CN107785172B - 固体电解电容器 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于，提供一种抑制了热力或物理力施加在电容器元件时的电特性的恶化的固体电解电容器。一种固体电解电容器，具备层叠了多个电容器元件的构造，其特征在于，上述电容器元件分别具备：阀作用金属基体，在表面具有多孔质层；电介质层，配置在上述多孔质层上；固体电解质层，形成在上述电介质层上；以及阴极层，形成在上述固体电解质层上，在层叠的上述电容器元件之间，上述阴极层彼此在上述阴极层的面的至少一部分直接进行接合。

Description

固体电解电容器
技术领域
本发明涉及固体电解电容器。
背景技术
作为层叠型的固体电解电容器，已知像在专利文献1记载的那样的构造的固体电解电容器。具体地，已知具有层叠了电容器元件的构造的固体电解电容器，该电容器元件由电容器元件阳极部和电容器元件阴极部构成，电容器元件阳极部在包含阀作用金属的阳极体的一方，电容器元件阴极部包含依次形成在阳极体的另一个表面的电介质层、固体电解质层、石墨层以及银膏层。在该构造中，电容器元件阴极部通过使用导电性粘接剂进行接合而进行层叠。此外，位于层叠的电容器元件的下端的电容器元件的电容器元件阴极部通过使用导电性粘接剂与阴极端子进行接合而电连接。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-231120号公报
用于将电容器元件阴极部与其它电容器元件阴极部或阴极端子进行接合的导电性粘接剂部分地涂敷在电容器元件阴极部。因此，在层叠时电容器元件有时会倾斜，从而存在不能平行地层叠电容器元件的情况。此外，在热力或物理力施加在电容器元件时会产生应力集中，有时会产生电特性的不良。
发明内容
发明要解决的课题
本发明是为了解决上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种抑制了热力或物理力施加在电容器元件时的电特性的恶化的固体电解电容器。
用于解决课题的技术方案
本发明的固体电解电容器的第一方式是具备层叠了多个电容器元件的构造的固体电解电容器，其特征在于，上述电容器元件分别具备：阀作用金属基体，在表面具有多孔质层；电介质层，配置在上述多孔质层上；固体电解质层，形成在上述电介质层上；以及阴极层，形成在上述固体电解质层上，在层叠的上述电容器元件之间，上述阴极层彼此在上述阴极层的面的至少一部分直接进行接合。
在本发明的固体电解电容器的第一方式中，在层叠的电容器元件之间，阴极层彼此直接进行接合。这意味着，电容器元件之间的接合在不经由导电性粘接剂的情况下进行。
当不经由导电性粘接剂而对电容器元件之间进行接合时，可防止起因于涂敷导电性粘接剂的厚度偏差而在层叠时电容器元件倾斜这样的现象，从而可平行地层叠电容器元件。
此外，因为在层叠时电容器元件不倾斜，所以还可防止热力或物理力施加在电容器元件的层叠体时产生应力集中。其结果，特别是，回流后的漏电流的增加率变小。
优选地，在本发明的固体电解电容器中，在上述阴极层彼此直接进行接合的面中，阴极层彼此在阴极层的面的中央部直接进行接合。
当阴极层彼此在阴极层的面的中央部直接进行接合时，与在阴极层的面的端部直接进行接合的情况相比，电容器元件倾斜的可能性降低，因此可更有效地防止热力或物理力施加在电容器元件的层叠体时产生应力集中。
优选地，在本发明的固体电解电容器中，在上述阴极层彼此直接进行接合的面中，阴极层彼此在阴极层的面的面积的30％以上直接进行接合。
通过适度地扩大阴极层彼此直接进行接合的面积，从而可更有效地防止热力或物理力施加在电容器元件的层叠体时产生应力集中。特别是，回流后的ESR(等效串联电阻)的增加率变小。
优选地，在本发明的固体电解电容器中，在上述阴极层彼此直接进行接合的整个面中，在上述阴极层之间不存在导电性粘接剂。
即，在本发明的固体电解电容器中，阴极层彼此的接合优选仅通过直接接合来进行，并优选不存在经由导电性粘接剂进行接合的部分。换言之，关于在电容器元件之间阴极层彼此未直接进行接合的部分，与经由导电性粘接剂进行接合相比，更优选不进行接合本身。
