Condensador electrolítico de alta capacidad
Descripción general
 La inclusión de una porción de margen sobre la película, se utilizó una lámina de electrodo obtenida por la formación de una capa de deposición de metal de una estructura especial, proporcionando un nuevo tipo condensador electrolítico, una más con la miniaturización, obtener una alta capacitancia, estratificación Haz que sea fácil de chip. ] Film que comprende una porción de margen en la 6, la estructura de columna de Ti, Zr, Ta, Cr, Ni, Al, Sn, una capa de deposición de metal 8 seleccionado de W para formar una capa de superficie del electrodo se oxidó o papel de aluminio nitrurada 9 Y 10 como una lámina de cátodo y una lámina de ánodo.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un nuevo tipo de condensador electrolítico. Más particularmente, la presente invención es la miniaturización del condensador electrolítico, una gran capacidad y el chip se refiere técnicas de laminación.
Antecedentes de la técnica
Reducción de condensadores, con el fin de aumentar la capacidad, ya sea aumentando la constante dieléctrica de la capa dieléctrica, o para reducir el espesor de la capa dieléctrica, es necesario ampliar el área de la superficie del contraelectrodo. Y en la corriente del condensador electrolítico de aluminio, la Fig. 1, para formar una pluralidad de taladros mediante la aplicación de papel de aluminio generalmente grabado como se muestra en la Fig. 2, después de la ampliación del área de superficie por anodización para formar una capa dieléctrica de Al2O3, aluminio Aumentando así la capacitancia electrostática del condensador electrolítico. Sin embargo, el área de superficie ampliación de la hoja de aluminio por ataque químico, con una reducción en la resistencia de la lámina de aluminio, que está cerca del límite para reducir el espesor del material de electrodo de aluminio después de la aguafuerte. Además, la configuración, por un ánodo, enrollar el papel de aluminio del cátodo y el separador de dos de cuatro tipos de materiales para formar un elemento de condensador, están conectados por medio de calafateo o en la ficha cajón plomo como a la lámina, la corriente Hubo muchos problemas para salir de la estructura.
En el documento JP 59 167 009 da a conocer el contrario, sobre un sustrato de papel de aluminio, aluminio, tántalo, titanio, niobio, para crear una película porosa de metal o de circonio, así como la ampliación de la superficie de la / capa dieléctrica electrodo , Se ha propuesto aumentar la constante dieléctrica. En el KOKOKU 3 37293 JP, en la superficie de la lámina de aluminio se hace rugosa mediante grabado, un diámetro medio de partícula de 0,02 1,0 micras película de vapor depositado 0,2 5,0 micras de titanio gruesa hecha de partículas finas de titanio se han propuesto Hay material de cátodo para el condensador electrolítico formado por recubrimiento.
Sin embargo, la capa de deposición de metal formada sobre la superficie del papel de aluminio en estas técnicas son materiales refractarios, excepto aluminio, éstos se evaporen debe poner de alta potencia, la planeidad del substrato por daño térmico o deteriora, y alisar la película depositada por el aumento de la temperatura del sustrato, un efecto de la expansión del área de superficie predeterminada que hay un problema que no se puede obtener. La lámina de electrodo de aluminio convencional es una capa de metal conductor, ya que se forma sobre toda la superficie, han requerido de plomo terminal, chip no es fácil.
Tarea de solución
La presente invención se ha realizado en vista de las diversas deficiencias de la técnica anterior mencionados arriba, es un objeto de la lámina de electrodo de aluminio es una capacitancia innecesaria, estable y alto de las características eléctricas se pueden obtener, la miniaturización, puede ser de peso ligero, para proporcionar el chip, un condensador electrolítico corresponde es fácil de laminación.
