JP5522048B2 - コンデンサ用電極箔及びその製造方法とその電極箔を用いた固体電解コンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサ用電極箔及びその製造方法とその電極箔を用いた固体電解コンデンサに関する。

電子機器の高周波化に伴い、電子部品の一つであるコンデンサにも従来よりも高周波領域でのインピーダンス特性に優れたコンデンサが求められてきており、このような要求に応えるために電気伝導度の高い導電性高分子を固体電解質に用いた固体電解コンデンサが種々検討されている。

また、近年、パーソナルコンピュータのＣＰＵ周り等に使用される固体電解コンデンサには小型大容量化が強く望まれており、更に、高周波化に対応して低い等価直列抵抗（ＥＳＲ）や、ノイズ除去や過渡応答性に優れた低い等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）を有することが要求されている。

図１５は特許文献１に記載されている従来の固体電解コンデンサ５０１の斜視図である。図１６は固体電解コンデンサ５０１のコンデンサ素子２１の平面図である。コンデンサ素子２１は、弁作用金属であるアルミニウム箔からなる陽極体である電極箔と、電極箔の表面に設けられた誘電体酸化皮膜層とを備える。電極箔のその表面は粗面化されている。誘電体酸化皮膜層上に設けられた絶縁性のレジスト部２２により、電極箔を陽極電極部２３と陰極形成部とに分離する。コンデンサ素子２１は、電極箔の陰極形成部の誘電体酸化皮膜層上に設けられた導電性高分子からなる固体電解質層と、固体電解質層上に設けられた陰極層とをさらに備える。陰極層は、固体電解質層上に設けられたカーボン層と、カーボン層上に設けられた銀ペースト層からなる。固体電解質層と陰極層は陰極電極部２４を構成する。電極箔は長手方向に延びる矩形状を有し、コンデンサ素子２１は平板形状を有する。長手方向にレジスト部２２を介して陽極電極部２３と陰極電極部２４が配列されている。

陽極コム端子２５はコンデンサ素子２１の陽極電極部２３に接続されている。陽極コム端子２５上に複数のコンデンサ素子２１が積層され、複数のコンデンサ素子２１の陽極電極部２３がレーザー溶接等の接合方法で接合されている。

陰極コム端子２６はコンデンサ素子２１の陰極電極部２４に接続されている。折り曲げ部２６Ａは陰極コム端子２６の素子搭載部分の両側面を上方へ折り曲げて形成されている。陰極コム端子２６の素子搭載部分と複数のコンデンサ素子２１の陰極電極部２４との間、ならびに複数のコンデンサ素子２１の陰極電極部２４間は導電性接着剤で接合されて電気的に接続されている。折り曲げ部２６Ａと陰極電極部２４間は導電性接着剤２７で接合されて電気的に接続されている。

絶縁性の外装樹脂２８は陽極コム端子２５と陰極コム端子２６の一部が夫々外表面に露呈する状態で複数のコンデンサ素子２１を一体に被覆する。外装樹脂２８から表出した陽極コム端子２５と陰極コム端子２６の一部を外装樹脂２８に沿って底面へと折り曲げることにより、底面部に陽極端子部と陰極端子部を形成した面実装型の固体電解コンデンサ５０１が構成されている。

従来の固体電解コンデンサ５０１では、単位面積当たりの表面積を拡大して容量拡大を図る目的で、コンデンサ素子２１のアルミニウム箔からなる電極箔の表面をエッチング加工により粗面化している。エッチング技術ならびにアルミニウム箔の機械的強度から、エッチング加工による表面積の更なる拡大には限界があり、この限界以上の容量拡大を図ることは困難である。

特開２００３−４５７５３号公報

コンデンサ用電極箔は、弁作用金属箔からなる基材と、基材の第１の面に蒸着によって形成された弁作用金属よりなる第１の粗面化層と、基材の第２の面に蒸着によって形成された弁作用金属よりなる第２の粗面化層とを備える。第１と第２の粗面化層のそれぞれの空孔径の最頻値が０．０２μｍ〜０．１０μｍである。第１の粗面化層の厚みは第２の粗面化層の厚みより大きい。

