CN108140493A - 固体电解电容器以及固体电解电容器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所涉及的固体电解电容器是具备多个被层叠的电容器元件的固体电解电容器,其特征在于,所述电容器元件具备:具有电介质层的箔状的阳极体、覆盖所述电介质层的一部分的固体电解质层、和覆盖所述固体电解质层的至少一部分的阴极引出层,所述阳极体具备第1主面和其相反侧的第2主面,并且具备阳极部、阴极形成部、和介于所述阳极部与所述阴极形成部之间的分离部,在所述阴极形成部的所述第1主面上以及所述第2主面上,分别配置所述固体电解质层以及所述阴极引出层,在所述分离部的所述第1主面上,配置第1绝缘层,彼此相邻的一个所述电容器元件的所述第1绝缘层与另一个所述电容器元件的所述分离部的所述第2主面相面对。
Description
技术领域
本发明涉及固体电解电容器,特别地,涉及具备被层叠的多个电容器元件的固体电解电容器。
背景技术
固体电解电容器由于等效串联电阻(ESR)较小、频率特性优良,因此被搭载于各种电子设备。作为用于固体电解电容器的电容器元件的阳极体,例如使用包含钛、钽、铝、铌等的阀作用金属的箔。在箔状的阳极体的2个主面,分别形成电介质层。具备电介质层的阳极体具备阳极部、阴极形成部、和介于阳极部与阴极形成部之间的分离部。在阴极形成部的两主面上,进一步分别形成固体电解质层和覆盖固体电解质层的至少一部分的阴极引出层。阴极形成部、固体电解质层和阴极引出层构成电容器元件的阴极区域。阴极区域与阴极端子连接。阳极部构成电容器元件的阳极区域。阳极区域与阳极端子连接。在分离部的两主面,配置有绝缘性的部件(绝缘层)。通过被配置于两主面的绝缘层,阴极区域和阳极区域被分离并绝缘(专利文献1等)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2004-088073号公报
发明内容
随着电子设备的高功能化,需要高容量的固体电解电容器。因此,如图7所示,层叠了多片(在图示例子中为三片)片状的电容器元件20的电容器元件群25被配置于固体电解电容器。电容器元件20在箔状的阳极体21,配置固体电解质层22、阴极引出层23以及绝缘层24。各电容器元件20的阳极区域5相互接合,阳极区域彼此电连接。
在电容器元件20的阳极区域5与分离区域7之间、以及分离区域7与阴极区域6之间,与绝缘层24相应地、或者与绝缘层24和阴极引出层23以及固体电解质层22之间的差相应地,厚度不同。因此,在将多个电容器元件20层叠并将各阳极区域5接合时,在阳极区域5与分离区域7的边界以及分离区域7与阴极区域6的边界,向电容器元件施加应力。由此,可能漏电流增大,或者产生被层叠的电容器元件彼此的偏移。
此外,由于将最薄的阳极区域彼此接合,因此分离区域彼此以及阴极区域彼此之间可能产生缝隙。在该情况下,电容器元件群的厚度变大。近年来,伴随着电子设备的小型化,固体电解电容器的配置空间也变小。为了在规定的配置空间配置固体电解电容器,考虑在分离区域间以及阴极区域间产生的缝隙,必须减少电容器元件的层叠片数,难以增大固体电解电容器的容量。
本发明的第一方面涉及一种固体电解电容器,具备多个被层叠的电容器元件,所述电容器元件具备:具有电介质层的箔状的阳极体、覆盖所述电介质层的一部分的固体电解质层、和覆盖所述固体电解质层的至少一部分的阴极引出层,所述阳极体具备第1主面和其相反侧的第2主面,并且具备阳极部、阴极形成部、和介于所述阳极部与所述阴极形成部之间的分离部,在所述阴极形成部的所述第1主面以及所述第2主面,分别配置所述固体电解质层以及所述阴极引出层,在所述分离部的所述第1主面,配置第1绝缘层,彼此相邻的一个所述电容器元件的所述第1绝缘层与另一个所述电容器元件的所述分离部的所述第2主面相面对。
