CN117043902A

CN117043902A - 电解电容器

Info

Publication number: CN117043902A
Application number: CN202280020849.8A
Authority: CN
Inventors: 南浦武史; 凤桐将之; 大形德彦; 后藤和秀; 矢野佑磨; 杉原之康
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2021-03-12
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2023-11-10
Also published as: WO2022191291A1; JPWO2022191291A1; US20240153713A1

Abstract

电解电容器(20)具备电容器元件，所述电容器元件包含具有阳极基体及形成于阳极基体的表面的介电体层(3)的多孔质的阳极体(1)、和覆盖介电体层(3)的至少一部分的固体电解质层。阳极体(1)具有多个主面(101A)～(101C)。阳极体(1)的表面具有不含多个主面交叉的角部分的第1区域(111)、和第2区域(112)。第1区域(111)中的表面粗糙度Ra1大于第2区域(112)中的表面粗糙度Ra2。

Description

电解电容器

技术领域

本发明涉及电解电容器。

背景技术

电解电容器由于等效串联电阻(ESR)小，频率特性优异，因此被搭载于各种电子设备中。电解电容器通常具备具有阳极部及阴极部的电容器元件。阳极部包含多孔质的阳极体，在阳极体的表面形成介电体层。介电体层与电解质相接触。作为电解质，有使用了导电性高分子等固体电解质的电解电容器(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-182157号公报

发明内容

发明所要解决的课题

提高使用了固体电解质的电解电容器的可靠性。

用于解决课题的手段

本公开的一方面涉及一种电解电容器，其具备电容器元件，所述电容器元件包含具有阳极基体及形成于上述阳极基体的表面的介电体层的多孔质的阳极体、和覆盖上述介电体层的至少一部分的固体电解质层，上述阳极体具有多个主面，上述阳极体的表面具有不含上述多个主面交叉的角部分的第1区域和与上述第1区域不同的第2区域，上述第1区域中的表面粗糙度Ra1大于上述第2区域中的表面粗糙度Ra2。

发明效果

可抑制电解电容器的漏泄电流的增加，可靠性提高。

将本发明的新颖特征记述于所述的权利要求书中，但关于本发明的构成及内容这两者，可与本发明的其他目的及特征一并通过参照附图的以下的详细说明更充分地理解。

附图说明

图1是示意性表示本公开的一个实施方式的电解电容器中使用的阳极体的形状的立体图。

图2是示意性表示本公开的一个实施方式的电解电容器的截面图。

图3是表示阳极体中的第1区域的距离阳极引线的距离的最大值与残留碳量的关系的图表。

具体实施方式

[电解电容器]

本公开的一个实施方式的电解电容器具备包含具有阳极基体及形成于阳极基体的表面的介电体层的多孔质的阳极体、和覆盖介电体层的至少一部分的固体电解质层的电容器元件。阳极体具有多个主面。阳极体的表面具有不含角部分的第1区域和与第1区域不同的第2区域。第1区域中的表面粗糙度Ra1大于第2区域中的表面粗糙度Ra2。

这里，表面粗糙度Ra1及Ra2是JIS B 0601：2013中规定的算术平均粗糙度Ra，例如使用利用激光照射的非接触式的表面粗糙度计来测定粗糙度曲线，由该曲线来算出。阳极体的表面中的表面粗糙度Ra通过对于将制造后的电解电容器分解而取出的电容器元件(参照图2)使固体电解质层溶解于发烟硝酸中而除去后，使其干燥，使阳极体的表面露出来求出。

阳极体通常具有长方体的形状。该情况下，多个主面是指长方体的各面。阳极体的表面包含这些多个主面的表面及将这些主面彼此连结的边部分及顶点部分的表面。边部分是指阳极体的2个主面交叉的边及其附近的区域。顶点部分是指阳极体的3个主面交叉的顶点及其附近的区域。这里，将边部分及顶点部分总称为“角部分”。更具体而言，阳极体的“角部分”是指距离阳极体的2个主面交叉的边或3个主面交叉的顶点的距离为0.1mm以内的区域。此外，如下文所述的那样，在边部分和/或顶点部分具有曲面形状或倒角形状的情况下，具有曲面形状或倒角形状的部分包含于角部分中。

即，第1区域不含角部分是指为第1区域距离阳极体的上述边及上述顶点超过0.1mm、并且不具有曲面形状或倒角形状的区域。

介电体层通常通过对阳极基材实施化学转化处理而使阳极基材的表面氧化来形成。因此，通过化学转化而形成的介电体层的性状受到化学转化处理前的阳极基材的表面状态的影响。

化学转化处理前的阳极基材例如可通过将金属粉末放入模中压固并进行烧结来制造。该情况下，金属的微粒子在阳极基材的主面露出，容易成为若以微观来看则不平坦、表面粗糙度大、具有凹凸的形状。特别是在连结阳极基材的2个主面彼此的边部分及连结3个以上的主面彼此的顶点部分，阳极基材的表面容易成为若微观来看则不平坦、表面粗糙度大、具有凹凸的形状。若在该状态下通过化学转化处理使介电体层生长，则在凹凸部分中，在介电体层中容易产生缺陷。若在介电体层中产生缺陷，则有时经由缺陷部分在固体电解质与阀作用金属之间产生电流流动的路径，漏泄电流增加。

此外，具有反映化学转化处理前的阳极基材的外形的外形的化学转化处理后的阳极体由于为多孔质，因此脆，容易毁坏。特别是阳极体的角部分与角部分以外的部分相比机械强度低，并且，热应力容易集中。有时因多孔质部分损伤而覆盖多孔质部分的介电体层发生损伤。有时因介电体层的损伤而漏泄电流增加。

