專(zhuān)利名稱(chēng)：高可靠性固態(tài)電解電容器制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種固態(tài)電解電容器的制造方法，特別是一種漏電流小、可靠性高的固體電解電容器制造方法。
背景技術(shù)：
電容器是電子エ業(yè)的三大基本元器件之一，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)電子產(chǎn)品中。目前，液態(tài)電解電容器在市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位，占據(jù)了電容器市場(chǎng)的大部分份額。但是，由于電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品向高頻化、小型化、高可靠度方向發(fā)展，對(duì)電容器性能，特別是在高頻、高低溫下的性能的要求也相應(yīng)提高。液態(tài)電解電容器具有如下所描述的結(jié)構(gòu)在由鋁等閥金屬作用形成的陽(yáng)極箔和陰極箔分別與引出線(xiàn)相連，陽(yáng)極箔和陰極箔之間插入隔離板，然后環(huán)繞起來(lái)形成電容器芯包， 將電解液浸潰到電容器芯包中，然后將浸潰了電解液的芯包封裝在鋁或者其他材料制成的殼體中，并使殼體密封。由于液態(tài)電解電容器是使用電解液作為電解質(zhì)，隨著使用時(shí)間的推移，以及使用溫度的升高，液態(tài)電解電容器的電解液逐漸揮發(fā)，從而使其容量降低，阻抗増大。固態(tài)電解電容器是由液態(tài)電解電容器發(fā)展而來(lái)的ー種新型電解電容器，它將液態(tài)電容器中的電解液替換為高分子導(dǎo)電聚合物，解決了ー些困擾著液態(tài)電解電容器的難題，特別是壽命短、耐高、低溫性能差以及穩(wěn)定性差的問(wèn)題，在高溫環(huán)境下，其容量變化的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于液態(tài)電解電容器。作為ー種處于不斷完善和發(fā)展中的新型電容器，固態(tài)電解電容器的制造方法和生產(chǎn)エ藝依然有許多地方需要進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，以盡可能地挖掘其潛力，進(jìn)ー步提高其性能，滿(mǎn)足電子エ業(yè)的不斷提出的新要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供ー種以導(dǎo)電高分子聚合物為電解質(zhì)的卷繞型固態(tài)電解電容器的制造方法，并對(duì)浸潰、聚合等關(guān)鍵エ藝進(jìn)行了充分的描述，采用該制造方法制造的固態(tài)電解電容器具有等效串聯(lián)電阻低、壽命長(zhǎng)、可靠性高以及漏電流小等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明所涉及的固態(tài)電解電容器，其制造方法如下所描述
步驟I :在由閥金屬制成，且表面有氧化膜的陽(yáng)極箔和陰極箔之間介入隔膜，并卷繞成芯包；
步驟2 :將芯包浸入化成液中，施加電壓進(jìn)行化成修復(fù)，化成時(shí)間10-60分鐘，并進(jìn)行碳化，清洗、干燥處理。步驟3 :將化成后的芯包分別浸潰氧化劑和単體溶液，浸潰時(shí)間1-10分鐘。步驟4:將含浸了氧化劑和単體的芯包放入控溫裝置中進(jìn)行聚合反應(yīng)，聚合反應(yīng)分為2段，第一段溫度為30-80°C，時(shí)間O. 5-6小時(shí)；第二段溫度為40_100°C，時(shí)間O. 5-5小時(shí)。步驟5 :聚合完成以后，待芯包冷卻至常溫，再次浸潰單體，浸潰時(shí)間O. 3-10分鐘。步驟6 :將芯包放入控溫裝置進(jìn)行加熱處理，加熱溫度分為兩段，第一段溫度為35-80°C，時(shí)間10分鐘-3小時(shí)；第二段溫度為100-200°C，時(shí)間10分鐘-4小時(shí)。步驟7 :將芯包封入鋁殼中，并使用封ロ材料進(jìn)行封ロ處理。步驟8 :將封ロ后的產(chǎn)品在100_180°C下，分別按60%、80%、100%、120%的額定電壓施加電壓，進(jìn)行分段老化處理。