本发明的第二方面涉及一种固体电解电容器,具备多个被层叠的电容器元件,所述电容器元件具备:具有电介质层的箔状的阳极体、覆盖所述电介质层的一部分的固体电解质层、和覆盖所述固体电解质层的至少一部分的阴极引出层,所述阳极体具备第1主面和其相反侧的第2主面,并且具备阳极部、阴极形成部、和介于所述阳极部与所述阴极形成部之间的分离部,在所述阴极形成部的所述第1主面以及所述第2主面,分别配置所述固体电解质层以及所述阴极引出层,在所述分离部的所述第1主面,配置第1绝缘层,在所述分离部的所述第2主面,配置第2绝缘层,所述第2绝缘层的厚度比所述第1绝缘层的厚度小,彼此相邻的一个所述电容器元件的所述第1绝缘层与另一个所述电容器元件的所述第2绝缘层相面对。
本发明的第三方面涉及一种固体电解电容器的制造方法,是制造具备多个被层叠的电容器元件的固体电解电容器的方法,具备:第1工序,准备具有电介质层并且具备第1主面以及其相反侧的第2主面的箔状的阳极体;第2工序,在所述第1主面以及所述第2主面的相互对应的位置,分别形成第1绝缘层,将所述第1主面以及所述第2主面分别分离为两个区域;第3工序,在一个所述区域,形成固体电解质层以及阴极引出层;第4工序,在所述第3工序之后,去除形成于所述第2主面的所述第1绝缘层,得到电容器元件;和第5工序,将多个所述电容器元件层叠,在所述第5工序中,使彼此相邻的一个所述电容器元件的所述第1绝缘层与另一个所述电容器元件的所述第1绝缘层被去除的所述第2主面相面对。
根据本发明,能够在不增大电容器元件群的厚度的情况下,增加电容器元件的层叠片数。此外,向电容器元件施加的应力被减少,并且被层叠的电容器元件彼此的偏移被抑制。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的一实施方式所涉及的电容器元件的剖视图。
图2是示意性地表示图1所涉及的电容器元件被层叠多个的电容器元件群的剖视图。
图3是示意性地表示具备图2所涉及的电容器元件群的固体电解电容器的剖视图。
图4是示意性地表示本发明的另一实施方式所涉及的电容器元件的剖视图。
图5是示意性地表示图4所涉及的电容器元件被层叠多个的电容器元件群的剖视图。
图6A是示意性地表示本发明的又一实施方式所涉及的电容器元件的剖视图。
图6B是示意性地表示本发明的又一实施方式所涉及的电容器元件的剖视图。
图7是示意性地表示现有的电容器元件被层叠多个的电容器元件群的剖视图。
具体实施方式
本发明所涉及的第1固体电解电容器具备多个被层叠的电容器元件(电容器元件群)。电容器元件具备:具有电介质层的箔状的阳极体、覆盖电介质层的一部分的固体电解质层、和覆盖固体电解质层的至少一部分的阴极引出层。阳极体具备第1主面和其相反的一侧的第2主面,并且具备阳极部、阴极形成部、介于阳极部与阴极形成部之间的分离部。
在阴极形成部的第1主面上以及第2主面上,分别配置固体电解质层和阴极引出层(以下,存在一并称为阴极层的情况)。在分离部的第1主面上,配置第1绝缘层,在分离部的第2主面上,未配置绝缘层。多个电容器元件被层叠为彼此相邻的一个电容器元件的第1绝缘层与另一个电容器元件的分离部中的第2主面相面对,来形成电容器元件群。
本发明所涉及的第2固体电解电容器在分离部,在第2主面上形成厚度比第1绝缘层小的第2绝缘层这方面,与第1固体电解电容器不同。
电容器元件具备阳极区域、分离区域和阴极区域。阳极区域由阳极体的一部分(阳极部)构成。分离区域由阳极体的分离部和被配置于其主面的第1绝缘层(还有第2绝缘层)构成。阴极区域由阳极体的阴极形成部和被配置于其主面的阴极层构成。
阴极层是在分离部的两个主面上设置了绝缘层之后形成的。由此,电容器元件被分离为阳极区域和具备阴极层的阴极区域。为了将阳极区域与阴极区域明确地分离,优选绝缘层的厚度比阴极层的厚度大。
