JP2018032769A - 固体電解コンデンサ素子、固体電解コンデンサ、固体電解コンデンサ素子の製造方法、及び、固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】漏れ電流が抑制された固体電解コンデンサ素子を提供すること。【解決手段】陽極端子領域と陰極形成領域とを有する弁作用金属基体１０と、陰極形成領域上に形成された誘電体層２０と、誘電体層上に形成された固体電解質層と４０、固体電解質層上に形成された集電層５０とを有する固体電解コンデンサ素子１であって、陽極端子領域上に、陽極端子領域と陰極形成領域とを区画するマスキング部材３５からなるマスキング領域３０が形成されている。マスキング領域には、陽極端子領域と陰極形成領域との境界を起点として、陽極端子領域側に向かって、第１の被覆領域３１、誘電体層が露出する露出領域３２及び第２の被覆領域３３がこの順で配置されており、固体電解質層は、第１の被覆領域と、露出領域の少なくとも一部とを覆っている。【選択図】図１

Description

本発明は、固体電解コンデンサ素子、固体電解コンデンサ、固体電解コンデンサ素子の製造方法、及び、固体電解コンデンサの製造方法に関する。

固体電解コンデンサは、例えば、特許文献１に示すように、粗面化された弁作用金属基体の表面に酸化皮膜からなる誘電体層を形成した後、陽極部と陰極部を分断するためにマスキング層を形成し、陽極部を除いた誘電体層上に固体電解質層と、カーボンペースト層及び銀ペースト層からなる集電層とを順次形成する等の方法により作製される固体電解コンデンサ素子を備えている。

特開２００９−１５８６９２号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の固体電解コンデンサでは、漏れ電流が大きくなる不具合が発生することがあった。

図７（ａ）及び図７（ｂ）は、従来の固体電解コンデンサを構成する固体電解コンデンサ素子の一例を模式的に示す断面図である。
従来の固体電解コンデンサ素子６を構成する固体電解質層４０及び集電層５０は、通常、弁作用金属基体１０の陰極部となるべき一方の端部を、導電性高分子の原料溶液や分散液、及び、カーボンペースト等に浸漬することによって形成される。

しかし、固体電解質層４０を形成するために導電性高分子の原料溶液又は分散液に弁作用金属基体１０を浸漬した際、原料溶液又は分散液がマスキング部材３５にはじかれてしまい、図７（ａ）に示すように、マスキング部材３５と固体電解質層４０との間に隙間が形成される場合があった。

この場合、集電層５０を形成するためにカーボンペースト等を固体電解質層４０上に塗布すると、上記隙間にカーボンペースト等が入り込み、図７（ｂ）に示すように、集電層５０が誘電体層２０と接触することになる。その結果、漏れ電流が大きくなると考えられる。

本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、漏れ電流が抑制された固体電解コンデンサ素子を提供することを目的とする。本発明はまた、該固体電解コンデンサ素子を備える固体電解コンデンサ、該固体電解コンデンサ素子の製造方法、及び、該固体電解コンデンサ素子を用いた固体電解コンデンサの製造方法を提供することを目的とする。

本発明の固体電解コンデンサ素子は、陽極端子領域と陰極形成領域とを有する弁作用金属基体と、上記陰極形成領域上に形成された誘電体層と、上記誘電体層上に形成された固体電解質層と、上記固体電解質層上に形成された集電層とを有する固体電解コンデンサ素子であって、上記陽極端子領域上に、上記陽極端子領域と上記陰極形成領域とを区画し、上記弁作用金属基体を対極と絶縁するための、マスキング部材からなるマスキング領域が形成されており、上記マスキング領域には、上記陽極端子領域と上記陰極形成領域との境界を起点として、上記陽極端子領域側に向かって、上記マスキング部材を含む第１の被覆領域、上記誘電体層が露出する露出領域、及び、上記マスキング部材を含む第２の被覆領域がこの順で配置されており、上記固体電解質層は、上記第１の被覆領域と、上記露出領域の少なくとも一部とを覆っていることを特徴とする。

本発明の固体電解コンデンサ素子は、後述の図１に示すように、誘電体層２０が露出した露出領域３２をマスキング領域３０中に有し、第１の被覆領域３１の全体及び露出領域３２の少なくとも一部を覆うように固体電解質層４０が形成されている。従って、第１の被覆領域３１と固体電解質層４０との間には、図７（ａ）に示したような隙間が形成されることがない。その結果、漏れ電流が抑制されると考えられる。

本発明の固体電解コンデンサ素子において、上記マスキング部材の高さは５０μｍ以下であることが好ましい。
マスキング部材の高さが５０μｍを超える場合、コンデンサ素子が大きくなりすぎて、体積あたりの容量が低下してしまうことがある。

本発明の固体電解コンデンサ素子において、上記第１の被覆領域を構成するマスキング部材の表面には、親水性部材が設けられていることが好ましい。
第１の被覆領域を構成するマスキング部材の表面に親水性部材が設けられていると、固体電解質層を形成するための導電性高分子の原料溶液又は分散液が第１の被覆領域においてはじかれにくくなるため、第１の被覆領域上に固体電解質層が形成されやすくなる。

