JP2021044549A - Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing solid electrolytic capacitor - Google Patents
Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing solid electrolytic capacitor Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021044549A JP2021044549A JP2020149639A JP2020149639A JP2021044549A JP 2021044549 A JP2021044549 A JP 2021044549A JP 2020149639 A JP2020149639 A JP 2020149639A JP 2020149639 A JP2020149639 A JP 2020149639A JP 2021044549 A JP2021044549 A JP 2021044549A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- solid electrolyte
- electrolytic capacitor
- mask
- dielectric layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 100
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 65
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 19
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 100
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 81
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 78
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 78
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000011049 filling Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 39
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 39
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 17
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 14
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 11
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 7
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 7
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 5
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 5
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 4
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FLDCSPABIQBYKP-UHFFFAOYSA-N 5-chloro-1,2-dimethylbenzimidazole Chemical compound ClC1=CC=C2N(C)C(C)=NC2=C1 FLDCSPABIQBYKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001741 Ammonium adipate Substances 0.000 description 3
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000019293 ammonium adipate Nutrition 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 239000004815 dispersion polymer Substances 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000002003 electrode paste Substances 0.000 description 3
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxine Chemical compound O1CCOC2=CSC=C21 GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 229920000491 Polyphenylsulfone Polymers 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007743 anodising Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 229920000172 poly(styrenesulfonic acid) Polymers 0.000 description 2
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- 229940005642 polystyrene sulfonic acid Drugs 0.000 description 2
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004643 cyanate ester Substances 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 239000003566 sealing material Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、固体電解コンデンサ、及び、固体電解コンデンサの製造方法に関する。 The present invention relates to a solid electrolytic capacitor and a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor.
固体電解コンデンサは、アルミニウム等の弁作用金属からなる基体の表面に誘電体層を有する弁作用金属基体と、該誘電体層上に設けられた固体電解質層を含む陰極層とを備えている。 The solid electrolytic capacitor includes a valve acting metal substrate having a dielectric layer on the surface of a substrate made of a valve acting metal such as aluminum, and a cathode layer including a solid electrolyte layer provided on the dielectric layer.
例えば、特許文献1には、(A)表面に誘電体層が形成された弁作用金属基体、及び、上記誘電体層に設けられた固体電解質層を備える第1のシートを準備する工程、(B)金属箔からなる第2のシートを準備する工程と、(C)上記第1のシートを絶縁材料により被覆する工程、(D)上記第1のシートの上記固体電解質層上に導電体層を形成する工程、(E)上記第1のシートと上記第2のシートとを積層して積層シートを作製する工程、(F)上記積層シートの貫通穴に封止材を充填して積層ブロック体を作製する工程、(G)積層ブロック体を切断することにより、複数個の素子積層体を作製する工程、(H)第1の外部電極及び第2の外部電極を形成する工程、を備える固体電解コンデンサの製造方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 describes (A) a step of preparing a valve acting metal substrate having a dielectric layer formed on its surface and a first sheet having a solid electrolyte layer provided on the dielectric layer. B) A step of preparing a second sheet made of a metal foil, (C) a step of coating the first sheet with an insulating material, and (D) a conductor layer on the solid electrolyte layer of the first sheet. (E) A step of laminating the first sheet and the second sheet to prepare a laminated sheet, and (F) filling a through hole of the laminated sheet with a sealing material to form a laminated block. It includes a step of manufacturing a body, (G) a step of manufacturing a plurality of element laminated bodies by cutting a laminated block body, and (H) a step of forming a first external electrode and a second external electrode. A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor is disclosed.
特許文献1には、絶縁性樹脂等の絶縁材料からなるマスク材を弁作用金属基体の表面に塗布し、固化又は硬化させることによって、各素子領域の端部及び側部を被覆するマスク層を形成することが記載されている。さらに、特許文献1には、誘電体層上の、マスク層によって囲まれた領域に固体電解質層を形成することが記載されている。 In Patent Document 1, a mask material made of an insulating material such as an insulating resin is applied to the surface of a valve acting metal substrate and solidified or cured to provide a mask layer that covers the end and side portions of each element region. It is described to form. Further, Patent Document 1 describes that a solid electrolyte layer is formed in a region surrounded by a mask layer on the dielectric layer.
しかしながら、マスク層によって囲まれた領域の外周部には電界が集中しやすいため、当該部分の耐電圧が十分でないという問題がある。さらに、マスク層によって囲まれた領域に固体電解質層を形成する場合、固体電解質層と弁作用金属基体との密着性が十分でないという問題がある。 However, since the electric field tends to concentrate on the outer peripheral portion of the region surrounded by the mask layer, there is a problem that the withstand voltage of the portion is not sufficient. Further, when the solid electrolyte layer is formed in the region surrounded by the mask layer, there is a problem that the adhesion between the solid electrolyte layer and the valve acting metal substrate is not sufficient.
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、耐電圧が高く、かつ、固体電解質層と弁作用金属基体との密着性が高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、上記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。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a solid electrolytic capacitor having a high withstand voltage and a high adhesion between a solid electrolyte layer and a valve acting metal substrate. It is also an object of the present invention to provide a method for manufacturing the solid electrolytic capacitor.
本発明の固体電解コンデンサは、第1の態様において、誘電体層を少なくとも一方の主面に有する弁作用金属基体と、絶縁材料からなり、上記弁作用金属基体の上記主面の周縁を覆うように設けられたマスク層と、上記誘電体層上の、上記マスク層によって囲まれた領域に設けられた陰極層と、を備え、上記陰極層は、上記誘電体層上に設けられた固体電解質層を含み、上記固体電解質層は、上記誘電体層の細孔を充填する第1層と、上記第1層と同じもしくは異なる材料からなり、上記誘電体層上の、上記マスク層によって囲まれた領域の外周部に設けられた第2層と、上記第2層及び上記誘電体層を被覆する第3層と、を含む。 In the first aspect, the solid electrolytic capacitor of the present invention comprises a valve acting metal substrate having a dielectric layer on at least one main surface and an insulating material so as to cover the periphery of the main surface of the valve acting metal substrate. The cathode layer includes a mask layer provided on the dielectric layer and a cathode layer provided on the dielectric layer in a region surrounded by the mask layer, and the cathode layer is a solid electrolyte provided on the dielectric layer. The solid electrolyte layer including the layer is composed of a first layer that fills the pores of the dielectric layer and the same or different material as the first layer, and is surrounded by the mask layer on the dielectric layer. A second layer provided on the outer peripheral portion of the region and a third layer covering the second layer and the dielectric layer are included.