Solución
Un objeto de la presente invención se ha descrito anteriormente, al menos en un lado de una película de plástico, que comprende dejar un extremo a la toda otra Ti, Zr, de Ta, Cr, Ni, Al, un metal seleccionado de entre Sn y W o una aleación, la columna juntos para formar una forma agregada de la estructura de capa de metal depositado, un condensador electrolítico de aluminio electrodo de alta capacidad hizo por oxidación o nitruración al menos una superficie de la capa de columna de metal de deposición de vapor, convirtiendo apilado o una herida, la pulverización además un metal a ambos extremos fracción Alternativamente soldadas entre sí para formar una porción de electrodo de salida, que en la carcasa en la porción de un extremo impregnado carcasa la solución de electrolito o similar, condensador electrolítico de gran capacidad se caracteriza por ser sellado o al menos un lado de una película de plástico, dejando Te para formar una capa de electrodo de metal depositado a otro por toda la superficie, Ti sobre esto, Zr, Ta, Cr, ni, al, un metal seleccionado de entre Sn y W o si, Juntos para formar una forma de agregado de la capa de metal depositada de estructura columnar que consiste en una lámina de electrodo de condensador electrolítico de gran capacidad realizado por oxidación o nitruración al menos una capa de superficie de la capa de columna de metal de deposición de vapor, convirtiendo apilado o una herida, promover la fracción extremos la pulverizando un metal para formar una porción de electrodo de salida, el alojamiento de la solución de electrolito o la carcasa impregnado como a la misma, y ​​se caracteriza por ser sellado, que se consigue mediante un condensador electrolítico de gran capacidad.
A medida que el sustrato que constituye la lámina de electrodo de la presente invención, desde el punto de vista de que constituye la porción de guía de salida del electrodo por pulverización de un metal a ambas porciones de extremo, la adopción de una película de plástico no conductor es preferible.
Ejemplos específicos de la resina que constituye la película de plástico del sustrato es de tereftalato de polietileno, poliésteres tales como el polietileno de 2,6-naftalato, poliolefinas tales como polipropileno, sulfuros de polifenileno, poliéteres tales como polieteretercetona, aromático poliamidas, policarbonatos y similares, tereftalato de polietileno, polipropileno, película de sulfuro de polifenileno se prefiere en vista de las propiedades eléctricas y precios. Desde el punto de vista de la resistencia mecánica y la estabilidad, estas películas plásticas preferiblemente se estiran biaxialmente en forma de películas. El espesor de la película de plástico está en el intervalo de 0,5 50 micrones ocupados relación de volumen entre la resistencia mecánica se prefiere, es posible más preferiblemente en el intervalo de 1,5 15 micras, más adelgazado.
Es preferible que la superficie del sustrato sea sustancialmente lisa, específicamente, la rugosidad superficial promedio es preferiblemente de 50 5000 Å.
En la presente invención, antes de formar la capa de deposición de metal poroso que comprende un agregado de estructura columnar, deposición al vacío opcionalmente de electrodo de metal depositada conductora sobre un sustrato, la evaporación por haz de electrones, deposición iónica , Sputtering o similares pueden ser adoptados. Es decir, en la presente invención sobre un sustrato no conductor, tal como una película de plástico, antes de formar la capa de deposición de metal columnar, es posible formar un electrodo de metal depositado.
Por cierto, el electrodo de deposición de vapor de metal, por lo que preferiblemente como alta conductividad pérdida dieléctrica Nari pequeña, aluminio, zinc, y más preferiblemente de estaño de alta pureza o cobre. El espesor de la película de metal de deposición de vapor conductor más grueso se convierte favorable, mientras más delgado debido a la auto-curación fácilmente, preferiblemente en el intervalo de 0,01 0,3 micras.
En la presente invención, Ti se forma, Zr, Ta, Cr, Ni, Al, un metal seleccionado entre el grupo constituido por Sn y W, o al menos una de la capa de deposición de metal hecha de una aleación, con el fin de mejorar la capacitancia electrostática , En particular, formado como un agregado de estructuras de columnas. Tal a la estructura de la columna, conocida deposición oblicua y exploración inerte durante método de deposición, es más disponible un método de deposición de soplado de gas.
La figura 3 muestra la estructura de la columna de la presente invención y la figura 2 muestra la estructura de la lámina de grabado químico de aluminio utilizada convencionalmente como comparación. El cóncavo lámina de grabado llevaba superficie lisa (pits) está formado, una no uniforme, a fin de aumentar la relación de ampliación de superficie tiene que ser más profundo. El diámetro de los pozos es de 0,1 1,5 micras (1.000 15.000 a), el número de picaduras es 5 × 107 3 × 108 número / cm @ 2, hay un límite a una técnica para el control de la mesa de este modo la ampliación. Por otro lado, la Fig. 3 son los de la estructura de la columna y la agregación de la presente invención que muestra esquemáticamente una colección de granos columnares que crecen en la dirección del espesor de la película delgada de metal. Para aumentar la ampliación de la superficie, con la estructura columnar, es brecha columna importante, el aumento de la capacitancia pero preferiblemente tiene una estructura en la que están separados cada columna, respectivamente, está por supuesto limitado a estas estructuras No es algo. A partir de la impregnación de la solución electrolítica, si la columna es perpendicular a la superficie del sustrato, si inclinado, cuando la forma de las columnas es base estrecha, si una capacitancia electrostática tales que se forma en el lado de la superficie cónica o causar la magnitud, o se produce una diferencia en la tasa de variación de la capacidad en el momento de la prueba de resistencia al calor, pero no es limitado.