与此相对，通过致密地形成化学转化处理前的阳极基材的主面的表层，能够降低通过化学转化处理而形成介电体层时产生的介电体层的化学转化时的缺陷。结果是，能够降低漏泄电流。此外，能够提高介电体层的机械强度。由此，可抑制化学转化后的介电体层的损伤。结果是，可抑制漏泄电流的增加。阳极基材的主面的表层的致密化例如可通过激光照射或如下文所述的那样在烧结前将介电体层形成前的阳极基材与介质粒子等振动构件一起载置于容器内并使容器振动来进行。通过振动而阳极基材的主面与振动构件发生碰撞，通过碰撞而主面的表层部被压缩，比内部致密地形成。该情况下，致密地形成的主面的表面中的表面粗糙度变得比进行致密化处理之前的表面中的表面粗糙度小。

然而，在致密地形成阳极基材的主面的表层的情况下，若致密地形成的表面的面积变大，则相反有漏泄电流变大的情况、或得不到所期待的漏泄电流的降低效果的情况。作为其理由，认为在烧结时，阳极基材中包含的粘合剂成分被焚烧而变成气体被排出到外部，但若烧结前的阳极基材的表面被致密化而气孔度变小，则会妨碍粘合剂成分的排出。未被排出的粘合剂成分成为碳残渣而残留在阳极体中。由于碳残渣具有导电性，因此有时因在化学转化处理中的阳极氧化皮膜的形成时电流集中于碳残渣而氧化皮膜被过热。认为结果是，介电体层的特性降低，成为漏泄电流增加的一个原因。

于是，在本实施方式的电解电容器中，在阳极基材中设置将阳极基材的表层致密化的区域(第2区域)和有意限制阳极基材的表层的致密化的区域(第1区域)。结果是，在化学转化后的阳极体中，出现阳极体的表层致密地形成的第2区域和阳极体的表层与第2区域相比没有致密地形成的第1区域。第2区域比第1区域致密，气孔度小。此外，第1区域中的表面粗糙度Ra1变得比表面被致密化的第2区域中的表面粗糙度Ra2大。第1区域设置于阳极体(阳极基材)的不含角部的区域(例如阳极体的主面的中央部分)中。第2区域可包含角部分。

通过在阳极基材的表层中存在未致密化的第1区域，从而在烧结时，粘合剂成分经由第1区域变成气体而被排出到外部，来源于粘合剂成分的残留碳量降低。另一方面，通过致密地形成第2区域的表面，从而通过化学转化而形成的介电体层的缺陷降低，并且介电体层的机械强度提高，可抑制介电体层的损伤。通过这些效果，能够有效地降低漏泄电流。

需要说明的是，第2区域比第1区域致密意味着第2区域的表层中的气孔率P₂比第1区域的表层中的气孔率P₁小。气孔率通过对阳极体的截面照片进行图像解析来求出。对阳极体的截面用扫描电子显微镜(SEM)进行拍摄，例如在5μm×10μm的视野中，进行拍摄图像的二值化等图像处理，将细孔部分与除其以外的部分进行区别。气孔率可以作为细孔部分在细孔部分与除其以外的部分的合计面积中所占的面积比例来求出。拍摄图像优选在任意的10处进行测定，作为在10处求出的上述细孔部分的面积比例的平均值，求出气孔率。

第1区域中的表面粗糙度Ra1也可以为第2区域中的表面粗糙度Ra2的1.1倍以上。若Ra1为Ra2的1.1倍以上，则第2区域充分致密，能够形成缺陷少的介电体层。需要说明的是，这里的Ra1及Ra2为各区域内的任意的10处以上的平均值。

第1区域中的表面粗糙度Ra1也可以为第2区域中的表面粗糙度Ra2的4倍以下。例如通过使阳极基材与介质粒子一起在容器内振动，可得到具有表面粗糙度为这样的范围的第1区域及第2区域的阳极体。

第1区域设置于阳极体的多个主面中的至少1个主面的表面。第1区域可以为阳极体的一主面内的区域、且为一定程度远离阳极体的角部分的区域。将阳极体的一主面中的中心的位置设定为O。中心位置O为由构成阳极体的一主面的边界的轮廓线的形状求出的重心的位置。将从中心位置O至构成阳极体的一主面的边界(轮廓线)的多个边部各自为止的距离中最大的距离设定为Dm。第1区域也可以为距离中心位置O的距离为Dm/2以下的区域。例如在阳极体的一主面具有长方形的轮廓的情况下，第1区域可以为距离中心位置O的距离成为长方形的长边的四分之一以下的区域、并且为不含角部分的区域。

第2区域也可以包含与第1区域相同的主面内的其他区域X。该情况下，与第1区域相同的主面内的第2区域X中的表面粗糙度Ra2比第1区域中的表面粗糙度Ra1小。即，也可以在同一阳极体的主面内，具备具有致密地形成的表层并且表面粗糙度小的第2区域X和与第2区域X相比表面粗糙度大的第1区域。第2区域X也可以为配置第1区域的主面内的区域、且除第1区域以外的区域的一部分(除角部分以外)。

第1区域的面积A1例如为阳极体的多个主面的面积的合计的0.1％～20％。如果第1区域的面积A1为多个主面的合计面积的0.1％以上，则在烧结时能够将粘合剂成分经由第1区域排出到外部，能够降低残留碳量。另一方面，越是增大第1区域的面积A1，则第1区域以外的主面的面积越减少，阳极体的表层致密地形成的第2区域的面积A2越减少。如果第1区域的面积A1为多个主面的合计面积的20％以下，则能够在剩余的区域中配置面积充分大的第2区域，可充分得到降低通过化学转化而形成的介电体层的缺陷、抑制介电体层的损伤的效果。

第2区域可以包含也可以不含角部分，但更优选包含角部分。即，阳极体的角部分优选被致密化。角部分的机械强度低，容易受到介电体层的损伤。然而，通过角部分被致密化，能够提高介电体层的机械强度，能够抑制介电体层的损伤。

