JP5078827B2 - レーザ溶接された固体電解キャパシタ - Google Patents

レーザ溶接された固体電解キャパシタ Download PDF

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Description

従来型の固体有機電解キャパシタは、アノード体と、誘電体層と、固体有機電解質とを含む。アノード体を終端部に電気的に接続するためにアノードワイヤがキャパシタの表面から突出する。アノードワイヤを終端部に接続するために使用されることがある1つの有益な技法は、レーザ溶接である。レーザは、一般に、誘導放射によってフォトンを放出できるレーザ媒体を含む共振器と、レーザ媒体の元素を励起するエネルギー供給源とを含む。エネルギー供給源は、レーザ媒体に連続エネルギーを提供して連続レーザビームを放射するか、或いはエネルギー放電を提供してパルスレーザビームを放射することができる。適切なレーザの1つのタイプは、レーザ媒体がネオジム(Nd)でドープされたイットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)からなり、励起粒子がネオジムイオンNd3+であるものである。このようなレーザは通常、赤外スペクトルにおいて約1064ナノメートルの波長で光を放射する。残念ながら、小型のケースサイズのキャパシタをレーザ溶接しようとする際には問題が生じることが多い。すなわち、小型のケースサイズは、レーザがアノードワイヤ及び終端部の位置に比較的近接して位置付けられることが必要とされる。しかしながら、このような近接位置では、レーザは、ワイヤ又はアノード終端部によって容易に偏向されてキャパシタの有機固体電解質に衝突する可能性がある。偏向したレーザビームは、高エネルギーであることに起因して、有機固体電解質の温度を炭化をし始めるポイントにまで顕著に高める可能性がある。有機固体電解質の炭化部分が誘電体層に接触し、従って、結果として得られるキャパシタにおいて不十分な電気的特性(例えば、高い漏洩電流)をもたらす可能性がある。
米国特許第6,322,912号公報 米国特許第4,085,435号公報 米国特許第4,945,452号公報 米国特許第5,198,968号公報 米国特許第5,357,399号公報 米国特許第5,394,295号公報 米国特許第5,495,386号公報 米国特許第6,322,912号公報 米国特許第5,949,639号公報 米国特許第3,345,545号公報 米国特許出願第2005/0270725号公報 米国特許第6,674,635号公報 米国特許第5,729,428号公報 米国特許出願第2006/0038304号公報
従って、レーザ溶接することができ、それでも依然として優れた特性を保持することができる有機固体電解キャパシタに対する必要性がある。
本発明の1つの実施形態によれば、バルブ金属組成物を含むアノード体と、アノード体の上にある誘電体層と、誘電体層の上にある固体有機電解質層と、固体有機電解質層の上にある光反射層とを備える固体電解キャパシタ素子が開示される。光反射層は、約1.7以上の屈折率を有する複数の反射性粒子を含む。
本発明の別の実施形態によれば、タンタル又はニオブ酸化物を含むアノード体と、アノード体の上にある誘電体層と、誘電体層の上にある導電性ポリマー層と、導電性ポリマー層の上にある光反射層とを含む固体電解キャパシタ素子を備える固体電解キャパシタ組立体が開示される。光反射層は、二酸化チタン粒子を含む。本組立体は、キャパシタ素子から延びるアノードリードと、固体有機電解質層と電気的に導通するカソード終端部と、アノードリードにレーザ溶接されているアノード終端部と、キャパシタ素子を封入してアノード終端部及びカソード終端部の少なくとも一部分を露出させたままにするケースとを更に備える。
本発明の更に別の実施形態によれば、固体電解キャパシタ組立体を形成する方法が開示される。本方法は、タンタル又はニオブ酸化物を含むアノード体と、アノード体の上にある誘電体層と、誘電体層の上にある導電性ポリマー層とを備える固体電解キャパシタ素子を提供する段階を含み、ここでキャパシタ素子の表面からアノードリードが延びている。光反射層が、アノードリードが延びたキャパシタ素子の少なくとも表面に付加される。光反射層は導電性ポリマー層の上にあり、該光反射層は反射性粒子を含む。カソード終端部及びアノード終端部を形成するリードフレームが提供される。導電性ポリマー層はカソード終端部に電気的に導通され、アノードリードはアノード終端部にレーザ溶接される。電解キャパシタ素子は、アノード終端部及びカソード終端部の少なくとも一部分が露出されたままになるように封入される。
本発明の他の特徴及び態様は、以下でより詳細に記載される。
本発明の最良の態様を含み且つ当業者に向けられた本発明の完全且つ実施可能な開示は、添付図を参照する本明細書の残りの部分でより詳細に記載される。
本明細書及び図面内の参照数字の反復的使用は、本発明の同一或いは類似した特徴部又は要素を表すものとする。
本明細書の議論は、単に例示的な実施形態を説明しているものであり、例示的な構成において具現化される本発明のより広範な態様を限定するものとして意図されていない点を当業者であれば理解されたい。
総括すると、本発明は、電気的性能が顕著に劣化することなく、レーザ溶接に耐えることができる固体電解キャパシタに関する。キャパシタは、アノード体と、該アノード体の上にある誘電体層と、誘電体層の上にある固体有機電解質層とを含む。更に本発明のキャパシタは、固体有機電解質層の上にある光反射層を利用する。本発明者らは、こうした光反射層は、レーザ溶接中にキャパシタ素子に向かって偶発的に進むあらゆる光を反射するのを助けることができることを見出した。このことは、固体有機電解質とレーザとの接触を低減させ、従って、他の場合には炭化によって形成されたはずの電解質内の欠陥を最小にする。その結果、得られたレーザ溶接キャパシタは、比較的低いESR及び低い漏洩電流のような性能特性を特徴とする。次に、本発明の様々な実施形態を更に詳細に説明する。
アノード体は、当該技術分野において公知の何れかの技法を用いて形成することができる。例えば1つの実施形態において、アノード体はバルブ金属組成物で形成される。バルブ金属組成物は、約60,000マイクロファラッド*ボルト/グラム(「μF*V/g」)以上、ある実施形態では70,000μF*V/g以上、ある実施形態では約100,000μF*V/g以上、及びある実施形態では約150,000μF*V/g以上といった、高い比電荷を有することができる。バルブ金属組成物は、タンタル、ニオブ、アルミニウム、ハフニウム、チタン、これらの合金、これらの酸化物、これらの窒化物など、バルブ金属(すなわち酸化可能金属)或いはバルブ金属ベース化合物を含む。例えば、アノード体は、1:25未満、ある実施形態では1:2.0未満、ある実施形態では1:1.5未満、更にある実施形態では1:1の金属対酸素の原子比率を有するバルブ金属酸化物で形成することができる。こうしたバルブ金属酸化物の実施例としては、ニオブ酸化物(例えばNbO)、タンタル酸化物、その他を挙げることができ、Fifeへの米国特許第6,322,912号に更に詳細に記載されており、該特許は、全ての目的において引用により全体が本明細書に組み込まれる。
従来型の製造手順を一般に利用して、アノード体を形成することができる。1つの実施形態において、特定の粒径を有するタンタル又はニオブ酸化物粉末が最初に選択される。当該粒径は、結果として得られるキャパシタ素子の所望の電圧に応じて変えることができる。例えば、比較的大きな粒径(例えば約10マイクロメートル)を有する粉末は、高電圧キャパシタを製造するのに使用される場合が多く、比較的小さい粒径(例えば約0.5マイクロメートル)を有する粉末は、低電圧キャパシタを製造するのに使用されることが多い。次いで粒子は、任意選択的にバインダ及び/又は滑剤と混合され、アノード体を形成するために加圧されたときに、粒子が互いに十分に付着するのが保証される。適切なバインダとしては、樟脳、ステアリン酸、及び他のソープ脂肪酸、Carbowax(Union Carbide)、Glyptal(General Electric)、ポリビニルアルコール、ナフタレン、植物性ワックス、及びマイクロワックス(精製パラフィン)が挙げられる。バインダは、溶媒中に溶解又は分散することができる。例示的な溶媒としては、水;アセトン;メチルイソブチルケトン;トリクロロメタン;フッ素化炭化水素(フレオン)(DuPont);アルコール;及び塩素化炭化水素(四塩化炭素)を挙げることができる。利用時のバインダ及び/又は滑剤のパーセンテージは、全質量の約0.1重量%から約8重量%までの範囲とすることができる。しかしながら、バインダ及び滑剤は、本発明においては必要とされない点を理解されたい。粉末が形成されると、何れかの従来型の粉末プレス金型を用いて圧縮成形することができる。例えば、プレス金型は、ダイ及び1つ又は複数のパンチを使用するシングルステーション圧密プレス機とすることができる。或いは、ダイ及び単一下側パンチのみを用いるアンビル型圧密プレス機を使用することができる。シングルステーション圧密プレス金型は、シングルアクション、ダブルアクション、フローティングダイ、可動プラテン、対向カム、スクリュー、インパクト、ホットプレス、コイニング或いはサイジングといった様々な能力を有する、カム、トグル/ナックル及び偏心/クランク式プレスのような幾つかの基本タイプで利用可能である。粉末は、アノードワイヤ(例えばタンタルワイヤ)の周囲に圧縮成形することができる。或いは、アノードワイヤは、アノード体の加圧及び/又は焼結に続いて、アノード体に取り付ける(例えば溶接)ことができる点を更に理解されたい。
