固體電解電容器及其製造工藝的製作方法
2023-10-05 20:24:59 1
專利名稱：固體電解電容器及其製造工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及包括鋁陽極的固體電解電容器及製造這種電容器的工藝。
背景技術：
包括用作固體電解質的TCNQ絡鹽、聚吡咯或類似的高聚物和鋁箔、薄片等陽極的固體電解電容器在多種電子器件中得到了廣泛的應用。近年來，存在對具有更高耐電壓性的固體電解電容器的快速增長的需求。公知的是，對於這種固體電解電容器，在陽極的表面上形成電介質氧化膜或層。作為為固體電解電容器(即其電介質氧化膜)提供更高耐電壓性的工藝，實際上在形成電介質氧化膜的陽極氧化步驟中，增加了要施加到用作陽極或製成陽極的鋁材料上的電壓(形成電壓)。在製造固體電解電容器的普通傳統工藝中，將陽極氧化的形成電壓設置為大約為電容器的額定電壓的三倍的電平。
但是，如果將高於此數值的電壓用於陽極氧化，所得到的固體電解電容器存在容易受到顯著漏電流和短路故障的影響的問題。為了克服此問題，實際上以非晶體氧化鋁代替晶體氧化鋁在陽極上形成電介質氧化膜(例如，參見JP 5-343267A)。晶體氧化鋁的電介質氧化膜在形成過程中發生體積收縮，導致缺陷，而非晶體氧化鋁的電介質氧化膜在形成過程中幾乎不發生體積收縮，並極大地減少了缺陷。固體電解電容器的漏電流或短路故障歸因於電介質氧化膜中的缺陷，所以以非晶體氧化鋁形成電介質氧化膜提供了具有較高耐電壓性的固體電解電容器。
在製造固體電解電容器的工藝中，要用作或製成陽極的鋁材料和陽極受到彎曲應力、張應力和類似的機械應力(物理應力)。例如，在捲曲(rolled-up)型固體電解電容器的情況下，在具有較大寬度且要製成陽極的鋁箔上形成電介質氧化膜，之後是切割步驟，其中將較寬的鋁箔切割為減小了寬度的分離鋁箔，即分離的陽極。在切割步驟之後，通過壓接，將引線接片與陽極相連，通過引線接片端，將陽極與引線相連。然後，將陽極與陰極和隔離紙一起捲起，製成電容器元件。
如果陽極在上述切割步驟、連接步驟或捲起步驟中受到機械應力，將損傷陽極上的電介質氧化膜，而再次形成缺陷。如果這種隨後形成的缺陷導致固體電解電容器中漏電流的增加和更嚴重的短路故障，將削弱非晶體氧化鋁的電介質氧化膜的優勢。克服了這些問題的本發明提出了一種固體電解電容器，其中陽極具有較不易受到由於機械應力引起的損壞或故障的影響的結構的電介質氧化膜，與傳統的固體電解電容器相比，漏電流較小且不易發生短路故障，以及一種製造所述電容器的工藝。
發明內容
本發明提出了一種固體電解電容器，包括鋁陽極，具有以非晶體氧化鋁形成在其表面上的電介質氧化膜，所述固體電解電容器的特徵在於在陽極中形成多個隧道形刻蝕凹坑。
本發明還提出了一種製造固體電解電容器的工藝，包括以下步驟通過刻蝕鋁材料，在用作所述電容器的陽極的鋁材料中形成多個隧道形刻蝕凹坑；通過將鋁材料浸入包含草酸、磷酸、硫酸等的電解質溶液中，實現陽極氧化；以及通過將鋁材料浸入包含硼酸、磷酸等無機酸或其鹽的電解質溶液中或浸入包含己二酸、壬二酸等有機酸或其鹽的電解質溶液中，並施加至少為所述電容器的額定電壓的三倍的電壓，實現陽極氧化。