由于多个电容器元件在被层叠后,将阳极区域彼此电连接,因此在阳极区域的端部(电容器元件的端部),阳极部彼此通过焊接或者压接等而被接合。如图7所示,在厚度较大的绝缘层24被配置于阳极体的两个主面的情况下,电容器元件群成为在分离区域7鼓起的形状。因此,在阴极区域6彼此之间产生缝隙,电容器元件群变厚,并且容易产生电容器元件彼此的偏移。进一步地,可能在阳极区域5与分离区域7的边界以及分离区域7与阴极区域6的边界,向电容器元件施加应力,漏电流增大。层叠片数越增加,这些现象越显著。
绝缘层还具有如下作用:在电容器元件群中,防止相邻的一个电容器元件的阳极部与另一个电容器元件的阴极部的短路。如上所述,在容易产生电容器元件彼此的偏移的情况下,也容易产生电容器元件间的短路。因此,将具有充分的厚度的绝缘材料配置于电容器元件之间在提高可靠性这方面很重要。另一方面,如上所述,被配置于电容器元件的两个主面的绝缘层也是产生偏移的原因。
因此,将绝缘层(第1绝缘层)仅配置于阳极体的一个主面,或者在一个主面配置第1绝缘层,在另一个主面配置厚度更薄的绝缘层(第2绝缘层)。由此,难以在电容器元件间产生缝隙。因此,能够增加电容器元件的层叠片数。进一步地,电容器元件间的偏移变小。
并且,将多个电容器元件层叠,以使得电容器元件的形成有第1绝缘层的主面(第1主面)和与其相邻的电容器元件的未形成第1绝缘层的主面(第2主面)相面对。由此,被配置于电容器元件的第1绝缘层与和其相邻的电容器元件的第2主面的分离部相面对。此时,电容器元件的第1绝缘层和与其相邻的电容器元件的分离部中的第2主面侧能够接触。因此,电容器元件间的短路被抑制。在第2主面形成有第2绝缘层的情况下,通过相邻的电容器元件的较厚的第1绝缘层与第2绝缘层重叠,短路抑制的效果进一步提高。此外,由于相邻的一个电容器元件的第1绝缘层的端部与另一个电容器元件的阴极层的分离区域侧的端部卡合地相对置,因此电容器元件间的偏移被抑制。
以下,对本发明所涉及的固体电解电容器的构成更加详细地进行说明。
[电容器元件]
电容器元件具备:具有电介质层的箔状的阳极体、覆盖电介质层的一部分的固体电解质层、和覆盖固体电解质层的至少一部分的阴极引出层。电容器元件的厚度并不被特别限定,例如,也可以是60~350μm。所谓电容器元件的厚度,是指在电容器元件的第1主面的法线方向上阴极区域的最厚部分的厚度。
电容器元件具备:由阳极体的阳极部(参照后述)构成的阳极区域、由阳极体的分离部以及被配置于其主面的第1绝缘层(还有第2绝缘层)构成的分离区域、和由阳极体的阴极形成部以及被配置于其主面的阴极层构成的阴极区域。
(阳极体)
阳极体是作为导电性材料而包含阀作用金属、并具备第1主面和其相反侧的第2主面的箔(金属箔)。阳极体如上所述,通过被配置于其主面的层,被划分为:阳极部、阴极形成部、和介于阳极部与阴极形成部之间的分离部。
阳极体的表面也可以被粗面化。阳极体也可以将阀作用金属以包含阀作用金属的合金或者包含阀作用金属的化合物等形态包含。作为阀作用金属,例如,优选使用钛、钽、铝、铌。这些能够单独使用一种或者将二种以上组合使用。阳极体的厚度并不被特别限定,例如也可以是50~250μm。
分离部也可以具备在其厚度方向凹陷的凹部。该凹部优选通过在厚度方向压缩被粗面化的阳极体而形成。在被粗面化的阳极体的表面,形成多个孔、凹陷(凹坑)。通过在厚度方向压缩分离部的至少一部分,从而孔、凹坑被挤压。在形成固体电解质层时,在孔、凹坑被挤压的凹部,固体电解质层的原料难以渗透。因此,容易抑制在阴极形成部以外的部分形成固体电解质层。
进一步地,由于通过凹部,第1绝缘层的厚度被缓和,因此电容器元件群整体的厚度变小。并且,向电容器元件施加的应力以及层叠的电容器元件彼此的偏移更加容易被抑制。凹部的深度(分离部的厚度方向的距离)并不被特别限定。从保持强度的观点出发,优选凹部的深度是不超过被粗面化的区域的厚度的程度,例如也可以是10~100μm。