この電極箔は蒸着により安定して製造できる粗面化層を有し、大容量を有する固体電解コンデンサを得ることができる。

図１は本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの斜視図である。 図２Ａは実施の形態による固体電解コンデンサのコンデンサ素子の平面図である。 図２Ｂは図２Ａに示すコンデンサ素子の線２Ｂ−２Ｂにおける断面図である。 図３は実施の形態によるコンデンサ素子の電極箔の断面図である。 図４は実施の形態による電極箔の粗面化層の模式図である。 図５Ａは図３に示す電極箔の拡大図である。 図５Ｂは図５Ａに示す電極箔の拡大図である。 図６は実施の形態による電極箔の粗面化層の空孔径の分布を示す。 図７は実施の形態による粗面化層の厚みと化成容量指数との関係を示す。 図８は実施の形態による粗面化層の厚みと電解質被覆率との関係を示す。 図９は実施の形態による粗面化層の厚みと製品容量指数との関係を示す。 図１０は実施の形態によるコンデンサ用電極箔の製造装置の概念図である。 図１１は実施の形態による電極箔の粗面化層の拡大図である。 図１２は実施の形態による粗面化層の拡大図である。 図１３は実施の形態による電極箔の両面にそれぞれ形成された粗面化層の厚みの比率を示す。 図１４は実施の形態によるコンデンサ用電極箔の他の製造装置の概念図である。 図１５は従来の固体電解コンデンサの斜視図である。 図１６は従来の固体電解コンデンサのコンデンサ素子の平面図である。

図１は本発明の実施の形態による固体電解コンデンサ１００１の斜視図である。固体電解コンデンサ１００１は積層された複数のコンデンサ素子１を備える。

図２Ａは固体電解コンデンサ１００１のコンデンサ素子１の平面図である。図２Ｂは図２Ａに示すコンデンサ素子１の線２Ｂ−２Ｂにおける断面図である。アルミニウム等の弁作用金属からなる陽極体である電極箔９は長手方向１００１Ａに延びる矩形状を実質的に有し、互いに反対の上面９Ａと下面９Ｂとを有する。電極箔９の上面９Ａと下面９Ｂには誘電体酸化皮膜層１０１、２０１がそれぞれ設けられている。誘電体酸化皮膜層１０１の上面には絶縁性の上レジスト部１０２が設けられている。上レジスト部１０２は誘電体酸化皮膜層１０１の上面を長手方向１００１Ａに沿って陽極電極部１０３と陰極形成部１３３とに分離する。陰極形成部１３３上には導電性高分子からなる固体電解質層１０４が設けられている。固体電解質層１０４の上面にはカーボン層１０５が設けられている。カーボン層１０５の上面には上銀ペースト層１０６が形成されている。カーボン層１０５と銀ペースト層１０６は、固体電解質層１０４の上面上に設けられた陰極層１０７を構成する。誘電体酸化皮膜層２０１の下面には絶縁性の下レジスト部２０２が設けられている。下レジスト部２０２は誘電体酸化皮膜層２０１の下面を長手方向１００１Ａに沿って陽極電極部２０３と陰極形成部２３３とに分離する。陰極形成部２３３には導電性高分子からなる固体電解質層２０４が設けられている。固体電解質層２０４の下面にはカーボン層２０５が設けられている。カーボン層２０５の下面には銀ペースト層２０６が形成されている。カーボン層２０５と銀ペースト層２０６は、固体電解質層２０４の下面上に設けられた陰極層２０７を構成する。固体電解質層１０４、２０４と陰極層１０７、２０７は陰極電極部４を構成する。陽極電極部１０３と陽極電極部２０３は陽極電極部３を構成する。上レジスト部１０２と下レジスト部２０２はレジスト部２を構成する。コンデンサ素子１は平板形状を有し、長手方向１００１Ａに沿ってレジスト部２を介して陽極電極部３と陰極電極部４が配列されている。陽極電極部３と陰極電極部４は、コンデンサ素子１の長手方向１００１Ａの互いに反対側の端部１Ａと端部１Ｂにそれぞれ設けられている。

陽極コム端子５上に複数のコンデンサ素子１が積層され、それらの陽極電極部３はレーザー溶接等の接合方法で接合されている。具体的には、溶接により陽極電極部３の誘電体酸化皮膜層１０１、２０１の部分が破壊されて、電極箔９が陽極コム端子５に接合されて電気的に接続されている。

陰極コム端子６の素子搭載部分には積層された複数のコンデンサ素子１が搭載されている。複数のコンデンサ素子１と陰極電極部４間と、複数のコンデンサ素子１の陰極電極部４間は導電性接着剤で接合されて電気的に接続されている。陰極コム端子６は素子搭載部分の両側面を上方へ折り曲げて形成された折り曲げ部６Ａを有する。折り曲げ部６Ａと陰極電極部４間は導電性接着剤７によって接合されて電気的に接続されている。