本発明の固体電解コンデンサは、第2の態様において、誘電体層を少なくとも一方の主面に有する弁作用金属基体と、絶縁材料からなり、上記弁作用金属基体の上記主面の周縁を覆うように設けられたマスク層と、上記誘電体層上の、上記マスク層によって囲まれた領域に設けられた陰極層と、を備え、上記陰極層は、上記誘電体層上に設けられた固体電解質層を含み、上記固体電解質層は、上記マスク層によって囲まれた領域の外側にわたって、上記マスク層上にも設けられている。 In the second aspect, the solid electrolytic capacitor of the present invention comprises a valve acting metal substrate having a dielectric layer on at least one main surface and an insulating material so as to cover the periphery of the main surface of the valve acting metal substrate. The cathode layer includes a mask layer provided on the dielectric layer and a cathode layer provided on the dielectric layer in a region surrounded by the mask layer, and the cathode layer is a solid electrolyte provided on the dielectric layer. The solid electrolyte layer including the layer is also provided on the mask layer over the outside of the region surrounded by the mask layer.
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、第1の態様において、誘電体層を少なくとも一方の主面に有する弁作用金属基体を準備する工程と、上記弁作用金属基体の上記主面の周縁に絶縁材料を付与することにより、上記周縁を覆うマスク層を形成する工程と、上記誘電体層上の、上記マスク層によって囲まれた領域に陰極層を形成する工程と、を備え、上記陰極層を形成する工程は、上記誘電体層上に固体電解質層を形成する工程を含み、上記固体電解質層は、上記誘電体層の細孔を充填する第1層と、上記第1層と同じもしくは異なる材料からなり、上記誘電体層上の、上記マスク層によって囲まれた領域の外周部に設けられた第2層と、上記第2層及び上記誘電体層を被覆する第3層と、を含む。 In the first aspect, the method for producing a solid electrolytic capacitor of the present invention includes a step of preparing a valve acting metal substrate having a dielectric layer on at least one main surface and a peripheral edge of the main surface of the valve acting metal substrate. The cathode layer comprises a step of forming a mask layer covering the peripheral edge by applying an insulating material, and a step of forming a cathode layer in a region surrounded by the mask layer on the dielectric layer. The step of forming the solid electrolyte layer includes a step of forming a solid electrolyte layer on the dielectric layer, and the solid electrolyte layer is the same as or the same as the first layer for filling the pores of the dielectric layer. A second layer made of different materials and provided on the outer peripheral portion of the region surrounded by the mask layer on the dielectric layer, and a third layer covering the second layer and the dielectric layer are provided. Including.
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、第2の態様において、誘電体層を少なくとも一方の主面に有する弁作用金属基体を準備する工程と、上記弁作用金属基体の上記主面の周縁に絶縁材料を付与することにより、上記周縁を覆うマスク層を形成する工程と、上記誘電体層上の、上記マスク層によって囲まれた領域に陰極層を形成する工程と、を備え、上記陰極層を形成する工程は、上記誘電体層上に固体電解質層を形成する工程を含み、上記固体電解質層は、上記マスク層によって囲まれた領域の外側にわたって、上記マスク層上にも形成される。 In the second aspect, the method for producing a solid electrolytic capacitor of the present invention includes a step of preparing a valve acting metal substrate having a dielectric layer on at least one main surface and a peripheral edge of the main surface of the valve acting metal substrate. The cathode layer comprises a step of forming a mask layer covering the peripheral edge by applying an insulating material, and a step of forming a cathode layer in a region surrounded by the mask layer on the dielectric layer. The step of forming the solid electrolyte layer includes a step of forming a solid electrolyte layer on the dielectric layer, and the solid electrolyte layer is also formed on the mask layer over the outside of the region surrounded by the mask layer.
本発明によれば、耐電圧が高く、かつ、固体電解質層と弁作用金属基体との密着性が高い固体電解コンデンサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a solid electrolytic capacitor having a high withstand voltage and a high adhesion between the solid electrolyte layer and the valve acting metal substrate.
以下、本発明の固体電解コンデンサ、及び、固体電解コンデンサ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。
Hereinafter, the solid electrolytic capacitor of the present invention and the method for manufacturing the solid electrolytic capacitor will be described.
However, the present invention is not limited to the following configurations, and can be appropriately modified and applied without changing the gist of the present invention. It should be noted that a combination of two or more of the individual desirable configurations described below is also the present invention.
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。 It goes without saying that each of the embodiments shown below is an example, and partial replacement or combination of the configurations shown in different embodiments is possible. In the second and subsequent embodiments, the description of the matters common to the first embodiment will be omitted, and only the differences will be described. In particular, the same action and effect due to the same configuration will not be mentioned sequentially for each embodiment.
[固体電解コンデンサ]
図1は、本発明の固体電解コンデンサの一例を模式的に示す斜視図である。図2は、図1に示す固体電解コンデンサのII−II線に沿った断面図である。図3は、図2に示す固体電解コンデンサのIII部を拡大した断面図である。
[Solid electrolytic capacitor]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a solid electrolytic capacitor of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of the solid electrolytic capacitor shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of part III of the solid electrolytic capacitor shown in FIG.