本発明の固体電解コンデンサ素子において、上記親水性部材は、シランカップリング剤、金属キレート剤及び湿潤剤からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
シランカップリング剤、金属キレート剤及び湿潤剤はいずれも、マスキング部材に充分な親水性を付与することができる。

本発明の固体電解コンデンサ素子においては、上記シランカップリング剤が、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン及び３−アミノプロピルトリメトキシシランからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
これらのシランカップリング剤は、マスキング部材の表面に充分な親水性を付与することができる。

本発明の固体電解コンデンサ素子においては、上記金属キレート剤が、８−キノリノール、１，２，３−ベンゾトリアゾール及び１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオンからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
これらの金属キレート剤は、マスキング部材の表面に充分な親水性を付与することができる。

本発明の固体電解コンデンサ素子において、上記第２の被覆領域を構成するマスキング部材の表面には、疎水性部材が設けられていることが好ましい。
第２の被覆領域を構成するマスキング部材の表面に疎水性部材が設けられていると、固体電解質層を形成するための導電性高分子の原料溶液又は分散液が第２の被覆領域においてはじかれやすくなるため、第２の被覆領域上に固体電解質層が形成されにくくなる。

本発明の固体電解コンデンサ素子において、上記マスキング領域上に形成された上記固体電解質層の少なくとも一部は、上記集電層によって覆われておらず露出していることが好ましい。
マスキング領域上に形成された固体電解質層の少なくとも一部が集電層によって覆われずに露出していると、露出領域において集電層と誘電体層とが直接接触することが防止される。

本発明の固体電解コンデンサ素子においては、上記陰極形成領域上の上記誘電体層上に形成された上記固体電解質層の全体が、上記集電層により覆われていることが好ましい。
陰極形成領域上の誘電体層上に形成された固体電解質層の全体が集電層により覆われていると、固体電解コンデンサ素子のＥＳＲを充分に低下させることができる。

本発明の固体電解コンデンサは、本発明の固体電解コンデンサ素子を備え、上記固体電解コンデンサ素子が外装樹脂によって封止されていることを特徴とする。

本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法は、弁作用金属基体の表面に誘電体層を形成する工程と、上記弁作用金属基体上にマスキング部材からなるマスキング領域を形成することにより、上記マスキング領域によって、上記弁作用金属基体を陽極端子領域と陰極形成領域とに区画する工程と、上記マスキング領域の一部上及び上記誘電体層上に固体電解質層を形成する工程と、上記固体電解質層上に集電層を形成する工程とを備え、上記マスキング領域を形成する工程では、上記マスキング領域の端部以外の領域に、上記誘電体層が露出する露出領域を形成し、上記固体電解質層を形成する工程では、上記マスキング領域のうち、上記陽極端子領域と上記陰極形成領域との境界から上記露出領域の少なくとも一部までの領域上に上記固体電解質層を形成することを特徴とする。

本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法では、マスキング領域として、マスキング部材を含む被覆領域と、誘電体層が露出する露出領域とを形成する。この際、マスキング領域の端部以外の領域に露出領域を形成する。従って、陽極端子領域と陰極形成領域の境界から露出領域の少なくとも一部までの領域を覆うように固体電解質層を形成すれば、露出領域よりも陰極形成領域側の被覆領域と固体電解質層との間に隙間が形成されることがない。その結果、漏れ電流が抑制された固体電解コンデンサ素子を製造することができる。

本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法において、上記マスキング部材の高さは５０μｍ以下であることが好ましい。
マスキング部材の高さが５０μｍ以下であると、小型の固体電解コンデンサ素子を製造することができる。

本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法は、上記マスキング領域を形成する工程の後に、さらに、上記露出領域よりも上記陰極形成領域側に形成された被覆領域を構成する上記マスキング部材の表面に親水性部材を付与する工程を備えることが好ましい。
露出領域よりも陰極形成領域側に形成された被覆領域を構成するマスキング部材の表面に親水性部材を付与することにより、固体電解質層を形成するための導電性高分子の原料溶液又は分散液が上記被覆領域においてはじかれにくくなるため、当該被覆領域上に固体電解質層が形成されやすくなる。

本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法において、上記親水性部材は、シランカップリング剤、金属キレート剤及び湿潤剤からなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
シランカップリング剤、金属キレート剤及び湿潤剤はいずれも、マスキング部材に充分な親水性を付与することができる。

本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法においては、上記シランカップリング剤が、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン及び３−アミノプロピルトリメトキシシランからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
これらのシランカップリング剤は、マスキング部材の表面に充分な親水性を付与することができる。

本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法においては、上記金属キレート剤が、８−キノリノール、１，２，３−ベンゾトリアゾール及び１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオンからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
これらの金属キレート剤は、マスキング部材の表面に充分な親水性を付与することができる。

本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法は、上記マスキング領域を形成する工程の後に、さらに、上記露出領域よりも上記陽極端子領域側に形成された被覆領域を構成する上記マスキング部材の表面に疎水性部材を付与する工程を備えることが好ましい。
露出領域よりも陽極端子領域側に形成された被覆領域を構成するマスキング部材の表面に疎水性部材を付与することにより、固体電解質層を形成するための導電性高分子の原料溶液又は分散液が上記被覆領域においてはじかれやすくなるため、当該被覆領域上に固体電解質層が形成されにくくなる。