阳极体的角部分的至少一部分也可以具有曲面形状或倒角形状。通过在角部分的至少一部分中具有曲面、或被倒角，可抑制角部分中的介电体层的损伤，能够实现漏泄电流小的电解电容器。因而，能够提高电解电容器的可靠性。进一步优选具有曲面形状或倒角形状的阳极体的角部分被致密化。

角部分的至少一部分具有曲面形状并不限于角部分的截面形状为曲线的情况。例如角部分的截面形状也可以为具有多个钝角的折线。在截面形状为凸形状、并且在截面形状中与一个主面对应的直线和与相邻的另一主面对应的直线经由至少1条直线和/或曲线而连结的情况下，可以说角部具有曲面形状或倒角形状。换言之，角部分具有曲面形状或倒角形状还意味着在与相邻的2个主面垂直的截面中的角部分的截面形状中不具有尖至90°以下的区域。

按照覆盖介电体层的方式形成固体电解质层。在阳极体的角部分中不具有曲面的情况下，角部分中的固体电解质层的厚度容易较薄地形成。特别是在固体电解质层包含导电性高分子、且通过化学聚合而形成导电性高分子的情况下，在角部分中固体电解质层的厚度容易变薄。然而，通过以曲面形成角部分的至少一部分，能够抑制角部分中的固体电解质层的薄膜化，能够以均匀的厚度形成固体电解质层。由此，电解电容器相对于来自外部的应力变强，能够抑制漏泄电流的增加及短路不良的产生。此外，耐电压提高。

阳极体的表层的致密化例如可以如下文所述的那样通过在烧结前、或烧结后将介电体层形成前的阳极基材与介质粒子等振动构件一起载置到容器内并使容器振动来进行。通过振动而阳极基材的主面与振动构件发生碰撞，通过碰撞而主面的表层部通过压缩比内部致密地形成。

此时，振动构件除了与阳极基材的主面以外，还与角部分发生碰撞。角部分由于机械强度低，因此容易通过碰撞而被压缩。因而，通过碰撞而角部分被压缩，并且可以曲面形状形成角部分。结果是，角部分的表层中的致密度变得比主面的表层及内部高(气孔率低)。

为了在阳极基材的主面的一部分中设置限制致密化的区域(第1区域)，例如只要在阳极基材的主面的一部分区域中通过贴附等方法而安装吸收冲击的构件后，使安装有冲击吸收构件的阳极基材与振动构件一起振动即可。安装有冲击吸收构件的区域的阳极基材的表层不易因振动构件的碰撞而受到压缩，与未安装冲击吸收构件的区域相比致密化的程度小，并且，表面粗糙度变大。

电解电容器也可以进一步具备从阳极体的一主面嵌植的阳极引线。阳极引线与电解电容器的阳极端子电连接，经由阳极引线，阳极体与阳极端子电连接。该情况下，第1区域也可以为阳极引线嵌植的阳极体的一主面(嵌植面)内的区域。

在阳极引线嵌植的嵌植面中，在烧结时，在阳极引线周边存在空间，可防止嵌植面与其他元件或烧结皿密合而被密封。因此，阳极体内部的气体容易从阳极引线周边部向阳极体外部跑气。此外，由于引线为平坦的曲面，因此通过引线表面与粒子的间隙而形成的气体排出路径还存在与通过粒子间的间隙而形成的多孔质部分的气体排出路径相比排出路径变短的部位，沿着阳极引线而排出的气体容易变多。因此，通过按照不堵塞气体的通道的方式在嵌植面内的阳极引线的周边设置未致密化的第1区域，能够在烧结时将来源于粘合剂成分的气体高效地排出，能够降低碳残渣。由此，可抑制漏泄电流的增加，得到可靠性高的电解电容器。

此外，嵌植面以外的阳极体(阳极基材)的主面在烧结时容易被其他阳极基材或烧结皿堵塞。因此，若在嵌植面以外的阳极体(阳极基材)的主面设置第1区域，则有时第1区域被其他阳极基材或烧结皿堵塞，不发挥作为将来源于粘合剂成分的气体排出的排出路的功能。与此相对，在嵌植面中设置第1区域的情况下，由于阳极引线具有确保空间的作用，因此设置于嵌植面中的第1区域不易被其他阳极基材或烧结皿堵塞，适合作为将来源于粘合剂成分的气体排出的排出路。

在将安装有阳极引线的阳极基材与振动构件一起载置于容器内并使容器振动的情况下，在嵌植面内的阳极引线的周边区域中，阳极引线成为立体障碍而振动构件难以碰撞，嵌植面内的阳极引线的周边区域的表层难以通过压缩而被致密化。因而，可以在不将冲击吸收构件另外安装于阳极基材的主面的情况下，在嵌植面内的阳极引线的周边区域中形成第1区域。该情况下，第1区域的大小可通过振动构件(介质粒子)的大小来控制。

第1区域在嵌植面中距离阳极引线的距离的最大值优选为0.2mm以上，更优选为0.25mm以上。该情况下，容易降低残留于阳极体中的碳残渣，电解电容器的漏泄电流的增加的抑制效果提高。

图1是表示本实施方式的电解电容器中使用的阳极体(或阳极基材)的一个例子的示意性立体图。如图1中所示的那样，阳极体1具有大致长方体的形状，6个主面101A～101F露出。需要说明的是，101D～101F由于处于被纸面隐藏的位置，因此未被图示。