圧縮後、何れのバインダ/滑剤も、ある特定の温度(例えば約150℃〜約500℃)で数分間真空下でペレットを加熱することによって除去することができる。或いは、バインダ/滑剤はまた、全ての目的において引用により全体が本明細書に組み込まれるBishop他への米国特許6,197,252で説明されたように、ペレットを水溶液と接触させることによって除去することができる。その後、ペレットは焼結され、多孔質の一体化集結体が形成される。例えば、1つの実施形態おいて、ペレットは、約1200℃〜約2000℃、ある実施形態では約1500℃〜1800℃の温度で真空下で焼結することができる。焼結すると、粒子間の結合の成長によりペレットが収縮する。上述の技法に加えて、アノード体を形成するための他のどのような技法も本発明に従って利用することができ、例えば、当該技法は、Galvaqniへの米国特許第4,085,435号;Sturmer他への第4,945,452号;Galvaqniへの第5,198,968号;Salisburyへの第5,357,399号;Galvaqni他への第5,394,295号;Kulkarniへの第5,495,386号;及びFifeへの第6,322,912号で説明されたものであり、これらの特許は、全ての目的において引用により全体が本明細書に組み込まれている。
必須ではないが、アノード体の厚みは、キャパシタの電気的性能を向上させるように選択することができる。例えば、アノード体の厚み(図1の−z方向における)は約4ミリメートル以下、ある実施形態では約0.2〜約3ミリメートル、及びある実施形態では約0.4〜約1ミリメートルとすることができる。こうした比較的薄いアノード厚み(すなわち「ロープロファイル」)は、高比電荷粉末によって発生した熱を放散させ、ESR及びインダクタンスを最小にするより短い伝達経路を提供するのを助ける。アノード体の形状もまた、結果として得られるキャパシタの電気的特性を向上させるように選択することができる。例えば、アノード体は、湾曲状、正弦波状、矩形、U字形、V字形、その他の形状を有することができる。アノード体はまた、表面積対容積比率を高めてESRを最小にし、キャパシタンスの周波数応答を拡張させるように、1つ又はそれ以上の畝部、溝部、凹部、又は窪みを含む「溝付き」形状を有することもできる。こうした「溝付き」アノードは、例えばWebber他への米国特許第6,191,936号;Maeda他への第5,949,639号;及びBouqualt他への第3,345,545号、並びにHahn他への米国特許出願第2005/0270725号で説明されており、これらの全ては全ての目的において引用により全体が本明細書に組み込まれる。
アノード体は、誘電体層がアノードの上及び/又は内部に形成されるようにアノード酸化処理することができる。アノード酸化処理は電気化学プロセスであり、これによってアノードが酸化されて比較的高い誘電率を有する材料が形成される。例えば、タンタルアノード体は、アノード酸化処理されて五酸化タンタル(Ta25)を形成することができ、これは約27の誘電率「k」を有する。アノード体は、弱酸溶液(例えばリン酸)に高温(例えば約85℃)で浸漬することができ、制御電圧及び電流が供給されて、ある一定の厚みを有する五酸化タンタルのコーティングが形成される。電源は、所用の化成電圧に到達するまで当初は一定電流に保たれる。その後、電源は一定電圧に保たれ、所用の誘電体品質がタンタルペレットの表面上に確実に形成されるようにする。アノード酸化処理電圧は通常、約5〜約200ボルト、ある実施形態では約20〜約100ボルトの範囲である。アノード体の表面上に形成されるのに加えて、誘電体酸化物膜の一部分はまた、通常、材料の空孔の表面上にも形成されることになる。誘電体層は、他のタイプの材料から異なる技法を用いて形成できる点を理解されたい。
誘電体層が形成されると、比較的絶縁性の樹脂性材料(天然又は合成の)で作製されたもののような保護コーティングを任意選択的に付加することができる。このような材料は、約0.05オーム−cmよりも大きい、ある実施形態では約5より大きい、ある実施形態では約1000オーム−cmよりも大きい、ある実施形態では約1×105オーム−cmよりも大きい、及びある実施形態では約1×1010よりも大きい比抵抗を有することができる。本発明に利用することができる幾つかの樹脂性材料は、これらに限定されないが、ポリウレタン、ポリスチレン、不飽和又は飽和脂肪酸のエステル(例えばグリセライド)、その他などが挙げられる。例えば、適切な脂肪酸エステルとしては、これらに限定されないが、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、エレオステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アレウリチン酸、シェロール酸、その他のエステルが挙げられる。これらの脂肪酸エステルは、結果として得られる膜が急激に重合して安定した層となることが可能な「乾性油」を形成するため、比較的複雑な組み合わせで使用される場合に特に有用であることが分かった。こうした乾性油は、モノ−グリセライド、ジ−グリセライド、及び/又はトリ−グリセライドを含むことができ、これらはそれぞれ1つ、2つ、及び3つのエステル化された脂肪酸アシル残基をもつグリセロール骨格を有する。例えば、使用することができる幾つかの適切な乾性油としては、これらに限定されないが、オリーブ油、アマニ油、ヒマシ油、キリ油、大豆油、及びシェラックが挙げられる。これら及び他の保護コーティング材料は、Fife他への米国特許第6,674,635号に更に詳細に説明されており、当該特許は、全ての目的において引用により全体が本明細書に組み込まれる。
アノード酸化処理された部分は、その後、固体有機電解質を形成するステップを受け、これはキャパシタの真のカソードとして機能する。例えば、導電性ポリマーコーティングを用いて、固定有機電解質を形成することができる。導電性ポリマーコーティングは、ポリピロール;ポリ(3,4−エチレンジオキシ・チオフェン)(PEDT)のようなポリチオフェン;ポリアニリン;ポリアセチレン;ポリ−p−フェニレン;及びこれらの誘導体のような1つ又はそれ以上の導電性ポリマーを含有することができる。更にまた、必要に応じて、導電性ポリマーコーティングはまた、複数の導電性ポリマー層で形成されることができる。例えば、1つの実施形態において、導電性ポリマーコーティングは、PEDTから形成された1つの層と、ポリピロールから形成された別の層とを含むことができる。様々な方法を利用して、アノード部分上に導電性ポリマーコーティングを付加することができる。例えば、電解重合、スクリーン印刷、浸漬、電気泳動コーティング、及びスプレーなどの従来技法を用いて、導電性ポリマーコーティングを形成することができる。1つの実施形態において、例えば、導電性ポリマーを形成するのに使用されるモノマー(例えば3,4−エチレンジオキシ・チオフェン)が、最初に重合触媒と混合されて溶液を形成することができる。例えば、1つの適切な重合触媒は、BAYTRON Cであり、これはトルエンスルホン酸鉄(III)であって、H.C.Starckによって販売されている。BAYTRON Cは、同様にH.C.Starckによって販売されるPEDTモノマーの3,4−エチレンジオキシ・チオフェンであるBAYTRON Mに対する商業的に入手可能な触媒である。殆どの実施形態において、導電性ポリマーが付加されると、当該ポリマーはヒーリングされる。ヒーリングは、導電性ポリマー層の各付加の後に行うことができ、或いは全導電性ポリマーコーティングの付加後に行うことができる。
