固體電解電容器制造技術

本發明專利技術涉及一種固體電解電容器，其中，構成固體電解電容器中的集電體層的銀漿料層含有峰值粒徑為150nm以下的第一銀粒子、峰值粒徑為500nm以上的第二銀粒子、由不同于銀的材料構成的無機粒子以及樹脂材料。而且無機粒子的體積比率相對于第一銀粒子和第二銀粒子的合計為15%～50%。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種固體電解電容器，特別涉及構成在固體電解質層上形成的集電體層的銀漿料層。
技術介紹
固體電解電容器是小型、大容量、低ESR的。因此，在個人計算機的CPU周圍使用。 這樣的固體電解電容器具有電容器元件和一對外部端子。電容器元件具有由導電性材料構成的基材、在該基材上形成的電介質膜、在該電介質膜上形成的固體電解質層、以及在該固體電解質層上形成的集電體層。一對外部端子分別與基材和集電體層進行電連接。集電體層具有在固體電解質層上形成的碳層、和在該碳層上形成的銀漿料層。銀漿料層通過混煉峰值粒徑為Iym左右的銀粒子、環氧樹脂、固化劑等而形成。近年來，人們就降低銀漿料層和碳層的接觸電阻而減少電解電容器的ESR (等效串聯電阻)的課題進行了研究。作為其中的一環，人們研究了在銀漿料層中混合峰值粒徑為I IOOnm的小的銀粒子，從而提高與碳層的附著力的技術(例如專利文獻I )。如果在銀漿料層中使用小的銀粒子，則與碳層的接觸電阻減小。因此，對于相同的銀量，可以使銀漿料層的厚度減薄。然而，如果銀漿料層薄，則氧透過路徑縮短。因此，固體電解質層伴隨著時間流逝的氧化劣化、或者熱氧化增大。其結果是，ESR升高。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2005-93741號公報
技術實現思路
本專利技術為ESR進一步降低的固體電解電容器。本專利技術的固體電解電容器具有電容器元件、第I外部端子、和 第2外部端子。電容器元件具有由導電性材料構成的基材、在該基材上形成的電介質膜、在電介質膜上形成的固體電解質層、以及在固體電解質層上形成的至少含有銀漿料層的集電體層。第I外部端子與基材進行電連接，第2外部端子與集電體層進行電連接。銀漿料層含有峰值粒徑為150nm以下的第一銀粒子、峰值粒徑為500nm 以上的第二銀粒子、由不同于銀的材料構成的無機粒子以及樹脂材料。無機粒子的體積比率相對于第一銀粒子和第二銀粒子的合計為15% 50%。通過以這樣的比率在銀漿料層中混入無機粒子，便能夠以低成本增大銀漿料層的厚度，從而可以延長氧的透過路徑。其結果是，可以進一步降低固體電解電容器的ESR。也就是說，根據本專利技術，可以通過使用較小的第一銀粒子，一方面降低銀漿料層和碳層的接觸電阻，另一方面抑制固體電解質層的氧化，從而可以進一步降低固體電解電容器的ESR。此外，也可以形成使用以無機粒子為核而在其周圍形成了銀、且峰值粒徑為150nm以下的第一銀粒子，進而含有上述第二銀粒子和樹脂材料的銀漿料層。附圖說明圖1是本專利技術的實施方式的固體電解電容器的立體圖。圖2A是圖1所示的固體電解電容器中使用的電容器元件的俯視圖。圖2B是圖2A所示的電容器元件的剖視圖。圖3是表示本專利技術的實施方式的固體電解電容器中的銀附著量和ESR特性之間的關系的曲線圖。圖4是本專利技術的實施方式的其它固體電解電容器的剖視圖。具體實施方式圖1是層疊有電容器元件I的本專利技術的實施方式的固體電解電容器100的立體圖。圖2A、圖2B是平板狀電容器元件I的俯視圖和剖視圖。在本實施方式中，以使用導電性高分子材料作為電解質的固體電解電容器100為例進行了說明。固體電解電容器100具有電容器元件1、作為第I外部端子的陽極端子10、以及作為第2外部端子的陰極端子11。如圖2A、圖2B所示，電容器元件I具有由導電性材料構成的基材2、電介質膜3、 固體電解質層6、以及集電體層7。電介質膜3形成于基材2上，固體電解質層6形成于電介質膜3上,集電體層7形成于固體電解質層6上。集電體層7至少含有銀漿料層9。陽極端子10與基材2進行電連接，陰極端子11與集電體層7進行電連接。基材2和電介質膜3形成陽極箔。在該陽極箔上，形成有由分隔為陽極部4和陰極形成部(未圖示)的絕緣性樹脂或絕緣膠帶等構成的絕緣部5，以便壓破電介質膜3。在陰極形成部的電介質膜3上形成有由導電性高分子構成的固體電解質層6和集電體層7。