図1及び図2においては、固体電解コンデンサ1及び絶縁性樹脂体10の長さ方向をL、幅方向をW、高さ方向をTで示している。ここで、長さ方向Lと幅方向Wと高さ方向Tとは互いに直交している。
In FIGS. 1 and 2, the length direction of the solid electrolytic capacitor 1 and the
図1及び図2に示すように、固体電解コンデンサ1は、略直方体状の外形を有している。固体電解コンデンサ1は、絶縁性樹脂体10と、第1外部電極20と、第2外部電極30と、複数のコンデンサ素子70とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the solid electrolytic capacitor 1 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape. The solid electrolytic capacitor 1 includes an
絶縁性樹脂体10には、複数のコンデンサ素子70が埋設されている。絶縁性樹脂体10は、略直方体状の外形を有している。絶縁性樹脂体10は、高さ方向Tにおいて相対する第1主面10a及び第2主面10b、幅方向Wにおいて相対する第1側面10c及び第2側面10d、並びに、長さ方向Lにおいて相対する第1端面10e及び第2端面10fを有している。なお、絶縁性樹脂体10の内部には、1つのコンデンサ素子70が設けられていてもよい。
A plurality of
上記のように絶縁性樹脂体10は、略直方体状の外形を有しているが、角部及び稜線部に丸みがつけられていることが好ましい。角部は、絶縁性樹脂体10の3面が交わる部分であり、稜線部は、絶縁性樹脂体10の2面が交わる部分である。
As described above, the
絶縁性樹脂体10は、例えば、基板11と、基板11上に設けられたモールド部12とから構成される。絶縁性樹脂体10は、モールド部12のみから構成されてもよい。
The
基板11は、例えば、ガラスエポキシ基板等の絶縁性樹脂基板である。基板11の底面が、絶縁性樹脂体10の第2主面10bを構成している。基板11の厚さは、例えば、100μmである。
The
モールド部12は、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂で構成される。絶縁性樹脂には、フィラーとしてガラス又はSiの酸化物が分散混合されていることが好ましい。モールド部12は、複数のコンデンサ素子70を覆うように基板11上に設けられる。
The
複数のコンデンサ素子70の各々は、陽極部40と、誘電体層50と、陰極層60とを含む。複数のコンデンサ素子70は、基板11上において高さ方向Tに積層されている。複数のコンデンサ素子70の各々の延在方向は、基板11の主面と略平行となっている。
Each of the plurality of
陽極部40は、弁作用金属基体41からなる。弁作用金属基体41は、図3に示すように、複数の凹部が設けられた外表面を有している。弁作用金属基体41の外表面は、多孔質状になっている。弁作用金属基体41の外表面が多孔質状になっていることにより、弁作用金属基体41の表面積が大きくなっている。なお、弁作用金属基体41の表面及び裏面の両方が多孔質状である場合に限られず、弁作用金属基体41の表面及び裏面の一方のみが多孔質状であってもよい。
The
弁作用金属基体41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の弁作用金属によって構成されている。弁作用金属の表面には、酸化被膜を形成することができる。
The valve acting
なお、陽極部40は、芯部と当該芯部の周囲に設けられた多孔質部によって構成されていればよく、金属箔の表面をエッチングしたもの、金属箔の表面に多孔質状の微粉焼結体を形成したもの等を適宜採用することができる。
The
誘電体層50は、弁作用金属基体41の外表面に設けられている。誘電体層50は、上記弁作用金属の表面に設けられた酸化被膜によって構成されていることが好ましい。具体的には、誘電体層50は、アルミニウムの酸化物で構成されている。アルミニウムの酸化物は、後述するように、弁作用金属基体41の外表面が陽極酸化処理されることにより形成される。
The
陰極層60は、誘電体層50の外表面に設けられている。図2では、陰極層60は、固体電解質層61と、導電体層62と、陰極引き出し層63とを含む。
The
固体電解質層61は、誘電体層50の外表面の一部に設けられている。第2端面10f寄りに位置する弁作用金属基体41の外表面に設けられた誘電体層50の外表面には、固体電解質層61は設けられていない。この部分の誘電体層50において、固体電解質層61が設けられている部分に隣接している部分は、後述するマスク層51に外表面を覆われている。
The
図3に示すように、固体電解質層61は、弁作用金属基体41の複数の細孔(凹部)を充填するように設けられていることが好ましい。ただし、固体電解質層61によって誘電体層50の外表面の上記一部が覆われていればよく、固体電解質層61によって充填されていない弁作用金属基体41の細孔(凹部)が存在していてもよい。
As shown in FIG. 3, the
固体電解質層61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用いられる。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。
As the material constituting the
固体電解質層61は、例えば、3,4−エチレンジオキシチオフェン等の重合性モノマーを含む処理液を用いて、誘電体層50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)等の導電性高分子の分散液を誘電体層50の表面に塗布して乾燥させる方法等によって形成される。なお、弁作用金属基体41の細孔(凹部)を充填する内層用の固体電解質層を形成した後、誘電体層50全体を被覆する外層用の固体電解質層を形成することが好ましい。
In the
導電体層62は、固体電解質層61の外表面に設けられている。導電体層62は、例えば、カーボン層又は銀層を含む。また、導電体層62は、カーボン層の外表面に銀層が設けられた複合層や、カーボン及び銀を含む混合層であってもよい。
The
陰極引き出し層63は、導電体層62の外表面に設けられている。積層方向において互いに隣接しているコンデンサ素子70同士の導電体層62は、陰極引き出し層63によって互いに電気的に接続されている。幅方向Wにおける陰極引き出し層63の幅は、例えば、幅方向Wにおける弁作用金属基体41の幅と同等である。
The
陰極引き出し層63は、金属箔または印刷電極層により形成することができる。
The cathode lead-
金属箔の場合は、Al、Cu、Ag及びこれらの金属を主成分とする合金からなる群より選択される少なくとも一種の金属からなることが好ましい。また、金属箔として、表面にスパッタや蒸着等の成膜方法によりカーボンコートやチタンコートがされた金属箔を用いてもよい。中でも、カーボンコートされたアルミニウム箔を用いることが好ましい。 In the case of a metal foil, it is preferably composed of at least one metal selected from the group consisting of Al, Cu, Ag and alloys containing these metals as main components. Further, as the metal foil, a metal foil having a surface coated with carbon or titanium by a film forming method such as sputtering or vapor deposition may be used. Above all, it is preferable to use carbon-coated aluminum foil.
印刷電極層の場合は、電極ペーストをスポンジ転写、スクリーン印刷、スプレー塗布、ディスペンサ、インクジェット印刷等によって導電体層上に形成することにより、所定の領域に陰極引き出し層を形成することができる。電極ペーストとしては、Ag、CuまたはNiを主成分とする電極ペーストが好ましい。陰極引き出し層を印刷電極層とする場合には、金属箔を用いる場合よりも陰極引き出し層を薄くすることが可能である。 In the case of a printed electrode layer, the cathode extraction layer can be formed in a predetermined region by forming the electrode paste on the conductor layer by sponge transfer, screen printing, spray coating, dispenser, inkjet printing, or the like. As the electrode paste, an electrode paste containing Ag, Cu or Ni as a main component is preferable. When the cathode extraction layer is used as the printed electrode layer, the cathode extraction layer can be made thinner than when a metal foil is used.
上記のように、固体電解質層61が設けられていない部分の誘電体層50において、固体電解質層61が設けられている部分に隣接している部分は、絶縁性樹脂体10とは組成が異なるマスク層51に外表面を覆われている。マスク層51は、固体電解質層61が設けられている部分に隣接する位置から第2端面10f寄りの陽極部40の端部に至るまで弁作用金属基体41の外表面を覆っている。
As described above, in the
マスク層51は、例えば、絶縁性樹脂を含む組成物などのマスク材を塗布して形成する。
絶縁性樹脂としては、例えば、ポリフェニルスルホン(PPS)、ポリエーテルスルホン(PES)、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など)、可溶性ポリイミドシロキサンとエポキシ樹脂からなる組成物、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が挙げられる。
The
Examples of the insulating resin include polyphenylsulfone (PPS), polyethersulfone (PES), cyanate ester resin, fluororesin (tetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, etc.), and soluble polyimide. Examples thereof include a composition composed of a siloxane and an epoxy resin, a polyimide resin, a polyamideimide resin, and a derivative or precursor thereof.
