JP2018082008A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材料の使用効率が高く、漏れ電流が少ない固体電解コンデンサを提供する。【解決手段】第１端面側に陽極部を有し、第２端面側に陰極部を有する弁作用金属基体１１と、弁作用金属基体に設けられた誘電体層１２と陰極層１３とを有する、１個又は複数個のコンデンサ素子１０と、コンデンサ素子の周囲に設けられた外装樹脂３０と、外装樹脂の第１端面に設けられた第１外部電極４１と、外装樹脂の第２端面に設けられた第２外部電極４２と、を備える固体電解コンデンサ１である。外装樹脂の第１端面では、弁作用金属基体の露出部が第１外部電極と電気的に接続されており、外装樹脂の第２端面では、陰極層の露出部が上記第２外部電極と電気的に接続されているとともに、弁作用金属基体の露出部と第２外部電極との間に弁作用金属基体の露出部を被覆する絶縁層が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、固体電解コンデンサ及びその製造方法に関する。

小型で大容量の固体電解コンデンサとして、弁作用金属基体と、弁作用金属基体の表面に形成された誘電体層と、誘電体層の表面に形成された陰極層とを有するコンデンサ素子を備える固体電解コンデンサが知られている（例えば、特許文献１参照）。

国際公開第２０１３／０８８９５４号

特許文献１に記載されているような構成を有する固体電解コンデンサを製造する際、これまでは、化成済みの多孔質弁作用金属箔（例えば多孔質アルミニウム箔）を準備し、レーザー、金型又はパンチングによって所望の形状に型抜きした後、該金属箔の切り口を再化成することにより、陽極となる弁作用金属基体を作製していた。

しかし、上記の方法では、弁作用金属基体にならない不要な部分が金属箔に生じてしまい、材料の使用効率が２０％以下と非常に低くなっているのが現状である。また、再化成は加工プロセスへの負荷が大きい上、電解処理のために安全衛生上のリスクが高いという問題がある。さらに、再化成が不充分であると、漏れ電流が増大するおそれもある。

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、弁作用金属基体を作製するための材料の使用効率が高く、再化成が不要な方法によって製造することができ、漏れ電流が少ない固体電解コンデンサを提供することを目的とする。本発明はまた、弁作用金属基体を作製するための材料の使用効率が高く、再化成が不要な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は、第１端面側に陽極部を有し、第２端面側に陰極部を有する弁作用金属基体と、上記弁作用金属基体の陽極部及び陰極部に設けられた誘電体層と、上記陰極部上の上記誘電体層の表面に設けられた陰極層とを有する、１個又は複数個のコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子の周囲に設けられた外装樹脂と、上記外装樹脂の第１端面に設けられた第１外部電極と、上記外装樹脂の第２端面に設けられた第２外部電極と、を備える固体電解コンデンサであって、上記外装樹脂の第１端面では、上記外装樹脂から上記弁作用金属基体が露出し、上記弁作用金属基体の露出部が上記第１外部電極と電気的に接続されており、上記外装樹脂の第２端面では、上記外装樹脂から上記弁作用金属基体及び上記陰極層が露出し、上記陰極層の露出部が上記第２外部電極と電気的に接続されているとともに、上記弁作用金属基体の露出部と上記第２外部電極との間に上記弁作用金属基体の露出部を被覆する絶縁層が設けら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において、上記絶縁層は、上記弁作用金属基体の露出部に加えて、上記陰極層の露出部の一部も被覆することが好ましい。

