JPWO2017154374A1 - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
固体電解コンデンサは、表面がエッチングされている第１部分と、第１部分以外の表面がエッチングされていない第２部分とを有する陽極箔と、陽極箔の第１部分の表面に形成された誘電体層と、誘電体層の表面に形成された固体電解質層と、固体電解質層の表面の一部に形成された陰極引出層と、を有するコンデンサ素子を備える。第１部分と第２部分との境界部および当該境界部の近傍が、陰極引出層の端部および固体電解質層の端部とともに、絶縁性の保護層で覆われている。
Description
本発明は、表面の一部がエッチングされた陽極箔を用いた固体電解コンデンサおよびその製造方法に関する。
固体電解コンデンサでは、コンデンサ素子の陽極箔として、弁作用金属を含む金属箔が用いられる。コンデンサ素子の容量を増加させるため、金属箔の表面の全部または一部に、エッチングが施される。例えば、特許文献１は、金属箔の表面の一部に、マスキング部材として樹脂による被膜を形成し、金属箔の主面における被膜が形成されていない部分に、エッチングを行うことを教示している。
ここで、図５に、表面の一部がエッチングされた陽極箔を含むコンデンサ素子５０を示す。コンデンサ素子５０は、表面がエッチングされている第１部分１０Ｅ、および第１部分１０Ｅ以外の表面がエッチングされていない第２部分１０Ｎを有する陽極箔１０と、第１部分１０Ｅの表面に順次形成された、誘電体層（図示せず）、固体電解質層２３、および陰極引出層２４とを備える。第１部分１０Ｅでは、第１部分１０Ｅの厚さ方向において、エッチング部Ｅ、未エッチング部Ｎ、およびエッチング部Ｅが、この順で配置されている。
第１部分１０Ｅの未エッチング部Ｎの厚さは、第２部分１０Ｎの厚さと比べて、小さいため、第２部分１０Ｎと、第１部分１０Ｅの未エッチング部Ｎとの境界部、すなわち、第１部分１０Ｅと第２部分１０Ｎとの境界部Ｂは、外部からのストレスに弱い。このため、コンデンサ素子５０を用いて固体電解コンデンサを製造する際に、陽極箔１０における第１部分１０Ｅと第２部分１０Ｎとの境界部Ｂの付近に、ストレスがかかると、当該境界Ｂの付近でクラックが生じ、陽極箔１０が損傷し易い。その結果、安定した品質を備えるコンデンサを得ることが困難となる。
本発明の目的は、表面の一部がエッチングされた陽極箔を含むコンデンサ素子を用いる場合において、信頼性の高い固体電解コンデンサおよびその製造方法を提供することである。
本発明の一局面は、表面がエッチングされている第１部分と、前記第１部分以外の表面がエッチングされていない第２部分とを有する陽極箔と、前記陽極箔の前記第１部分の表面に形成された誘電体層と、前記誘電体層の表面の少なくとも一部に形成された固体電解質層と、前記固体電解質層の表面の少なくとも一部に形成された陰極引出層と、を有するコンデンサ素子を備え、
前記第１部分と前記第２部分との境界部および前記境界部の近傍が、前記陰極引出層の端部および前記固体電解質層の端部とともに、絶縁性の保護層で覆われている、固体電解コンデンサに関する。
前記第１部分と前記第２部分との境界部および前記境界部の近傍が、前記陰極引出層の端部および前記固体電解質層の端部とともに、絶縁性の保護層で覆われている、固体電解コンデンサに関する。
本発明の別の一局面は、表面がエッチングされている第１部分と、前記第１部分以外の表面がエッチングされていない第２部分とを有する陽極箔を準備する第１工程と、前記陽極箔の前記第１部分の表面に誘電体層を形成する第２工程と、前記誘電体層の表面の少なくとも一部に固体電解質層を形成する第３工程と、前記固体電解質層の表面の少なくとも一部に陰極引出層を形成し、中間体を得る第４工程と、前記中間体における、前記第１部分と前記第２部分との境界部および前記境界部の近傍を、前記陰極引出層の端部および前記固体電解質層の端部とともに、絶縁性の保護層で覆う第５工程と、を含む、固体電解コンデンサの製造方法に関する。
本発明によれば、表面の一部がエッチングされた陽極箔を含むコンデンサ素子を用いる場合において、信頼性の高い固体電解コンデンサおよびその製造方法を提供することができる。
