JP6952272B2

JP6952272B2 - 電解コンデンサおよびその製造方法

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Publication number: JP6952272B2
Application number: JP2017063200A
Authority: JP
Inventors: 裕之日下; 正和井岡
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2021-10-20
Anticipated expiration: 2037-03-28
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Description

本発明は、電解コンデンサおよびその製造方法に関し、特にリード部材と陽極体との接続方法に関する。

電解コンデンサにおいて、表面に誘電体層が形成された金属箔を陽極体として用いる場合、陽極体とリード部材との接続は、陽極体とリード部材を積層して、この積層体を穿孔して貫通孔を形成し、この穿孔によって貫通孔の周囲に形成されたかしめ片をかしめることによって行われる（特許文献１）。

特開２００９−１３０３３８号公報

陽極体のリード部材との接続部分は、穿孔によってかしめられているため、陽極体の他の部分に比べて機械的なストレスを受けやすく、潜在的に脆い。このように脆弱な部分では、亀裂が生じ易く、リーク電流を増加させる原因となる。

本発明の一局面は、金属箔の表面に誘電体層が形成された陽極体と、陽極体に接続されたリード部材と、を備え、陽極体とリード部材とは、陽極体とリード部材の一部とが重なる重なり部において、複数のかしめ部により接続され、複数のかしめ部は、陽極体およびリード部材を貫通する貫通孔をそれぞれ有し、陽極体の重なり部側の端面に最も近い第１貫通孔の端から端面までの最短距離Ｔが、隣り合う貫通孔の端同士の最短距離Ｓの２倍以上である、電解コンデンサに関する。

本発明の別の一局面は、金属箔の表面に誘電体層が形成された陽極体と、リード部材と、を準備する第１工程と、陽極体とリード部材とが重なる重なり部におけるリード部材の所定の位置を穿孔し、陽極体とリード部材とをかしめることにより、陽極体とリード部材とを接続する第２工程と、を含み、第２工程において、所定の位置に、陽極体およびリード部材を貫通する貫通孔を有する複数のかしめ部が形成され、複数のかしめ部は、陽極体およびリード部材を貫通する貫通孔をそれぞれ有し、陽極体の重なり部側の端面に最も近い第１貫通孔の端から端面までの最短距離Ｔを、隣り合う貫通孔の端同士の最短距離Ｓの２倍以上とする、電解コンデンサの製造方法に関する。

本発明にかかる電解コンデンサによれば、リーク電流が低減される。

本発明にかかる陽極体およびリード部材の一部を示す上面図である。図１で示す陽極体およびリード部材の拡大上面図である。第２工程における陽極体とリード部材とを模式的に示す斜視図である。第２工程における陽極体とリード部材とを模式的に示す断面図である。（ａ）穿孔前、（ｂ）穿孔後、（ｃ）プレス後のかしめ部を陽極体側から模式的に示す上面図である。（ａ）穿孔前、（ｂ）穿孔後、（ｃ）プレス後のかしめ部を示す拡大断面図である。予備貫通孔を有する陽極体の一部を示す上面図である。先端の断面形状がひし形である針状部材を示す正面図（ａ）および側面図（ｂ）である。実施例１〜１０および比較例１〜３の重なり部を示す上面図である（（ａ）〜（ｇ））。

本発明に係る電解コンデンサは、金属箔の表面に誘電体層が形成された陽極体と、陽極体に接続されたリード部材とを備える。陽極体とリード部材とは、陽極体とリード部材の一部とが重なる重なり部において、複数のかしめ部により接続される。複数のかしめ部は、陽極体およびリード部材を貫通する貫通孔をそれぞれ有する。陽極体の重なり部側の端面に最も近い第１貫通孔の端から端面までの最短距離Ｔ（以下、「距離Ｔ」と称する）が、隣り合う貫通孔の端同士の最短距離Ｓ（以下、「距離Ｓ」と称する）の２倍以上である。

複数のかしめ部が、距離Ｔが距離Ｓの２倍以上となる関係を満たすように配置されることによって、陽極体とリード部材とをかしめる際に陽極体が機械的なストレスを受けた場合であっても、第１貫通孔の端と陽極体の上記端面との間における、陽極体の微小な変形や亀裂の発生が抑制される。その結果、電解コンデンサのリーク電流が低減される。また、陽極体の変形等に由来する陽極体とリード部材との接触抵抗の増大を防止することができる。