集電體層7由下層的碳層8和形成于碳層8上的銀漿料層9構成。固體電解質層6和集電體層7構成電容器元件I的陰極。在圖1所示的例子中，電容器元件I被多片層疊在一起，各自的陽極部4采用激光焊和電阻焊等焊接與陽極端子10連接在一起。另外，集電體層7采用導電性粘結材料與陰極端子11連接在一起。陽極端子10和陰極端子11在各自的一部分暴露于外表面的狀態下，與上述多片電容器元件I 一起被由絕緣性樹脂構成的外包覆體12 —體包覆。當將從外包覆體12引出的陽極端子10和陰極端子11的一部分沿著外包覆體12而向底面折彎時，則在底面形成陽極端子10和陰極端子11。這樣一來，便形成表面貼裝型固體電解電容器100。基材2例如為通過侵蝕而使表面粗面化、且在表面形成有許多孔的鋁箔。基材2 的表面也可以是平坦的，但通過粗面化可以增大容量。除侵蝕以外，例如也可以通過采用蒸鍍或氣溶膠等使閥金屬微粒層疊于基材2上，從而使基材2的表面變粗。電介質膜3例如可以通過對基材2進行陽極氧化來形成。在基材2為鋁箔的情況下，電介質膜3由氧化鋁構成。另外，除陽極氧化以外，也可以采用蒸鍍或鍍覆等來形成。在此情況下，除氧化鋁以外，也可以采用氮化鈦和氧化鈦等氧化物、氮化物來構成電介質膜3。 另外，雖然將鋁用作陽極箔，但也可以使用鈦、鉭等閥金屬材料及其合金材料。銀漿料層9含有第一銀粒子、第二銀粒子、由不同于銀的材料構成的無機粒子以及樹脂材料。第一銀粒子的峰值粒徑(直徑)為150nm以下，第二銀粒子的峰值粒徑為500nm以上。樹脂材料例如由環氧樹脂、固化劑構成。第一銀粒子和第二銀粒子合在一起的銀成分為銀漿料層9的主成分。作為無機粒子，可以使用二氧化硅、玻璃、氧化鋁、或者石墨等。將這樣的銀漿料材料用萜品醇等稀釋劑稀釋至能夠涂布的程度，然后涂布在固體電解質層6上，在大約200°C下固化10分鐘，便形成銀漿料層9。此外，也可以沒有在銀漿料層9之下配置的碳層8。下面就固體電解電容器100中銀漿料層9的效果進行說明。銀漿料層9含有無機粒子。通過這樣在銀漿料層9中混合廉價的無機粒子，便能夠以低成本維持銀漿料層9的厚度，從而可以延長氧的透過路徑。其結果是，可以進一步降低固體電解電容器100的ESR。從以上的角度考慮，無機粒子的體積比率相對于第一銀粒子和第二銀粒子的合計，必須為15% 50%。如果無機粒子少，則難以發揮上述的效果。另外，如果超過50%，則對銀成分的導電網絡產生影響，銀漿料層9自身的電阻率增大，從而ESR升高。另外,無機粒子可以由能夠耐回流溫度(reflow temperature)的材料構成,可以具有絕緣性，也可以具有導電性。再者，只要滿足上述條件，也可以為有機物，但實際上，無機材料容易得到。另外，一般地說，有機物的線膨脹系數比無機物大，因而加熱時，在銀漿料層9的內部，銀粒子彼此之間有可能剝離。此外，在將表面貼裝型固體電解電容器100安裝于電路基板(未圖示)上時，在回流工序中暴露于260°C左右的高溫下。此時，無機粒子一般地比作為有機材料的樹脂熔點高， 因而在銀漿料層9內能夠維持形狀。因此，銀漿料層9在回流時也難以發生變形，可以抑制氧的透過，從而可以抑制因固體電解質層6的熱引起的氧化。其結果是，在ESR方面的可靠性得以提聞。另外，優選減小碳層8和銀漿料層9之間的能壘，從而減小這兩者的界面的電阻。 本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.08.02 JP 2010-1733661.一種固體電解電容器，其具有電容器元件，其具有由導電性材料構成的基材、在所述基材上形成的電介質膜、在所述電介質膜上形成的固體電解質層、和在所述固體電解質層上形成的至少含有銀漿料層的集電體層；第I外部端子，其與所述基材進行電連接；以及第2外部端子，其與所述集電體層進行電連接；其中，所述銀漿料層含有峰值粒徑為150nm以下的第一銀粒子、峰值粒徑為500nm以上的第二銀粒子、由不同于銀的材料構成的無機粒子以及樹脂材料；所述無機粒子的體積比率相對于所述第一銀粒子和第二銀粒子的合計為15% 50%。2.根據權利要求1所述的固體電解電容器，其中，所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：河內步，島崎幸博，
申請(專利權)人：松下電器產業株式會社，
類型：
國別省市：