以下、本発明に係る固体電解コンデンサについて、図１を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。
本発明に係る固体電解コンデンサは、表面の一部がエッチングされた陽極箔を含むコンデンサ素子を備える。すなわち、図１に示すように、本発明に係る固体電解コンデンサに用いられるコンデンサ素子２０は、表面がエッチングされている第１部分１０Ｅと、第１部分１０Ｅ以外の表面がエッチングされていない第２部分１０Ｎとを有する陽極箔１０と、陽極箔１０の第１部分１０Ｅの表面に形成された誘電体層（図示せず）と、誘電体層の表面の少なくとも一部に形成された固体電解質層２３と、固体電解質層２３の表面の一部に形成された陰極引出層２４と、を有する。第１部分１０Ｅでは、第１部分１０Ｅの厚さ方向において、エッチング部Ｅ、未エッチング部Ｎ、およびエッチング部Ｅが、この順で配置されている。
本発明に係る固体電解コンデンサは、表面の一部がエッチングされた陽極箔を含むコンデンサ素子を備える。すなわち、図１に示すように、本発明に係る固体電解コンデンサに用いられるコンデンサ素子２０は、表面がエッチングされている第１部分１０Ｅと、第１部分１０Ｅ以外の表面がエッチングされていない第２部分１０Ｎとを有する陽極箔１０と、陽極箔１０の第１部分１０Ｅの表面に形成された誘電体層（図示せず）と、誘電体層の表面の少なくとも一部に形成された固体電解質層２３と、固体電解質層２３の表面の一部に形成された陰極引出層２４と、を有する。第１部分１０Ｅでは、第１部分１０Ｅの厚さ方向において、エッチング部Ｅ、未エッチング部Ｎ、およびエッチング部Ｅが、この順で配置されている。
第２部分１０Ｎはエッチングされないので、第２部分１０Ｎでは第１部分１０Ｅよりも高い機械的強度が保持されるというメリットがある。
また、第２部分１０Ｎは、例えば、陽極端子との接合に用いられる。複数のコンデンサ素子を用いて固体電解コンデンサを構成する場合には、複数のコンデンサ素子の第２部分１０Ｎ同士が接続される。第２部分１０Ｎは、きれいな平滑面を有するとともに圧縮されにくいため、陽極端子または他のコンデンサ素子の第２部分１０Ｎと、溶接等により強固に密着させ易いというメリットがある。
さらに、第２部分１０Ｎはエッチングされないので、第１部分１０Ｅのエッチング部Ｅから第２部分１０Ｎへの固体電解質の成分の這い上がりが起こり難いというメリットがある。
また、第２部分１０Ｎは、例えば、陽極端子との接合に用いられる。複数のコンデンサ素子を用いて固体電解コンデンサを構成する場合には、複数のコンデンサ素子の第２部分１０Ｎ同士が接続される。第２部分１０Ｎは、きれいな平滑面を有するとともに圧縮されにくいため、陽極端子または他のコンデンサ素子の第２部分１０Ｎと、溶接等により強固に密着させ易いというメリットがある。
さらに、第２部分１０Ｎはエッチングされないので、第１部分１０Ｅのエッチング部Ｅから第２部分１０Ｎへの固体電解質の成分の這い上がりが起こり難いというメリットがある。
一方、第１部分１０Ｅの未エッチング部Ｎの厚さは、第２部分１０Ｎの厚さと比べて、小さいため、第２部分１０Ｎと、第１部分１０Ｅの未エッチング部Ｎとの境界部、すなわち、第１部分１０Ｅと第２部分１０Ｎとの境界部Ｂは、外部からのストレスに弱いというデメリットがある。
これに対して、本発明に係る固体電解コンデンサは、陽極箔１０における第１部分１０Ｅと第２部分１０Ｎとの境界部Ｂおよび当該境界部Ｂの近傍を、陰極引出層２４の端部および固体電解質層２３の端部とともに、絶縁性の保護層２５で覆うことで、上記デメリットを解消している。このとき、陰極引出層２４から露出する固体電解質層２３の端部（はみ出し部分）も絶縁性の保護層２５で覆われる。
境界部Ｂおよび当該境界部Ｂの近傍を、絶縁性の保護層２５で覆うことにより、境界部Ｂ付近を十分に保護し、補強することができる。よって、コンデンサ素子２０を用いて固体電解コンデンサを製造する際に、陽極箔１０における第１部分１０Ｅと第２部分１０Ｎとの境界部Ｂの付近でクラックが生じ、陽極箔１０が損傷することを防ぐことができる。その結果、安定した品質を備えるコンデンサ素子を得ることができ、固体電解コンデンサの信頼性を高めることができる。
