CN1941236A

CN1941236A - 固体电解电容器

Info

Publication number: CN1941236A
Application number: CNA2006101431804A
Authority: CN
Inventors: 斋藤猛; 春日健男; 吉田胜洋; 户井田刚
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2005-08-29
Filing date: 2006-08-29
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2026-08-29
Also published as: US20070047178A1; US7268997B2; CN1941236B; DE102006040354A1; DE102006040354B4

Abstract

一种铝固体电解电容器(导电聚合物型固体电解电容器)，其具有阳极氧化膜层、导电聚合物层和插在所述阳极氧化膜层和所述导电聚合物层之间的聚苯乙烯磺酸盐层。传输线元件具有形成在铝固体电解电容器的铝基片的中央部分上的阴极部分。传输线元件还具有位于铝基片上的阴极部分两侧的一对阳极端子区域，以及配置成在该对阳极端子区域之间提供电流。

Description

固体电解电容器

本申请要求在先的日本专利申请JP 2005-247481的优先权，其公开的内容引入本文作为参考。

技术领域

本发明涉及固体电解电容器，特别涉及在固体电解电容器中的氧化膜和固体电解质之间具有改进的预涂层的固体电解电容器。

背景技术

近些年，研制了如下制成的固体电解电容器：在阀作用金属如铝的多孔构件上通过阳极氧化方法形成介电氧化膜，其在下文中称作阳极氧化膜，然后在该阳极氧化膜上形成导电聚合物层作为固体电解质。该固体电解电容器中的固体电解质的电导率是二氧化锰固体电解质的10-100倍。并且，该固体电解电容器可以具有低的等效串联电阻(ESR)，且高频特性显著提高。因此，这种固体电解电容器开始应用于各种电子器件中，以消除小型器件的高频噪声。

电子元件的更大封装密度和更高速度日益要求电容器的更小尺寸、更大容量和更低的ESR。已经进行了若干尝试以提高单位面积的电容。这些包括提高作为阀作用金属的铝基片的蚀刻放大率，或通过层叠电容器元件来提高作为产品体积与电容器体积之比的容积效率。

本发明人提出了一种通过增加导电聚合物层对阳极氧化膜的实际覆盖度来提高电容的方法。该结果似乎是由阳极氧化膜和聚吡咯导电聚合物层之间改善的粘结引起。该方法公开于日本未审专利申请公开(JP-A)No.2005-159154中，其在下文中称作专利文件1。根据该方法，充当阳极部分的铝基片的表面通过蚀刻而粗糙化。在含有己二酸铵、磷酸、磷酸铵等的水溶液中，在铝基片粗糙化的表面上形成铝介电膜或阳极氧化膜层。然后，将该铝基片浸入聚苯乙烯磺酸溶液中并干燥以在阳极氧化膜表面上形成作为预涂层的聚苯乙烯磺酸薄膜。此后，将形成有预涂层的铝基片浸入含有用于制备导电聚合物的单体的溶液中，然后，将它浸入含有质子酸、金属卤化物、过氧化物等的溶液中以形成导电聚合物膜或内部聚合膜层，如聚吡咯膜、聚噻吩膜或聚氧噻吩膜。在例如聚吡咯层的情况下，聚苯乙烯磺酸预涂层与聚吡咯层反应，以改进阳极氧化膜层与聚吡咯层之间的粘结，从而提高了导电聚合物层对阳极氧化膜的覆盖度。之后，通过化学氧化聚合方法在内部聚合膜层上形成多个导电聚合物膜或外部聚合膜层，如聚吡咯膜、聚噻吩膜或聚氧噻吩膜。然后，在外部聚合膜层上形成石墨层和银浆层以提供阴极部分。

专利文件1中公开的固体电解电容器中的聚苯乙烯磺酸预涂层在提高覆盖度方面非常有效。然而，聚苯乙烯磺酸是水溶性聚合物化合物。虽然与形成在预涂层上的导电聚合物膜的聚吡咯已经反应的一部分预涂层不会溶于水中，但是没有与聚吡咯反应的部分预涂层可能会溶于水中。溶于水中的痕量聚苯乙烯磺酸的pH为约0.5-约1，因而是强酸。当固体电解电容器在高湿度下使用时，溶解的聚苯乙烯磺酸可能会对阳极氧化膜有不利影响以及可能引起泄漏电流(LC)的增加。

