CN1194360C - 固体电解电容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了具有优于以往的基本电性能、可防止导电性高分子层因与阳极引出部分接触而造成的绝缘不良、可防止绝缘破坏的发生、且不会损害以往的生产性等效果的固体电解电容器及其制造方法。该电容器由以下6个部分构成：设置在由阀作用金属构成的阳极体表面上的表面粗化层；设置在前述阳极体上的阳极引出部分和电容器元件部分；设置在前述电容器元件部分的表面粗化层表面上的电介质氧化膜层；设置在前述电介质氧化膜层上的导电性高分子层；设置在前述导电性高分子层上的导电体层；与前述导电体层通电相连的阴极端子；其特征在于，前述表面粗化层通过禁止带而分隔成阳极引出部分和电容器元件部分，阳极引出部分表面上连接有阳极端子。
Description
技术领域
本发明涉及具有固体电解质层的固体电解电容器及其制造方法。
背景技术
以往，这种固体电解电容器具有图8所示结构。图8中，固体电解电容器具备包括阳极引出部分2和电容器元件部分3的阀作用金属5、设置在前述阀作用金属上的电介质氧化膜、设置在前述电介质氧化膜上的导电性高分子层、设置在前述导电性高分子上的导电体层、阳极端子6、阴极端子7和外封装树脂8。阀作用金属5具有经过腐蚀处理的表面粗化层或多孔层。阳极引出部分2和电容器元件部分3通过设置在阀作用金属表面的分隔材料1互相分隔。电介质氧化膜通过阳极氧化而形成。阳极端子6与阳极引出部分2通电相连。阴极端子7与导电体层通电相连。外封装树脂8包覆整个电容器元件，通过模压成型而覆盖。
形成导电性高分子层的公知方法包括通过使用了单体的电解氧化聚合而形成的方法，以及利用化学氧化聚合而形成的方法。电解氧化聚合法是指在预先形成于电介质氧化膜上的二氧化锰层表面形成导电性高分子层的方法。化学氧化聚合法是指直接在电介质氧化膜表面形成导电性高分子层的方法。
但是，图8所示的固体电解电容器中，具有表面粗化层或多孔层的阀作用金属通过分隔材料1被分隔成阳极引出部分2和电容器元件部分3，一旦导电性高分子层通过表面粗化层或多孔层的空隙4与阳极引出部分2接触，就会发生绝缘不良的现象，或者绝缘性被破坏。因此，提出了增大分隔材料1的宽度或使用具有高粘合性的材料作为阀作用金属的方法。但是，即使在这种情况下，在进行数量较多的批量生产时也难以获得始终稳定的生产效果，而且，不易获得稳定的低绝缘不良率，且成本较高。
发明内容
本发明提供了一种固体电解电容器及其制造方法，该电容器具有能够以比较简单的方法进行生产、可防止因导电性高分子层与阳极引出部分接触而造成的绝缘不良的发生、可防止绝缘性被破坏、以往的生产性不会受到影响等效果。
本发明的固体电解电容器具备以下6个部分：设置在由阀作用金属构成的阳极体表面上的表面粗化层；设置在前述阳极体上的阳极引出部分和电容器元件部分；设置在前述电容器元件部分的表面粗化层表面上的电介质氧化膜层；设置在前述电介质氧化膜层上的导电性高分子层；设置在前述导电性高分子层上的导电体层；与前述导电体层通电相连的阴极端子；其特征在于，前述表面粗化层通过禁止带而分隔成阳极引出部分和电容器元件部分，阳极引出部分表面上连接有阳极端子。
特别理想的状态是，前述阳极体具有表面粗化层和多孔层中的至少一种凹凸层。
特别理想的状态是，前述阳极体具有形成了表面粗化层和多孔层中的至少一种的阀作用金属。
特别理想的状态是，前述固体电解电容器还具备设置在前述禁止带上的分隔材料。
本发明的固体电解电容器的制造方法包括按照以下顺序的步骤：
提供由阀作用金属构成的阳极体，
在前述阳极体表面上形成表面粗化层，
在前述表面粗化层表面形成将阳极引出部分与电容器元件部分分离的禁止带，
在前述电容器元件部分的表面粗化层表面形成电介质氧化膜，
在前述电介质氧化膜上形成导电性高分子层，
在前述导电性高分子层上形成导电体层，
使阴极端子与前述导电体层相连，
将阳极端子连接于阳极引出部分的表面。特别理想的状态是，前述提供阳极体的步骤中包括在前述阳极体表面形成表面粗化层和多孔层中的至少一种凹凸层的步骤。
特别理想的状态是，前述阳极体具有阀作用金属，提供前述阳极体的步骤中包括在前述阳极体表面形成表面粗化层和多孔层中的至少一种凹凸层的步骤。
特别理想的状态是，前述方法中包括在前述禁止带上设置分隔材料的步骤。
利用上述构成，能够以比较简单的制造方法，获得具有与以往相同或更好的电性能的固体电解电容器。可防止因导电性高分子层与阳极引出部分接触而造成的绝缘不良。可防止绝缘性被破坏。而且，不会影响以往的生产性。即获得了具有以上效果的固体电解电容器及其制造方法。
附图说明