在主面101A～101F中，也可以通过在相邻的2个主面彼此交叉的边的附近去除边部分的角来形成连接面。在图1的例子中，在主面101A与101B之间夹着连接面102C，在主面101B与101C之间夹着连接面102A，在主面101C与101A之间夹着连接面102B。此外，在3个主面相交的顶点的附近，通过去除顶点部分的角而形成第2连接面。在图1的例子中，在主面101A～101C相交的顶点部分，具有第2连接面103A。第2连接面103A将连接面102A～102C彼此相互连接。连接面102A～102C及第2连接面103A被加工成带圆的曲面。连接面102A～102C及第2连接面103A也可以为曲面，也可以由一个或多个平面(例如角部分被倒角)构成。

需要说明的是，图1示出阳极体的形状的一个例子，但关于化学转化处理前的阳极基材，也同样地具有大致长方体的形状，6个主面101A～101F露出，将主面间连接的边部分及顶点部分的角被去除，被加工成带圆的面。

阳极引线2从阳极体1的主面101B的中心位置嵌植并延伸。阳极体1及阳极引线2构成电解电容器的阳极部6。

在主面101B中，在以阳极引线2的嵌植位置为中心的圆形状的区域中设置有第1区域111。除第1区域以外的阳极体1的表面(包含主面101A、主面101B(除第1区域111以外)、主面101C～101F、连接面102A～102C及第2连接面103A的表面)为第2区域112，具有比第1区域111小的表面粗糙度。

作为第2区域112的主面101A、101C～101F其表层比内部致密地形成。此外，这些各主面中的表面粗糙度Ra2比第1区域111中的表面粗糙度Ra1小。即，主面101A、101C～101F的表面与设置于主面111B中的第1区域111的表面相比凹凸少，阳极基材及阳极体的机械强度提高。由此，在阳极体1的表面形成缺陷少的介电体层。结果是，能够降低漏泄电流。此外，可抑制介电体层的损伤，抑制因介电体层的损伤而引起的漏泄电流的增加，能够较小地维持漏泄电流。

主面101B具有第1区域111和第2区域112。在主面101B内，第2区域112与主面101A、101C～101F同样，其表层比内部致密地形成，凹凸少，阳极基材及阳极体的机械强度提高。由此，在阳极体1的表面形成缺陷少的介电体层，能够降低漏泄电流。此外，能够发挥抑制因介电体层的损伤而引起的漏泄电流的增加的效果，较小地维持漏泄电流。

另一方面，在设置于主面101B内的第1区域111中，其表层中的致密度为与阳极体的内部相同程度或稍大的程度，比第2区域112的致密度小，存在微小的凹凸。第1区域111中的表面粗糙度Ra1比主面101B内的第2区域112中的表面粗糙度Ra2大。因此，关于形成于第1区域111中的介电体层，难以发挥介电体层的缺陷的降低效果及抑制因介电体层的损伤而引起的漏泄电流的增加的效果。然而，通过具有第1区域，在烧结时产生的来源于粘合剂成分的气体经由气孔率大的第1区域而容易地被排出。由此，残留于阳极体中的碳残渣减少，有助于漏泄电流的增加抑制。结果是，通过适度平衡地配置第1区域和第2区域，能够有效地抑制电解电容器的漏泄电流的增加。

第1区域111可以阳极引线的嵌植位置作为中心而形成于从中心起一定距离以内的区域中。更具体而言，例如第1区域111可以为将连接面102A的距离阳极引线的嵌植位置的距离及连接面102C的距离阳极引线的嵌植位置的距离中较远的距离(即，长方形的主面101B的长边的长度的一半)设定为Dm时距离中心的距离为Dm/2以下的区域。该情况下，在长方形的主面101B的短边的长度为长边的长度的1/2以上的情况下，第1区域111可以圆形状或环状形成。

通过连接面102A～102C和/或第2连接面103A，阳极体(阳极基材)具有角部分被倒角或曲面加工的外形。由此，在角部分也能够形成缺陷少的介电体层，能够提高漏泄电流的降低效果。此外，脆而容易毁坏的阳极体的角部分的机械强度提高，热应力的集中被缓和，由此抑制因介电体层的损伤而引起的漏泄电流的增加的效果提高，能够进一步小地维持漏泄电流。

作为第2区域的连接面102A～102C和/或第2连接面103A的表层也可以比作为第2区域的主面101A～101F的表层致密地形成。作为第2区域的连接面102A～102C和/或第2连接面103A的表面中的表面粗糙度也可以大于第1区域111的表面中的表面粗糙度，并且大于作为第2区域的主面101A～101F的表面中的表面粗糙度。

在图1的例子中，主面101A、101C～101F的整面为第2区域112，与设置于主面101B中的第1区域111相比表面粗糙度较小地形成。然而，也可以在主面101A、101C～101F的表面的至少一部分区域中配置限制了表层的致密化的表面粗糙度大的第1区域111。关于阳极体(阳极基材)的表面中的第1区域及第2区域的配置，并不限于图1中所示的构成。

以下，对于本实施方式的电解电容器的构成，适当参照附图进行说明。然而，本发明并不限定于此。图2是本实施方式的电解电容器的截面示意图。

电解电容器20具备具有阳极部6及阴极部7的电容器元件10、将电容器元件10密封的外包装体11、与阳极部6电连接并且一部分从外包装体11露出的阳极引线端子13、和与阴极部7电连接并且一部分从外包装体11露出的阴极引线端子14。阳极部6具有阳极体1和阳极引线2。阳极体1包含形成于其表面的介电体层3。阴极部7具有覆盖介电体层3的至少一部分的固体电解质层4、和覆盖固体电解质层4的表面的阴极层5。

(电容器元件)

以下，对于电容器元件10，列举出具备固体电解质层作为电解质的情况为例进行详细说明。

阳极部6具有阳极体1、和从阳极体1的一面伸出而与阳极引线端子13电连接的阳极引线2。

阳极体1例如为将金属粒子进行烧结而得到的长方体的多孔质烧结体。作为上述金属粒子，使用钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb)等阀作用金属的粒子。对于阳极体1，使用1种或2种以上的金属粒子。金属粒子也可以为包含2种以上的金属的合金。例如可以使用包含阀作用金属和硅、钒、硼等的合金。此外，也可以使用包含阀作用金属和氮等典型元素的化合物。阀作用金属的合金以阀作用金属作为主要成分，例如包含50原子％以上的阀作用金属。