(电介质层)
电介质层是通过利用化学转化处理等来将阳极体的表面阳极氧化而形成的。因此,电介质层能够包含阀作用金属的氧化物。例如,在使用铝来作为阀作用金属的情况下,电介质层能够包含Al2O3。另外,电介质层并不局限于此,只要是作为电介质而发挥作用的即可。在阳极体的表面被粗面化的情况下,电介质层能够沿着阳极体的表面的孔、凹陷(凹坑)的内壁面而形成。
(固体电解质层)
固体电解质层形成为覆盖电介质层的一部分。在阳极体的表面被粗面化的情况下,在形成于内壁面的电介质层上也形成固体电解质层。
固体电解质层例如能够使用锰化合物、导电性高分子。作为导电性高分子,能够使用聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺、聚乙炔、聚苯、聚苯撑乙烯、多并苯以及/或者聚噻吩乙烯以及这些的衍生物等。包含导电性高分子的固体电解质层例如能够通过将原料单基体在电介质层上进行化学聚合以及/或者电解聚合而形成。或者,通过将溶解了导电性高分子的溶液、或者分散了导电性高分子的分散液涂敷于电介质层而形成。固体电解质层的厚度并不被特别限定,例如也可以是2~50μm。
(阴极引出层)
阴极引出层例如具有:碳层、和形成于碳层的表面的金属(例如,银)糊膏层。碳层形成为覆盖固体电解质层的至少一部分。碳层由包含石墨等导电性碳材料的组成物构成。金属糊膏层例如由包含银粒子和树脂的组成物构成。另外,阴极层的构成并不局限于此,只要是具有集电功能的构成即可。阴极引出层的厚度并不被特别限定,例如也可以是2~50μm。
(第1绝缘层)
第1绝缘层为了将电容器元件的阳极区域和阴极区域分离,被配置为覆盖分离部的第1主面上的至少一部分。第1绝缘层由绝缘性材料形成。作为绝缘性材料,例如举例:环氧树脂、酚醛树脂、硅酮树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、醇酸树脂、聚氨基甲酸乙酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、不饱和聚酯等。
优选第1绝缘层的厚度比固体电解质层以及阴极引出层的合计(即,阴极层)的厚度大。这是由于容易确保阳极区域与形成于阴极形成部的阴极层的绝缘。此外,在将配置于彼此相邻的一个电容器元件的第1绝缘层与另一个电容器元件的分离部的第2主面相对置地进行层叠时,由于一个第1绝缘层的端部与另一个阴极层的分离区域侧的端部容易卡合,因此抑制偏移的效果提高。第1绝缘层的厚度例如也可以是10~70μm。
在阳极体的表面被粗面化的情况下,特别是在固体电解质层的隆起容易被抑制这方面,优选第1绝缘层包含硅酮成分。在形成固体电解质层时,通过从第1绝缘层渗出的硅酮成分填塞阳极体的表面的孔、凹坑,从而可抑制固体电解质层的原料渗透到阳极体。因此,可抑制在阴极形成部以外的部分形成固体电解质层。
(第2绝缘层)
第2绝缘层根据需要,被配置为覆盖分离部的第2主面上的至少一部分。第2绝缘层由绝缘性材料形成,能够使用与第1绝缘层相同的绝缘性材料。
第2绝缘层的厚度比第1绝缘层的厚度小。此外,优选第2绝缘层的厚度比阴极层的厚度小。从减少电容器元件群的厚度的观点出发,优选第2绝缘层的厚度小于第1绝缘层的厚度的0.7倍,更优选小于0.15倍。具体而言,第2绝缘层的厚度例如是0.1~10μm。
优选第2绝缘层进一步被配置为覆盖阴极层的至少一部分。在固体电解质层从阴极引出层露出的情况下,优选将第2绝缘层配置为至少覆盖固体电解质层的露出的部分。这是为了抑制固体电解质层的劣化。进一步地,在电容器元件群中,电容器元件间的防止短路的效果得以提高。
[固体电解电容器]
固体电解电容器具备:电容器元件群、将电容器元件群密封的外装体、与电容器元件的阳极区域电连接的阳极端子、和与阴极区域电连接的阴极端子。