本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法において、上記集電層を形成する工程では、上記マスキング領域上に形成された上記固体電解質層の少なくとも一部を、上記集電層によって覆わずに露出させることが好ましい。
マスキング領域上に形成された固体電解質層の少なくとも一部を集電層によって覆わずに露出させることによって、集電層と誘電体層とが直接接触することが防止される。

本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法において、上記集電層を形成する工程では、上記陰極形成領域上の上記誘電体層上に形成された上記固体電解質層の全体を上記集電層によって覆うことが好ましい。
陰極形成領域上の誘電体層上に形成された固体電解質層の全体を集電層によって覆うことにより、固体電解コンデンサ素子のＥＳＲを充分に低下させることができる。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法により上記固体電解質コンデンサ素子を製造する工程と、上記固体電解コンデンサ素子を外装樹脂によって封止する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、漏れ電流が抑制された固体電解コンデンサ素子を提供することができる。

図１は、本発明の固体電解コンデンサ素子の一例を模式的に示す断面図である。 図２は、図１に示す固体電解コンデンサ素子１の斜視図である。 図３は、本発明の固体電解コンデンサ素子の別の一例を模式的に示す斜視図である。 図４（ａ）〜図４（ｄ）は、本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、マスキング領域を形成する工程において形成されるマスキング領域の形状の例を模式的に示す斜視図である。 図６は、本発明の固体電解コンデンサの一例を模式的に示す断面図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、従来の固体電解コンデンサを構成する固体電解コンデンサ素子の一例を模式的に示す断面図である。

以下、本発明の固体電解コンデンサ素子及び固体電解コンデンサについて説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。

［固体電解コンデンサ素子］
まず、本発明の固体電解コンデンサ素子について説明する。
本発明の固体電解コンデンサ素子は、陽極端子領域と陰極形成領域とを有する弁作用金属基体と、上記陰極形成領域上に形成された誘電体層と、上記誘電体層上に形成された固体電解質層と、上記固体電解質層上に形成された集電層とを有する固体電解コンデンサ素子であって、上記陽極端子領域上に、上記弁作用金属基体を対極と絶縁するためのマスキング領域が形成されている。

図１は、本発明の固体電解コンデンサ素子の一例を模式的に示す断面図である。
図１に示す固体電解コンデンサ素子１は、陽極端子領域（図１中、両矢印ａで示される領域）と陰極形成領域（図１中、両矢印ｂで示される領域）とを有する弁作用金属基体１０と、陽極端子領域ａ上及び陰極形成領域ｂ上に形成された誘電体層２０と、誘電体層２０上に形成された固体電解質層４０と、固体電解質層４０上に形成された集電層５０とを有する。陽極端子領域ａ上には、陽極端子領域ａと陰極形成領域ｂとを区画し、弁作用金属基体１０を対極と絶縁するための、マスキング部材３５からなるマスキング領域３０が形成されている。マスキング領域３０には、上記陽極端子領域ａと陰極形成領域ｂとの境界を起点として、陽極端子領域ａ側に向かって、マスキング部材３５を含む第１の被覆領域３１、誘電体層２０が露出する露出領域３２及びマスキング部材３５を含む第２の被覆領域３３がこの順で配置されている。
そして、固体電解質層４０は、第１の被覆領域３１の全体及び露出領域３２の少なくとも一部を覆っている。

図２は、図１に示す固体電解コンデンサ素子１の斜視図である。
図２に示すように、図１における第２の被覆領域３３に相当するマスキング部材３５は、誘電体層２０が表面に形成された弁作用金属基体の周囲に設けられている。図２には示されていないが、図１における第１の被覆領域３１に相当するマスキング部材３５も、誘電体層２０が表面に形成された弁作用金属基体の周囲に設けられている。図１及び図２に示す固体電解コンデンサ素子１では、２つのマスキング部材３５の間に、リング状の露出領域３２が配置されている。

図３は、本発明の固体電解コンデンサ素子の別の一例を模式的に示す斜視図である。
図３に示す固体電解コンデンサ素子２では、マスキング部材３５が露出領域によって分断されておらず、誘電体層２０が表面に形成された弁作用金属基体の周囲に、点状の露出領域が配置されている。

本発明の固体電解コンデンサ素子において、マスキング領域は、弁作用金属基体の表面、又は、弁作用金属基体上に形成された誘電体層の表面に周設されていることが好ましく、弁作用金属基体の長軸方向に略直交する方向（以下、弁作用金属基体の周方向ともいう）に沿って一周するように形成されていることがより好ましい。

本発明の固体電解コンデンサ素子において、露出領域の形状は特に限定されず、例えば、図２に示されるようなリング状の露出領域、図３に示されるような点状の露出領域等が挙げられる。リング状の露出領域とは、弁作用金属基体の周囲に連続的に形成された露出領域であり、点状の露出領域とは、弁作用金属基体の周囲に不連続的に形成された露出領域である。これらの中では、点状の露出領域であることが好ましく、周方向に略等間隔に形成された点状の露出領域であることがより好ましい。