絶縁性の外装樹脂８は陽極コム端子５と陰極コム端子６の一部が夫々外表面に露呈する状態で複数のコンデンサ素子１と陽極コム端子５、陰極コム端子６を一体に被覆する。外装樹脂８から表出した陽極コム端子５と陰極コム端子６の一部は外装樹脂８に沿って底面へ折り曲げられて、外装樹脂８に沿って延びる。陽極コム端子５と陰極コム端子６は外装樹脂８の底面部に陽極端子部と陰極端子部とをそれぞれ形成し、面実装型の固体電解コンデンサ１００１が構成されている。

図３はコンデンサ素子１の電極箔９の断面図である。電極箔９は、アルミニウム箔からなる基材３０９と、基材３０９の上面３０９Ａに蒸着によって形成された粗面化層１０９と、基材３０９の下面３０９Ｂに蒸着によって形成された粗面化層２０９とを備える。電極箔９の上面９Ａである粗面化層１０９の上面には誘電体酸化皮膜層１０１が設けられている。電極箔９の下面９Ｂである粗面化層２０９の下面には誘電体酸化皮膜層２０１が設けられている。基材３０９の面３０９Ａ、３０９Ｂ自体には粗面化層は無く、この意味で面３０９Ａ、３０９Ｂ自体には実質的に空孔を有していない。粗面化層１０９の厚みｔ１０９は粗面化層２０９の厚みｔ２０９と異なる。

図４は粗面化層１０９、２０９の断面模式図である。図５Ａと図５Ｂは粗面化層１０９、２０９の拡大図であり、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）でそれぞれ１万倍、３万倍に拡大した写真である。粗面化層１０９、２０９は、図４、図５Ａ、図５Ｂに示すように、基材３０９の上面３０９Ａと下面３０９Ｂから上面９Ａと下面９Ｂまでそれぞれ延びる複数のツリー構造体４０９よりなる。ツリー構造体４０９は連なっているアルミニウム等の弁作用金属の複数の微粒子４０９Ａよりなり、粗面化層１０９（２０９）のツリー構造体４０９は、基材３０９の上面３０９Ａ（下面３０９Ｂ）から複数の枝４０９Ｂに分かれながら上面９Ａ（下面９Ｂ）まで延びる。

電極箔９の製造方法を以下に説明する。弁作用金属箔の基材３０９を０．０１Ｐａ〜０．００１Ｐａの真空に保たれた蒸着槽内に配置する。次に、基材３０９の周辺に１体積部の酸素ガスよりなる活性ガスと２体積部〜６体積部のアルゴンガスよりなる不活性ガスとよりなる雰囲気ガスを流入して、基材３０９の周辺での圧力を１０Ｐａ〜３０Ｐａに保ち、基材３０９の温度を１５０℃〜３００℃の範囲に保つ。その状態で、蒸着槽内に蒸着源としてアルミニウム材を配設し、アルミニウムを基材３０９の面３０９Ａ、３０９Ｂに真空蒸着させて、アルミニウムの微粒子４０９Ａよりなる粗面化層１０９、２０９を形成する。

実施の形態においては、基材３０９は厚み５０μｍの高純度アルミニウム箔である。雰囲気ガスを流入する前の真空の圧力は０．００４Ｐａに調整する。また、雰囲気ガスは、１体積部の酸素ガスと４体積部のアルゴンガスよりなる。この雰囲気ガスを流入させた後の基材３０９の周辺の圧力が２０Ｐａになるように雰囲気ガスの流量を調整する。基材３０９の温度を２００℃に設定する。

図６は上記の方法で作製された粗面化層１０９、２０９の空孔径の分布を示す。図６はアルミニウム箔よりなる基材にエッチングで形成された比較例の粗面化層の空孔径の分布を併せて示す。図６において、横軸は空孔径を示し、縦軸は空孔径の頻度を示す。実施の形態による粗面化層１０９、２０９の空孔径の最頻値は約０．０３μｍと極めて微細であり、比較例の粗面化層の空孔径の最頻値の０．１５μｍと比較して極めて微細である。粗面化層１０９、２０９により電極箔９の表面積は極めて大きい。また、粗面化層１０９、２０９は複数のツリー構造体４０９よりなるので、より多くのポリマー液等の液体を含浸させることができる。