Número de columna en la presente invención a partir de una micrografía electrónica de barrido de una superficie de película delgada y las lagunas de espesor de película y de columna, cortar la muestra en la sección ultrafina, la observación de una sección transversal del conjunto de la película delgada de metal es decir columna con un microscopio electrónico de transmisión Y medido. La relación de ampliación de la superficie puede obtenerse a partir de la medición del área superficial mediante el método BET o similar mediante adsorción de gas.
En la presente invención, un número de columna es de 5 × 108 1 × 1012 número / cm @ 2, la brecha de la columna hay 50 5000 Å, el espesor de la capa de la columna 300 5000 Å, la relación de ampliación superficie 50 1000 veces el columnar Es preferible estructura de la columna en la presente invención es facilitar la impregnación de la solución electrolítica.
En la presente invención, como un método de formar una película delgada de metal hecho de que el cuerpo base de la columna, la deposición al vacío de calentamiento por resistencia, inducción de deposición de calefacción de vacío, haz de electrones deposición calefacción vacío, láser deposición calefacción vacío, pulverización catódica, deposición al vacío o deposición iónica mientras que la ley propia, o el cuerpo de base utilizando rodillos de enfriamiento, o se calienta a un intervalo de temperatura de 350 ° C. desde la temperatura ambiente en un rodillo de calentamiento, la película delgada de metal a partir de una entrada de gas tiene una o más salidas de aire, por lo menos 0,03 l / min o más gases inertes, gas nitrógeno, gas dióxido de carbono, gas monóxido de carbono, o mientras que fluye gas de hidrocarburo o similar, es preferible depositar. La formación de una colección de estructura de columna incluyendo la brecha de la columna, con el fin de mejorar en gran medida la relación de ampliación de superficie se lleva a cabo más preferiblemente por soplado de diversos gases de salida de muchos agujeros. El sistema estacionario de la sustitución de gas no mejoró la ampliación de la superficie, ° para ello es desigual, al menos 0,03 l / min o más caudal de gas, es preferible a fluir los diversos gases. número de Flujo, más una columna de forma aumenta, pero los aumentos Gap de columna, la velocidad de flujo se pueden determinar la magnitud de la cámara de vacío, el número de la salida de aire o similar.
Además, el cuerpo de base en la presente invención, Toka calienta en el rodillo de precalentamiento o calentamiento, tratamiento de descarga en corona, bombardeo de iones, y el tratamiento de superficie tal como tratamiento de descarga de plasma, excepto para mejorar la adhesión entre el sustrato y la película delgada de metal la, puede controlar el número de columna y columna huecos, en particular, puede mejorar la impregnación de la solución electrolítica puede ser controlada en cualquier velocidad de cambio de tiempo de la capacidad durante una prueba de resistencia al calor. Con el fin de evaporar el metal refractario tal como Ti en la presente invención, es preferible adoptar el método de calentamiento por haz de electrones. Se permite de manera apropiada realizar un recubrimiento iónico, por ejemplo, irradiando potencia de alta frecuencia entre estas fuentes de evaporación y el sustrato.
El gas inerte, helio, neón, argón, gas raro criptón, puede ser empleado tal como xenón, se prefiere argón. El gas nitrógeno Aunque normalmente se utiliza en forma de gas sola o nitrógeno que contiene un gas inerte, es también, para controlar la estructura de la columna de una película delgada de metal de gas nitrógeno y un inerte introduce exploración de salida separada, estático Ya que tiene un efecto de aumentar la capacitancia. También, la adición de oxígeno en el gas inerte, y la microestructura finamente de la película fina, ya que el efecto de aumentar la capacitancia preferido. Además, también puede usarse dióxido de carbono que contiene carbono, monóxido de carbono, gas de hidrocarburo y similares.
Columna estructura metálica capa de deposición que constituye la presente invención, el óxido natural, bajo calor y / o bajo vacío, nitruro, óxido u oxinitruro por deposición reactiva durante la deposición o pulverización catódica, la oxidación anódica eléctrica y similares, la capa de superficie La oxidación y la nitruración se pueden controlar.