陰極引出層２４は、所定の陰極ペースト（後述するカーボンペーストや銀ペースト）を固体電解質層２３の表面に塗布し、乾燥することで形成される。固体電解質層２３の表面に塗布された陰極ペーストが陽極箔１０や誘電体層と接触して内部短絡を起こさないようにするために、固体電解質層２３の表面の端部から一定の距離だけ離して、固体電解質層２３の表面の端部よりも第１部分側の所定の領域に陰極ペーストを塗布してもよい。この場合、陰極引出層２４は、固体電解質層２３の表面全体に形成されることはなく、固体電解質層２３の表面の一部（端部）は陰極引出層２４から露出する。
絶縁性の保護層２５で、陰極引出層２４から露出する固体電解質層２３の端部を覆うことにより、境界部Ｂ付近の補強効果と同時に、固体電解質層の水分との接触または酸化による劣化を抑制するという効果も得られる。
陰極引出層２４から露出する固体電解質層２３の端部の全体を絶縁性の保護層で確実に覆うためには、図１に示すように、固体電解質層２３の端部とともに、固体電解質層２３の端部に隣接する陰極引出層２４の端部および第２部分１０Ｎの端部が、保護層２５で覆われていることが要求される。
陰極引出層２４から露出する固体電解質層２３の端部とともに、固体電解質層２３の端部に隣接する陰極引出層２４の端部および第２部分１０Ｎの端部を保護層２５で覆うことにより、陰極引出層２４と、陽極箔１０の第２部分１０Ｎおよび誘電体層との間の電気的接触による内部短絡の発生を確実に防ぐことができる。
図２に示すように、第１部分１０Ｅが、第１部分１０Ｅと第２部分１０Ｎとの境界部Ｂからエッチング深さが徐々に深くなる傾斜部Ｓを有する場合には、保護層２５で覆われている境界部Ｂの近傍は、傾斜部Ｓを含むことが好ましい。上記の傾斜部Ｓを設けることにより、陽極箔１０における境界部Ｂ付近の機械的強度の低下を抑制することができる。境界部Ｂおよび傾斜部Ｓを含む境界部Ｂの近傍を保護層で覆うことにより、さらに境界部Ｂ付近を補強することができる。
第２部分１０Ｎおよび誘電体層と、陰極引出層２４との間を確実に絶縁する観点から、保護層２５は、絶縁性樹脂を含むことが好ましい。
電気的絶縁性、陽極箔１０の境界部Ｂの補強、および固体電解質層２３の劣化の抑制の観点から、絶縁性樹脂は、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、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、不飽和ポリエステル等から選ばれる少なくとも一つを含むことが好ましい。
電気的絶縁性、陽極箔１０の境界部Ｂの補強、および固体電解質層２３の劣化の抑制の観点から、絶縁性樹脂は、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、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、不飽和ポリエステル等から選ばれる少なくとも一つを含むことが好ましい。
保護層２５の厚さは、０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。保護層２５の厚さが０．１μｍ以上であると、陽極箔１０の境界部Ｂを含む、保護層２５で覆われる領域を確実に保護し、補強することができる。保護層２５の厚さが１０μｍ以下であると、複数のコンデンサ素子を用いて固体電解コンデンサを構成する場合に、コンデンサ素子をきれいに積み重ねることができ、固体電解コンデンサの製造に対する高い信頼性を確保することができる。
誘電体層は、例えば、第１部分１０Ｅのエッチング部Ｅの表面を、化成処理等により陽極酸化させることにより形成され、陽極箔の酸化被膜からなる。陽極酸化は、公知の方法により行われ得る。なお、誘電体層の形成方法はこれに限定されず、エッチング部Ｅの表面に、誘電体として機能する絶縁性の層を形成できれば良い。