本发明的固体电解电容器的第二方式是与阴极引出电极相接地设置了电容器元件的固体电解电容器，其特征在于，上述电容器元件具备：阀作用金属基体，在表面具有多孔质层；电介质层，配置在上述多孔质层上；固体电解质层，形成在上述电介质层上；以及阴极层，形成在上述固体电解质层上，与上述阴极引出电极相接地设置的电容器元件的上述阴极层的面的至少一部分和上述阴极引出电极直接进行接合。
在本发明的固体电解电容器的第二方式中，电容器元件的阴极层与阴极引出电极直接进行接合。这意味着，电容器元件的阴极层与阴极引出电极之间的接合在不经由导电性粘接剂的情况下进行。
当不经由导电性粘接剂而对该部分进行接合时，在与阴极引出电极相接地设置电容器元件时，可防止起因于涂敷导电性粘接剂的厚度偏差而使电容器元件倾斜这样的现象，从而相对于阴极引出电极可平行地设置电容器元件。
此外，因为电容器元件不倾斜，所以还可防止热力或物理力施加在电容器元件时产生应力集中。其结果，特别是，回流后的漏电流的增加率变小。
优选地，在本发明的固体电解电容器中，在上述阴极层与上述阴极引出电极直接进行接合的面中，上述阴极层与上述阴极引出电极在阴极层的面的中央部直接进行接合。
当阴极层与阴极引出电极在阴极层的面的中央部直接进行接合时，与在阴极层的面的端部直接进行接合的情况相比，电容器元件倾斜的可能性降低，因此可更有效地防止热力或物理力施加在电容器元件时产生应力集中。
优选地，在本发明的固体电解电容器中，在上述阴极层与上述阴极引出电极直接进行接合的面中，上述阴极层与上述阴极引出电极在阴极层的面的面积的30％以上直接进行接合。
通过适度地扩大阴极层与阴极引出电极直接进行接合的面积，从而可更有效地防止热力或物理力施加在电容器元件时产生应力集中。特别是，回流后的ESR的增加率变小。
优选地，在本发明的固体电解电容器中，在上述阴极层与上述阴极引出电极直接进行接合的面中，在上述阴极层与上述阴极引出电极之间不存在导电性粘接剂。
即，在本发明的固体电解电容器中，阴极层与阴极引出电极的接合优选为仅通过直接接合来进行，并优选为不存在经由导电性粘接剂进行接合的部分。换言之，关于在阴极层与阴极引出电极之间阴极层与阴极引出电极未直接进行接合的部分，与经由导电性粘接剂进行接合相比，更优选不进行接合本身。
本发明的固体电解电容器的第三方式是具备层叠了多个电容器元件的构造、并且上述电容器元件中的至少一个与阴极引出电极相接地设置的固体电解电容器，其特征在于，上述电容器元件分别具备：阀作用金属基体，在表面具有多孔质层；电介质层，配置在上述多孔质层上；固体电解质层，形成在上述电介质层上；以及阴极层，形成在上述固体电解质层上，在层叠的上述电容器元件之间，上述阴极层彼此在上述阴极层的面的至少一部分直接进行接合，并且，与上述阴极引出电极相接地设置的电容器元件的上述阴极层的面的至少一部分和上述阴极引出电极直接进行接合。
在本发明的固体电解电容器的第三方式中，层叠的多个电容器元件之间的阴极层彼此、以及电容器元件的阴极层与阴极引出电极分别直接进行接合，它们之间的接合在不经由导电性粘接剂的情况下进行。
当不经由导电性粘接剂而对这些部分进行接合时，可防止在层叠多个电容器元件时、以及与阴极引出电极相接地设置电容器元件时起因于涂敷导电性粘接剂的厚度偏差而使电容器元件倾斜，从而相对于阴极引出电极以及其它电容器元件可平行地层叠电容器元件。
此外，因为电容器元件不倾斜，所以还可防止热力或物理力施加在电容器元件时差生应力集中。其结果，特别是，回流后的漏电流的增加率变小。
另外，在本发明的固体电解电容器的第三方式中，也优选地，在上述阴极层彼此直接进行接合的面中，阴极层彼此在阴极层的面的中央部直接进行接合。
此外，优选地，在上述阴极层彼此直接进行接合的面中，阴极层彼此在阴极层的面的面积的30％以上直接进行接合。
此外，优选地，在上述阴极层彼此直接进行接合的面中，在上述阴极层之间不存在导电性粘接剂。
进而，在本发明的固体电解电容器的第三方式中，也优选地，在上述阴极层与上述阴极引出电极直接进行接合的面中，上述阴极层与上述阴极引出电极在阴极层的面的中央部直接进行接合。