图1(a)为本发明实施例之一的固体电解电容器元件的结构斜视图，图1(b)为图1(a)所示的固体电解电容器元件的主要部分放大剖面图。图2(a)为本发明实施例之一的固体电解电容器元件的结构斜视图，图2(b)为图2(a)所示的固体电解电容器元件的主要部分放大剖面图。图3(a)为本发明实施例之一的固体电解电容器元件的结构斜视图，图3(b)为图3(a)所示的固体电解电容器元件的主要部分放大剖面图。图4(a)为本发明实施例之一的固体电解电容器元件的结构斜视图，图4(b)为图4(a)所示的固体电解电容器元件的主要部分放大剖面图。图5(a)为本发明实施例之一的固体电解电容器元件的结构斜视图，图5(b)为图5(a)所示的固体电解电容器元件的主要部分放大剖面图。图6为本发明实施例之一的固体电解电容器元件的组成状态和外封装状态的剖面图。图7为本发明实施例之一的固体电解电容器的制造方法流程图。图8为传统固体电解电容器的结构剖面图。
图中符号具有以下含义：10为阳极体，11、21、31、41、51为电容器元件部分，12、22、32、42、52为禁止带，19和59为聚硅氧烷材料，13、23、33、43、54为阳极引出部分，14、24、34、44、55为电介质氧化膜，15、25、35、45、56为导电性高分子层，16、26、36、46、57为导电体层，53为分隔胶带。
具体实施方式
本发明实施例之一的固体电解电容器具备形成于阀作用金属表面的表面粗化层或多孔层，形成于该层中的至少用于形成阳极引出部分和电容器元件部分的边界部分的可防止导电性高分子材料渗透的禁止带，在由禁止带分隔的电容器元件部分表面上依次设置的电介质氧化膜层、导电性高分子层和导电体层，分别与上述阳极引出部分表面和导电体层通电相连的端子。前述表面粗化层或多孔层具有包括凹部和凸部在内的凹凸表面。
利用上述构成，禁止带能够防止导电性高分子层材料的渗透。所以，可防止因导电性高分子层与阳极引出部分接触而造成的绝缘不良，更能够显著降低达到绝缘被破坏的程度的概率。可获得不会影响以往生产性的固体电解电容器。
特别理想的状态是，前述禁止带具有与表面粗化层或多孔层表面接触而形成的聚硅氧烷材料或聚硅氧烷扩散层，利用该构成能够获得更好的上述效果。
特别理想的状态是，前述聚硅氧烷材料或聚硅氧烷扩散层由聚硅氧烷二聚物～二十聚物的聚硅氧烷的低分子聚硅氧烷形成。聚硅氧烷具有-(O-Si)n-O-的骨架，Si上连接了R1和R2等烷基。二聚物具有“n”为“2”的结构，二十聚物具有“n”为“20”的结构。由于上述范围内的低分子聚硅氧烷具有所希望的粘性，所以，可确保该低分子聚硅氧烷被设置在禁止带凹凸表面的凹部和凸部两者的表面。而且，上述范围内的低分子聚硅氧烷在实际使用时具有良好的耐热温度。利用上述构成，在获得上述效果的同时，还显著提高了防止导电性高分子材料渗透的效果。
特别理想的状态是，前述禁止带由压缩或凝缩阀作用金属的凹凸表面而形成的压缩层或熔融凝缩层构成。即，对压缩层或熔融凝缩层进行加工处理，使其表面积小于阀作用金属凹凸表面的表面积。通过减小凹凸表面的凹凸差，能够最大限度地缩小表面粗化层或多孔层的表面积。利用该构成不仅能够获得上述效果，还可明显提高防止导电性高分子材料渗透的效果。
特别理想的状态是，禁止带具有分断沟，以除去阀作用金属的表面粗化层或多孔层而使基材露出。利用该构成不仅能够获得上述效果，还可明显提高禁止带的防止导电性高分子材料渗透的效果。
本发明的另一实施例的固体电解电容器具备形成于阀作用金属表面的表面粗化层或多孔层，形成于该层中的至少用于形成阳极引出部分和电容器元件部分的边界部分的可防止导电性高分子材料渗透的禁止带，设置在上述禁止带上的分隔材料，在由禁止带和分隔材料分隔的电容器元件部分表面上依次设置的电介质氧化膜层、导电性高分子层和导电体层，分别与上述阳极引出部分表面和导电体层通电相连的端子。分隔材料是指具有电绝缘性的材料。
利用上述构成，禁止带可防止导电性高分子材料的渗透。而且，分隔材料可确保导电性高分子层不会跨越禁止带而形成。即，禁止带和分隔材料两者都可防止导电性高分子材料在阳极引出部分形成导电性高分子层。所以，能够防止因导电性高分子材料与阳极引出部分接触而造成的绝缘不良，而且，能够显著降低达到绝缘被破坏的程度的概率。可获得以往生产性不受到影响的固体电解电容器。
特别理想的状态是，前述分隔材料是由耐热性胶带材料和在耐热性胶带材料上形成涂膜时所用的耐热性粘合剂形成的胶带。耐热性粘合剂最好是聚硅氧烷系粘合剂。耐热性粘合剂以粘合状态设置在禁止带表面。即，聚硅氧烷系粘合剂设置在禁止带凹凸表面的凹部和凸部表面而形成的聚硅氧烷扩散层被设置在禁止带表面。聚硅氧烷系粘合剂是指化学结构中含“Si”的聚硅氧烷化合物。利用该构成不仅能够获得上述效果，还可显著提高防止导电性高分子材料渗透的效果。