固体電解質層２３は、例えば、マンガン化合物や導電性高分子を含む。導電性高分子としては、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、またはこれらの誘導体が挙げられる。
陰極引出層２４は、図示しない陰極端子との接続に用いられる。陰極引出層２４は、例えば、固体電解質層２３の表面の一部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（例えば、銀）ペースト層と、を有する（いずれも図示せず）。
カーボン層は、黒鉛等の導電性炭素材料を含む組成物により構成される。金属ペースト層は、例えば、銀粒子と樹脂とを含む組成物により構成される。なお、陰極引出層２４の構成は、これに限られない。陰極引出層２４は、集電機能を有していれば良い。
［固体電解コンデンサの製造方法］
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、表面がエッチングされている第１部分と、第１部分以外の表面がエッチングされていない第２部分とを有する陽極箔を準備する第１工程と、陽極箔の第１部分の表面に誘電体層を形成する第２工程と、誘電体層の表面の少なくとも一部に固体電解質層を形成する第３工程と、固体電解質層の表面の少なくとも一部に陰極引出層を形成し、中間体を得る第４工程と、中間体における、第１部分と第２部分との境界部および当該境界部の近傍を、陰極引出層の端部および固体電解質層の端部とともに、絶縁性の保護層で覆う第５工程と、を含む。第５工程により、陰極引出層から露出する固体電解質層のはみ出し部（端部）は、絶縁性の保護層で覆われる。
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、表面がエッチングされている第１部分と、第１部分以外の表面がエッチングされていない第２部分とを有する陽極箔を準備する第１工程と、陽極箔の第１部分の表面に誘電体層を形成する第２工程と、誘電体層の表面の少なくとも一部に固体電解質層を形成する第３工程と、固体電解質層の表面の少なくとも一部に陰極引出層を形成し、中間体を得る第４工程と、中間体における、第１部分と第２部分との境界部および当該境界部の近傍を、陰極引出層の端部および固体電解質層の端部とともに、絶縁性の保護層で覆う第５工程と、を含む。第５工程により、陰極引出層から露出する固体電解質層のはみ出し部（端部）は、絶縁性の保護層で覆われる。
第１工程は、例えば、金属箔を準備し、金属箔の表面の一部にマスキング部材を配置した後、所定のエッチング処理を行う工程を含む。エッチング処理としては、公知の手法を用いれば良く、例えば、電解エッチングが挙げられる。
金属箔は、弁作用金属を含む。弁作用金属は、例えば、チタン、タンタル、アルミニウムおよびニオブが挙げられる。これらを単独で用いても良く、２種以上を組み合わせて用いても良い。金属箔は、弁作用金属を、合金または金属間化合物の形態で含んでいても良い。金属箔の厚さは、例えば、１５〜３００μｍである。
金属箔の表面の一部にマスキング部材（後述する第１保護層４５ａ）を配置する方法としては、例えば、金属箔表面のマスキングする部分に絶縁性樹脂を含む溶液を塗布し、塗膜を形成した後、塗膜を乾燥する方法、または、表面に粘着層を有するマスキング部材を金属箔表面のマスキングする部分に貼り付ける方法が挙げられる。
マスキング部材は、特に限定されず、樹脂などの絶縁体であっても良いし、導電性材料を含む導電体であっても良い。
マスキング部材が絶縁体である場合、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を用いれば良い。熱硬化性樹脂として、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド等が例示できる。熱可塑性樹脂として、アクリル樹脂、ポリエステル等が例示できる。
マスキング部材が絶縁体である場合、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を用いれば良い。熱硬化性樹脂として、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド等が例示できる。熱可塑性樹脂として、アクリル樹脂、ポリエステル等が例示できる。