本發明提出了另一種製造固體電解電容器的工藝，包括以下步驟通過刻蝕鋁材料，在用作所述電容器的陽極的鋁材料中形成多個隧道形刻蝕凹坑；以及通過在高達50℃的溫度下，將鋁材料浸入包含硼酸、磷酸等無機酸或其鹽的電解質溶液中或浸入包含己二酸、壬二酸等有機酸或其鹽的電解質溶液中，無需對鋁材料執行水合步驟，並施加至少為所述電容器的額定電壓的三倍的電壓，實現陽極氧化。
形成在陽極中的隧道形刻蝕凹坑使陽極能夠比類似於普通海綿中的孔的刻蝕凹坑具有更大的剩餘鋁部分，有效地分散了在製造過程中作用在鋁材料和陽極上的機械應力。利用本發明的固體電解電容器，電介質氧化膜較為不易在製造過程中損壞或發生故障，產生了與現有類似電容器相比、漏電流較小且不易短路的電容器。上述電容器製造工藝提供了降低了漏電流的固體電解電容器。術語「鋁材料」包括要用作或製成陽極的鋁箔或鋁薄片。
由本發明人進行的實驗已經揭示了在直徑為0.5到1.5μm的刻蝕凹坑與陽極的所有刻蝕凹坑的比為至少50％時，能夠顯著地實現本發明的優點。此外，還揭示了在相鄰刻蝕凹坑對之間的間隔為0.5到1.0μm的間隔數與相鄰刻蝕凹坑對之間的所有間隔數的比為至少50％時，能夠顯著地實現本發明的優點。
圖1是具體實現了本發明的捲曲型固體電解電容器的截面圖；圖2是具體實現了本發明的電容器的電容器元件的透視圖；以及圖3是以截面示意性地示出了用於製造具體實現了本發明的捲曲型固體電解電容器的鋁箔的示意圖。
具體實施例方式
下面，將參照本發明的實施例對其進行描述。圖1是本發明實施例的截面圖，即捲曲型固體電解電容器，以及圖2是構成了電容器的電容器元件1的透視圖。電容器元件1設置在有底管狀金屬外殼3的內部。(圖2示出了在將其封裝在外殼3中之前的電容器元件1)。電容器元件1通常是圓柱形式的，並且通過將均為鋁箔帶形式的陽極5和陰極7與設置在其間的隔離紙9一起纏繞為捲筒來製造。(圖2示出了未纏繞的陽極5、隔離紙等，並以虛線表示。)陽極5和陰極7分別通過引線接頭端11、11與陽極引線13和陰極引線15相連。陽極5和陰極7之間的空間以TCNQ絡鹽或導電高聚物的固體電解質層(未示出)填充。例如，要使用的導電高聚物為聚吡咯、聚呋喃、聚苯胺等。
設置在電容器元件1的捲筒上方的是橡膠密封封裝17(如丁基橡膠等)。通過拉伸局部壓縮金屬外殼3，從而壓緊封裝17，並在其上端捲曲。設置絕緣樹脂底板19，靠近金屬外殼3的開口，並且其上設置有陽極端21和陰極端23。在製造電容器時，將封裝17設置在電容器元件1的捲筒上，並將底板19設置在封裝上，如圖2所示地定位引線13、15。引線13、15延伸通過封裝17和底板19，從底板19的上表面伸出。將每個伸出的前端壓入薄板，然後彎曲引線13、15，由此將陽極端21和陰極端23如圖1所示地設置在底板19上。
在將導電高聚物用作固體電解質的情況下，通過下述工藝製造本發明的固體電解電容器。本發明的固體電解電容器的特徵在於陽極5的構造。通過處理和加工具有較大寬度的鋁箔帶來製造陽極5。首先，準備所述帶，並進行刻蝕。執行此刻蝕步驟，以便在箔片的相反表面上形成多個隧道形刻蝕凹坑(近似垂直於箔片表面)。只要能夠滿足本發明的目的並確保本發明的優點，並不具體限定刻蝕步驟的特性。
例如，刻蝕步驟包括準備初始凹坑的第一階段和擴大這些凹坑的第二階段。在第一階段中，DC電流通過鋁箔，利用用作刻蝕劑並包含如草酸、磷酸或硫酸等添加酸的鹽酸水溶液，進行DC刻蝕。通過調整電流密度和電量來控制要形成的刻蝕凹坑的密度和直徑。