特别理想的状态是，前述聚硅氧烷扩散层由包含聚硅氧烷二聚物～二十聚物的聚硅氧烷的低分子聚硅氧烷形成。利用该构成不仅能够获得上述效果，还可稳定地获得防止导电性高分子材料渗透的效果。
特别理想的状态是，前述分隔材料是由耐热性胶带材料和在胶带材料上形成涂膜时所用的耐热性聚硅氧烷系粘合剂形成的胶带，设置该胶带使其覆盖禁止带，胶带的宽度大于禁止带的宽度。利用该构成不仅能够获得上述效果，还可防止形成的导电性高分子层跨越禁止带，更能够稳定获得防止导电性高分子材料渗透的效果。
特别理想的状态是，前述禁止带具有加压处理的压缩层或熔融凝缩层，它们的表面积小于阀作用金属的表面粗化层或多孔层的表面积。利用该构成不仅能够获得上述效果，还可最大限度地减小表面粗化层或多孔层的表面积。因此，可确保获得明显的防止导电性高分子材料渗透的效果。
特别理想的状态是，前述禁止带由使阀作用金属的表面粗化层或多孔层的基材露出而形成的分断沟构成。利用该构成能够获得上述效果。而且，可确保获得明显的防止导电性高分子材料渗透的效果。
特别理想的状态是，前述阀作用金属为箔状结构。利用该构成易于缩小表面粗化层或多孔层表面至内部的距离。而且，易于在表面粗化层或多孔层表面至内部的范围内形成禁止带。这样，可获得上述效果。而且，可进一步确保获得明显的防止导电性高分子材料渗透的效果。
特别理想的状态是，前述阀作用金属由铝、钽、铌、锆和钛中的至少一种，或它们的复合体或它们的合金构成。利用该构成能够获得极好的上述效果。
特别理想的状态是，前述导电性高分子层是单体和掺杂剂的电解氧化聚合生成物，前述单体为5元环化合物或其衍生物，前述掺杂剂为芳基磺酸。利用该构成可获得极好的上述效果。
本发明实施例之一的固体电解电容器的制造方法包括以下4个步骤：
(a)在阀作用金属表面形成表面粗化层或多孔层等凹凸表面的阳极处理步骤，
(b)在上述阀作用金属的凹凸表面为形成至少阳极引出部分和电容器元件部分的边界部分的可防止导电性高分子材料渗透的禁止带的形成预备步骤，
(c)在利用上述禁止带分隔的电容器元件部分表面依次形成电介质氧化膜、导电性高分子层和导电体层的元件形成步骤，
(d)分别在上述阳极引出部分表面和上述导电体层形成端子的后处理步骤。
利用该构成，禁止带可防止导电性高分子材料向阳极引出部分渗透。能够容易地制造具有上述特性的固体电解电容器。所以，可防止因导电性高分子层与阳极引出部分接触而造成的绝缘不良，还能进一步降低达到绝缘被破坏的程度的概率。可获得以往的生产性不会受损的固体电解电容器。
特别理想的状态是，前述形成禁止带的预备步骤包括以下2部分：在前述阀作用金属的凹凸表面形成聚硅氧烷涂膜；为了在上述凹凸表面中形成规定的聚硅氧烷扩散层，将前述聚硅氧烷涂膜以规定时间放置的控制步骤。利用该构成可使聚硅氧烷涂膜完全渗透凹凸表面的凹部和凸部两者表面，聚硅氧烷扩散层可无空隙地形成于凹凸表面。其结果是，可获得极好的上述效果。
特别理想的状态是，前述禁止带的预备形成步骤包括通过切削除去部分形成于阀作用金属表面的表面粗化层或多孔层的步骤。利用该构成能够获得极好的上述效果。
特别理想的状态是，前述禁止带的预备形成步骤包括通过加压加工压缩部分形成于阀作用金属表面的表面粗化层或多孔层的步骤。利用该步骤，通过禁止带可最大限度地减小表面粗化层或多孔层的表面积。所以，能够获得特别理想的上述效果。而且，防止导电性高分子材料渗透的效果也显著提高。
特别理想的状态是，前述禁止带的预备形成步骤包括通过熔融加工而凝缩部分形成于阀作用金属表面的表面粗化层或多孔层的步骤。利用该步骤，通过形成的禁止带可最大限度地减小表面粗化层或多孔层的表面积。所以，能够获得特别理想的上述效果。而且，防止导电性高分子材料渗透的效果也显著提高。
本发明的另一实施例的固体电解电容器的制造方法包括以下4个步骤：在阀作用金属表面形成表面粗化层或多孔层的阳极处理步骤，在上述阀作用金属的表面粗化层或多孔层内为形成至少阳极引出部分和电容器元件部分的边界部分的可防止导电性高分子材料渗透的禁止带、及上述禁止带上的分隔材料的形成预备步骤，在利用上述禁止带分隔的电容器元件部分表面依次形成电介质氧化膜、导电性高分子层和导电体层的元件形成步骤，分别在上述阳极引出部分表面和上述导电体层上形成端子的后处理步骤。
利用该构成，能够容易地获得具备禁止带防止导电性高分子材料渗透效果的固体电解电容器。而且，分隔材料可确保防止形成的导电性高分子层跨越禁止带。所以，可防止因导电性高分子层与阳极引出部分接触而造成的绝缘不良，更能够显著降低达到绝缘被破坏的程度的概率。能够获得以往的生产性不受到影响的固体电解电容器。
