TW507228B - Solid phase electrolytic capacitor - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 312178 507228 A7 五、發明說明（ [發明背景] 本發^關㈣具備形成有電介體皮膜之陽 電容器元件含浸當作陰極電解質之導電性聚合物， 電容器元件配置於外裝槿杜由二文 並將該 解電容器。 珉為固態電 /具備形成有電介懸皮膜之陽極構件之電容器元件含 浸备作陰極電解質之導電性聚合物並將該電容器元件配置 於外裝構件内並予以密封而成之固態電解電容器，有如ί 4圖所示者。 ^ 此固態電解電容器JL借 /、備形成有電介體皮膜之陽極落及 對向陰極绪，將該陽極落及陰極 f 璲-# Μ ^ 7丨考&片捲繞形成電容 器兀件η，使該電容器㈣浸作為陰極電解質之導電性 聚合物，將該電容器元件放置於有底筒狀之外裝容器U 中’以封口㈣u密封後’裝置於表面安裝用座板18。 符號17a、17b表示陽極及陰極之輪出端子。 以往，於此種固態電解電容器中，含浸於電容器 中之導電性聚合物，會於導電性聚合物形成後之製造過程 中吸收濕氣’所以當對電容器完成品進行焊錫耐熱試驗或 耐久性試驗時，會產生等價串聯電阻或電流大量漏出的情 形。 另-方面，於曰本公開專利公報特開平η·2_號 揭示’於此種固態電解電容器中’為抑制由焊錫財教試驗： _聚合物所產生的氣體及防止容器或封口部材的膨 脹’於含浸導電性聚合物電容器元件之外側，再覆蓋環 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐） I n n n -I ϋ I I · n ϋ n ϋ n n n n n n n n I n I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2 ) 樹脂等之技術。 惟依照前述特開平n-204377中所揭示之技術在含 欠導電性聚合物之電容器元件之外側，形成環氧樹脂層之 口 I電解電谷器’進行焊錫耐熱試驗時，會因含有導電性 聚合物之電容器元件的構成材料及環氧樹脂層之熱膨脹率 之不同’在電容器元件内產生機械壓力而損傷電介體皮 膜’電流漏電的情形也會顯著的增加。 [發明之概要] 本發明為解決前述之使用導電性聚合物當陰極電解質 之固態電解電容器之問題，而提出新方案& 依照本發明之第一局面之固態電解電容器，係具備形 成有電介體皮膜之陽極構件之電容器元件，此電容器元件 含浸作為陰極電解質之導電性聚合物，將該電容器元件係 配置於外裝構件内並予以密封而成，在此固態電解電容器 =，將前述含浸導電性聚合物之電容器元件以混合矽烷偶 合劑（sdane coupling agent)之環氧樹脂覆蓋，為其特徵。 依照本發明第2局面之固態電解電容器，係具備形成 $電介體皮膜之陽極構件之電容器元件，此電容器元件含 浸作為陰極電解質之導電性聚合物，該電容器元件係配置 於外裝構件内並予以密封而成；在此固態電解電容器中， 於含浸前述導電性聚合物之電容器元件之外侧，依2形成 第1樹腊層及第2樹鹿層，而前述第1樹鹿層與前述第2 樹月旨層相比較，第！樹腊層係以可撓性較高之材料做成為 其特徵。 · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格（2I0 x 297公釐） 312178 一 W - . --------------------訂·-------1 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁> 2 1厶厶 1厶厶 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3 五、發明說明（3 ) 含依照此構成，由於電容器元件外側緊接著由可撓性較 ==料做成之第1樹脂層’所以電容器素子内之機械壓 父傳達而電容器元件内之電介體皮膜，也較難損傷。 …另外ώ於帛1樹脂層材料係以具有較高之可繞性之 材料構成，故為確保氣密性而形成之第2樹脂層之材料 擇之範圍較廣。 