導電性ポリマーに加え、固体電解質はまた、低比抵抗有機半導体である7,7’、8,8’−テトラシアノキノジメタン錯体(TCNQ錯体)のような他の有機材料で形成することができる。このような固体有機電解質を形成する技法は、例えば、Sakata他への米国特許第5,729,428号に記載され、該特許は、全ての目的において引用により全体が本明細書に組み込まれる。種々の方法が上述されたが、有機電解質を付加するための他の何れかの方法も本発明で利用できる点を理解されたい。
固体有機電解質が形成されると、当該部分には、任意選択的に炭素層(例えばグラファイト)及び銀層をそれぞれ付加することができる。例えば、銀コーティングは、キャパシタ素子のためのはんだ付け可能導体、コンタクト層、及び/又は電荷コレクタとして機能することができ、炭素コーティングは、銀コーティングと電解質との接触を制限することができる。このようなコーティングは、固体有機電解質の一部又は全体を覆うことができる。
キャパシタ素子が形成される特定の様式に関係なく、固体有機電解質層の少なくとも一部の上にある光反射層も設けられる。光反射層は、入射レーザ光が固体有機電解質に実質的に接触しないように当該レーザ光を反射するように構成される。このことは、レーザ溶接中の固体有機電解質の可能性のある炭化を制限する。光反射層は一般に、約1.7以上、ある実施形態では約2.0以上、ある実施形態では約2.2以上、及びある実施形態では約2.4以上など、比較的高い屈折率を有する粒子を含む。キャパシタの電気的特性を最適化するためには、通常、光反射層が非導電性であることも望ましい。この関連において、反射性粒子は、通常、例えば炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化チタン、アルミナ、水酸化アルミニウム、ヒドロキシアパタイト、シリカ、マイカ、タルク、クレイ、ガラス粉末、ゼオライトなどの無機粒子;有機粒子;その他といった絶縁性材料で形成される。光反射層で使用するのに特に好適な絶縁性粒子としては、ルチル型二酸化チタン(約2.73の屈折率)、アナターゼ型二酸化チタン(約2.55の屈折率)、硫化亜鉛(約2.73の屈折率)、及び酸化亜鉛(2.0の屈折率)が挙げられる。
反射性粒子は通常、これらの光吸収度を最小にするために、バナジウム、鉄、ニオブ、銅、及びマンガンなどの着色元素が低含量である。例えば、5ppm以下のバナジウム含量を有する二酸化チタンを利用することができる。このような粒子は、塩素法によって製造することができ、この方法では、主として酸化チタンからなるルチル鉱石が約1,000℃の高温炉内で塩素ガスと反応し、四塩化チタンを生成する。次いで、四塩化チタンを酸素と燃焼させて、高純度の酸化チタンを形成する。着色元素は通常低含量であるが、それにもかかわらず当該粒子に処理剤を付加し、他の特性(例えば分散性)を向上させることができる。こうした処理剤の実施例としては、脂肪酸(例えばステアリン酸)、脂肪酸エステル、その他が挙げられる。
反射性粒子の粒径は、当該層の光散乱を最適にするように選択することができる。例えば、高屈折率粒子に関して最大散乱能が認められる粒径(D)は、次式によって推定することができる。
Figure 0005078827
式中、
λは入射光の波長、
1は粒子の屈折率、
2は当該層の連続層の屈折率である(例えば水の屈折率は約1.33である)。例えば、Nd:YAGレーザは、通常、赤外スペクトルの1064nmの波長を有する光を放射する。この波長で、ルチル型及びアナターゼ型二酸化チタンについての推定最適散乱の粒径は、それぞれ約0.47μm及び約0.55μmである。上述の観点から、本発明の反射性粒子は、約0.01〜約5μm、ある実施形態では約0.05〜約2μm、及びある実施形態では約0.1〜約1μmの範囲の平均粒径を有するように選択することができる。
光反射層を形成するために、反射性粒子は一般に溶媒中に分散される。水;グリコール(例えばプロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、エトキシグリコール、及びジプロピレングリコール);グリコールエーテル(例えばメチルグリコールエーテル、エチルグリコールエーテル、及びイソプロピルグリコール);エーテル(例えばジエチルエーテル及びテトラヒドロフラン);アルコール(例えばメタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、及びブタノール);トリグリセライド;ケトン(例えばアセトン、メチルエチルケトン、及びメチルイソブチルケトン);エステル(例えば酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸ジエチレングリコールエーテル、及び酢酸メトキシプロピル);アミド(例えばジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルカプリリン/カプリン脂肪酸アミド、及びN−アルキルピロリドン);ニトリル(例えばアセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、及びベンゾニトリル);スルホキシド又はスルホン(例えばジメチルスルホキシド(DMSO)及びスルホラン);その他といった、様々な溶媒の何れかの溶媒を利用することができる。本発明の1つの特定の利点は、水性溶媒(例えば水)が使用できることである。実際には、水は、コーティング配合物に使用される溶媒の約20重量%以上、ある実施形態では約50%重量以上、及びある実施形態では約75重量%〜100重量%を構成することができる。
コーティング配合物に使用される溶媒の合計濃度は変えることができるが、通常は、コーティング配合物の約10重量%〜約90重量%、ある実施形態では約20重量%〜約85重量%、及びある実施形態では約40重量%〜約80重量%である。勿論、使用される溶媒の特定の量は、コーティング配合物の所用の固体成分含有量及び/又は粘度に部分的に依存する。例えば、固体成分含有量は、重量基準で約10%〜約90%、より詳細には重量基準で約15%〜約80%、更により詳細には重量基準で約20%〜約60%の範囲にわたることができる。コーティング配合物の固体成分含有量を変化させることにより、コーティング配合物中の光反射性粒子の存在を制御することができる。例えば、より高いレベルの光反射性粒子を有するコーティング配合物を形成するために、配合物は、より大きなパーセンテージの粒子が層内に組み込まれるように、比較的高い固体成分含有量を備えることができる。加えて、コーティング配合物の粘度はまた、付加方法及び/又は使用される溶媒のタイプに応じて変えることができる。しかしながら、粘度は通常、スピンドル2を用いて30rpm及び30℃で操作したBrookfield DV−1粘度計で計測したときに、約5〜約500センチポアズ、ある実施形態では約10〜約450センチポアズ、及びある実施形態では約50〜約400センチポアズである。必要に応じて、増粘剤又は他の粘度調整剤をコーティング配合物内で使用し、粘度を増減させることができる。
コーティング配合物はまた、溶媒がコーティング配合物から除去された後にバインダを利用して、光反射性粒子をキャパシタ素子上に保持するのを助けることができる。どのようなバインダも使用できるが、本発明で使用するのに有機バインダが特に好適である。このようなバインダの実施例としては、例えば、ポリ(ビニルブチラール);ポリ(酢酸ビニル);ポリ(ビニルアルコール);ポリ(ビニルピロリドン);カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、及びメチルヒドロキシエチルセルロースといったセルロース系ポリマー;アタクチック・ポリプロピレン、ポリエチレン;ポリエチレングリコール(例えばDow Chemical Co.が提供しているカーボワックス);ポリ(メチルシロキサン)、ポリ(メチルフェニルシロキサン)などのシリコンポリマー;ポリスチレン、ポリ(ブタジエン/スチレン);ポリアミド、ポリイミド、及びポリアクリルアミド、高分子量ポリエーテル;エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのコポリマー;ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、及びフルオロオレフィンコポリマーなどのフルオロポリマー;並びにポリアクリレート・ナトリウム、ポリ(低級アルキルアクリレート)、ポリ(低級アルキルメタクリレート)、及び低級アルキルアクリレートとメタクリレートとのコポリマーなどのアクリル酸ポリマーを挙げることができる。コーティング配合物で使用するのに特に好適なバインダは、結果として得られたコーティング配合物の可撓性が実質的に制限されないように約50℃以下のガラス転移温度を有するラテックスポリマー・バインダである。更にまた、ラテックスポリマーは通常、その粘着性を最小にするために約−35℃以上のガラス転移温度を有する。本発明で利用できる幾つかの適切なポリマー格子は、これらに限定はされないが、スチレン−ブタジエンポリマー、ポリ酢酸ビニル・ホモポリマー、酢酸ビニル−エチレン・コポリマー、酢酸ビニル−アクリル又はメタクリルポリマー、エチレン−塩化ビニルポリマー、エチレン−塩化ビニル−酢酸ビニルポリマー、ポリ塩化ビニルポリマー、ニトリルポリマー、及び当該技術分野で公知の他の何れかの適切なラテックスポリマーのような、ポリマーに基づくことができる。
