專利名稱：固體電解電容器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種卷繞陽極箔和陰極箔的固體電解電容器的制造方法。
背景技術(shù)：
圖2是以往的固體電解電容器1的斷面主視圖，圖1是以往的電容器元件2的立體圖(例如，參照日本專利公告公報(bào)平4-19695號)。
在上面開口的鋁制的殼體3內(nèi)，收納電容器元件2，用橡膠制的填充部件30密封殼體3的開口。卷曲殼體3的上端部，固定填充部件30，并在殼體3的上面，安裝塑料制的座板31。從電容器元件2延伸的引線21、21貫通填充部件30及座板31后，橫向彎曲。
如圖1所示，電容器元件2由以下方式構(gòu)成，即，將作為形成有電介質(zhì)氧化覆膜的鋁箔的陽極箔4以及作為鋁箔的陰極箔5，介于作為紙等絕緣體的隔板6滾筒狀卷繞。在電容器元件2的內(nèi)部，形成導(dǎo)電性高分子層。從陽極箔4和陰極箔5，引出一對引線板25、25，并從該引線板25、25，延伸出上述引線21、21。
以下，說明在電容器元件2內(nèi)形成導(dǎo)電性高分子層的順序。首先，在乙醇溶劑中溶解高分子材料噻吩的同時(shí)，添加金屬鹽等氧化劑，并將電容器元件2浸漬在溶劑內(nèi)。在室溫——約300℃下產(chǎn)生熱聚合反應(yīng)，在電容器元件2內(nèi)生成導(dǎo)電性高分子層。
該高分子具有導(dǎo)電性，是因?yàn)檠趸瘎┑年庪x子作為摻雜劑進(jìn)入高分子結(jié)構(gòu)內(nèi)，形成空穴。另外，以聚噻吩作為導(dǎo)電性高分子的固體電解電容器是眾所周知的(例如，參照日本專利公開公報(bào)平2-15611號)，而作為高分子材料，也可以采用吡咯、苯胺。此外，已知還有以聚亞乙二氧基噻吩(polyethylene dioxy-thiophene)作為電解質(zhì)，氧化劑采用對甲苯磺酸第三鐵(這里的第三鐵與Fe3O4相對應(yīng))的固體電解電容器(例如，參照日本國專利公開公報(bào)平9-293639號)。由于聚亞乙二氧基噻吩的聚合反應(yīng)速度緩慢，因此能在電容器元件2內(nèi)形成由均勻的導(dǎo)電性高分子構(gòu)成的電解質(zhì)層。
對于此種電容器，市場上要求降低ESR(等效串聯(lián)電阻)。以往雖能使用了以聚亞乙二氧基噻吩作為電解質(zhì)的電容器，但沒能獲得滿足市場要求的ESR特性。此外認(rèn)為，由于電容器1的靜電容量及壽命試驗(yàn)中的偏差大，所以不能在電容器元件2內(nèi)部充分致密并且均勻地形成電解質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種ESR更低的電容器。
本發(fā)明提供一種固體電解電容器的制造方法，具有作為氧化劑，將烷氧基苯磺酸或烷基磺酸的金屬鹽，與導(dǎo)電性高分子材料一同混合到溶劑中的工序；在該混合溶劑中，浸漬電容器元件2，通過熱聚合反應(yīng)，在電容器元件2內(nèi)形成導(dǎo)電性高分子層的工序。


圖1是以往的電容器元件的立體圖。
圖2是以往的固體電解電容器的斷面主視圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的一實(shí)施例。
固體電解電容器1的整體形狀與圖2所示的以往形狀相同。如圖3所示，電容器元件2具有以下結(jié)構(gòu)，即，將作為形成有化成覆膜的鋁箔的陽極箔4、與作為鋁箔的陰極箔5，介于作為絕緣體的隔板6滾狀卷繞，再用帶子26固定。在電容器元件2的內(nèi)部形成導(dǎo)電性高分子層。關(guān)于導(dǎo)電性高分子，有聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺等，但在本例中舉例噻吩系高分子。從電容器元件2引出一對引線21、21。
固體電解電容器1按以下順序形成。由于陽極箔4從鋁制薄板上裁切而成，因此在陽極箔4的端面未形成電介質(zhì)氧化覆膜。所以，首先進(jìn)行電容器元件2的切口化成，在陽極箔4的端面形成電介質(zhì)氧化覆膜。然后，用280℃熱處理卷取元件20，使電介質(zhì)氧化覆膜的特性穩(wěn)定。
然后，將電容器元件2浸漬在作為稀釋劑含有乙醇的3，4-亞乙二氧基噻吩及成為氧化劑的金屬鹽的混合溶液中。
通過在室溫——大約300℃引起熱聚合反應(yīng)，在電容器元件2內(nèi)形成導(dǎo)電性高分子層，完成電容器元件2。將電容器元件2封入在上述殼體3內(nèi)，制成固體電解電容器1。
在本例中，其特征在于，作為氧化劑，采用烷氧基(CnH2n+1O-)苯磺酸或烷基(CnH2n+1-)磺酸金屬鹽。作為烷氧基苯磺酸使用甲氧基苯磺酸，作為烷基磺酸使用甲磺酸。
作為以往例及實(shí)施例1、2、3，本申請人采用了不同的氧化劑，各制作了20個(gè)電容器元件2。表1示出在以往例及實(shí)施例1、2、3中采用的氧化劑。
