TWI243390B - Solid electrolytic condenser - Google Patents

Solid electrolytic condenser

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Description

1243390 針對在陰極箔（5)形成由金屬氮化物構成之被膜，並將 電容器予以大容量化之原理加以說明。通常，雖未在陰極 箔（5)上形成電介體氧化被膜，然而實際上形成有經自然氧 化之氧化被膜。因而，電容器之靜電容量C係成為•聯連 接有陽極箔（4)側之靜電容量Ca與陰極箔（5)側之靜電容量 Cc之容量，用以下公式表示。 C-Cax Cc/(Ca+Cc)-Cax l/(Ca/Cc+l) 亦即，若陰極箔（5)具有靜電容量Cc，則電容器之靜 電容量C將會小於陽極箔（4)側之靜電容量Ca。 然而，如第4圖所示，可推測若在陰極箔（5)利用濺鍍 法或蒸鍍，形成TiN等之金屬氮化物之被膜（5 0)的話，金 屬氮化物之分子會穿破氧化被膜（51)，而接觸到陰極箔（5) 之銘基材。因而，基材與金屬氮化物導通，陰極箔（5)不具 電容。藉此，不須加大電容器之外形，即可增大靜電容量。 另外，也可由非閥作用金屬形成被膜以取代金屬氮化 物。在此，閥作用金屬係指其表面用氧化被膜所覆蓋之金 屬，除了鋁之外，還有钽（Ta)、鈮（Nb)等。 然而，上述之電容器會有以下的問題。 此種電容器係除了大容量化之外，還要求ESR(等效串 聯電阻）要低，為此，只要加寬陽極箔（4)或陰極箔（5)之上 下寬度即可。然而，陽極箔（4)及陰極箔（5)兩者之上下寬度 不能比分隔片（6)寬。加寬分隔片（6)的話會阻礙電容器之小 型化。 再者，陽極箔（4)或陰極箔（5)之上下寬度與分隔片（6) 6 (修正本）3丨5873 1243390 解質，或形成有導電性聚合物層。從捲繞元件（20)延伸出 一對導線（21)(21)。 在陰極箔（5)上形成鈦（Τι)薄膜與氮化鈦薄膜之被膜， 如前所述，藉此陰極箔（5)不具有靜電容量，或者即使有靜 電容量也是小到可以忽視。因而，陰極箔（5)之寬度係完全 不會對電容器之靜電容量造成影響。另外，如前所述，亦 可由非閥作用金屬形成被膜。 陽極箔（4)之上下寬度係形成與分隔片（6)大致相同之 寬度。又，陰極箔（5)之寬度係為超過陽極箔（4)寬度之 50%，未滿100%之寬度。 電容器元件（2)係依以下步驟形成。由於陽極箔（4)係從 鋁製薄紙切割作成，因此未在陽極箔（4)之端面形成電介體 氧化被膜。因而，首先，進行捲繞元件（20)之缺口成型， 在陽極箔（4)之端面形成電介體氧化被膜。之後，將捲繞元 件（20)在280°C下進行熱處理，使電介體氧化被膜之特性穩 定。 接著，將捲繞元件（20)浸潰於作為稀釋劑之包含η-正 丁醇之3,4-乙二氧噻吩以及ρ-對曱苯磺酸鐵（III)之混合溶 液之後，予以熱聚合以在兩箔（4)(5)間形成導電性聚合物 層，以完成電容器元件（2)。將電容器元件（2)封入前述盒體 (3)，即完成固體電解電容器（1)。 本例中，雖係以聚噻吩系之導電性聚合物形成電解質 層，但亦可使用聚吡咯系或聚苯胺系之機能性高分子。此 外，亦可形成TCNQ錯鹽等之固體電解質層取代導電性聚 8 (修正本）315873 1243390 合物層。 (實驗結果） 申請人分別作成40個將陰極箔（5)之& 箔（4)之90%、80%、60%之寬度之電容^度形成為陽極 用該等電容器元件（2)作成固體電解電广件（2)，並利 例丨、2、3。陽極她上下寬度係如前V:’:二為Γ 大致相同之寬度，而不超過分隔片⑹之寬度。。刀隔片（6) 又’分別作成40個將陰極荡(5)及陽極荡⑷ 為分隔片（6)之寬度之75%、1〇〇%之習知+六哭）_足度政 並利用該等電容器元件⑺作成固體電解電; 例1、2 〇在習知例！、2之雷 ）為白知 私奋為兀件（2)之陰極箔（5)上失 作成有金屬氮化物之被膜。試作的是：定格電壓〜、盒體 (3)之外形尺寸為直經8 〇mm、高度17 〇麵之電容器。 將實施例1、2、3與習知例卜2之捲繞步驟中之不良 卞包奋為元成伋之不良率、以及漏電流（LC)不良率表示 於表1(單位：％)。