重なり部は、他の部分に比べて、穿孔やプレス加工等による機械的なストレスが加わるため、潜在的に脆い。穿孔によって陽極体に微小な変形や亀裂が発生し、プレス加工等によってそれが拡大するためである。重なり部の中でも、第１貫通孔から陽極体の端部にかけての帯状の領域に脆弱な箇所が集中する一方、貫通孔同士の間は、上記帯状の領域ほど脆弱ではないことが判明した。そこで、第１貫通孔から陽極体の端部までの間隔を拡げ、距離Ｔを距離Ｓの２倍以上とする。これにより、上記帯状の領域に加わった機械的ストレスは分散し、陽極体の変形や亀裂が拡大することが抑制される。その結果、リーク電流が低減される。

リーク電流が低減されるためには、距離Ｔが距離Ｓの２倍以上であることが必要であり、２．４倍以上であることが好ましい。この上限は特に限定されず、距離Ｔは大きいほど上記効果は得られ易くなる。ただし、集電効率の観点から、距離Ｔは距離Ｓの５倍以下であることが好ましく、３倍以下であることがより好ましい。

図１に、陽極体１およびリード部材２の一例の上面図を示す。リード部材２は、リード線２７と、平坦なタブ部２５と、リード線２７が接続されるリード線接続部２６とを備える。陽極体１とタブ部２５とを重ねることにより、重なり部４が形成される。重なり部４は、陽極体１の一方の主面の法線方向からみたとき、陽極体１とタブ部２５の積層体のうち、タブ部２５の端面２５ａ、２５ｂ、２５ｃおよび陽極体１の端面１ａによって囲まれた領域内である。図１では、便宜的に、重なり部４にハッチングを付している。なお、図１では、重なり部４をリード部材２側から見ている。

陽極体１とリード部材２のタブ部２５とは、重なり部４において、４箇所のかしめ部７０（第１かしめ部７１、第２かしめ部７２、第３かしめ部７３、第４かしめ部７４）によって、接続されている。複数のかしめ部７０はそれぞれ、陽極体１とリード部材２とを貫通する１つの貫通孔７０１（７１１、７２１、７３１、７４１）を有する。各貫通孔７０１の内壁は、主に陽極体１側に折り曲げられたリード部材２によって形成されているが、その一部は陽極体１が露出することによって形成されていてもよい。かしめ部７０を、陽極体１の一方の主面の法線方向から見たとき、リード部材２および陽極体１のいずれも存在しない領域が、貫通孔７０１である。貫通孔７０１の外周は、貫通孔７０１を陽極体の一方の主面に投影してできる環状のラインである。

陽極体１の重なり部４側の端面である端面１ａに最も近いかしめ部７０が、第１かしめ部７１である。第１かしめ部７１に形成される貫通孔７０１が、第１貫通孔７１１である。第１かしめ部７１と隣り合うかしめ部７０が、第２かしめ部７２である。第２かしめ部７２に形成される貫通孔７０１が、第２貫通孔７２１である。以下同様に、第２かしめ部７２と隣り合うかしめ部７０が第３かしめ部７３であり、第３かしめ部７３に形成される貫通孔７０１が、第３貫通孔７３１である。図２に、第１かしめ部７１および第２かしめ部７２の付近の拡大図を示す。

距離Ｔは、第１貫通孔７１１の端から端面１ａまでの最短距離である。具体的には、距離Ｔは、陽極体１の一方の主面の法線方向からみたときの、第１貫通孔７１１の外周７１１ｃと端面１ａとの間の最短距離である。図２では、距離Ｔは、陽極体１の一方の主面の法線方向からみたときの外周７１１ｃ上の点７１１ｃｔと端面１ａとの距離である。

距離Ｓは、隣り合う貫通孔７０１の端同士の最短距離である。貫通孔７０１が３以上ある場合、端面１ａからｎ（ｎ≧１）番目の第ｎ貫通孔と第（ｎ＋１）貫通孔の端同士の最短距離ｓ１、ｓ２、・・・ｓｎの平均値が距離Ｓである。例えば、第１貫通孔７１１の端から第２貫通孔７２１の端までの距離ｓ１は、陽極体１の一方の主面の法線方向からみたときの、第１貫通孔７１１の外周７１１ｃと第２貫通孔７２１の外周７２１ｃとの間の最短距離である。図２では、距離ｓ１は、外周７１１ｃ上の点７１１ｃｓと外周７２１ｃ上の点７２１ｃｓとの距離である。

図１では、４個の貫通孔（７１１、７２１、７３１、７４１）を陽極体１の重なり部４側の端部１ａに対して垂直な方向に一列に配置する例を示しているが、貫通孔７０１の配置はこれに限定されない。陽極体１の重なり部４側の端部１ａに最も近い第１貫通孔７１１、および、それ以外の貫通孔７０１が少なくとも１つあればよい。重なり部４内において、端部１ａに平行な方向に一列に配列する複数の第１貫通孔７１１があってもよい。

