JP2013171989A

JP2013171989A - コンデンサとその製造方法

Info

Publication number: JP2013171989A
Application number: JP2012035055A
Authority: JP
Inventors: Takashi Atsumi; 貴司渥美
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2013-09-02

Abstract

【課題】金属膜と誘電体膜と金属膜と誘電体膜からなる単位積層構造が繰返し積層されているコンデンサ本体において、積層状態にある金属膜群が露出している面に、金属を溶射して電極引き出し部を形成する技術によると、金属粒子の溶着物が多孔質となって水分が透過し、金属膜が劣化する。
【解決手段】金属と熱可塑性樹脂を溶射して電極引き出し部を形成する。熱可塑性樹脂が金属粒子間の間隙を充填するので、水分の透過が阻止され、金属膜の劣化を予防する。金属と熱可塑性樹脂を同時に溶射してもよいし、先に金属を溶射し、次いで熱可塑性樹脂を溶射してもよい。
【選択図】図１

Description

本明細書では、耐湿性にすぐれたコンデンサと、その製造方法を開示する。

特許文献１に、コンデンサの製造方法が開示されている。この製造方法を図４を参照して説明する。この製造方法では、それぞれが紙面垂直方向に長尺である陽極膜２と誘電体膜４と陰極膜６と誘電体膜８が積層されているシートを捲回することで、シートが備えている単位積層構造が繰り返し積層されているコンデンサ本体１２を得る。図４は、繰り返し積層されている構造の一部の断面を示している。捲回されているコンデンサ本体１２の一方の端面１２ａには、積層状態にある陽極膜群２が露出しており、その面１２ａに金属を溶射して陽極引き出し部１６を形成し、陽極引き出し部１６に陽極電極２４（図５参照）を固定する。コンデンサ本体１２の反対側の端面１２ｂには、積層状態にある陰極膜群６が露出しており、その面１２ｂに金属を溶射して陰極引き出し部１４を形成し、陰極引き出し部１４に陰極電極２２（図５参照）を固定する。

陽極膜２と陰極膜６は薄い金属膜で形成されており、水分に晒されると劣化しやすい。コンデンサ本体１２の端面を覆っている陽極引き出し部１６と陰極引き出し部１４は、金属を溶射して製造した金属粒子の溶着物で形成されている。金属粒子の溶着物は、金属粒子と金属粒子が溶着しているものの、金属粒子と金属粒子の間に間隙が残っており、その間隙を経由して水分が透過する。コンデンサ本体１２の端面から、陽極引き出し部１６と陰極引き出し部１４を透過した水分がコンデンサ本体１２の内部に侵入し、陽極膜２と陰極膜６を劣化させる。

それを防止するために、特許文献１の技術では、図５に示すように、コンデンサ本体１２に陽極引き出し部１６と陽極電極２４と陰極引き出し部１４と陰極電極２２等を固定したコンデンサ３０を容器２８に収容し、コンデンサ３０と容器２８の間隙に樹脂２６を充填する。これによって、コンデンサ本体１２の内部に水分が侵入するのを防止する。

特開２０００−３２３３５６号公報

従来の技術は、コンデンサ本体の周囲に空間を残した状態でコンデンサ本体を収容する容器を必要とする。コンデンサ本体よりも大型の容器を必要とする。
本明細書では、容器を使用しないでコンデンサ本体の内部に水分が侵入するのを防止する技術を開示する。

本明細書で開示するコンデンサは、陽極膜と誘電体膜と陰極膜と誘電体膜からなる積層構造を単位とし、その単位が繰返し積層されているコンデンサ本体を備えている。そのコンデンサ本体の積層構造が露出している面に陽極引き出し部が形成されており、陽極引き出し部が積層状態にある陽極膜群と陽極電極を接続している。同様に、コンデンサ本体の積層構造が露出している他の面に陰極引き出し部が形成されており、陰極引き出し部が積層状態にある陰極膜群と陽極電極を接続している。本明細書で開示するコンデンサでは、陽極引き出し部も陰極引き出し部も、金属を溶射することで形成される金属粒子の溶着物と熱可塑性樹脂を溶射することで形成される樹脂の溶着物の混合物で形成されている。
陽極引き出し部と陰極引き出し部が金属溶着物と樹脂溶着物の混合物で形成されていると、陽極引き出し部と陰極引き出し部を水分が透過しづらい。そのために、陽極引き出し部と陰極引き出し部からコンデンサ本体の内側に水分が侵入するおそれが低下する。

