JP2020072186A

JP2020072186A - 電解コンデンサ

Info

Publication number: JP2020072186A
Application number: JP2018205440A
Authority: JP
Inventors: 徳彦大形; Norihiko OGATA
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-10-31
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2020-05-07

Abstract

【課題】陽極リード端子の位置ズレを抑制する。【解決手段】陽極部および陰極部を備えるコンデンサ素子と、前記陽極部と電気的に接続し、第１主面および第２主面を有する陽極リード端子と、前記陰極部と電気的に接続する陰極リード端子と、前記コンデンサ素子を覆う外装体と、を備え、前記陽極部は、陽極体と、前記陽極体から延出する陽極ワイヤと、を有し、前記陽極リード端子は、前記外装体に被覆される被覆部と、前記外装体から露出する露出部と、を有し、前記陽極ワイヤは、前記陽極リード端子の前記被覆部に接合されており、前記被覆部には、前記第１主面から前記第２主面まで貫通する貫通孔が形成されており、前記貫通孔の開口面積は、前記被覆部における前記第１主面の面積の１５％以上、３０％以下である、電解コンデンサ。【選択図】図２

Description

本発明は、電解コンデンサに関し、詳細には、陽極部に接続する陽極リード端子の改良に関する。

電解コンデンサは、等価直列抵抗（ＥＳＲ）が小さく、周波数特性が優れているため、様々な電子機器に搭載されている。電解コンデンサは、通常、陽極部および陰極部を備えるコンデンサ素子と、陽極部と電気的に接続する陽極リード端子と、陰極部と電気的に接続する陰極リード端子とを備える。コンデンサ素子は、通常、外装体により封止されている。陽極リード端子は、１回以上屈曲されて外装体から導出された後、外装体の外形に沿ってさらに屈曲される。

外装体から導出された陽極リード端子を屈曲させる際、外装体の内部にある陽極リード端子に応力がかかって、位置がずれる場合がある。陽極リード端子の位置がずれると、外装体との間に隙間が生じたり、外装体にクラックが生じたりする。加えて、陽極リード端子の位置ズレにより、陽極リード端子に接合されている陽極ワイヤとの接続が不十分になる場合がある。

そこで、陽極リード端子と外装体との密着性を高める方法がいくつか提案されている。例えば、特許文献１では、陽極リード端子と外装体との間に有機シラン層を介在させている。特許文献２では、陽極リード端子の表面にローレット加工を施している。

特開２００９−２９５６６０号公報実開平４−８２８３４号公報

上記の方法では、陽極リード端子の位置ズレを抑制する効果は十分ではない。

本発明の第一の局面は、陽極部および陰極部を備えるコンデンサ素子と、前記陽極部と電気的に接続し、第１主面および第２主面を有する陽極リード端子と、前記陰極部と電気的に接続する陰極リード端子と、前記コンデンサ素子を覆う外装体と、を備え、前記陽極部は、陽極体と、前記陽極体から延出する陽極ワイヤと、を有し、前記陽極リード端子は、前記外装体に被覆される被覆部と、前記外装体から露出する露出部と、を有し、前記陽極ワイヤは、前記陽極リード端子の前記被覆部に接合されており、前記被覆部には、前記第１主面から前記第２主面まで貫通する貫通孔が形成されており、前記貫通孔の開口面積は、前記被覆部における前記第１主面の面積の１５％以上、３０％以下である、電解コンデンサに関する。

本発明によれば、陽極リード端子の位置ズレが抑制される。

本発明の一実施形態に係る電解コンデンサの断面模式図である。本発明の一実施形態に係る電解コンデンサの要部を拡大して示す断面模式図である。本発明の一実施形態に係る陽極リード端子の被覆部を展開して示す上面図である。本発明の一実施形態に係る陽極リード端子の他の被覆部を展開して示す上面図である。本発明の一実施形態に係る陽極リード端子のさらに他の被覆部を展開して示す上面図である。

本実施形態に係る電解コンデンサは、陽極部および陰極部を備えるコンデンサ素子と、陽極部と電気的に接続し、第１主面および前記第１主面とは反対側の第２主面を有する陽極リード端子と、陰極部と電気的に接続する陰極リード端子と、コンデンサ素子を覆う外装体と、を備える。

陽極リード端子の外装体に被覆される被覆部には、貫通孔が形成されている。コンデンサ素子を外装体材料により封止する際、外装体材料は貫通孔の内部に入り込み、貫通孔に充填される。そして、外装体材料はこの状態で硬化する。この貫通孔内部に充填された外装体材料の硬化物（以下、単に外装体材料と称する場合がある。）が、陽極リード端子の第１主面側の外装体材料と第２主面側の外装体材料とを繋ぐ役割を果たし、陽極リード端子の位置ズレが抑制される。陽極リード端子の位置ズレが抑制されることにより、外装体におけるクラックの発生が抑制される。その結果、ＥＳＲの増大が抑制される。貫通孔の開口面積が所定の範囲内になるように形成されているため、陽極リード端子の位置ズレを抑制する効果は特に高い。

本発明の一実施形態に係る電解コンデンサについて、図面を参照しながら説明するが、これに限定されるものではない。図１は、一実施形態に係る電解コンデンサの断面模式図である。図１では、便宜的に貫通孔を省略している。図２は、一実施形態に係る電解コンデンサの要部の断面模式図である。