このような電解コンデンサは、金属箔の表面に誘電体層が形成された陽極体１と、リード部材２とを準備する第１工程と、陽極体１とリード部材２とが重なる重なり部４におけるリード部材２の所定の位置を穿孔し、陽極体１とリード部材２とをかしめることにより、陽極体１とリード部材２とを接続する第２工程と、を含む製造方法によって得ることができる。

以下、図３〜図６を用いて、電解コンデンサの製造方法について説明する。図３は、第２工程における陽極体１とリード部材２とを模式的に示す斜視図である。図４は、図３のＡ−Ａ線における断面図である。図５は、陽極体１側から見た、（ａ）穿孔前、（ｂ）穿孔後、（ｃ）プレス後における重なり部４を模式的に表した上面図である。図６は、第１かしめ部７１の形成過程を模式的に示す拡大断面図であり、針状部材５１が穿孔する位置の周辺における（ａ）穿孔前、（ｂ）穿孔後、（ｃ）プレス後の状態を表している。

＜第１工程＞
陽極体１は、金属箔を、エッチング処理および化成処理することにより形成される。金属箔にエッチング処理を行うと、金属箔の両面が粗面化されて多孔構造が形成される。多孔構造が形成された金属箔に化成処理を行うと、多孔構造の最表面が酸化され、誘電体層が形成される。その結果、陽極体１は、中心に原料の金属の組織が残った地金層１１（図６参照）を有し、その両面に多孔構造層１２（１２ａ、１２ｂ）が形成され、その最表面に、多孔構造層１２の多孔構造に沿った形状のごく薄い誘電体層（図示せず）が形成される。

陽極体１、多孔構造層１２あるいは誘電体層が厚いと、陽極体１が受ける機械的ストレスにより、リーク電流が増大し易くなる。

従来、厚い多孔構造層を備える陽極体にリード部材を接続すると、接続後の陽極体に亀裂が生じる場合がある。亀裂が発生する原因としては、多孔構造層は地金層より機械的ストレスに弱いため、穿孔やプレスにより多孔構造層自身の強度が低下することが挙げられる。距離Ｔを距離Ｓの２倍以上とすることで、多孔構造層１２が受ける機械的ストレスが分散する。そのため、多孔構造層１２の一層あたりの厚みが大きい場合であっても、このような亀裂を防止することができる。穿孔やプレスによる多孔構造層１２自身の強度の低下は、多孔構造層１２が厚いほど顕著になることが判明した。本実施形態によれば、多孔構造層１２の一層あたりの厚みが３０μｍ以上であっても、リーク電流の低減効果が得られる。多孔構造層１２の一層あたりの厚みは３５μｍ以上であってもよい。一方、強度の観点から、多孔構造層１２の一層あたりの厚みは５０μｍ以下であることが好ましい。

また、従来、厚い陽極体にリード部材を接続すると、接続後の陽極体に亀裂が生じる場合がある。亀裂が発生する原因としては、陽極体の厚みが大きい場合、後述する穿孔工程で陽極体を穿孔するのに大きな力が必要となり、それに応じて、穿孔箇所の周辺に機械的なストレスがかかることが挙げられる。距離Ｔを距離Ｓの２倍以上とすることで、陽極体１が受ける機械的ストレスが分散するため、陽極体１の厚みが大きい場合であっても、このような亀裂を防止することができる。本実施形態によれば、陽極体１の厚みが１００μｍ以上であっても、リーク電流の低減効果が得られる。陽極体１の厚みは１０５μｍ以上であってもよい。一方、小型化の観点から、陽極体１の厚みは、１５０μｍ以下であることが好ましい。

さらに、従来、厚い誘電体層を備える陽極体にリード部材を接続すると、接続後の陽極体に亀裂が生じる場合がある。誘電体層は、地金層よりも脆いためである。距離Ｔを距離Ｓの２倍以上とすることで、多孔構造層１２が受ける機械的ストレスが分散するため、誘電体層の厚みが大きい場合であっても、このような亀裂を防止することができる。本実施形態によれば、誘電体層の厚みが４０ｎｍ以上であっても、リーク電流の低減効果が得られる。さらに、３０μｍ以上の厚みを備える多孔構造層１２の表面に、厚み４０ｎｍ以上の誘電体層が形成されている場合であっても、本実施形態によれば、リーク電流の低減効果が得られる。誘電体層の厚みは５５ｎｍ以上であってもよく、１００ｎｍ以上であってもよい。一方、強度の観点から、誘電体層の厚みは２２５ｎｍ以下であることが好ましい。