本発明の固体電解コンデンサにおいては、複数個の上記コンデンサ素子が積層されていることが好ましい。特に、隣接するコンデンサ素子の陰極層が接合されるように、複数個の上記コンデンサ素子が積層されていることが好ましい。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、長尺状の弁作用金属基体の表面に誘電体層が設けられた弁作用金属リボンを１枚又は複数枚準備する工程と、上記弁作用金属リボンの誘電体層の表面に、間隔を挟んで複数の陰極層を長手方向に形成する工程と、上記複数の陰極層が形成された弁作用金属リボンを外装樹脂で封止することにより、封止体を作製する工程と、上記複数の陰極層の端部のうち、長手方向の同じ側の端部で上記封止体を切断することにより、上記外装樹脂の第１端面から上記弁作用金属基体が露出するとともに、上記外装樹脂の第２端面から上記弁作用金属基体及び上記陰極層が露出したコンデンサ素子に分割する工程と、上記外装樹脂の第２端面側の上記弁作用金属基体の露出部を被覆するように、上記弁作用金属基体の露出部上に絶縁層を形成する工程と、上記外装樹脂の第１端面に、上記弁作用金属基体の露出部と電気的に接続される第１外部電極を形成する工程と、上記外装樹脂の第２端面に、上記陰極層の露出部と電気的に接続される第２外部電極を形成する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法においては、上記外装樹脂の第２端面側の上記弁作用金属基体の露出部に加えて、上記陰極層の露出部の一部も被覆するように上記絶縁層を形成することが好ましい。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、上記封止体を作製する工程の前に、上記複数の陰極層が形成された弁作用金属リボンを、隣接する弁作用金属リボンの陰極層が接合されるように複数枚積層する工程をさらに備えることが好ましい。

本発明によれば、弁作用金属基体を作製するための材料の使用効率が高く、再化成が不要な方法によって製造することができ、漏れ電流が少ない固体電解コンデンサを提供することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る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２（ａ）〜図２（ｈ）は、本発明の第１実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す断面図である。 図３（ａ）〜図３（ｈ）は、本発明の第１実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係る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５（ａ）〜図５（ｉ）は、本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す断面図である。 図６（ａ）〜図６（ｉ）は、本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。

以下、本発明の固体電解コンデンサ及びその製造方法について説明する。
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望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。

本発明の固体電解コンデンサでは、外装樹脂の第１端面からは弁作用金属基体が露出して第１外部電極と電気的に接続されており、外装樹脂の第２端面からは陰極層が露出して第２外部電極と電気的に接続されている。外装樹脂の第２端面からは弁作用金属基体も露出しているが、弁作用金属基体の露出部と第２外部電極との間に弁作用金属基体を被覆する絶縁層が設けられているため、弁作用金属基体は第２外部電極と電気的に絶縁されている。本発明の固体電解コンデンサでは、上記絶縁層を設けることにより、漏れ電流を少なくすることができる。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法では、長尺状の弁作用金属基体の表面に誘電体層が設けられた弁作用金属リボンを準備しておき、間隔を挟んで複数の陰極層を弁作用金属リボンの長手方向に形成した後、外装樹脂で封止することにより封止体を作製する。そして、各陰極層の同じ側の端部で封止体を切断することにより、陰極層間の間隔が陽極部となり、外装樹脂の第１端面から弁作用金属基体が露出するとともに、外装樹脂の第２端面から弁作用金属基体及び陰極層が露出したコンデンサ素子を陰極層の数だけ作製することができる。上記の方法では、弁作用金属基体にならない不要な部分を少なくすることができるため、弁作用金属基体を作製するための材料の使用効率を高くすることができる。さらに、第２端面側の弁作用金属基体の露出部上に絶縁層を形成することにより、弁作用金属基体を第２外部電極と絶縁させることができるため、弁作用金属基体の露出部に対して再化成を行う必要がなく、漏れ電流の少ない固体電解コンデンサを効率良く製造することができる。

以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第２実施形態以降では、第１実施形態と共通の事項についての記述は省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎には逐次言及しない。