本明細書で開示するコンデンサは、コンデンサ本体において積層状態にある陽極膜群が露出している面に、金属と熱可塑性樹脂を溶射して陽極引き出し部を形成する工程と、コンデンサ本体において積層状態にある陰極膜群が露出している面に、金属と熱可塑性樹脂を溶射して陰極引き出し部を形成する工程を実施することで製造することができる。

金属と熱可塑性樹脂を同時に溶射してもよいし、先に金属を溶射し、次いで熱可塑性樹脂を溶射してもよい。

本明細書に開示されているコンデンサによると、陽極引き出し部と陰極引き出し部を水分が透過することを抑制できる。陽極引き出し部と陰極引き出し部を形成した段階で、コンデンサ本体の内側に水分が侵入するおそれを低下させることができる。図５に示した従来技術のように、陽極引き出し部と陰極引き出し部の外側に樹脂を充填して水分の侵入を防ぐ措置を講じる必要がない。また樹脂を充填するための容器も必要とされない。

実施例のコンデンサ本体の積層構造の一部と電極引き出し部を示す。捲回型コンデンサの積層構造の一部を示す。積層型コンデンサの積層構造の一部を示す。従来の捲回型コンデンサの電極引き出し部を示す。従来の捲回型コンデンサに耐湿性を付与する構造を示す。

下記に示す実施例の主要な特徴を列記する。
（特徴１）溶射する熱可塑性樹脂は、ＰＰＳ，ＰＥＴ，ＰＥＥＫ，ＰＢＴまたはナイロンである。
（特徴２）体積比率で２％以上となる量の樹脂を溶射する。
（特徴３）体積比率で２０％以下となる量の樹脂を溶射する。
（特徴４）溶射する金属は、Ｚｎ，Ｓｎ，Ｃｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｉｎ，Ｂｉまたはそれらの合金である。

図２は、各々が長尺である陽極膜２と誘電体膜４と陰極膜６と誘電体膜８が積層されているシート１を捲回することで形成されているコンデンサ本体１２の外観を模式的に示している。捲回されているコンデンサ本体１２の一方の端面１２ａには、積層状態にある陽極膜群２が露出している。コンデンサ本体１２の反対側の端面１２ｂには、積層状態にある陰極膜群６が露出している。
図１は、コンデンサ本体１２の断面の一部を示している。後記する陽極引き出し部３６と陰極引き出し部３４を形成する前の段階では、コンデンサ本体１２の一方の端面１２ａに積層状態にある陽極膜群２が露出しており、コンデンサ本体１２の反対側の端面１２ｂに積層状態にある陰極膜群６が露出していることが確認される。

本実施例では、溶射して陽極引き出し部３６を形成する際に、端面１２ａにノズル２０から溶融金属粒子群１８を溶射するのと同時にノズル４０から溶融樹脂粒子群３８を溶射する。同様に、陰極引き出し部３４を形成する際に、端面１２ｂに溶融金属粒子群１８と溶融樹脂粒子群３８を同時に溶射する。

溶融金属粒子群１８と溶融樹脂粒子群３８を同時に溶射すると、溶融金属粒子群１８が凝固することで形成される溶着物に存在する金属粒子と金属粒子間の間隙が樹脂で充填された構造が得られる。間隙が樹脂で充填されている溶着物は、水分の透過を阻止する。体積比率で２％〜２０％となる量の樹脂を溶射すると、水分の透過をよく阻止する溶着物が得られる。
本実施例の構造によると、コンデンサ本体１２の端面１２ａに陽極引き出し部３６を形成し、コンデンサ本体１２の端面１２ａに陰極引き出し部３４を形成した段階で、コンデンサ本体１２の内側に外界から水分が侵入する恐れが低い防湿・防水構造が完成する。図５に示した樹脂２６で防湿・防水する必要がない。陽極引き出し部３６に陽極電極を固定し、陰極引き出し部３４に陰極電極を固定すれば、それ以上に防湿・防水対策を講じる必要のないコンデンサを得ることができる。必要であれば、捲回型のコンデンサ本体１２の外周を耐湿フイルムで覆ってから、端面に陽極引き出し部３６と陰極引き出し部３４を形成してもよい。