さらに、粗面化層１０９、２０９の複数のツリー構造体４０９では、個々の微粒子４０９Ａが互いに強固に結合しているので、ツリー構造体４０９の基材３０９に結合しているネッキング部の破壊を抑制することができる。これにより、誘電体酸化皮膜層１０１、２０１を形成する化成時にネッキング部が破壊されることがなくなり、陽極箔９の機械的強度を大きくできるのみならず、完成品のコンデンサの容量低下を抑制することができる。

次に、電極箔９の特性について以下に詳細に説明する。

空孔径の様々な最頻値を有する粗面化層１０９、２０９を備えた電極箔９を作製した。エッチングで形成された粗面化層を有する比較例の電極箔を作製した。これらの電極箔を７０℃の７％アジピン酸アンモニウム水溶液に入れ、化成電圧５Ｖ、化成電流０．０５Ａ／ｃｍ２で保持時間２０分だけ保持して化成し、電極箔９の両面９Ａ、９Ｂに誘電体酸化皮膜層１０１、２０１を形成した。誘電体酸化皮膜層１０１、２０１が形成された電極箔９から面積１０ｃｍ２の試料片を３０℃の８％ホウ酸アンモニウム水溶液に入れて、測定周波数１２０Ｈｚにおいてインピーダンスアナライザーで容量を化成容量として測定した。

図７は電極箔９の粗面化層１０９の厚みｔ１０９と粗面化層２０９の厚みｔ２０９の合計と化成容量との関係を示す。図７において、電極箔化成容量は、両面の粗面化層の厚みの合計が８０μｍである比較例の電極箔の化成容量に対する比をパーセントの単位で示す。

図７に示すように、空孔径の最頻値が小さくなるに従い、粗面化層の厚みに比例して化成容量はより一層大きくなる。実施の形態による電極箔９は比較例の電極箔よりも粗面化層の同じ厚みにおいて化成容量が大きい。この結果は、電極箔９の空孔径が比較例の電極箔より小さいことによって、電極箔の大きさに対する表面積の比が大きいことに起因する。したがって、実施の形態による電極箔９により、比較例の電極箔に比べて大きい容量を有してかつより薄い固体電解コンデンサを得ることができる。

次に、実施の形態による電極箔９と比較例の電極箔の誘電体酸化皮膜層にピロールモノマーを電解重合することにより固体電解質層を形成し、その後、固体電解質層にカーボンと銀ペーストを塗布することにより陰極層を形成した。その後、測定周波数１２０Ｈｚにおいてインピーダンスアナライザーで容量を製品容量として測定し、製品容量の化成容量に対する比率である電解質被覆率を算出した。

図８は電極箔９の粗面化層１０９、２０９の厚みの合計と電解質被覆率との関係を示す。

図８に示すように、空孔径の最頻値が小さくなるに従い、粗面化層の厚みに比例して電解質被覆率がより一層小さくなる。この結果は、空孔径の最頻値が小さくなるとモノマー液が粗面化層に含浸しにくくなり、更に粗面化層の厚みが増すことによってモノマー液がより一層含浸しにくくなることに起因する。したがって、電解質被覆率を小さくしないためには、粗面化層の厚みを大きくした場合には空孔径の最頻値を大きくする必要がある。粗面化層の厚みを小さくすると、電解質被覆率を小さくさせずに空孔径の最頻値を小さくすることができる。

図９は、空孔径の様々な最頻値における図７に示す粗面化層の厚みと化成容量との関係と図８に示す粗面化層の厚みと電解質被覆率との関係とから求められた、空孔径の様々な最頻値における粗面化層の厚みと製品容量の関係を示す。図７に示すように、空孔径の最頻値が０．０１μｍの電極箔９は最も大きい化成容量指数を有する。しかし、空孔径の最頻値が０．０１μｍの電極箔９の製品容量は、図８に示すように電解質被覆率が小さいので、厚みの合計８０μｍの粗面化層を有する比較例の電極箔を上回ることはできない。

また、空孔径の最頻値が０．０２μｍの電極箔９の製品容量は、粗面化層１０９、２０９の厚みの合計が２０μｍ〜８０μｍの範囲において厚み８０μｍの粗面化層を有する比較例の電極箔を上回ることができる。しかし、空孔径の最頻値が０．０２μｍを超える電極箔９の製品容量は粗面化層の厚みが薄い範囲において、厚みの合計８０μｍの粗面化層を有する比較例の電極箔を上回ることができない場合がある。

