CN101770867A - 电解电容器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种不发生腐蚀等的电解电容器的制造方法，其中，对于使用在成为母材的金属的表面上形成与该母材的金属不同的金属的氧化膜的被膜而成的阳极箔的电容器元件和使用将规定的金属作为母材而将该金属的金属氧化膜作为被膜的阳极箔、将与该金属不同的其他金属作为母材的阴极箔的电容器元件而言，通过向阳极导线施加正的电压、向阴极导线施加负的电压，来对母材的金属的表面露出的阳极箔的端面实施化成处理。

Description

电解电容器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种电解电容器的制造方法，尤其涉及卷绕阳极箔及阴极箔等而成的电解电容器。
背景技术
目前，使用聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃或聚苯胺等导电性高分子材料或者TCNQ络盐(7，7，8，8-四氰基对苯二醌二甲烷)作为电解质的电解电容器受到关注。在此，对这样的电解电容器的制造方法进行说明。首先，通过向铝箔实施化学法金属表面处理，来在铝箔的表面上形成氧化铝被膜。接着，将形成有氧化铝箔的被膜的铝箔切断成规定的尺寸，形成带状的阳极箔。另外，将其他铝箔切断成规定的尺寸，形成带状的阴极箔。
接着，如图5所示，通过分别设置隔离纸105、106卷绕被分别切断成带状的阳极箔103和阴极箔104来形成电容器元件102。在已被卷绕的电容器元件102中，隔着引线引板(lead tabu)端子108与阳极箔103电连接的阳极导线109突出，另外，借助引线引板端子108与阴极箔104电连接的阴极引线110突出。
接着，对铝的表面露出的阳极箔103的切断面(端面)或氧化铝被膜的损伤部分实施再化成处理(端面处理)。如图6所示，在化成槽121中储存的规定的药液中浸渍电容器元件102。接着，通过向阳极导线109施加正的电位、向化成槽121施加负的电位，来在阳极箔103的切断面或氧化铝被膜的损伤部分形成氧化铝的被膜。
接着，向电容器元件实施温度约为150℃～300℃的热处理，使固体电解质浸渗于电容器元件102中。接着，如图7所示，在使固体电解质浸渗的电容器元件102上安装封固用橡胶垫圈(gum packing)112，将其收容于铝壳(aluminium case)111中。接着，向铝壳111的开口实施横加圈和卷曲(curl)处理。然后，通过实施蚀刻处理来完成电解电容器101。其中，作为公开了此种电解电容器的制造方法的文献的一例，包括专利文献1。
专利文献1：日本特开2000-277388号公报
发明内容
如上所述，如果是以往的电解电容器的阳极箔，则利用化成处理在铝箔的表面形成氧化铝被膜。近年来，电解电容器正在需要大容量化。
发明人为了不加大电容器元件的尺寸且实现大容量化，作为阳极箔的被膜，尝试了适用介电常数更高的材料来代替氧化铝的被膜，使用将氧化铌、氧化钽或氧化钛的电介质被膜形成于铝箔的阳极箔，试制电解电容器。
结果，发明人开始明确：适用这样的阳极箔的电容器元件如果浸渍于化成槽来实施再化成处理(参照图6)，则在电容器元件上发生腐蚀或者在电容器元件的表面发生析出物。尤其可知在连接引线端子的侧的相反侧的电容器元件的部分明显地出现腐蚀等。
本发明正是为了解决此次开始判明的上述问题点而提出的发明，其目的在于提供一种不发生腐蚀等的电解电容器的制造方法。
本发明中的电解电容器的制造方法具备以下工序。卷绕将规定的金属作为母材且将与该母材的金属不同的金属的金属氧化膜作为被膜的阳极箔和阴极箔而形成电容器元件。在将电容器元件浸渍于在化成槽中储存的规定的药液的状态下，通过向与阳极箔电连接的阳极导线施加正的电压、向与阴极箔电连接的阴极导线施加负的电压来在金属的表面露出的阳极箔的端面形成该金属的金属氧化膜。
本发明中的其他电解电容器的制造方法具备以下工序。卷绕将第1金属作为母材且将该第1金属的金属氧化膜作为被膜的阳极箔和与第1金属不同的第2金属作为母材的阴极箔而形成电容器元件。在将电容器元件浸渍于在化成槽中储存的规定的药液的状态下，通过向与阳极箔电连接的阳极导线施加正的电压、向与阴极箔电连接的阴极导线施加负的电压，来在第1金属的表面露出的阳极箔的端面形成该第1金属的第1金属氧化膜的工序。