阳极引线2由导电性材料构成。阳极引线2的材料没有特别限定，例如除了上述阀作用金属以外，可列举出铜、铝、铝合金等。构成阳极体1及阳极引线2的材料可以为同种，也可以为异种。阳极引线2具有从阳极体1的一面埋设于阳极体1的内部的第一部分2a和从阳极体1的上述一面伸出的第二部分2b。阳极引线2的截面形状没有特别限定，可列举出圆形、赛道形(由彼此平行的直线和将这些直线的端部彼此连结的2根曲线构成的形状)、椭圆形、矩形、多边形等。

阳极部6例如可通过以将第一部分2a埋入上述金属粒子的粉体中的状态加压成型为长方体状并进行烧结来制作。由此，按照阳极引线2的第二部分2b嵌植的方式从阳极体1的一面引出。第二部分2b通过焊接等与阳极引线端子13接合，阳极引线2与阳极引线端子13电连接。焊接的方法没有特别限定，可列举出电阻焊、激光焊接等。之后，可对长方体的角部分实施形成曲面的加工。

在阳极体1的表面，形成有介电体层3。介电体层3例如由金属氧化物构成。作为在阳极体1的表面形成包含金属氧化物的层的方法，例如可列举出在化学转化液中浸渍阳极体1并将阳极体1的表面进行阳极氧化的方法、将阳极体1在包含氧的气氛下进行加热的方法。介电体层3不限定于包含上述金属氧化物的层，只要具有绝缘性即可。

阳极体1的表面具备具有不同表面粗糙度的第1区域及第2区域。第1区域中的表面粗糙度Ra1大于第2区域中的表面粗糙度Ra2。在第2区域中，阳极体1的表层被压缩，表层中的致密度变高(气孔率小)。另一方面，在第1区域中，阳极体1的表层未像第2区域那样被压缩。第1区域的表层中的致密度(气孔率)也可以与阳极体1的内部的致密度(气孔率)大致相同、或处于第1区域的表层中的致密度(气孔率)与内部中的致密度(气孔率)之间。

(阴极部)

阴极部7具有固体电解质层4和覆盖固体电解质层4的阴极层5。固体电解质层4按照覆盖介电体层3的至少一部分的方式形成。

对于固体电解质层4，例如使用锰化合物或导电性高分子。作为导电性高分子，可列举出聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺、聚乙炔等。它们可以单独使用，也可以将多种组合使用。此外，导电性高分子也可以为2种以上的单体的共聚物。从导电性优异的方面考虑，也可以为聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯。特别是从防水性优异的方面考虑，也可以为聚吡咯。

包含上述导电性高分子的固体电解质层4例如通过将原料单体在介电体层3上进行聚合来形成。或者，通过将包含上述导电性高分子的溶液涂布于介电体层3上来形成。固体电解质层4由1层或2层以上的固体电解质层构成。在固体电解质层4由2层以上构成的情况下，各层中使用的导电性高分子的组成或形成方法(聚合方法)等也可以不同。

需要说明的是，本说明书中，聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等分别是指以聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等作为基本骨架的高分子。因此，对于聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等，也可包含各自的衍生物。例如对于聚噻吩，包含聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)等。

在用于形成导电性高分子的聚合液、导电性高分子的溶液或分散液中，为了提高导电性高分子的导电性，也可以添加各种掺杂剂。掺杂剂没有特别限定，但例如可列举出萘磺酸、对甲苯磺酸、聚苯乙烯磺酸等。

在导电性高分子以粒子的状态分散于分散介质中的情况下，该粒子的平均粒径D50例如为0.01μm以上且0.5μm以下。如果粒子的平均粒径D50为该范围，则粒子变得容易侵入至阳极体1的内部。

阴极层5例如具有按照覆盖固体电解质层4的方式形成的碳层5a和形成于碳层5a的表面的金属糊剂层5b。碳层5a包含石墨等导电性碳材料和树脂。金属糊剂层5b例如包含金属粒子(例如银)和树脂。需要说明的是，阴极层5的构成并不限定于该构成。阴极层5的构成只要为具有集电功能的构成即可。

(阳极引线端子)

阳极引线端子13经由阳极引线2的第二部分2b与阳极体1电连接。阳极引线端子13的材质只要是电化学及化学稳定、且具有导电性则没有特别限定。阳极引线端子13例如可以为铜等金属，也可以为非金属。其形状只要为平板状，则没有特别限定。从低背化的观点出发，阳极引线端子13的厚度(阳极引线端子13的主面间的距离)为25μm以上且200μm以下为宜，为25μm以上且100μm以下为宜。

阳极引线端子13的一端可以通过导电性粘接材或软钎料与阳极引线2接合，也可以通过电阻焊或激光焊接与阳极引线2接合。阳极引线端子13的另一端部向外包装体11的外部导出，从外包装体11露出。导电性粘接材例如为后述的热固化性树脂与碳粒子或金属粒子的混合物。

(阴极引线端子)

阴极引线端子14在接合部14a中与阴极部7电连接。接合部14a是从阴极层5的法线方向看阴极层5和与阴极层5接合的阴极引线端子14时与阴极引线端子14的阴极层5重复的部分。

阴极引线端子14例如经由导电性粘接材8与阴极层5接合。阴极引线端子14的一个端部例如构成接合部14a的一部分，配置于外包装体11的内部。阴极引线端子14的另一端部向外部导出。因此，包含阴极引线端子14的另一端部的一部分从外包装体11露出。