電解コンデンサ２０は、陽極部６および陰極部７を有するコンデンサ素子１０と、コンデンサ素子１０を封止する外装体１１と、陽極部６と電気的に接続し、かつ、外装体１１から一部が露出する陽極リード端子１３と、陰極部７と電気的に接続し、かつ、外装体１１から一部が露出する陰極リード端子１４と、を備えている。陽極部６は、誘電体層３を備える陽極体１と陽極ワイヤ２とを有する。陰極部７は、誘電体層３上に形成された固体電解質層４と、固体電解質層４の表面を覆う陰極層５（カーボン層５ａおよび金属ペースト層５ｂ）とを有する。陰極リード端子１４は、導電性接着材８を介して陰極層５に接合されている。

陽極リード端子１３は、第１主面１３Ｘおよび第２主面１３Ｙを備えており、陽極ワイヤ２の陽極体１から延出する部分（第二部分２ｂ）を介して、陽極体１と電気的に接続している。陽極ワイヤ２の第一部分２ａは、陽極体１に内部に埋設されている。陽極リード端子１３は、外装体１１に被覆される被覆部１３１と、外装体１１から引き出されて露出している露出部１３２と、を有する。被覆部１３１には貫通孔１３０が形成されている。露出部１３２は屈曲されて、一部は、陰極リード端子１４とともに、電解コンデンサ２０の搭載面１１Ｘに配置されている。

＜陽極リード端子＞
陽極リード端子の被覆部には、第１主面から第２主面までを貫通する貫通孔が形成されている。貫通孔の内部には、外装体材料（外装体の一部）が充填されている。

貫通孔は、陽極リード端子の外縁を含まない内部領域に形成されており、その形状は明確に規定されている。この点で、陽極リード端子の外縁の一部を切り取るように形成される切り欠きとは異なる。

本実施形態では、陽極リード端子に、切り欠きではなく貫通孔が形成されていることにより、陽極リード端子として必要な強度が確保される。さらに、貫通孔に充填された外装体材料が、陽極リード端子の上記内部領域において陽極リード端子の第１主面側の外装体材料と第２主面側の外装体材料とを繋ぐことにより、陽極リード端子は、強固に固定される。ただし、陽極リード端子は、貫通孔とともに切り欠きを備えてもよい。

陽極リード端子の被覆部に形成される貫通孔の開口面積（貫通孔が複数ある場合は、総面積）は、被覆部における第１主面の面積の１５％以上、３０％以下である。これにより、陽極リード端子の位置ズレの抑制効果が高まるとともに、被覆部の強度の低下が抑制される。貫通孔の開口面積の、被覆部における第１主面の面積に対する割合（開口割合）は、１７％以上であっってよく、２０％以上であってよい。また、開口割合は、２８％以下であってよく、２３％以下であってよい。開口割合は、１７％以上、２８％以下であってよく、２０％以上、２３％以下であってよい。第１主面の面積は、貫通孔がないと仮定したときの面積である。

被覆部の陽極リード端子の長手方向Ａに垂直な幅方向Ｂの一方の端部（第１端部）から、貫通孔までの長さ（幅Ｗ１）は、被覆部の幅方向Ｂの長さ（幅Ｗ）の５％以上、３０％以下であってよい。幅Ｗに対する幅Ｗ１の割合（Ｗ１／Ｗ）は、幅Ｗに対する幅Ｗ１の割合（Ｗ１／Ｗ）は、１０％以上であってよく、１５％以上であってよい。また、Ｗ１／Ｗは、２５％以下であってよい。Ｗ１／Ｗは、１０％以上、２５％以下であってよく、１５％以上、２５％以下であってよい。

Ｗ１／Ｗが５％以上であると、被覆部における陽極リード端子の強度が確保され易い。そのため、露出部に屈曲加工が施される際、被覆部にかかる応力に適度に抵抗することができて、陽極リード端子の位置ズレを抑制する効果がより高くなる。Ｗ１／Ｗが３０％以下であると、露出部に屈曲加工が施される際、被覆部にかかる応力が小さくなって、陽極リード端子の位置ズレを抑制する効果がより高くなる。

陽極リード端子の長手方向Ａは、屈曲前の陽極リード端子の対向する２つの短辺において、当該短辺の長さを２等分する中心点同士を繋ぐ直線の方向である。幅Ｗは、被覆部の任意の３箇所の幅方向Ｂの長さの平均値である。

幅Ｗ１は、貫通孔の外縁のうち最も第１端部に近い点から第１端部まで、幅方向Ｂに引いた線分の長さである。貫通孔が長手方向Ａに沿って２つ並んでいる場合、幅Ｗ１は、それぞれの貫通孔について上記線分を引いて、それらの長さの平均値とする。貫通孔が長手方向Ａに沿って３つ以上並んでいる場合、幅Ｗ１は、任意の３つの貫通孔について、上記線分を引いて、それらの長さの平均値とする。幅方向Ｂに沿って形成される貫通孔が１つの場合の幅Ｗ１は、貫通孔の長手方向Ａの径に応じて、任意の２点における平均値としてもよい。