步驟9 :將老化后的產(chǎn)品進(jìn)行分選，挑出不合格產(chǎn)品。上述步驟I中的陽(yáng)極箔是由閥金屬制成的金屬箔以及在閥金屬表面所鍍的ー層 電介質(zhì)氧化膜構(gòu)成。上述步驟I中所述的隔膜為含馬尼拉麻纖維、聚酯材料的無(wú)紡布或者為聚こ烯醇和尼龍的復(fù)合物等。上述步驟2中的化成液可以是磷酸ニ氫銨化成液或者磷酸氫ニ銨化成液等磷酸系的化成液，也可以是己ニ酸銨等己ニ酸系化成液或者硼酸銨等硼酸銨系化成液。上述步驟2中碳化溫度為180_350°C，碳化時(shí)間為10-120分鐘。上述步驟3以及步驟5中，單體是3，4-こ烯ニ氧噻吩，氧化劑是對(duì)甲苯磺酸、對(duì)甲苯磺酸鈉、對(duì)甲苯磺酸鐵或者對(duì)甲苯磺酸銨中的ー種或者它們?nèi)我獯钆涞幕旌弦海⒖梢栽诔夯蛘哒婵障逻M(jìn)行。在上述步驟7中所述的封ロ材料指的是環(huán)氧樹(shù)脂膠，こ丙橡膠或者丁基橡膠。上述步驟8中的老化溫度優(yōu)選為85_150°C。本發(fā)明采用了浸潰兩次単體的方法，能夠消耗或者去除過(guò)量的氧化劑，減少了氧化劑成分對(duì)導(dǎo)電高分子聚合物導(dǎo)電性以及電容器性能的影響。本發(fā)明所采用的獨(dú)特的聚合エ藝，共進(jìn)行了前后兩次聚合反應(yīng)，使単體能夠在較低的溫度下聚合形成優(yōu)良的導(dǎo)電高分子聚合物，并使第二次浸潰的單體在較短的時(shí)間內(nèi)完成聚合，提高了生產(chǎn)效率。本發(fā)明所制造的固體電解電容器具有很高的穩(wěn)定性和可靠性、低等效串聯(lián)電阻以及漏電流小等優(yōu)點(diǎn)，能夠長(zhǎng)時(shí)間在高、低溫環(huán)境下工作而保持性能穩(wěn)定。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做出進(jìn)ー步的闡述，在以下實(shí)施例中，將分別采用不同實(shí)施方式制作額定電壓16V，靜電容量為270 μ F的固體電解電容器，并進(jìn)行比較。實(shí)施例I
ー種固體電解電容器的制備方法，具體包括以下步驟
步驟I :在由閥金屬制成，且表面有氧化膜的陽(yáng)極箔和陰極箔之間介入隔膜，并卷繞成芯包，用膠帶予以固定。步驟2 :將芯包浸入化成液中，化成液為己ニ酸銨水溶液，施加電壓進(jìn)行化成修復(fù)，化成時(shí)間15分鐘。步驟3 :將芯包進(jìn)行碳化處理，碳化溫度290°C，碳化時(shí)間10分鐘，然后進(jìn)行清洗、干燥處理。步驟4 :將干燥后的芯包放入?yún)g體的醇溶液中進(jìn)行含浸，浸潰時(shí)間O. 5-5分鐘，然后50°C干燥處理，再在真空條件下放入對(duì)甲苯磺酸鐵的醇溶液中浸潰1-5分鐘。步驟5 :浸潰單體和氧化劑結(jié)束之后，立即將浸潰后的芯包放入控溫裝置中進(jìn)行兩段式聚合，聚合エ藝為40°C (120分鐘)、65°C (60分鐘)。步驟6 :將聚合后的芯包再次放入?yún)g體的醇溶液中浸潰，浸潰時(shí)間2分鐘。步驟7 :將浸潰后的芯包再次放入控溫裝置中進(jìn)行2段 式聚合，聚合エ藝為60°C(60 分鐘)、180°C (60 分鐘)。步驟8 :聚合完成后，將芯包放入鋁殼中，并使用橡膠塞進(jìn)行封ロ處理，將芯包密封在招殼中。步驟9 :將封ロ后的產(chǎn)品在105°C溫度下，分別按9V、14V、16V、19V施加電壓，進(jìn)行分段老化處理，每段電壓的施加時(shí)間為15分鐘。步驟10 :將老化后的產(chǎn)品進(jìn)行分選，挑出不合格產(chǎn)品。比較例I
ー種固體電解電容器的制備方法，具體包括以下步驟
步驟I :在由閥金屬制成，且表面有氧化膜的陽(yáng)極箔和陰極箔之間介入隔膜，并卷繞成芯包，用膠帶予以固定。步驟2 :將芯包浸入化成液中，化成液為己ニ酸銨水溶液，施加電壓進(jìn)行化成修復(fù)，化成時(shí)間15分鐘。步驟3 :將芯包進(jìn)行碳化處理，碳化溫度290°C，碳化時(shí)間10分鐘，待電解紙完全碳化以后，進(jìn)行清洗、干燥處理。步驟4 :將干燥后的芯包在単體的醇溶液中進(jìn)行浸潰，浸潰時(shí)間2分鐘，將浸潰過(guò)単體溶液的芯包干燥處理后，在真空條件下在對(duì)甲苯磺酸鐵的醇溶液中浸潰5分鐘。