在完成第一階段之後，清洗鋁箔並進行第二階段，在第二階段中，將鋁箔浸入硫酸、硝酸等的水溶液中，對箔片進行化學溶解，由此擴大凹坑的直徑。在第二階段之後，可以進行將鋁箔浸入純水中的水合步驟。在執行時，水合步驟在鋁箔的表面上形成氫氧化鋁。這促進了氧化鋁層的形成，並降低了接下來將進行描述的陽極氧化步驟中的功率消耗。
在刻蝕步驟或水合步驟之後，進行陽極氧化，以便在鋁箔的表面上形成實質上由非晶體氧化鋁構成的電介質氧化膜。例如，陽極氧化步驟包括第一階段和第二階段。在第一階段中，將鋁箔浸入包含如草酸、磷酸、硫酸等酸的電解質溶液中，並以預定的電流密度進行陽極氧化處理。所執行的第一階段形成了鋁箔上的多孔非晶體氧化鋁層(鋁的陽極氧化處理層)。需要從10到1000mA/cm2的範圍內選擇電流密度。
在第二階段中，將鋁箔浸入包含硼酸、磷酸等無機酸或其鹽的電解質溶液中，或者浸入包含己二酸、壬二酸等有機酸或其鹽的電解質溶液中，然後以預定的電流密度和指定的上升電壓實現陽極氧化處理。包含無機酸的電解質溶液還可以包含添加到其中的無機酸鹽，或者當包含有機酸時，電解質溶液還可以包含有機酸鹽。因此，非晶體氧化鋁從由第一階段形成的多孔非晶體氧化鋁層的凹坑底部開始生長，從而填充凹坑。優選地，要施加的上升電壓(形成電壓)是要製造的固體電解電容器的額定電壓的至少三倍。優選地，從10到1000mA/cm2的範圍內選擇電流密度。
代替第一階段和第二階段，可選地，通過將鋁材料浸入包含硼酸、磷酸等無機酸或其鹽的電解質溶液中，或者浸入包含己二酸、壬二酸等有機酸或其鹽的電解質溶液中，並以預定的電流密度和指定的上升電壓通過電流，來執行陽極氧化步驟。在以這種方式執行陽極氧化步驟的情況下，不執行水合步驟。除了無機酸外，電解質溶液還可以包含此無機酸的鹽，或者除了有機酸外，電解質溶液還可以包含此有機酸的鹽。優選地，電解質溶液的溫度達到50℃。需要形成電壓為額定電壓的至少三倍，以及從10到500mA/cm2的範圍內選擇電流密度。
圖3是以截面示意性地示出了由陽極氧化步驟得到的鋁箔的示意圖，即在箔片上形成電介質氧化膜之後。優選地，要製成本發明的捲曲型固體電解電容器的鋁箔的厚度為50到200μm。將由刻蝕步驟形成的隧道形刻蝕凹坑的直徑設置為即使以較高的形成電壓執行陽極氧化步驟時，凹坑也不會閉合。為了確保本發明的優點，需要在形成電介質氧化膜之後形成的刻蝕凹坑中的至少50％具有0.5到1.5μm的直徑，如稍後所述。此外，當每對相鄰刻蝕凹坑間隔特定距離時，鋁箔的剩餘部分(在刻蝕步驟之後剩餘的部分)將更大，由此能夠更為有效地抑制由於機械應力引起的電介質氧化膜的損壞。因此，為了確保本發明的優點，在形成電介質陽極氧化膜之後形成的相鄰刻蝕凹坑對之間的間隔(邊到邊距離)中的至少50％為0.5到1.0μm，如稍後所述。優選地，凹坑的長度小於鋁箔寬度的一半，如圖3所示。此外，希望電介質氧化膜中晶體氧化鋁的比例儘可能地小。更具體地說，優選地，形成在鋁箔上的電介質氧化膜最多5％晶體化(晶體化的質量分數)。
在刻蝕步驟和陽極氧化步驟之後，進行切割鋁箔以完成用在電容器元件1中的陽極5的帶的步驟。根據本發明的實施例，鋁箔也用於陰極7。類似於陽極箔片，通過刻蝕、陽極氧化步驟和切割步驟，準備陰極7的帶。但是，根據本發明，並未具體限定陰極7的構造或結構；對於製造陰極7，不必總是執行上述刻蝕步驟和氧化步驟。例如，可以進行AC刻蝕，以便在鋁箔中形成類似於海綿中的刻蝕凹坑，或者可以在鋁箔上形成包括晶體氧化鋁的電介質氧化膜。