、 [附圖之簡單說明] 第1圖為說明關於本發明第1實施例之固態電解雷定 器之斷面圖。 ^ 第2圖為表示關於本發明第丨實施例及比較例之電容 器元件吸濕性之實驗結果。 备 第3圖為說明關於本發明第2實施例之固態電解電容 器之斷面圖。 第4圖為說明關於以往固態電解電容器之斷面圖。 [元件符號說明] 11 電容器元件 12 壤氧樹月旨 15 鋁製外裝殼體 16 封口材料 17a: >17b輸出端子 18 座板 21 第1樹脂層 22 第2樹脂層 [第 1實施例] 依本發明第1實施例所成之固態電解電容器，如第 圖所示’在捲繞型電容器元件Π内，形成導電性聚合物 層，而將此電容器元件，以混合矽烷偶合劑之環氧樹脂^ 覆盖後’放置於銘製外裝殼體1 5内，再以橡勝製之口 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 312178 -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 5〇7228 五、發明說明（4 ) 材料16裝配予以密封後，裝設於表面安裝用座板18上。 捲繞型之電容器元件，係以蝕刻處理或化成處理過之 鋁 >白作陽極，與對向陰極落之間夹著隔紙而捲成圓筒之形 狀而成者。 要在捲繞型電容器元件内形成導電性聚合物層時，首 而準備各有做為介由氧化聚合，而成為導電性聚合物 之單體之3，心乙二氧撐噻吩，及做為氧化劑之對甲苯韻 鐵（III)(iron (III) p_toluensulf〇nate)，和做為稀釋劑之卜 丁醇等化學聚合液。然後將前述電容器元件浸潰於此化 學聚合液中，再加以200tx數分鐘之熱處理後，形成密 貼於電容器元件内之陽極化成落及對向陰極落之3心乙二 氧撐噻吩（M-ethyleneaioxythi〇phene)聚合物 ^ 一 ‘形成導電性聚合物層之電定考士 曰 电合斋70件浸潰於將矽烷偶合齊} 及環氧樹脂以約1 : 1之重量比混人 、 ’也ϋ之 >谷液中後，取出再 予以乾燥而形成。該矽烷偶合劑 一 w a …J用氧丙氧基丙基 二甲基矽燒（3-glycidoxypropylti*imel^ *ι x mmet〇Xysilane)[化學式： CH2(0)CHCH20C3H6Si(0CH3)3]。矽^ + 3；3J矽烷偶合劑及環氧樹脂 之混合比率不限於1 ·· i之比率， — 半例如，於0.001至1000 : 1之乾圍内皆可適當選擇。

V 前述形成被覆層之電篆器元株 ’在其陽極和陰極之輪 出端子17a、17b之根部，裝有封口 像膠16，，缺德以此处 態收納於有底筒狀之鋁製外裝殼 … 、蔽欧 、 體15，再於開口部分施 以廢緊加工或是卷曲加工後，一 一 本紙張ϋ用中國國家標準（cSh規格⑵〇 ^仃定額電壓施加之择 312178 罾 * , AWI ^--------訂--------- f請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} 9 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

五、發明說明（5 %加上數十分鐘至數小時之熟化處理（ageing) ’而得到 電谷器之完成品。 依照前述本發明之實施形態，將形成導電性聚合物j 及被覆層之電容器元件[實施例1]，與沒有形成被覆層之 電容器元件[比較例Π，放置於溫度25°c、濕度70%之空 氣中時之1個元件單位之吸濕量變化如第2圖所示。 另外將依照前逑本發明之實施形態，使用形成導電七 聚〇物層及被覆層之電容器元件的固態電解電容器[實施 例1]，與使用沒有形成被覆層之電容器元件的固態電解 電容器[比較例1]，兩者施以vsp(Vap〇r Phase s〇ldering) 法之焊錫耐熱試驗（200 40秒χ 2次）後，其耐久性試 驗（同時進行定額電壓之施加，105tx 5〇〇小時）之結果， 表不於表1。 