露出領域の幅（弁作用金属の長軸方向に平行な方向における長さ）は特に限定されないが、マスキング領域の幅の２０％以上、３５％以下であることが好ましい。

図１及び図２に示す固体電解コンデンサ素子１では、リング状の露出領域が１箇所のみ配置されているが、本発明の固体電解コンデンサ素子においては、弁作用金属基体の長軸方向に間隔を空けて、２箇所以上の露出領域が配置されていてもよい。その場合、露出領域の形状はリング状に限らず、図３に示されるような点状の露出領域が弁作用金属基体の長軸方向に２箇所以上配置されていてもよい。また、異なる形状の露出領域が弁作用金属基体の長軸方向に２箇所以上配置されていてもよい。

本発明の固体電解コンデンサ素子において、マスキング部材の高さは特に限定されないが、５０μｍ以下であることが好ましい。第１の被覆領域を構成するマスキング部材の高さは、第２の被覆領域を構成するマスキング部材の高さと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
本明細書において、マスキング部材の高さとは、マスキング部材が設けられている誘電体層の表面からのマスキング部材の表面までの高さである。なお、弁作用金属基体の表面が多孔質層を有する場合、多孔質層の内部に侵入するマスキング部材の侵入深さはマスキング部材の高さに含まれない。

本発明の固体電解コンデンサ素子において、マスキング部材の材料としては、例えば、ポリフェニルスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、シアン酸エステル樹脂、フッ素樹脂（テトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等）、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及び、それらの誘導体又は前駆体等の絶縁性樹脂が挙げられる。

マスキング領域のうち、第１の被覆領域を構成するマスキング部材の表面には、親水性部材が設けられていることが好ましい。上記親水性部材としては、シランカップリング剤、金属キレート剤及び湿潤剤からなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

シランカップリング剤は、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン及び３−アミノプロピルトリメトキシシランからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

金属キレート剤は、８−キノリノール、１，２，３−ベンゾトリアゾール及び１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオンからなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。

マスキング領域のうち、第２の被覆領域を構成するマスキング部材の表面には、疎水性部材が設けられていることが好ましい。上記疎水性部材としては、例えば、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、シリコーン等が挙げられる。

続いて、本発明の固体電解コンデンサ素子を構成する弁作用金属基体、誘電体層、固体電解質層及び集電層について説明する。

本発明の固体電解コンデンサ素子において、弁作用金属基体は、いわゆる弁作用を示す弁作用金属からなる。弁作用金属としては、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム等の金属単体、又は、これらの金属を含む合金等が挙げられる。これらの中では、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。

本発明の固体電解コンデンサ素子において、弁作用金属基体の形状は、平板状であることが好ましく、箔状であることがより好ましい。また、弁作用金属基体の表面には、エッチング層等の多孔質層が設けられていることが好ましい。弁作用金属基体が多孔質層を有することにより、陽極となる弁作用金属基体の表面積が増加するため、コンデンサ容量を高めることができる。

本発明の固体電解コンデンサ素子において、誘電体層は、上記弁作用金属の酸化皮膜からなることが好ましい。例えば、弁作用金属基体としてアルミニウム箔が用いられる場合、ホウ酸、リン酸、アジピン酸、又は、それらのナトリウム塩、アンモニウム塩等を含む水溶液中で酸化することにより、酸化皮膜を形成することができる。

本発明の固体電解コンデンサ素子において、固体電解質層は、マスキング領域のうち第１の被覆領域と、露出領域の少なくとも一部とに形成されている。固体電解質層は、露出領域の全部に形成されていてもよく、また、第２の被覆領域の一部に形成されていてもよい。さらに、固体電解質層は、陰極形成領域上の誘電体層上にも形成されている。

本発明の固体電解コンデンサ素子においては、マスキング領域上に形成された固体電解質層の少なくとも一部が集電層によって覆われずに露出していることが好ましい。

本発明の固体電解コンデンサ素子においては、陰極形成領域上の誘電体層上に形成された固体電解質層の全体が、集電層により覆われていることが好ましい。

弁作用金属基体が多孔質層を有する場合、固体電解質層は弁作用金属の多孔質層中に含浸される内層と、その外側を覆う外層とで構成されていることが好ましい。内層と外層とは同じ組成であってもよいし、異なる組成であってもよい。

固体電解質層を構成する材料としては、例えば、ピロール類、チオフェン類、アニリン類等を骨格とした導電性高分子等が挙げられる。チオフェン類を骨格とする導電性高分子としては、例えば、ＰＥＤＯＴ［ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）］が挙げられ、ドーパントとなるポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）と複合化させたＰＥＤＯＴ：ＰＳＳであってもよい。

本発明の固体電解コンデンサ素子において、固体電解質層上に形成される集電層は、下地であるカーボン層とその上の銀層からなることが好ましいが、カーボン層のみであってもよく、銀層のみであってもよい。

