第二树脂部(8)。
文档编号H01G9/004GK101981639SQ200980110748
公开日2011年2月23日 申请日期2009年3月25日 优先权日2008年3月26日
发明者根本雅昭, 梅本卓史, 野野上宽 申请人:三洋电机株式会社