步驟5 :將浸潰了単體和氧化劑后的芯包放入控溫裝置中進(jìn)行聚合，聚合エ藝為400C (60 分鐘)、65°C (60 分鐘)、90°C (60 分鐘)、180°C (60 分鐘)。步驟6 :聚合完成后，將芯包放入鋁殼中，并使用橡膠塞進(jìn)行封ロ處理，使芯包被S封在招殼中。步驟7 :將封ロ后的產(chǎn)品在105°C溫度下，分別按9V、14V、16V、19V施加電壓，進(jìn)行分段老化處理，每段電壓的施加時(shí)間為15分鐘。步驟8 :將老化后的產(chǎn)品進(jìn)行分選，挑出不合格產(chǎn)品。根據(jù)實(shí)施例I以及比較例I所制得的額定電壓16V，靜電容量為270 μ F的固體電解電容器的初始特性以及穩(wěn)定性特性進(jìn)行列表比較(見(jiàn)列表I)。從比較結(jié)果可以看出，采用本發(fā)明所提出的制造方法制作的固態(tài)電解電容器漏電流小，等效串聯(lián)電阻值低，在高溫以及施加電壓的情況下，其性能變化也比比較例I要小。這說(shuō)明按照本發(fā)明所提出的制造方法制作的固態(tài)電解電容器，具有極高的可靠性和穩(wěn)定性，按照該制造方法，可以降低固態(tài)電解電容器的等效串聯(lián)電阻，降低漏電流，延長(zhǎng)使用壽命O實(shí)施例I、比較例I的產(chǎn)品性能分析
權(quán)利要求
1.一種高可靠性固態(tài)電解電容器制造方法，其特征在于，包括 步驟I:在陽(yáng)極箔與陰極箔之間介入隔離層，并卷繞成芯包，用膠帶纏繞固定； 步驟2 :將芯包浸入化成液中，在一定的溫度下施加電壓進(jìn)行化成修復(fù)，并進(jìn)行碳化、清洗、干燥處理； 步驟3 :將化成后的芯包分別浸潰單體和氧化劑溶液； 步驟4 :將含浸了氧化劑和單體的芯包放入控溫裝置中進(jìn)行一定時(shí)間的加熱處理； 步驟5 :熱處理完成之后，再次浸潰單體溶液，并進(jìn)行加熱處理； 步驟6 :將芯包裝入鋁殼中，并使用橡膠塞進(jìn)行密封； 步驟7 :將密封后的產(chǎn)品在80°C _180°C下，分別按60%、80%、100%、120%的額定電壓施加直流電壓，進(jìn)行分段老化處理。
2.如權(quán)利要求I中步驟I所述的高可靠性固態(tài)電解電容器制造方法，其特征在于，陽(yáng)極箔由閥金屬制成，且表面有氧化膜。
3.如權(quán)利要求I中步驟2所述的高可靠性固態(tài)電解電容器制造方法，其特征在于，化成液可以是磷酸二氫銨溶液或者磷酸氫二銨溶液等磷酸鹽溶液液，也可以是己二酸銨溶液等己二酸鹽溶或者硼酸銨等硼酸鹽類(lèi)溶液。
4.如權(quán)利要求3所述的高可靠性固態(tài)電解電容器制造方法，其特征在于，化成液的溫度在 20-100°C，優(yōu)選 50-90°C。
5.如權(quán)利要求I中所述的高可靠性固態(tài)電解電容器制造方法，其特征在于，碳化溫度為 200-400。。。
6.如權(quán)利要求I中步驟3所述的高可靠性固態(tài)電解電容器制造方法法，其特征在于，浸潰單體和氧化劑時(shí)，可以先浸潰單體，后浸潰氧化劑，或者相反，也可以是浸潰單體和氧化劑的混合溶液。
7.如權(quán)利要求6中所述的高可靠性固態(tài)電解電容器制造方法，其特征在于，單體溶液是3，4-乙烯二氧噻吩溶液，氧化劑溶液可以是對(duì)甲苯磺酸、對(duì)甲苯磺酸鈉、對(duì)甲苯磺酸鐵或者對(duì)甲苯磺酸銨中的一種或者它們?nèi)我獯钆涞幕旌弦骸?br> 全文摘要
一種高可靠性固態(tài)電解電容器及其制造方法，該制造方法是將卷繞形成的芯包進(jìn)行碳化以及化成修復(fù)以后，分別浸漬單體和氧化劑并進(jìn)行聚合反應(yīng)，待聚合反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時(shí)，將芯包再次浸漬單體，并加熱聚合，聚合完成后進(jìn)行封裝、老化和分選。本發(fā)明制造的固態(tài)電解電容器具有等效串聯(lián)電阻低、漏電流小、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01G9/15GK102867651SQ201210353928
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者董慧娟 申請(qǐng)人:深圳市柏瑞凱電子科技有限公司