上記関係は、陽極リード端子の幅方向Ｂの両方の端部の内、少なくとも第１端部が満たしてもよい。強度がさらに確保されやすくなる点で、陽極リード端子の幅方向Ｂの両方の端部が、上記関係を満たしてもよい。陽極リード端子の第１端部から貫通孔までの幅と、他方の端部（第２端部）から貫通孔までの幅とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。屈曲加工時の応力が陽極リード端子に均等にかかり易い点で、第１端部からの長さと第２端部からの長さとは同じであってよい。

被覆部が切り欠きを備える場合、強度維持の観点から、切り欠きの幅方向Ｂにおける長さＷ_Ｎは、幅Ｗの１０％以下であってよい。陽極リード端子がより固定され易くなる点で、切り欠きの幅方向Ｂにおける長さＷ_Ｎは、幅Ｗの５％以上であってよい。切り欠きの位置は特に限定されない。切り欠きは、例えば、切り欠きの最も深い部分が、貫通孔の中心より陽極リード端子の内部端部に近くなるように配置されてもよい。この場合、切り欠きによる陽極リード端子の固定効果がより期待できる。内部端部は、陽極リード端子の長手方向Ａにおける外装体に被覆されている端部である。

陽極リード端子の内部端部から貫通孔までの長さＬ１は、被覆部の長手方向Ａの長さＬの２５％以上、４５％以下であってよい。長さＬに対する長さＬ１の割合（Ｌ１／Ｌ）は、３０％以上であってよく、３３％以上であってよい。Ｌ１／Ｌは４０％以下であってよい。Ｌ１／Ｌは、３０％以上、４０％以下であってよく、３３％以上、４０％以下であってよい。

Ｌ１／Ｌが２５％以上であると、陽極ワイヤとの接合部が確保され易い。Ｌ１／Ｌが４５％以下であると、露出部に屈曲加工が施される際、被覆部にかかる応力が小さくなって、陽極リード端子の位置ズレを抑制する効果がより高くなる。

長さＬは、被覆部の任意の３箇所における陽極リード端子の長手方向Ａの長さの平均値である。長さＬ１は、貫通孔の外縁のうち最も内部端部に近い点から内部端部まで、長手方向Ａに引いた線分の長さである。貫通孔が幅方向Ｂに沿って２つ並んでいる場合、長さＬ１は、それぞれの貫通孔について上記線分を引いて、それらの長さの平均値とする。貫通孔が幅方向Ｂに沿って３つ以上並んでいる場合、長さＬ１は、任意の３つの貫通孔について、上記線分を引いて、それらの長さの平均値とする。貫通孔が１つの場合の長さＬ１は、貫通孔の幅方向Ｂの径に応じて、任意の２点における平均値としてもよい。

貫通孔は、１つでもよいし、複数形成されていてもよい。複数の貫通孔は、等間隔で形成されてもよいし、ランダムに形成されてもよい。

第１主面の法線方向から見た貫通孔の形状は特に限定されず、例えば、円形、楕円形、矩形、丸角の矩形、トラック形（互いに平行な直線とこれら直線の端部同士を繋ぐ２本の曲線とからなる形状）、その他の多角形であってよい。

幅方向Ｂに沿って形成される貫通孔が１つである場合、その幅方向Ｂの径（開口幅Ｗ_１３０）は、長手方向Ａの径（開口長さＬ_１３０）よりも大きくてよい。開口幅Ｗ_１３０を開口長さＬ_１３０より大きくすることにより、被覆部における強度を維持しながら、陽極リード端子の位置ズレを抑制する効果がより高まる。開口長さＬ_１３０に対する開口幅Ｗ_１３０の割合（Ｗ_１３０／Ｌ_１３０）は、例えば、３以上、１０以下であってよく、４以上、７以下であってよい。

貫通孔が楕円形である場合、開口幅Ｗ_１３０はその長径であってよく、開口長さＬ_１３０はその短径であってよい。貫通孔がその他の形状である場合、開口幅Ｗ_１３０は、任意の３箇所における幅方向Ｂの幅の平均値であってよい。開口長さＬ_１３０は、同様に、任意の３箇所における長手方向Ａの長さの平均値であってよい。

貫通孔は、陽極ワイヤの第二部分の端部に対応する位置に形成されてもよい。つまり、陽極ワイヤの上記端部は、貫通孔上にあり、貫通孔を臨むように配置されてよい。この場合、陽極ワイヤの上記端部もまた、貫通孔に充填された外装体材料により固定されるため、陽極ワイヤと陽極リード端子との接続信頼性が高まる。さらに、陽極ワイヤの上記端部に、切断等によるバリが形成されている場合、バリを貫通孔に収容することができる。そのため、第二部分と陽極リード端子とを接合する場合に、第二部分の浮き上がりが解消される。加えて、バリが貫通孔に収容されることによって、陽極ワイヤの位置ズレが抑制され易くなる。よって、接続信頼性はより向上する。ただし、貫通孔および陽極ワイヤは、第二部分の一部と陽極リード端子との接合が確保されるように配置される。

陽極リード端子の材質は、電気化学的および化学的に安定であり、導電性を有するものであれば特に限定されない。陽極リード端子は、例えば銅等の金属であってもよいし、非金属であってもよい。その形状は平板状であれば、特に限定されない。陽極リード端子の厚み（陽極リード端子の主面間の長さ）は、低背化の観点から、２５μｍ以上、２００μｍ以下であってよく、２５μｍ〜１００μｍであってよい。

