JPWO2019087692A1 - 電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記コンデンサ素子を封止する外装体と、外部電極と、を備え、
前記陽極引出部の前記第1端部が前記外装体の端面から突出しており、前記第1端部の少なくとも一部が前記外部電極と接触している、電解コンデンサに関する。
前記コンデンサ素子を外装体で覆う第2工程と、
前記外装体を前記陽極引出部とともに切断し、前記陽極引出部に前記外装体の切断面から露出する端面を有する第1端部を形成する第3工程と、
前記外装体の切断面において露出する外装体の一部を除去し、前記外装体の端面から前記第1端部を突出させる第4工程と、
突出した前記第1端部を外部電極と接合させる第5工程と、を有する、電解コンデンサの製造方法に関する。
陽極箔は、弁作用金属、弁作用金属を含む合金、および弁作用金属を含む金属間化合物などを含むことができる。これらの材料は一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて使用できる。弁作用金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタンなどを用いることができる。
誘電体層は、例えば、陰極形成部の表面の弁作用金属を、化成処理などにより陽極酸化することで形成される。誘電体層は弁作用金属の酸化物を含む。例えば、弁作用金属としてアルミニウムを用いた場合の誘電体層は酸化アルミニウムを含む。誘電体層は、エッチングされている陰極形成部の表面(多孔質部の孔の内壁面を含む)に沿って形成される。なお、誘電体層の形成方法はこれに限定されず、陰極形成部の表面に、誘電体として機能する絶縁性の層を形成できればよい。誘電体層は、陽極引出部の表面の多孔質部上に形成されてもよい。
固体電解質層は、例えば、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、ポリアニリンおよびこれらの誘導体などを用いることができる。固体電解質層は、例えば、原料モノマーを誘電体層上で化学重合および/または電解重合することにより、形成することができる。あるいは、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、誘電体層に塗布することにより、形成することができる。固体電解質層は、マンガン化合物を含んでもよい。
陰極引出層は、カーボン層および銀ペースト層を備える。カーボン層は、導電性を有していればよく、例えば、黒鉛などの導電性炭素材料を用いて構成することができる。カーボン層は、例えば、カーボンペーストを固体電解質層の表面の少なくとも一部に塗布して形成される。銀ペースト層には、例えば、銀粉末とバインダ樹脂(エポキシ樹脂など)を含む組成物を用いることができる。銀ペースト層は、例えば、銀ペーストをカーボン層の表面に塗布して形成される。なお、陰極引出層の構成は、これに限られず、集電機能を有する構成であればよい。
外装体は、硬化性樹脂組成物の硬化物を含むことが好ましく、熱可塑性樹脂もしくはそれを含む組成物を含んでもよい。
外部電極は、第1端部の少なくとも一部および外装体の少なくとも一部を覆う第1電極層と、第1電極層の表面に形成された第2電極層と、を備えることが好ましい。
外装体から露出する第1端部の表面とともに外装体の表面の一部を第1電極層で覆うことにより、第1端部の自然酸化皮膜の形成が抑制される。第1端部の自然酸化皮膜の形成抑制の観点から、外装体は、第1端部の外装体からの露出面の周りを囲むように第1電極層で覆われていることが好ましい。
なお、図1では、陽極箔3の陽極引出部1の表面もエッチングにより多孔質部5が形成され、多孔質部5の表面に沿って誘電体層が形成されている。
平面状に形成された第2電極層15bの外表面を基準面とする。隣接する陽極引出部1の間の第1側面14aにおいて、基準面からの距離が最も遠くなる位置(即ち、窪みの最も深い位置)をXとする。第1端部1aの端面のうち基準面からの距離が最も近い位置をYとする。位置Xにおける基準面からの距離をHX、位置Yにおける基準面からの距離をHYとする。ある陽極引出部1の第1端部1aに着目したとき、外装体14の第1側面14aから突出する第1端部1aの突出長さH1を、
H1=min{HX}−HY
で定義する。陽極引出部1が複数ある場合、第1側面14aの凹部が複数存在し、位置Xも複数存在し得るが、基準面からの距離が最も近いものを採用する。
以下、本発明の実施形態に係る電解コンデンサの製造方法の各工程について説明する。(第1工程)
第1工程では、陽極引出部と陰極形成部とを有する陽極箔、陰極形成部の上に形成された誘電体層、および、前記誘電体層の少なくとも一部を覆う陰極部を有するコンデンサ素子を形成する。第1工程は、例えば、陽極箔の表面を粗面化する工程a1と、陽極箔の粗面化された表面に誘電体層を形成する工程a2と、を含む。工程a1およびa2により、表面に誘電体層が形成された陽極箔が形成される。陽極箔の一端部を含む一部領域を、陽極引出部とし、当該端部と反対側の陽極箔の端部(第2端部)を含む領域を陰極形成部とする。工程a1では、陽極箔の少なくとも陰極形成部の表面を粗面化すればよい。また、工程a2では、陽極箔の少なくとも陰極形成部の表面に誘電体層を形成すればよい。外部電極は陽極引出部の端面と接合されるため、陽極引出部を含む陽極箔の表面全面を粗面化し、誘電体層を形成してもよい。
第2工程では、コンデンサ素子を外装体で覆う。外装体は、射出成形などの成形技術を用いて形成することができる。外装体は、例えば、所定の金型を用いて、硬化性樹脂組成物または熱可塑性樹脂(組成物)を、コンデンサ素子を覆うように所定の箇所に充填して形成することができる。