マスキング部材が導電体である場合、マスキング部材に含まれる導電性材料としては、特に限定されず、上記の弁作用金属、銀、銅、鉄、ニッケル、金、白金、パラジウム等の金属、黒鉛、カーボンブラック等の炭素材料、および、導電性高分子等が例示できる。
図２は、マスキング部材として導電体を使用して、表面の一部が電解エッチングされた陽極箔１０の断面の一部を模式的に示している。図２に示すように、表面の一部が電解エッチングされた陽極箔１０には、マスキング部材で覆われていた領域（第２部分１０Ｎの表面）と覆われていなかった領域（第１部分１０Ｅの表面）との境界部Ｂ付近を始点として、厚さ方向に徐々に深くなる傾斜部Ｓを有するエッチング部Ｅが形成される。傾斜部Ｓを有することで、陽極箔１０の境界部Ｂ付近における陽極箔１０の機械的強度の低下が抑制される。このとき、強度の観点から、第１部分１０Ｅにおける未エッチング部Ｎの厚さは、２μｍ以上であることが好ましい。第１部分１０Ｅにおけるエッチング部Ｅの深さｄは、特に限定されない。
上記の傾斜部Ｓが存在する場合は、第５工程において、第４工程で得られた中間体における、境界部Ｂおよび傾斜部Ｓを含む境界部Ｂの近傍を、絶縁性の保護層で覆うことが好ましい。これにより、陽極箔をさらに補強することができる。
第２工程は、例えば、第１部分１０Ｅにおけるエッチング部Ｅの凹凸の表面を、所定の化成処理等により陽極酸化させる工程を含む。化成処理等による陽極酸化は、公知の手法を用いれば良い。なお、誘電体層の形成方法はこれに限定されず、エッチング領域１０Ｅに、誘電体として機能する絶縁性の層を形成できれば良い。
第３工程は、例えば、誘電体層の表面で原料モノマーを化学重合および／または電解重合する工程を含む。原料モノマーは、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、またはこれらの誘導体のようなポリマーを構成する材料を含む。
あるいは、第３工程は、例えば、導電性高分子が溶解した溶液、または、導電性高分子が分散した分散液を、誘電体層の表面に塗布した後、乾燥する工程を含んでも良い。導電性高分子として、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、またはこれらの誘導体が用いられる。上記の溶液および分散液は、さらにマンガン化合物を含んでも良い。
あるいは、第３工程は、例えば、導電性高分子が溶解した溶液、または、導電性高分子が分散した分散液を、誘電体層の表面に塗布した後、乾燥する工程を含んでも良い。導電性高分子として、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン、またはこれらの誘導体が用いられる。上記の溶液および分散液は、さらにマンガン化合物を含んでも良い。
第４工程は、例えば、固体電解質層の表面の一部にカーボン層を形成する工程と、カーボン層の表面に金属ペースト層を形成する工程とを含む。カーボン層の形成工程は、例えば、カーボンペーストを固体電解質層の表面の一部に塗布した後、乾燥する工程を含む。金属ペースト層の形成工程は、例えば、銀ペーストをカーボン層の表面に塗布した後、乾燥する工程を含む。
第５工程は、中間体における、第１部分と第２部分との境界部および当該境界部の近傍に、陰極引出層の端部および固体電解質層の端部を覆うように、絶縁性樹脂を含む溶液を塗布し、塗膜を形成した後、塗膜を乾燥する工程を含むことが好ましい。
絶縁性樹脂を含む溶液を塗布することにより、絶縁性の保護層を容易に形成することができる。絶縁性樹脂を含む溶液の塗布量を変えることで、保護層の厚さを容易に調整することができる。
絶縁性樹脂を含む溶液を塗布することにより、絶縁性の保護層を容易に形成することができる。絶縁性樹脂を含む溶液の塗布量を変えることで、保護層の厚さを容易に調整することができる。