阴极引线端子14的材质也只要是电化学及化学稳定、且具有导电性，则没有特别限定。阴极引线端子14例如可以为铜等金属，也可以为非金属。其形状也没有特别限定，例如为长条并且平板状。从低背化的观点出发，阴极引线端子14的厚度也可以为25μm以上且200μm以下，也可以为25μm以上且100μm以下。

(外包装体)

外包装体11是为了将阳极引线端子13与阴极引线端子14电绝缘而设置，由绝缘性的材料(外包装体材料)构成。外包装体材料例如包含热固化性树脂。作为热固化性树脂，例如可列举出环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、醇酸树脂、聚氨基甲酸酯、聚酰亚胺、不饱和聚酯等。

[电解电容器的制造方法]

以下，对本实施方式的电解电容器的制造方法的一个例子进行说明。

电解电容器的制造方法是制造具备电容器元件的固体电解电容器的方法，所述电容器元件包含具有阳极基体及形成于上述阳极基体的表面的介电体层的多孔质的阳极体、和覆盖介电体层的至少一部分的固体电解质层，包括以下工序：准备包含金属粉末的粘结体的阳极基材的工序；将阳极基材进行烧结的工序；通过对烧结后的阳极基材实施化学转化处理而得到包含阳极基体及介电体层的阳极体的工序；和将介电体层的至少一部分用固体电解质层覆盖的工序。阳极基材具有多个主面。阳极基材在多个主面的至少一个至少一部分的区域中具有第1区域及第2区域。配置第1区域的主面与配置第2区域的主面可以相同，也可以不同。制造方法进一步具有提高阳极基材的多个主面的至少第2区域的密度的致密化工序。致密化工序以限制第1区域的密度的增加的状态来进行。

(1)阳极基材的准备工序

首先，准备用于制造阳极体1的成为基材的阳极基材。作为阳极基材，可以使用多孔质体。该情况下，将阀作用金属粒子和阳极引线2按照第一部分2a被埋入阀作用金属粒子中的方式放入模中进行加压成型，得到包含阀作用金属粒子的粘结体的阳极基材。加压成型时的压力没有特别限定。在阀作用金属粒子中，也可以根据需要混合聚丙烯酸碳酸酯等粘合剂。

阀作用金属粒子通常使用具有长方体的内部空间的模而进行加压成型，被烧结。该情况下，烧结前的阳极基材具有与长方体对应的多个主面。此外，烧结后的阳极基材的形状也为长方体，具有多个主面。该情况下，多个主面彼此直接连结而形成边及顶点，通常，将多个主面彼此连结的边部分和/或顶点部分即角部分为前端部尖的状态，为不具有曲面的形状。

对于加压成型后的阳极基材，可进行阳极基材的主面的致密化(高密度化)。在致密化工序中，例如通过使介质粒子与阳极基材的主面发生碰撞，来进行主面的第2区域中的致密化(高密度化)。优选致密化也可以通过使阳极基材与介质粒子一起振动来进行。更具体而言，通过将阳极基材与介质粒子一起载置于容器或基座上，并使容器或基座沿上下方向和/或左右方向振动，可进行致密化。伴随着容器或基座的振动，阳极基材及介质粒子发生振动，促进阳极基材与介质粒子的碰撞。通过介质粒子与阳极基材的主面发生碰撞，从而阳极基材的主面的表层被压缩，以高密度形成。

介质粒子除了与阳极基材的主面碰撞以外，还可与连结阳极基材的主面彼此的角部分(边部分及顶点部分)发生碰撞。其结果是，除了阳极基材的主面以外，角部分也被压缩，从而形成曲面，并且角部分的至少一部分与主面的被致密化的区域相比可以高密度形成。另一方面，在阳极引线2嵌植的主面内的阳极引线2的周边的区域由于介质粒子难以碰撞，因此在阳极引线2的周边，阳极基材的表层难以被压缩，在阳极引线2的周边形成密度小的第1区域。也可以通过以在阳极基材的主面安装有冲击吸收构件的状态使介质粒子碰撞，从而在安装有冲击吸收构件的区域中形成密度比第2区域小的第1区域。

基座(或者容器的底部)也可以为筛子(筛)。筛子的静摩擦系数适度小，容易诱发介质粒子的运动及介质粒子与阳极基材的碰撞。通过与介质粒子的碰撞，阳极基材的表层的大半成为被压缩的状态。若基座为筛子，则阳极引线直接与基座碰撞的情况变少，因此能够降低阳极引线被折弯的风险。筛子的筛孔只要低于阳极基材的外形尺寸的最小值以使阳极基材不通过筛子的开口而落下即可。筛子的筛孔也可以为1mm以上，也可以为2mm以上且3.4mm以下。若筛孔为1mm以上，则容易将角部分中的曲率的不均降低至一定值以下。

也可以在将阳极基材放置于介质粒子上的状态下使外力作用于介质粒子而使阳极体与介质粒子一起振动。更具体而言，例如也可以将阳极基材与介质粒子混合，将阳极基材与介质粒子一起投入振动机中，使振动机工作。振动机优选除了水平方向以外还能够施加垂直方向的振动的设备。

介质粒子的密度也可以为阳极基材的密度(真密度)的0.15～0.4倍。在介质粒子的密度为上述范围的情况下，由介质粒子的碰撞产生的能量可有效地利用于阳极基材的压缩变形。

介质粒子可以使用氧化铝粒子、氧化锆粒子等。介质粒子的粒径(平均粒径)可以为阳极体的最大尺寸的1/3以下，也可以为1/5以下。该情况下，介质粒子与阳极基材的角部分相比容易与主面发生碰撞，通过碰撞而阳极基材的主面容易被均匀地压缩。需要说明的是，阳极体的最大尺寸是指除了阳极引线以外的阳极体的最大费雷特直径，在阳极体为长方体的情况下，是指最长边的长度。介质粒子的粒径(平均粒径)例如为0.1mm～3mm，也可以为0.5mm～2mm。