［固体電解コンデンサ素子の製造方法］
続いて、本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法について説明する。
本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法は、弁作用金属基体の表面に誘電体層を形成する工程と、上記弁作用金属基体上にマスキング部材からなるマスキング領域を形成することにより、上記マスキング領域によって、上記弁作用金属基体を陽極端子領域と陰極形成領域とに区画する工程と、上記マスキング領域の一部上及び上記誘電体層上に固体電解質層を形成する工程と、上記固体電解質層上に集電層を形成する工程とを備え、上記マスキング領域を形成する工程では、上記マスキング領域の端部以外の領域に、上記誘電体層が露出する露出領域を形成し、上記固体電解質層を形成する工程では、上記マスキング領域のうち、上記陽極端子領域と上記陰極形成領域との境界から上記露出領域の少なくとも一部までの領域上に上記固体電解質層を形成することを特徴とする。

図４（ａ）〜図４（ｄ）は、本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法の一例を模式的に示す断面図である。
図４（ａ）〜図４（ｄ）を参照しながら、本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法の一例について説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、弁作用金属基体１０の表面に誘電体層２０を形成する。例えば、アルミニウム箔等の弁作用金属基体の表面に対して、アジピン酸アンモニウム水溶液中で陽極酸化処理（化成処理ともいう）を行うことにより、酸化皮膜からなる誘電体層を形成することができる。

次に、図４（ｂ）に示すように、弁作用金属基体１０上にマスキング部材３５からなるマスキング領域３０を形成することで、マスキング領域３０によって陽極端子領域と陰極形成領域とが区画される。本発明においては、マスキング領域３０が形成されている箇所を陽極端子領域とする。一方、マスキング領域３０が形成されていない箇所は、この段階では陽極端子領域とも陰極形成領域ともなりうる。
ただし、通常は面積の大きい側を陰極形成領域とし、面積の小さい側を陽極端子領域とする。これ以降、図４（ｂ）におけるマスキング領域３０とマスキング領域３０よりも右側の領域とを合わせた領域（図４（ｂ）中、両矢印ａで示される領域）を陽極端子領域とし、マスキング領域３０よりも左側の領域（図４（ｂ）中、両矢印ｂで示される領域）を陰極形成領域として説明する。

マスキング領域３０を形成する工程では、マスキング領域３０の端部以外の領域に、誘電体層が露出する露出領域を形成する。これにより、例えば、図４（ｂ）に示すように、マスキング領域３０は、マスキング部材３５を含む被覆領域（第１の被覆領域３１及び第２の被覆領域３３）と、誘電体層２０が露出する露出領域（露出領域３２）とを有することとなる。

陽極端子領域上にマスキング領域を形成する方法は特に限定されないが、例えば、マスキング部材となる絶縁性樹脂を陽極端子領域に塗布し、必要に応じて加熱、乾燥等を行う方法が挙げられる。
絶縁性樹脂を塗布する方法としては、インクジェット方式、スクリーン印刷方式、ディスペンサー方式、転写方式など公知の手法を採用することができる。

なお、誘電体層は、弁作用金属基体の表面全体に形成される必要はなく、少なくとも弁作用金属基体の陰極形成領域、及び、マスキング領域のうちの露出領域に形成されればよい。少なくとも上記の領域に誘電体層が形成される限り、弁作用金属基体の表面に誘電体層を形成する工程とマスキング領域を形成する工程を行う順序は特に限定されない。すなわち、弁作用金属基体の表面に誘電体層を形成した後にマスキング領域を形成してもよいし、弁作用金属基体の表面にマスキング領域を形成した後に誘電体層を形成してもよい。

また、弁作用金属基体として、予め化成処理が施された化成箔を用いてもよい。化成箔を用いる場合であっても、実際に使用する際には所定の形状に裁断する必要があるため、酸化皮膜を含まない裁断面が露出する。従って、化成箔を用いる場合であっても、裁断面をはじめとする弁作用金属基体の表面に酸化皮膜を形成する「切口化成」と呼ばれる処理を行う必要があり、このような切口化成も、本発明の「弁作用金属基体の表面に誘電体層を形成する工程」に含まれる。

続いて、図４（ｃ）に示すように、固体電解質層４０を、陰極形成領域の誘電体層２０の全部と、マスキング領域３０のうち、第１の被覆領域３１の全部と、露出領域３２の少なくとも一部を覆うように形成する。
固体電解質層を形成する方法としては、例えば、導電性高分子を分散させた分散液（導電性ポリマー液ともいう）を誘電体層上に付与して乾燥させる方法、又は、導電性高分子となるモノマーを含有する溶液（導電性モノマー液ともいう）を誘電体層上に付与して重合させる方法等が挙げられる。

導電性ポリマー液又は導電性モノマー液を誘電体層上に付与する方法は特に限定されないが、例えば、誘電体層上に導電性ポリマー液又は導電性モノマー液を塗布する方法や、表面に誘電体層及びマスキング領域を形成した弁作用金属基体の陰極形成領域側の端部を、導電性ポリマー液又は導電性モノマー液中に所定の深さまで浸漬する方法等が挙げられる。

例えば、図４（ｃ）において、弁作用金属基体１０の陰極形成領域ｂ側の端部から第２の被覆領域３３の半分までを導電性ポリマー液又は導電性モノマー液中に浸漬した場合、第２の被覆領域３３を構成するマスキング部材３５によって導電性ポリマー液又は導電性モノマー液がはじかれてしまうことがある。しかし、その場合であっても、導電性ポリマー液又は導電性モノマー液は、誘電体層２０が露出する露出領域３２上に保持されることとなる。その結果、第１の被覆領域３１上には固体電解質層が充分に形成されるため、第１の被覆領域３１と固体電解質層４０との間には、図７（ａ）に示したような隙間が形成されることがない。