將所準備的陽極5和陰極7用於製造如圖2所示的電容器元件1。首先，通過壓接，將設置在陽極引線13一端的引線接頭端11與陽極5相連，從而將陽極引線13與陽極5相連。與此同時，陰極引線15通過另一引線接頭端11與陰極7相連。之後，將陽極5和陰極7纏繞成捲筒，將隔離紙9設置在二者之間。將保持帶25設置在電容器元件1的捲筒周圍。
陽極5和陰極7中的每一個均通過切割鋁箔製成，因此具有端面上未覆蓋電介質氧化膜的切割端。因此，在如圖2所示製成的電容器元件1的切割端面上，通過化學轉換步驟，形成電介質氧化膜。以150到300℃的溫度，對電容器元件1進行進一步的熱處理。
熱處理步驟之後是在電容器元件1的陽極5和陰極7之間形成導電高聚物層的步驟。例如，通過將可聚合為導電高聚物的單體放置在氧化劑溶液(如對甲苯磺酸鐵的醇溶液)中，獲得溶液，將單體溶液灌入電容器元件1，並使單體熱聚合，來執行此步驟。之後，將電容器元件1和密封封裝17放置在金屬外殼3中，然後，通過拉伸局部壓縮金屬外殼3，並捲曲，之後對其進行老化處理。然後，設置密封板19，並最終裝配引線13、15，完成如圖1所示的固體電解電容器。
根據本發明，製造出額定電壓50V的固體電解電容器(直徑10mm、高8mm)。根據現有技術，類似地製造固體電解電容器。然後，針對比較特性，對電容器進行檢查。在每個示例和比較示例中製造二十個樣本，結果如下。
在此示例中，按照以下方式準備固體電解電容器。通過處理和加工厚度為100μm的鋁箔來製備陽極5。在刻蝕步驟的第一階段中，在包含硫酸的鹽酸水溶液中，以50mA/cm2的電流密度，對鋁箔進行5分鐘的DC刻蝕。在第二階段中，將鋁箔浸入50℃的、5重量百分比的硝酸水溶液中，進行化學溶解，以擴大刻蝕凹坑。在刻蝕步驟之後，執行陽極氧化步驟，而無需進行水合。在此步驟的第一階段中，將鋁箔浸入5g/L的草酸電解質溶液中，並以200mA/cm2的電流密度，對其進行7分鐘的陽極氧化。在第二階段中，將鋁箔浸入1.0g/L的五硼酸銨電解質溶液中，並以200mA/cm2的電流密度，保持在150V的上升電壓(額定電壓50V的三倍)15分鐘。因此，在所有20個樣本中，在陽極5中形成了隧道形凹坑，其中直徑為0.5到1.5μm的刻蝕凹坑的比例以及相鄰凹坑對之間的間隔為0.5到1.0μm的比例至少是50％。
在掃描電子顯微鏡下檢查凹坑的直徑以及凹坑到凹坑的間隔，並根據其結果計算比例。
此外，在所有20個樣本中，陽極5的電介質氧化膜最多5％晶體化，由此該薄膜幾乎完全由非晶體氧化鋁組成。通過以X射線衍射儀檢查電介質氧化膜並計算測量值相對於由100％的γ氧化鋁組成的基準試樣的比例，來確定晶體化程度。在250℃的溫度下，對電容器元件1進行熱處理。通過使用3，4-亞乙二氧基噻吩作為單體、以及對甲苯磺酸鐵的醇溶液作為氧化劑溶液的熱聚合，製備電容器元件1的固體電解質層。通過在包含硫酸的鹽酸水溶液中對鋁箔進行AC刻蝕，製備陰極7。與陰極7有關而並未提及的特點與針對陽極5所描述的相同。