此外，优选地，在上述阴极层与上述阴极引出电极直接进行接合的面中，上述阴极层与上述阴极引出电极在阴极层的面的面积的30％以上直接进行接合。
此外，优选地，在上述阴极层与上述阴极引出电极直接进行接合的面中，在上述阴极层与上述阴极引出电极之间不存在导电性粘接剂。
优选地，在本发明的固体电解电容器中，上述阴极层包含树脂。
当阴极层包含树脂时，容易通过对树脂进行加热而使其与其它电容器元件的阴极层或阴极引出电极直接进行接合。
此外，上述树脂优选为热塑性树脂。
当树脂为热塑性树脂时，更适合于使阴极层与其它电容器元件的阴极层或阴极引出电极直接进行接合。
优选地，在本发明的固体电解电容器中，在使阴极层彼此接合之前以及使阴极层彼此接合之后的双方，对于每一个电容器元件，电容器元件的形成有所述阴极层的部位的元件厚度的最大厚度与最小厚度之差为50μm以内。
通过使用电容器元件自身厚度偏差小的元件，从而在层叠电容器元件时电容器元件倾斜的可能性进一步降低，因此可更有效地防止热力或物理力施加在电容器元件的层叠体时产生应力集中。
发明效果
根据本发明，能够提供一种抑制了热力或物理力施加在电容器元件时的电特性的恶化的固体电解电容器。
附图说明
图1的(a)以及图1的(b)是分别示意性地示出构成本发明的固体电解电容器的电容器元件及其表面的剖视图。
图2的(a)以及图2的(b)是示意性地示出层叠多个电容器元件并且在电容器元件之间使阴极层彼此直接进行接合的状态的剖视图。
图3是示意性地示出阴极层的面中进行了接合的区域的顶视图。
图4是示意性地示出使电容器元件的阴极层与阴极引出电极直接进行接合的状态的剖视图。
图5是示意性地示出本发明的固体电解电容器的一个例子的剖视图。
图中，1：固体电解电容器，10、10a、10b、10c、10d、10e、10f：电容器元件，11：阀作用金属基体，12：电介质层，13：固体电解质层，14、14a、14b、14c、14d、14e、14f：阴极层，20：绝缘层，21：阳极部，22：阴极部，32：阴极引出电极。
具体实施方式
以下，对本发明的固体电解电容器进行说明。
然而，本发明并不限定于以下的结构，能够在不变更本发明的主旨的范围内适当地进行变更而进行应用。另外，组合了以下记载的本发明的各个优选的结构中的两个以上的结构也是本发明。
[电容器元件]
首先，对构成本发明的固体电解电容器的电容器元件进行说明。
图1的(a)是示意性地示出构成本发明的固体电解电容器的电容器元件的剖视图。
图1的(a)所示的电容器元件10具备阀作用金属基体11，在阀作用金属基体11的表面的一部分具有电介质层12。在阀作用金属基体11的单侧端部形成有阳极部21，与阳极部21相接地在阀作用金属基体11上作为绝缘部而沿周围设置有给定宽度的绝缘层20。在图1的(a)中，在除了阳极部21以及绝缘层20之外的阀作用金属基体11上形成有电介质层12。在电介质层12上形成有固体电解质层13，在固体电解质层13上形成有阴极层14。固体电解质层13和阴极层14直接进行接合。由阴极层14形成阴极部22。
另外，电介质层12也可以还形成在阀作用金属基体11上的设置有绝缘层20的部分，进而，也可以还形成在阳极部21的一部分。
在电容器元件中，阀作用金属基体由示出所谓的阀作用的阀作用金属构成。作为阀作用金属，例如可举出铝、钽、铌、钛、锆等金属单质或包含这些金属的合金等。在它们之中，优选铝或铝合金。
阀作用金属基体的形状优选为平板状，更优选为箔状。此外，在阀作用金属基体的表面设置有蚀刻层等多孔质层。如图1的(b)所示，阀作用金属基体11由包含电介质层12的多孔质层11a和芯部11b构成。
电介质层优选由上述阀作用金属的氧化皮膜构成。例如，在作为阀作用金属基体而使用了铝箔的情况下，能够通过在包含硼酸、磷酸、己二酸、或者它们的钠盐、铵盐等的水溶液中进行阳极氧化，从而形成氧化皮膜。
在电容器元件中，为了可靠地分离阳极部和阴极部，优选设置有绝缘层。作为绝缘层的材料，例如可举出聚苯砜树脂、聚醚砜树脂、氰酸酯树脂、氟树脂(四氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物等)、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、以及它们的衍生物或前体等绝缘性树脂。