特别理想的状态是，前述预备步骤包括以下2个步骤，即在前述形成于阀作用金属表面的表面粗化层或多孔层上粘合在耐热性胶带基材涂上耐热性聚硅氧烷系粘合剂而形成的胶带的步骤，以及为在上述表面粗化层或多孔层内形成由规定的聚硅氧烷扩散层构成的禁止带，在规定时间内放置前述粘合的胶带的控制步骤。利用上述构成能够获得与上述同样的良好效果。
特别理想的状态是，前述预备步骤包括通过切削除去部分阀作用金属的表面粗化层或多孔层，由分断沟形成禁止带的步骤；以及其后的粘合分隔胶带盖住上述禁止带的步骤。利用该构成能够获得与上述同样的良好效果。而且，设置于前述禁止带上的分隔材料可防止形成的导电性高分子层跨越禁止带。因此，可确保防止导电性高分子材料渗透的效果。
特别理想的状态是，前述预备步骤包括对部分阀作用金属的表面粗化层或多孔层进行加压加工或熔融加工，形成具有压缩层或熔融凝缩层的前述禁止带的步骤；以及其后的粘合分隔胶带盖住上述禁止带的步骤。利用该构成能够获得与上述同样的良好效果。而且，通过最大限度地减小前述表面粗化层或多孔层的表面积，可确保防止导电性高分子材料渗透的效果。
典型的实施例1
图1(a)为本发明的典型实施例的铝制固体电解电容器的结构斜视图，图1(b)为主要部分的放大剖面图。图1(a)和图1(b)中，固体电解电容器具备阳极体10、电介质氧化膜14、导电性高分子层15和导电体层16。阳极体10具有电容器元件部分11、禁止带12和阳极引出部分13。该阳极体10由铝箔制成，该铝箔具有粗化表面。经过粗化的表面具有凹部和凸部的凹凸表面。阳极体10通过禁止带12与阳极引出部分13分隔。禁止带12具有设置于凹凸表面的凹部和凸部表面的聚硅氧烷材料19。聚硅氧烷材料19具有聚硅氧烷二聚物～5量体的聚硅氧烷的低分子聚硅氧烷。电介质氧化膜14形成于电容器元件部分11表面。由聚吡咯构成的导电性高分子层15通过电解氧化聚合形成于上述电容器元件部分11表面。导电性高分子层15上依次层叠形成碳层和银涂层构成的导电体层16。
为了确认具有聚硅氧烷材料19的禁止带12的效果，制作从设置聚硅氧烷材料19开始到以下步骤进行为止的放置时间不同的各种试样。即，从设置聚硅氧烷材料19开始到以下步骤进行为止的放置时间分别为24小时、48小时、96小时和144小时的4种试样。
下面，通过图1(a)、图(b)和图7对具体的制造方法进行说明。图7是本发明的实施例之一的固体电解电容器的制造方法流程图。
图1(a)、图1(b)和图7中，铝箔进行了腐蚀处理，使用3mm×4mm大小的经过腐蚀处理的铝蚀刻箔，制得具有凹凸表面的阳极体10。然后，在铝蚀刻箔的除了阳极引出部分13和禁止带12的区域，在外加电压12V、水溶液温度70℃、60分钟的条件下，用3％己二酰氨水溶液进行阳极氧化。这样就在蚀刻箔的电容器元件部分11形成的电介质膜14。接着，在具有凹凸表面的阳极体表面涂布聚硅氧烷材料19。利用该步骤可形成附着了聚硅氧烷材料19的禁止带12。然后，将电介质氧化膜14表面浸泡在硝酸锰的30％水溶液中，使其自然干燥后，于300℃进行10分钟的热分解处理。利用该步骤，可在导电性氧化膜14表面形成固体电解质层一部分，即锰氧化物层。另外，调制用于形成固体电解质层的单体混合液。该单体混合液的制备过程包括以下2个步骤，即预先混合0.5摩尔/升吡咯单体和0.1摩尔/升丙基萘磺酸钠的步骤，以及添加作为溶剂的水和作为pH值调整剂的丙基磷酸酯将pH值调整为2的步骤。上述单体混合液中，一边使聚合引发用电极接近电容器元件部分11表面，一边进行电解氧化聚合。这样就在电介质氧化膜14上形成作为固体电解质层的导电性高分子层14。然后，涂布作为阴极引出层的胶体碳悬浮液，并干燥。利用该步骤就形成了碳层。接着，在该碳层上涂布银糊状物，然后干燥就形成了银层。这样就构成了具有碳层和银层的导电体层16。该导电体层16具有阴极引出部分的作用。然后，用环氧树脂对上述形成的试样进行外封装，制得固体电解电容器。
此外，本典型实施例中具有阀作用金属的阳极体使用了铝箔，但对其无特别限定，可使用钽、铌、锆和钛等。另外，还可使用通过烧结金属粉末而获得的烧结体。该烧结体具有多孔的凹凸表面。
典型实施例2
图2(a)为本发明的另一典型实施例的铝制固体电解电容器的斜视图。图2(b)为主要部分的放大剖面图。图2(a)和图2(b)中，固体电解电容器具备电容器元件部分21、禁止带22、阳极引出部分23、电介质氧化膜24、导电性高分子层25和导电体层26。电容器元件部分21由铝箔制成，铝箔表面具有表面粗化的凹凸表面。禁止带22具有对铝箔的凹凸表面进行加压加工而形成的压缩部分22。即，压缩部分22具有比凹凸表面小的表面积。电容器元件21利用禁止带22与阳极引出部分23分隔。电介质氧化膜24形成于电容器元件部分21表面。在电介质氧化膜24表面形成了由聚吡咯构成的导电性高分子层25。导电性高分子层25上依次层叠形成了碳层和银涂层构成导电体层26。导电性高分子层25和导电体层26等的成膜条件与实施例1相同。