多孔構造層１２の厚み、陽極体１の厚み、誘電体層の厚みは、相互に関連し合う。例えば、耐圧性能を担保し、かつ、大容量の電解コンデンサを得るためには、多孔構造層１２を厚くするとともに、誘電体層を厚くしなければならない。多孔構造層１２が厚くなると、それに比例して陽極体１全体が厚くなる。電解コンデンサに対する最近の要求は、多孔構造層１２、陽極体１および誘電体層のいずれも厚みを増す方向に変化しており、かしめ部７０周辺にかかる接続方法に起因して生じるリーク電流を低減する必要性が増している。

金属箔の素材としては特に限定されないが、誘電体皮膜の形成が容易である点で、アルミニウム、タンタル、ニオブ等の弁作用金属を用いることができる。

エッチング処理としては、例えば直流電解法や交流電解法等により行うことができる。

化成処理としては、金属箔を化成液に浸漬して熱処理する方法、金属箔を化成液に浸漬して電圧を印加する方法が挙げられる。化成液としては、アジピン酸アンモニウム溶液等を使用することができる。

エッチング処理および化成処理が施された金属箔を、所定の大きさに裁断することによって、陽極体１が準備される。

リード部材２としては、タブ部２５とリード線接続部２６とリード線２７とを有する導電性の部材であれば特に限定されないが、例えば、次のようにして準備することができる。金属の棒状部材を用意し、その一方の端をプレス等によって平坦に延ばし、タブ部２５を形成する。他方の端は、棒状のまま残して、リード線接続部２６とする。リード線接続部２６とリード線２７とを、溶接等によって接続する。

＜第２工程＞
陽極体１とリード部材２とを接続する第２工程は、穿孔工程およびプレス工程を含む。図５（ａ）および図６（ａ）は、穿孔前の重なり部４を示す。陽極体１と、リード部材２の一部であるタブ部材２５とが積層された重なり部４には、針穿部材５１〜５４（図３参照）による穿孔の対象となる所定の位置５１ｘ〜５４ｘが定められる。

（１）穿孔工程
穿孔工程では、４本の針状部材５０（５１、５２、５３、５４）を用いて、重なり部４の所定の位置５１ｘ〜５４ｘを穿孔する。穿孔は、陽極体１およびリード部材２のいずれの側から行ってもよい。図示例では、リード部材２側から穿孔を行っている。針状部材５０としては、先端の断面が四角形である四方錐を用いている。

図５（ｂ）は、穿孔後の重なり部４を示す。針状部材５１〜５４によって穿孔された箇所に、陽極体１およびリード部材２をともに貫く開口６１〜６４が形成される。開口６１〜６４の周囲には、リード部材２が陽極体１の側に突出した突出部２１１〜２４１が形成される。図６（ｂ）は、図５（ｂ）の開口６１の周辺を拡大したＢ−Ｂ線における断面を示す。

ここでは、針状部材５１〜５４として、先端の断面が四角形である四方錐を用いている。そのため、リード部材２および陽極体１が針状部材５１〜５４の先端の断面の角に沿って破られることによって、開口６１〜６４が形成される。また、突出部２１１〜２４１は、四方に花弁状に押し広げられた形状となっている。なお、異なる断面形状を備える針状部材を用いてもよい。この場合、開口や突出部の形状は図５および図６の例とは異なり得る。

（２）プレス工程
穿孔工程の後に、重なり部４に対してプレス工程を行う。プレス工程において、重なり部４は、例えば、８〜１２ＭＰａ圧力でプレスされる。プレスされる時間は特に限定されないが、例えば、０．３〜１秒程度である。

図５（ｃ）および図６（ｃ）は、プレス後の重なり部４を示す。重なり部４を、陽極体１の厚み方向に押圧することによって、突起部２１１〜２４１とともに、開口６１〜６４周辺の陽極体１およびリード部材２が変形して、貫通孔７１１〜７４１が形成される。貫通孔７１１〜７４１の外周は、かしめ片２１２〜２４２によって形成される。かしめ片２１２〜２４２は、突起部周辺のリード部材２が、陽極体１の多孔構造層１２ａ側の面から、陽極体１の多孔構造層１２ｂ側の面まで回り込むように折れ曲がることによって形成されている。

かしめ片２１２の断面形状は、かしめ部７１のどの断面を見るかによって異なる。他のかしめ片の断面形状も同様である。図６（ｃ）は、図５（ｃ）におけるＣ−Ｃ線における断面に相当し、かしめ片２１２の多孔構造層１２ｂ側への回り込みの長さが最大となる断面を示している。