作为构成固体电解质层的材料，例如可举出以吡咯类、噻吩类、苯胺类等为骨架的导电性高分子等。作为以噻吩类为骨架的导电性高分子，例如可举出PEDOT[聚(3，4-乙烯二氧噻吩)]，也可以是与成为掺杂剂的聚苯乙烯磺酸(PSS)复合化的PEDOT：PSS。
阴极层优选由作为基底的碳层和碳层上的银层构成，但是也可以仅是碳层，还可以仅是银层。在由碳层和银层构成的情况下，碳层与银层直接进行接合。此外，碳层、银层也可以分别由多个层构成，但是优选分别由一层构成。
阴极层为了与其它的电容器元件的阴极层或阴极引出电极直接进行接合，优选在其最表面的层包含树脂。
碳层优选包含具有导电性的碳和树脂，作为树脂，能够使用环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂等。
银层优选包含银和树脂，作为树脂，能够使用作为热塑性树脂的聚酯树脂、或者作为热固化性树脂的环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂等。
作为阴极层的最表面的层包含的树脂，优选热塑性树脂，特别优选热塑性的聚酯树脂。当使用热塑性的聚酯树脂时，能够增加阴极层的面中的接合面积，能够降低ESR。此外，能够降低热力或物理力施加在电容器元件的层叠体时的ESR的增加率。
构成本发明的固体电解电容器的电容器元件优选为形成有阴极层的部位的厚度偏差小的元件。通过对形成有阴极层的部位的厚度偏差小的电容器元件进行层叠，从而即使做成为层叠体，倾斜也会减小。具体地，优选接合阴极层之前的每个电容器元件的形成有阴极层的部位的最大厚度与最小厚度之差为50μm以内。
[固体电解电容器]
以下，对包含上述电容器元件的本发明的固体电解电容器进行说明。
在本发明的固体电解电容器的第一方式中，在层叠的电容器元件之间，阴极层彼此直接进行接合。以下，对该方式进行说明。
图2的(a)以及图2的(b)是示意性地示出层叠多个电容器元件并且在电容器元件之间使阴极层彼此直接进行接合的状态的剖视图。
在图2的(a)中，示出了使阴极层彼此(阴极层14a以及阴极层14b)对置地配置了进行接合前的电容器元件10a以及电容器元件10b的状态。
当使电容器元件10a的阴极层14a的面与电容器元件10b的阴极层14b的面对置地进行加热加压(在图2的(a)中用箭头示出加压的方向，将示于附图的上侧的电容器元件10b朝向电容器元件10a进行加压)时，通过阴极层包含的树脂将阴极层彼此(阴极层14a以及阴极层14b)直接进行接合。
在图2的(b)中示出了电容器元件10a以及电容器元件10b的阴极层彼此(阴极层14a以及阴极层14b)直接进行接合的状态。
在阴极层14a和阴极层14b直接进行接合的部分，阴极层被一体化。在图2的(b)中，对于阴极层彼此直接进行接合而一体化的部分，去除阴极层14a与阴极层14b之间的边界线而示出。
此外，在图2的(b)中，对于阴极层14a和阴极层14b未接合的部分，通过保留阴极层14a与阴极层14b之间的边界线而示出。
在图2的(b)中，示出了阴极层彼此在阴极层的面的中央部直接进行接合的状态。
所谓“在阴极层的面的中央部进行了接合”，意味着在包含相互对置的阴极层的面的中心的区域进行了接合。阴极层的面的中心规定为阴极层的面的图形的重心即可。阴极层的面的形状多为长方形，因此在该情况下是对角线的交点。至于在阴极层的面的哪个部分进行了接合，能够通过在阴极层的面剥离所接合的电容器元件并观察压接痕来进行判定。
图3是示意性地示出阴极层的面中进行了接合的区域的顶视图。
在图3中，示出了具有用双向箭头L示出的长度、以及用双向箭头W示出的宽度的俯视下为长方形的阴极层14。而且，作为进行了接合的区域的例子，用长方形示出了包含长方形的中心(长方形的重心)C且长度为1/2L、宽度为1/2W的区域。
在该情况下，阴极层14的面的面积的25％(1/2×1/2×100(％))为进行了接合的区域。
阴极层的面中进行了接合的区域的广度也能够通过在阴极层的面剥离所接合的电容器元件并观察压接痕来进行测定。