典型实施例3
图3(a)为本发明的另一典型实施例的铝制固体电解电容器的斜视图。图3(b)为主要部分的放大剖面图。图3(a)和图3(b)中，固体电解电容器具备电容器元件部分31、禁止带32、阳极引出部分33、电介质氧化膜34、导电性高分子层35和导电体层36。电容器元件部分31由铝箔制成，铝箔表面具有表面粗化的凹凸表面。禁止带32具有对铝箔的凹凸表面进行激光加工而形成的熔融凝缩部分。即，熔融凝缩部分32具有比凹凸表面小的表面积。电容器元件31利用禁止带32与阳极引出部分33分隔。电介质氧化膜34形成于电容器元件部分31表面。在电介质氧化膜34表面形成了由聚吡咯构成的导电性高分子层35。导电性高分子层35上依次层叠形成了碳层和银涂层构成导电体层36。导电性高分子层35和导电体层36等的成膜条件与实施例1相同。
典型实施例4
图4(a)为本发明的另一典型实施例的铝制固体电解电容器的斜视图。图4(b)为主要部分的放大剖面图。图4(a)和图4(b)中，固体电解电容器具备电容器元件部分41、禁止带42、阳极引出部分43、电介质氧化膜44、导电性高分子层45和导电体层46。电容器元件部分41由铝箔制成，铝箔表面具有表面粗化的凹凸表面。禁止带42具有对铝箔的凹凸表面进行切削加工而除去凹凸表面形成的分断沟42。分断沟具有削除凹凸部分的形状，使得铝箔的基材露出的作用。即，分断沟42具有比凹凸表面小的表面积。电容器元件41利用禁止带42与阳极引出部分43分隔。电介质氧化膜44形成于电容器元件部分41表面。在电介质氧化膜44表面形成了由聚吡咯构成的导电性高分子层45。导电性高分子层45上依次层叠形成了碳层和银涂层构成导电体层46。导电性高分子层45和导电体层46等的成膜条件与实施例1相同。
典型实施例5
图5(a)是本发明的另一典型实施例的铝制固体电解电容器的斜视图。图5(b)为主要部分的放大剖面图。图5(a)和图5(b)中，固体电解电容器具备电容器元件部分51、设置在禁止带52上的聚硅氧烷材料59、聚硅氧烷系分隔胶带53、阳极引出部分54、电介质氧化膜55、导电性高分子层56和导电体层57。电容器元件部分51由铝箔制成。铝箔具有表面粗化的凹凸表面。具有聚硅氧烷二聚物～二十聚物的聚硅氧烷的低分子聚硅氧烷59设置于禁止带52的凹凸表面。聚硅氧烷系分隔胶带53粘贴覆盖在禁止带52上。聚硅氧烷材料59是上述低分子聚硅氧烷，低分子聚硅氧烷59具有聚硅氧烷粘合材料的作用。即，具有耐热性胶带材料53和附着在该耐热性胶带材料上的聚硅氧烷系粘合剂59的胶带设置在铝箔的凹凸表面，从而形成上述构成。
电容器元件51利用禁止带52、聚硅氧烷材料59和聚硅氧烷系分隔胶带53与阳极引出部分54分隔。电介质氧化膜55形成于电容器元件部分51表面。在电介质氧化膜55表面形成了由聚吡咯构成的导电性高分子层56。导电性高分子层56上依次层叠形成了碳层和银涂层构成导电体层57。导电性高分子层56和导电体层57等的成膜条件与实施例1相同。本实施例中，为确认分隔胶带53的效果，制作了分隔胶带53的宽度几乎与禁止带52相同的试样5A，以及分隔胶带53的宽度比禁止带52宽约0.4mm的试样5B。
典型实施例6
图6为本发明的实施例之一的固体电解电容器的组成状态和外封装状态的剖面图。由禁止带61和分隔胶带62分隔的阳极引出部分64与阳极端子65通电相连。分隔开的电容器元件部分63与阴极端子66通电相连。此外，利用环氧树脂形成的外封装树脂67模压成型。然后，沿外封装树脂67侧面和底部将突出的阳极端子65和阴极端子66折弯。
典型实施例7
对以上制得的各种铝制固体电解电容器，以及图8所示的传统铝制固体电解电容器的基本电性能和漏电流利用率进行测定。漏电流利用率是指200个试样中具有4μA以下漏电流的试样所占的比例。其结果如表1所示。此外，对典型实施例1～5获得的200个试样进行测定，这200个试样的平均值也列于表1。
表1(额定：4V，56μF，200个试样的平均值，tanδ[介质损耗因数]：1KHz的值)
| 基本电性能 | 漏电流利用率(％) | ||||
| 电容量(μF) | tanδ(％) | 漏电流(μA) | |||
| 典型实施例1 | 放置24小时 | 57.4 | 1.9 | 0.34 | 86.5 |
| 放置48小时 | 57.3 | 1.9 | 0.35 | 88.5 | |
| 放置96小时 | 56.6 | 1.7 | 0.28 | 94.0 | |
| 放置144小时 | 56.5 | 1.7 | 0.29 | 95.0 | |
| 典型实施例2 | 56.4 | 1.7 | 0.28 | 94.5 | |