図１に示すように、陰極膜６は、端面１２ａから後退している。陰極膜６の図示の右側には空間６ａが確保されている。その空間６ａの厚みは薄く、溶射した金属粒子が空間６ａに侵入することはない。陽極引き出し部３６と陰極膜６が導通することはない。同様に、陽極膜２は、端面１２ｂから後退している。陽極膜２の図示の左側には空間２ａが確保されている。その空間２ａの厚みは薄く、溶射した金属粒子が空間２ａに侵入することはない。陰極引き出し部３４と陽極膜２が導通することはない。

誘電体膜８の右側端部は、陽極膜２よりも後退している。そのために端面１２ａに溶射すると、陽極膜２の右側端部の上面に溶融金属粒子が到達して凝固する。陽極引き出し部３６は陽極膜２とよく導通する。同様に、誘電体膜４の左側端部は、陰極膜６よりも後退している。そのために端面１２ｂに溶射すると、陰極膜６の左側端部の上面に溶融金属粒子が到達して凝固する。陰極引き出し部３４は陰極膜６とよく導通する。

上記の実施例では、端面１２ａと１２ｂに、金属と樹脂を同時に溶射する。これに代えて、先に金属を溶射し、次いで樹脂を溶射してもよい。この場合も、溶融金属粒子群が凝固することで形成される溶着物に存在する間隙が樹脂で充填された構造を得ることができる。この方法によると、金属溶射層の内部は金属のみで構成される。樹脂が金属溶射層の内部の導電性に悪影響を及ぼすことがない。

本明細書に記載する技術は、図２に模式的に示した捲回型コンデンサ本体１２に利用できるのみならず、図３に模式的に示す積層側のコンデンサ本体１０にも利用できる。積層型のコンデンサ本体１０の端面１０ａには陽極膜２が露出するので、端面１０ａに金属と樹脂を溶射することで、防湿・防水性能を備えた陽極引き出し部が形成される。積層型のコンデンサ本体１０の端面１０ｂには陰極膜２が露出するので、端面１０ｂに金属と樹脂を溶射することで、防湿・防水性能を備えた陰極引き出し部が形成される。端面１０ｃ，１０ｄは、絶縁膜で被覆すればよいことから、防湿・防水性能を簡単に確保することができる。

単位積層構造を提供する陽極膜２と誘電体膜４と陰極膜６と誘電体膜８は、４枚の膜を重ねたものであってもよい。あるいは、誘電体膜４の表面に陽極膜２を形成し、誘電体膜８の表面に陰極膜６を形成した２枚の膜を形成したものであってもよい。あるいは、誘電体膜４の表面に陽極膜２を形成し、裏面に陰極膜６を形成した膜を利用してもよい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１：シート
２：陽極膜
４：誘電体膜
６：陰極膜
８：誘電体膜
１０：積層型コンデンサ本体
１２：捲回型コンデンサ本体
１２ａ：陽極側端面
１２ｂ：陰極側端面
１４：陰極引き出し部
１６：陽極引き出し部
１８：溶融金属粒子群
２０：ノズル
２２：陰極電極
２４：陽極電極
２６：樹脂
２８：容器
３４：陰極引き出し部
３６：陽極引き出し部
３８：溶融樹脂粒子群
４０：ノズル

Claims

陽極膜と誘電体膜と陰極膜と誘電体膜からなる単位積層構造が繰返し積層されており、
積層状態にある陽極膜群と陽極電極を接続する陽極引き出し部が、積層構造が露出している面に形成されているとともに、金属粒子の溶着物と熱可塑性樹脂の溶着物の混合物で構成されており、
積層状態にある陰極膜群と陰極電極を接続する陰極引き出し部が、積層構造が露出している面に形成されているとともに、金属粒子の溶着物と熱可塑性樹脂の溶着物の混合物で構成されていることを特徴とするコンデンサ。
陽極膜と誘電体膜と陰極膜と誘電体膜からなる単位積層構造が繰返し積層されているコンデンサ本体の、積層状態にある陽極膜群が露出している面に、金属と熱可塑性樹脂を溶射して陽極引き出し部を形成する工程と、
前記コンデンサ本体の、積層状態にある陰極膜群が露出している面に、金属と熱可塑性樹脂を溶射して陰極引き出し部を形成する工程と、
を備えているコンデンサの製造方法。
陽極引き出し部を形成する工程と陰極引き出し部を形成する工程において、金属と熱可塑性樹脂を同時に溶射することを特徴とする請求項２に記載のコンデンサの製造方法。
陽極引き出し部を形成する工程と陰極引き出し部を形成する工程において、先に金属を溶射し、次いで熱可塑性樹脂を溶射することを特徴とする請求項２に記載のコンデンサの製造方法。