その後、図４（ｄ）に示すように、集電層５０を、固体電解質層４０上に形成する。図４（ｄ）では、集電層５０は陰極形成領域ｂ上の固体電解質層４０上のみに形成されている。

本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法においては、露出領域のうち誘電体層が露出している箇所に集電層が形成されない限り、陽極端子領域上の固体電解質層上に集電層が形成されていてもよいが、マスキング領域上に形成された固体電解質層の少なくとも一部を、集電層によって覆わずに露出させることが好ましい。

本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法においては、陰極形成領域上の誘電体層上に形成された固体電解質層の全体を集電層によって覆うことが好ましい。

マスキング領域を形成する工程について、さらに詳しく説明する。
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、マスキング領域を形成する工程において形成されるマスキング領域の形状の例を模式的に示す斜視図である。
［固体電解コンデンサ素子］で説明したように、マスキング領域の形状、特に、露出領域の形成は特に限定されず、例えば、図５（ａ）に示すようなリング状の露出領域３２を有するマスキング領域３０、図５（ｂ）に示すような点状の露出領域３２を有するマスキング領域３０等を形成すればよい。

その他、露出領域等のサイズ、マスキング部材の高さ、マスキング部材の材料等については、［固体電解コンデンサ素子］で説明したとおりである。

本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法においては、マスキング領域を形成する工程の後に、露出領域よりも陰極形成領域側に形成された被覆領域を構成するマスキング部材の表面に親水性部材を付与してもよい。親水性部材としては、［固体電解コンデンサ素子］で説明したものを使用することができる。

また、本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法においては、マスキング領域を形成する工程の後に、露出領域よりも陽極端子領域側に形成された被覆領域を構成するマスキング部材の表面に疎水性部材を付与してもよい。疎水性部材としては、［固体電解コンデンサ素子］で説明したものを使用することができる。

［固体電解コンデンサ］
続いて、本発明の固体電解コンデンサについて説明する。
本発明の固体電解コンデンサは、［固体電解コンデンサ素子］で説明した固体電解コンデンサ素子を備え、上記固体電解コンデンサ素子が外装樹脂により封止されている。本発明の固体電解コンデンサが複数の固体電解コンデンサ素子を備える場合、［固体電解コンデンサ素子］で説明した固体電解コンデンサ素子以外の固体電解コンデンサ素子を備えてもよい。

図６は、本発明の固体電解コンデンサの一例を模式的に示す断面図である。
図６に示す固体電解コンデンサ１００は、複数の固体電解コンデンサ素子１（以下、単にコンデンサ素子１ともいう）と、陽極端子７０（陽極側のリードフレーム）と、陰極端子８０（陰極側のリードフレーム）と、外装樹脂６０と、を備えている。

外装樹脂６０は、コンデンサ素子１の全体と陽極端子７０の一部と陰極端子８０の一部とを覆うように形成されている。外装樹脂６０の材質としては、例えば、エポキシ樹脂等が挙げられる。

［固体電解コンデンサの製造方法］
以下、本発明の固体電解コンデンサの製造方法について説明する。
本発明の固体電解コンデンサの製造方法では、［固体電解コンデンサ素子の製造方法］で説明した方法によって固体電解コンデンサ素子を作製し、上記固体電解コンデンサ素子を外装樹脂によって封止する。

本発明の固体電解コンデンサは、好ましくは、以下のように製造される。

まず、［固体電解コンデンサ素子の製造方法］で説明した方法により、１又は複数の固体電解コンデンサ素子を作製する。

複数の固体電解コンデンサ素子を備える固体電解コンデンサを製造する場合には、複数の固体電解コンデンサ素子を積層する。このとき、弁作用金属基体の陽極端子領域を互いに対向させて積層する。陽極端子領域を互いに接合するとともに、陽極端子領域に陽極端子を接合する。接合方法としては、例えば、溶接や圧着等が挙げられる。また、集電層に対応する部分同士もそれぞれ接するように積層し、集電層に陰極端子を接合する。これにより、集電層は互いに電気的に接続されることになる。集電層同士の接続や集電層と陰極端子の接合には、例えば、導電性接着剤が用いられる。

続いて、コンデンサ素子の全体と陰極端子の一部と陽極端子の一部とを覆うように外装樹脂で封止する。外装樹脂は、例えば、トランスファーモールドによって形成する。以上により、固体電解コンデンサが得られる。

以下、本発明の固体電解コンデンサ素子及び固体電解コンデンサをより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。