［第１実施形態］
＜固体電解コンデンサ＞
本発明の第１実施形態では、固体電解コンデンサが１個のコンデンサ素子を備えている。

図１は、本発明の第１実施形態に係る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１に示す固体電解コンデンサ１は、１個のコンデンサ素子１０と、コンデンサ素子１０の周囲に設けられた外装樹脂３０と、外装樹脂３０の第１端面（図１では左側の面）に設けられた第１外部電極４１と、外装樹脂３０の第２端面（図１では右側の面）に設けられた第２外部電極４２と、を備えている。コンデンサ素子１０は、弁作用金属基体１１と、弁作用金属基体１１の表面に設けられた誘電体層１２と、誘電体層１２の表面に設けられた陰極層１３と、を有している。弁作用金属基体１１は、第１端面側に陽極部２１を有し、第２端面側に陰極部２２を有しており、図１では、弁作用金属基体１１に周設された絶縁層２５によって陽極部２１と陰極部２２とが分離されている。誘電体層１２は、弁作用金属基体１１の陽極部２１及び陰極部２２に設けられており、図１では、弁作用金属基体１１の表面のうち、絶縁層２５が設けられている部分にも設けられている。陰極層１３は、陰極部２２上の誘電体層１２の表面に設けられており、図１では、陰極層１３は、誘電体層１２の表面に設けられた固体電解質層１３ａと、固体電解質層１３ａの表面に設けられた集電層１３ｂとを含んでいる。

外装樹脂３０の第１端面では、外装樹脂３０から弁作用金属基体１１が露出し、弁作用金属基体１１の露出部が第１外部電極４１と電気的に接続されている。一方、外装樹脂３０の第２端面では、外装樹脂３０から弁作用金属基体１１及び陰極層１３が露出し、陰極層１３の露出部が第２外部電極４２と電気的に接続されているとともに、弁作用金属基体１１の露出部と第２外部電極４２との間に弁作用金属基体１１の露出部を被覆する絶縁層２０が設けられている。絶縁層２０は、弁作用金属基体１１の露出部に加えて、陰極層１３の露出部の一部も被覆しており、図１では、固体電解質層１３ａの露出部の全体を被覆している。

本発明の固体電解コンデンサにおいて、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。

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、弁作用金属基体は、芯部の表面に多孔質部を有している構造であることが好ましく、芯部の表面にエッチング層等の多孔質層が設けら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。誘電体層は、弁作用金属基体の多孔質部の表面に設けられていることが好ましい。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、アジピン酸アンモニウム等を含む水溶液中でアルミニウム箔の表面に対して陽極酸化処理（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。

本発明の固体電解コンデンサにおいては、陽極部と陰極部とを確実に分離するため、絶縁層が弁作用金属基体に周設されていることが好ましい。絶縁層の材料としては、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。

本発明の固体電解コンデンサにおいては、陰極層として、誘電体層の表面に固体電解質層が設けられていることが好ましい。固体電解質層の表面には、集電層が設けられていることがより好ましい。

固体電解質層を構成する材料としては、例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類等の導電性高分子等が挙げられる。これらの中では、ポリチオフェン類が好ましく、ＰＥＤＯＴと呼ばれるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）が特に好ましい。また、上記導電性高分子は、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等のドーパントを含んでいてもよい。

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、カーボン層のみでもよく、銀層のみでもよい。

本発明の固体電解コンデンサにおいて、外装樹脂は、コンデンサ素子を覆うように設けられている。外装樹脂の材質としては、例えば、エポキシ樹脂等が挙げられる。

本発明の固体電解コンデンサにおいて、第１外部電極及び第２外部電極の構成は特に限定されず、例えば、めっき電極、樹脂電極等が挙げられる。

本発明の固体電解コンデンサにおいて、弁作用金属基体の露出部と第２外部電極との間に設けられる絶縁層の材料は、上述した弁作用金属基体に周設される絶縁層の材料と同じ絶縁性樹脂であってもよいし、異なる絶縁性樹脂であってもよい。

本発明の固体電解コンデンサにおいて、弁作用金属基体の露出部と第２外部電極との間に設けられる絶縁層は、少なくとも弁作用金属基体の露出部を被覆していればよいが、陰極層の露出部の一部も被覆していることが好ましい。弁作用金属基体の露出部だけでなく陰極層の露出部も被覆する絶縁層を設けることにより、弁作用金属基体を第２外部電極と確実に絶縁させることができる。図１に示す固体電解コンデンサ１では、絶縁層２０は、固体電解質層１３ａの露出部の全体を被覆しているが、絶縁層２０は、固体電解質層１３ａの露出部の一部を被覆していてもよく、また、固体電解質層１３ａの露出部の全体に加えて集電層１３ｂの一部を被覆していてもよい。