如果利用本发明中的电解电容器的制造方法，则在阳极箔的端面(或切断面)上形成金属氧化膜的工序中，可防止在电容器元件上发生腐蚀等。
如果利用本发明中的其他电解电容器的制造方法，则在阳极箔的端面(或切断面)上形成第1金属氧化膜的工序中，可防止在电容器元件上发生腐蚀等。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式中的电解电容器的制造方法的一个工序的立体图。
图2是表示在相同实施方式中在图1所示的工序之后进行的工序的侧面图。
图3是表示在相同实施方式中在图2所示的工序之后进行的工序的侧面图。
图4是表示在本发明的实施例中的电解电容器的制造方法中，对端面处理后的电容器元件的状态进行评价的结果的图。
图5是表示以往的电解电容器的制造方法的一个工序的立体图。
图6是表示在图5所示的工序之后进行的工序的侧面图。
图7是表示在图6所示的工序之后进行的工序的侧面图。
图中，1-电解电容器，2-电容器元件，3-阳极箔，4-阴极箔，5-隔离纸，6-隔离纸，7-止卷带，8-引线引板，9-阳极导线，10-阴极导线，11-铝壳，12-封固用橡胶垫圈，21-化成槽，22-药液。
具体实施方式
对本发明的实施方式中的电解电容器的制造方法进行说明。首先，作为成为阳极箔的材料，使用在成为母材的铝箔的表面上蒸镀铌氧化膜(Nb2O5)作为氧化被膜的材料和在铝箔的表面上蒸镀钽氧化膜(Ta2O5)的材料。另外，作为成为阴极箔的材料，使用在成为母材的铝箔的表面蒸镀氮化钛作为被膜的材料和没有在铝箔的表面上形成被膜的材料。
接着，通过将成为阳极箔的各材料切断成规定的尺寸，形成带状的阳极箔。另外，通过将成为阴极箔的各材料切断成规定的尺寸，形成带状的阴极箔。接着，如图1所示，通过设置隔离纸5、6卷绕被分别切断成带状的阳极箔3和阴极箔4来形成电容器元件2。
接着，对电容器元件2中的阳极箔3等的切断面(端面)或氧化被膜的损伤部分实施形成氧化被膜的端面处理(化成处理)。如图2所示，在化成槽21中储存的规定的药液22中浸渍电容器元件2。接着，通过向阳极导线9施加正的电位、向阴极导线10施加负的电位，在阳极箔3等的切断面或氧化被膜的损伤部分露出的铝的表面上形成氧化铝的被膜。
接着，向电容器元件实施温度约为150℃～300℃的热处理，使固体电解质浸渗于电容器元件2中。接着，如图3所示，在使固体电解质浸渗的电容器元件2上安装封固用橡胶垫圈12，将其收容于铝壳11中。接着，向铝壳11的开口实施横加圈(横絞り)和卷曲处理。然后，通过实施蚀刻处理来完成电解电容器1。
【实施例】
判明了如下结果：如果为上述的制造方法，则在端面处理中，在通过向电容器元件的阴极导线施加负的电压，从而向化成槽施加负的电压的情况下，可大幅度地抑制在电容器元件上发生的腐蚀或析出物。对其评价结果进行说明。
图4是表示对利用上述的方法制造的电容器元件和利用以往的制造方法制造的电容器元件评价端面处理后的电容器元件的状态的结果的图。评价的样品数均为30个。
如图4所示，如果为样品1(阳极箔：Nb2O5/Al、阴极箔：TiN/Al)，则如果向化成槽施加负的电压(比较例)，则没有升压，与此相对，如果向阴极导线施加负电压(发明例)，则没有发生了腐蚀等的电容器元件。另外，如果为样品2(阳极箔：Nb2O5/Al、阴极箔：无被膜/Al)，则如果向化成槽施加负的电压(比较例)，则30个中的26个样品发生了腐蚀等，与此相对，如果向阴极导线施加负电压(发明例)，则没有发生了腐蚀等的电容器元件。
如果为样品3(阳极箔：Ta2O5/Al、阴极箔：TiN/Al)，则如果向化成槽施加负的电压(比较例)，则没有升压，与此相对，如果向阴极导线施加负电压(发明例)，则没有发生了腐蚀等的电容器元件。另外，如果为样品4(阳极箔：Ta2O5/Al、阴极箔：无被膜/Al)，则如果向化成槽施加负的电压(比较例)，则30个中的14个样品发生了腐蚀等，与此相对，如果向阴极导线施加负电压(发明例)，则没有发生了腐蚀等的电容器元件。其中，各括号内表示“被膜/母材”。