Con el fin de conseguir el objeto de la presente invención, las capas de electrodo de metal depositados, se caracteriza que coexisten y para formar una porción (porción de margen) y la capa de deposición de vapor que no forma una porciones capa depositada. El método de formación de la margen, un conocido método de margen de cinta, método de margen de aceite, un método de margen de láser y similares se puede emplear.
Como una solución electrolítica usada en la presente invención, si el disolvente polar orgánico normal utilizado en el condensador electrolítico, o bien se puede utilizar. Los disolventes preferidos incluyen amidas, lactonas, glicol, compuestos de azufre, cetonas y éteres se pueden utilizar. El soluto de la solución de electrolito usado en la presente invención siempre y cuando el soluto para su uso en condensadores electrolíticos, o bien se puede utilizar. Preferiblemente se puede ejemplificar sales de amonio de ácidos aromáticos carboxílicos o ácidos dicarboxílicos insaturados, la primera sal de amina terciaria, una sal de amonio cuaternario. Además, se puede agregar humedad para aumentar la conductividad.
En la presente invención, si es necesario, no se limita a introducir un separador para mejorar la propiedad de impregnación para el electrolito.
De aquí en adelante, la presente invención se ilustrará específicamente en los ejemplos de condensador electrolítico de capas múltiples que se muestran en la Figura 3. Figura 6, la presente invención no se limita a ello.
Ejemplo 1
El aparato de deposición continua de dos caras haz de electrones método de calentamiento de vacío que tiene un sistema de web funcionamiento alargado, equipado con un espesor de 12 micras de largo polifenileno película sulfuro (película PPS). De aluminio era de 600 Å de vacío película depositada en ambos lados, parte no deposición de 2 mm a lo largo de la longitud de un borde lateral, y para formar la porción no deposición en la dirección lateral. Además, el calentador de haz de electrones después de llenar 99,9% lingotes pureza de titanio, es evacuado desde el puerto de escape de la cámara de vacío, septum, máscaras, y 6 × bajo la presión del tanque dividido por el tambor de deposición Se estableció en 10 5 Torr o menos. Entonces a través de boquillas porosos instalados en un calentador parte superior forma circular haz de electrones, una forma de columna hacia el vapor de titanio y gas argón fluye a una velocidad de 0,7 l / min, un espesor de 0,1 micrómetros de titanio Películas depositadas en ambos lados.
Lo que así el electrolito electrodo de lámina obtenido para el condensador se oxidó naturalmente utilizando como la lámina de electrodo de cátodo, mientras que el uso eléctricamente lo anodizado como una lámina de electrodo de ánodo.
4 (1), como se muestra en (2), excepto por una cara de extremo de la película PPS 6, el aluminio de alta pureza 7 se deposita sobre la película PPS 6 en un área predeterminada de manera que forman una porción de margen. Entonces formar la estructura de película de deposición de evaporado de usar la película de titanio columnar que tiene un espesor de aproximadamente 0,1 micras en el aluminio 7 en la misma zona (1000 angstroms), se utiliza como cátodo de lámina 9 superficie por oxidación natural. Luego, en la Fig. 4 (3), a ambos lados de la película PPS 6 como se muestra en (4), y (1), para contrarrestar la posición de la deposición se muestra en (2), un aluminio de alta pureza 7 de película PPS 6 . Luego, en el aluminio 7 y el evaporado que usa, el titanio columnar delgada en la misma zona para formar una estructura de película depositada tiene un espesor de aproximadamente 0,1 micras (1000 angstroms), entonces se utiliza como la lámina de ánodo 10 por anodización.
A continuación, como se muestra en la Fig. 5, la placa superior de plástico 12, un separador 11 dispuesto sobre el electrodo de cátodo 9, el separador 11, electrodo de ánodo 10, el separador 11, electrodo de cátodo 9, el separador 11, un electrodo de ánodo superponiendo el número correspondiente a un volumen predeterminado en el orden de 10, se adhiere por presión para formar un elemento laminado. A continuación, como se muestra en la Fig. 6, a metallikon de aluminio de alta pureza 14 en ambas superficies extremas del elemento laminado, el trazado de entrega 15 sobre el mismo conectado por soldadura por puntos o similar, una solución de electrólito impregnado en el elemento, de varias capas condensador electrolítico .