バインダに加え、コーティング配合物はまた、キャパシタ素子への光反射性粒子の付加を容易にする他の成分を含むことができる。例えば、コーティング配合物において1つ又はそれ以上の分散剤を利用して、懸濁物の表面張力を低下させることができる。適切な分散剤の1つの部類には、酸性基を有するアニオン性ポリマー又はその塩が含まれる。こうしたポリマーは、例えば、通常は少なくとも1つのエチレン性不飽和酸含有モノマーと、任意選択的に少なくとも1つのエチレン性不飽和非イオンモノマーとを含む。適切な酸モノマーとしては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマール酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸モノメチル、フマール酸モノメチル、及びフマール酸モノブチルといったカルボン酸性基を有するモノマー;無水マレイン酸及び無水イタコン酸などの無水物;又はこれらの組み合わせが挙げられる。好適なエチレン性不飽和モノマーとしては、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、及びメタクリル酸メチルなどのアクリル(メタクリル)酸のアルキルエステル;メタクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロピル、及びメタクリル酸ヒドロキシプロピルなどのアクリル(メタクリル)酸のヒドロキシエステル;スチレン及びα−メチルスチレンなどの芳香族モノマー;並びにジ−イソブチレンのようなアルケンが挙げられる。
また、コーティング配合物において湿潤剤又は界面活性剤を使用して、望ましい展着性を有する均質的に均一なコーティング配合物の形成を容易にすることができる。好適な界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤などを挙げることができる。例えば、非イオン性界面活性剤は、長鎖アルキル基又はアルキル化アリル基などの疎水ベースと、所定数(例えば1〜約30)のエトキシ部分及び/又はプロポキシ部分を備える親水鎖とを有することができる。使用できる非イオン性界面活性剤の幾つかの部類の実施例としては、これらに限定されないが、エトキシル化アルキルフェノール、エトキシル化及びプロポキシル化脂肪アルコール、メチルグルコースのポリエチレングリコールエーテル、ソルビトールのポリエチレングリコールエーテル、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド・ブロックコポリマー、脂肪酸(C8−C18)のエトキシル化エステル、長鎖アミン又はアミドとエチレンオキサイドの縮合生成物、アルコールとエチレンオキサイドの縮合生成物、及びこれらの混合物が挙げられる。特に好適な非イオン性界面活性剤としては、直鎖或いは分岐鎖アルキル基内に約8〜18個の炭素原子を含む1モルのアルキルフェノールと約5〜30モルのエチレンオキサイドとのポリエチレンオキサイド縮合物を挙げることができる。アルキルフェノールエトキシレートの特定の実施例としては、1モルのノニルフェノールにつき約9.5モルのエチレンオキサイドと縮合したノニル、1モルのフェノールにつき約12モルのエチレンオキサイドと縮合したジノニルフェノール、1モルのフェノールにつき約15モルのエチレンオキサイドと縮合したジノニルフェノール、及び1モルのフェノールにつき約15モルのエチレンオキサイドと縮合したジイソオクチルフェノールが挙げられる。こうした化合物は、ミシガン州ミッドランド所在のDow Chemical Co.が提供するTriton(商標)CF−100の商標名で商業的に入手可能である。
また、コーティング配合物において可塑剤を使用して、コーティング配合物の膜形成特性を向上させることができる。可塑剤はよく知られており、広範囲の可塑剤を使用することができる。典型的な可塑剤の実施例としては、鉱物油;プロピレングリコールのようなグリコール;フタル酸ジオクチル及びフタル酸ベンジルブチルなどのフタル酸エステル;並びにオレイン酸及びステアリン酸のような長鎖脂肪族酸;及びこれらの混合物が挙げられる。
コーティング配合物の各成分の濃度は、所用熱量、利用される付加方法の含浸量、その他に応じて変えることができる。例えば、コーティング配合物内の光反射性粒子の量は、約10重量%〜約80重量%、ある実施形態では約20重量%〜約75重量%、及びある実施形態では約25重量%〜約50重量%の範囲に及ぶことができる。また、バインダは、コーティング配合物の約0.01重量%〜約20重量%、ある実施形態では約0.1重量%〜約15重量%、及びある実施形態では約0.5重量%〜約10重量%を構成することができる。分散剤、界面活性剤、可塑剤などの他の成分は各々、コーティング配合物の約0.001重量%〜約10重量%、ある実施形態では約0.01重量%〜約5重量%、及びある実施形態では約0.1重量%〜約3重量%を構成することができる。
形成される特定の方式にかかわらず、コーティング配合物は、浸漬法、スプレー法、プリント法、モールド法、押出法、その他などの既知の方法を用いてキャパシタ素子の表面上に堆積される。例えば、キャパシタ素子は、コーティング配合物内に所望のレベルまで単に浸漬することができる。次いで、コーティングされたキャパシタ素子を周囲条件下又は加熱ステップにおいて乾燥させることができ、これにより全部でないとしても殆どの溶媒が除去されるようになる。例えば、キャパシタ素子は、1つ又はそれ以上のステップにおいて、約50℃〜約300℃、ある実施形態では約60℃〜約200℃、及びある実施形態では約70℃〜約150℃の温度で加熱することができる。加熱は、大気中で、或いは制御された雰囲気下で(例えば真空下で)行うことができる。最終の乾燥コーティングは通常、約80重量%〜約100重量%、ある実施形態では約85重量%〜約99.9重量%、及びある実施形態では約90重量%〜約99重量%の量で反射性粒子を有する。その反射率を最適化するために、コーティングはまた、通常、約100μm以下、ある実施形態では約20〜約80μm、及びある実施形態では約30〜約60μmなどの比較的薄い厚みを有する。
一般的に言えば、光反射層をキャパシタ素子の何れかの表面に付加してもよく、これにより固体有機電解質とレーザとの接触を低減できるようにする。例えば、光反射層は、アノードワイヤ(例えばタンタルワイヤ)が長手方向で通過して延びるキャパシタ素子の前面に配置することができる。同様に、光反射層は、キャパシタ素子の底面及び/又は上面に配置することができ、これらはアノードワイヤの長手方向に対しほぼ平行な方向に延びる。光反射層は、付加される表面の全領域又は一部の領域を覆うことができる。例えば、1つの実施形態において、光反射層は、キャパシタ素子の前面の約90%以上、ある実施形態では約95%以上、及びある実施形態では約98%を覆う。
例えば、図1〜図2を参照すると、ほぼ矩形形状を有し、前面36、後面38、上面37及び底面39、並びに側面32(そのうちの1つだけが図示されている)を有する、キャパシタ素子30の1つの実施形態が示されている。アノードワイヤ34は、キャパシタ素子30の前面36から長手方向(「y」方向)に延びる。図2に更に示されるように、キャパシタ素子30は、アノード体50と、アノード体50の上にある誘電体層52と、誘電体層52の上にある有機固体有機電解質層54と、有機固体有機電解質層54の上にあるグラファイト層56と、グラファイト層56の上にある銀層58とを含む。図示の実施形態において、誘電体層52及び固体有機電解質層54は、キャパシタ素子30の各表面、すなわち前面36、後面38、上面37、底面38、及び側面(図2には示さず)でアノード体30の上にある。更に、グラファイト層56及び銀層58は、前面36を除いて固体有機電解質層54の各表面の上にある。従って、この実施形態においては、前面36は固体有機電解質を含むが、グラファイト層及び銀層は一般にない。勿論、このような層はキャパシタの何れの表面にも付加することができ、必ずしも図示の方式で付加される必要はない点を理解されたい。