表1 試辱 €前 焊錫对熱試驗後 耐久性試驗後 ESR (m〇) LC (/z A) AC/C (%) ESR (mQ ) LC (// A) AC/C (%) ESR (mQ ) LC (β A) 實施例 1 46.1 63.3 -0.53 46.5 421 -1.04 46.9 0.95 比較例 1 46.1 60.6 -0.64 58.3 1125 -1.34 73.6 163 前述實施例1及比較例1中之電容器元件為定額之 16V-17#F，外形直徑 6.3mmx 長 5.8mm。 於恭1中’ △ C/C為120Hz，靜電容量試驗前之變化 率’ ESR為100kHz之等價串聯電阻，LC表示將定額電 壓施加60秒後之漏電流。各特性值為每2〇個試驗樣品$ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗〇χ 297公釐） 5 312178 I---------I---裝·-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -0 - 線' 5ϋ&228 Α7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（6 ) 平均值。 如第2圖所示，依本發明實施例所成之電容器元件， 與比較例相較下，較不易吸濕，也如第！圖所示，。依本發 明製成之固態電解電容器，與比較例相比較，其進行谭錫 耐熱試驗或耐久性試驗時，特性變化較少。 於前述實施例中，陰極電解質之材料係使用3,4•乙二 氧撐噻吩，但其他之導電性聚合物（如：吡咯、塞吩、苯 胺或者是將前述衍生物氧化聚合之聚合物）也可使用。 並且，前述實施例_係使用捲繞型之電容器元件，但 也可使用形成有電介體皮膜之鈕燒結體為陽極構件之電容 器元件。 依據本發明乃提供··具備形成有電介體皮臈之陽極構 材之電容器元件，將此電容器元件含浸當作陰極電解質導 電性聚合物，將該電容器元件配置於外裝構件内並予以密 封之固態電解電容器；而在導電性聚合物形成後之製造過 程中抑制導電性聚合物之吸濕現象，就電容器完成品進^ 焊錫耐熱試驗或是耐久性試驗，也較不容易產生等價串 電阻或是漏電流之變化。 [第2實施例] 依本發明第2實施例之固態電解電容器，如第3圖所 示’在捲繞型電容器元件11内形成導電性聚合物層，將 該電容器元件之外側以高可撓性之第1樹脂層21覆蓋之 後’再於其外側覆蓋高氣密性之第2樹脂層22,將該電 容器元件放置於鋁製外裝殼體15内，再以橡膠製之封 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇 x 297公釐

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 — 訂--------- A? 五、發明說明（7 ) 構件16密封後，裝配於表面裝配用座板^上。 产捲繞里之電谷器元件係以钱刻處理或化成處理過之铭 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 自田陽極’而在與對向陰極箔之間夾設隔紙而捲成圓筒之 形狀。 為在捲繞型電容器元件内形成導電性聚合物層，首先 準備含有做為經由氧化聚合而成為導電性聚合物之單體之 3,4_乙二氧撐噻吩’及做為氧化劑之（ir〇n (ιπ) p福。心廳啊 +甲笨命酸鐵（ΙΠ)，和做為稀釋劑之η· 丁醇’等化學聚合 液。然後將前述電容器元件浸潰於此化學重合液中，再加 以200 Cx S分鐘之熱處理後m器元件内形成密貼 於陽極化成落及對陰極笛之3,4_乙二氧撐噻吩聚合物層。 構成前^第i樹脂層之構成材料，與前述第2樹脂層 相比具有較尚可撓性之熱硬化性樹脂（環氧樹脂）較適合。 而構成前述第2樹鹿層之材料，與前述第i層相比具有較 高氣密性之熱硬化性樹脂（酸無水物系環氧樹脂等）較適 合。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 樹腊材料之可撓性，可以羅氏硬度、抗張力、拉斷伸 展率等數值來定量化’構成前述第〗樹脂層之樹脂材，其 羅氏硬度為Μ級1〇〇以下，抗張力為5kg重/mm2以上、 拉斷伸展率為4%以上材料較適合。 前述第1樹脂層，因與覆蓋導電性聚合物之電容器元 件之外圍有密貼性之關係，所以使用表面電阻為〗〇13〇以 上之樹腊較為理想。 前述形成有第1及第2樹脂層之^容器元件之陽極和 t紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公茇) ' —-----.」 7 312178 A7