按照與示例1中相同的方式製造固體電解電容器，除了在陽極氧化步驟的第二階段中所施加的形成電壓是250V(額定電壓50V的五倍)，比示例1中的電壓上升花費更長的時間。在示例2的所有20個樣本中，在陽極5中形成隧道形凹坑，其中隧道形凹坑中的至少50％具有0.5到1.5μm的直徑，以及相鄰凹坑對之間的間隔中的至少50％為0.5到1.0μm。所有20個樣本的電介質氧化膜的晶體化程度最多為5％。
按照與示例1中相同的方式製造固體電解電容器，除了在陽極氧化步驟的第二階段中所施加的形成電壓是450V(額定電壓50V的九倍)，比示例2中的電壓上升花費更長的時間。在示例3的所有20個樣本中，在陽極5中形成隧道形凹坑，其中隧道形凹坑中的至少50％具有0.5到1.5μm的直徑，以及相鄰凹坑對之間的間隔中的至少50％為0.5到1.0μm。所有20個樣本的電介質氧化膜的晶體化程度最多為5％。
示例1到3的不同之處在於陽極氧化第二階段的形成電壓。對於這些示例的所有固體電解電容器，直徑為0.5到1.5μm的隧道形凹坑的比例為至少50％，相鄰凹坑對之間的間隔為0.5到1.0μm的比例為至少50％。此特徵歸因於以下事實如已經描述的那樣，陽極氧化步驟的第二階段使非晶體氧化鋁從由第一階段形成的多孔非晶體氧化鋁層的凹坑底部開始生長，從而填充了凹坑，結果，形成電壓的差別並未對電介質氧化膜的厚度造成任何影響。
在此示例中，如下製造固體電解電容器在包含硫酸的鹽酸水溶液中，以75mA/cm2的電流密度，對鋁箔進行5分鐘的DC刻蝕，之後，浸入50℃的、5重量百分比的硝酸水溶液中，對鋁箔進行化學溶解。因此，在所有20個樣本中，在陽極5中形成了隧道形凹坑，其中隧道形刻蝕凹坑中的至少50％具有0.5到1.5μm的直徑以及相鄰凹坑對之間的間隔中少於40％為0.5到1.0μm。除此特徵以外，所得到的固體電解電容器與示例2中製造出的相同。
在此示例中，如下製造固體電解電容器在包含硫酸的鹽酸水溶液中，以50mA/cm2的電流密度，對鋁箔進行5分鐘的DC刻蝕，之後，浸入50℃的、2重量百分比的硝酸水溶液中，對鋁箔進行化學溶解。因此，在所有20個樣本中，在陽極5中形成了隧道形凹坑，其中隧道形刻蝕凹坑中少於40％具有0.5到1.5μm的直徑以及相鄰凹坑對之間的間隔中的至少50％為0.5到1.0μm。除此特徵以外，所得到的固體電解電容器與示例2中製造出的相同。
在此比較示例中，如下製造固體電解電容器在水合步驟完成之後，將鋁箔浸入85℃的、0.5g/L的己二酸銨的電解質溶液中，以200mA/cm2的電流密度，對溶液施加250V的上升電壓，之後將此電壓保持15分鐘，進行陽極氧化。此步驟產生了具有實質上由晶體氧化鋁(80到95％晶體化)構成的電介質氧化膜的陽極5。除這些特徵以外，所得到的固體電解電容器與示例2中製造出的相同。
在此比較示例中，如下製造固體電解電容器在包含鹽酸和磷酸的水溶液中，以200mA/cm2的電流密度，用正弦電流(50Hz)對鋁箔進行AC刻蝕，由此製備的陽極5具有類似於海綿中的孔的刻蝕凹坑。除這些特徵以外，所得到的固體電解電容器與示例2中製造出的相同。
在此比較示例中，通過按照與比較示例2中相同的方式，執行刻蝕步驟，製造固體電解電容器，由此製備的陽極5具有類似於海綿中的孔的刻蝕凹坑。所使用的形成電壓是150V。除這些特徵以外，所得到的固體電解電容器與比較示例1中製造出的相同。
在比較示例4中，使用250V的形成電壓，在比較示例5中，使用450V的形成電壓，製造固體電解電容器。除此之外，按照與比較示例3中相同的方式製造電容器。