(电容器元件群)
通过多个电容器元件被层叠为彼此相邻的一个电容器元件的形成有第1绝缘层的第1主面与另一个电容器元件的未形成第1绝缘层的第2主面(或者第2绝缘层)相面对,从而形成电容器元件群。由此,被配置于电容器元件的第1绝缘层对置于与其相邻的电容器元件的分离部的第2主面(或者第2绝缘层)。因此,如上所述,可抑制电容器元件间的短路以及偏移。
电容器元件的层叠片数并不被特别限定,但例如是2~15片即可。多个电容器元件的各自的阳极区域例如通过压接部件而被一体地压接从而被接合并相互电连接。阳极区域彼此的接合方法并不局限于此,也可以是激光焊接、电阻焊接。
(阳极端子)
阳极端子与各电容器元件的阳极区域电连接。阳极端子的材质只要电化学性以及化学性稳定并且具有导电性,就不被特别限定,可以是金属也可以是非金属。其形状也不被特别限定。阳极端子的厚度(阳极端子的主面间的距离)例如是25~200μm,也可以是25~100μm。
优选阳极端子接合于电容器元件群之中至少一个电容器元件的阳极区域的第1主面侧。由于在电容器元件的第1主面侧配置有第1绝缘层,因此容易抑制阳极端子与该电容器元件的阴极区域的短路。
阳极端子所接合的电容器元件并不被特别限定。其中,在阳极端子的一部分从外装体露出的情况下,优选阳极端子接合于电容器元件群的端部、即将第1主面朝向外侧而配置的电容器元件的第1主面侧。这是为了容易使阳极端子露出。
阳极端子可以经由导电性粘合剂、焊料来与阳极区域接合,也可以通过电阻焊接、激光焊接来与阳极区域接合。导电性粘合剂例如是上述的绝缘性材料与碳粒子、金属粒子的混合物。
(阴极端子)
阴极端子与电容器元件的阴极区域电连接。阴极端子的材质也是只要电化学性以及化学性稳定并且具有导电性,就不被特别限定,可以是金属也可以是非金属。其形状也不被特别限定。阴极端子14的厚度例如是25~200μm,也可以是25~100μm。
优选阴极端子接合于电容器元件群之中至少一个电容器元件的阴极区域的第1主面侧。由于在第1主面配置有第1绝缘层,因此可抑制阴极端子与该电容器元件的阳极区域的短路。
阴极端子所接合的电容器元件并不被特别限定。其中,在阴极端子的一部分从外装体露出的情况下,优选阴极端子接合于电容器元件群的端部、即将第1主面朝向外侧而配置的电容器元件的第1主面侧。这是为了容易使阴极端子露出。在该情况下,阳极端子以及阴极端子接合于相同的电容器元件。阴极端子也可以经由上述的导电性粘合剂、焊料来与阴极层接合。
(外装体)
外装体是为了将电容器元件群与外部电绝缘而设置的,由绝缘性的材料构成。外装体例如由上述的绝缘性材料形成。在阳极端子以及阴极端子的一部分分别从外装体露出的情况下,外装体也起到防止阳极端子与阴极端子的短路的作用。
[第1实施方式]
参照图1~图3,对本发明所涉及的第1固体电解电容器的一实施方式具体进行说明。图1是示意性地表示本实施方式所涉及的电容器元件10的剖视图。图2是示意性地表示多个电容器元件10(10a~10c)被层叠的电容器元件群11的剖视图。在图2中,表示将3个电容器元件层叠的情况。图3是示意性地表示具备电容器元件群11的固体电解电容器100的剖视图。
电容器元件10具备:具有电介质层(未图示)的箔状的阳极体1、覆盖电介质层的一部分的固体电解质层2、和覆盖固体电解质层2的至少一部分的阴极引出层3。阳极体1具备第1主面S1和其相反侧的第2主面S2,并且具备阳极部1P、阴极形成部1N、和介于阳极部1P与阴极形成部1N之间的分离部1S。在分离部1S的第1主面S1,配置有第1绝缘层4。
阳极部1P构成电容器元件的阳极区域5,阴极形成部1N、固体电解质层2和阴极引出层3构成电容器元件的阴极区域6,分离部1S和第1绝缘层4构成电容器元件的分离区域7。