在使用氧化铝粒子作为介质粒子的情况下，若阳极基材由铝以外的阀作用金属(例如钽)构成，则有时通过介质粒子与阳极基材发生碰撞而来源于介质粒子的氧化铝微量地附着于阳极基材上。通过将附着有氧化铝的阳极基材进行化学转化处理，阳极体可包含含有氧化铝的介电体层。介电体层中包含的氧化铝如果为微量，则介电体层的绝缘性提高，具有提高耐压、并且降低漏泄电流的作用。然而，若介电体层中包含的氧化铝量过大，则有时因在介电体层中包含介电常数不同的多种材料而导致容量的降低。附着于阳极基材上的氧化铝的量可通过振动的频率、介质粒子的粒径、投入容器中的阳极基材与介质粒子的混合比例、使介质粒子碰撞的时间等而适量地控制。

介质粒子也可以将表面的至少一部分预先用与阳极基材的金属粉末的构成金属相同的金属被覆。这里，构成金属不是阳极基材中包含的杂质，而是指主要的成分。由此，在介质粒子与阳极基材发生碰撞时，可抑制构成阳极体的阀作用金属以外的金属(或金属化合物)附着于阳极基材上。例如在使用氧化铝粒子作为介质粒子的情况下，可抑制氧化铝附着于阳极基材表面。介质粒子的表面的被覆可以通过公知的方法来进行。然而，若介质粒子(例如氧化铝粒子)与阳极基材发生碰撞，则来源于介质粒子的氧化铝附着于阳极基材上，另一方面，阳极基材的构成金属附着于介质粒子的表面。结果是，介质粒子的表面可被与阳极基材的构成金属相同的金属被覆。也可以使用像这样操作而表面被与阳极基材的构成金属相同的金属被覆的介质粒子。

就像这样使阳极基材与介质粒子一起振动而使阳极基材与介质粒子碰撞的方法而言，能够将阳极基材的主面的表层有效地压缩，将主面有效地致密化。作为将阳极基材致密化的方法，并不限于此，例如可列举出使阳极基材彼此直接碰撞的方法、将阳极基材及介质粒子投入到旋转式的滚筒中的方法、利用激光加工的方法等。

在将金属粉末进行加压成型而得到阳极基材的情况下，大多情况下不管是烧结之前还是之后，都在阳极基材的主面附着有金属的微粒子，成为若微观来看则不平坦、具有凹凸的形状。然而，附着于主面的金属微粒子在介电体层的形成时，按照覆盖微粒子的表面整面的方式形成介电体层，因此无助于容量。在致密化工序中，通过将阳极基材的表层与金属微粒子一起进行压缩，从而形成于微粒子表面的介电体层也能够有助于容量，容量提高。

(2)烧结工序

之后，将阳极基材进行烧结。烧结优选在减压下进行。阳极引线的第一部分2a从多孔质烧结体的一面被埋设于其内部。

(3)得到阳极体的工序(化学转化处理工序)

接着，对烧结后的阳极基材实施化学转化处理，得到包含阳极基体及形成于阳极基体的表面的介电体层的多孔质的阳极体1。具体而言，通过在充满电解水溶液(例如磷酸水溶液)的化学转化槽中浸渍阳极基材，将阳极引线2的第二部分2b与化学转化槽的阳极体连接而进行阳极氧化，能够在多孔质部分的表面形成由阀作用金属的氧化被膜制成的介电体层3。作为电解水溶液，并不限于磷酸水溶液，可以使用硝酸、乙酸、硫酸等。阳极体1的未被阳极氧化的芯部分构成阳极基体。

(4)固体电解质层的形成工序

接着，将介电体层3的至少一部分用固体电解质层4覆盖。由此，得到电容器元件10。

包含导电性高分子的固体电解质层4例如通过在形成有介电体层3的阳极体1中浸渗单体或低聚物，之后，通过化学聚合或电解聚合而使单体或低聚物聚合的方法，或者在形成有介电体层3的阳极体1中浸渗导电性高分子的溶液或分散液并使其干燥，从而形成于介电体层3的至少一部分中。

固体电解质层4例如可通过将形成有介电体层3的阳极体1浸渗于包含导电性高分子、粘合剂和分散介质的分散液中并取出使其干燥而形成。在分散液中，也可以包含粘合剂和/或导电性的无机粒子(例如炭黑等导电性碳材料)。此外，在导电性高分子中，也可以包含掺杂剂。作为导电性高分子及掺杂剂，只要分别从对于固体电解质层4进行例示的物质中选择即可。粘合剂可以利用公知的物质。分散液也可以包含在形成固体电解质层时使用的公知的添加剂。

接着，通过在固体电解质层4的表面依次涂布碳糊剂及金属糊剂，从而形成由碳层5a和金属糊剂层5b构成的阴极层5。阴极层5的构成并不限于此，只要是具有集电功能的构成即可。

接着，准备阳极引线端子13和阴极引线端子14。将从阳极体1嵌植的阳极引线2的第二部分2b通过激光焊接或电阻焊等与阳极引线端子13接合。此外，在阴极层5上涂布导电性粘接材8后，将阴极引线端子14经由导电性粘接材8与阴极部7接合。

接着，将电容器元件10及外包装体11的材料(例如未固化的热固化性树脂及填料)收纳到模具中，通过传递模塑法、压缩成型法等将电容器元件10密封。此时，使阳极引线端子13及阴极引线端子14的一部分从模具露出。成型的条件没有特别限定，只要考虑所使用的热固化性树脂的固化温度等而适当设定时间及温度条件即可。

最后，将阳极引线端子13及阴极引线端子14的露出部分沿着外包装体11而折弯，形成弯曲部。由此，阳极引线端子13及阴极引线端子14的一部分被配置于外包装体11的搭载面上。

