[发明专利]固体电解电容器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于各种电子设备的卷绕型的固体电解电容器及其制造方法。

背景技术

随着电子设备的高频率化，需要在高频区域的阻抗特性优异的大容量的电解电容器。最近，为了降低该高频区域的阻抗，正在研究使用有电导率高的导电性高分子等固体电解质的固体电解电容器。另外，针对大容量化的要求，与层压电极箔的情况相比，结构上大容量化容易的卷绕型的固体电解电容器正在产品化。在该类型的固体电解电容器中，阳极箔和阴极箔通过隔板而被卷绕，形成电容器元件。

对具有卷绕结构的固体电解电容器而言，为了避免阳极箔和阴极箔的接触，必须使隔板介于其间。作为隔板，可使用例如在用马尼拉麻或牛皮纸构成电容器元件后利用加热方法等碳化处理该电解纸而成的隔板(以下称为碳化纸)。即，碳化纸是将用于现有的以电解液为电解质的电解电容器的所谓的电解纸进行碳化处理而形成的。或者，可使用玻璃纤维无纺布、以利用干式熔喷法形成的树脂为主要成分的无纺布等作为隔板。

另外，还提案有使用以合成纤维为主体的无纺布作为隔板。例如，可以使用用粘合剂结合作为合成纤维的以聚乙烯醇为基材的树脂(以下称为维尼纶)而成的无纺布或以维尼纶为主要成分的混合有其它树脂的混合无纺布。而且，也可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(以下称为PET纤维)的无纺布等。

另一方面，作为固体电解质的导电性高分子可使用聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺、聚乙烯二氧噻吩等。可以利用这些的聚合性单体和氧化剂进行化学氧化聚合而形成导电性高分子。

作为导电性高分子的形成方法，已知有：在聚合性单体和氧化剂的混合溶液中浸渍、干燥·加热而形成导电性高分子的方法；分别浸渍于聚合性单体溶液和氧化剂溶液中的方法。

但是，在卷绕型的固体电解电容器中，为了使电解纸碳化，需要加热至超过250℃。由于该加热，电介质氧化被膜损伤，漏电流变大。因此，将碳化纸用作隔板的情况下，即使通过老化进行修复，短路发生率也升高。另外，由于该加热，固体电解电容器的引出引线的电镀层(例如锡/铅层)氧化。因此，在通常的电镀线中，完成后的产品的引线部的焊锡濡湿性显著降低。作为该对策，必须使用耐氧化性强的昂贵的银电镀引线。

另外，将玻璃纤维无纺布用于隔板的情况下，因裁剪或卷绕时针状玻璃纤维飘落于周围而存在操作环境方面的问题。而且随着卷绕而弯曲时的强度也易脆，固体电解电容器容易短路。

将以树脂为主要成分的无纺布用于隔板的情况下，由于其拉伸强度比电解纸弱，因此，在卷绕电容器元件时，容易产生隔板断裂。因此，老化中的短路发生率较高。另外，因粘结树脂纤维之间时使用的粘结剂成分的影响，难以使隔板持有导电性高分子。因此，难以制造在高频区域的阻抗低的固体电解电容器。

尤其是使用维尼纶的无纺布时，由于维尼纶的耐热性欠缺，因此，在高温下使用固体电解电容器时或在软钎焊时进行高温回流处理时容易分解。由于维尼纶分解时产生气体，内压上升，因此，封口部容易损伤。而且容易损伤固体电解电容器的电特性。

而且，在碳化纸或上述无纺布上形成导电性高分子时，与以电解液为电解质时的电容器相比，单位容量的尺寸增大。这是因为，隔板和导电性高分子因热应力等而发生剥离，从而使阻抗增加或容量利用率降低。

另外，即使在卷绕有维尼纶的无纺布的电容器元件中直接形成导电性高分子，也难以得到静电容量特性。因此，需要预先将电容器元件在80～100℃的水中浸渍1～10分钟，在溶解除去粘合剂后形成导电性高分子。通过该处理，可以将氧化剂对溶剂的亲合性赋予隔板。由此可以在不损伤聚合性单体及氧化剂的浸透性的情况下形成导电性高分子。但是，由于粘合剂的溶解除去不一定，因此，得到的固体电解电容器的特性参差不齐。

另外，将PET纤维的无纺布用于隔板的情况下，与将维尼纶纤维的无纺布用于隔板的情况相比，可改善电容器元件对导电性高分子的持有性。但是，在形成导电性高分子后分解电容器元件时，在电容器元件的中心部(被卷绕的宽度方向的中心)没有形成导电性高分子。因此，不能利用电容器元件整体的容量。

发明内容