如图2所示,电容器元件群11具备多个电容器元件10,该多个电容器元件10被层叠为电容器元件10的形成有第1绝缘层4的第1主面S1与和其相邻的电容器元件10的未形成第1绝缘层4的第2主面S2相面对。因此,例如,被配置于电容器元件10a的第1绝缘层对置于与其相邻的电容器元件10b的第2主面侧的分离区域。第1绝缘层与和其相邻的电容器元件的分离区域之间不进一步存在绝缘部件。
如图3所示,固体电解电容器100具备:电容器元件群11、将电容器元件群11密封的外装体12、与阳极区域5电连接的阳极端子13、和与阴极区域6电连接的阴极端子14。外装体12具有几乎立方体的外形,固体电解电容器100也具有几乎立方体的外形。
电容器元件10的各阳极区域5通过压接部件16而被压接。阳极端子13在第1主面S1侧,通过焊接而与被压接的多个阳极区域5之一接合。阴极端子14也在第1主面S1侧,通过导电性粘合剂15而与多个阴极区域6之一接合。
阳极端子13以及阴极端子14的至少一部分从外装体12的下表面露出。该露出面被用于与应搭载固体电解电容器100的基板(未图示)的焊料连接等。另外,各端子的形状以及配置并不限定于此。例如,也可以使用唇缘状的端子。在该情况下,在将端子分别连接于阳极区域以及阴极区域以使得从外装体的一部分延伸突出之后,将从各端子的外装体延伸突出的部分沿着外装体的外形进行折弯加工。
[第2实施方式]
如图4以及5所示,本实施方式所涉及的固体电解电容器除了阳极体1在其分离部1S具备在厚度方向凹陷的凹部8以外,与第1实施方式相同。图4是示意性地表示本实施方式所涉及的电容器元件10A的剖视图。图5是示意性地表示多个电容器元件10A(10Aa~10Ac)被层叠的电容器元件群11A的剖视图。由此,如上所述,可抑制固体电解质层的隆起,并且电容器元件群整体的厚度变小。
[第3实施方式]
如图6A所示,本实施方式所涉及的固体电解电容器除了使用在阳极体的分离部1S的第2主面上的一部分配置有第2绝缘层9A的电容器元件10B以外,与第2实施方式相同。图6A是示意性地表示本实施方式所涉及的电容器元件10B的剖视图。由此,电容器元件间的短路进一步容易被抑制。
[第4实施方式]
如图6B所示,本实施方式所涉及的固体电解电容器除了使用配置有第2绝缘层9B的电容器元件10C以外,与第2实施方式相同,其中,该第2绝缘层9B被配置为覆盖阳极体的分离部1S以及阳极部1P的一部分的第2主面S2、和形成于阴极形成部1N的第2主面S2上的阴极层(固体电解质层2以及/或者阴极引出层3)的一部分。图6B是示意性地表示本实施方式所涉及的电容器元件10C的剖视图。由此,电容器元件间的短路进一步容易被抑制,并且固体电解质层的劣化被抑制。
[固体电解电容器的制造方法]
本实施方式的固体电解电容器是通过具备如下工序的方法而制造的:第1工序,准备具有电介质层并且具备第1主面以及其相反侧的第2主面的箔状的阳极体;第2工序,在第1主面以及第2主面的相互对应的位置分别形成第1绝缘层,将第1主面以及第2主面分别分离为两个区域;第3工序,在一个区域形成固体电解质层以及阴极引出层;第4工序,在第3工序之后,去除形成于第2主面的第1绝缘层,得到电容器元件;和第5工序,将多个电容器元件层叠。
以下,对本实施方式所涉及的固体电解电容器的制造方法详细进行说明。
(第1工序)阳极体的准备
首先,通过公知的方法,制作包含金属箔的阳极体。
阳极体例如通过将包含阀作用金属的箔状的基材的表面粗面化而得到。粗面化只要能够在基材表面形成凹凸即可,例如可以通过对基材表面进行蚀刻(例如,电解蚀刻)来进行,也可以通过利用蒸镀等气相法,在基材表面堆积导电性材料的粒子来进行。
接下来,在阳极体的表面形成电介质层。电介质层通过将阳极体的表面阳极氧化而形成。阳极氧化能够通过公知的方法、例如化学转化处理等来进行。化学转化处理例如能够通过将阳极体浸渍于化学转化液中,从而使阳极体中渗入化学转化液,将阳极体作为阳极,向与浸渍于化学转化液中的阴极之间施加电压来进行。