(表1) 習知例 習知例2
I —UJ JJ ίηΊ 包包包 |本貝恭貝{Τ
(修正本）315873 9 1243390 成與=)Γ:二在:陰㈣ 驟及檢查步驟中之短路不良；、二之; 高，而不心於大量生產。属U不良率會明顯地提 (Cap、單知加120HZ之父流定格電壓，測定靜電容量 之交流、賴!_耗（_、單位—施加歷HZ 卜t °屯壓，測定等效串聯電阻（ESR、單位：πιΩ)。 ::’…分鐘直流定格電壓之後，測定漏電流(ιχ、 早I "A)。將敎結果之平均值表示於 (表2)
一仗上述表2可知，在將陽極猪（4)之寬度設成分隔片（6) 之見度之75%之習知例丨之電容器中，靜電容量會明顯地 降低。因❿，要達成電容器之大容量化，必須將陽極搭⑷ 之寬度設成與分隔片（6)大致相同。 由上述表1及表2，若將陰極箔（5)之寬度設成超過陽 極箔（4)之50%、未滿100%之寬度，將陽極箔（4)形成與分 隔片（6)大致相同之寬度的話，可在維持習知步驟不良率 (短路不良率、漏電流不良率）之狀況下，達成電容器之大 容量化、低ESR化。 10 (修正本）315873 1243390 (產業上之利用可能性） 在陰極箔（5)上形成有由金屬氮化物或非閥作用金屬 構成之被膜，且陰極箔（5)不具有電容，或者即使具有電容 也是小到可以忽視。因而，電容器之靜電容量係由陽極箔 (4)之靜電容量所決定。 由於該陽極箔（4)係形成與分隔片（6)大致相同之寬 度，因此陽極箔（4)之ESR可降低，且可加大靜電容量。由 於陰極箔（5)係形成比陽極箔（4)窄，因此可防止兩箔（4)(5) 之接觸不良，並可防止漏電流增大，或產生短路不良品之 情形。 【圖式簡單說明】 第1圖係電容器元件之斜視圖。 第2圖係習知之固體電解電容器之剖視前視圖。 第3圖係習知之電容器元件之斜視圖。 弟4圖係金屬氣化物之被膜穿破氧化被膜而接觸到基 材之狀態之剖視圖。 【主要元件符號說明】 1 固體電解電容器 2 電容器元件 3 盒體 4 陽極箔 5 陰極箔 6 分隔片 20 捲繞元件 21 導線 25 導體 26 膠帶 30 墊圈 31 座板 50 被膜 51 氧化被膜 11 (修正本）Ή5873

Claims (1)

  1. 换頁 第93115468號專利申請案 申請專利範圍修正本 (94年8月12曰） .:種固體電解電容器’係具有以藉由分隔片⑹的方式捲 3陽，)與陰㈣⑺而構成，且於内部形成有固體 包解吳層或導電性聚合物層之電容器元件（2)，在陰極箔 (5)上形成有由金屬氮化物或非閥作用金屬構成之被膜 (50)，其特徵為： 陰極箔（5)之寬度係形成為比陽極箔（4)之寬度為 乍’而陽極箔（4)則形成為與分隔片（6)大致相同的寬度。 2·如申請專利範圍第1項之固體電解電容器，其中，陰極 （5)之寬度係超過陽極箔（4)之寬度之5〇%、而不到陽 極箔（4)之寬度之1〇〇%。 3·如申請專利範圍第1項之固體電解電容器，其中，電容 器元件（2)内之電解質係使用聚噻吩系導電性高分子。 315873(修正本)
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