（実施例１）
まず、弁作用金属基体として、表面に多孔質層を有するアルミニウム化成箔を準備し、所定の形状に裁断した。

次に、アルミニウム化成箔の長軸方向の一端から所定の間隔を隔てた位置に、アルミニウム化成箔を一周するようにマスキング部材を帯状に２箇所塗布することによって、マスキング部材を多孔質層中に含浸させ、露出領域を含むマスキング領域を形成した。マスキング領域により分割されたアルミニウム化成箔のうち、面積の小さい部分と上記マスキング領域とを含む領域を陽極端子領域とし、それ以外の領域を陰極形成領域とした。マスキング部材の材料としてはポリイミドを用いた。
この際、マスキング領域の幅は０．８ｍｍとし、マスキング領域の略中央部に、幅０．２ｍｍのリング状の露出領域が設けられるようにマスキング領域を形成した。
なお、マスキング部材の高さは１０μｍとした。

マスキング領域を形成したアルミニウム化成箔をアジピン酸アンモニウム水溶液中で酸化し、酸化アルミニウムからなる誘電体層を裁断面に形成した。

続いて、アルミニウム化成箔の陰極形成領域側の端部から第２の被覆領域の半分までを導電性ポリマー配合液に浸漬させた。導電性ポリマー配合液としては、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの分散液（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸とが混合された分散液）を用いた。浸漬後、乾燥させることにより、陰極形成領域の全体、第１の被覆領域及び露出領域の一部に固体電解質層を形成した。

その後、固体電解質層の表面のうち、陰極形成領域をカーボンペーストに浸漬した後、乾燥させることにより、カーボン層を形成した。得られたカーボン層の表面を銀ペーストに浸漬した後、乾燥させることにより銀層を形成し、固体電解コンデンサ素子を作製した。

上記の固体電解コンデンサ素子を４個積層し、弁作用金属基体の露出部分を外部接続端子（陽極端子）と抵抗溶接で接合し、銀層と別の外部接続端子（陰極端子）とを導電性接着剤で接合し、外装樹脂により封止することで、実施例１に係る固体電解コンデンサを得た。得られた固体電解コンデンサのサイズは、長さ７．３ｍｍ、幅４．３ｍｍ、厚み１．９ｍｍであった。

（実施例２）
露出領域の形状を点状に変更したほかは、実施例１と同様の手順でコンデンサ素子を作製し、実施例２に係る固体電解コンデンサを得た。

（実施例３）
マスキング領域を形成した後、第１の被覆領域を構成するマスキング部材の表面に、シランカップリング剤である３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランを塗布して親水性部材を設けたほかは、実施例１と同様の手順でコンデンサ素子を作製し、実施例３に係る固体電解コンデンサを得た。

（実施例４）
マスキング領域を形成した後、第１の被覆領域を構成するマスキング部材の表面に、シランカップリング剤である３−アミノプロピルトリメトキシシランを塗布して親水性部材を設けたほかは、実施例１と同様の手順でコンデンサ素子を作製し、実施例４に係る固体電解コンデンサを得た。

（実施例５）
マスキング領域を形成した後、第１の被覆領域を構成するマスキング部材の表面に、金属キレート剤である８−キノリノールを塗布して親水性部材を設けたほかは、実施例１と同様の手順でコンデンサ素子を作製し、実施例５に係る固体電解コンデンサを得た。

（実施例６）
マスキング領域を形成した後、第１の被覆領域を構成するマスキング部材の表面に、金属キレート剤である１，２，３−ベンゾトリアゾールを塗布して親水性部材を設けたほかは、実施例１と同様の手順でコンデンサ素子を作製し、実施例６に係る固体電解コンデンサを得た。

（実施例７）
マスキング領域を形成した後、第１の被覆領域を構成するマスキング部材の表面に、金属キレート剤である１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオンを塗布して親水性部材を設けたほかは、実施例１と同様の手順でコンデンサ素子を作製し、実施例７に係る固体電解コンデンサを得た。

（実施例８）
マスキング領域を形成した後、第１の被覆領域を構成するマスキング部材の表面に、湿潤剤（Ａｉｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ社製 Ｃａｒｂｏｗｅｔ１０６）を塗布して親水性部材を設けたほかは、実施例１と同様の手順でコンデンサ素子を作製し、実施例８に係る固体電解コンデンサを得た。

（比較例１）
露出領域を設けず、マスキング領域の全部をマスキング部材によって覆うようにしたほかは、実施例１と同様の手順でコンデンサ素子を作製し、比較例１に係る固体電解コンデンサを得た。
なお、導電性ポリマー配合液、カーボンペースト及び銀ペーストへの浸漬は、実施例１と同様の位置まで行った。

（良品率の評価）
実施例１〜実施例８及び比較例１に係る固体電解コンデンサを各１０００個ずつ作製し、漏れ電流を評価した。漏れ電流が０．１ＣＶ以上のものを不良品と判定し、良品率を求めた。結果を表１に示す。

表１より、マスキング領域に露出領域が設けられた各実施例に係る固体電解コンデンサは、露出領域が設けられていない比較例１に係る固体電解コンデンサよりも、漏れ電流の良品率が高いことがわかった。さらに、実施例３〜実施例８の結果から、第１の被覆領域を構成するマスキング部材の表面に親水性部材を設けることで、良品率がさらに高くなることがわかった。