以下、貫通孔の形状、配置等のバリエーションの一例を示す。
［第１実施形態］
図３Ａは、一実施形態に係る陽極リード端子の被覆部を展開して示す上面図である。
陽極リード端子１３Ａの被覆部１３１には、第１主面１３Ｘから第２主面１３Ｙまで貫通する貫通孔１３０が一つ形成されている。貫通孔１３０は略矩形であって、長手方向Ａにおける開口長さＬ_１３０および幅方向Ｂにおける開口幅Ｗ_１３０は、それぞれほぼ一定である。開口幅Ｗ_１３０は、開口長さＬ_１３０の４倍以上、７倍以下である。貫通孔１３０の開口面積は、被覆部１３１における第１主面１３Ｘの面積の１７％以上、２８％以下である。

被覆部１３１の幅方向Ｂにおける両端部（第１端部１３ａおよび第２端部１３ｂ）には、切り欠きＮが、対向する位置にそれぞれ１箇所形成されている。切り欠きＮがないものと見なした仮想の第１端部１３ａおよび第２端部１３ｂの一部は、破線で示されている。切り欠きＮの幅方向Ｂにおける長さＷ_Ｎは、いずれも被覆部１３１の幅Ｗの５％以上、１０％以下である。

被覆部１３１の幅方向Ｂの第１端部１３ａから貫通孔１３０までの長さ（幅Ｗ１）は、被覆部１３１の幅方向Ｂの長さ（幅Ｗ）の１０％以上、２５％以下である。被覆部１３１の幅方向Ｂの第２端部１３ｂから貫通孔１３０までの長さ（幅Ｗ２）も、同様に被覆部１３１の幅Ｗの１０％以上、２５％以下である。本実施形態において、幅Ｗ１は、貫通孔１３０の外縁のうち、切り欠きＮの最も深い部分に近い点から第１端部１３ａまで幅方向Ｂに引いた線分の長さＷ１１と、貫通孔１３０の外縁のうち、第１端部１３ａ（あるいは仮想の第１端部）に最も近い点から第１端部１３ａ（あるいは仮想の第１端部）まで幅方向Ｂに引いた線分の長さＷ１２との平均値である。幅Ｗ２も同様にして求めている。

陽極リード端子１３の内部端部から貫通孔１３０までの長さＬ１は、被覆部１３１の長手方向Ａの長さＬの３０％以上、４０％以下である。本実施形態において、長さＬ１は、貫通孔１３０の外縁の内部端部側の辺の任意の２点から内部端部まで、長手方向Ａに引いた線分Ｌ１１およびＬ１２の長さの平均値である。

［第２実施形態］
図３Ｂは、他の一実施形態に係る陽極リード端子の被覆部を展開して示す上面図である。
陽極リード端子１３Ｂの被覆部１３１には、第１主面１３Ｘから第２主面１３Ｙまで貫通する貫通孔１３０が２つ形成されている。貫通孔１３０はいずれも略円形であって、幅方向Ｂに沿って並んでいる。貫通孔１３０の開口面積の合計は、被覆部１３１における第１主面１３Ｘの面積の２０％以上、３０％以下である。これ以外、本実施形態は、第１実施形態と同様の構成を備える。

被覆部１３１の幅方向Ｂの第１端部１３ａから、第１端部１３ａに最も近い貫通孔１３０までの長さ（幅Ｗ１）は、被覆部１３１の幅方向Ｂの長さ（幅Ｗ）の１５％以上、２５％以下である。被覆部１３１の幅方向Ｂの第２端部１３ｂから、第２端部１３ｂに最も近い貫通孔１３０までの長さ（幅Ｗ２）も、同様に被覆部１３１の幅Ｗの１５％以上、２５％以下である。本実施形態において、幅Ｗ１は、貫通孔１３０の外縁のうち、切り欠きＮの最も深い部分に近い点から第１端部１３ａまで幅方向Ｂに引いた線分の長さＷ１１と、貫通孔１３０の外縁のうち、第１端部１３ａ（あるいは仮想の第１端部）に最も近い点から第１端部１３ａ（あるいは仮想の第１端部）まで幅方向Ｂに引いた線分の長さＷ１２との平均値である。幅Ｗ２も同様にして求めている。

陽極リード端子１３の内部端部から貫通孔１３０までの長さＬ１は、被覆部１３１の長手方向Ａの長さＬの３３％以上、４０％以下である。本実施形態において、長さＬ１は、各貫通孔１３０の外縁のうち最も内部端部に近い点から内部端部まで、長手方向Ａに引いた線分Ｌ１１およびＬ１２の長さの平均値である。

［第３実施形態］
図３Ｃは、さらに他の一実施形態に係る陽極リード端子の被覆部を展開して示す上面図である。
陽極リード端子１３Ｃの被覆部１３１には、第１主面１３Ｘから第２主面１３Ｙまで貫通する貫通孔１３０が３以上形成されている。貫通孔１３０はいずれも略円形であって、長手方向Ａおよび幅方向Ｂに沿って並んでいる。貫通孔１３０の開口面積の合計は、被覆部１３１における第１主面１３Ｘの面積の１５％以上、３０％以下である。これ以外、本実施形態は、第１実施形態と同様の構成を備える。