发明内容

考虑到上述缺点而完成了本发明。

因此，本发明的目的在于提供一种结构紧凑的具有优异抗湿性、大电容、以及低ESR的固体电解电容器。

本发明的另一目的在于提供一种制造具有优异抗湿性的固体电解电容器的方法。

本发明另一目的在于提供一种抗湿性得到改善的具有传输线结构(transmission line structure)的固体电解电容器。

本发明另一目的在于提供一种制造抗湿性得到改善的具有传输线结构的固体电解电容器的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种固体电解电容器，其包括：具有粗糙化表面的铝基片；形成在该铝基片的所述粗糙化表面上的阳极氧化膜层；形成在部分阳极氧化膜层上的聚苯乙烯磺酸盐层；以及作为固体电解质形成在该聚苯乙烯磺酸盐层上的导电聚合物膜层，以使得所述聚苯乙烯磺酸盐层夹在所述阳极氧化膜层和所述导电聚合物膜层之间。

优选地，通过将铝基片浸在水溶液中并使其干燥来形成所述聚苯乙烯磺酸盐层。通过将胺、由胺和有机酸的反应产生的胺盐、有机酸或无机酸的铵盐以及氨水中的至少一种加入到浓度为0.1-10wt％的聚苯乙烯磺酸溶液中以调节水溶液的pH为2-6，从而制成所述水溶液。

优选地，胺包括三乙胺和三乙醇胺中的至少一种。胺盐包括由胺与硼酸、丙二酸、马来酸、己二酸、癸二酸、十二烷酸、柠檬酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸和均苯四酸中至少一种的反应所产生的胺盐中的至少一种。铵盐包括硼酸铵、己二酸铵、癸二酸铵以及十二烷酸铵中的至少一种。

优选地，在形成所述聚苯乙烯磺酸盐层后，用包含己二酸或柠檬酸的有机酸铵盐的水溶液进行电压处理(voltage treatment)。

根据本发明的另一方面，提供一种制造固体电解电容器的方法，该方法包括以下步骤：使铝基片的表面粗糙化；在该铝基片的表面上形成阳极氧化膜层；在部分阳极氧化膜层上形成聚苯乙烯磺酸盐层；在该聚苯乙烯磺酸盐层上形成导电聚合物膜层作为固体电解质。

优选地，形成所述聚苯乙烯磺酸盐层的步骤包括：将胺、由胺和有机酸的反应产生的胺盐、有机酸或无机酸的铵盐以及氨水中的至少一种加入到浓度为0.1-10wt％的聚苯乙烯磺酸溶液中以制备pH值为2-6的水溶液；将所述铝基片浸入该水溶液中；和干燥所述铝基片。

优选地，胺包括三乙胺和三乙醇胺中的至少一种。胺盐包括由所述胺与硼酸、丙二酸、马来酸、己二酸、癸二酸、十二烷酸、柠檬酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸和均苯四酸中至少一种的反应所产生的胺盐中的至少一种。铵盐包括硼酸铵、己二酸铵、癸二酸铵以及十二烷酸铵中的至少一种。

优选地，所述方法进一步包括下列步骤：在所述聚苯乙烯磺酸盐层形成步骤之后用包含己二酸或柠檬酸的有机酸铵盐的水溶液进行电压处理。

从结合举例说明本发明优选实施方案的附图的下列描述中，本发明上述的以及其他的目的、特征和优点会变得明显。

附图说明

图1A是显示根据本发明实施方案的固体电解电容器的截面图；

图1B是图1A中圆圈部分A的放大图；

图2是显示关于具有本发明预涂层的实施例(I)和(II)的试样、没有预涂层的对比实施例(i)的试样和有预涂层的对比实施例(ii)的试样在高湿度箱内电压变化率和保持时间之间关系的图；

图3是显示就具有本发明预涂层的实施例(III)和(IV)的试样、没有预涂层的对比实施例(i)的试样和具有预涂层的对比实施例(ii)的试样而言在高湿度箱内电压变化率和保持时间之间关系的图；