キャパシタ素子30はまた、本発明に従って形成された光反射層60を含み、当該層は、前面36において固体有機電解質層54の上にある。更に、図2に示されるように、光反射層60はまた、上面37及び底面39上の固体有機電解質層54、グラファイト層56、及び銀層58の一部の上にある。
キャパシタ素子30が形成されると、アノード終端部及びカソード終端部は、アノードワイヤ34及び固体有機電解質層54(グラファイト層及び銀層を介して)にそれぞれ電気的に接続することができる。終端部の特定の構造は、当該技術分野において公知のように変えることができる。図3を参照すると、例えば、アノード終端部70とカソード終端部80とを含む1つの実施形態が示される。この特定の実施形態において、カソード終端部は、第2の部分84に実質的に垂直に位置付けられた第1の部分82を含む。第1の部分82は、キャパシタ素子30の下側表面39と電気的に接触し、第2の部分84は、キャパシタ素子30の後面38に電気的に接触している。キャパシタ素子30をカソード終端部80に取り付けるために、当該技術分野において公知のように導電性接着剤を使用することができる。導電性接着剤は、例えば、樹脂組成物に含有される導電性金属粒子を含むことができる。金属粒子は、銀、銅、金、白金、ニッケル、亜鉛、ビスマス、その他とすることができる。樹脂組成物は、熱硬化樹脂(例えばエポキシ樹脂)、硬化剤(例えば酸無水物)、及びカップリング剤(例えばシラン・カップリング剤)を含むことができる。適切な導電性接着剤は、Osako他への米国特許出願第2006/0038304号に記載されており、当該出願は全ての目的において引用により全体が本明細書に組み込まれる。
アノード終端部70は、第2の部分74に実質的に垂直に位置付けられた第1の部分76を含む。第2の部分74は、アノードワイヤ34を保持する領域を含む。図示の実施形態において、領域51は、ワイヤ34の表面接触及び機械的安定性を更に向上させるために「U字形」を有する。次いで、アノードワイヤ34はレーザ90を用いて領域51に溶接される。図3に図示されるように、レーザビームの接触がキャパシタ素子30に向かう光の反射をもたらす可能性がある。しかしながら、本発明による光反射層の存在により、当該光が固体有機電解質層を大きく損傷又は炭化することはない。
キャパシタ素子が終端部に取り付けられると、当該素子は樹脂ケーシング内部に密閉され、次いで、ケーシングは、シリカ又は他の何れかの公知の封入材料で充填することができる。ケースの幅及び長さは、目的とする用途に応じて変えることができる。しかしながら、ケーシングの全体の厚みは通常、結果として得られる組立体をロープロファイル製品(例えば「ICカード」内に容易に組み込むことができるように薄くされる。例えば、ケーシングの厚みは、約4ミリメートル以下、ある実施形態では約0.1〜約2.5ミリメートル、及びある実施形態では約0.15〜約2.0ミリメートルの範囲とすることができる。適切なケーシングとしては、例えば「A」、「B」、「H」、或いは「T」ケース(AVX Corporation)を挙げることができる。例えば図4を参照すると、キャパシタ組立体100のためのこうした封入用ケースが要素88として示される。封入用ケース88は、キャパシタ組立体100のための追加の構造的及び熱的保護を提供する。封入後、アノード及びカソードそれぞれの終端部の露出部分は、エージング処理され、選別され、トリミングすることができる。必要に応じて、露出部分は、任意選択的にケーシング88の外側に沿って2回曲げることができる(例えばおよそ90℃の角度)。
本発明の結果として、優れた電気的特性を示すキャパシタを形成することができる。例えば、本発明のキャパシタは通常、約1000ミリオーム(mohm)未満、ある実施形態では約500mohm、及びある実施形態では約100mohmのESRを有する。キャパシタの等価直列抵抗は、一般に、電気回路における充放電時に当該キャパシタが抵抗のように動作する範囲を示すものであり、通常はキャパシタと直列の抵抗として表現される。更に、絶縁体を通って1つの導体から隣接する導体に流れる電流を一般に意味する合成漏洩電流は、比較的低いレベルに維持することができる。例えば、本発明のキャパシタの正規化された漏洩電流の数値は、ある実施形態では約0.1μA/μF*V未満、ある実施形態では約0.01μA/μF*V未満、及びある実施形態では約0.001μA/μF*V未満であり、ここでμAはマイクロアンペア、μF*Vはキャパシタンスと定格電圧との積である。
本発明は、以下の実施例を参照することにより更によく理解することができる。
試験方法
等価直列抵抗(ESR)、キャパシタンス、及び誘電正接:
等価直列抵抗及びインピーダンスは、Kelvinリードを備えたKeithley 3330 Precision LCZメーターを使用して、0ボルトのバイアス及び1ボルトの信号で計測した。動作周波数は100kHzであった。キャパシタンス及び誘電正接は、Kelvinリードを備えたKeithley 3330 Precision LCZメーターを使用して、2ボルトのバイアス及び1ボルトの信号で計測した。動作周波数は120Hz、温度は23℃±2℃であった。
漏洩電流:
漏洩電流(「DCL」)は、英国のMantracourt Electronics LTDによって製作されたMC190漏洩試験セットを用いて計測した。MC190試験は、25℃の温度及び所定定格電圧で10秒後に漏洩電流を計測するものである。
本発明によるレーザ溶接有機固体電解質キャパシタを形成する能力を実証した。最初に、タンタルアノードにタンタルワイヤを埋め込み、1320℃で焼結した。得られたアノードは、サイズが1.3×2.4×1.8mm、密度が5.3g/cm3、CVが1900μFVを有していた。タンタルアノードをアノード酸化処理するため、誘電率8.6±0.3mS/cm及び温度85±5℃のオルトリン酸/水溶液に浸漬し、18Vで2回電気酸化して脱イオン水で洗浄し、サイクル中、325℃の空気循環炉でアニーリングした。次いで、部品全体をシェラック(A.S.Suter Co.,Ltd)の0.8重量%溶液に浸漬し、プリコート層を形成した。この後、p−トルエンスルホン酸鉄(III)のn−ブタノール溶液(BAYTRON CB40,H.C.Starck)及び5重量%の2−ヒドロキシエチルメタクリレート(Aldrich)を含む3,4−エチレンジオキシ・チオフェン(BAYTRON M,H.C.Starck)溶液への従来の逐次的浸漬手法、並びにこれに続くエタノール洗浄及び硫酸改質を用いて、導電性ポリマー層を形成した。このサイクルを10回反復した。その後、当該部品は、室温でグラファイト分散液(Graphite7230,DuPont)内に2秒間そのショルダー部まで浸漬し、次いで125℃で30分間ヒーリング処理した。次に、当該部品を室温で銀分散液(Thermoset K611−14,Lord Co.)中に2秒間そのショルダー部まで浸漬して、125℃で30分間ヒーリング処理した。
光反射層を形成するために、水58.5重量%、二酸化チタン38.5重量%、ヒドロキシエチルセルロース0.31重量%、ポリ酢酸ビニル分散物1.24重量%、ナトリウム・ポリサルフェート0.12重量%、ポリアクリル酸塩0.87重量%、安定剤0.3重量%、及び消泡剤0.19重量%を含む組成物をチェコ共和国のPrimalex a.s.から入手した。当該組成物内に部品をそのショルダー部を越えて浸漬させ、前面を完全に覆った。反射性コーティングの付加後2分以内に、当該部品(前面を除く)を引き続き脱イオン水で洗浄し、125℃で30分間乾燥させた。
キャパシタ素子が形成されると、次に、当該素子を0.10ミリメートルの厚みを有するリードフレーム(母材としてCopper K88)にレーザ溶接した。アノードの直径は0.17ミリメートルであった。レーザ溶接は、レーザユニット及び光学ヘッドからなる機械で行った。レーザは、1.064μmの波長を有するパルス式Nd−YAGレーザであり、光学ヘッドは、焦点距離150mm及び焦点スポット直径0.3mmを有した。光学ヘッドは、0.3mmのスポット分離を有する二焦点光学系からなっていた。全体のレーザパルスの算定エネルギーは2.2Jであった。銀充填接着剤ACE10131(Protavic)を用いてカソード終端部リード(リードフレームの反対部分)を取り付けた。接着剤は175℃で1分間硬化した。キャパシタ素子がリードフレームに取り付けられると、次に、当該素子を封入し、標準Bケースサイズ(AVX)キャパシタを形成し、170℃で60秒間硬化した。