本発明の第１実施形態では、例えば、チップサイズ：３５２８サイズ（３．５ｍｍ×２．８ｍｍ）、容量：３μＦ、等価直列抵抗（ＥＳＲ）：４０ｍΩの固体電解コンデンサを得ることができる。

＜固体電解コンデンサの製造方法＞
本発明の第１実施形態に係る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。

図２（ａ）〜図２（ｈ）は、本発明の第１実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す断面図であり、図３（ａ）〜図３（ｈ）は、本発明の第１実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。

図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、長尺状の弁作用金属基体１１の表面に誘電体層１２が設けられた弁作用金属リボン１００を１枚準備する。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法では、完成品の固体電解コンデンサを構成する弁作用金属基体の幅と同じ幅を有する弁作用金属リボンを準備する。これにより、弁作用金属基体を目的の幅に型抜きする必要がなくなるため、弁作用金属基体を作製するための材料の使用効率を高くすることができる。

弁作用金属リボンを構成する弁作用金属基体は、長尺状であることを除いて、＜固体電解コンデンサ＞で説明したものと同じである。

弁作用金属リボンを構成する弁作用金属基体の表面には、誘電体層が設けられている。＜固体電解コンデンサ＞で説明したように、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、アジピン酸アンモニウム等を含む水溶液中でアルミニウム箔の表面に対して陽極酸化処理（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。また、製造効率を高める観点からは、誘電体層が表面に設けられ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ることが好ましい。

誘電体層は、弁作用金属リボンを構成する弁作用金属基体の主面（図２（ａ）では上下の面）に少なくとも設けられており、好ましくは側面（図２（ａ）では手前及び奥の面）にも設けられている。弁作用金属基体の側面に誘電体層が設けられていない弁作用金属リボンを使用してもよいが、その場合には、陰極層を形成する前に、弁作用金属基体に周設される絶縁層と類同の絶縁材料を用いて、弁作用金属基体の側面にも絶縁層を形成することが好ましい。弁作用金属基体の側面に絶縁層を形成することにより、漏れ電流を少なくすることができる。弁作用金属基体の側面に絶縁層を形成する場合、弁作用金属基体の角部（稜線部）に絶縁層を形成することにより、当該箇所を保護することが特に好ましい。

陰極層を形成する前に、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、弁作用金属リボン１００の誘電体層１２の表面に、間隔を挟んで複数の絶縁層２５を長手方向に形成することが好ましい。この場合、図３（ｂ）に示すように、弁作用金属リボン１００の周囲に絶縁層２５を形成する。

絶縁層間の間隔は、完成品の固体電解コンデンサの陽極部の長さ及び陰極部の長さの合計に対応する。絶縁層の材料としては、＜固体電解コンデンサ＞で説明した絶縁性樹脂を使用することができる。絶縁層は、絶縁性樹脂等の材料を誘電体層の表面に塗布し、加熱等によって固化または硬化させて形成することができる。

図２（ｃ）及び図３（ｃ）に示すように、弁作用金属リボン１００の誘電体層１２の表面に、間隔を挟んで複数の陰極層１３を長手方向に形成する。図２（ｃ）では、陰極層１３として、誘電体層１２の表面に固体電解質層１３ａを形成した後、固体電解質層１３ａの表面に集電層１３ｂを形成している。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法においては、陰極層として、誘電体層の表面に固体電解質層を形成することが好ましい。この場合、例えば、３，４−エチレンジオキシチオフェン等のモノマーを含む処理液を用いて、誘電体層の表面にポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）等の重合膜を形成する方法や、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）等のポリマーの分散液を誘電体層の表面に塗布して乾燥させる方法等により、固体電解質層を形成することができる。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法においては、固体電解質層上に集電層を形成することがより好ましい。集電層として、カーボン層及び銀層を順次積層して形成することが好ましいが、カーボン層のみを形成してもよく、銀層のみを形成してもよい。例えば、カーボンペーストを塗布及び乾燥させた後に、銀ペーストを塗布及び乾燥させることにより、カーボン層及び銀層を形成することができる。