在阴极层彼此直接进行接合的面中，优选为阴极层彼此在阴极层的面的面积的30％以上直接进行接合，更优选为阴极层彼此在40％以上直接进行接合，进一步优选为阴极层彼此在50％以上直接进行接合。此外，最优选为阴极层彼此在阴极层的面的整个面积(100％)直接进行接合。
此外，优选为，在阴极层彼此直接进行接合的整个面，在阴极层之间不存在导电性粘接剂。即，如图2的(b)所示，即使存在阴极层彼此未直接进行接合的部分，关于该部分，与经由导电性粘接剂进行接合相比，更优选不进行接合本身。
关于在图2的(b)中保留了阴极层14a与阴极层14b之间的边界线的部分，阴极层14a与阴极层14b之间分离，成为空间。
在本发明的固体电解电容器的第二方式中，电容器元件的阴极层与阴极引出电极直接进行接合。以下，对该方式进行说明。
图4是示意性地示出使电容器元件的阴极层与阴极引出电极直接进行接合的状态的剖视图。
阴极引出电极是与电容器元件的阴极层电连接的电极。作为阴极引出电极，能够使用作为设置在基板上的布线图案的一部分的端子电极、引线等。
在图4中，示出了阴极引出电极32与电容器元件10的阴极层14直接进行接合的状态。因为阴极引出电极和阴极层的材质通常不同，所以即使阴极引出电极与阴极层直接进行接合，两者也不会一体化，但是在图4中，对于阴极引出电极与阴极层直接进行接合的部分，去除了表示阴极引出电极32的影线与表示阴极层14的影线之间的边界线而示出。
此外，关于阴极引出电极32与阴极层14未接合的部分，通过保留阴极引出电极32与阴极层14之间的边界线而示出。
在图4中，示出了阴极层与阴极引出电极在阴极层的面的中央部直接进行接合的状态。所谓的“在阴极层的面的中央部进行接合”的意思，与对“电容器元件的阴极层彼此在阴极层的面的中央部直接进行接合”的情况进行了说明的意思相同。
此外，关于阴极层的面中进行了接合的区域的广度，也与对电容器元件的阴极层彼此直接进行接合的情况进行了说明的意思相同。
至于在阴极层的面的哪个部分进行了接合、以及在阴极层的面中进行了接合的区域的广度，能够通过将接合的电容器元件的阴极层与阴极引出电极进行剥离并观察阴极层的压接痕来进行判定。
在阴极层与阴极引出电极直接进行接合的面中，优选为阴极层与阴极引出电极在阴极层的面的面积的30％以上直接进行接合，更优选为阴极层与阴极引出电极在40％以上直接进行接合，进一步优选为阴极层与阴极引出电极在50％以上直接进行接合。
此外，最优选为阴极层与阴极引出电极直接进行接合的面的面积为阴极层的面的整个面积(100％)。
此外，优选为，在阴极层与阴极引出电极直接进行接合的面中，在阴极层与阴极引出电极之间不存在导电性粘接剂。即，如图4所示，即使存在阴极层与阴极引出电极未直接进行接合的部分，关于该部分，与经由导电性粘接剂进行接合相比，更优选不进行接合本身。
另外，在本发明的固体电解电容器中，关于“电容器元件与阴极引出电极相接地设置”这样的概念，除了包含如图4所示的阴极引出电极处于下方而电容器元件处于上方的情况以外，还包含电容器元件处于下方而阴极引出电极处于上方的情况、由两个电容器元件夹着阴极引出电极的情况。
此外，也可以在固体电解电容器设置有多个阴极引出电极。
在本发明的固体电解电容器的第三方式中，在层叠的电容器元件之间，阴极层彼此直接进行接合，并且电容器元件的阴极层与阴极引出电极直接进行接合。以下，对该方式进行说明。
图5是示意性地示出本发明的固体电解电容器的一个例子的剖视图。
固体电解电容器1具有如下构造，即，阴极引出电极32位于最下方，与阴极引出电极32相接地设置有电容器元件10a，进而在电容器元件10a上依次层叠有电容器元件10b、电容器元件10c、电容器元件10d、电容器元件10e、电容器元件10f。
与阴极引出电极32相接的电容器元件10a的阴极层14a与阴极引出电极32直接进行接合。该直接进行接合的方式与上述的本发明的固体电解电容器的第二方式的情况相同。因此，省略其详细说明。
多个各电容器元件10a、电容器元件10b、电容器元件10c、电容器元件10d、电容器元件10e、电容器元件10f的阴极层彼此(阴极层14a、阴极层14b、阴极层14c、阴极层14d、阴极层14e、阴极层14f中的相邻的两个阴极层)直接进行接合。