图4是显示就具有本发明预涂层的实施例(V)和(VI)的试样和具有预涂层的实施例(I)和(II)的试样而言在高湿度箱中电压变化率和保持时间之间关系的图；

图5是显示用于形成固体电解电容器中聚苯乙烯磺酸盐预涂层的聚苯乙烯磺酸的浓度对电容的影响的图；和

图6是显示将2.5V、4V和6.3V的恒定电压施加在本发明实施例(VII)、(VIII)、(IX)和(X)的固体电解电容器和对比实施例(iii)和(iv)的固体电解电容器上时的泄漏电流(LC)的图。

具体实施方式

以下参照图1A至6将描述根据本发明实施方案的固体电解电容器。相应或类似部分在所有图中由相应或类似的附图标记来表示，以下不再逐一描述。根据本发明的的固体电解电容器是对专利文件1所公开的固体电解电容器的改进。

图1A是显示根据本发明实施方案的固体电解电容器100的截面图，而图1B是图1A的圆圈部分A的放大图。如图1A和1B所示，固体电解电容器100具有铝箔制成的铝基片1。铝基片1具有通过蚀刻或类似方法粗糙化的表面。固体电解电容器100具有在铝基片1的粗糙化表面上形成的阳极氧化膜层2。固体电解电容器100在阳极氧化膜层2上方还具有作为固体电解质层而形成的导电聚合物膜层20。导电聚合物膜层20包括内部聚合膜层5和外部聚合膜层6。固体电解电容器100包括在阳极氧化膜层2和导电聚合物膜层20之间形成的作为预涂层的聚苯乙烯磺酸盐层4。

更具体地，铝箔制成的铝基片1的表面通过蚀刻粗糙化。在包含己二酸、柠檬酸、磷酸、上述酸的盐或类似物的水溶液中，在铝基片1的粗糙化表面上进行阳极氧化以在铝基片1的粗糙化表面上形成铝阳极氧化膜层2。然后，提供热固性树脂制成的保护构件(resist members)3以将铝基片1分成电容形成区域和有待与阳极引线或阳极端子相连的阳极端子区域9。这些阳极端子区域9称作阳极端子连接部分。铝基片1的电容形成区域充当阳极部分11。虽然在该实例中保护构件3由热固性树脂如环氧树脂制成，保护构件3也可以由热塑性树脂制成以达到同样的效果。

然后，在阳极氧化膜层2上形成聚苯乙烯磺酸盐预涂层4，直至预涂层4达到阳极氧化膜层2的多孔构件内部为止。此后，通过导电聚合物如聚吡咯的化学氧化聚合在预涂层4上形成内部化学聚合层或内部聚合膜层5。进而，将3，4-亚乙二氧基噻吩的浆料聚合物涂布在内部聚合膜层5的表面上并干燥以形成外部化学聚合层或外部聚合膜层6作为内部聚合膜层5上的浆料聚合物层。进而，在浆料聚合物层6上依次形成导电石墨层7和导电银浆层8。从而制成具有传输线结构的固体电解电容器100。石墨层7和银浆层8与预涂层4和导电聚合物膜层20一起形成阴极部分10。银浆层8充当有待与阴极引线或阴极端子连接的阴极端子连接部分。电容形成区域位于阴极部分10和阳极部分11相互对置的区域，而阳极氧化膜层2介于阴极部分10和阳极部分11之间。

连接到阳极端子区域或阳极端子连接部分9的阳极引线或端子和连接到银浆层8的阴极引线或端子没有表示在图1A所示的固体电解电容器100中。

如下形成聚苯乙烯磺酸盐预涂层4。首先，向浓度为0.1-10wt％的聚苯乙烯磺酸溶液中加入由胺与有机酸反应所产生的胺盐或者有机酸或无机酸的铵盐以制备pH为2-6的溶液。将其上形成有阳极氧化膜层2的铝基片1浸入该溶液中，然后干燥以在阳极氧化膜层2上形成预涂层4。

