[发明专利]固体电解电容器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体电解电容器及固体电解电容器的制造方法。

背景技术

近年来，要求提供如下的固体电解电容器，即，小型而容量大，高频 区域中的阻抗低，此外，耐热性高。这是伴随着电子机器的数字化、高频 化、以及由无铅焊料造成的回流温度的上升产生的要求。

固体电解电容器的小型化、大容量化以及高频区域中的低阻抗化可以 利用如下的卷绕型固体电解电容器来实现，即，将夹隔着隔离件卷绕了阴 极箔和阳极箔的电容器元件收纳于金属外壳中，利用封口橡胶密封。

在固体电解电容器中，作为固体电解质层使用聚吡咯、聚噻吩等具有 高导电性的导电性高分子。此种导电性高分子当中，现在尤其着眼于聚合 反应速度比较缓慢、并且与阳极箔的表面的电介质被膜的密合性优异的聚 乙烯二氧噻吩(PEDT)。此外，如下的固体电解电容器已经得到实现，即， 在将阳极箔和阴极箔夹隔着隔离件卷绕的电容器元件中，浸渗单体和作为 氧化剂的对甲苯磺酸铁盐，其后利用缓慢地引起的单体与该氧化剂的化学 聚合反应在电容器元件内部生成聚乙烯二氧噻吩。

但是，在卷绕型的固体电解电容器中，很难使导电性高分子均匀并且 充分地浸渗于卷绕型的电容器元件内部。特别是，在将二氧噻吩聚合而成 的聚乙烯二氧噻吩中，由于所用的各种氧化剂的差异，具体来说是由于氧 化剂溶液批次间的差异、聚合温度、反应温度等聚合反应条件的差异、或 者从调合氧化剂溶液起到使导电性高分子的单体聚合的经过时间的差异 等，而具有产生电气特性的波动的问题。作为所产生的电气特性的波动， 有由导电性高分子在电介质被膜上的覆盖率决定的静电容量的波动或由 导电性高分子的填充率决定的高频区域的等效串联电阻(ESR)的波动。

另外，作为氧化剂兼掺杂剂的磺酸金属盐，例如对甲苯磺酸铁盐在导 电性高分子的前体单体，例如3，4-乙烯二氧噻吩的化学聚合反应后，大 量地残留于固体电解电容器的固体电解质层内。残留的磺酸金属盐的大多 数作为磺酸亚铁盐及磺酸铁盐残留。这些磺酸金属盐由于潮解性高，因此 在高湿度环境下长时间使用固体电解电容器的情况下，会吸收经橡胶封口 部中扩散而侵入固体电解电容器内部的水分。此后，所吸收的水分会使固 体电解电容器内部大量地产生磺酸阴离子，使阳极箔的电介质被膜劣化， 因此在耐久耐热性试验中，成为引起静电容量的降低或ESR的增加的原 因。

此外，在用于将固体电解电容器安装于印制电路板上的回流处理时， 以及在将固体电解电容器长时间放置于高温环境下的耐久耐热性试验中， 可以认为因如前所述的理由而大量地残留的磺酸金属盐作为将阳极箔的 电介质被膜等还原的还原剂发挥作用。这样，就会在还原了的电介质被膜 中产生氧缺陷的缺陷部，从而引起泄漏电流(LC)的增大、或者固体电解 电容器的短路故障。由如上所述的各种要因引起的导电性高分子的劣化所 致的固体电解电容器的电气特性的降低、或者固体电解电容器的短路故障 的增大在市场中成为不容忽视的问题。

从以上的观点出发，例如公开过如下的技术，即，通过在清洗使导电 性高分子聚合后的电容器元件的清洗液中含有螯合化合物，而将氧化剂中 所含的金属离子从电容器元件中除去(参照日本特开2006-104314号公 报)。

此外，希望开发出导电性高分子难以劣化、并且电气特性高、短路故 障少的固体电解电容器。

发明内容

本发明是为了解决如上所述的问题而完成的。也就是说，本发明的目 的在于，提供固体电解电容器及其制造方法，上述固体电解电容器是具有 在表面具有电介质被膜的阳极和含有导电性高分子的固体电解质层的固 体电解电容器，其中，除去了固体电解质层内的铁盐、过多的有机磺酸以 及未反应的前体单体等杂质。

此外，本发明的目的还在于，提供抑制了导电性高分子的化学变化、 可靠性高的固体电解电容器及其制造方法。

本发明的第一方式涉及一种固体电解电容器，是具有在表面具有电介 质被膜的阳极和含有导电性高分子的固体电解质层的固体电解电容器，其 中，固体电解质层含有环状硅氧烷及螯合剂。

另外，本发明的固体电解电容器中，环状硅氧烷优选含有选自六甲基 环三硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷及十二甲基环六硅氧 烷中的至少一种。