次に、25000個の母集団内で種々のパラメータを試験した(公称値:100μF@6.3V)。結果を以下に記載する。
Figure 0005078827
本発明のこれら及び他の修正及び変形は、本発明の思想及び範囲から逸脱することなく当業者が実施することができる。加えて、様々な実施形態の態様は、全部又は一部を置き換えることができる点を理解されたい。更にまた、以上の記載は例証に過ぎず、添付の請求項に更に記載される本発明を限定するものではない点を当業者であれば理解するであろう。
本発明の固体電解キャパシタの1つの実施形態の透視図である。 線2−2に沿った図1のキャパシタの断面図である。 アノード終端部へのキャパシタのレーザ溶接に関する本発明の1つの実施形態の概略図である。 本発明の1つの実施形態に従って形成されたレーザ溶接キャパシタの断面図である。
符号の説明
30 キャパシタ素子
32 側面
34 アノードワイヤ
36 前面
37 上面
38 後面
39 底面

Claims (22)

  1. バルブ金属組成物を含むアノード体と、
    前記アノード体の上にある誘電体層と、
    前記誘電体層の上にある固体有機電解質層と、
    前記固体有機電解質層の上にある光反射層と、
    前記キャパシタ素子の第1の表面から延びるアノードリードと、
    を備え、
    前記光反射層が、約1.7以上の屈折率を有する複数の反射性粒子を含み、
    前記光反射層が、前記第1の表面及び該第1の表面に垂直な第2の表面の上で、前記固体有機電解質層の上にある、
    ことを特徴とする固体電解キャパシタ素子。
  2. 前記粒子が、約2.0以上の屈折率を有する、
    請求項1に記載の固体電解キャパシタ素子。
  3. 前記粒子が、誘電材料で形成される、
    請求項1に記載の固体電解質キャパシタ素子。
  4. 前記粒子が、無機粒子である、
    請求項1に記載の固体電解キャパシタ素子。
  5. 前記無機粒子が、二酸化チタンである
    請求項4に記載の固体電解キャパシタ素子。
  6. 前記二酸化チタンが、ルチル型二酸化チタン、アナターゼ型二酸化チタン、又はこれらの混合物である、
    請求項5に記載の固体電解キャパシタ素子。
  7. 前記反射性粒子が、約0.1〜約1μmの平均サイズを有する、
    請求項1に記載の固体電解キャパシタ素子。
  8. 前記反射性粒子が、前記光反射層の約80重量%〜100重量%を構成する、
    請求項1に記載の固体電解キャパシタ素子。
  9. 前記反射性粒子が、前記光反射層の約85重量%〜99.9重量%を構成する、
    請求項1に記載の固体電解キャパシタ素子。
  10. 前記光反射層が、約20〜約80μmの厚みを有する、
    請求項1に記載の固体電解キャパシタ素子。
  11. 前記光反射層が、実質的に前記第1の表面全体を覆う、
    請求項1に記載の固体電解キャパシタ素子。
  12. 前記光反射層が、前記第2の表面の一部分だけを覆う、
    請求項1に記載の固体電解キャパシタ素子。
  13. 前記固体有機電解質層の上にある少なくとも1つの付加層を更に備え、前記付加層が炭素層、銀層、又はこれらの組み合わせを含む、
    請求項1に記載の固体電解キャパシタ素子。
  14. 前記第1の表面には前記付加層がほぼ存在しない、
    請求項13に記載の固体電解キャパシタ素子。
  15. 請求項1に記載のキャパシタ素子を備える固体電解キャパシタであって、
    前記固体電解質層に電気的に導通するカソード終端部と、
    前記アノード体に電気的に導通するアノード終端部と、
    前記キャパシタ素子を封入し且つ前記アノード及びカソード終端部を露出させたままにするケースと、
    を更に備える、
    固体電解キャパシタ組立体。
  16. 前記アノード終端部が、前記アノードリードにレーザ溶接される、
    請求項15に記載のキャパシタ組立体。
  17. 前記バルブ金属組成物がタンタルを含む、
    請求項1に記載の固体電解キャパシタ素子。
  18. 前記バルブ金属組成物が、ニオブ酸化物を含む、
    請求項1に記載の固体電解キャパシタ素子。
  19. 前記固体有機電解質が、導電性ポリマーを含む、
    請求項1に記載の固体電解キャパシタ素子。
  20. タンタル又はニオブ酸化物を含むアノード体と、前記アノード体の上にある誘電体層と、前記誘電体層の上にある導電性ポリマーと、前記導電性ポリマーの上にある光反射層とを備え、前記光反射層が複数の二酸化チタン粒子を含む固体電解キャパシタ素子と、
    前記キャパシタ素子の第1の表面から延びるアノードリードと、
    前記固体有機電解質層と電気的に導通するカソード終端部と、
    前記アノードリードにレーザ溶接されたアノード終端部と、
    前記キャパシタ素子を封入し且つ前記アノード及びカソード終端部を露出させたままにするケースと、
    を備え
    前記光反射層が、前記第1の表面及び該第1の表面に垂直な第2の表面の上で、前記固体有機電解質層の上にある、
    ことを特徴とする固体電解キャパシタ組立体。
  21. 固体電解キャパシタ組立体を形成する方法であって、
    タンタル又はニオブ酸化物を含むアノード体と、前記アノード体の上にある誘電体層と、前記誘電体層の上にある導電性ポリマーとを備えた固体電解キャパシタ素子を提供する段階であって、前記キャパシタ素子の第1の表面からアノードリードが延びる、前記段階と、
    光反射層を前記キャパシタ素子の前記第1の表面及び該第1の表面に垂直な第2の表面に付加する段階であって、前記光反射層は前記導電性ポリマー層の上にあり、前記光反射層は複数の反射性粒子を含む、前記段階と、
    カソード終端部及びアノード終端部を形成するリードフレームを提供する段階と、
    前記導電性ポリマーを前記カソード終端部に電気的に接続する段階と、
    前記アノード終端部に前記アノードリードをレーザ溶接する段階と、
    前記アノード終端部及び前記カソード終端部の少なくとも一部分が露出されたままになるように前記電解キャパシタ素子を封入する段階と、
    を含む方法。
  22. 前記反射性粒子が二酸化チタンを含む、
    請求項21に記載の方法。
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8213158B2 (en) * 2007-09-28 2012-07-03 Sanyo Electric Co., Ltd. Solid electrolytic capacitor and its production method
KR100917027B1 (ko) * 2007-12-17 2009-09-10 삼성전기주식회사 고체 전해 콘덴서 및 그 제조방법
US7760488B2 (en) * 2008-01-22 2010-07-20 Avx Corporation Sintered anode pellet treated with a surfactant for use in an electrolytic capacitor
JP5020120B2 (ja) * 2008-02-21 2012-09-05 三洋電機株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
US8344282B2 (en) * 2008-09-24 2013-01-01 Avx Corporation Laser welding of electrolytic capacitors
US8223472B1 (en) * 2008-11-14 2012-07-17 Sandia Corporation Norbornylene-based polymer systems for dielectric applications
JP2010283062A (ja) * 2009-06-03 2010-12-16 Sanyo Electric Co Ltd 固体電解コンデンサ及びその製造方法
KR101134635B1 (ko) * 2009-10-12 2012-04-09 금호석유화학 주식회사 액정 표시 소자용 실란트 조성물
TWI523607B (zh) * 2010-04-15 2016-03-01 陶氏農業科學公司 使用含有聚二氯乙烯(pvdc)蒸氣障壁之多層薄膜的農用薰蒸技術
US8199460B2 (en) * 2010-09-27 2012-06-12 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor with improved anode termination