図２（ｄ）及び図３（ｄ）に示すように、複数の陰極層１３が形成された弁作用金属リボン１００を外装樹脂３０で封止することにより、封止体１１０を作製する。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法において、外装樹脂は、例えば、モールド樹脂成形法等により形成することができる。外装樹脂の材料としては、＜固体電解コンデンサ＞で説明したものを使用することができる。

図２（ｅ）及び図３（ｅ）に示すように、複数の陰極層１３の端部のうち、長手方向の同じ側の端部で封止体１１０を切断する。封止体の切断にはダイサーを使用することができる。その他、ギロチンカットやレーザー、スリッター等による切断でもよい。これにより、図２（ｆ）及び図３（ｆ）に示すように、外装樹脂３０の第１端面から弁作用金属基体１１が露出するとともに、外装樹脂３０の第２端面から弁作用金属基体１１及び陰極層１３が露出したコンデンサ素子１２０に分割する。陰極層間の間隔は陽極部となり、分割されたコンデンサ素子１２０の数は、長手方向に形成した陰極層１３の数に対応する。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法においては、切断のみにより、コンデンサ素子を構成する外装樹脂の第１端面から弁作用金属基体を露出させるとともに、隣接するコンデンサ素子を構成する外装樹脂の第２端面から弁作用金属基体及び陰極層を露出させることが好ましいが、切断後に研磨処理等を行うことにより、第１端面側の弁作用金属基体、並びに、第２端面側の弁作用金属基体及び陰極層を露出させてもよい。

図２（ｇ）及び図３（ｇ）に示すように、外装樹脂３０の第２端面側の弁作用金属基体１１の露出部を被覆するように、弁作用金属基体１１の露出部上に絶縁層２０を形成する。弁作用金属基体１１上に陰極層１３の材料が付着している場合には、陰極層１３の材料を除去した後に絶縁層２０を形成することが好ましい。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法において、弁作用金属基体の露出部上に形成する絶縁層の材料は、上述した弁作用金属基体に周設される絶縁層の材料と同じ絶縁性樹脂であってもよいし、異なる絶縁性樹脂であってもよい。絶縁層は、絶縁性樹脂等の材料を弁作用金属基体の露出部上に塗布し、加熱等によって固化または硬化させて形成することができる。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法においては、外装樹脂の第２端面側の弁作用金属基体の露出部を被覆するように絶縁層を形成すればよいが、陰極層の露出部の一部も被覆するように絶縁層を形成することが好ましい。弁作用金属基体の露出部だけでなく陰極層の露出部も被覆する絶縁層を形成することにより、弁作用金属基体を第２外部電極と確実に絶縁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において、弁作用金属基体の露出部上への絶縁層の形成は、第１外部電極及び第２外部電極の形成前に行うことが好ましいが、第２外部電極の形成前であれば、どの段階で形成してもよい。

なお、絶縁層を形成する前に、弁作用金属基体の露出部に対して化成処理あるいは熱処理を行うことにより切断面を絶縁化してもよい。

図２（ｈ）及び図３（ｈ）に示すように、外装樹脂３０の第１端面に、弁作用金属基体１１の露出部と電気的に接続される第１外部電極４１を形成し、外装樹脂３０の第２端面に、陰極層１３の露出部と電気的に接続される第２外部電極４２を形成する。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法において、第１外部電極及び第２外部電極を形成する順序は特に限定されない。第１外部電極及び第２外部電極の構成は特に限定されず、例えば、めっき電極、樹脂電極等を形成すればよい。

なお、弁作用金属基体の第１端面に酸化皮膜が形成されている場合には、端面の酸化皮膜を除去した後に第１外部電極と接続すればよい。

以上により、図１に示す固体電解コンデンサ１が得られる。

［第２実施形態］
＜固体電解コンデンサ＞
本発明の第２実施形態では、固体電解コンデンサが複数個のコンデンサ素子を備えており、隣接するコンデンサ素子の陰極層が接合されるように、複数個のコンデンサ素子が積層されている。複数個のコンデンサ素子を積層することにより、大容量の固体電解コンデンサとすることができる。なお、コンデンサ素子の間に外装樹脂が侵入していてもよい。