第3工程では、第2工程の後、外装体を陽極引出部とともに切断し、陽極引出部に外装体の切断面から露出する端面を有する第1端部を形成する。これにより、外装体の一側面と面一の陽極箔の端面を、それぞれ、外装体から容易に露出させることができる。
第4工程では、外装体の切断面において露出する外装体の一部を除去し、外装体の端面から第1端部を突出させる。外装体の一部を除去する方法としては、ブラスト処理を用いるものが好ましい。外装体は、陽極箔の芯部よりも柔らかい素材であるため、ブラスト処理によって外装体の露出部分が選択的に除去される。結果、陽極引出部の第1端部が外装体の端面から突出する。ブラスト処理としては、樹脂、セラミックス、金属粉末を外装体の切断面へ吹き付ける方法を用いることができる。
第5工程では、突出した第1端部を外部電極と接合させる。陽極側の外部電極は、陽極側の第1電極層および第2電極層を備えることが好ましい。陽極側の外部電極を形成する工程は、外装体から露出し突出する第1端部の少なくとも一部とともに外装体の端面の少なくとも一部を陽極側の第1電極層で覆う工程と、陽極側の第1電極層の表面に陽極側の第2電極層を形成する工程と、を含むことが好ましい。陽極側の第1電極層および第2電極層には、上記で例示したものを用いることができる。
さらに、陰極部を陰極側の外部電極と接合する第6工程を行ってもよい。陰極側の外部電極には、陽極側の外部電極で例示するものを用いることができる。
図1に示す構造の電解コンデンサを作製する場合、外装体から露出する複数の陰極部の第2端部側の端部および複数の接着層の第2端部側の端部を、陰極側の外部電極と接合すればよい。この場合、第2工程で、複数の陰極部の第2端部側の端部および接着層の第2端部側の端部が露出するように、外装体を形成すればよい。
以下、本発明の実施形態に係る電解コンデンサの製造方法の各工程について説明する。
(第1工程)
第1工程では、陽極引出部と陰極形成部とを有する陽極箔、陰極形成部の上に形成された誘電体層、および、前記誘電体層の少なくとも一部を覆う陰極部を有するコンデンサ素子を形成する。第1工程は、例えば、陽極箔の表面を粗面化する工程a1と、陽極箔の粗面化された表面に誘電体層を形成する工程a2と、を含む。工程a1およびa2により、表面に誘電体層が形成された陽極箔が形成される。陽極箔の一端部(第1端部)を含む一部領域を、陽極引出部とし、当該端部と反対側の陽極箔の端部(第2端部)を含む領域を陰極形成部とする。工程a1では、陽極箔の少なくとも陰極形成部の表面を粗面化すればよい。また、工程a2では、陽極箔の少なくとも陰極形成部の表面に誘電体層を形成すればよい。外部電極は陽極引出部の端面と接合されるため、陽極引出部を含む陽極箔の表面全面を粗面化し、誘電体層を形成してもよい。
Claims (9)
- 第1端部を含む陽極引出部と、第2端部を含む陰極形成部と、を有する陽極箔と、
前記陰極形成部の表面上に形成された誘電体層と、
前記誘電体層の少なくとも一部を覆う陰極部と、
を有するコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子を封止する外装体と、
外部電極と、を備え、
前記陽極引出部の前記第1端部が前記外装体の端面から突出しており、
前記第1端部の少なくとも一部が前記外部電極と接触している、電解コンデンサ。 - 前記陽極引出部および前記陰極形成部は、それぞれ表面が粗面化されており、
前記第1端部における前記粗面化された部分の少なくとも一部が欠落している、請求項1に記載の電解コンデンサ。 - 前記外装体の端面から突出した前記第1端部の突出長さは0.2mm以上である、請求項1または2に記載の電解コンデンサ。
- 前記外部電極は、前記第1端部の少なくとも一部および前記外装体の少なくとも一部を覆う第1電極層と、前記第1電極層の表面に形成された第2電極層と、を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 前記外部電極は、前記第1端部の少なくとも一部および前記外装体の少なくとも一部を覆う第1電極層と、前記第1電極層の表面に形成された第2電極層と、を有し、
前記外装体の端面から突出した前記第1端部の突出長さは、前記第1電極層の厚さよりも長い、請求項1または2に記載の電解コンデンサ。 - 前記第1端部は、前記外部電極の外表面から突出していない、請求項1〜5のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 陽極引出部と陰極形成部とを有する陽極箔、前記陰極形成部の表面上に形成された誘電体層、および、前記誘電体層の少なくとも一部を覆う陰極部を有するコンデンサ素子を形成する第1工程と、
前記コンデンサ素子を外装体で覆う第2工程と、
前記外装体を前記陽極引出部とともに切断し、前記陽極引出部に前記外装体の切断面から露出する端面を有する第1端部を形成する第3工程と、
前記外装体の切断面において露出する外装体の一部を除去し、前記外装体の端面から前記第1端部を突出させる第4工程と、
突出した前記第1端部を外部電極と接合させる第5工程と、を有する、電解コンデンサの製造方法。 - 前記第4工程において、ブラスト処理により前記外装体の一部を除去する、請求項7に記載の電解コンデンサの製造方法。
- 前記第1工程において、前記陽極引出部および前記陰極形成部の表面がそれぞれ粗面化され、
前記第4工程において、前記陽極引出部の前記第1端部近傍の前記粗面化された部分を除去する、請求項7または8に記載の電解コンデンサの製造方法。
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