陽極体１は、かしめ片２１２〜２４２に強く押さえ込まれ、リード部材２に圧着される。この圧着により、陽極体１とリード部材２とが、電気的に接続される。

なお、図３および図４では、４本の針状部材５１〜５４を同時に用いて、４箇所の所定の位置５１ｘ〜５４ｘを同時に穿孔する状態を表しているが、この例に限定されない。穿孔対象となる所定の位置は、２箇所以上であればよい。また、１本の針状部材５０を用いて、複数の所定の位置に対し、順次、穿孔を行ってもよい。

重なり部４における貫通孔７０１の数は、２個以上であれば特に限定されない。なかでも、貫通孔７０１の数は２〜４個であることが好ましい。貫通孔７０１の数が４個を超えても電気的接続の確実性向上に寄与せず、またリード部材２や陽極体１の機械的強度が低下しやすい。より好ましくは、貫通孔７０１の数は３〜４個である。

貫通孔７０１の大きさは、特に限定されないが、最大径で０．５〜１．２ｍｍであることが好ましく、０．７〜１ｍｍであることがより好ましく、０．７５〜０．９ｍｍであることが特に好ましい。貫通孔の最大径が０．５ｍｍ以上であると、電気的接続が確実になり易い。貫通孔の最大径が１．２ｍｍ以下であると、リード部材２や陽極体１の機械的強度が保たれ易い。複数の貫通孔７０１の大きさは、それぞれ異なっていてもよい。

重なり部４の形状や大きさは、特に限定されない。例えば、重なり部４の第１貫通孔７１１の中心と第２貫通孔７２１の中心とをつなぐ直線に沿う方向における長さは、配置しようとする貫通孔７０１の最大径の１０〜２５倍であってもよい。また、重なり部４の上記直線に垂直な方向における長さは、配置しようとする貫通孔７０１の最大径の２〜５倍であってもよい。

距離Ｔは、特に限定されないが、リーク電流の低減効果が得られ易くなる点で、２ｍｍ以上であることが好ましく、３ｍｍ以上であることがより好ましい。距離Ｔの上限は特に限定されず、大きいほど上記効果は得られ易くなる。ただし、集電効率の観点から、距離Ｔは４ｍｍ以下であることが好ましい。

距離Ｓは、特に限定されないが、貫通孔間の陽極体１およびリード部材２の強度を確保するため、０．８ｍｍ以上であることが好ましく、１ｍｍ以上であることがより好ましい。距離Ｓの上限は特に限定されないが、電気的接続の観点から、距離Ｓは、３ｍｍ以下であることが好ましく、２ｍｍ以下であることがより好ましい。

第１工程において、穿孔対象となる所定の位置に対応する位置に予備貫通孔を有する陽極体１を準備してもよい。予備貫通孔を有する陽極体１を用いることによって、接続の際、陽極体１に局所的にかかる機械的ストレスを緩和することができる。

図７に、予備貫通孔８を有する陽極体１の重なり部４に対応する領域の上面図を示す。予備貫通孔８の最大径は、特に限定されないが、その予備貫通孔８に対応する位置に形成される貫通孔７０１の面積の１〜２倍であることが好ましく、１〜１．７倍であることがより好ましい。

また、第２工程において、針状部材５１として、先端の断面形状がひし形である針状部材を用いてもよい。このとき、陽極体１の重なり部４側の端面１ａに沿う方向とひし形の短い方の対角線とが交わるよう針状部材５１を重なり部４上に配置して、第１貫通孔７１１を有する第１かしめ部７１を形成する。これにより、先端が正方形である四方錐を用いる場合と比較して、陽極体１の端面１ａに垂直な方向の長さに対する、第１貫通孔７１１の占める割合を減少させることができる。そのため、重なり部４の限られたスペース内で、貫通孔７０１の数を一定数以上配置するとともに、距離Ｔを確保することができる。第１貫通孔以外の貫通孔を形成する際に、上記針状部材５０を用いてもよい。

図８に、先端の断面形状がひし形である針状部材５０を示す正面図（ａ）および側面図（ｂ）を示す。上記ひし形は、例えば、対角線の短い方の長さが０．４〜１．０ｍｍ、長い方の長さが０．８〜１．６ｍｍとなる。図８に示す針状部材５０を用いて形成される貫通孔７０１は、例えば、対角線の短い方の長さが０．３〜０．８ｍｍ、長い方の長さが０．６〜１．４ｍｍとなる。この場合、先端の断面形状が正方形の針状部材を用い、略正方形の貫通孔を形成する場合と比較して、貫通孔が、重なり部４内の陽極体１の端面１ａに垂直な方向の長さに占める割合を７〜１５％減少させることができる。