| 典型实施例3 | 56.7 | 1.8 | 0.30 | 92.5 | |
| 典型实施例4 | 57.0 | 1.7 | 0.33 | 90.5 | |
| 典型实施例5 | 5A，同幅 | 56.6 | 1.6 | 0.30 | 95.0 |
| 5B，宽幅 | 56.4 | 1.7 | 0.27 | 95.5 | |
| 以往例子 | 57.9 | 2.1 | 0.34 | 82.0 | |
从表1可明显看出，本典型实施例1～5的铝制固体电解电容器与以往的铝制固体电解电容器相比，具有相同或更好的基本电性能。但是，本实施例的铝制固体电解电容器具有高于以往的铝制固体电解电容器的漏电流利用率。即，本实施例的铝制固体电解电容器在具有良好基本电性能的同时，还具有良好的漏电流利用率。也就是说，利用禁止带可防止导电性高分子层向阳极引出部分的渗透。
特别是对典型实施例1的试样进行测定的结果显现，通过从在禁止带上设置聚硅氧烷材料开始到其后的电介质氧化层形成步骤为止，设置至少放置96小时的控制步骤可显著提高漏电流利用率。此外，对典型实施例5的试样进行测定的结果显现，通过用宽度大于禁止带的耐热性胶带覆盖禁止带，可使漏电流利用率略有提高。但是，使用该较宽的聚硅氧烷系胶带的效果不如设置禁止带的效果好。即，宽度大于禁止带的胶带可进一步防止形成的导电性高分子层跨越禁止带而出现渗透。因此，可稳定防止导电性高分子层向阳极引出部分的渗透。
此外，用分隔胶带盖住典型实施例2的试样中经过加压加工压缩形成的禁止带22，典型实施例3的经过激光加工熔融凝缩而形成的禁止带32，以及典型实施例4的经过切削加工而形成的禁止带的构成也具有与以往相同或更好的基本电性能，能够获得显著优于以往例子的良好漏电流利用率。
如上所述，本发明的固体电解电容器具有形成阳极引出部分和电容器元件部分的边界部分用禁止带，该禁止带可防止导电性高分子材料向阳极引出部分的渗透。还可防止因导电性高分子层与阳极引出部分接触而发生的绝缘不良，更能够明显降低达到绝缘被破坏的程度的概率。另外，对以往的固体电解电容器的生产性无不良影响。获得了与以往的电解电容器相比，基本电性能更佳的固体电解电容器。
由于具有设置在禁止带上的分隔材料的结构，禁止带可防止导电性高分子材料的渗透，还可防止因导电性高分子层与阳极引出部分接触而发生的绝缘不良，更能够明显降低达到绝缘被破坏的程度的概率。设置在禁止带上的分隔材料可防止导电性高分子层跨越禁止带形成于阳极引出部分，因此，能够防止绝缘不良，并可显著防止绝缘破坏。禁止带的效果和分隔材料的效果是相辅相成的。其结果是，获得了确实具有上述效果的固体电解电容器。
此外，由于禁止带或分隔材料是由聚硅氧烷等具有强防水性和耐热性的材料构成的，所以可进一步提高上述效果。
另外，使用了表面粗化箔状阀作用金属的结构可容易地缩小从表面粗化层表面到内部的距离。因此，在表面粗化层内部也能够容易地形成禁止带，因此，可确保获得上述效果。
Claims (32)
1.固体电解电容器，所述电容器由以下6个部分构成：
设置在由阀作用金属构成的阳极体表面上的表面粗化层；
设置在前述阳极体上的阳极引出部分和电容器元件部分；
设置在前述电容器元件部分的表面粗化层表面上的电介质氧化膜层；
设置在前述电介质氧化膜层上的导电性高分子层；
设置在前述导电性高分子层上的导电体层；
与前述导电体层通电相连的阴极端子；
其特征在于，
前述表面粗化层通过禁止带而分隔成阳极引出部分和电容器元件部分，阳极引出部分表面上连接有阳极端子。
2.如权利要求1所述的固体电解电容器，其中前述阳极体具有表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层，前述凹凸层具有凹部和凸部，前述禁止带具有设置在前述凹部表面和前述凸部表面的聚硅氧烷层。
3.如权利要求1所述的固体电解电容器，其中前述阳极体具有表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层，前述凹凸层具有凹部和凸部，前述禁止带具有设置在前述凹部表面和前述凸部表面的聚硅氧烷层，前述聚硅氧烷层具有聚硅氧烷二聚物～二十聚物范围内的聚硅氧烷的低分子聚硅氧烷。
4.如权利要求1所述的固体电解电容器，其中前述阳极体中包括具有表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的阀作用金属，前述禁止带具有表面积小于前述凹凸层表面积的加工部分，前述加工部分具有对前述凹凸层进行压缩加工而形成的压缩层。