第1外部電極20は、絶縁性樹脂体10の第1端面10eに設けられている。図1では、第1外部電極20は、絶縁性樹脂体10の第1端面10eから、第1主面10a、第2主面10b、第1側面10c及び第2側面10dの各々に亘って設けられている。第1外部電極20は、複数のコンデンサ素子70の各々の陰極層60と電気的に接続されている。
The first
第1外部電極20は、絶縁性樹脂体10の第1端面10e上に設けられた少なくとも1層のめっき層で構成されている。例えば、第1外部電極20は、絶縁性樹脂体10の第1端面10e上に設けられたCuめっき層と、Cuめっき層上に設けられたNiめっき層と、Niめっき層上に設けられたSnめっき層とから構成される。
The first
第1外部電極20は、絶縁性樹脂体10の第1端面10eにおいて陰極引き出し層63と直接的または間接的に接続されている。
The first
第2外部電極30は、絶縁性樹脂体10の第2端面10fに設けられている。図1では、第2外部電極30は、絶縁性樹脂体10の第2端面10fから、第1主面10a、第2主面10b、第1側面10c及び第2側面10dの各々に亘って設けられている。第2外部電極30は、複数のコンデンサ素子70の各々の陽極部40と電気的に接続されている。
The second
第2外部電極30は、絶縁性樹脂体10の第2端面10f上に設けられた少なくとも1層のめっき層で構成されている。例えば、第2外部電極30は、絶縁性樹脂体10の第2端面10f上に設けられたCuめっき層と、Cuめっき層上に設けられたNiめっき層と、Niめっき層上に設けられたSnめっき層とから構成される。
The second
第2外部電極30は、絶縁性樹脂体10の第2端面10fにおいて複数のコンデンサ素子70の各々の弁作用金属基体41と直接的または間接的に接続されている。
The second
(第1実施形態)
図4は、本発明の第1実施形態に係る固体電解コンデンサの要部の一例を模式的に示す平面図である。図5は、本発明の第1実施形態に係る固体電解コンデンサの要部の一例を模式的に示す断面図である。
(First Embodiment)
FIG. 4 is a plan view schematically showing an example of a main part of the solid electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of a main part of the solid electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention.
図4及び図5に示すように、弁作用金属基体41の主面の周縁を覆うようにマスク層51が設けられている。そして、誘電体層50上の、マスク層51によって囲まれた領域に固体電解質層61が設けられている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
図4及び図5では、固体電解質層61は、第1層61aと、第2層61bと、第3層61cとを含む。
In FIGS. 4 and 5, the
第1層61aは、固体電解質層61の内層であり、誘電体層50の細孔(図3参照)を充填している。
The
第2層61bは、固体電解質層61の内層である第1層61aと同じもしくは異なる材料からなる。第2層61bは、誘電体層50上の、マスク層51によって囲まれた領域の外周部に設けられている。
The
第3層61cは、固体電解質層61の外層であり、第2層61b及び誘電体層50を被覆している。
The
本発明の第1実施形態に係る固体電解コンデンサでは、マスク層によって囲まれた領域の外周部に、固体電解質層の内層である第1層と同じもしくは異なる材料からなる第2層が選択的に厚く形成されている。これにより、電界が集中しやすい外周部の耐電圧を高くすることができる。さらに、弁作用金属基体との密着性が悪い固体電解質層の外層である第3層の外周部を、第3層との親和性が良い第2層と接触させることにより、固体電解質層と弁作用金属基体との密着性を改善させることができる。その結果、高温や高湿環境での固体電解質層の剥離が生じにくくなり、固体電解コンデンサの信頼性が向上する。 In the solid electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention, a second layer made of the same or different material as the first layer, which is the inner layer of the solid electrolyte layer, is selectively formed on the outer peripheral portion of the region surrounded by the mask layer. It is thickly formed. As a result, the withstand voltage of the outer peripheral portion where the electric field is likely to be concentrated can be increased. Further, the outer peripheral portion of the third layer, which is the outer layer of the solid electrolyte layer having poor adhesion to the valve acting metal substrate, is brought into contact with the second layer having good affinity with the third layer, whereby the solid electrolyte layer and the valve are formed. Adhesion with the working metal substrate can be improved. As a result, the solid electrolyte layer is less likely to be peeled off in a high temperature or high humidity environment, and the reliability of the solid electrolytic capacitor is improved.
本発明の第1実施形態において、固体電解質層の第2層は、マスク層によって囲まれた領域の外周部の全体に設けられていることが好ましいが、上記外周部の一部に固体電解質層の第2層が設けられていない部分が存在してもよい。 In the first embodiment of the present invention, the second layer of the solid electrolyte layer is preferably provided on the entire outer peripheral portion of the region surrounded by the mask layer, but the solid electrolyte layer is partially provided on the outer peripheral portion. There may be a portion where the second layer is not provided.
本発明の第1実施形態において、第2層の厚みは、0.1μm以上2μm以下であることが好ましい。なお、第2層の厚みとは、第2層の最大厚みを意味する。 In the first embodiment of the present invention, the thickness of the second layer is preferably 0.1 μm or more and 2 μm or less. The thickness of the second layer means the maximum thickness of the second layer.
本発明の第1実施形態において、第2層の厚みは、第3層の厚みの10%以上75%以下であることが好ましい。なお、第3層の厚みとは、第3層の最大厚みを意味する。 In the first embodiment of the present invention, the thickness of the second layer is preferably 10% or more and 75% or less of the thickness of the third layer. The thickness of the third layer means the maximum thickness of the third layer.
本発明の第1実施形態において、固体電解質層は、後述する第2実施形態のように、マスク層によって囲まれた領域の外側にわたって、マスク層上にも設けられていてもよい。具体的には、固体電解質層の第3層が、マスク層によって囲まれた領域の外側にわたって、マスク層上にも設けられていてもよい。 In the first embodiment of the present invention, the solid electrolyte layer may also be provided on the mask layer over the outside of the region surrounded by the mask layer, as in the second embodiment described later. Specifically, a third layer of the solid electrolyte layer may be provided on the mask layer over the outside of the region surrounded by the mask layer.
図6は、本発明の第1実施形態に係る固体電解コンデンサの要部の別の一例を模式的に示す断面図である。
図6に示すように、第3層61cは、マスク層51上にも設けられていてもよい。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing another example of a main part of the solid electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 6, the
本発明の第1実施形態において、固体電解質層が、マスク層によって囲まれた領域の外側にわたって、マスク層上にも設けられている場合、マスク層上に設けられている固体電解質層の幅は、10μm以上100μm以下であることが好ましい。具体的には、マスク層上に設けられている第3層の幅が、10μm以上100μm以下であることが好ましい。 In the first embodiment of the present invention, when the solid electrolyte layer is also provided on the mask layer over the outside of the region surrounded by the mask layer, the width of the solid electrolyte layer provided on the mask layer is It is preferably 10 μm or more and 100 μm or less. Specifically, the width of the third layer provided on the mask layer is preferably 10 μm or more and 100 μm or less.