本发明中，胺、胺盐、氨水和/或有机酸或无机酸的铵盐可以用作加入到聚苯乙烯磺酸溶液中以形成聚苯乙烯磺酸盐预涂层4的碱。本发明人试验了多种碱，发现理想的是使用下列碱。

胺类的优选实例包括具有氨基的有机化合物，如4-甲氧基-2，2’，4’-三甲基二苯胺、2-乙基己基胺、十六烷基胺、十八烷基胺、二甲胺、二乙胺、二异丙胺、二丁胺、三甲胺、三乙胺、三丁胺、三烯丙基胺、乙二胺、1，2-二氨基丙烷、1，3-二氨基丙烷、1，6-己二胺、三乙醇胺和二亚乙基三胺。在上述胺中，更优选三乙胺或三乙醇胺。

在待加入到聚苯乙烯磺酸中的胺盐情况下，优选使用由上述胺与有机脂肪酸如己二酸、十二烷酸、癸二酸、柠檬酸、马来酸、丙二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸和均苯四酸，或无机酸如硼酸的反应制成的胺盐。

铵盐的优选实例包括作为无机酸铵盐的硼酸铵，作为有机酸铵盐的己二酸铵、癸二酸铵和十二烷酸铵。

作为形成有机酸铵盐的有机酸，优选使用上述有机脂肪酸如己二酸、十二烷酸、癸二酸、柠檬酸、马来酸、丙二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸和均苯四酸。此外，合意的是使用上述的硼酸作为形成无机酸铵盐的无机酸。

无机化合物的氨水可以用作加入到聚苯乙烯磺酸溶液中的碱。

在本实施方案中，在形成聚苯乙烯磺酸盐层后形成导电聚合物层。然而合意的是，在形成聚苯乙烯磺酸盐层之后用含有有机酸如己二酸或柠檬酸的铵盐的水溶液进行电压处理，然后在聚苯乙烯磺酸盐层上形成导电聚合物层。

如上所述，根据本发明的固体电解电容器是对专利文件1公开的固体电解电容器的改进。为了评价根据本发明的固体电解电容器中的预涂层4的特性，进行下述试验。

<预涂层的耐受电压(withstand voltage)>

作为用根据本发明的实施例(1)的预涂层形成的试样，将铝箔切割成预定尺寸，在8V的电压下受到阳极氧化以在铝箔上形成阳极氧化膜。然后，在使1.5wt％的聚苯乙烯磺酸和1.1wt％的三乙醇胺相互混合的溶液中，将铝箔浸入30分钟，然后干燥以在阳极氧化膜上形成聚苯乙烯磺酸盐的薄预涂层。

作为用根据本发明的实施例(II)的预涂层形成的试样，用与实施例(I)相同的方法首先在铝箔上形成阳极氧化膜。然后，在使1.5wt％的聚苯乙烯磺酸、1.0wt％的三乙醇胺和0.5wt％的己二酸相互混合的溶液中，将铝箔浸入30分钟，然后干噪以在阳极氧化膜上形成聚苯乙烯磺酸盐的薄预涂层。

此外，作为对比实施例(i)的试样，以与实施例(I)同样的方式在铝箔上形成阳极氧化膜来制备没有薄预涂层的试样。

此外，作为以对比实施例(ii)的预涂层形成的试样，以与实施例(I)同样的方式在铝箔上首先形成阳极氧化膜。然后，采用传统方法，将铝箔浸入1.5wt％的聚苯乙烯磺酸溶液中30分钟，然后干燥以在阳极氧化膜上形成聚苯乙烯磺酸的薄预涂层。

将实施例(I)的试样放置于保持在65℃恒温和95％恒湿的高湿度箱中并分别保持24小时、48小时和72小时。以类似方式，将实施例(II)和对比实施例(i)和(ii)的试样放置于保持在65℃恒温和95％恒湿的高湿度箱中并分别保持24小时、48小时和72小时。

在经过相应的保留时间而将试样从高湿度室中取出之后，测试每个样品以了解耐受电压。通过在包含7.5wt％己二酸铵和0.05wt％磷酸二氢铵的溶液(阳极化溶液)中在2A/m²的电流密度(I)下用恒定电流对每个试样供电10分钟，从而观察电压特性。更具体地，将试样浸入容器中的溶液内，在充当阳极的试样的铝基片和充当阴极的容器之间施加恒定电流10分钟。通过测量阳极和阴极之间的电压随着时间的变化来获得电压特性。从供电开始起5分钟后的电压定义为耐受电压。