表1
表1示出了在通過向電容器施加50V的額定電壓而進行的老化處理期間、在示例和比較示例的固體電解電容器中的短路發生率。該表格揭示了與其中陽極具有隧道形凹坑和晶體氧化鋁電介質氧化膜的比較示例1的電容器相比，以及與其中陽極具有類似於海綿孔的凹坑和非晶體氧化鋁電介質氧化膜的比較示例2的電容器相比，其中陽極5具有隧道形刻蝕凹坑和非晶體氧化鋁電介質氧化膜的示例1到5的電容器具有較低的短路發生率。表1還表明與其中陽極具有類似於海綿孔的凹坑和晶體氧化鋁電介質氧化膜的比較示例3到5的電容器相比，示例1到5的電容器具有較低的短路發生率。
示例1到3表明本發明的電容器降低了短路的發生，與陽極5的形成電壓無關。關注其中形成電壓為250V的示例2和5，可以理解當陽極5中直徑為0.5到1.5μm的刻蝕凹坑的比例為至少50％時，本發明的電容器較為不易受到短路的影響。關注其中形成電壓為250V的示例2和4，可以看到如果相鄰凹坑對之間的間隔為0.5到1.0μm的比例為至少50％，本發明的電容器較為不易短路。
表2
表2示出了示例和比較示例的固體電解電容器的初始電特性。初始電特性由電容(Cap.)、損耗角的正切(tanδ)、等效串聯電阻(ESR)和漏電流(LC)確定。表2中所給出的這些數值中的每一個均為20個樣本的平均值。電容和損耗角的數值是頻率為120Hz時的測量值。等效串聯電阻的數值是頻率為100kHz時的測量值。漏電流的數值是通過施加50V的額定電壓2分鐘得到的數值。
表2揭示了與其中陽極具有隧道形凹坑和晶體氧化鋁電介質氧化膜的比較示例1的電容器相比，以及與其中陽極具有類似於海綿孔的凹坑和非晶體氧化鋁電介質氧化膜的比較示例2的電容器相比，其中陽極5具有隧道形刻蝕凹坑和非晶體氧化鋁電介質氧化膜的示例1到5的電容器極大地降低了漏電流。表2還表明示例1到5的電容器的漏電流比其中陽極具有類似於海綿孔的凹坑和晶體氧化鋁電介質氧化膜的比較示例3到5的電容器低得多。根據表1和2可知，示例1到5的電容器在損耗角的正切和等效串聯電阻方面與比較示例1到5的電容器相當，而且本發明具有抑制短路和降低漏電流而無需削弱電特性的優點。
關注表2中列出的示例1到3，應當理解本發明的電容器降低了漏電流，而與陽極5的形成電壓無關。關注其中使用了相同電平的形成電壓的示例2和5揭示了當直徑為0.5到1.5μm的凹坑的比例為至少50％時，本發明產生了降低漏電流的更為顯著的效果。關注其中使用了相同電平的形成電壓的示例2和4揭示了當相鄰凹坑對之間的間隔為0.5到1.0μm的比例為至少50％時，本發明產生了降低漏電流的更為顯著的效果。
表3
表3示出了示例1到3和比較示例3到5的固體電解電容器的BDV(擊穿電壓)測量值。BDV值是在室溫下，以1V/s的速率增加施加在其上的電壓時使電容器的電介質擊穿(短路)的電壓值。關注其中形成電壓為150V的示例1和比較示例3，示例1的BDV值(63V)高於比較示例3的BDV值(58V)。關注其中形成電壓為250V的示例2和比較示例4，以及形成電壓為450V的示例3和比較示例5，示例BDV值高於比較示例BDV值。這些特徵表明本發明提供了短路發生率較低、極大地降低了漏電流且具有較高BDV值(即較高耐電壓性)的固體電解電容器，而與形成電壓無關。因此，本發明對於製造具有較高額定電壓的固體電解電容器尤為有用。