5.如权利要求1所述的固体电解电容器，其中前述阳极体中包括具有表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的阀作用金属，前述禁止带具有表面积小于前述凹凸层表面积的加工部分，前述加工部分具有对前述凹凸层进行熔融加工而形成的熔融凝缩层。
6.如权利要求1所述的固体电解电容器，其中前述阳极体中包括具有表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的阀作用金属，前述凹凸层具有凹部和凸部，前述禁止带具有通过除去前述凸部而形成的分断沟。
7.如权利要求1所述的固体电解电容器，其中前述阳极体中包括具有表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的阀作用金属，前述阀作用金属为箔状。
8.如权利要求1所述的固体电解电容器，其中前述阳极体中包括具有表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的阀作用金属，前述阀作用金属选自铝、钽、铌、锆、钛，至少包含2种上述金属的复合体，以及至少包含2种上述金属的合金中的至少1种。
9.如权利要求1所述的固体电解电容器，其中前述导电性高分子层具有利用电解氧化聚合而形成的生成物。
10.如权利要求1所述的固体电解电容器，其中前述导电性高分子层具有5元环化合物及其衍生物中的至少1种单体和作为掺杂剂的芳基磺酸的利用电解氧化聚合而形成的生成物。
11.如权利要求1所述的固体电解电容器，所述电容器还具备设置于前述禁止带的分隔材料。
12.如权利要求1所述的固体电解电容器，所述电容器还具备设置于前述禁止带的分隔材料，前述阳极体具有表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层，前述凹凸层具有凹部和凸部，前述分隔材料具有包括耐热性胶带材料、设置于前述耐热性胶带材料的聚硅氧烷系粘合剂在内的胶带，前述禁止带具有前述聚硅氧烷系粘合剂设置在前述凹部和前述凸部表面的聚硅氧烷扩散层。
13.如权利要求1所述的固体电解电容器，所述电容器还具备设置于前述禁止带的分隔材料，前述阳极体具有表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层，前述凹凸层具有凹部和凸部，前述分隔材料具有包括耐热性胶带材料、设置于前述耐热性胶带材料的聚硅氧烷系粘合剂在内的胶带，前述禁止带具有前述聚硅氧烷系粘合剂设置在前述凹部和前述凸部表面的聚硅氧烷扩散层，前述聚硅氧烷层具有聚硅氧烷二聚物～二十聚物范围内的聚硅氧烷的低分子聚硅氧烷。
14.如权利要求1所述的固体电解电容器，所述电容器还具备设置于前述禁止带的分隔材料，前述阳极体具有表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层，前述凹凸层具有凹部和凸部，前述分隔材料具有包括耐热性胶带材料、设置于前述耐热性胶带材料的聚硅氧烷系粘合剂在内的胶带，前述禁止带具有前述聚硅氧烷系粘合剂设置在前述凹部和前述凸部表面的聚硅氧烷扩散层，前述胶带的宽度大于前述禁止带。
15.如权利要求1所述的固体电解电容器，所述电容器还具备设置于前述禁止带的分隔材料，前述阳极体中包括具有表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的阀作用金属，前述凹凸层具有凹部和凸部，前述禁止带具有表面积小于前述凹凸层表面积的加工部分，前述加工部分具有对前述凹凸层进行压缩加工而形成的压缩层。
16.如权利要求1所述的固体电解电容器，所述电容器还具备设置于前述禁止带的分隔材料，前述阳极体中包括具有表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的阀作用金属，前述凹凸层具有凹部和凸部，前述禁止带具有表面积小于前述凹凸层表面积的加工部分，前述加工部分具有对前述凹凸层进行熔融加工而形成的熔融凝缩层。
17.如权利要求1所述的固体电解电容器，所述电容器还具备设置于前述禁止带的分隔材料，前述阳极体中包括具有表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的阀作用金属，前述凹凸层具有凹部和凸部，前述禁止带具有除去前述凸部而形成的分断沟。
18.如权利要求1所述的固体电解电容器，所述电容器还具备设置于前述禁止带的分隔材料，前述阳极体中包括具有表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的阀作用金属，前述阀作用金属为箔状。