ただし、厚み８０μｍの粗面化層を有する比較例の電極箔の製品容量を上回ることができない場合でも、粗面化層の厚み当たりの容量は比較例の電極箔を大きく超えているので、実施の形態による電極箔９は粗面化層が薄くても同等の容量を得ることが可能になる。更に、空孔径の最頻値が大きくなるに従って電解質被覆率が大きくなるので、製品としての固体電解コンデンサの信頼性は高くなる。

すなわち、厚みの合計８０μｍのエッチングにより形成された粗面化層を有する比較例の電極箔では、機械的強度を確保するために基材は２５μｍの厚みが必要であり、電極箔の厚みは１０５μｍとなる。実施の形態では、空孔径の最頻値が０．０２μｍの場合、図９より、粗面化層１０９、２０９の厚みｔ１０９、ｔ２０９の合計が２０μｍで比較例の電極箔と略同等の容量を得ることが可能である。したがって、電極箔９の厚みは４５μｍ（＝２０μｍ＋２５μｍ）で機械的強度を確保でき、比較例の電極箔より薄くすることが可能になる。なお、基材３０９の厚みを大きくすることで固体電解コンデンサ１００１の等価直列抵抗（ＥＳＲ）が小さくなるので、容量とＥＳＲの最適なバランスを求めながら電極箔９の厚みを決定することで、設計の余裕度を拡大させることができる。

このように、実施の形態による電極箔９の製品容量は、空孔径の最頻値が０．０２μｍ〜０．１０μｍ、かつ、粗面化層１０９、２０９の厚みの合計が２０μｍ〜８０μｍの範囲において、厚みの合計８０μｍのエッチングで形成された粗面化層を有する比較例の電極箔の製品容量を大きく上回る。したがって、電極箔９を薄くすることができ、固体電解コンデンサ１００１を小型化してかつ大容量にすることができる。

なお、本実施の形態では、空孔径の最頻値が０．０５μｍ〜０．１０μｍの場合は、粗面化層１０９、２０９の電解質被覆率が大きくなる。したがって、粗面化層１０９、２０９の厚みの和が８０μｍを越えた場合でも、比較例のエッチングによる電極箔の厚みが８０μｍの場合の製品容量指数１００を上回ることができ、比較例よりもコンデンサの容量を大きくすることができる。

図１０は実施の形態によるコンデンサ用電極箔９を製造するための製造装置２００１の概念図である。供給部１０は巻回されたアルミニウム箔からなる基材３０９を有して、基材３０９を供給する。受け取り部１１は、基材３０９と、基材３０９の面３０９Ａ、３０９Ｂにそれぞれ設けられた粗面化層１０９、２０９とを備えたコンデンサ用電極箔９を受け取って巻き取る。基材３０９は供給部１０から受け取り部１１まで設けられた搬送経路２００１Ａに所定の速度で搬送される。実施の形態においては基材３０９の厚みは８２μｍである。

反転部１２は供給部１０から受け取り部１１までの搬送経路２００１Ａの途中に設けられ、基材３０９の上面３０９Ａと下面３０９Ｂを１８０度反転させる。

搬送経路２００１Ａに沿って設けられた遮蔽板１３は基材３０９の下方に配設される。遮蔽板１３には開口部１３Ａ、１３Ｂが設けられている。開口部１３Ａは、反転部１２の上流すなわち反転部１２と供給部１０との間に位置している。開口部１３Ｂは、反転部１２の下流すなわち反転部１２と受け取り部１１との間に位置している。開口部１３Ａの下方には、アルミニウムを加熱して蒸発させるための複数の蒸着ボート１４Ａが配設されている。開口部１３Ｂの下方には、アルミニウムを加熱して蒸発させるための少なくとも１つの蒸着ボート１４Ｂが配設されている。開口部１３Ａと蒸着ボート１４Ａは一次蒸着部１５を構成し、開口部１３Ｂと蒸着ボート１４Ｂは二次蒸着部１６を構成している。

一次蒸着部１５の遮蔽板１３の開口部１３Ａの面積は二次蒸着部１６の遮蔽板１３の開口部１３Ｂより大きい。一次蒸着部１５の複数の蒸着ボート１４Ａの数は二次蒸着部１６の少なくとも１つの蒸着ボート１４Ｂより多い。

仕切板１７は一次蒸着部１５の蒸着ボート１４Ａを二次蒸着部１６の蒸着ボート１４Ｂから分離する。これにより、一次蒸着部１５での蒸着プロセスと二次蒸着部１６での蒸着プロセスとが互いに影響しあうことを防止する。