本発明の第1実施形態において、固体電解質層が、マスク層によって囲まれた領域の外側にわたって、マスク層上にも設けられている場合、マスク層上に設けられている固体電解質層の幅は、マスク層の幅の0.1%以上25%以下であることが好ましい。具体的には、マスク層上に設けられている第3層の幅が、マスク層の幅の0.1%以上25%以下であることが好ましい。 In the first embodiment of the present invention, when the solid electrolyte layer is also provided on the mask layer over the outside of the region surrounded by the mask layer, the width of the solid electrolyte layer provided on the mask layer is , It is preferable that the width of the mask layer is 0.1% or more and 25% or less. Specifically, the width of the third layer provided on the mask layer is preferably 0.1% or more and 25% or less of the width of the mask layer.
(第2実施形態)
図7は、本発明の第2実施形態に係る固体電解コンデンサの要部の一例を模式的に示す平面図である。図8は、本発明の第2実施形態に係る固体電解コンデンサの要部の一例を模式的に示す断面図である。
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a plan view schematically showing an example of a main part of the solid electrolytic capacitor according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing an example of a main part of the solid electrolytic capacitor according to the second embodiment of the present invention.
図7及び図8に示すように、弁作用金属基体41の主面の周縁を覆うようにマスク層51が設けられている。そして、誘電体層50上の、マスク層51によって囲まれた領域に固体電解質層61が設けられている。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
図7及び図8では、固体電解質層61は、マスク層51によって囲まれた領域の外側にわたって、マスク層51上にも設けられている。図7及び図8に示す例では、固体電解質層61は、内層61aと、外層61cとを含む。外層61cは、マスク層51上にも設けられている。
In FIGS. 7 and 8, the
本発明の第2実施形態に係る固体電解コンデンサでは、マスク層によって囲まれた領域の外周部を覆うように固体電解質層が形成されている。これにより、電界が集中しやすい外周部の耐電圧を高くすることができる。さらに、弁作用金属基体との密着性が悪い固体電解質層の外周部を、固体電解質層との親和性が良いマスク層と接触させることにより、固体電解質層と弁作用金属基体との密着性を改善させることができる。その結果、高温や高湿環境での固体電解質層の剥離が生じにくくなり、固体電解コンデンサの信頼性が向上する。 In the solid electrolytic capacitor according to the second embodiment of the present invention, the solid electrolyte layer is formed so as to cover the outer peripheral portion of the region surrounded by the mask layer. As a result, the withstand voltage of the outer peripheral portion where the electric field is likely to be concentrated can be increased. Further, by contacting the outer peripheral portion of the solid electrolyte layer having poor adhesion to the valve acting metal substrate with the mask layer having good affinity with the solid electrolyte layer, the adhesion between the solid electrolyte layer and the valve acting metal substrate can be improved. Can be improved. As a result, the solid electrolyte layer is less likely to be peeled off in a high temperature or high humidity environment, and the reliability of the solid electrolytic capacitor is improved.
本発明の第2実施形態において、固体電解質層は、マスク層によって囲まれた領域の外側の全体にわたって設けられていることが好ましいが、上記領域の外側の一部に固体電解質層が設けられていない部分が存在してもよい。また、固体電解質層の外層は2層以上に分かれていてもよく、マスク層によって囲まれた領域の内側の部分と外側の部分が別々に形成されていてもよい。 In the second embodiment of the present invention, the solid electrolyte layer is preferably provided over the entire outside of the region surrounded by the mask layer, but the solid electrolyte layer is provided on a part of the outside of the region. There may be a missing part. Further, the outer layer of the solid electrolyte layer may be divided into two or more layers, and the inner portion and the outer portion of the region surrounded by the mask layer may be formed separately.
本発明の第2実施形態において、マスク層上に設けられている固体電解質層の幅は、10μm以上100μm以下であることが好ましい。 In the second embodiment of the present invention, the width of the solid electrolyte layer provided on the mask layer is preferably 10 μm or more and 100 μm or less.
本発明の第2実施形態において、マスク層上に設けられている固体電解質層の幅は、マスク層の幅の0.1%以上25%以下であることが好ましい。 In the second embodiment of the present invention, the width of the solid electrolyte layer provided on the mask layer is preferably 0.1% or more and 25% or less of the width of the mask layer.
本発明の第1実施形態及び第2実施形態において、マスク層は、弁作用金属基体の主面の周縁の全体に設けられていることが好ましいが、弁作用金属基体の主面の周縁の一部にマスク層が設けられていない部分が存在してもよい。 In the first and second embodiments of the present invention, the mask layer is preferably provided on the entire peripheral edge of the main surface of the valve acting metal substrate, but is one of the peripheral edges of the main surface of the valve acting metal substrate. There may be a portion where the mask layer is not provided in the portion.
[固体電解コンデンサの製造方法]
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、誘電体層を少なくとも一方の主面に有する弁作用金属基体を準備する工程と、上記弁作用金属基体の上記主面の周縁に絶縁材料を付与することにより、上記周縁を覆うマスク層を形成する工程と、上記誘電体層上の、上記マスク層によって囲まれた領域に陰極層を形成する工程とを備える。
[Manufacturing method of solid electrolytic capacitor]
The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor of the present invention includes a step of preparing a valve acting metal substrate having a dielectric layer on at least one main surface, and applying an insulating material to the peripheral edge of the main surface of the valve acting metal substrate. A step of forming a mask layer covering the peripheral edge thereof and a step of forming a cathode layer on the dielectric layer in a region surrounded by the mask layer are provided.
図1に示す固体電解コンデンサ1は、例えば、以下のように製造される。 The solid electrolytic capacitor 1 shown in FIG. 1 is manufactured as follows, for example.
