[发明专利]固体电解电容器的制造方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及固体电解电容器的制造方法、由该方法得到的固体电解电容器以及固体电解电容器的制造装置。更详细地讲，涉及下述的固体电解电容器的制造方法、由该方法得到的固体电解电容器以及在该制造方法中使用的具有成为阴极的化合物层的溶液或分散液的浸渍装置的固体电解电容器的制造装置，所述固体电解电容器的制造方法是在由具有微小细孔的阀作用金属烧结体构成的阳极体上形成电介质层，并在该电介质层上层叠导电性化合物层从而形成阴极的固体电解电容器的制造方法，其中，在成为导电性化合物层的无机化合物溶液、有机化合物溶液或导电性高分子化合物分散液中浸渍阀作用金属烧结体时，为了烧结多孔质体的表面开口部不会完全闭塞，浸渍次数每增加一次就加深浸渍的距离(深度)，由此形成充分的导电性化合物层，并将溶液送到深部，可高效地形成阴极。 

背景技术

作为在各种电子设备中使用的高容量且低ESR(等效串联电阻)的电容器，已知铝固体电解电容器、钽固体电解电容器。 

固体电解电容器是对固体电解电容器元件进行封口而制作的，所述固体电解电容器元件，以表面层具有微细细孔的铝箔、内部具有微小细孔的钽粉、铌粉的烧结体作为一方的电极(阳极体)，由该电极、在该电极的表层形成的电介质层、设置在该电介质层上的另一方的电极(阴极，通过为半导体层)和层叠在另一方的电极上的电极层构成。对于同一体积的阳极体而言，细孔越小细孔量越多，则阳极体内部的表面积越大，因此由该阳极体制作的电容器的容量(电容)就越大。 

电介质层由称为化学转化的电化学方法形成。作为一个例子，可以举出在溶解有磷酸、硫酸等的无机酸或其盐、醋酸、己二酸、苯甲酸等的有机酸或其盐的电解液中浸渍导电体层，以导电体为阳极，在其与在电解液中另行设置的阴极之间施加规定的电压来进行制作的方法。 

在日本特开昭50-100570号公报(专利文献1)(US3864219)中例举了在使用了季铵盐的电解液中的化学转化。另外，日本特开昭50-102861号公报(专利文献2)中例举了使用了硼酸等的电解液的化学转化。 

作为阴极可使用导电性的有机化合物或无机化合物，但考虑到制作的电容器的耐热性、低ESR特性，优选使用导电性高分子。该导电性高分子是具有10^-2～10^-3S·cm^-1这样的高导电性的高分子，通过向具有平面状的共轭双键的高分子(通常为绝缘体或具有极低的导电性的高分子)中添加称为掺杂物的供给电子性的化合物，呈现更高的导电性。作为形成导电性高分子层来作为阴极的方法的具体例子，可以举出在阳极体的上述细孔中向可成为导电性高分子的单分子(单体)在掺杂物的存在下供给适当的氧化剂或电子进行聚合的方法。在单分子聚合时引入掺杂物，引起与具有共轭双键的高分子的强烈的相互作用，得到导电性高分子。 

在固体电解电容器的制造方法中，向由形成了电介质皮膜的阀作用金属构成的阳极体浸渍硝酸锰溶液、导电性高分子单体液、导电性高分子聚合物分散液等的阴极形成剂溶液的操作是公知的技术。 

但是，该方法利用应用了阀作用金属阳极体为多孔质的毛细管现象，使阴极形成剂溶液浸渍到内部，在低温、高浓度等的粘性高的溶液的情况下，不能直接应用。另外，对于以往的采用硝酸锰液的锰浸渍方法，随着浸渍次数的增加使浸渍液浓度提高也是一般的方法，初次浸渍必需使用稀溶液，不能缩减操作次数和时间。 

例如，日本特开2001-338845号公报(专利文献3)、日本特开2001-155966号公报(专利文献4)中介绍了使作为阴极剂的导电性高分子化合物形成于铝电解化学转化箔上的方法。但是，对于铝电解化学转化箔而言，与使用粉末烧结体的情况相比，阴极形成溶液浸透到箔的深部的距 离在物理上较短。适用于铝电解化学转化箔的方法不适于细孔很深、阴极液应浸透的距离长的粉末烧结体。 

另外，曾提出了在加压下实施浸渍工序的方法。 

在日本特开2001-110681号公报(专利文献5)中提出了通过加压使阴极形成液强制性地浸渍铝电解箔的方法。但是，该方法也与上述同样浸渍距离短，另外，在细孔的深处气氛被压缩而残留不少。由细孔很深的粉末烧结体构成的阳极体难以浸渍阴极形成剂溶液，同时难以去除空气等的气氛，因此，在受到干燥加热或施加电压的加热修复时等的热应变的情况下，在烧结体内部容易引起由气体膨胀导致的阴极剂或电介质的损伤。 

还曾提出了对粉末烧结体浸渍的方法。