被覆部１３１の幅方向Ｂの第１端部１３ａから貫通孔１３０までの長さ（幅Ｗ１）は、被覆部１３１の幅方向Ｂの長さ（幅Ｗ）の５％以上、２５％以下である。被覆部１３１の幅方向Ｂの第２端部１３ｂから貫通孔１３０までの長さ（幅Ｗ２）も、同様に被覆部１３１の幅Ｗの５％以上、２５％以下である。本実施形態において、幅Ｗ１は、任意の３つの貫通孔１３０における上記線分の長さＷ１１、Ｗ１２およびＷ１３の平均値である。幅Ｗ２も同様にして求めている。

陽極リード端子１３の内部端部から貫通孔１３０までの長さＬ１は、被覆部１３１の長手方向Ａの長さＬの２５％以上、４０％以下である。本実施形態において、長さＬ１は、任意の３つの貫通孔１３０について、この外縁のうち最も内部端部に近い点から内部端部まで、長手方向Ａにそれぞれ引いた線分Ｌ１１、Ｌ１２およびＬ１３の長さの平均値である。

＜コンデンサ素子＞
本実施形態に係るコンデンサ素子について、電解質として固体電解質層を備える場合を例に挙げて、詳細に説明する。
（陽極部）
陽極部は、陽極体と、陽極体の一面から延出して陽極リード端子と電気的に接続する陽極ワイヤと、を有する。
陽極体は、例えば、金属粒子を焼結して得られる直方体の多孔質焼結体である。上記金属粒子として、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）などの弁作用金属の粒子が用いられる。陽極体には、１種または２種以上の金属粒子が用いられる。金属粒子は、２種以上の金属からなる合金であってもよい。例えば、弁作用金属と、ケイ素、バナジウム、ホウ素等とを含む合金を用いることができる。また、弁作用金属と窒素等の典型元素とを含む化合物を用いてもよい。弁作用金属の合金は、弁作用金属を主成分とし、例えば、弁作用金属を５０原子％以上含む。

陽極ワイヤは、導電性材料から構成されている。陽極ワイヤの材料は特に限定されず、例えば、上記弁作用金属の他、銅、アルミニウム、アルミニウム合金等が挙げられる。陽極体および陽極ワイヤを構成する材料は、同種であってもよいし、異種であってもよい。陽極ワイヤは、陽極体の一面から陽極体の内部へ埋設された第一部分と、陽極体の上記一面から延出した第二部分と、を有する。陽極ワイヤの断面形状は特に限定されず、円形、トラック形、楕円形、矩形、多角形等が挙げられる。

陽極部は、例えば、第一部分を上記金属粒子の粉体中に埋め込んだ状態で直方体状に加圧成形し、焼結することにより作製される。これにより、陽極体の一面から、陽極ワイヤの第二部分が植立するように引き出される。第二部分は、溶接等により、陽極リード端子と接合されて、陽極ワイヤと陽極リード端子とが電気的に接続する。溶接の方法は特に限定されず、抵抗溶接、レーザ溶接等が挙げられる。

陽極体の表面には、誘電体層が形成されている。誘電体層は、例えば、金属酸化物から構成されている。陽極体の表面に金属酸化物を含む層を形成する方法として、例えば、化成液中に陽極体を浸漬して陽極体１の表面を陽極酸化する方法や、陽極体を、酸素を含む雰囲気下で加熱する方法が挙げられる。誘電体層は、上記金属酸化物を含む層に限定されず、絶縁性を有していればよい。

（陰極部）
陰極部は、誘電体層上に形成された固体電解質層と、固体電解質層を覆う陰極層とを有している。
固体電解質層は、誘電体層の少なくとも一部を覆うように形成されていればよい。固体電解質層には、例えば、マンガン化合物や導電性高分子が用いられる。導電性高分子としては、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリパラフェニレンビニレン、ポリアセン、ポリチオフェンビニレン、ポリフルオレン、ポリビニルカルバゾール、ポリビニルフェノール、ポリピリジン、あるいは、これらの高分子の誘導体などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。また、導電性高分子は、２種以上のモノマーの共重合体でもよい。導電性に優れる点で、ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロールであってもよい。特に、撥水性に優れる点で、ポリピロールであってもよい。

上記導電性高分子を含む固体電解質層は、例えば、原料モノマーを誘電体層上で重合することにより、形成される。あるいは、上記導電性高分子を含んだ液を誘電体層に塗布することにより形成される。固体電解質層は、１層または２層以上の固体電解質層から構成されている。固体電解質層が２層以上から構成されている場合、各層に用いられる導電性高分子の組成や形成方法（重合方法）等は異なっていてもよい。

なお、本明細書では、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリンなどは、それぞれ、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリンなどを基本骨格とする高分子を意味する。したがって、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリンなどには、それぞれの誘導体も含まれ得る。例えば、ポリチオフェンには、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）などが含まれる。