该直接进行接合的方式与上述的本发明的固体电解电容器的第一方式的情况相同。因此，省略其详细说明。
另外，在图5中仅示出了固体电解电容器的结构中的特征性的部分，省略了阳极部与外部的接合、树脂密封等细节，关于这些，能够使用在通常的固体电解电容器中使用的方式。
[固体电解电容器的制造方法]
接下来，对制造本发明的固体电解电容器的方法的一个例子进行说明。
以下，以制造图5所示的固体电解电容器的方法为例进行说明。
首先，制造电容器元件。作为电容器元件的制造方法，能够使用现有的已知的方法，例如，可以像以下那样进行制造。
准备在表面具有蚀刻层等多孔质层的阀作用金属基体。关于阀作用金属基体，像在[电容器元件]中进行说明的那样。阀作用金属基体具有阳极引出部、阴极层形成部、以及对阳极引出部和阴极层形成部进行划分的绝缘层形成部。
接着，在阀作用金属基体的阴极层形成部的表面形成由氧化皮膜构成的电介质层。氧化皮膜通过对阀作用金属基体的表面进行阳极氧化处理(也称为化成处理)来形成。
此外，优选在阀作用金属基体的绝缘层形成部的表面形成绝缘层。作为绝缘层的材料，能够使用在[电容器元件]中进行说明的材料。绝缘层通过如下方式来形成，即，将绝缘性树脂等材料涂敷在绝缘层形成部的表面，并通过加热等使其固化或硬化。另外，绝缘层的形成也可以在形成电介质层之前进行。
然后，通过固体电解质层来被覆在表面具有电介质层的阀作用金属基体。作为固体电解质层，优选在电介质层以及阀作用金属基体的多孔质层的内部形成内层，然后在电介质层的表面上形成外层。
固体电解质层例如通过如下方式来形成，即，使用分散有导电性高分子的分散液(也称为导电性聚合物液)或分散有导电性高分子的前体的分散液(单体液)，对这些液体进行干燥或聚合等。
接下来，在固体电解质层上形成阴极层。阴极层优选通过依次层叠碳层以及银层来形成，但是也可以仅有碳层，还可以仅有银层。碳层以及银层例如通过在涂敷碳膏并使其干燥之后涂敷银膏并使其干燥来形成。
碳膏优选包含具有导电性的碳和树脂，作为树脂，能够使用环氧树脂、聚酯树脂、酚醛树脂等。
银膏优选包含银和树脂，作为树脂，能够使用作为热塑性树脂的聚酯树脂、或者作为热固化性树脂的环氧树脂、酚醛树脂、聚酯树脂等。
作为为了形成在阴极层的最外侧而使用的碳膏和/或银膏所包含的树脂，优选为热塑性树脂，特别优选为热塑性的聚酯树脂。
当使用热塑性的聚酯树脂时，能够增加阴极层的面中的接合面积，能够降低ESR。此外，能够降低热力或物理力施加在电容器元件的层叠体时的ESR的增加率。
通过以上的工序，能够制造电容器元件。
将制造的一个电容器元件使阴极引出电极与电容器元件的阴极部重叠地载置在形成有阴极引出电极的基板上。进而，在所载置的电容器元件上载置另一个电容器元件，使得阴极部彼此重叠，从而成为层叠体。
接下来，通过对该层叠体进行加热加压，从而将阴极引出电极与电容器元件的阴极部直接进行接合，并且将层叠的电容器元件的阴极部彼此直接进行接合。
作为层叠体的加热加压的条件，优选加热温度为100℃以上且250℃以下，优选每一个层叠体平均的加压压力为1N以上且10N以下，优选加热加压时间为10秒以上且600秒以下。
此外，阴极引出电极也可以不形成在基板上，可以夹在两个电容器元件的阴极部之间。因此，也可以将多个电容器元件的阴极部进行重叠而制作多个电容器元件的层叠体，在层叠体上载置引线等阴极引出电极，进而在阴极引出电极上重叠其它电容器元件的阴极部而重叠其它多个电容器元件的层叠体，从而制作用阴极部夹着阴极引出电极的层叠体，并进行加热加压。
此外，在制作层叠体时，优选在阴极引出电极与电容器元件的阴极部之间、以及电容器元件的阴极部彼此之间均不使用导电性粘接剂。
通过上述工序，能够制造本发明的固体电解电容器，但是优选进一步进行基于压铸模等方法的密封，使得阴极引出电极和阳极部露出。
[实施例]
以下，示出更具体地公开了本发明的固体电解电容器的实施例。另外，本发明并不只限定于这些实施例。
(实施例1)