同样地预备实施例(I)和(II)以及对比实施例(i)和(ii)的其它试样以在未暴露于高湿度室中的情况下测量初始的耐受电压。使每个其它试样在上述阳极化溶液中在上述相同的电流密度下以恒定电流供电10分钟。利用这些其它试样的耐受电压作为初始耐受电压，如图2中所示相对于小时数来绘制每个样品的耐受电压变化率。

如图2所示，在高湿度耐受性试验(high-humidity resistance test)中，具有通过传统方法在对比实施例(ii)中制成的预涂层的试样所具有的如线22所示的电压变化率，高于由线21所示的对比实施例(i)中没有预涂层的试样的电压变化率。因而，对比实施例(ii)的试样在其形成后不能保持耐受电压。因此，要求额定电压低于下降后的耐受电压。

然而，就实施例(I)和(II)中的具有本发明预涂层的试样而言，耐受电压如线23和24所示几乎不下降。因此，以相同的形成电压可以提高额定电压。

以下将要描述实施例(III)和(IV)。在实施例(I)中，使用1.5wt％的聚苯乙烯磺酸与1.1wt％的三乙醇胺相互混合的溶液。然而，在实施例(III)中，在溶液中用0.75wt％的三乙胺代替三乙醇胺。如同实施例(I)那样，使其上形成有阳极氧化膜的铝基片浸入溶液中30分钟，然后干燥以在阳极氧化膜上形成预涂层。

在实施例(IV)中，在水溶液中用1.3wt％的己二酸铵代替实施例(I)中的三乙醇胺。如同实施例(I)那样，使其上形成有阳极氧化膜的铝基片浸入水溶液中30分钟，然后干燥以形成预涂层。

如同上述试样那样，使在实施例(III)和(IV)中获得的具有预涂层的试样进行高湿度耐受性试验。其结果连同对比实施例(i)和(ii)的试样的测试结果示于图3中。图3的结果显示，由线53表示的实施例(III)中具有聚苯乙烯磺酸盐预涂层的试样，具有与未进行预涂覆处理(没有预涂层)的对比实施例(i)的试样基本上相同的效果。此外，如线54所示的那样，实施例(IV)中具有聚苯乙烯磺酸盐预涂层的试样，具有与没有进行预涂覆处理的对比实施例(i)的试样相同的效果。

以下将要描述实施例(V)和(VI)。在实施例(II)中，使用了1.5wt％的聚苯乙烯磺酸、1.1wt％的三乙醇胺和0.5wt％的己二酸相互混合的水溶液。然而，在实施例(V)中，在水溶液中用0.69wt％的十二烷酸代替己二酸。如同实施例(II)那样，使其上形成有阳极氧化膜的铝基片浸入水溶液中30分钟，然后干燥以在阳极氧化膜上形成预涂层。

在实施例(VI)中，在水溶液中使用0.69wt％的癸二酸代替实施例(II)中的己二酸。如同实施例(II)那样，使其上形成有阳极氧化膜的铝基片浸入水溶液中30分钟，然后干燥以在阳极氧化膜上形成预涂层。

如同实施例(III)和(IV)那样，使在实施例(V)和(VI)中获得的试样进行高湿度耐受性试验。其结果示于图4中，它也包括实施例(I)和(II)试样的高湿度耐受性试验结果。由图4中的结果，可以预期的是，由曲线63和64表示的实施例(V)和(VI)中具有聚苯乙烯磺酸盐预涂层的试样，具有与由曲线61和62表示的实施例(I)和(II)中具有聚苯乙烯磺酸盐预涂层的试样相同的效果。