１、２ 固体電解コンデンサ素子
６ 従来の固体電解コンデンサ素子
１０ 弁作用金属基体
２０ 誘電体層
３０ マスキング領域
３１ 第１の被覆領域
３２ 露出領域
３３ 第２の被覆領域
３５ マスキング部材
４０ 固体電解質層
５０ 集電層
６０ 外装樹脂
７０ 陽極端子（陽極側のリードフレーム）
８０ 陰極端子（陰極側のリードフレーム）
１００ 固体電解コンデンサ

Claims (20)

1. 陽極端子領域と陰極形成領域とを有する弁作用金属基体と、前記陰極形成領域上に形成された誘電体層と、前記誘電体層上に形成された固体電解質層と、前記固体電解質層上に形成された集電層とを有する固体電解コンデンサ素子であって、
   前記陽極端子領域上に、前記陽極端子領域と前記陰極形成領域とを区画し、前記弁作用金属基体を対極と絶縁するための、マスキング部材からなるマスキング領域が形成されており、
   前記マスキング領域には、前記陽極端子領域と前記陰極形成領域との境界を起点として、前記陽極端子領域側に向かって、前記マスキング部材を含む第１の被覆領域、前記誘電体層が露出する露出領域、及び、前記マスキング部材を含む第２の被覆領域がこの順で配置されており、
   前記固体電解質層は、前記第１の被覆領域と、前記露出領域の少なくとも一部とを覆っていることを特徴とする固体電解コンデンサ素子。
2. 前記マスキング部材の高さは５０μｍ以下である請求項１に記載の固体電解コンデンサ素子。
3. 前記第１の被覆領域を構成するマスキング部材の表面には、親水性部材が設けられている請求項１又は２に記載の固体電解コンデンサ素子。
4. 前記親水性部材は、シランカップリング剤、金属キレート剤及び湿潤剤からなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項３に記載の固体電解コンデンサ素子。
5. 前記シランカップリング剤が、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン及び３−アミノプロピルトリメトキシシランからなる群から選択される少なくとも１種である請求項４に記載の固体電解コンデンサ素子。
6. 前記金属キレート剤が、８−キノリノール、１，２，３−ベンゾトリアゾール及び１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオンからなる群から選択される少なくとも１種である請求項４に記載の固体電解コンデンサ素子。
7. 前記第２の被覆領域を構成するマスキング部材の表面には、疎水性部材が設けられている請求項１〜６のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子。
8. 前記マスキング領域上に形成された前記固体電解質層の少なくとも一部は、前記集電層によって覆われておらず露出している請求項１〜７のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子。
9. 前記陰極形成領域上の前記誘電体層上に形成された前記固体電解質層の全体が、前記集電層により覆われている請求項１〜８のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子を備え、前記固体電解コンデンサ素子が外装樹脂によって封止されていることを特徴とする固体電解コンデンサ。
11. 弁作用金属基体の表面に誘電体層を形成する工程と、
    前記弁作用金属基体上にマスキング部材からなるマスキング領域を形成することにより、前記マスキング領域によって、前記弁作用金属基体を陽極端子領域と陰極形成領域とに区画する工程と、
    前記マスキング領域の一部上及び前記誘電体層上に固体電解質層を形成する工程と、
    前記固体電解質層上に集電層を形成する工程とを備え、
    前記マスキング領域を形成する工程では、前記マスキング領域の端部以外の領域に、前記誘電体層が露出する露出領域を形成し、
    前記固体電解質層を形成する工程では、前記マスキング領域のうち、前記陽極端子領域と前記陰極形成領域との境界から前記露出領域の少なくとも一部までの領域上に前記固体電解質層を形成することを特徴とする固体電解コンデンサ素子の製造方法。
12. 前記マスキング部材の高さは５０μｍ以下である請求項１１に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
13. 前記マスキング領域を形成する工程の後に、さらに、前記露出領域よりも前記陰極形成領域側に形成された被覆領域を構成する前記マスキング部材の表面に親水性部材を付与する工程を備える請求項１１又は１２に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
14. 前記親水性部材は、シランカップリング剤、金属キレート剤及び湿潤剤からなる群から選択される少なくとも１種を含む請求項１３に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
15. 前記シランカップリング剤が、３−グリシジルオキシプロピルトリメトキシシラン及び３−アミノプロピルトリメトキシシランからなる群から選択される少なくとも１種である請求項１４に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
16. 前記金属キレート剤が、８−キノリノール、１，２，３−ベンゾトリアゾール及び１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオンからなる群から選択される少なくとも１種である請求項１４に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
17. 前記マスキング領域を形成する工程の後に、さらに、前記露出領域よりも前記陽極端子領域側に形成された被覆領域を構成する前記マスキング部材の表面に疎水性部材を付与する工程を備える請求項１１〜１６のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
18. 前記集電層を形成する工程では、前記マスキング領域上に形成された前記固体電解質層の少なくとも一部を、前記集電層によって覆わずに露出させる請求項１１〜１７のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
19. 前記集電層を形成する工程では、前記陰極形成領域上の前記誘電体層上に形成された前記固体電解質層の全体を前記集電層によって覆う請求項１１〜１８のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
20. 請求項１１〜１９のいずれかに記載の方法によって固体電解コンデンサ素子を作製する工程と、
    前記固体電解コンデンサ素子を外装樹脂によって封止する工程と、を備えることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。

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