固体電解コンデンサ1を製造するに際して、まず、工程S10にて、コンデンサ素子70を準備する。具体的には、以下の工程S11から工程S14を実施する。
When manufacturing the solid electrolytic capacitor 1, first, the
工程S11にて、弁作用金属基体41の外表面に誘電体層50を設ける。例えば、弁作用金属基体41であるアルミニウム箔をアジピン酸アンモニウム水溶液に浸漬して陽極酸化処理することにより、誘電体層50となるアルミニウムの酸化物を形成する。なお、すでにアルミニウムの酸化物が形成されている化成箔を切断して弁作用金属基体41として用いる場合には、切断面にアルミニウムの酸化物を形成するために、切断後の弁作用金属基体41をアジピン酸アンモニウム水溶液に再度浸漬して陽極酸化処理する。
In step S11, the
工程S12にて、弁作用金属基体41の一部をマスキングする。このマスキングは、次工程で行なわれる固体電解質層61の形成領域を規定するために行われる。具体的には、弁作用金属基体41の外表面の周縁に、例えば、ポリイミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂などの絶縁性樹脂からなるマスク材を塗布する。この工程により形成されたマスキング部が、マスク層51となる。
In step S12, a part of the valve acting
工程S13にて、誘電体層50の外表面の一部に固体電解質層61を設ける。例えば、工程S12において形成されたマスキング部によって規定された固体電解質層61の形成領域に位置する誘電体層50の外表面に、導電性高分子分散液を付着し乾燥させて、導電性高分子膜を形成する。なお、重合性モノマー、例えば3,4−エチレンジオキシチオフェンと酸化剤とを含む処理液を付着させて、化学重合により導電性高分子膜を形成してもよい。この導電性高分子膜が、固体電解質層61となる。
In step S13, the
図4及び図5に示す固体電解コンデンサを製造する場合には、固体電解質層61は、上述した第1層61aと、第2層61bと、第3層61cとを含む。
When manufacturing the solid electrolytic capacitor shown in FIGS. 4 and 5, the
第1層61aは、固体電解質層61の内層として形成される。
The
第2層61bは、例えば、コーヒーステイン現象を利用して第1層61aと同時に形成される。コーヒーステイン現象とは、コーヒーの液滴が乾燥する際に、その液滴の周縁部が厚くなり、それ以外は薄くなる現象である。第1層61aを形成するための処理液や分散液においても、その組成によって、乾燥により第1層61aの周縁部が厚くなり、第2層61bとして形成される。第3層61cは、好ましくは、導電性高分子ペーストをスクリーン印刷等により印刷することによって形成される。第3層61cは、固体電解質層61の外層として形成される。
The
あるいは、第2層61bは、第1層61aを形成するための処理液や分散液を、マスク層51によって囲まれた領域の外周部に選択的に厚く塗布することによって形成されてもよい。また、第2層61bは、第1層61aとは異なる材料の処理液や分散液によって形成されてもよい。
Alternatively, the
一方、図7及び図8に示す固体電解コンデンサを製造する場合には、固体電解質層61は、マスク層51によって囲まれた領域の外側にわたって、マスク層51上にも形成される。このとき、固体電解質層61は、2層以上にわたって形成されてもよい。例えば、マスク層51によって囲まれた領域の内側と外側が個別に形成されていてもよいし、マスク層51によって囲まれた領域の内側にのみ形成された後にマスク層51によって囲まれた領域の外側にわたるように更に形成されていても良い。
On the other hand, in the case of manufacturing the solid electrolytic capacitor shown in FIGS. 7 and 8, the
次に、工程S14にて、固体電解質層61の外表面に導電体層62を設ける。例えば、固体電解質層61の外表面に、カーボンを塗布することによりカーボン層を形成した後、カーボン層の外表面に、銀を塗布することにより銀層を形成する。その後、導電体層62の外表面に陰極引き出し層63を設ける。
Next, in step S14, the
以上の工程S11から工程S14を経ることにより、コンデンサ素子70が準備される。
The
次に、工程S20にて、コンデンサ素子70を絶縁性樹脂体10の内部に設ける。具体的には、以下の工程S21及び工程S22を実施する。
Next, in step S20, the
工程S21にて、基板11上に、複数のコンデンサ素子70を積層する。具体的には、基板11上に複数のコンデンサ素子70を積層する。この際、Agペーストなどの導電性接着剤によって、コンデンサ素子70の導電体層62と基板11とを接続することが好ましい。続いて、基板11とコンデンサ素子70とを熱圧着することが好ましい。
In step S21, a plurality of
工程S22にて、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を用いて、複数のコンデンサ素子70をモールドする。具体的には、モールド法により、基板11を上金型に装着し、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を下金型のキャビティ内で加熱溶融させた状態で上金型と下金型とを型締めし、絶縁性樹脂を固化させることによってモールド部12を形成する。
In step S22, a plurality of
続いて、工程S31にて、工程S12において形成されたマスキング部を分断するように、基板11及びコンデンサ素子70を切断することが好ましい。具体的には、押し切り、ダイシング又はレーザカットによって、モールドされた状態の基板11及びコンデンサ素子70を切断する。この工程により、絶縁性樹脂体10を含むチップが形成される。
Subsequently, in step S31, it is preferable to cut the
工程S32にて、チップをバレル研磨することが好ましい。具体的には、チップが、バレルと呼ばれる小箱内に研磨材とともに封入され、当該バレルを回転させることにより、チップの研磨が行われる。これにより、チップの角部及び稜線部に丸みがつけられる。 In step S32, it is preferable to barrel-polish the tip. Specifically, the chip is enclosed in a small box called a barrel together with an abrasive, and the chip is polished by rotating the barrel. As a result, the corners and ridges of the chip are rounded.
工程S33にて、チップの両端部に第1外部電極20及び第2外部電極30を形成する。例えば、電解めっきにより、チップの両端部にCuめっき層を形成する。続いて、電解めっきにより、Cuめっき層上にNiめっき層を形成する。その後、電解めっきにより、Niめっき層上にSnめっき層を形成する。
In step S33, the first
以上のような工程を経て、固体電解コンデンサ1が製造される。 The solid electrolytic capacitor 1 is manufactured through the above steps.
本発明の固体電解コンデンサを製造する方法は特に限定されず、例えば、特開2019−79866号公報に記載された方法等により製造してもよい。 The method for producing the solid electrolytic capacitor of the present invention is not particularly limited, and for example, it may be produced by the method described in JP-A-2019-79866.
以下、本発明の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。 Hereinafter, examples in which the solid electrolytic capacitor of the present invention is disclosed more specifically will be shown. The present invention is not limited to these examples.
[コンデンサの作製]
(比較例)
図9は、比較例の固体電解コンデンサの要部の一例を模式的に示す平面図である。図10は、比較例の固体電解コンデンサの要部の一例を模式的に示す断面図である。
[Manufacturing of capacitors]
(Comparison example)
FIG. 9 is a plan view schematically showing an example of a main part of the solid electrolytic capacitor of the comparative example. FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing an example of a main part of a solid electrolytic capacitor of a comparative example.
図9及び図10に示すように、表面に誘電体層50を有する弁作用金属基体41の周縁を覆うようにマスク層51を形成した後、マスク層51によって囲まれた領域に固体電解質層61を形成した。
As shown in FIGS. 9 and 10, after forming the
弁作用金属基体41として、表面にエッチング層を有するアルミニウム化成箔を準備した。アルミニウム化成箔の表面をアジピン酸アンモニウム水溶液に浸漬させて陽極酸化処理することにより、アルミニウム化成箔の切断面に誘電体層50を形成した。
As the valve acting
マスク層51は、弁作用金属基体41の両面にマスク材をスクリーン印刷により塗布することにより形成した。マスク材としてはポリイミドを使用した。
The
マスク層51によって囲まれた領域の誘電体層50上に、インクジェットにより導電性高分子分散液を塗布して、固体電解質層61の内層61aを形成した。さらに、スクリーン印刷により導電性高分子ペーストを印刷して、固体電解質層61の外層61cを形成した。
A conductive polymer dispersion was applied by inkjet to the
固体電解質層61の表面にカーボンペーストをスクリーン印刷してカーボン層を形成した後、さらに銀ペーストをカーボン層上にスクリーン印刷して導電体層を形成することにより、コンデンサ素子を得た。
A capacitor element was obtained by screen-printing a carbon paste on the surface of the
得られたコンデンサ素子を積層し、積層体を得た。その後、エポキシ樹脂を用いて上記積層体の封止を行い、外部電極を形成することで、コンデンサの完成品を得た。 The obtained capacitor elements were laminated to obtain a laminated body. Then, the laminate was sealed with an epoxy resin to form an external electrode, whereby a finished capacitor was obtained.
