[发明专利]用于电容器的具有双交联剂体系的导电聚合物组合物

说明书

本发明描述了一种具有改进的电性能的电容器。该电容器具有阳极、位于所述阳极上的电介质、以及位于所述电介质上的阴极。所述阴极具有：定义为‑(CR¹R²CR³R⁴‑)_x‑的导电聚合物，其中R¹、R²、R³或R⁴中的至少一者包含选自噻吩、吡咯或苯胺的基团，前提是R¹、R²、R³或R⁴均不含有‑SOOH或COOH；有机官能硅烷；以及具有选自由羧酸和环氧基所构成的组中的至少两个官能团的有机化合物。

相关申请的交叉引用

本发明要求于2013年7月24日提交的待决美国临时专利申请No.61/857,878的优先权。

技术领域

本发明涉及用于制备固体电解电容器的改进聚合方法。更具体而言，本发明涉及形成固体电解电容器的改进方法以及由此形成的电容器。进一步具体而言，本发明涉及这样的电容器，该电容器的导电聚合物阴极层内的交联得以改善，从而改善了粘合性，其表现为ESR和ESR稳定性更高。

背景技术

电容器、太阳能电池和LED显示器中广泛使用了导电聚合物。

导电聚合物包括聚吡咯、聚噻吩和聚苯胺，其中，商业上最成功的导电聚合物为聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT)。应用PEDOT的一种方式是通过原位化学聚合或电化学聚合来形成PEDOT聚合物。另一种方式是将其用作PEDOT分散体，优选与聚阴离子一同使用，聚阴离子的溶解性高于PEDOT本身。尤其是，PEDOT-聚苯乙烯磺酸(PEDOT-PSSA)分散体因其高导电性和良好的成膜性而获得了极大关注。

如今，几乎所有的电子组件都是通过以下方式安装在电路板的表面上：对电路板和组件进行红外(IR)或对流加热，达到足以使施加在电路板的铜垫与表面安装技术(SMT)组件的可焊性接线端之间的焊接膏回流的温度。表面安装技术会导致电路板上的各个SMT组件暴露在焊接温度下达到近一分钟，焊接温度通常高于180℃、典型的为超过230℃、通常峰值为高于250℃。如果电容器的构造中所用的材料对这样的高温敏感，那么ESR的显著正位移现象并不罕见，这会导致电路性能变差。SMT回流焊接是需要具有温度稳定的ESR的电容器的重要驱动力。

电容器的等效串联电阻(ESR)稳定性要求阴极层、阴极导电层、导电粘合剂以及引线框之间的界面在热机械应力期间具有良好的机械完整性。固体电解电容器在组装、成型、板安装回流等过程中受到多种热机械应力。在板安装过程中，电容器常常会经受高于250℃的温度。由于相邻层之间的热膨胀系数(CTE)失配，因此这些高温在界面中产生应力。所产生的应力导致界面处的机械性减弱。在有些情况中，这种机械减弱导致分层。界面的任何物理分离导致层间的电阻增加，由此导致成品电容器的ESR增加。

PEDOT-PSSA聚合物膜常常不具有足够高的机械强度或对底层表面不具有足够高的粘合性。在电容器中，膜质量和粘合性差会导致加工条件下的ESR差或ESR稳定性差。可加入聚合物粘合剂以增强PEDT-PSSA膜的机械性能以及对阳极的粘合性。在美国专利No.6,987,663中(该专利的内容以引用的方式并入本文)，导电聚合物涂层含有至少一种聚合物有机粘合剂。在美国专利7,990,684中(该专利的内容以引用的方式并入本文)，导电聚合物涂层包含酚醛清漆聚合物树脂和磺化聚酯作为粘合剂。

如美国已公布的专利申请2012/0256117(该专利申请的内容以引用的方式并入本文)中所述，可在干燥步骤中“原位”形成聚合物粘合剂，在该专利申请中描述了包含多元醇和具有两个或多个官能团的有机物的PEDOT-PSSA的聚合物分散体，该官能团能够与多元醇发生缩聚从而“原位”形成聚合物粘合剂。