<覆盖度的测量>

接下来，研究聚苯乙烯磺酸浓度对聚苯乙烯磺酸盐的覆盖度的效果。

首先，将铝箔切割成预定尺寸，在8V的电压下经受阳极氧化以在铝箔上形成阳极氧化膜。然后，将铝箔浸入具有0-20wt％范围内不同聚苯乙烯磺酸浓度的乙醇胺和聚苯乙烯磺酸溶液的混合物中。使铝箔干燥以在阳极氧化膜上形成预涂层。然后，如专利文件1中所述的，通过化学氧化聚合在预涂层上形成导电聚合物膜如聚吡咯膜或聚噻吩膜。进而，在导电聚合物上依次形成石墨层和银浆层以构成固体电解电容器元件。在120Hz下测量该元件的电容C，相对于聚苯乙烯磺酸浓度为0wt％时的电容CO(％)来计算变化率ΔC/CO(％)。该关系示于图5中。

图5的结果显示，当以0.01-10wt％的聚苯乙烯磺酸浓度形成聚苯乙烯磺酸盐薄层时，电容增加。因此，可以看出聚苯乙烯磺酸盐可以提供具有优异覆盖度的固体电解电容器。

<高湿度耐受性试验中泄漏电流的变化特性以及电压处理的效果>

接下来，当固体电解电容器放在高湿度箱中时，研究实施例(VII)至(X)的固体电解电容器的泄漏电流的变化特性。

首先，在实施例(VII)中，以与实施例(I)相同的方式形成预涂层。具体地，将铝箔切割成预定尺寸，在8V的电压下受到阳极氧化以在铝箔上形成阳极氧化膜。然后，将铝箔浸入1.5wt％的聚苯乙烯磺酸和1.1wt％的三乙醇胺相互混合的水溶液中30分钟，然后干燥以在阳极氧化膜上形成预涂层。此后，在包含7.5wt％的己二酸铵和0.05wt％的磷酸二氢铵的水溶液中在2A/m²的电流密度(I)下施加恒定电流10分钟，以下述方式进行电压处理。使用具有预涂层的铝箔作为阳极和容纳阳极化溶液的容器(池)作为阴极，以12V/min的速度将施加的电压增加至7.8V，然后在7.8V下保持10分钟。此后，如专利文件1中所述的，通过化学氧化聚合在预涂层上形成导电聚合物膜如聚吡咯膜或聚噻吩膜。进而，在导电聚合物上依次形成石墨层和银浆层以制成固体电解电容器。

在实施例(VIII)中，以与实施例(VII)相同的方式形成预涂层。然后，在没有电压处理的情况下，通过化学氧化聚合在预涂层上形成导电聚合物层如聚吡略膜或聚噻吩膜以制造固体电解电容器。

在实施例(IX)中，以与实施例(II)相同的方式在铝箔上形成阳极氧化膜。将铝箔浸入其中1.5wt％的聚苯乙烯磺酸、1.0wt％的三乙醇胺和0.5wt％的己二酸相互混合的水溶液中30分钟，然后干燥以形成与实施例(II)相同的预涂层。然后，在包含7.5wt％的己二酸铵和0.05wt％的磷酸二氢铵的水溶液中在2A/m²的电流密度(I)下施加恒定电流10分钟，并进行电压处理。此后，如专利文件1中所述的，通过化学氧化聚合在预涂层上形成导电聚合物膜如聚吡咯膜或聚噻吩膜。进而，在导电聚合物上依次形成石墨层和银浆层以制成固体电解电容器。

在实施例(X)中，以与实施例(IX)相同的方式形成预涂层。然后，在没有电压处理的情况下，通过化学氧化聚合在预涂层上形成导电聚合物层如聚吡咯膜或聚噻吩膜以制造固体电解电容器。

在对比实施例(iii)中，以与对比实施例(ii)相同的方式在铝基片上形成阳极氧化膜。使用传统的方法，将铝基片浸入包含1.5wt％聚苯乙烯磺酸的水溶液中30分钟，然后干燥以在阳极氧化膜上形成预涂层。然后，在包含7.5wt％的己二酸铵和0.05wt％的磷酸二氢铵的水溶液中在2A/m²的电流密度(I)下施加恒定电流10分钟，并进行电压处理。此后，如专利文件1中所述的，通过化学氧化聚合在预涂层上形成导电聚合物膜如聚吡咯膜或聚噻吩膜。进而，在导电聚合物上依次形成石墨层和银浆层以制成固体电解电容器。