上記のようにしてリード部材２と接続された陽極体１を、セパレータおよび陰極体とともに巻回し、コンデンサ素子を形成する。コンデンサ素子の最外周は巻き止めテープによって固定される。コンデンサ素子を電解液に含浸させ、容器に収納し、封止することで、電解コンデンサを製造することができる。

以下、実施例に基づいて、本発明をより詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
（ｉ）陽極体とリード部材との接続
厚み１１５μｍのアルミニウム箔にエッチング処理を行い、両面にそれぞれ厚み４０μｍの多孔構造層を形成した。ついで化成処理を行い、多孔構造層の表面に２００ｎｍの誘電体層を有する陽極体を得た。得られた陽極体を、縦×横が１２ｍｍ×４８０ｍｍとなるように裁断した。裁断した陽極体にリード部材を積層して、２．５ｍｍ×１１ｍｍの重なり部を形成した。断面が正方形の針状部材４本を重なり部の長辺方向に沿って一列に並べて、重なり部に対して同時に穿孔を行った。ついで、プレスを行って、陽極体とリード部材とを４箇所のかしめ部によって接続してサンプルを得た。貫通孔の配置は、図９（ａ）に示す通りである。図９（ａ）〜（ｇ）は、サンプルの重なり部をリード部材側から見た上面図である。貫通孔はいずれも略四角形で、最大径（対角線の長さ）はいずれも０．８ｍｍである。距離Ｔは２．５ｍｍである。距離ｓ１、ｓ２、ｓ３はいずれも１ｍｍであり、距離Ｓは１ｍｍである。

＜評価１：亀裂評価＞
陽極体とリード部材の接続部分における亀裂の有無を評価した。
具体的には、１０個のサンプルを同じ条件で作成し、プレス後の誘電体層に亀裂が生じたか否かを、顕微鏡によって確認した。亀裂が生じなかった合格サンプル数を評価したところ、１０個全てが合格であった。

（ｉｉ）電解コンデンサの作製
定格電圧１００Ｖ、定格静電容量２２０μＦの巻回型の電解コンデンサ（Φ１６ｍｍ×長さ２０ｍｍ）を作製した。厚み１１０μｍのアルミニウム箔に、エッチング処理を行い、縦×横が１２ｍｍ×４５０ｍｍとなるように裁断し、陰極リード部材を接続して陰極体を準備した。
（ｉ）で得られた陽極体と陰極体とを、リード部材を巻き込みながら、セパレータ（セルロース製）を介して巻回した。巻回体から突出する各リード部材の端部には、陽極リード線および陰極リード線をそれぞれ接続した。作製された巻回体に対して、再度、化成処理を行い、陽極体の切断された端部に誘電体層を形成した。次に、巻回体の外側表面の端部を巻止めテープで固定して、コンデンサ素子を作製した。

（電解液の含浸）
減圧雰囲気（４０ｋＰａ）中で、γ−ブチロラクトンとスルホランとの混合溶媒（電解液）に上記コンデンサ素子を含浸させた。

（コンデンサ素子の封止）
電解液を含浸させたコンデンサ素子を容器に収め、封止して、電解コンデンサを作製した。その後、定格電圧を印加しながら、１００℃で２時間エージング処理を行った。

＜評価２：リーク電流＞
得られた各サンプルをそれぞれ用いた電解コンデンサ１０個について、２０℃の環境下で定格電圧を印加し、２分間経過した後の電流値をリーク電流として測定した。その結果を表１に示す。

＜実施例２＞
図７に示す円形の予備貫通孔を有する陽極体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、陽極体とリード部材との接続を行い、電解コンデンサを作製した。接続後の貫通孔の配置は、図９（ａ）の通りである。予備貫通孔の最大径（直径）は０．８ｍｍである。得られた１０個のサンプルについて同様に亀裂評価を行ったところ、評価数１０個中１０個全てが合格であった。また、得られた１０個の電解コンデンサについて、リーク電流を測定した結果を表１に示す。