固体電解質層の端部に隣接する陰極引出層の端部および第２部分の端部にも、絶縁性樹脂を含む溶液を塗布して、絶縁性の保護層を形成することが好ましい。これにより、固体電解質層の露出面の全体を絶縁性の保護層で確実に覆うことができる。また、陰極引出層と、第２部分１０Ｎおよび誘電体層との間の電気的接触による内部短絡の発生を確実に防ぐことができる。
上記の第１工程において、マスキング部材に樹脂などの絶縁体を用いる場合には、後工程でマスキング部材を除去せずに、絶縁性の保護層の一部として用いても良い。
図３は、マスキング部材に用いた絶縁体が絶縁性の保護層の一部を兼ねる場合を示している。図３は、本発明に係る固体電解コンデンサに用いられるコンデンサ素子の他の例を模式的に示す断面図である。絶縁性の保護層２５の代わりに、第２部分１０Ｎの少なくとも一部を覆う第１保護層４５ａおよび第１保護層４５ａの少なくとも一部を覆う第２保護層４５ｂを配置する以外は、図３に示すコンデンサ素子４０は、図１に示すコンデンサ素子２０と同様の構成である。
図３は、マスキング部材に用いた絶縁体が絶縁性の保護層の一部を兼ねる場合を示している。図３は、本発明に係る固体電解コンデンサに用いられるコンデンサ素子の他の例を模式的に示す断面図である。絶縁性の保護層２５の代わりに、第２部分１０Ｎの少なくとも一部を覆う第１保護層４５ａおよび第１保護層４５ａの少なくとも一部を覆う第２保護層４５ｂを配置する以外は、図３に示すコンデンサ素子４０は、図１に示すコンデンサ素子２０と同様の構成である。
この場合、マスキング部材に用いた絶縁体からなる第１保護層４５ａと、第２保護層４５ｂとが協働して、第１部分と第２部分との境界部Ｂおよび当該境界部Ｂの近傍、ならびに陰極引出層２４の端部および固体電解質層２３の端部を覆う絶縁性の保護層４５を形成している。第１保護層４５ａおよび第２保護層４５ｂには、上記の保護層２５で使用可能な絶縁性樹脂を用いればよい。
第２保護層４５ｂは、例えば、第１部分１０Ｅと第２部分１０Ｎとの境界部Ｂおよび当該境界部Ｂの近傍に、陰極引出層２４の端部および固体電解質層２３の端部を覆うように、絶縁性樹脂を含む溶液を塗布し、塗膜を形成した後、塗膜を乾燥することで形成される。
陰極引出層２４から露出する固体電解質層２３の端部の全体を絶縁性の保護層４５で確実に覆うために、図３に示すように、固体電解質層２３の端部とともに、固体電解質層２３の端部に隣接する陰極引出層２４の端部および第１保護層４５ａの端部も第２保護層４５ｂで覆われている。
［固体電解コンデンサ］
図４は、コンデンサ素子２０（２０Ａ〜２０Ｃ）を備える固体電解コンデンサ３０を模式的に示す断面図である。なお、図４中では、絶縁性の保護層は図示しない。図４中では、第１部分１０Ｅの表面に形成される誘電体層２２を示す。積層された複数のコンデンサ素子２０Ａ〜２０Ｃは互いに並列に接続されている。
図４は、コンデンサ素子２０（２０Ａ〜２０Ｃ）を備える固体電解コンデンサ３０を模式的に示す断面図である。なお、図４中では、絶縁性の保護層は図示しない。図４中では、第１部分１０Ｅの表面に形成される誘電体層２２を示す。積層された複数のコンデンサ素子２０Ａ〜２０Ｃは互いに並列に接続されている。
以下、本発明に係るコンデンサ３０の構成について、詳細に説明する。なお、本実施の形態のコンデンサ３０は、コンデンサ素子を３つ備えているが、用いられるコンデンサ素子の数は限定されない。コンデンサ３０は、少なくとも１つのコンデンサ素子を備える。
コンデンサ３０は、コンデンサ素子２０Ａ〜２０Ｃと、各コンデンサ素子を封止する外装体３１と、陽極箔１０の第２部分１０Ｎと電気的に接続する陽極端子３２と、陰極引出層２４と電気的に接続する陰極端子３３と、を備える。このようなコンデンサ３０は、任意のコンデンサ素子２０の所定の位置に、それぞれ陽極端子３２または陰極端子３３を接合して、コンデンサ素子２０Ａ〜２０Ｃを外装体３１で封止することにより、製造される。
各コンデンサ素子２０は、例えば、未エッチング領域である第２部分１０Ｎが、加締め部材３４により一体的に加締められることによって接合され、互いに電気的に接続されている。コンデンサ素子２０同士の接合方法はこれに限定されず、レーザー溶接や抵抗溶接によって接合されても良い。