在对比实施例(iv)中，以与对比实施例(iii)相同的方式形成预涂层。然后，在没有电压处理的情况下，通过化学氧化聚合在预涂层上形成导电聚合物层如聚吡咯膜或聚噻吩膜以制造固体电解电容器。

将实施例(VII)至(X)和对比实施例(iii)和(iv)的各个样品置于前述的高湿度箱中72小时然后从高湿度箱中取出。施加2.5V、4.0V、和6.3V的电压1分钟，测量泄漏电流(LC)。其结果如图6所示。

图6的结果显示，由线43-46表示的实施例(VII)、(VIII)、(IX)和(X)中具有聚苯乙烯磺酸盐薄预涂层的固体电解电容器在各个电压下泄漏电流小，和线41和42所示的对比实施例(iii)和(iv)中的固体电解电容器相同。此外，在预涂层形成后受到电压处理的对比实施例(iv)与实施例(VIII)和(X)的固体电解电容器，与没有受到电压处理的对比实施例(iii)与实施例(VII)和(IX)的固体电解电容器相比，具有更小的泄漏电流。

如上所述，根据本发明的实施方案，聚苯乙烯磺酸盐预涂层与传统的聚苯乙烯磺酸预涂层相比有助于减小泄漏电流，以及有助于提高覆盖度。因此，本发明提供结构紧凑的具有大电容和低ESR的固体电解电容器。

在经说明的实施方案中，在阳极部分11两侧具有第一阳极端子连接部分9和第二阳极端子连接部分9。进而，在该第一和第二阳极端子连接部分9上分别提供第一和第二阳极端子。在第一阳极端子和阴极部分之间通过电源提供电压。第二阳极端子和阴极部分之间连接负载。然而，本发明并不限于具有上述传输线结构的固体电解电容器。本发明可适用于具有普通结构的固体电解电容器，它包括其上具有一个阳极端子的一个阳极端子连接部分。

根据本发明的固体电解电容器可用在各种电子器件中。此外，具有传输线结构的固体电解电容器可用于稳定耦合电路或电源中的供电电路。

在上述实施方案中，仅仅将聚吡咯和3，4-亚乙二氧基噻吩用于充当固体电解质的导电聚合物层。但是，导电聚合物层并不限于这些导电聚合物。对于导电聚合物可以使用任意的导电聚合物。

尽管已经详细显示和描述了本发明的某些优选实施方案，但是应当理解的是，在不脱离所附权利要求的范围的情况下可以作出多种变化和改进。

Claims

1、一种固体电解电容器，其包括：

具有粗糙化表面的铝基片；

在所述铝基片的所述粗糙化表面上形成的阳极氧化膜层；

在所述阳极氧化膜层的一部分上形成的聚苯乙烯磺酸盐层；以及

在所述聚苯乙烯磺酸盐层上作为固体电解质形成的导电聚合物膜层，以使得所述聚苯乙烯磺酸盐层插在所述阳极氧化膜层和所述导电聚合物膜层之间。

2、如权利要求1所述的固体电解电容器，其中所述聚苯乙烯磺酸盐层通过将所述铝基片浸入水溶液中并干燥所述铝基片而形成，通过将胺、由胺与有机酸的反应所产生的胺盐、有机酸或无机酸的铵盐以及氨水中的至少一种加入到浓度为0.1-10wt％的聚苯乙烯磺酸溶液中以调节该水溶液的pH为2-6，从而制成所述水溶液。

3、如权利要求2所述的固体电解电容器，其中所述胺包括三乙胺和三乙醇胺中的至少一种，其中所述胺盐包括通过所述胺与硼酸、丙二酸、马来酸、己二酸、癸二酸、十二烷酸、柠檬酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸和均苯四酸中至少一种的反应所产生的胺盐中的至少一种，以及所述铵盐包括硼酸铵、己二酸铵、癸二酸铵以及十二烷酸铵中的至少一种。