首先，作为阀作用金属基体，准备在表面具有蚀刻层的铝化成箔。形成由氧化皮膜构成的电介质层，使得覆盖铝箔，将得到的铝化成箔作为阳极元件。氧化皮膜通过使铝箔的表面浸渍于己二酸铵水溶液中并施加电压而形成。
接着，为了防止阳极与阴极的短路，在从铝化成箔的长轴方向上的一端隔开给定的间隔的位置，形成带状的绝缘层，使得环绕铝化成箔一圈。
然后，使被绝缘层分割的铝化成箔中的面积大的部分(蚀刻层)含浸导电性聚合物液，从而形成固体电解质层的内层。作为内层用的导电性聚合物液，使用了市面销售的PEDOT：PSS(Sigma-Aldrich公司制造Orgacon HIL-1005)。
接下来，通过使具有电介质层的阀作用金属基体的整体浸渍于导电性聚合物调配液中，从而形成固体电解质层的外层，由固体电解质层被覆阀作用金属基体。作为外层用的导电性聚合物调配液，使用了包含市面销售的PEDOT：PSS(Sigma-Aldrich公司制造OrgaconHIL-1005)的调配液。在导电性聚合物调配液中，作为分散介质而使用了水，作为高沸点溶剂而使用了DMSO。
将固体电解质层的表面浸渍于碳膏。作为碳膏中的树脂，使用了酚醛树脂。然后，通过使其干燥，从而形成碳层。
在将得到的碳层的表面浸渍于银膏之后，通过使其干燥，从而形成银层。作为银膏中的树脂，使用了热塑性的聚酯树脂。
这样，在固体电解质层上形成由碳层和银层构成的阴极层而制作了电容器元件。
将制作的电容器元件的阴极层重叠在作为阴极引出电极而使用了铜电极的玻璃环氧基板上的铜电极上。进而，在该电容器元件的阴极层上，进一步层叠6层其它电容器元件，使得阴极层彼此重叠，从而成为层叠体。
以压制温度200℃、压制压力3N、压制时间30秒对该层叠体进行加热压接。关于压制压力，是每一个层叠体平均为3N的意思。
通过该加热压接，电容器元件的阴极层的面与阴极引出电极直接进行接合，并且在层叠的电容器元件之间，阴极层彼此直接进行接合。
通过使用了含二氧化硅粉末的环氧树脂的压铸模对上述层叠体进行树脂密封，使得阴极引出电极和阳极部露出。
在密封树脂表面涂敷导电性树脂膏，使得露出的阳极部彼此电连接。在阴极引出电极的露出面，也同样地涂敷导电性树脂膏。然后，实施镀Ni、镀Sn，形成阳极外部电极以及阴极外部电极。
通过上述工序，制作了固体电解电容器。
(实施例2～4)
除了将层叠体的压制条件变更为如表1所示以外，与实施例1同样地制作了固体电解电容器。
(实施例5)
作为银膏中的树脂，代替热塑性的聚酯树脂而使用了热固化性的环氧树脂，并将层叠体的压制条件变更为如表1所示，除此以外，与实施例1同样地制作了固体电解电容器。
(比较例1)
在玻璃环氧基板上的铜电极与电容器元件的阴极层之间、以及电容器元件的阴极层彼此之间分别涂敷0.20mg的包含银的导电性粘接剂而制作了层叠体。层叠体的压制条件变更为如表1所示。
其它条件与实施例1同样地制作了固体电解电容器。
(比较例2)
将比较例1中在玻璃环氧基板上的铜电极与电容器元件的阴极层之间、以及电容器元件的阴极层彼此之间涂敷的导电性粘接剂的量变更为0.05mg而制作了层叠体。层叠体的压制条件变更为如表1所示。
其它条件与比较例1同样地制作了固体电解电容器。
[初始特性]
对在各实施例以及各比较例中制作的各固体电解电容器进行了以下的试验。
(接合面积以及接合位置的确认)
各制作十个固体电解电容器，逐一剥离电容器元件，根据压接痕求出接合面积，并除以阴极层的面积，从而以(％)计算出相对于阴极层的表面的接合面积。
对层叠的各电容器元件的阴极层计算出接合面积，并作为其平均值示于表1。
此外，根据上述压接痕求出接合位置。在实施例1～5以及比较例1、2中，均确认到阴极层的面的中央部处的接合。
(ESR的测定)
使用LCR计，测定100kHz处的等效串联电阻(ESR)，将该值作为初始ESR。
(LC(漏电流)的测定)
使探针分别抵接于固体电解电容器的阳极侧和阴极侧，连接电流计并施加16V的电压，测定2分钟后的电流值作为漏电流(LC@2分钟)。
[回流后特性]
对各固体电解电容器进行了基于J-STD-020D(JEDEC)的回流条件(在最高温度260℃/255℃以上30秒)下的高温处理。然后，作为上述(ESR的测定)以及(LC的测定)，同样地测定ESR以及LC。
[表1]