US8355242B2 (en) 2010-11-12 2013-01-15 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor element
US8451588B2 (en) * 2011-03-11 2013-05-28 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor containing a conductive coating formed from a colloidal dispersion
US8947857B2 (en) 2011-04-07 2015-02-03 Avx Corporation Manganese oxide capacitor for use in extreme environments
EP2608231A1 (en) 2011-12-21 2013-06-26 Henkel AG & Co. KGaA Electric component
FR2985598B1 (fr) * 2012-01-06 2016-02-05 Hutchinson Composition carbonee pour electrode de cellule de supercondensateur, electrode, son procede de fabrication et cellule l'incorporant.
CN102693846A (zh) * 2012-04-20 2012-09-26 石玉文 超级电容器模组
US9548163B2 (en) 2012-07-19 2017-01-17 Avx Corporation Solid electrolytic capacitor with improved performance at high voltages
DE102013213728A1 (de) * 2012-07-19 2014-01-23 Avx Corporation Nichtionisches Tensid zur Verwendung in einem festen Elektrolyten eines Elektrolytkondensators
DE102013213720A1 (de) 2012-07-19 2014-01-23 Avx Corporation Temperaturstabiler Festelektrolytkondensator
GB2512480B (en) 2013-03-13 2018-05-30 Avx Corp Solid electrolytic capacitor for use in extreme conditions
KR20150049920A (ko) 2013-10-31 2015-05-08 삼성전기주식회사 탄탈륨 캐패시터 및 그 제조 방법
WO2019010122A1 (en) 2017-07-03 2019-01-10 Avx Corporation SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR CONTAINING A NANOREVÊTEMENT
JP7275055B2 (ja) 2017-07-03 2023-05-17 キョーセラ・エイブイエックス・コンポーネンツ・コーポレーション 固体電解キャパシタアセンブリ

Family Cites Families (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3345545A (en) * 1964-11-27 1967-10-03 Johnson Matthey & Mallory Ltd Solid electrolytic capacitor having minimum anode impedance
US4085435A (en) * 1976-06-14 1978-04-18 Avx Corporation Tantalum chip capacitor
US4972299A (en) * 1987-12-09 1990-11-20 Nippon Chemi-Con Corporation Chip type capacitor and manufacturing thereof
US4945452A (en) * 1989-11-30 1990-07-31 Avx Corporation Tantalum capacitor and method of making same
JPH03252315A (ja) * 1990-02-27 1991-11-11 Osaka Titanium Co Ltd 高純度酸化チタンの製造方法
US5390074A (en) * 1991-09-30 1995-02-14 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Chip-type solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same
US5198968A (en) * 1992-07-23 1993-03-30 Avx Corporation Compact surface mount solid state capacitor and method of making same
US5357399A (en) * 1992-09-25 1994-10-18 Avx Corporation Mass production method for the manufacture of surface mount solid state capacitor and resulting capacitor
US5394295A (en) * 1993-05-28 1995-02-28 Avx Corporation Manufacturing method for solid state capacitor and resulting capacitor
US5495386A (en) * 1993-08-03 1996-02-27 Avx Corporation Electrical components, such as capacitors, and methods for their manufacture
JPH07249544A (ja) 1994-03-11 1995-09-26 Marcon Electron Co Ltd 固体電解コンデンサ
JPH08186061A (ja) 1994-12-28 1996-07-16 Hitachi Aic Inc 固体電解コンデンサの製造方法
JP3068430B2 (ja) * 1995-04-25 2000-07-24 富山日本電気株式会社 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP3863232B2 (ja) * 1996-09-27 2006-12-27 ローム株式会社 固体電解コンデンサに使用するコンデンサ素子の構造及びコンデンサ素子におけるチップ体の固め成形方法
GB9700566D0 (en) * 1997-01-13 1997-03-05 Avx Ltd Binder removal
JPH1158343A (ja) * 1997-08-20 1999-03-02 Murata Mfg Co Ltd レーザ加工用セラミック複合材
US5930109A (en) * 1997-11-07 1999-07-27 Pacesetter, Inc. Electrolytic capacitor with multiple independent anodes
JP3536722B2 (ja) * 1998-06-18 2004-06-14 松下電器産業株式会社 チップ形固体電解コンデンサおよびその製造方法
US6459566B1 (en) * 1998-06-24 2002-10-01 Medtronic, Inc. Implantable medical device having flat electrolytic capacitor with laser welded cover
US6322912B1 (en) * 1998-09-16 2001-11-27 Cabot Corporation Electrolytic capacitor anode of valve metal oxide
US6191936B1 (en) * 1999-04-12 2001-02-20 Vishay Sprague, Inc. Capacitor having textured pellet and method for making same