在第1工序之后、后述的第2工序之前,也可以进行通过对成为第1主面以及第2主面的分离部的部分进行冲压加工等、从而在阳极体的厚度方向进行压缩、形成凹部的工序(第7工序)。由此,在第3工序中,固体电解质层的隆起容易被抑制。
(第2工序)阳极体的分离
在得到的阳极体的第1主面以及第2主面的相互对应的位置,分别形成第1绝缘层,将第1主面以及第2主面分别分离为两个区域。
第1绝缘层可以通过将包含绝缘性的树脂的液状的第1绝缘材料涂敷于规定的位置而形成,也可以通过将包含绝缘性的树脂的带状的第1绝缘材料贴附于规定的位置而形成。其中,优选第1绝缘层由带状的第1绝缘材料形成。这是由于第1绝缘层的形成容易,并且在第4工序中,容易去除被配置于一个主面的第1绝缘层。
(第3工序)阴极层(固体电解质层以及阴极引出层)的形成
这里,以固体电解质层包含导电性高分子的情况为例来进行说明。
例如通过将单基体、低聚物含浸并利用化学聚合、电解聚合来使其聚合的方法、或者含浸导电性高分子的溶液或者分散液并使其干燥,由此形成包含导电性高分子的固体电解质层。
接下来,通过在形成的固体电解质层的表面的至少一部分依次涂敷碳糊膏以及银糊膏,能够形成由碳层以及银糊膏层构成的阴极引出层。阴极引出层的构成并不局限于此,只要是具有集电功能的构成即可。
(第4工序)第1绝缘层的去除
去除在阳极体的第1主面以及第2主面的相互对应的位置所形成的第1绝缘层之中、形成于第2主面的第1绝缘层。去除第1绝缘层的方法并不被特别限定。例如,在通过带状的第1绝缘材料来形成第1绝缘层的情况下,从带的端部依次剥离即可。
也可以在第4工序之后,进行在第2主面的第1绝缘层被去除的部分形成厚度比第1绝缘层小的第2绝缘层的工序(第6工序)。第2绝缘层也可以通过将液状的第2绝缘材料涂敷于规定的位置而形成,还可以通过将带状的第2绝缘材料贴附于规定的位置而形成。
另外,在第2工序中,在第2主面,也可以取代第1绝缘层而配置第2绝缘层。在该情况下,能够省略第4工序以及第6工序。其中,在电容器元件的阳极区域与阴极区域能够可靠地绝缘这方面,优选暂时在第2主面形成第1绝缘层并形成阴极层之后,去除第1绝缘层,形成第2绝缘层。
(第5工序)电容器元件群的形成
如上所述,将形成有第1绝缘层还有第2绝缘层的电容器元件层叠多个,形成电容器元件群。
此时,层叠各电容器元件,以使得彼此相邻的一个电容器元件的第1绝缘层与另一个电容器元件的第1绝缘层被去除的第2主面(或者第2绝缘层)相面对。各电容器元件的阳极区域通过压接部件而压接或者焊接,从而相互电连接。
最后,在电容器元件群的任意的电容器元件的阳极区域和阴极区域,分别接合阳极端子以及阴极端子,通过外装体来将电容器元件群密封,从而制造固体电解电容器。
产业上的可利用性
本发明所涉及的固体电解电容器能够在有限的空间配置更多的电容器元件,并且偏移以及短路防止性能优异,因此能够利用于各种用途。
-符号说明-
1、21:阳极体,2、22:固体电解质层,3、23:阴极引出层,4:第1绝缘层,5:阳极区域,6:阴极区域,7:分离区域,8:凹部,9A、9B:第2绝缘层,10、20:电容器元件,11、25:电容器元件群,12:外装体,13:阳极端子,14:阴极端子,15:导电性粘合剂,16:压接部件,24:绝缘层,100:固体电解电容器。
Claims (12)
1.一种固体电解电容器,具备多个被层叠的电容器元件,
所述电容器元件具备:具有电介质层的箔状的阳极体、覆盖所述电介质层的一部分的固体电解质层、和覆盖所述固体电解质层的至少一部分的阴极引出层,
所述阳极体具备第1主面和其相反侧的第2主面,并且具备阳极部、阴极形成部、和介于所述阳极部与所述阴极形成部之间的分离部,
在所述阴极形成部的所述第1主面以及所述第2主面,分别配置有所述固体电解质层以及所述阴极引出层,