Figure GDA0002383504080000171
各实施例的固体电解电容器与各比较例的固体电解电容器相比，回流后的LC的变化非常小。据此可知，是抑制了热力或物理力施加在电容器元件时的电特性的恶化的固体电解电容器。
关于ESR，可知，在接合面积为阴极层的面的面积的30％以上的情况下，回流前、回流后均小。

Claims (15)

1.一种固体电解电容器，与阴极引出电极相接地设置了电容器元件，其特征在于，
所述电容器元件具备：
阀作用金属基体，在表面具有多孔质层；
电介质层，配置在所述多孔质层上；
固体电解质层，形成在所述电介质层上；以及
阴极层，形成在所述固体电解质层上，
与所述阴极引出电极相接地设置的电容器元件的所述阴极层的面的至少一部分和所述阴极引出电极直接进行接合，
在所述阴极层与所述阴极引出电极直接进行接合的面中，所述阴极层与所述阴极引出电极在阴极层的面的中央部直接进行接合。
2.根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，
在所述阴极层与所述阴极引出电极直接进行接合的面中，所述阴极层与所述阴极引出电极在阴极层的面的面积的30％以上直接进行接合。
3.根据权利要求1或2所述的固体电解电容器，其特征在于，
在所述阴极层与所述阴极引出电极直接进行接合的面中，在所述阴极层与所述阴极引出电极之间不存在导电性粘接剂。
4.根据权利要求1或2所述的固体电解电容器，其特征在于，
所述阴极层包含树脂。
5.根据权利要求4所述的固体电解电容器，其特征在于，
所述树脂是热塑性树脂。
6.根据权利要求1、2以及5中的任一项所述的固体电解电容器，其特征在于，
在使阴极层彼此进行接合之前以及使阴极层彼此进行接合之后的双方，对于每一个电容器元件，电容器元件的形成有所述阴极层的部位的元件厚度的最大厚度与最小厚度之差为50μm以内。
7.一种固体电解电容器，具备层叠了多个电容器元件的构造，并且所述电容器元件中的至少一个与阴极引出电极相接地设置，所述固体电解电容器的特征在于，
所述电容器元件分别具备：
阀作用金属基体，在表面具有多孔质层；
电介质层，配置在所述多孔质层上；
固体电解质层，形成在所述电介质层上；以及
阴极层，形成在所述固体电解质层上，
在层叠的所述电容器元件之间，所述阴极层彼此在所述阴极层的面的至少一部分直接进行接合，并且，
与所述阴极引出电极相接地设置的电容器元件的所述阴极层的面的至少一部分和所述阴极引出电极直接进行接合，
在所述阴极层与所述阴极引出电极直接进行接合的面中，所述阴极层与所述阴极引出电极在阴极层的面的中央部直接进行接合。
8.根据权利要求7所述的固体电解电容器，其特征在于，
在所述阴极层彼此直接进行接合的面中，阴极层彼此在阴极层的面的中央部直接进行接合。
9.根据权利要求7或8所述的固体电解电容器，其特征在于，
在所述阴极层彼此直接进行接合的面中，阴极层彼此在阴极层的面的面积的30％以上直接进行接合。
10.根据权利要求7或8所述的固体电解电容器，其特征在于，
在所述阴极层彼此直接进行接合的面中，在所述阴极层之间不存在导电性粘接剂。
11.根据权利要求7或8所述的固体电解电容器，其特征在于，
在所述阴极层与所述阴极引出电极直接进行接合的面中，所述阴极层与所述阴极引出电极在阴极层的面的面积的30％以上直接进行接合。
12.根据权利要求7或8所述的固体电解电容器，其特征在于，
在所述阴极层与所述阴极引出电极直接进行接合的面中，在所述阴极层与所述阴极引出电极之间不存在导电性粘接剂。
13.根据权利要求7或8所述的固体电解电容器，其特征在于，
所述阴极层包含树脂。
14.根据权利要求13所述的固体电解电容器，其特征在于，
所述树脂是热塑性树脂。
15.根据权利要求7、8以及14中的任一项所述的固体电解电容器，其特征在于，
在使阴极层彼此进行接合之前以及使阴极层彼此进行接合之后的双方，对于每一个电容器元件，电容器元件的形成有所述阴极层的部位的元件厚度的最大厚度与最小厚度之差为50μm以内。
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