実施の形態によるコンデンサ用電極箔９の製造装置２００１の動作を説明する。面３０９Ａが下方すなわち開口部１３Ａと蒸着ボート１４Ａに対向するように供給部１０から基材３０９を供給する。一次蒸着部１５で基材３０９の面３０９Ａ上にアルミニウムを蒸着して粗面化層１０９を形成する。その後、反転部１２は基材３０９を上下反転して、面３０９Ｂが下方すなわち開口部１３Ｂと蒸着ボート１４Ｂに対向するように基材３０９を搬出する。その後、二次蒸着部１６で基材３０９の面３０９Ｂ上にアルミニウムを蒸着して粗面化層２０９を形成してコンデンサ用電極箔９を作製する。その後、作製されたコンデンサ用電極箔９を受け取り部１１で巻き取る。

基材の両面に粗面化層を順次形成する方法では、先に形成した粗面化層が、後で形成された粗面化層を形成する際の輻射熱によってダメージを受け易い。これにより、先に形成された粗面化層の微粒子の径が大きくなって、固体電解コンデンサの容量を低下させる場合がある。

図１１と図１２はそれぞれ２００℃と３００℃の輻射熱を受けた電極箔の粗面化層を示し、ＳＥＭで同じ拡大倍率で撮影した写真である。図１１に示す粗面化層と比較して図１２に示す粗面化層では微粒子の径がより大きい。３００℃の温度で加熱した電極箔を備えた固体電解コンデンサの容量は、２００℃の温度で加熱した電極箔を備えた固体電解コンデンサの容量の８０％であった。実際の輻射熱による温度は３００℃を超えるので、微粒子の径はさらに大きくなり、コンデンサの容量はさらに小さくなる。

図３に示すように、基材３０９の面３０９Ａに形成された粗面化層１０９の厚みｔ１０９は面３０９Ｂに形成された粗面化層２０９の厚みｔ２０９と異なる。図１０に示す一次蒸着部１５の遮蔽板１３の開口部１３Ａの面積が二次蒸着部１６の遮蔽板１３の開口部１３Ｂより大きく、かつ一次蒸着部１５の蒸着ボート１４Ａの数が二次蒸着部１６の蒸着ボート１４Ｂの数より多い。したがって、一次蒸着部１５で形成された粗面化層１０９の厚みｔ１０９は、二次蒸着部１６で形成された粗面化層２０９の厚みｔ２０９より大きい。

このように、実施の形態による製造装置での製造方法では、厚みの大きい方の粗面化層１０９を先に形成し、その後、粗面化層１０９より厚みの小さい粗面化層２０９を形成する。粗面化層１０９、２０９を形成する際に、粗面化層１０９、２０９は蒸着部１５、１６で輻射熱を受ける。基材３０９が二次蒸着部１６を通過する時間は一次蒸着部１５を通過する時間より短いので、基材３０９が二次蒸着部１６で受ける輻射熱は一次蒸着部１５でうける輻射熱より小さい。先に形成された厚い方の粗面化層１０９が、薄い方の粗面化層２０９を形成する際に発生する輻射熱によってダメージを受けることはなく、微粒子の径の増大による容量の減少を低減することができる。したがって、粗面化層１０９、２０９を安定して形成することができる。

図１３は、実施の形態における電極箔９の粗面化層１０９の厚みｔ１０９と粗面化層２０９の厚みｔ２０９の合計に対する粗面化層１０９の厚みｔ１０９と粗面化層２０９の厚みｔ２０９のそれぞれの好ましい比率を示す。図１３において、横軸は粗面化層１０９、２０９の厚みの合計を示し、縦軸は粗面化層１０９の厚みｔ１０９と粗面化層２０９の厚みｔ２０９のそれぞれの厚みの合計（ｔ１０９＋ｔ２０９）に対する割合を示す。

図１３に示すように、粗面化層２０９の厚みｔ２０９は粗面化層１０９の厚みｔ１０９に対して０〜２／３範囲内が好ましい。さらに、粗面化層１０９の厚みｔ１０９が５０μｍ以下であることが好ましい。

本実施の形態では、粗面化層１０９を粗面化層２０９よりも厚く形成するとともに、粗面化層１０９、２０９の厚みｔ１０９、ｔ２０９の差を粗面化層１０９の厚みｔ１０９の１０％以上とする。図１３では、粗面化層１０９、２０９の厚みｔ１０９、ｔ２０９の差を粗面化層１０９の厚みｔ１０９の１０％以上にし、粗面化層２０９の厚みｔ２０９の、粗面化層１０９、２０９の厚みｔ１０９、ｔ２０９の和に対する比率は０〜４７／１００である。