WO2000077246A2 (en) * 1999-06-14 2000-12-21 Novo Nordisk A/S A METHOD FOR IDENTIFYING A DRUG CANDIDATE HAVING AN INHIBITORY ACTION ON FVII-TF ACTIVITY, AND FVIIa/TF ACTIVITY INHIBITING COMPOUNDS
JP3312246B2 (ja) * 1999-06-18 2002-08-05 松尾電機株式会社 チップコンデンサの製造方法
JP2001006978A (ja) * 1999-06-18 2001-01-12 Matsuo Electric Co Ltd チップコンデンサ
JP2001085273A (ja) * 1999-09-10 2001-03-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd チップ形固体電解コンデンサ
JP3349133B2 (ja) * 2000-04-07 2002-11-20 エヌイーシートーキン株式会社 チップ型コンデンサ及びその製造方法並びにモールド金型
JP2002025852A (ja) * 2000-07-07 2002-01-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電子部品
US6504705B2 (en) * 2000-10-12 2003-01-07 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrolytic capacitor, circuit board containing electrolytic capacitor, and method for producing the same
US6687118B1 (en) * 2000-11-03 2004-02-03 Cardiac Pacemakers, Inc. Flat capacitor having staked foils and edge-connected connection members
JP3532519B2 (ja) 2000-11-22 2004-05-31 Necトーキン株式会社 チップ型コンデンサの製造方法およびその製造装置
DE10059824A1 (de) * 2000-12-01 2002-06-13 Clariant Gmbh Elektrolythaltige kosmetische, pharmazeutische und dermatologische Mittel
US6625009B2 (en) * 2001-04-05 2003-09-23 Rohm Co., Ltd. Solid electrolytic capacitor and method of making the same
JP3899417B2 (ja) * 2001-04-09 2007-03-28 Necトーキン株式会社 表面実装型コンデンサ
JP4014819B2 (ja) * 2001-05-14 2007-11-28 Necトーキン株式会社 チップ型コンデンサおよびその製造方法
US6674635B1 (en) * 2001-06-11 2004-01-06 Avx Corporation Protective coating for electrolytic capacitors
US6954351B2 (en) * 2001-08-22 2005-10-11 Showa Denko K.K. Solid electrolytic capacitor and method for producing the same
JP2003068576A (ja) * 2001-08-30 2003-03-07 Rohm Co Ltd 面実装型固体電解コンデンサの構造及びその製造方法
JP4027249B2 (ja) * 2002-03-06 2007-12-26 昭和電工株式会社 低ハロゲン低ルチル型超微粒子酸化チタン及びその製造方法
JP4477287B2 (ja) * 2002-03-15 2010-06-09 Necトーキン株式会社 陽極端子板およびチップ型コンデンサの製造方法
JP2004030361A (ja) * 2002-06-27 2004-01-29 Koyo Seiko Co Ltd 車両用操舵装置
JP4188631B2 (ja) * 2002-07-15 2008-11-26 Necトーキン株式会社 固体電解コンデンサの製造方法
JP4454916B2 (ja) * 2002-07-22 2010-04-21 Necトーキン株式会社 固体電解コンデンサ
JP4000956B2 (ja) * 2002-08-28 2007-10-31 松下電器産業株式会社 固体電解コンデンサ
JP2004103981A (ja) * 2002-09-12 2004-04-02 Sanyo Electric Co Ltd 固体電解コンデンサの製造方法及びこの方法によって製造される固体電解コンデンサ
US6870727B2 (en) * 2002-10-07 2005-03-22 Avx Corporation Electrolytic capacitor with improved volumetric efficiency
US6845003B2 (en) * 2002-11-29 2005-01-18 Honda Motor Co., Ltd. Metal collector foil for electric double layer capacitor, method of producing the metal collector foil, and electric double layer capacitor using the metal collector foil
JP2004247594A (ja) * 2003-02-14 2004-09-02 Nec Tokin Corp チップ型コンデンサ及びその製造方法並びにモールド金型
JP4566593B2 (ja) * 2003-04-14 2010-10-20 昭和電工株式会社 焼結体電極及びその焼結体電極を用いた固体電解コンデンサ
CN100557739C (zh) * 2003-06-13 2009-11-04 厦门量子星科技有限公司 一种制作固体有机电解电容器的方法
JP4083091B2 (ja) * 2003-07-04 2008-04-30 Necトーキン株式会社 チップ型固体電解コンデンサ及びその製造方法並びにそれに用いるリードフレーム
JP4201721B2 (ja) 2003-09-05 2008-12-24 三洋電機株式会社 固体電解コンデンサ
KR100568280B1 (ko) * 2003-11-14 2006-04-05 삼성전기주식회사 고체전해 콘덴서 및 그 제조방법
CN1649052A (zh) * 2004-01-28 2005-08-03 三洋电机株式会社 固体电解电容器及其制造方法
US6870728B1 (en) * 2004-01-29 2005-03-22 Tdk Corporation Electrolytic capacitor
US7116548B2 (en) * 2004-04-23 2006-10-03 Kemet Electronics Corporation Fluted anode with minimal density gradients and capacitor comprising same
JP4285346B2 (ja) 2004-07-12 2009-06-24 パナソニック株式会社 固体電解コンデンサの製造方法
CN1737072B (zh) 2004-08-18 2011-06-08 播磨化成株式会社 导电粘合剂及使用该导电粘合剂制造物件的方法
JP4492265B2 (ja) * 2004-09-13 2010-06-30 パナソニック株式会社 チップ形固体電解コンデンサ
US20060167786A1 (en) * 2004-11-09 2006-07-27 Gambir Satnam S System and method for intra-day pricing of mutual funds
KR100826391B1 (ko) * 2006-07-18 2008-05-02 삼성전기주식회사 칩형 고체 전해콘덴서

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