導電性高分子を形成するための重合液、導電性高分子の溶液または分散液には、導電性高分子の導電性を向上させるために、様々なドーパントを添加してもよい。ドーパントは、特に限定されないが、１，５−ナフタレンジスルホン酸、１，６−ナフタレンジスルホン酸、１−オクタンスルホン酸、１−ナフタレンスルホン酸、２−ナフタレンスルホン酸、２，６−ナフタレンジスルホン酸、２，７−ナフタレンジスルホン酸、２−メチル−５−イソプロピルベンゼンスルホン酸、４−オクチルベンゼンスルホン酸、４−ニトロトルエン−２−スルホン酸、ｍ−ニトロベンゼンスルホン酸、ｎ−オクチルスルホン酸、ｎ−ブタンスルホン酸、ｎ−ヘキサンスルホン酸、ｏ−ニトロベンゼンスルホン酸、ｐ−エチルベンゼンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、ハイドロオキシベンゼンスルホン酸、ブチルナフタレンスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、メタンスルホン酸、および、これらの誘導体などが挙げられる。誘導体としては、リチウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩などの金属塩、メチルアンモニウム塩、ジメチルアンモニウム塩、トリメチルアンモニウム塩などのアンモニウム塩、ピペリジウム塩、ピロリジウム塩、ピロリニウム塩などが挙げられる。

導電性高分子が、粒子の状態で分散媒に分散している場合、その粒子の平均粒径Ｄ５０は、例えば０．０１μｍ以上、０．５μｍ以下である。粒子の平均粒径Ｄ５０がこの範囲であれば、陽極体の内部にまで粒子が侵入し易くなる。

陰極層は、例えば、固体電解質層を覆うように形成されたカーボン層と、カーボン層の表面に形成された金属ペースト層と、を有している。カーボン層は、黒鉛等の導電性炭素材料と樹脂を含む。金属ペースト層は、例えば、金属粒子（例えば、銀）と樹脂とを含む。なお、陰極層の構成は、この構成に限定されない。陰極層の構成は、集電機能を有する構成であればよい。

＜陰極リード端子＞
陰極リード端子は、導電性接着材を介して陰極層に接合される。陰極リード端子の一方の端部は、外装体の内部に配置される。陰極リード端子の他方の端部は、外装体から外部へと導出されている。そのため、陰極リード端子の他方の端部を含む一部は、外装体から露出している。

陰極リード端子の材質は、電気化学的および化学的に安定であり、導電性を有するものであれば、特に限定されない。陰極リード端子は、例えば銅等の金属であってもよいし、非金属であってもよい。その形状も特に限定されず、例えば、長尺かつ平板状である。陰極リード端子の厚みは、低背化の観点から、２５μｍ以上、２００μｍ以下であってよく、２５μｍ以上、１００μｍ以下であってよい。

＜外装体＞
外装体は、陽極リード端子と陰極リード端子とを電気的に絶縁するために設けられており、絶縁性の材料（外装体材料）から構成されている。外装体材料は、例えば、熱硬化性樹脂を含む。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、不飽和ポリエステル等が挙げられる。

本実施形態に係る電解コンデンサの製造方法の一例を、説明する。
（１）準備工程
第１に、コンデンサ素子を準備する。
弁作用金属粒子と陽極ワイヤとを、第一部分が弁作用金属粒子に埋め込まれるように型に入れ、加圧成形した後、真空中で焼結することにより、第一部分が多孔質焼結体の一面からその内部に埋設される陽極部を作製する。加圧成形の際の圧力は特に限定されず、例えば、１０Ｎ以上、１００Ｎ以下程度である。弁作用金属粒子には、必要に応じて、ポリアクリルカーボネート等のバインダを混合してもよい。

次に、陽極体上に誘電体層を形成する。具体的には、電解水溶液（例えば、リン酸水溶液）が満たされた化成槽に、陽極体を浸漬し、陽極ワイヤの第二部分を化成槽の陽極体に接続して、陽極酸化を行うことにより、陽極体の表面に弁作用金属の酸化被膜からなる誘電体層を形成することができる。電解水溶液としては、リン酸水溶液に限らず、硝酸、酢酸、硫酸などを用いることができる。

続いて、固体電解質層を形成する。本実施形態では、導電性高分子を含む固体電解質層の形成工程を説明する。
導電性高分子を含む固体電解質層は、例えば、誘電体層が形成された陽極体に、モノマーやオリゴマーを含浸させ、その後、化学重合や電解重合によりモノマーやオリゴマーを重合させる方法、あるいは、誘電体層が形成された陽極体に、導電性高分子の溶液または分散液を含浸し、乾燥させることにより、誘電体層上の少なくとも一部に形成される。

最後に、固体電解質層の表面に、カーボンペーストおよび金属ペーストを順次、塗布することにより、カーボン層と金属ペースト層とで構成される陰極層を形成する。陰極層の構成は、これに限られず、集電機能を有する構成であればよい。
以上の方法により、コンデンサ素子が製造される。

第２に、陽極リード端子および陰極リード端子を準備する。陽極リード端子の所定の位置に貫通孔を形成する。貫通孔の位置は、コンデンサ素子の形状や大きさ等に応じて、適宜設定すればよい。ただし、貫通孔は、被覆部に配置されるように、形成される。

各リード端子に内部屈曲部を形成する。内部屈曲部は、例えば、プレス加工等により形成される。陽極リード端子の内部屈曲部の位置は、陽極ワイヤの長さや直径等に応じて、適宜設定される。陰極リード端子の内部屈曲部の位置は、コンデンサ素子の形状や大きさ等に応じて、適宜設定される。

（２）リード端子の接合工程
陽極リード端子と陰極リード端子とを、所定の位置に配置する。このとき、陰極層の所定の位置に導電性接着材を塗布しておく。

各リード端子を配置させた状態で、陽極リード端子の第２主面側からコンデンサ素子を載置する。次いで、陽極ワイヤの第二部分と陽極リード端子の一方の端部の近傍とを、レーザ溶接や抵抗溶接などにより接合する。このとき、陰極リード端子の一方の端部近傍を、導電性接着材を介して陰極層に接合させる。