表1 在表1中，作為以往例，以對甲苯磺酸鐵作為氧化劑，制作了電容器元件2。然后，作為實(shí)施例1，只以甲氧基苯磺酸鐵作為氧化劑，制作了電容器元件2。作為實(shí)施例2，以對甲苯磺酸鐵和甲磺酸鐵的混合物作為氧化劑，制作了電容器元件2。作為實(shí)施例3，以甲氧基苯磺酸鐵和甲磺酸鐵的混合物作為氧化劑，制作了電容器元件2。將各電容器元件2裝入殼體3內(nèi)，封口，制成固體電解電容器1。另外，溶劑都是乙醇，導(dǎo)電性高分子是3，4-亞乙二氧基噻吩。
哪一個(gè)電容器1都是額定電壓4V、靜電電容150μF、殼體3的外形尺寸為直徑6.3mm、高度6.0mm的電容器。
對實(shí)施例及以往例的電容器，外加120Hz的交流額定電壓，測定靜電電容(Cap，單位μF)，外加100Hz的交流額定電壓，測定等效串聯(lián)電阻(ESR，單位mΩ)。表2示出測定結(jié)果。電的特性值為20個(gè)的平均值。
表2

如上述表2所示，如果采用本方法制作電容器元件2，就能夠在不降低靜電電容的情況下改善ESR特性。
作為該改善的理由，認(rèn)為如下。與作為氧化劑只采用如甲苯磺酸這樣的芳香族磺酸金屬鹽相比，通過采用甲氧基苯磺酸這樣的烷氧基苯磺酸金屬鹽或甲磺酸這樣的烷基磺酸金屬鹽與芳香族磺酸金屬鹽的混合物，可以提高氧化劑溶液的酸度。結(jié)果，氧化劑的陰離子容易作為摻雜劑進(jìn)入到高分子結(jié)構(gòu)內(nèi)，導(dǎo)電性高分子的聚合效果提高，從而認(rèn)為提高了電容器元件2內(nèi)的導(dǎo)電性高分子的填充率。
另外，作為烷氧基苯磺酸，不僅可以使用甲氧基苯磺酸，還可以使用乙氧基苯磺酸、丁氧基苯磺酸。另外，作為烷基磺酸，不僅有甲磺酸，還有乙磺酸、丙磺酸、丁磺酸。一般，如果采用分子量大的酸而形成電容器元件2，則有耐熱性、熱穩(wěn)定性提高，特性穩(wěn)定的傾向。
此外，在構(gòu)成金屬鹽的過渡金屬不僅可以是3價(jià)鐵，還可以是第三鐵(這里的第三鐵與Fe3O4相對應(yīng))、銅、鉻、鈰、錳、鋅。
在本例中，是通過卷繞陽極箔4和陰極箔5而構(gòu)成了電容器元件2，但也可以由閥金屬的燒結(jié)體或板材的疊層結(jié)構(gòu)構(gòu)成電容器元件2。在這里，所謂閥金屬，是在表面上形成氧化覆膜的金屬，適合采用鋁、鉭、鈮等。此外，殼體3的上面開口，也可以用環(huán)氧樹脂堵塞。另外，電容器的形狀，也可以是徑向引線式。
在本發(fā)明的固體電解電容器中，作為氧化劑，采用烷氧基苯磺酸或烷基磺酸金屬鹽，從而能夠在不降低靜電電容的情況下改善ESR。
作為該改善的理由，認(rèn)為如下。與作為氧化劑只采用甲苯磺酸這樣的芳香族磺酸金屬鹽相比，通過采用甲氧基苯磺酸這樣的烷氧基苯磺酸金屬鹽或甲磺酸這樣的烷基磺酸金屬鹽與芳香族磺酸金屬鹽的混合物，可提高氧化劑溶液的酸度。結(jié)果，氧化劑的陰離子作為摻雜劑容易進(jìn)入到高分子結(jié)構(gòu)內(nèi)，導(dǎo)電性高分子的聚合效果提高，從而認(rèn)為提高了電容器元件2內(nèi)的導(dǎo)電性高分子的填充率?？赡芫鸵?yàn)檫@樣，在電容器元件2內(nèi)部十分致密且均勻地形成了電解質(zhì)。
權(quán)利要求
1.一種固體電解電容器的制造方法，是具有在陽極側(cè)形成電介質(zhì)氧化覆膜，同時(shí)在內(nèi)部形成有導(dǎo)電性高分子層的電容器元件(2)的固體電解電容器的制造方法，包括將作為氧化劑的烷氧基苯磺酸金屬鹽或烷基磺酸金屬鹽，與導(dǎo)電性高分子材料一同混合到溶劑中的工序；在該混合溶劑內(nèi)浸漬電容器元件(2)，并通過熱聚合反應(yīng)，在電容器元件(2)內(nèi)形成導(dǎo)電性高分子層的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的固體電解電容器的制造方法，其特征是構(gòu)成金屬鹽的過渡金屬是3價(jià)鐵、第三鐵、銅、鉻、鈰、錳、鋅中的任何一種。
3.如權(quán)利要求1所述的固體電解電容器的制造方法，其特征是作為氧化劑，使用從烷氧基苯磺酸金屬鹽或烷基磺酸金屬鹽中分別選擇一種以上，并混合該2種以上的金屬鹽。
全文摘要
本發(fā)明提供一種固體電解電容器的制造方法，包括將作為氧化劑的烷氧基苯磺酸金屬鹽或烷基磺酸金屬鹽，與導(dǎo)電性高分子材料一同混合到溶劑中的工序；在該混合溶劑內(nèi)浸漬電容器元件(2)，并通過熱聚合反應(yīng)，在電容器元件(2)內(nèi)形成導(dǎo)電性高分子層的工序。
文檔編號H01G9/004GK1698146SQ20048000051
公開日2005年11月16日 申請日期2004年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月13日
發(fā)明者吉滿聰, 藤本和雅 申請人:三洋電機(jī)株式會社, 佐賀三洋工業(yè)株式會社