五、發明說明（8 ) 陰極之輪出端子lya、 後以m “ 之根部，裝有封口橡膠16，然 伎以該狀態收納於有麻含 ^ v 有底湾狀之鋁製外裝殼體15,再於開 口部分施加壓緊加工或 丹開 ^ R ^ 疋捲曲加工後，施行定額電壓施加 —w 數小蚪之熟化處理後，即得到電 容态之完成品。 =案之發明者將依照前述本發明之實施形態製成之形 ，及第2樹脂層之固態電解電容器[實施例2]，及 沒有形成第1樹脂層而〇古 m ^ 而/、有以相同材料形成第2樹脂層之 固L電解電容器[比較例21 乂 v 0〇 A 』以71^法作焊錫耐熱試驗（215 C X 90秒x 2次）之測試。 谭錫耐熱試驗前之各種特性如表2所示，焊錫对熱試 驗前後之漏電流之偏差分布情形，如表3所示。 表 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

則述實施例2及比較例2中所使罔之電容器元件，其 規格為定額20V-22/ZF，外形為直徑63mmx長度&0mm。 於表2中，C為120Hz之靜電容量，tan5為120Ilz 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 297公釐） · n n n n ϋ n ϋ』δ,，篇 κι ϋ n n ·1 n - ·% 8 312178 A7

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Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 507228 、申請專利範圍 I- 一種固態電解電容器，1 ^ _ 〃知'徵在具備·具備形成有電 :雜皮模之陽極構件之電容器元件，將此電容= 含浸作為陰極電舷暂 谷器70件 件配置於外裝構件肉*工 將此電容器元 器並予以密封而成固態電解電容 器，其中，剛述含浸導電性聚合物之 淚切燒偶合劑之環氧樹鹿覆蓋。 件係以 2. 如申請專利範圍第μ之固態電解電容器， 形成有電介體皮臈之陽極箱 ^ 紙捲繞成電容器元件，將此電容 介著隔 雷解皙谷盎兀件含次作為陰極 電解質之導電性聚合物， 筒肤之外裝私矜電谷斋兀件收容於有底 甸狀之外裝叙體中並予以密封者。 3. 如申請專利範圍第！項之固態電解電容器，其 述導電性聚合物，是以噻吩或是其衍 ： 後之聚合物所成。 乳化I 口 4. -種固態電解電容器，其特徵在具傷： 介體皮膜之陽極構件之電容器 有電 旰€今器70件，將此電容器元件 含浸作為陰極電解質之導電性聚合物，將此電容哭元 件配置於外裝構件内並予以密封而成，其中，於含浸 前述導電性聚合物之電容器元件之外側，依次形成第 1樹脂層及第2樹脂層；前述第1樹脂層與前述第2 樹腊層相比較’第！樹脂層係以具有較高可捷性之 料做成。 5·如申請專利範圍第4項之固態電解電容器，其中二 形成有電介i皮膜之陽極绪及y陰搞贫^二1^ 私紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐] --—~^ 71 ^ 312178 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 --------^-------- 507228 A8 B8 C8 D8 7、申請專利範圍 紙’捲繞成電容器元件，將此電容器元件含浸作為陰 極電解質之導電性聚合物，而將此電容器元件收容於 有底筒狀之外袭殼體中並予以密封而成者。 6.如申請專利乾圍第4項之固態電解電容器，其中，前 述導電性聚合物係以噻吩或是其衍生物經氧化聚合後 之聚合物而成。 -------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 11 312178