なお、図１３に示すように、粗面化層２０９の厚みｔ２０９は５０μｍ以下が好ましい。上述のように、輻射熱によるダメージを考慮すると、粗面化層１０９は基材３０９の面３０９Ａ、３０９Ｂのうちの一方のみに形成することが好ましい。しかし、量産性、設備上の課題、または化成液、重合液の含浸しやすさを考慮すると、片面における粗面化層１０９、２０９の厚みは最大５０μｍ程度である。

したがって、２０μｍ以上の厚みの粗面化層１０９（２０９）を形成する場合は、基材３０９の両面３０９Ａ、３０９Ｂに粗面化層１０９、２０９を形成し、粗面化層１０９、２０９の厚みｔ１０９、ｔ２０９の差を厚みｔ１０９の１０％以上とするとともに、粗面化層１０９の厚みｔ１０９が５０μｍを超えない範囲で可能な限り大きくすることが好ましい。なお本実施の形態では、粗面化層１０９、２０９の厚みｔ１０９、ｔ２０９の和は９５μｍ（＝５０μｍ＋５０μｍ×（１００％−１０％））とすることが好ましい。

なお、製造装置２００１では、一次蒸着部１５と二次蒸着部１６で基材３０９の面３０９Ａ、３０９Ｂにアルミニウムを蒸着して粗面化層１０９、２０９をそれぞれ形成する。

図１４は実施の形態によるコンデンサ用電極箔を製造するための他の製造装置３００１の概念図である。図１４において、図１０に示す製造装置２００１と同じ部分には同じ参照番号を付す。製造装置３００１は、図１０に示す製造装置２００１の一次蒸着部１５と二次蒸着部１６の代わりに、一次蒸着部１８と二次蒸着部１９を備える。

一次蒸着部１８は、遮蔽板１３に設けられた開口部１３Ａと少なくとも１つの蒸着ボート１４Ａで構成されている。二次蒸着部１９は、遮蔽板１３に設けられた開口部１３Ｂと複数の蒸着ボート１４Ｂで構成されている。一次蒸着部１８の遮蔽板１３の開口部１３Ａの面積は二次蒸着部１９の遮蔽板１３の開口部１３Ｂの面積より小さい。さらに、一次蒸着部１８の少なくとも１つの蒸着ボート１４Ａの数は二次蒸着部１９の複数の蒸着ボート１４Ｂの数より少ない。

製造装置３００１では、一次蒸着部１８において基材３０９の面３０９Ｂに粗面化層２０９が形成され、その後、二次蒸着部１９において粗面化層２０９より厚い粗面化層１０９が形成される。

二次蒸着部１９では、基材３０９は、基材３０９に当接するローラ等の高い伝熱性を有する搬送部材１９Ａで搬送される。より厚い粗面化層１０９を形成する際に発生する輻射熱が、先に形成されているより薄い粗面化層２０９に加わっても、粗面化層２０９の厚みが小さいので搬送部材１９Ａに輻射熱は素早く伝達する。これにより粗面化層２０９へのダメージを少なくすることができる。また、電極箔９の容量には粗面化層２０９より厚い粗面化層１０９が粗面化層２０９より大きく貢献しているので、粗面化層２０９がダメージを受けたとしても容量に与える影響は少ない。したがって、製造装置３００１は基材３０９の面３０９Ａ、３０９Ｂに所定の粗面化層１０９、２０９をそれぞれ安定して形成することができる。

なお、製造装置３００１では、二次蒸着部１９と一次蒸着部１８で基材３０９の面３０９Ａ、３０９Ｂにアルミニウムを蒸着して粗面化層１０９、２０９をそれぞれ形成する。粗面化層２０９の厚みｔ２０９の粗面化層１０９の厚みｔ１０９に対する比率を０にする、すなわち粗面化層２０９を形成しない場合には、一次蒸着部１８では基材３０９の面３０９Ｂにアルミニウムを蒸着しない。

なお、製造装置２００１では、粗面化層２０９を形成しない場合には、一次蒸着部１５と二次蒸着部１６のうちの一次蒸着部１５のみで粗面化層を形成する。同様に、製造装置３００１では、粗面化層２０９を形成しない場合には一次蒸着部１８と二次蒸着部１９のうちの二次蒸着部１９のみで粗面化層を形成する。