以下、固体電解コンデンサが２個のコンデンサ素子を備える例について説明するが、コンデンサ素子の個数は特に限定されない。

図４は、本発明の第２実施形態に係る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４に示す固体電解コンデンサ２は、２個のコンデンサ素子１０ａ及び１０ｂと、コンデンサ素子１０ａ及び１０ｂの周囲に設けられた外装樹脂３０と、外装樹脂３０の第１端面（図４では左側の面）に設けられた第１外部電極４１と、外装樹脂３０の第２端面（図４では右側の面）に設けられた第２外部電極４２と、を備えている。コンデンサ素子１０ａ及び１０ｂは、それぞれ、弁作用金属基体１１と、弁作用金属基体１１の表面に設けられた誘電体層１２と、誘電体層１２の表面に設けられた陰極層１３と、を有している。コンデンサ素子１０ａの陰極層１３とコンデンサ素子１０ｂの陰極層１３とが接合されるように、コンデンサ素子１０ａ及び１０ｂが積層されている。弁作用金属基体１１は、第１端面側に陽極部２１を有し、第２端面側に陰極部２２を有しており、図４では、弁作用金属基体１１に周設された絶縁層２５によって陽極部２１と陰極部２２とが分離されている。誘電体層１２は、弁作用金属基体１１の陽極部２１及び陰極部２２に設けられており、図４では、弁作用金属基体１１の表面のうち、絶縁層２５が設けられている部分にも設けられている。陰極層１３は、陰極部２２上の誘電体層１２の表面に設けられており、図４では、陰極層１３は、誘電体層１２の表面に設けられた固体電解質層１３ａと、固体電解質層１３ａの表面に設けられた集電層１３ｂとを含んでいる。

外装樹脂３０の第１端面では、外装樹脂３０から弁作用金属基体１１が露出し、弁作用金属基体１１の露出部が第１外部電極４１と電気的に接続されている。一方、外装樹脂３０の第２端面では、外装樹脂３０から弁作用金属基体１１及び陰極層１３が露出し、陰極層１３の露出部が第２外部電極４２と電気的に接続されているとともに、弁作用金属基体１１の露出部と第２外部電極４２との間に弁作用金属基体１１の露出部を被覆する絶縁層２０が設けられている。絶縁層２０は、弁作用金属基体１１の露出部に加えて、陰極層１３の露出部の一部も被覆しており、図４では、固体電解質層１３ａの露出部の全体を被覆している。

図４には示していないが、本発明の第２実施形態において、複数個のコンデンサ素子は、隣接するコンデンサ素子の陰極層間に、銀ペースト等の導電性ペーストによって接合されていることが好ましい。

本発明の第２実施形態においては、固体電解コンデンサが複数個のコンデンサ素子を備えることを除いて、固体電解コンデンサを構成するコンデンサ素子（弁作用金属基体、誘電体層及び陰極層）、外装樹脂、第１外部電極、並びに、第２外部電極は、第１実施形態と同じである。

本発明の第２実施形態では、例えば、チップサイズ：３５２８サイズ（３．５ｍｍ×２．８ｍｍ）、容量：９層で２４μＦ、ＥＳＲ：９層で５ｍΩの固体電解コンデンサを得ることができる。

＜固体電解コンデンサの製造方法＞
本発明の第２実施形態に係る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。

図５（ａ）〜図５（ｉ）は、本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す断面図であり、図６（ａ）〜図６（ｉ）は、本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。

図５（ａ）及び図６（ａ）に示すように、長尺状の弁作用金属基体１１の表面に誘電体層１２が設けられた弁作用金属リボン１００を複数枚準備する。

本発明の第２実施形態においては、第１実施形態で説明した弁作用金属リボンを複数枚準備すればよい。

陰極層を形成する前に、図５（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、弁作用金属リボン１００の誘電体層１２の表面に、間隔を挟んで複数の絶縁層２５を長手方向に形成することが好ましい。この場合、図６（ｂ）に示すように、弁作用金属リボン１００の周囲に絶縁層２５を形成する。