（３）封止工程
コンデンサ素子および外装体の材料（例えば、未硬化の熱硬化性樹脂およびフィラー）を金型に収容し、トランスファー成型法、圧縮成型法等により、コンデンサ素子を封止する。このとき、陽極リード端子および陰極リード端子の一部を金型から露出させる。成型の条件は特に限定されず、使用される熱硬化性樹脂の硬化温度等を考慮して、適宜、時間および温度条件を設定すればよい。

（４）屈曲工程
外装体により被覆されたコンデンサ素子を金型から取り出した後、陽極リード端子および陰極リード端子の金型から露出していた部分を、ガイドに沿って折り曲げて、それぞれの外部屈曲部を形成する。これにより、陽極リード端子および陰極リード端子の一部が外装体の搭載面に配置される。
以上の方法により、電解コンデンサが製造される。

以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
下記の要領で電解コンデンサを作製した。
＜工程１：陽極体の形成＞
弁作用金属としてタンタル金属粒子を用いた。銅からなる陽極ワイヤの一端がタンタル金属粒子に埋め込まれるように、タンタル金属粒子を直方体に成形し、その後、成形体を真空中で焼結した。これにより、タンタルの多孔質焼結体からなる陽極体と、陽極体に一端が埋設され、残りの部分が陽極体の一面から植立した陽極ワイヤと、を含む陽極部を得た。

＜工程２：誘電体層の形成＞
電解水溶液であるリン酸水溶液が満たされた化成槽に、陽極体および陽極体から植立した陽極ワイヤの一部を浸漬し、陽極ワイヤの他端を化成槽の陽極体に接続した。そして、陽極酸化を行うことにより、陽極体の表面（孔の内壁面を含む多孔質焼結体の表面）および陽極ワイヤの一部の表面に、酸化タンタル（Ｔａ₂Ｏ₅）の均一な誘電体層を形成した。陽極酸化は、陽極体を０．０２質量％リン酸水溶液中で、化成電圧１０Ｖ、温度６０℃の条件で２時間行った。

＜工程３：固体電解質層の形成＞
ピロールと、ドーパントとしてのポリスチレンスルホン酸とを、イオン交換水に溶かした混合溶液を調製した。得られた混合溶液を撹拌しながら、イオン交換水に溶かした硫酸第二鉄と過硫酸ナトリウムとを添加し、重合反応を行った。反応後、得られた反応液を透析して、未反応モノマーおよび過剰な酸化剤を除去し、約３．０質量％のポリスチレンスルホン酸がドープされたポリピロールを含む分散液を得た。得られた分散液を誘電体層が形成された陽極体に５分間含浸させた後、１５０℃で３０分間乾燥し、誘電体層上に固体電解質層を形成した。

＜工程４：陰極層の形成＞
固体電解質層の表面に、カーボンペーストを塗布することにより、カーボン層を形成した。次に、カーボン層の表面に、銀ペーストを塗布することにより、銀ペースト層を形成した。こうして、カーボン層と銀ペースト層とで構成される陰極層を形成した。

＜工程５：リード端子の作製＞
金めっきされた銅板を準備し、陽極リード端子および陰極リード端子の形状に打ち抜いた。このとき、陽極リード端子の所定の位置に、図３Ａに示す略矩形の貫通孔を形成した。続いて、プレス加工により、各リード端子に内部屈曲部を形成した。

＜工程６：電解コンデンサの作製＞
陰極層に導電性接着材を塗布した後、陰極リード端子を、導電性接着材を介して陰極層に接合した。陽極ワイヤと陽極リード端子とを、抵抗溶接により接合した。
次いで、各リード端子が接合されたコンデンサ素子および外装体の材料（未硬化の熱硬化性樹脂およびフィラー）を金型に収容し、トランスファー成型法により、コンデンサ素子を封止した。
最後に、陽極リード端子および陰極リード端子の金型から露出していた部分をガイドに沿って折り曲げて、外部屈曲部を形成した。これにより、陽極リード端子および陰極リード端子の一部を外装体の搭載面に配置した。このようにして、電解コンデンサを５つ製造した。

貫通孔の開口割合は約２７％である。被覆部の陽極リード端子の長手方向Ａに垂直な幅方向Ｂの一方の端部から貫通孔までの幅Ｗ１（幅Ｗ２）の、陽極リード端子の被覆部の幅Ｗに対する割合は、約８．３％である。貫通孔の長さＬ１の陽極リード端子の被覆部の長さＬに対する割合は、約３７．５％である。開口幅Ｗ_１３０は開口長さＬ_１３０より大きく、その割合（Ｗ_１３０／Ｌ_１３０）は、約６である。

＜気密性評価＞
得られた各電解コンデンサの気密性を、ＪＩＳＺ２３３０：２０１２に準じた液没試験法を用いて、以下の基準に従って評価した。ただし、液体には溶剤（パーフルオロポリエーテル）を使用した。バブルリークが観測される電解コンデンサは、外装体に亀裂等の損傷があると推察される。結果を表１に示す。