(実施例1−1)
インクジェットによって固体電解質層61の内層61aを形成する際に、マスク層51によって囲まれた領域の外周部だけを選択的に重ね塗りする塗布パターンを用いたことにより、図4及び図5に示す要部を備えるコンデンサ素子を作製した。その他は比較例と同様の方法によりコンデンサの完成品を得た。
(Example 1-1)
When the
(実施例1−2)
導電性高分子分散液にコーヒーステイン現象を起こしやすくする添加剤を加えたことにより、図4及び図5に示す要部を備えるコンデンサ素子を作製した。上記添加剤としてはエタノールを使用した。その他は比較例と同様の方法によりコンデンサの完成品を得た。
(Example 1-2)
By adding an additive that easily causes the coffee stain phenomenon to the conductive polymer dispersion, a capacitor element having the main parts shown in FIGS. 4 and 5 was produced. Ethanol was used as the additive. A finished product of the capacitor was obtained by the same method as in the comparative example.
(実施例2−1)
スクリーン印刷によって固体電解質層61の外層61cを形成する際に、マスク層51によって囲まれた領域の外側にわたって外層61cが形成される印刷パターンを用いたことにより、図7及び図8に示す要部を備えるコンデンサ素子を作製した。その他は比較例と同様の方法によりコンデンサの完成品を得た。
(Example 2-1)
When the
[耐電圧]
比較例、実施例1−1、実施例1−2及び実施例2−1のコンデンサの耐電圧を評価するために、破壊電圧を測定した。破壊電圧の測定は、素子に対して100μAの定電流を1分間流した際の電圧を測定し、到達した電圧の最大値を破壊電圧とした。比較例の破壊電圧を1とした場合の相対値を表1に示す。
[Withstand voltage]
The breakdown voltage was measured in order to evaluate the withstand voltage of the capacitors of Comparative Example, Example 1-1, Example 1-2 and Example 2-1. The breaking voltage was measured by measuring the voltage when a constant current of 100 μA was passed through the device for 1 minute, and the maximum value of the reached voltage was taken as the breaking voltage. Table 1 shows the relative values when the breakdown voltage of the comparative example is 1.
[ESR変化率]
比較例、実施例1−1、実施例1−2及び実施例2−1のコンデンサについて、LCRメーターを用いて、100kHzにおける等価直列抵抗(ESR)を測定し、この値を初期ESRとした。さらに、これらのコンデンサに対して105℃で1000時間放置する高温負荷試験を行った後、100kHzにおけるESRを測定した。試験前後でのESR変化率(初期比)を表1に示す。
[ESR rate of change]
The equivalent series resistance (ESR) at 100 kHz was measured for the capacitors of Comparative Example 1-1, Example 1-2 and Example 2-1 using an LCR meter, and this value was used as the initial ESR. Further, after performing a high temperature load test in which these capacitors were left at 105 ° C. for 1000 hours, the ESR at 100 kHz was measured. Table 1 shows the ESR change rate (initial ratio) before and after the test.
実施例1−1及び実施例1−2の結果から、マスク層によって囲まれた領域の外周部に、固体電解質層の内層である第1層と同じ材料からなる第2層を選択的に厚く形成することにより、耐電圧を高くすることができ、ESR変化率を低くすることができることが分かる。 From the results of Examples 1-1 and 1-2, a second layer made of the same material as the first layer, which is the inner layer of the solid electrolyte layer, is selectively thickened on the outer peripheral portion of the region surrounded by the mask layer. It can be seen that by forming the withstand voltage, the withstand voltage can be increased and the ESR change rate can be decreased.
実施例2−1の結果から、マスク層によって囲まれた領域の外周部を覆うように固体電解質層を形成することにより、耐電圧を高くすることができ、ESR変化率を低くすることができることが分かる。 From the results of Example 2-1 that the withstand voltage can be increased and the ESR change rate can be decreased by forming the solid electrolyte layer so as to cover the outer peripheral portion of the region surrounded by the mask layer. I understand.
1 固体電解コンデンサ
10 絶縁性樹脂体
10a 第1主面
10b 第2主面
10c 第1側面
10d 第2側面
10e 第1端面
10f 第2端面
11 基板
12 モールド部
20 第1外部電極
30 第2外部電極
40 陽極部
41 弁作用金属基体
50 誘電体層
51 マスク層
60 陰極層
61 固体電解質層
61a 固体電解質層の第1層(内層)
61b 固体電解質層の第2層
61c 固体電解質層の第3層(外層)
62 導電体層
63 陰極引き出し層
70 コンデンサ素子
1 Solid
61b Second layer of
62
Claims (10)
絶縁材料からなり、前記弁作用金属基体の前記主面の周縁を覆うように設けられたマスク層と、
前記誘電体層上の、前記マスク層によって囲まれた領域に設けられた陰極層と、を備え、
前記陰極層は、前記誘電体層上に設けられた固体電解質層を含み、
前記固体電解質層は、前記誘電体層の細孔を充填する第1層と、前記第1層と同じもしくは異なる材料からなり、前記誘電体層上の、前記マスク層によって囲まれた領域の外周部に設けられた第2層と、前記第2層及び前記誘電体層を被覆する第3層と、を含む、固体電解コンデンサ。 A valve acting metal substrate having a dielectric layer on at least one main surface,
A mask layer made of an insulating material and provided so as to cover the peripheral edge of the main surface of the valve acting metal substrate.
A cathode layer provided in a region surrounded by the mask layer on the dielectric layer is provided.
The cathode layer includes a solid electrolyte layer provided on the dielectric layer.
The solid electrolyte layer is made of a first layer that fills the pores of the dielectric layer and a material that is the same as or different from that of the first layer, and is the outer periphery of a region on the dielectric layer surrounded by the mask layer. A solid electrolytic capacitor including a second layer provided on the portion, a third layer covering the second layer and the dielectric layer.
絶縁材料からなり、前記弁作用金属基体の前記主面の周縁を覆うように設けられたマスク層と、
前記誘電体層上の、前記マスク層によって囲まれた領域に設けられた陰極層と、を備え、
前記陰極層は、前記誘電体層上に設けられた固体電解質層を含み、
前記固体電解質層は、前記マスク層によって囲まれた領域の外側にわたって、前記マスク層上にも設けられている、固体電解コンデンサ。 A valve acting metal substrate having a dielectric layer on at least one main surface,
A mask layer made of an insulating material and provided so as to cover the peripheral edge of the main surface of the valve acting metal substrate.