通过以上的方法，可制造电解电容器20。

[实施例]

以下，基于实施例对本发明更具体地进行说明，但本发明并不限定于实施例。

将阀作用金属粒子(Ta)与粘合剂粒子的混合物和阳极引线2(直径0.3mm)按照阳极引线2的第一部分2a埋入阀作用金属粒子中的方式放入模中进行加压成型，得到具有大致长方体的外形的烧结前的阳极基材(0.9mm×3.7mm×5.2mm)。

将阳极基材与平均粒径0.5mm的氧化铝粒子一起投入到振动机中。使振动机工作规定时间，得到表面被致密化的阳极基材X1(实施例)。在阳极基材X1中，在阳极引线的嵌植面内、且距离阳极引线的侧面的距离为0.25mm以下的圆形区域(环状的区域)中，通过目视能够确认表层的密度小、表面粗糙度大的区域(第1区域)。

对于烧结后的阳极基材X1，用激光式的表面粗糙度计测定阳极引线的嵌植面内的表面粗糙度(算术平均表面粗糙度Ra)。在第1区域内在10处，在第1区域外的区域(第2区域)中任意地选择10处的位置，求出各处的算术平均表面粗糙度Ra。第1区域中的表面粗糙度Ra1为2.7～3.8μm的范围，第2区域中的表面粗糙度Ra2为2.4～2.9μm的范围。

同样地操作，将烧结前的阳极基材与氧化铝粒子一起投入到振动机中。使振动机工作规定时间，得到表面被致密化的阳极基材。氧化铝粒子分别使用平均粒径为1.0mm、1.5mm及2.0mm的粒子，得到多个阳极基材X2～X4(实施例)。在阳极基材X2～X4中，在阳极引线的嵌植面内、且距离阳极引线的侧面的距离分别为0.5mm以下、0.75mm以下、1.0mm以下的除角部分的区域中，能够确认表层的密度小、表面粗糙度大的区域(第1区域)。

此外，准备通过将阳极基材X1的第1区域用陶瓷板敲打而与第2区域同等地平坦化、使第1区域消失的基材作为阳极基材Y1(比较例)。

将烧结后的阳极基材X1～X4及Y1浸渍于电解水溶液中，经由阳极引线而施加电压，形成介电体层。对于化学转化后的阳极基材X1，用激光式的表面粗糙度计测定阳极引线的嵌植面内的表面粗糙度(算术平均表面粗糙度Ra)。在第1区域内在10处，在第1区域外的区域(第2区域)中任意地选择10处的位置，求出各处的算术平均表面粗糙度Ra。第1区域中的表面粗糙度Ra1为2.9～4.5μm的范围，第2区域中的表面粗糙度Ra2为2.3～2.8μm的范围。

对于阳极基材X1～X4及Y1，使用碳-硫分析装置(株式会社堀场制作所制)使烧结后的元件燃烧，将烧结工序中的残留碳量导出。将结果作为第1区域内的残留碳量相对于距离阳极引线的距离的最大值的关系示于图3中。图3中，残留碳量以将没有第1区域的阳极基材Y1的残留碳量设定为100的相对值来表示。

如图3中所示的那样，通过设置第1区域，从而残留碳量降低，由此能够抑制电解电容器的漏泄电流的增加。

产业上的可利用性

本发明能够利用于电解电容器，适宜可以利用于将多孔体用于阳极体的电解电容器。

关于目前的优选实施方式对本发明进行了说明，但并非限定性地解释那样的公开内容。对本发明所属技术领域中的本领域技术人员而言，通过阅读上述公开内容，各种变形及改变无疑是清楚的。因此，所附的权利要求书应解释为在不脱离本发明的真正的精神及范围的情况下包含所有变形及改变。

符号的说明

20：电解电容器

10：电容器元件

1：阳极体

2：阳极引线

2a：第一部分

2b：第二部分

3：介电体层

4：固体电解质层

5：阴极层

5a：碳层

5b：金属糊剂层

6：阳极部

7：阴极部

8：导电性粘接材

11：外包装体

13：阳极引线端子

14：阴极引线端子

14a：接合部

101A～101C：阳极体的主面

102A～102C：连接面

103A：第2连接面

111：第1区域

112：第2区域。

Claims

1.一种电解电容器，其具备电容器元件，所述电容器元件包含：

具有阳极基体及形成于所述阳极基体的表面的介电体层的多孔质的阳极体、和

覆盖所述介电体层的至少一部分的固体电解质层，

所述阳极体具有多个主面，

所述阳极体的表面具有不含所述多个主面交叉的角部分的第1区域、和与所述第1区域不同的第2区域，

所述第1区域中的表面粗糙度Ra1大于所述第2区域中的表面粗糙度Ra2。

2.根据权利要求1所述的电解电容器，其中，所述表面粗糙度Ra1为所述表面粗糙度Ra2的1.1倍以上。

3.根据权利要求1或2所述的电解电容器，其中，所述第1区域为所述阳极体的一主面内的区域，

将构成所述一主面的边界的多个边部的距离所述一主面的中心的距离中的最大的距离设定为Dm时，所述第1区域为距离所述一主面的中心的距离为Dm/2以下的区域。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的电解电容器，其中，所述第2区域包含与所述第1区域相同的所述主面内的其他区域。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的电解电容器，其中，所述表面粗糙度Ra1为所述表面粗糙度Ra2的4倍以下。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的电解电容器，其进一步具备从所述阳极体的一主面嵌植的阳极引线，

所述第1区域为所述阳极引线嵌植的嵌植面内的区域。

7.根据权利要求6所述的电解电容器，其中，在所述嵌植面中，所述第1区域的距离所述阳极引线的距离的最大值为0.2mm以上。