（評価基準）
０／５：いずれの電解コンデンサからもバブルリークは観測されなかった
１／５：５個のうち１個の電解コンデンサからバブルリークが観測された
２／５：５個のうち２個の電解コンデンサからバブルリークが観測された
５／５：すべての電解コンデンサからバブルリークが観測された

［実施例２］
工程５において、上記幅Ｗ１（幅Ｗ２）の幅Ｗに対する割合を約１２．５％にして、開口割合を約２４％にしたこと以外は、実施例１と同様にして電解コンデンサを５つ製造し、気密性を評価した。結果を表１に示す。開口幅Ｗ_１３０は開口長さＬ_１３０より大きく、その割合（Ｗ_１３０／Ｌ_１３０）は、約５．３である。

［実施例３］
工程５において、上記幅Ｗ１（幅Ｗ２）の幅Ｗに対する割合を約１６．７％にして、開口割合を約２１％にしたこと以外は、実施例１と同様にして電解コンデンサを５つ製造し、気密性を評価した。結果を表１に示す。開口幅Ｗ_１３０は開口長さＬ_１３０より大きく、その割合（Ｗ_１３０／Ｌ_１３０）は、約４．７である。

［実施例４］
工程５において、上記幅Ｗ１（幅Ｗ２）の幅Ｗに対する割合を約２０．８％にして、開口割合を約１８％にしたこと以外は、実施例１と同様にして電解コンデンサを５つ製造し、気密性を評価した。結果を表１に示す。開口幅Ｗ_１３０は開口長さＬ_１３０より大きく、その割合（Ｗ_１３０／Ｌ_１３０）は、約３．３である。

［比較例１］
工程５において、陽極リード端子に貫通孔を形成しなかったこと以外は、実施例１と同様にして電解コンデンサを５つ製造し、評価した。結果を表１に示す。

［比較例２］
工程５において、上記幅Ｗ１（幅Ｗ２）の幅Ｗに対する割合を約２７．１％にして、開口割合を約１２％にしたこと以外は、実施例１と同様にして電解コンデンサを５つ製造し、気密性を評価した。結果を表１に示す。開口幅Ｗ_１３０は開口長さＬ_１３０より大きく、その割合（Ｗ_１３０／Ｌ_１３０）は、約２．７である。

実施例１〜４は、いずれも高い気密性を有している。実施例１〜４の電解コンデンサの陽極リード端子近傍を断面研磨機で研磨した後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察したところ、陽極リード端子近傍の外装体にクラックはほとんど確認されなかった。これは、貫通孔により陽極リード端子の位置ズレが抑制されたためであると考えられる。比較例１および２は、気密性に劣る。比較例１および２の電解コンデンサの断面を同様に観察したところ、陽極リード端子近傍の外装体にいくつかのクラックが確認された。これは、貫通孔がなく、あるいは、貫通孔が小さく、陽極リード端子の位置ズレを抑制する効果が不十分であったためであると考えられる。

本発明に係る電解コンデンサは、陽極リード端子の位置ズレが抑制されるため、様々な用途に利用できる。

２０：電解コンデンサ
１０：コンデンサ素子
１：陽極体
２：陽極ワイヤ
２ａ：第一部分
２ｂ：第二部分
３：誘電体層
４：固体電解質層
５：陰極層
５ａ：カーボン層
５ｂ：金属ペースト層
６：陽極部
７：陰極部
８：導電性接着材
１１：外装体
１１Ｘ：搭載面
１３、１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ：陽極リード端子
１３ａ：第１端部
１３ｂ：第２端部
１３Ｘ：第１主面
１３Ｙ：第２主面
１３０：貫通孔
１３１：被覆部
１３２：露出部
１４：陰極リード端子

Claims

陽極部および陰極部を備えるコンデンサ素子と、
前記陽極部と電気的に接続し、第１主面および第２主面を有する陽極リード端子と、
前記陰極部と電気的に接続する陰極リード端子と、
前記コンデンサ素子を覆う外装体と、を備え、
前記陽極部は、陽極体と、前記陽極体から延出する陽極ワイヤと、を有し、
前記陽極リード端子は、前記外装体に被覆される被覆部と、前記外装体から露出する露出部と、を有し、
前記陽極ワイヤは、前記陽極リード端子の前記被覆部に接合されており、
前記被覆部には、前記第１主面から前記第２主面まで貫通する貫通孔が形成されており、
前記貫通孔の開口面積は、前記被覆部における前記第１主面の面積の１５％以上、３０％以下である、電解コンデンサ。
前記被覆部の前記陽極リード端子の長手方向に垂直な幅方向における一方の端部から前記貫通孔までの長さは、前記被覆部の前記幅方向の長さの５％以上、３０％以下である、請求項１に記載の電解コンデンサ。
前記陽極リード端子の長手方向における前記外装体に被覆されている端部から前記貫通孔までの長さは、前記被覆部の前記長手方向の長さの２５％以上、４５％以下である、請求項１または２に記載の電解コンデンサ。
前記陽極ワイヤの前記陽極体から延出する端部は、前記貫通孔上にある、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電解コンデンサ。
前記被覆部の前記陽極リード端子の長手方向に垂直な幅方向に沿って形成される前記貫通孔は１つであり、
前記貫通孔の前記陽極リード端子の長手方向に垂直な幅方向の径は、前記貫通孔の前記陽極リード端子の長手方向の径よりも大きい、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電解コンデンサ。