本発明の第２実施形態においては、複数枚の弁作用金属リボンに対して、第１実施形態で説明した絶縁層を形成すればよい。

図５（ｃ）及び図６（ｃ）に示すように、弁作用金属リボン１００の誘電体層１２の表面に、間隔を挟んで複数の陰極層１３を長手方向に形成する。図５（ｃ）では、陰極層１３として、誘電体層１２の表面に固体電解質層１３ａを形成した後、固体電解質層１３ａの表面に集電層１３ｂを形成している。

本発明の第２実施形態においては、複数枚の弁作用金属リボンに対して、第１実施形態で説明した陰極層を形成すればよい。

図５（ｄ）及び図６（ｄ）に示すように、複数の陰極層１３が形成された弁作用金属リボン１００を、隣接する弁作用金属リボン１００の陰極層１３が接合されるように複数枚積層する。図５（ｄ）及び図６（ｄ）では、２枚の弁作用金属リボン１００を積層している。

図５（ｄ）及び図６（ｄ）には示していないが、本発明の第２実施形態においては、隣接するコンデンサ素子の陰極層間に、銀ペースト等の導電性ペーストを配置し、複数枚の弁作用金属リボンを積層及び圧着することが好ましい。

図５（ｅ）及び図６（ｅ）に示すように、複数の陰極層１３が形成された弁作用金属リボン１００を外装樹脂３０で封止することにより、封止体２１０を作製する。

本発明の第２実施形態においては、積層後の弁作用金属リボンを、第１実施形態で説明した方法により外装樹脂で封止すればよい。

図５（ｆ）及び図６（ｆ）に示すように、複数の陰極層１３の端部のうち、長手方向の同じ側の端部で封止体２１０を切断する。封止体の切断にはダイサーを使用することができる。その他、ギロチンカットやレーザー、スリッター等による切断でもよい。これにより、図５（ｇ）及び図６（ｇ）に示すように、外装樹脂３０の第１端面から弁作用金属基体１１が露出するとともに、外装樹脂３０の第２端面から弁作用金属基体１１及び陰極層１３が露出したコンデンサ素子の積層体２２０に分割する。陰極層間の間隔は陽極部となり、分割されたコンデンサ素子の積層体２２０の数は、長手方向に形成した陰極層１３の数に対応する。

本発明の第２実施形態においても、第１実施形態で説明したように、切断後に研磨処理等を行うことにより、第１端面側の弁作用金属基体、並びに、第２端面側の弁作用金属基体及び陰極層を露出させてもよい。

図５（ｈ）及び図６（ｈ）に示すように、外装樹脂３０の第２端面側の弁作用金属基体１１の露出部を被覆するように、弁作用金属基体１１の露出部上に絶縁層２０を形成する。弁作用金属基体１１上に陰極層１３の材料が付着している場合には、陰極層１３の材料を除去した後に絶縁層２０を形成することが好ましい。

本発明の第２実施形態において、絶縁層を形成する方法は第１実施形態と同様である。

図５（ｉ）及び図６（ｉ）に示すように、外装樹脂３０の第１端面に、弁作用金属基体１１の露出部と電気的に接続される第１外部電極４１を形成し、外装樹脂３０の第２端面に、陰極層１３の露出部と電気的に接続される第２外部電極４２を形成する。

本発明の第２実施形態において、第１外部電極及び第２外部電極を形成する方法は第１実施形態と同様である。

以上により、図４に示す固体電解コンデンサ２が得られる。上記の方法では、複数個のコンデンサ素子が積層された、大容量の固体電解コンデンサを製造することができる。また、複数の弁作用金属リボンを切断した後に積層し、外装樹脂で封止する方法に比べて、封止及び切断の回数を少なくすることができるため、効率良く固体電解コンデンサを製造することができる。

なお、本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサは、複数の陰極層が形成された複数枚の弁作用金属リボンを切断した後に積層し、外装樹脂で封止する方法によっても作製することができるが、製造効率を考慮すると、上述のように複数の陰極層が形成された複数枚の弁作用金属リボンを積層した後に外装樹脂で封止し、切断する方法によって作製することが好ましい。