儘管已經參照捲曲型固體電解電容器，對本發明進行了描述，本發明可應用於更多包括鋁陽極的固體電解電容器，例如，可以應用於其中將單一鋁板用作陽極的固體電解電容器或疊層型固體電解電容器。可選地，可以針對具有較大寬度和增加長度的薄鋁片執行上述刻蝕步驟和陽極氧化步驟。在前述示例中，可以對尺寸適合於電容器元件1的鋁箔(即切割為適當的尺寸)進行刻蝕步驟或陽極氧化步驟。
以上所給出的實施例和示例用於解釋本發明，而不應當將其理解為對所附權利要求所闡述的發明的限制，或減小其範圍。本發明的電容器的構造並不局限於以上實施例，可以在由權利要求限定的技術範圍內，進行多種修改。
權利要求
1.一種固體電解電容器，包括鋁陽極(5)，具有以非晶體氧化鋁形成在其表面上的電介質氧化膜，所述固體電解電容器的特徵在於，在陽極中形成多個隧道形刻蝕凹坑。
2.根據權利要求1所述的固體電解電容器，其特徵在於電介質氧化膜最多5％晶體化。
3.根據權利要求1或2所述的固體電解電容器，其特徵在於直徑為0.5到1.5μm的刻蝕凹坑的比例為至少50％。
4.根據權利要求1或2所述的固體電解電容器，其特徵在於相鄰刻蝕凹坑對之間的間隔為0.5到1.0μm的比例為至少50％。
5.根據權利要求3所述的固體電解電容器，其特徵在於相鄰刻蝕凹坑對之間的間隔為0.5到1.0μm的比例為至少50％。
6.一種製造固體電解電容器的工藝，包括以下步驟通過刻蝕鋁材料，在用作所述電容器的陽極(5)的鋁材料中形成多個隧道形刻蝕凹坑；通過將鋁材料浸入包含草酸、磷酸、硫酸等的電解質溶液中，實現陽極氧化；以及通過將鋁材料浸入包含硼酸、磷酸等無機酸或其鹽的電解質溶液中或浸入包含己二酸、壬二酸等有機酸或其鹽的電解質溶液中，並施加至少為所述電容器的額定電壓的三倍的電壓，實現陽極氧化。
7.一種製造固體電解電容器的工藝，包括以下步驟通過刻蝕鋁材料，在用作所述電容器的陽極(5)的鋁材料中形成多個隧道形刻蝕凹坑；以及通過在高達50C的溫度下，將鋁材料浸入包含硼酸、磷酸等無機酸或其鹽的電解質溶液中或浸入包含己二酸、壬二酸等有機酸或其鹽的電解質溶液中，無需對鋁材料執行水合步驟，並施加至少為所述電容器的額定電壓的三倍的電壓，實現陽極氧化。
全文摘要
本發明提出了一種固體電解電容器，其中陽極具有較不易受到由於機械應力引起的損壞或故障的影響的結構的電介質氧化膜，漏電流較小且不易發生短路故障，以及一種製造所述電容器的工藝。本發明的電容器包括鋁陽極5，具有以非晶體氧化鋁形成在其表面上的電介質氧化膜，所述電容器的特徵在於在陽極中形成多個隧道形刻蝕凹坑。本發明的製造固體電解電容器的工藝，包括以下步驟在鋁材料中形成多個隧道形刻蝕凹坑；通過將鋁材料浸入包含草酸等的電解質溶液中，實現陽極氧化；以及通過將鋁材料浸入包含硼酸等無機酸或其鹽的電解質溶液中或浸入包含己二酸等有機酸或其鹽的電解質溶液中，並施加至少為所述電容器的額定電壓的三倍的電壓，實現陽極氧化。
文檔編號H01G9/032GK1822265SQ200610004258
公開日2006年8月23日 申請日期2006年2月13日 優先權日2005年2月14日
發明者藤本和雅, 齊藤弘, 吉田泰, 武田幸男 申請人:三洋電機株式會社, 佐賀三洋工業株式會社, 日本蓄電器工業株式會社