La configuración de la presente invención también se puede emplear método terminal del cable usando plomo que se emplea convencionalmente, por el metal pulverización o inmersión de soldadura, se puede formar un electrodo conectado a cada capa para facilitar la fabricación del condensador en forma de chip- .
Un elemento condensador producido por el método de la presente invención, el agua 1% en peso, gamma-butirolactona 74% en peso, ácido orto-ftálico tetraetilamonio sal 25% en peso, impregnado con que comprende una solución electrolítica, y produjo el condensador electrolítico puntuación 25V, 3300 microfaradios. Aunque fue de 50 micras de espesor en cada lámina de electrodo del condensador de la estructura convencional, el grosor de cada lámina de electrodo del condensador de la presente invención es de 9 micras, fue posible más compacto es.
Efecto de la invención
Condensador electrolítico de la presente invención, la lámina de aluminio se usó como electrodo convencional se hace innecesaria, por una estructura de columna dieléctrica de área grande, lo que resulta en una gran reducción del tamaño del efecto del condensador electrolítico, la capacidad . Por otra parte, se pueden adoptar también alambre de plomo externo, que de montaje aún más la soldadura por reflujo o la metalización por proyección térmica o laminado de película / metal resistente al calor tal como un electrodo externo, se facilita, el chip del condensador electrolítico, contribuye a la laminación, El valor industrial es genial.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una vista en sección de un condensador electrolítico convencional.
La figura 2 es un ejemplo de una vista esquemática de una lámina de electrodo de grabado de aluminio convencional.
La figura 3 es un ejemplo de una vista esquemática que muestra una estructura de columna de una lámina de electrodo de la presente invención.
En el electrodo del tipo apilado condensador electrolítico de acuerdo con la Fig. 4 la invención, (1) es una vista en planta del electrodo de cátodo, (2) es una vista frontal del electrodo de cátodo (1), (3) es una vista en planta de un electrodo de ánodo, (4) es una vista frontal de un electrodo de ánodo (3).
montaje frontal que ilustra un paso en un proceso para la fabricación del condensador electrolítico de capas múltiples según la figura invención.
diagrama de montaje posterior en un proceso de fabricación de un condensador electrolítico de capas múltiples según la figura invención.
un sustrato
b película delgada de metal evaporado de estructura de columna
c Figura suave del sustrato
d Diámetro debido al grabado
e sustrato de aluminio
1 terminal externo
2 líder líder
3 elemento de capacitor
4 placa de sellado
5 casos
6 Base de película plástica
7 Capa depositada de electrodo metálico
Estructura de 8 columnas capa de metal evaporado
9 Electrodo de cátodo
Electrodo de 10 anodos
11 separador
12 placa de plástico duro
14 metales Metallicone
Cajón de plomo de 15 elementos
16 sellos
Reclamo
En al menos una superficie de la reivindicación 1 de película de plástico, Ti a otra superficie entera, dejando un extremo, Zr, Ta, Cr, Ni, Al, un metal seleccionado de entre Sn y W, o una forma agregada de una estructura de columna de una aleación formando de este modo una capa de metal depositado, un condensador electrolítico de aluminio electrodo de alta capacidad de hecho mediante la oxidación o nitruración al menos una capa de superficie de la capa de columna de metal de deposición de vapor, girando a apilarse o una herida, más Yoi o soldadura de metal en ambos extremos fracción alta capacidad condensador electrolítico para constituir la parte de electrodo de plomo, el alojamiento de la solución de electrolito o la carcasa impregnado como a la misma, caracterizado porque comprende sellado.
Del metal en al menos una superficie de las películas de la reivindicación 2 de plástico, dejando un extremo para formar una capa de electrodo de metal depositado a otro por toda la superficie, Ti por esto, fue elegido Zr, Ta, Cr, Ni, Al, Sn y W o forman juntos una forma de agregado de la capa de metal depositada de estructura columnar hecho de una aleación, un condensador electrolítico de aluminio electrodo de alta capacidad hizo por oxidación o nitruración al menos una capa de superficie de la capa de columna de metal de deposición de vapor, convirtiendo apilado o de la herida, además alta capacidad condensador electrolítico de pulverización de metal o soldadura para constituir una porción de guía de salida del electrodo en ambos extremos fracción, que alberga una solución electrolítica o la carcasa impregnado como a la misma, caracterizado porque comprende sellado.
Dibujo :
Application number :1994-005476
Inventors :東洋メタライジング株式会社
Original Assignee :南智幸、小出和佳