本発明の固体電解コンデンサ及びその製造方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、固体電解コンデンサの構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。例えば、固体電解コンデンサが複数個のコンデンサ素子を備える場合、隣接するコンデンサ素子の陰極層が接合されず、隣接するコンデンサ素子の間に外装樹脂が存在してもよい。

１，２ 固体電解コンデンサ
１０，１０ａ，１０ｂ コンデンサ素子
１１ 弁作用金属基体
１２ 誘電体層
１３ 陰極層
１３ａ 固体電解質層
１３ｂ 集電層
２０，２５ 絶縁層
２１ 陽極部
２２ 陰極部
３０ 外装樹脂
４１ 第１外部電極
４２ 第２外部電極
１００ 弁作用金属リボン
１１０，２１０ 封止体
１２０ 弁作用金属基体及び陰極層が露出したコンデンサ素子
２２０ 弁作用金属基体及び陰極層が露出したコンデンサ素子の積層体

Claims (7)

1. 第１端面側に陽極部を有し、第２端面側に陰極部を有する弁作用金属基体と、前記弁作用金属基体の陽極部及び陰極部に設けられた誘電体層と、前記陰極部上の前記誘電体層の表面に設けられた陰極層とを有する、１個又は複数個のコンデンサ素子と、
   前記コンデンサ素子の周囲に設けられた外装樹脂と、
   前記外装樹脂の第１端面に設けられた第１外部電極と、
   前記外装樹脂の第２端面に設けられた第２外部電極と、を備える固体電解コンデンサであって、
   前記外装樹脂の第１端面では、前記外装樹脂から前記弁作用金属基体が露出し、前記弁作用金属基体の露出部が前記第１外部電極と電気的に接続されており、
   前記外装樹脂の第２端面では、前記外装樹脂から前記弁作用金属基体及び前記陰極層が露出し、前記陰極層の露出部が前記第２外部電極と電気的に接続されているとともに、前記弁作用金属基体の露出部と前記第２外部電極との間に前記弁作用金属基体の露出部を被覆する絶縁層が設けられていることを特徴とする固体電解コンデンサ。
2. 前記絶縁層は、前記弁作用金属基体の露出部に加えて、前記陰極層の露出部の一部も被覆する請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 複数個の前記コンデンサ素子が積層されている請求項１又は２に記載の固体電解コンデンサ。
4. 隣接するコンデンサ素子の陰極層が接合されるように、複数個の前記コンデンサ素子が積層されている請求項３に記載の固体電解コンデンサ。
5. 長尺状の弁作用金属基体の表面に誘電体層が設けられた弁作用金属リボンを１枚又は複数枚準備する工程と、
   前記弁作用金属リボンの誘電体層の表面に、間隔を挟んで複数の陰極層を長手方向に形成する工程と、
   前記複数の陰極層が形成された弁作用金属リボンを外装樹脂で封止することにより、封止体を作製する工程と、
   前記複数の陰極層の端部のうち、長手方向の同じ側の端部で前記封止体を切断することにより、前記外装樹脂の第１端面から前記弁作用金属基体が露出するとともに、前記外装樹脂の第２端面から前記弁作用金属基体及び前記陰極層が露出したコンデンサ素子に分割する工程と、
   前記外装樹脂の第２端面側の前記弁作用金属基体の露出部を被覆するように、前記弁作用金属基体の露出部上に絶縁層を形成する工程と、
   前記外装樹脂の第１端面に、前記弁作用金属基体の露出部と電気的に接続される第１外部電極を形成する工程と、
   前記外装樹脂の第２端面に、前記陰極層の露出部と電気的に接続される第２外部電極を形成する工程と、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。
6. 前記外装樹脂の第２端面側の前記弁作用金属基体の露出部に加えて、前記陰極層の露出部の一部も被覆するように前記絶縁層を形成する請求項５に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
7. 前記封止体を作製する工程の前に、前記複数の陰極層が形成された弁作用金属リボンを、隣接する弁作用金属リボンの陰極層が接合されるように複数枚積層する工程をさらに備える請求項５又は６に記載の固体電解コンデンサの製造方法。

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