なお、実施の形態において、「上粗面化層」「下粗面化層」「上面」「下面」「上方」「下方」等の方向を示す用語は、コンデンサ素子１等の固体電解コンデンサ１００１の構成部品の相対的な位置のみに依存する相対的な方向を示し、上下方向等の絶対的な方向を示すものではない。

本発明による電極箔は蒸着により安定して製造できる粗面化層を有し、大容量を有する固体電解コンデンサに有用である。

９ コンデンサ用電極箔
１０１ 誘電体酸化皮膜層（第１の誘電体酸化皮膜層）
１０４ 固体電解質層（第１の固体電解質層）
１０７ 陰極層（第１の陰極層）
１０９ 粗面化層（第１の粗面化層）
２０１ 誘電体酸化皮膜層（第２の誘電体酸化皮膜層）
２０４ 固体電解質層（第２の固体電解質層）
２０７ 陰極層（第２の陰極層）
２０９ 粗面化層（第２の粗面化層）
３０９ 基材
３０９Ａ 上面（第１の面）
３０９Ｂ 下面（第２の面）
４０９ ツリー構造体
４０９Ａ 微粒子
４０９Ｂ 枝

Claims (5)

1. 互いに反対の第１の面と第２の面とを有して弁作用金属箔からなる基材と、
   前記基材の前記第１の面に蒸着によって形成された弁作用金属よりなる第１の粗面化層と、
   前記基材の前記第２の面に蒸着によって形成された弁作用金属よりなる第２の粗面化層と、
   を備え、
   前記第１の粗面化層と前記第２の粗面化層の空孔径の最頻値が０．０２μｍ〜０．１０μｍであり、
   前記第１の粗面化層と前記第２の粗面化層の厚みの合計は２０μｍ以上であり、
   前記第１の粗面化層の厚みは前記第２の粗面化層の厚みより大きく、前記第１の粗面化層と前記第２の粗面化層の厚みの差は、前記第１の粗面化層の厚みの１０％以上である、コンデンサ用電極箔。
2. 前記第１の粗面化層と前記第２の粗面化層のそれぞれは、連なっている弁作用金属の複数の微粒子よりなる複数のツリー構造体よりなり、
   前記複数のツリー構造体のそれぞれは、前記基材の前記第１の面から複数の枝に枝分かれして延びている、請求項１に記載のコンデンサ用電極箔。
3. 弁作用金属からなる基材の第１の面に第１の粗面化層を蒸着によって形成するステップと、
   前記基材の前記第１の面の反対の第２の面に、前記第１の粗面化層より薄い第２の粗面化層を、前記第１の粗面化層と前記第２の粗面化層の空孔径の最頻値が０．０２μｍ〜０．１０μｍであり、前記第１の粗面化層と前記第２の粗面化層の厚みの合計が２０μｍ以上で、前記第１の粗面化層と前記第２の粗面化層の厚みの差が前記第１の粗面化層の厚みの１０％以上になるように、蒸着によって形成するステップと、
   を含み、
   前記第１の粗面化層を形成するステップは、前記第２の粗面化層を形成するステップの後に行われる、コンデンサ用電極箔の製造方法。
4. 弁作用金属からなる基材の第１の面に第１の粗面化層を蒸着によって形成するステップと、
   前記基材の前記第１の面の反対の第２の面に、前記第１の粗面化層より薄い第２の粗面化層を、前記第１の粗面化層と前記第２の粗面化層の空孔径の最頻値が０．０２μｍ〜０．１０μｍであり、前記第１の粗面化層と前記第２の粗面化層の厚みの合計が２０μｍ以上で、前記第１の粗面化層と前記第２の粗面化層の厚みの差が前記第１の粗面化層の厚みの１０％以上になるように、蒸着によって形成するステップと、
   を含み、
   前記第１の粗面化層を形成するステップは、前記第２の粗面化層を形成するステップの前に行われる、コンデンサ用電極箔の製造方法。
5. 請求項１または２に記載のコンデンサ用電極箔と、
   前記コンデンサ用電極箔の前記第１の粗面化層上に設けられた第１の誘電体酸化皮膜層と、
   前記第１の誘電体酸化皮膜層上に設けられた導電性高分子からなる第１の固体電解質層と、
   前記第１の固体電解質層上に設けられた第１の陰極層と、
   前記コンデンサ用電極箔の前記第２の粗面化層上に設けられた第２の誘電体酸化皮膜層と、
   前記第２の誘電体酸化皮膜層上に設けられた導電性高分子からなる第２の固体電解質層と、
   前記第２の固体電解質層上に設けられた第２の陰極層と、
   を備えた固体電解コンデンサ。