外装体３１は、例えば、絶縁性の樹脂により形成される。絶縁性の樹脂としては、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、ポリアミドイミド、不飽和ポリエステル等が挙げられる。
陽極端子３２は、第２部分１０Ｎに接合され、陽極箔１０と電気的に接続している。陽極端子３２の材質は、導電性を有するものであれば、特に限定されない。陽極端子３２は、導電性接着剤やはんだを介して第２部分１０Ｎと接合していても良いし、抵抗溶接やレーザー溶接により、第２部分１０Ｎに接合されても良い。
陰極端子３３は、陰極引出層２４と電気的に接続している。陰極端子３３の材質も、導電性を有するものであれば、特に限定されない。陰極端子３３は、例えば、上記のような導電性接着剤３５を介して、陰極引出層２４に接合している。
本発明に係る固体電解コンデンサは、コンデンサ素子が優れた品質を備えるため、様々な用途に利用できる。
１０ 陽極箔
２０、２０Ａ〜２０Ｃ コンデンサ素子
２２ 誘電体層
２３ 固体電解質層
２４ 陰極引出層
３０ コンデンサ
３１ 外装体
３２ 陽極端子
３３ 陰極端子
３４ 加締め部材
３５ 導電性接着剤
２０、２０Ａ〜２０Ｃ コンデンサ素子
２２ 誘電体層
２３ 固体電解質層
２４ 陰極引出層
３０ コンデンサ
３１ 外装体
３２ 陽極端子
３３ 陰極端子
３４ 加締め部材
３５ 導電性接着剤
Claims (7)
- 表面がエッチングされている第１部分と、前記第１部分以外の表面がエッチングされていない第２部分とを有する陽極箔と、
前記陽極箔の前記第１部分の表面に形成された誘電体層と、
前記誘電体層の表面の少なくとも一部に形成された固体電解質層と、
前記固体電解質層の表面の少なくとも一部に形成された陰極引出層と、
を有するコンデンサ素子を備え、
前記第１部分と前記第２部分との境界部および前記境界部の近傍が、前記陰極引出層の端部および前記固体電解質層の端部とともに、絶縁性の保護層で覆われている、固体電解コンデンサ。 - 前記第１部分は、当該第１部分と前記第２部分との境界部からエッチング深さが徐々に深くなる傾斜部を有し、
前記保護層で覆われている前記境界部の近傍が、前記傾斜部を含む、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。 - 前記保護層の厚さは、０．１〜１０μｍである、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記保護層は、絶縁性樹脂を含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記絶縁性樹脂は、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、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミドおよび不飽和ポリエステルから選ばれる少なくとも一つを含む、請求項４に記載の固体電解コンデンサ。
- 表面がエッチングされている第１部分と、前記第１部分以外の表面がエッチングされていない第２部分とを有する陽極箔を準備する第１工程と、
前記陽極箔の前記第１部分の表面に誘電体層を形成する第２工程と、
前記誘電体層の表面の少なくとも一部に固体電解質層を形成する第３工程と、
前記固体電解質層の表面の少なくとも一部に陰極引出層を形成し、中間体を得る第４工程と、
前記中間体における、前記第１部分と前記第２部分との境界部および前記境界部の近傍を、前記陰極引出層の端部および前記固体電解質層の端部とともに、絶縁性の保護層で覆う第５工程と、
を含む、固体電解コンデンサの製造方法。 - 前記第５工程は、前記第１部分と前記第２部分との境界部および前記境界部の近傍に、前記陰極引出層の端部および前記固体電解質層の端部を覆うように、絶縁性樹脂を含む溶液を塗布し、塗膜を形成した後、前記塗膜を乾燥する工程を含む、請求項６に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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