＜実施例３＞
先端の断面が正方形の針状部材４本に代えて、図８に示す先端の断面がひし形である針状部材４本を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、陽極体とリード部材の接続を行い、電解コンデンサを作製した。接続後の貫通孔の配置は、図９（ｂ）の通りである。針状部材の先端のひし形の断面形状は、対角線の短い方が０．６ｍｍ、長い方が１．２ｍｍである。形成した貫通孔は、略ひし形であり、その対角線は、短い方が０．４ｍｍ、長い方が０．８ｍｍである。距離Ｔは３．０ｍｍである。距離ｓ１、ｓ２、ｓ３はいずれも１．２ｍｍであり、距離Ｓは１．２ｍｍである。得られた１０個のサンプルについて同様に亀裂評価を行ったところ、評価数１０個中１０個全てが合格であった。また、得られた１０個電解コンデンサについて、リーク電流を測定した結果を表１に示す。

＜実施例４＞
距離Ｔを２ｍｍ、距離ｓ１、ｓ２、ｓ３をいずれも１ｍｍとして、距離Ｓを１ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、陽極体とリード部材の接続を行い、電解コンデンサを作製した。得られた１０個のサンプルについて同様に亀裂評価を行ったところ、評価数１０個中９個が合格であった。また、得られた１０個電解コンデンサについて、リーク電流を測定した結果を表１に示す。

＜実施例５＞
アルミニウム箔の両面に、それぞれ厚み３５μｍの多孔構造層を形成したこと以外は、実施例１と同様にして、陽極体とリード部材の接続を行い、電解コンデンサを作製した。得られた１０個のサンプルについて同様に亀裂評価を行ったところ、評価数１０個中１０個全てが合格であった。また、得られた１０個電解コンデンサについて、リーク電流を測定した結果を表１に示す。

＜実施例６＞
陽極体の厚みが１１０μｍ、多孔構造層の片面あたりの厚みが３０μｍ、誘電体層の厚みが８０ｎｍである陽極体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、陽極体とリード部材の接続を行い、電解コンデンサを作製した。得られた１０個のサンプルについて同様に亀裂評価を行ったところ、評価数１０個中１０個全てが合格であった。また、得られた１０個の電解コンデンサについて、リーク電流を測定した結果を表１に示す。

＜比較例１＞
貫通孔の配置を変更して、図９（ｇ）に示すように、重なり部内に４つの貫通孔を等間隔に設置し、かつ、距離Ｔと距離Ｓとが等しくしたこと以外は、実施例１と同様にして、陽極体とリード部材の接続を行い、電解コンデンサを作製した。距離Ｔと距離Ｓはともに１．５ｍｍである。得られた１０個のサンプルについて同様に亀裂評価を行ったところ、評価数１０個全てが不合格となった。また、得られた１０個の電解コンデンサについて、リーク電流を測定した結果を表１に示す。

＜比較例２＞
陽極体の厚みが１１０μｍ、多孔構造層の片面あたりの厚みが３０μｍ、誘電体層の厚みが２００ｎｍである陽極体を用い、図９（ｇ）に示す貫通孔の配置に変更したこと以外は、実施例１と同様にして、陽極体とリード部材の接続を行い、電解コンデンサを作製した。得られた１０個のサンプルについて同様に亀裂評価を行ったところ、評価数１０個中３個が合格であった。また、得られた１０個の電解コンデンサについて、リーク電流を測定した結果を表１に示す。

＜比較例３＞
距離Ｔを１．５ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、陽極体とリード部材の接続を行い、電解コンデンサを作製した。得られた１０個のサンプルについて同様に亀裂評価を行ったところ、評価数１０個全てが不合格となった。また、得られた１０個電解コンデンサについて、リーク電流を測定した結果を表１に示す。

表１から明らかなように、距離Ｔが距離Ｓの２倍未満である比較例１〜３では、接続後に亀裂が生じており、リーク電流値が高い。一方、距離Ｔが距離Ｓの２倍以上である実施例１〜６では、いずれも亀裂が抑制されて、リーク電流が低減している。特に、多孔構造層の厚みが４０μｍである実施例１〜４についても、誘電体層の亀裂は抑制されている。

また、実施例１、実施例５および実施例６について、別途、サンプルおよび電解コンデンサを各１００個作製し、亀裂およびリーク電流を評価した。その結果、実施例１および実施例５のように多孔構造層が厚い場合であっても、実施例６と同程度に亀裂が抑制されており、リーク電流も低減されていた。