在所述分离部的所述第1主面,配置有第1绝缘层,
彼此相邻的一个所述电容器元件的所述第1绝缘层与另一个所述电容器元件的所述分离部的所述第2主面相面对。
2.一种固体电解电容器,具备多个被层叠的电容器元件,
所述电容器元件具备:具有电介质层的箔状的阳极体、覆盖所述电介质层的一部分的固体电解质层、和覆盖所述固体电解质层的至少一部分的阴极引出层,
所述阳极体具备第1主面和其相反侧的第2主面,并且具备阳极部、阴极形成部、和介于所述阳极部与所述阴极形成部之间的分离部,
在所述阴极形成部的所述第1主面以及所述第2主面,分别配置有所述固体电解质层以及所述阴极引出层,
在所述分离部的所述第1主面,配置有第1绝缘层,
在所述分离部的所述第2主面,配置有第2绝缘层,
所述第2绝缘层的厚度比所述第1绝缘层的厚度小,
彼此相邻的一个所述电容器元件的所述第1绝缘层与另一个所述电容器元件的所述第2绝缘层相面对。
3.根据权利要求1或者2所述的固体电解电容器,其中,
所述第1绝缘层的厚度比所述固体电解质层以及所述阴极引出层的合计的厚度大。
4.根据权利要求2或者3所述的固体电解电容器,其中,
所述第2绝缘层的厚度比所述固体电解质层以及所述阴极引出层的合计的厚度小。
5.根据权利要求2~4中的任意一项所述的固体电解电容器,其中,
所述第2绝缘层覆盖所述第2主面侧的所述固体电解质层以及所述阴极引出层的至少一方的一部分。
6.根据权利要求1~5中的任意一项所述的固体电解电容器,其中,
所述分离部具备使所述分离部的厚度较小的凹部。
7.根据权利要求1~6中的任意一项所述的固体电解电容器,其中,
所述固体电解电容器具备:
阳极端子,与多个所述电容器元件各自的所述阳极体电连接;和
阴极端子,与多个所述电容器元件各自的所述阴极引出层电连接,
所述阳极端子与至少一个所述阳极体的所述第1主面侧的所述阳极部接合,
所述阴极端子与至少一个所述阳极体的所述第1主面侧的所述阴极引出层接合。
8.一种固体电解电容器的制造方法,是制造具备多个被层叠的电容器元件的固体电解电容器的方法,其具备:
第1工序,准备具有电介质层并且具备第1主面以及其相反侧的第2主面的箔状的阳极体;
第2工序,在所述第1主面以及所述第2主面的相互对应的位置,分别形成第1绝缘层,将所述第1主面以及所述第2主面分别分离为2个区域;
第3工序,在一个所述区域,形成固体电解质层以及阴极引出层;
第4工序,在所述第3工序之后,去除形成于所述第2主面的所述第1绝缘层,得到电容器元件;和
第5工序,将多个所述电容器元件层叠,
在所述第5工序中,使彼此相邻的一个所述电容器元件的所述第1绝缘层与另一个所述电容器元件的所述第1绝缘层被去除的所述第2主面相面对。
9.根据权利要求8所述的固体电解电容器的制造方法,其中,
所述第1绝缘层的厚度比所述固体电解质层以及所述阴极引出层的合计的厚度大。
10.根据权利要求8或者9所述的固体电解电容器的制造方法,其中,
在所述第4工序之后所述第5工序之前,具备第6工序,在所述第6工序中,在所述第2主面的所述第1绝缘层被去除的部分,形成厚度比所述第1绝缘层小的第2绝缘层。
11.根据权利要求8~10中的任意一项所述的固体电解电容器的制造方法,其中,
在所述第1工序之后所述第2工序之前,具备第7工序,在所述第7工序中,在所述阳极体的厚度方向对所述第1主面以及所述第2主面的形成有所述第1绝缘层的部分进行压缩,从而形成凹部。
12.根据权利要求8~11中的任意一项所述的固体电解电容器的制造方法,其中,
在所述第2工序中,通过在所述第1主面以及所述第2主面的对应的位置,分别贴附具有绝缘层和粘着层的绝缘带,来形成所述第1绝缘层,
在所述第4工序中,将贴附于所述第2主面的所述绝缘带剥离。
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