4、如权利要求1至3中任一项所述的固体电解电容器，其中在形成所述聚苯乙烯磺酸盐层之后用包含己二酸或柠檬酸的有机酸铵盐的水溶液进行电压处理。

5、如权利要求1所述的固体电解电容器，其进一步包括：

阳极部分，其包括在所述铝基片上的所述阳极氧化膜层的所述部分；

阴极部分，其包括在所述阳极氧化膜层的所述部分上的所述聚苯乙烯磺酸盐层和在所述聚苯乙烯磺酸盐层上的所述导电聚合物层，所述阴极部分具有在所述导电聚合物层上形成的阴极端子连接部分；以及

在除了所述阳极部分以外的所述铝基片的部分处形成的阳极端子连接部分。

6、如权利要求5所述的固体电解电容器，其进一步包括：

分别连接到所述阴极端子连接部分和所述阳极端子连接部分的端子；以及

由合成树脂或绝缘材料制成的外壳。

7、如权利要求1所述的固体电解电容器，其中该固体电解电容器包括传输线元件结构，该结构包括：

在铝基片中央部分包含的阳极部分，所述铝基片具有形成在其表面上的阳极氧化膜层；

位于所述阳极部分两侧的第一和第二阳极端子连接部分；以及

阴极部分，其与所述阳极部分相对并包括在所述阳极氧化膜层的所述部分上的所述聚苯乙烯磺酸盐层和在所述聚苯乙烯磺酸盐层上的所述导电聚合物层。

8、如权利要求7所述的固体电解电容器，其进一步包括：

分别连接到所述阴极端子连接部分和所述第一和第二阳极端子连接部分的端子；和

由合成树脂或绝缘材料制成的外壳。

9、一种制造固体电解电容器的方法，所述方法包括下列步骤：

使铝基片的表面粗糙化；

在所述铝基片的所述表面上形成阳极氧化膜层；

在所述阳极氧化膜层的一部分上形成聚苯乙烯磺酸盐层；和

在所述聚苯乙烯磺酸盐层上形成导电聚合物膜层作为固体电解质。

10、如权利要求9所述的方法，其中所述形成聚苯乙烯磺酸盐层的步骤包括：

将胺、由胺和有机酸的反应所产生的胺盐、有机酸或无机酸的铵盐以及氨水中的至少一种加入到浓度为0.1-10wt％的聚苯乙烯磺酸溶液中以制备pH为2-6的水溶液；

将所述铝基片浸入所述水溶液中；和

干燥所述铝基片。

11、如权利要求9所述的方法，其中所述胺包括三乙醇胺和三乙胺中的至少一种，其中所述胺盐包括由所述胺与硼酸、丙二酸、马来酸、己二酸、癸二酸、十二烷酸、柠檬酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸和均苯四酸中的至少一种的反应所产生的胺盐中的至少一种，

其中所述铵盐包括硼酸铵、己二酸铵、癸二酸铵以及十二烷酸铵中的至少一种。

12、如权利要求9所述的方法，其进一步包括如下步骤：

在形成所述聚苯乙烯磺酸盐层的所述步骤后，用包含己二酸或柠檬酸的有机酸铵盐的水溶液进行电压处理。

13、如权利要求9所述的方法，其中形成阳极部分以使得其包括所述铝基片上的所述阳极氧化膜层的所述部分，

形成阴极部分，以使得其包括所述阳极氧化膜层的所述部分上的所述聚苯乙烯磺酸盐层，所述聚苯乙烯磺酸盐层上的所述导电聚合物层，以及形成在所述导电聚合物层上的阴极端子连接部分，和

在除了所述阳极部分以外的所述铝基片的部分处形成阳极端子连接部分。

14、如权利要求13所述的方法，其中所述固体电解电容器包括：

分别连接到所述阴极端子连接部分和所述阳极端子连接部分的端子；和

由合成树脂或绝缘材料制成的外壳。

15、如权利要求13所述的方法，其中所述固体电解电容器包括传输线元件结构，该结构包括：

16、如权利要求15所述的方法，其中所述固体电解电容器包括传输线元件结构，该结构包括：

分别连接到所述阴极端子连接部分和所述第一和第二阳极端子连接部分的端子；以及

由合成树脂或绝缘材料制成的外壳。