＜実施例７〜１０＞
針状部材の数と穿孔時の配置を変更して、図９（ｃ）〜（ｆ）に示す貫通孔の配置にしたこと以外は、実施例１と同様にして、陽極体とリード部材の接続を行った。図９（ｃ）は、４個の貫通孔の配置において、第２貫通孔と第３貫通孔の間の距離を、第１貫通孔と第２貫通孔の間の距離よりも広くした（実施例７）。図９（ｄ）は、３個の貫通孔を等間隔に配置した（実施例８）。図９（ｅ）は、３個の貫通孔の配置において、第１貫通孔と第２貫通孔の間の距離を、第２貫通孔と第３貫通孔の間の距離よりも広くした（実施例９）。図９（ｆ）は、４個の貫通孔を等間隔に配置し、第１貫通孔と第３貫通孔を穿孔する針状部材の角度を４５度回転させて用いた（実施例１０）。なお、図９（ｃ）〜（ｆ）において、距離Ｔは距離Ｓの２倍以上である。得られた１０個のサンプルについて同様に亀裂評価を行ったところ、評価数１０個中１０個全てが合格であった。

本発明は、リーク電流が低減された電解コンデンサおよびその製造に利用することができ、特に、大容量で耐圧性能の高い電解コンデンサに好適に利用できる。

１：陽極体
１ａ：陽極体の重なり部側の端面
１ｂ：陽極体の他方の端面
１１：地金層
１２、１２ａ、１２ｂ：多孔構造層
２：リード部材
２１１、２２１、２３１、２４１：突出部
２１２、２２２、２３２、２４２：かしめ片
２５：タブ部
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ：端面
２６：リード線接続部
２７：リード線
４：重なり部
５０、５１、５２、５３、５４：針状部材
５１ｘ、５２ｘ、５３ｘ、５４ｘ：穿孔の対象となる所定の位置
６１、６２、６３、６４：開口
７０：かしめ部
７０１：貫通孔
７１：第１かしめ部
７１１：第１貫通孔
７１１ｃ：第１貫通孔の外周
７１１ｃｔ、７１１ｃｓ：第１貫通孔の外周上の点
７２：第２かしめ部
７２１：第２貫通孔
７２１ｃ：第２貫通孔の外周
７２１ｃｓ：第２貫通孔の外周上の点
７３：第３かしめ部
７３１：第３貫通孔
７３１ｃ：第３貫通孔の外周
７４：第４かしめ部
７４１：第４貫通孔
７４１ｃ：第４貫通孔の外周
８：予備貫通孔

Claims

金属箔の表面に誘電体層が形成された陽極体と、
前記陽極体に接続されたリード部材と、を備え、
前記陽極体と前記リード部材とは、前記陽極体と前記リード部材の一部とが重なる重なり部において、複数のかしめ部により接続され、
前記複数のかしめ部は、前記陽極体および前記リード部材を貫通する貫通孔をそれぞれ有し、
前記陽極体の前記重なり部側の端面に最も近い第１貫通孔の端から前記端面までの最短距離Ｔが、隣り合う前記貫通孔の端同士の最短距離Ｓの２倍以上３倍以下であり、
前記陽極体は、前記金属箔の少なくとも片面がエッチングされた多孔構造層を有し、前記多孔構造層の厚みが３０μｍ以上であり、
前記陽極体の厚みが１００μｍ以上であり、
前記誘電体層の厚みが１００ｎｍ以上である、電解コンデンサ。
金属箔の表面に誘電体層が形成された陽極体と、リード部材と、を準備する第１工程と、
前記陽極体と前記リード部材とが重なる重なり部における前記リード部材の所定の位置を穿孔し、前記陽極体と前記リード部材とをかしめることにより、前記陽極体と前記リード部材とを接続する第２工程と、を含み、
前記陽極体は、前記金属箔の少なくとも片面がエッチングされた多孔構造層を有し、前記多孔構造層の厚みが３０μｍ以上であり、前記陽極体の厚みが１００μｍ以上であり、前記誘電体層の厚みが１００ｎｍ以上であり、
前記第２工程において、前記所定の位置に、前記陽極体および前記リード部材を貫通する貫通孔を有する複数のかしめ部が形成され、
前記複数のかしめ部は、前記陽極体および前記リード部材を貫通する貫通孔をそれぞれ有し、
前記陽極体の前記重なり部側の端面に最も近い第１貫通孔の端から前記端面までの最短距離Ｔを、隣り合う前記貫通孔の端同士の最短距離Ｓの２倍以上３倍以下とする、電解コンデンサの製造方法。
前記第１工程において、前記所定の位置に対応する位置に予備貫通孔を有する前記陽極体を準備する、請求項２に記載の電解コンデンサの製造方法。
前記第２工程において、先端の断面形状がひし形である針状部材を用いるとともに、前記端面に沿う方向と前記ひし形の短い方の対角線とが交わるように前記針状部材で前記所定の位置を穿孔して、第１かしめ部を形成する、請求項２または３に記載の電解コンデンサの製造方法。