19.如权利要求1所述的固体电解电容器，所述电容器还具备设置于前述禁止带的分隔材料，前述阳极体中包括具有表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的阀作用金属，前述阀作用金属选自铝、钽、铌、锆、钛，至少包含2种上述金属的复合体，以及至少包含2种上述金属的合金中的至少1种。
20.如权利要求1所述的固体电解电容器，所述电容器还具备设置于前述禁止带的分隔材料，前述导电性高分子层具有5元环化合物及其衍生物中的至少1种单体和作为掺杂剂的芳基磺酸的利用电解氧化聚合而形成的生成物。
21.固体电解电容器的制造方法，它包括按照以下顺序的步骤：
提供由阀作用金属构成的阳极体，
在前述阳极体表面上形成表面粗化层，
在前述表面粗化层表面形成将阳极引出部分与电容器元件部分分离的禁止带，
在前述电容器元件部分的表面粗化层表面形成电介质氧化膜，
在前述电介质氧化膜上形成导电性高分子层，
在前述导电性高分子层上形成导电体层，
使阴极端子与前述导电体层相连，
将阳极端子连接于阳极引出部分的表面。
22.如权利要求21所述的固体电解电容器的制造方法，其特征还在于，前述提供阳极体的步骤中包括在前述阳极体表面形成表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的步骤，前述形成禁止带的步骤中包括在前述凹凸层表面形成聚硅氧烷涂膜的步骤。
23.如权利要求21所述的固体电解电容器的制造方法，其特征还在于，前述提供阳极体的步骤中包括在前述阳极体表面形成表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的步骤，前述凹凸层具有凹部和凸部表面，前述形成禁止带的步骤中包括在前述凹凸层表面形成聚硅氧烷涂膜的步骤，以及在规定时间内放置前述聚硅氧烷使其扩散在前述凹部和前述凸部的表面的步骤。
24.如权利要求21所述的固体电解电容器的制造方法，其特征还在于，前述提供阳极体的步骤中包括在前述阳极体表面形成表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的步骤，前述形成禁止带的步骤中包括切削除去前述凹凸层的凸部的步骤。
25.如权利要求21所述的固体电解电容器的制造方法，其特征还在于，前述提供阳极体的步骤中包括在前述阳极体表面形成表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的步骤，前述形成禁止带的步骤中包括压缩前述凹凸层的凸部形成压缩部分的步骤。
26.如权利要求21所述的固体电解电容器的制造方法，其特征还在于，前述提供阳极体的步骤中包括在前述阳极体表面形成表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的步骤，前述形成禁止带的步骤中包括熔融部分前述凹凸层形成熔融凝缩部分的步骤。
27.如权利要求21所述的固体电解电容器的制造方法，其特征还在于，前述导电性高分子层是通过单体的电解氧化聚合形成的。
28.如权利要求21所述的固体电解电容器的制造方法，其特征还在于，所述方法中还包括在前述禁止带设置分隔材料的步骤。
29.如权利要求21所述的固体电解电容器的制造方法，其特征还在于，所述方法中还包括在前述禁止带设置分隔材料的步骤，前述提供阳极体的步骤中包括在前述阳极体表面形成表面粗化层和多孔层中的至少1种凹凸层的步骤，前述凹凸层具有凹部和凸部表面，前述形成禁止带的步骤中包括设置具有耐热性胶带基材和设置在前述耐热性胶带基材上的聚硅氧烷系粘合剂的胶带的步骤，以及在规定时间内放置前述聚硅氧烷系粘合剂使其扩散在前述凹部和前述凸部的表面的步骤。
30.如权利要求21所述的固体电解电容器的制造方法，其特征还在于，所述方法中还包括在前述禁止带设置分隔胶带的步骤，前述提供阳极体的步骤中包括在表面形成凹凸层的步骤，前述形成禁止带的步骤中包括除去部分前述凹凸层形成分断沟的步骤，以及粘贴前述分隔胶带以覆盖前述分断沟的步骤。
31.如权利要求21所述的固体电解电容器的制造方法，其特征还在于，所述方法中还包括在前述禁止带设置分隔胶带的步骤，前述提供阳极体的步骤中包括在表面形成凹凸层的步骤，前述形成禁止带的步骤中包括对部分前述凹凸层进行加压加工形成压缩层的步骤，以及粘贴前述分隔胶带以覆盖前述压缩层的步骤。
32.如权利要求21所述的固体电解电容器的制造方法，其特征还在于，所述方法中还包括在前述禁止带设置分隔胶带的步骤，前述提供阳极体的步骤中包括在表面形成凹凸层的步骤，前述形成禁止带的步骤中包括使部分前述凹凸层熔融形成熔融凝缩层的步骤，以及粘贴前述分隔胶带以覆盖前述熔融凝缩层的步骤。
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