确证了如下结论：如果为像该样品1～样品4的阳极箔那样使用形成了与其母材的金属不同的金属的氧化膜的被膜的阳极箔的电容器元件，则如果向化成槽施加负的电压来实施端面处理，则在电容器元件上发生了腐蚀等，与此相对，通过向阴极导线施加负电压来实施端面处理，没有在电容器元件上发生腐蚀等。此外，还判明了如下结果：在发生了腐蚀的情况、析出物析出的情况或没有升压的情况下，应在阳极箔的端面上形成的氧化被膜(氧化铝)没有正常地形成。
另外，除了样品1～样品4以外，发明人还对样品5(阳极箔：TiO2/Al、阴极箔：TiN/Al)和样品6(阳极箔：TiO2/Al、阴极箔：没有被膜/Al)进行了相同的评价，确证了通过向阴极导线施加负电压来实施端面处理，在电容器元件上没有发生腐蚀等。
进而，除了样品1～样品6以外，发明人还对样品7(阳极箔：Nb2O5/Nb、阴极箔：TiN/Al)、样品8(阳极箔：Nb2O5/Nb、阴极箔：没有被膜/Al)、样品9(阳极箔：Ta2O5/Ta、阴极箔：TiN/Al)、样品10(阳极箔：Ta2O5/Ta、阴极箔：没有被膜/Al)、样品11(阳极箔：TiO2/Ti、阴极箔：TiN/Al)、样品12(阳极箔：TiO2/Ti、阴极箔：没有被膜/Al)、样品13(阳极箔：Al2O3/Nb、阴极箔：TiN/Al)、样品14(阳极箔：Al2O3/Nb、阴极箔：没有被膜/Al)，对利用上述的方法制造的电容器元件和利用以往的制造方法制造的电容器元件，评价端面处理后的电容器元件的状态。
结果确认了如下结果：如果向化成槽施加负的电压来实施端面处理，则可见在电容器元件上发生了腐蚀等的样品，与此相对，通过向阴极导线施加负电压来实施端面处理，电容器元件没有发生腐蚀等。
确证了如下结论：即使在像该样品7～样品14那样使用将规定的金属作为母材且将该金属的金属氧化膜作为被膜的阳极箔、和将与该金属不同的其他金属作为母材的阴极箔的电容器元件中，则如果向化成槽施加负的电压来实施端面处理，则在电容器元件上发生了腐蚀等，与此相对，通过向阴极导线施加负电压来实施端面处理，没有在电容器元件上发生腐蚀等。
此外，在作为构成阳极箔的母材，通过向母材实施化成处理来形成氧化被膜(电介质被膜)的情况下，可适用Al、Nb、Ta及Ti或内含它们的合金。另一方面，在利用蒸镀形成电介质被膜的情况下，对阳极的母材没有特别限制。作为形成该电介质被膜的方法，包括在蒸镀Al、Nb、Ta及Ti的任意一种金属之后，通过实施化成处理来氧化该金属的方法。或者，也可蒸镀Al的氧化被膜、Nb的氧化被膜及Ta的氧化被膜。其中，对阴极箔的材料没有特别限制。
另外，发明人确证了如下结果：对于像样品15(阳极箔：Al2O3/Al、阴极箔：没有被膜/Al)或样品16(阳极箔：Al2O3/Al、阴极箔：TiN/Al)那样即使向化成槽施加负的电压来实施端面处理、也没有在电容器元件上发生腐蚀等的样品而言，即使向阴极导线施加负电压来实施端面处理，也没有在电容器元件上发生腐蚀等。
此次公开的实施方式仅为例示，不被其所限制。本发明不是由上述说明的范围而由权利要求的范围表示，与权利要求的范围均等的意义及范围的所有变更均被包含在内。

Claims (4)

1.一种电解电容器的制造方法，其特征在于，具备：
卷绕将规定的金属作为母材且将与所述母材的所述金属不同的金属的金属氧化膜作为被膜的阳极箔和阴极箔，从而形成电容器元件的工序；以及
在将所述电容器元件浸渍于在化成槽中储存的规定的药液的状态下，通过向与所述阳极箔电连接的阳极导线施加正的电压、向与所述阴极箔电连接的阴极导线施加负的电压来在所述金属的表面露出的所述阳极箔的端面形成所述金属的金属氧化膜的工序。
2.根据权利要求1所述的电解电容器的制造方法，其中，
所述母材的所述金属为铝或铝合金，
所述被膜是氧化钛、氧化铌及氧化钽中的任意一种被膜。
3.一种电解电容器的制造方法，其中，具备：
卷绕将第1金属作为母材且将所述第1金属的金属氧化膜作为被膜的阳极箔和将与所述第1金属不同的第2金属作为母材的阴极箔而形成电容器元件的工序；
在将所述电容器元件浸渍于在化成槽中储存的规定的药液的状态下，通过向与所述阳极箔电连接的阳极导线施加正的电压、向与所述阴极箔电连接的阴极导线施加负的电压来在所述第1金属的表面露出的所述阳极箔的端面形成所述第1金属的第1金属氧化膜的工序。
4.根据权利要求3所述的电解电容器的制造方法，其中，
所述第1金属为钛、铌及钽的任意一种金属。
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