A cathode layer provided in a region surrounded by the mask layer on the dielectric layer is provided.
The cathode layer includes a solid electrolyte layer provided on the dielectric layer.
The solid electrolyte layer is a solid electrolytic capacitor that is also provided on the mask layer over the outside of the region surrounded by the mask layer.
前記弁作用金属基体の前記主面の周縁に絶縁材料を付与することにより、前記周縁を覆うマスク層を形成する工程と、
前記誘電体層上の、前記マスク層によって囲まれた領域に陰極層を形成する工程と、を備え、
前記陰極層を形成する工程は、前記誘電体層上に固体電解質層を形成する工程を含み、
前記固体電解質層は、前記誘電体層の細孔を充填する第1層と、前記第1層と同じもしくは異なる材料からなり、前記誘電体層上の、前記マスク層によって囲まれた領域の外周部に設けられた第2層と、前記第2層及び前記誘電体層を被覆する第3層と、を含む、固体電解コンデンサの製造方法。 A step of preparing a valve acting metal substrate having a dielectric layer on at least one main surface, and
A step of forming a mask layer covering the peripheral edge by applying an insulating material to the peripheral edge of the main surface of the valve acting metal substrate.
A step of forming a cathode layer in a region surrounded by the mask layer on the dielectric layer is provided.
The step of forming the cathode layer includes a step of forming a solid electrolyte layer on the dielectric layer.
The solid electrolyte layer is made of a first layer that fills the pores of the dielectric layer and a material that is the same as or different from that of the first layer, and is the outer periphery of a region on the dielectric layer surrounded by the mask layer. A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, comprising a second layer provided on the portion, a third layer covering the second layer and the dielectric layer.
前記弁作用金属基体の前記主面の周縁に絶縁材料を付与することにより、前記周縁を覆うマスク層を形成する工程と、
前記誘電体層上の、前記マスク層によって囲まれた領域に陰極層を形成する工程と、を備え、
前記陰極層を形成する工程は、前記誘電体層上に固体電解質層を形成する工程を含み、
前記固体電解質層は、前記マスク層によって囲まれた領域の外側にわたって、前記マスク層上にも形成される、固体電解コンデンサの製造方法。 A step of preparing a valve acting metal substrate having a dielectric layer on at least one main surface, and
A step of forming a mask layer covering the peripheral edge by applying an insulating material to the peripheral edge of the main surface of the valve acting metal substrate.
A step of forming a cathode layer in a region surrounded by the mask layer on the dielectric layer is provided.
The step of forming the cathode layer includes a step of forming a solid electrolyte layer on the dielectric layer.
A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, wherein the solid electrolyte layer is also formed on the mask layer over the outside of a region surrounded by the mask layer.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US17/014,181 US11515098B2 (en) | 2019-09-09 | 2020-09-08 | Solid electrolytic capacitor and method of producing solid electrolytic capacitor |
CN202010937839.3A CN112466667B (en) | 2019-09-09 | 2020-09-08 | Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing solid electrolytic capacitor |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019163667 | 2019-09-09 | ||
JP2019163667 | 2019-09-09 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021044549A true JP2021044549A (en) | 2021-03-18 |
JP7375710B2 JP7375710B2 (en) | 2023-11-08 |
Family
ID=74863191
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020149639A Active JP7375710B2 (en) | 2019-09-09 | 2020-09-07 | Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing solid electrolytic capacitor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7375710B2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001075917A1 (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-11 | Showa Denko K.K. | Solid electrolytic capacitor and method for producing the same |
JP2004146643A (en) * | 2002-10-25 | 2004-05-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid electrolytic capacitor and its manufacturing method |
JP2013243392A (en) * | 2007-03-07 | 2013-12-05 | Kemet Electronics Corp | Method for forming electric device including thin solid electrolytic capacitor embeddable in substrate |
JP2014103292A (en) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Nec Tokin Corp | Electroconductive polymer, insulating resin, and structure using the same |
JP2018082082A (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 株式会社村田製作所 | Method for manufacturing solid electrolytic capacitor |
-
2020
- 2020-09-07 JP JP2020149639A patent/JP7375710B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2001075917A1 (en) * | 2000-03-31 | 2001-10-11 | Showa Denko K.K. | Solid electrolytic capacitor and method for producing the same |
JP2004146643A (en) * | 2002-10-25 | 2004-05-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid electrolytic capacitor and its manufacturing method |
JP2013243392A (en) * | 2007-03-07 | 2013-12-05 | Kemet Electronics Corp | Method for forming electric device including thin solid electrolytic capacitor embeddable in substrate |
JP2014103292A (en) * | 2012-11-21 | 2014-06-05 | Nec Tokin Corp | Electroconductive polymer, insulating resin, and structure using the same |
JP2018082082A (en) * | 2016-11-17 | 2018-05-24 | 株式会社村田製作所 | Method for manufacturing solid electrolytic capacitor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7375710B2 (en) | 2023-11-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10991515B2 (en) | Solid electrolytic capacitor | |
JP6819691B2 (en) | Manufacturing method of solid electrolytic capacitor and solid electrolytic capacitor | |
US10879011B2 (en) | Method for producing solid electrolytic capacitor, and solid electrolytic capacitor | |
US11875950B2 (en) | Electrolytic capacitor | |
JPWO2020174847A1 (en) | Electronic components and manufacturing methods for electronic components | |
JP7065301B2 (en) | Solid electrolytic capacitors and their manufacturing methods | |
JP5623214B2 (en) | Solid electrolytic capacitor | |
US20230368978A1 (en) | Method for manufacturing electronic component | |
US20220223349A1 (en) | Electrolytic capacitor, and method for manufacturing electrolytic capacitor | |
US20220223350A1 (en) | Electrolytic capacitor | |
JP7375710B2 (en) | Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing solid electrolytic capacitor | |
WO2021125045A1 (en) | Solid electrolytic capacitor | |
CN112466667B (en) | Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing solid electrolytic capacitor | |
JP2021097165A (en) | Solid electrolytic capacitor | |
WO2023090141A1 (en) | Electrolytic capacitor element | |
JP2020107884A (en) | Electrolytic capacitor | |
WO2021112239A1 (en) | Solid electrolytic capacitor | |
WO2023153432A1 (en) | Electrolytic capacitor element | |
JP7392379B2 (en) | solid electrolytic capacitor | |
WO2023026709A1 (en) | Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing solid electrolytic capacitor | |
WO2021205893A1 (en) | Electrolytic capacitor and method for manufacturing electrolytic capacitor | |
WO2023026708A1 (en) | Solid electrolytic capacitor element, solid electrolytic capacitor, and method for manufacturing solid electrolytic capacitor element | |
WO2021205894A1 (en) | Electrolytic capacitor and method for manufacturing electrolytic capacitor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220412 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230317 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230404 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230522 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230926 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231009 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7375710 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |