TWI425542B - Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本發明，係有關於電容器及其製造方法，特別是有關於固體電解電容器及其製造方法。更詳細說，係有關於在具備有介電質皮膜之閥作用金屬基板上設置有固體電解質層之電容器元件上，設置導線(導線框架)而形成的固體電解電容器中，其電容器元件與導線框架之接合部份的強度以及耐熱性係為優良且信賴性高的固體電解電容器。
伴隨著最近的電子機器之為了小型化及省電化所進行的數位化，以及個人電腦之高速化，小型且大容量的電容器以及其高頻化係在進行，因此對高頻而低阻抗，且容量大而信賴性高的電容器之需要係為增大。作為能夠滿足此些要求之電容器，固體電解電容器係被實用化。
一般而言，固體電解電容器係具備有：在經由蝕刻處理後之鋁、鉭、鈦等的閥作用金屬之表面設置介電質氧化皮膜，並在此介電質氧化皮膜上，設置由導電性聚合體等之有機物層或是金屬氧化物等之無機物層所成的固體電解質層，以形成單板電容器元件，並將此單板電容器元件層積複數枚，而在閥作用金屬之陽極端子(未設置有固體電解質之端部表面部分)連接陽極導線，另一方面，在由固體電解質所成之導電層部分(陰極部分)連接陰極導線，而後將其全體以絕緣性樹脂來密封的基本構造。作為陽極導線部以及陰極導線部，係可使用具備有適合於載置在電容器元件又或是其層積體上的形狀之導線框架。
在此種構造之固體電解電容器中，為了製造信賴度高的電容器，有必要使用在電容器元件與導線框架之接合部份的強度為大，且耐熱性為優良者。於此，在先前的固體電解電容器中，舉例而言，在以銅又或是銅合金等所成之導線框架來以電容器元件之陽極端部接合時，係經由使用導電性接著劑來接合，或是經由將端子彎曲而鎖緊來做機械式接合，又或是經由使用鉛系銲錫材料之熔接或雷射熔接等來接合。
但是，此種使用導電性接著劑之結合方法，在接著劑之塗布上係為費時費工，特別是在將多數枚之單板電容器元件層積並接合時，施工係變為繁雜。另外，將導線框架之接合部份鎖緊以機械式接合的方法，係不適用於接合部份較小者，其接合亦為不安定。進而，在使用鉛系銲錫材料的熔接中，係被擔心有從熔接處所取下之多餘的鉛會造成環境污染之原因等的問題。又，藉由雷射熔接之接合方法，，會有設備之成本較高的問題。
除了此些之接合方法以外，雖亦周知有將電容器元件之端子電阻熔接於墊框架上之方法(專利文獻1：日本特開平3－188614號公報)，但是此係為將導線框架材料限定為鐵鎳合金(42 Alloy)而進行電阻熔接者，而且，在使用鋁箔作為電容器元件之閥作用金屬時，無法將由銅又或是銅合金所成之導線框架直接經由單純的電阻熔接來接合。電阻熔接係為利用電阻所造成的發熱來將溶接部分之金屬溶融以接合的方法，在鋁或是銅、銅合金等一般之導電性高的材料中，會因為此電阻過小而造成發熱量小，而且由於其熱傳導性佳，因此無法將接合部份十足地溶融，要將此些之材料作接合係為困難。
進而，先前之固體電解電容器，係被周知為在導線框架之全面設置電鍍而將電容器元件接合者，但是若對導線框架全面施加電鍍，則當將導線框架與電容器元件重疊並進行熱處理時。在與電容器元件之接合部份以外的塑模樹脂接處的部分電鍍金屬亦會溶融，而會有引起被稱為銲鍍孔之缺陷的問題。為了避免此種問題，係周知有：在對導線框架全面之同基底之上施加銲錫電鍍後，於樹脂密封部分，將塑模樹脂所接觸的部分之電鍍去除，而在銅基底被露出之粗面化之處，載置並接合電容器元件的構造(專利文獻2：日本特開平5－21290號公報)。但是，在此種發訪中，會有電容器元件之接合部份的電鍍量不足，而造成接合強度降低的問題。
因此，針對固體電解電容器之接合構造，揭示有：在經由熔接而將電容器元件與導線框架作接合的情況，於導線框架之密封樹脂處，在塑模樹脂所接觸的導線框架之表面不設置電鍍，而在導線框架之與電容器元件接觸之部分施加低融點金屬電鍍，來將導線框架與電容器元件接合，而不會產生銲錫孔等之缺陷，且接合強度高的固體電解電容器，而針對其陽極部分之接合構造，係為能將電容器元件之陽極端部與導線框架經由電阻溶接來接合，使作業變為容易，也不會產生環境污染等問題之接合構造(專利文獻3：國際公開第00/74091號小冊子(US6661645號說明書))。但是，在此，雖然藉由導線框架之部分電鍍，而使接合強度顯著地被改善，然而導線框架通常係為以將導線框架捲起成線圈狀而連續進行電鍍，因此此方法在工業生產上，並不一定容易。
銲錫孔之產生，係並不限定在樹脂密封時。舉例而言，亦周知有：當在電路基板上載置晶片型電子構件並進行回銲等之加熱時。電子構件本身亦被加熱而使電子構件之內部溫度上昇，使構件內部的導線端子表面之銲錫電鍍層溶融而成為銲錫孔並溶出至外部的現象(專利文獻4：日本特開平8－153651號公報)。在專利文獻4中，係在外裝塑模樹脂前，在前述導線端子之表面形成厚度為1μm的銲錫電鍍層，並在導線端子連接電容器元件，而後在進行塑模樹脂之外裝之後，僅在從塑模樹脂中被導出至外部的導線端子表面，形成較在塑模樹脂內部的銲錫電鍍更厚之銲錫電鍍層，藉此來解決該課題。
〔專利文獻1〕日本特開平3－188614號公報〔專利文獻2〕日本特開平5－21290號公報〔專利文獻3〕國際公開第00/74091號小冊子〔專利文獻4〕日本特開平8－153651號公報
本發明之目的，係為提供一種：在具備有介電質皮膜之閥作用金屬基板上設置有固體電解質層之電容器元件上，設置導線(導線框架)而形成的固體電解電容器中，其電容器元件與導線框架之接合部份的強度係為優良，且就算是經過密封或回銲者之加熱，亦不會產生因金屬構件上之電鍍溶融所造成的銲錫孔，而在工業生產上係為容易，且信賴性高的固體電解電容器，及其製造方法。
本發明者們，在針對上述課題作銳意檢討以後，發現了：藉由將導線框架以包帶等來作帶狀遮蔽，而設置包含有低融點金屬電鍍層之區域與不包含有低融點金屬電鍍層之區域，而能將不會產生因加熱溶融所造成的空隙，且耐濕性優良，信賴性高的固體電解電容器，在工業上容易地作生產一事，並完成了本發明。
亦即是，本發明，係為有關下述固體電解電容器及其製造方法，以及在導線框架中之低融點電鍍層之圖案化的發明。
1.一種固體電解電容器，係為具備有挾持絕緣層而設置之陽極部與陰極部，而將該陽極部與第1金屬構件接合，將該陰極部與第2金屬構件接合，並以使各金屬構件之一部分露出的方式，將全體以樹脂作密封所成，其特徵為：第1以及/又或是第2金屬構件，係根據預先所訂定之圖案，而具備有包含低融點金屬電鍍層之區域，和不包含低融點金屬電鍍層之區域。
2.如前述1所記載之固體電解電容器，其中，此固體電解電容器，係：將由具備有介電質皮膜層(2)之閥作用金屬所成的基體(1)之其中一側端部作為陽極部(6)，並與此陽極部(6)相接的而在基體(1)上周圍設置特定寬幅之絕緣層(3)來作為絕緣部，而在除了此陽極部(6)以及絕緣部以外的範圍之介電質皮膜層上，依序層積固體電解質層(4)與導電體層(5)來作為陰極部(7)，而形成單板電容器元件(8)、又或是將此單板電容器元件之複數枚層積所成之電容器元件(15)，將與該單板電容器元件(8)或是電容器元件(15)相接觸的導線框架(10)(11)中之部分(23)又或是(23)與(24)以外的導線框架，作帶狀之遮蔽，而在樹脂(28)密封部分(20)中，使在與樹脂(28)接觸之導線框架(10)(11)未施加有低融點金屬電鍍，而僅在前述部分(23)又或是(23)與(24)施加有低融點金屬電鍍，將此導線框架(10)(11)，與電容器元件(8)(15)之陽極部(6)和陰極部(7)接合，並以樹脂(28)密封後所成。
3.如前述2所記載之固體電解電容器，其中，在陽極側導線框架(10)表面部分(23)之低融點金屬電鍍部分，將電容器元件(8)(15)之陽極部(6)重疊而進行電阻熔接，並利用介電質皮膜所致之電阻熱而作接合。
4.如前述2所記載之固體電解電容器，其中，在將電容器元件(8)(15)與導線框架(10)(11)部分(23)(24)接合時，在陽極側導線框架(10)部分(23)之低融點金屬電鍍部分，重疊電容器元件(8)(15)之陽極部(6)並經由電阻熔接而接合，另一方面，陰極側係在電容器元件(8)(15)之絕緣層(3)的陰極側端部(3a)與陰極側導線框架前端部(11a)之間，設置有間隔(t)而作接合。
5.如前述1所記載之固體電解電容器，其中，此固體電解電容器，係：將由具備有介電質皮膜層(2)之閥作用金屬所成的基體(1)之其中一側端部作為陽極部(6)，並與此陽極部(6)相接的而在基體(1)上周圍設置特定寬幅之絕緣層(3)來作為絕緣部，而在除了此陽極部(6)以及絕緣部以外的範圍之介電質皮膜層上，依序層積固體電解質層(4)與導電體層(5)來作為陰極部(7)，而形成單板電容器元件(8)又或是將此單板電容器元件之複數枚層積所成之電容器元件(15)，將包含有該單板電容器元件(8)或是電容器元件(15)之接觸面的導線框架(10)(11)中之部分(23’)又或是(23’)與(24’)以外的導線框架，作帶狀之遮蔽，而在樹脂(28)密封部分(20)中，使在與樹脂(28)接觸之導線框架(10)(11)未施加有低融點金屬電鍍，而僅在前述部分(23’)又或是(23’)與(24’)施加有低融點金屬電鍍，將此導線框架(10)(11)，與電容器元件(8)(15)
之陽極部(6)和陰極部(7)接合，並以樹脂(28)密封後所成。
6.如前述5所記載之固體電解電容器，其中，在陽極側導線框架(10)表面部分(23’)之低融點金屬電鍍部分，將電容器元件(8)(15)之陽極部(6)重疊而進行電阻熔接，並利用介電質皮膜所致之電阻熱而作接合。
7.如前述5所記載之固體電解電容器，其中，在將電容器元件(8)(15)與導線框架(10)(11)部分(23’)(24’)接合時，在陽極側導線框架(10)部分(23’)之低融點金屬電鍍部分，重疊電容器元件(8)(15)之陽極部(6)並經由電阻熔接而接合，另一方面，陰極側係在電容器元件(8)(15)之絕緣層(3)的陰極側端部(3a)與陰極側導線框架前端部(11a)之間，設置有間隔(t)而作接合。
8.一種固體電解電容器，係為具備有挾持絕緣層而設置之陽極部與陰極部，而將該陽極部與第1金屬構件接合，將該陰極部與第2金屬構件接合，並以使各金屬構件之一部分露出的方式，將全體以樹脂作密封所成，其特徵為：在第2金屬構件中之與陰極部接合的部分，具備有包含低融點金屬電鍍層之區域，和不包含低融點金屬電鍍層之區域，不包含有低融點金屬電鍍層之區域，係為在第2金屬構件之從密封樹脂被導出而露出的位置近旁中與陰極部接合的部分。
9.如前述8所記載之固體電解電容器，其中，係為將前述陰極部之一部分重疊在前述第2金屬構件上，並以使兩者電性導通的方式相互接合所成。
10.如前述8又或是9所記載之固體電解電容器，其中，該電容器，係為包含有：在於表面具備有多孔質層之閥作用金屬的表面之至少一部份，依序形成由金屬氧化物所成之絕緣層與固體電解質層以及導電糊層，而將閥作用金屬露出部作為陽極部，將導電糊層作為陰極部的電容器元件之固體電解電容器。
11.如前述1~10所記載之固體電解電容器，其中，閥作用金屬，係為選自鋁、鉭、鈦、鈮又或是此些之合金。
12.如前述1~11所記載之固體電解電容器，其中，導線框架(10)(11)係為由銅又或是銅合金(銅系材料)所成，又或是由在表面被電鍍有銅系材料乃至鋅系材料之材料所成。
13.如前述1~12所記載之固體電解電容器，其中，低融點金屬電鍍，係為融點較閥作用金屬更低之金屬又或是合金電鍍，且電鍍層之厚度係為在10~100μm的範圍內。
14.如前述1~13所記載之固體電解電容器，其中，低融點金屬電鍍係為由鎳之基底電鍍與錫之表面電鍍所成。
15.如前述1~14所記載之固體電解電容器，其中，導線框架(10)(11)之接合位置，係為在層積電容器元件之中央部又或是外周側。
16.一種固體電解電容器之製造方法，其特徵為，包
含有：
將由具備有介電質皮膜層(2)之閥作用金屬所成的基體(1)之其中一側端部作為陽極部(6)，並與此陽極部(6)相接的而在基體(1)上周圍設置特定寬幅之絕緣層(3)而作為絕緣部之工程；和在除了此陽極部(6)以及絕緣部以外的範圍之介電質皮膜層上，設置固體電解質層(4)，並在其上層積導電體層(5)來作為陰極部(7)，而形成單板電容器元件(8)、又或是將此單板電容器元件之複數枚層積所成之電容器元件(15)之工程；和藉由將與電容器元件(8)(15)相接觸的導線框架(10)(11)中之部分(23)又或是(23)與(24)以外的導線框架，作帶狀之遮蔽，而在樹脂(28)密封部分(20)中，使在與樹脂(28)接觸之導線框架(10)(11)未施加有低融點金屬電鍍，而僅在前述部分(23)又或是(23)與(24)施加有低融點金屬電鍍，並將此導線框架(10)(11)，與電容器元件(8)(15)之陽極部(6)和陰極部(7)接合之工程；和以樹脂作密封之工程。
17.一種導線框架(10)(11)，其特徵為：將由具備有介電質皮膜層(2)之閥作用金屬所成的基體(1)之其中一側端部作為陽極部(6)，並與此陽極部(6)相接的而在基體(1)上周圍設置特定寬幅之絕緣層(3)來作為絕緣部，而在除了此陽極部(6)以及絕緣
部以外的範圍之介電質皮膜層上，依序層積固體電解質層(4)與導電體層(5)作為陰極部(7)，而形成單板電容器元件(8)、又或是將此單板電容器元件之複數枚層積所成之電容器元件(15)，將與該單板電容器元件(8)或是電容器元件(15)相接觸的導線框架(10)(11)中之部分(23)又或是(23)與(24)以外的導線框架，作帶狀之遮蔽，而在樹脂(28)密封部分(20)中，在與樹脂(28)接觸之導線框架(10)(11)未施加有低融點金屬電鍍，而僅在前述部分(23)又或是(23)與(24)施加有低融點金屬電鍍，並將該導線框架(10)(11)與以樹脂(28)密封之電容器元件(8)(15)之陽極部(6)和陰極部(7)接合所成。
18.如前述17所記載之導線框架(10)(11)，其中，與以樹脂(28)所密封之電容器元件(8)(15)的陽極部(6)與陰極部(7)接合所成之導線框架(10)(11)，係為包含有銅又或是銅合金(銅系材料)，又或是在表面被電鍍有銅系材料乃至鋅系材料之材料所成。
19.一種固體電解電容器之製造方法，其特徵為，包含有：將由具備有介電質皮膜層(2)之閥作用金屬所成的基體(1)之其中一側端部作為陽極部(6)，並與此陽極部(6)相接的而在基體(1)上周圍設置特定寬幅之絕緣層(3)而作為絕緣部之工程；和在除了此陽極部(6)以及絕緣部以外的範圍之介電
質皮膜層上，設置固體電解質層(4)，並在其上層積導電體層(5)來作為陰極部(7)，而形成單板電容器元件(8)、又或是將此單板電容器元件之複數枚層積所成之電容器元件(15)之工程；和藉由將包含有電容器元件(8)(15)接觸面的導線框架(10)(11)中之部分(23’)又或是(23’)與(24’)以外的導線框架，作帶狀之遮蔽，而在樹脂(28)密封部分(20)中，使在與樹脂(28)接觸之導線框架(10)(11)未施加有低融點金屬電鍍，而僅在前述部分(23’)又或是(23’)與(24’)施加有低融點金屬電鍍，並將該導線框架(10)(11)，與電容器元件(8)(15)之陽極部(6)和陰極部(7)接合之工程；和以樹脂作密封之工程。
20.一種導線框架(10)(11)，其特徵為：將由具備有介電質皮膜層(2)之閥作用金屬所成的基體(1)之其中一側端部作為陽極部(6)，並與此陽極部(6)相接的而在基體(1)上周圍設置特定寬幅之絕緣層(3)來作為絕緣部，而在除了此陽極部(6)以及絕緣部以外的範圍之介電質皮膜層上，依序層積固體電解質層(4)與導電體層(5)來作為陰極部(7)，而形成單板電容器元件(8)、又或是將此單板電容器元件之複數枚層積所成之電容器元件(15)，將包含有與該單板電容器元件(8)或是電容器元件(15)之接觸面之導線框架(10)(11)中之部分(23’)又或是(23’)與(24’)以外
的導線框架，作帶狀之遮蔽，而在樹脂(28)密封部分(20)中，在與樹脂(28)接觸之導線框架(10)(11)未施加有低融點金屬電鍍，而僅在前述部分(23’)又或是(23’)與(24’)施加有低融點金屬電鍍，並將該導線框架(10)(11)與以樹脂(28)密封之電容器元件(8)(15)之陽極部(6)和陰極部(7)接合所成。
21.如前述20所記載之導線框架(10)(11)，其中，與以樹脂(28)所密封之電容器元件(8)(15)的陽極部(6)與陰極部(7)接合所成之導線框架(10)(11)，係為包含有銅又或是銅合金(銅系材料)，又或是在表面被電鍍有銅系材料乃至鋅系材料之材料所成。
22.一種固體電解電容器之製造方法，其特徵為，包含有：準備由第1及第2金屬構件所構成之導線框架，並在相當於第2金屬構件之與陰極部的連接部分，至少在應從密封樹脂所拉出之位置近旁，在進行暫時之被覆後，進行低融點金屬電鍍，將暫時被覆去除，而後在將第1及第2金屬構件分別載置於電容器元件之陽極部與陰極部並接合後，以樹脂來將其密封的工程。
23.如前述22所記載之固體電解電容器之製造方法，其中，前述暫時被覆，係為藉由帶狀遮蔽所成者。
24.如前述22又或是23所記載之固體電解電容器之製造方法，其中，電容器元件，係為在表面具有多孔質層之閥作用金屬的表面之至少一部份，依序形成有由金屬氧
化物所成之絕緣層、與固體電解質層、以及導電糊層，而將閥作用金屬露出部作為陽極部，並將導電糊層作為陰極部之電容器元件。
若是施加低融點金屬電鍍，並以回銲來將低融點金屬電鍍溶融，則在密封樹脂與導線框架的界面之間會產生空隙，且此空隙有可能會成為使耐濕性惡化的原因，但是若是藉由本發明，則在可以確實地將電容器元件與金屬構件接合的同時，就算是經過密封又或是回銲等之加熱，亦能抑制由於金屬構件上之電鍍溶融所致的銲錫孔之產生，而不會在樹脂密封部分產生因加熱溶融所致之空隙，而可得到具備有優良耐濕性，且信賴性高之固體電解電容器，同時其工業上之生產亦為容易。
又，若藉由本發明，則能將電容器元件與導線框架藉由電阻溶接來接合，並在其後以樹脂來作密封的固體電解電容器其耐熱性係為優良，且其樹脂密封之完全性高而具備優良之耐濕性。
進而，若藉由本發明，則由於能使用施加了低融點金屬電鍍之後的導線框架，因此不需要增加其後之電鍍工程。在進行電阻溶接時，藉由層積的陽極接合係為容易。
本發明，係只要是將具備有挾持絕緣層而設置之陽極部與陰極部的電容器之陽極部與第1金屬構件接合，並將陰極部與第2金屬構件接合，而以使各金屬構件之一部分露出的方式，將全體以樹脂密封所成的電容器，則並沒有任何限制而可適用，但是，特別是對陰極部係被載置在第2金屬構件上，並藉由加熱等來接合的電容器，係可更適合的適用之。作為此種電容器之典型例子，係為固體電解電容器，其係包含有：在於表面具備有多孔質層之閥作用金屬的表面之至少一部份，依序形成由金屬氧化物所成之絕緣層；和固體電解質層；和導電糊層，並將閥作用金屬露出部作為陽極部，而將導電糊層作為陰極部所成之電容器元件。
以下，參考圖面來對本發明作詳細說明。於本發明中，首先，製造將由具備有介電質皮膜層(2)之閥作用金屬所成的基體(1)之其中一側端部作為陽極部(6)，並與此陽極部(6)相接而在基體(1)上周圍設置特定寬幅之絕緣層(3)作為絕緣部，而在除了此陽極部(6)以及絕緣部以外的範圍之介電質皮膜層上，依序層積固體電解質層(4)與導電體層(5)作為陰極部(7)，所形成的單板電容器元件(8)、又或是將此單板電容器元件之複數枚層積所成之電容器元件(15)。
如圖1所示，單板電容器元件(8)，係將由在表面上具備有介電質皮膜層(2)之閥作用金屬所成的基體(1)之其中一側端部作為陽極部(6)，並與此陽極部(6)相接而在基體(1)上周圍設置特定寬幅之絕緣層(3)作為絕緣部。在除了此陽極部(6)以及絕緣部以外的範圍之介電質皮膜層上，被被覆有固體電解質層(4)，並進而在其上設置有導電體層(5)，藉由此來形成陰極部(7)。電容器元件(8)，係直接將陰極．陽極部分別與金屬構件接合，或是在將元件層積所成之電容器元件層積層(15)之其中一方的面上之陰極部與陽極部分別與金屬構件接合(圖2A)，又或是在電容器元件層積體(15)之中央部接合金屬構件(10)(圖6)，而將全體密封。
基體(1)，係只要是選自可以形成如鋁、鉭、鎳、鈦、鋯、鎂、矽等之金屬單體，又或是此些之合金等的氧化皮膜之閥作用金屬即可。基體(1)之形態，係只要為多孔質成形體之形態的例如壓伸箔之蝕刻物、微粉粒燒結體等的任一即可。導體之厚度，雖係依使用目的而有所不同，舉例而言，係使用厚度約40~300μm的箔金屬箔之大小以及形狀，雖亦係依用途而有所不同，作為平板狀元件單位，以寬幅約為1~50mm，長度約1~50mm之矩形者為理想，而更理想係為寬幅約2~15mm，長度約2~25mm者。
導體，雖係可使用此些金屬之多孔質燒結體、或是表面以蝕刻等而被處理後之板(包含帶、箔等)等，但是較理想係為使用平板狀、箔狀者。進而，針對在此些多孔體之表面上形成介電質氧化皮膜之方法，係可使用周知的方法。例如，當使用鋁箔時，可使其在包含有硼酸、磷酸、己二酸、又或是此些之鈉鹽、銨鹽等的水溶液中陽極氧化而形成氧化皮膜。又，在使用鉭粉末之燒結體時，可使其在磷酸水溶液中陽極氧化，而在燒結體上形成氧化皮膜。
被使用作為基體(1)之上述金屬，一般雖係經由空氣氧化而在表面上具備有介電質氧化皮膜，但是以藉由施加化學合成處理來更確實地將介電質皮膜形成為理想。
絕緣層(3)可藉由將以絕緣樹脂、無機質微細粉末與纖維樹脂所成之組成物(記載於日本特開平11－80596號公報)等塗布而形成之，又或是張貼絕緣膠帶來形成之。對於絕緣性材料，雖並未限制，但是作為具體例，可列舉有：聚苯硫醚(PPS)、聚醚碸(PES)、氰酸酯樹脂、氟素樹脂(四氟乙烯、四氟乙烯．全氟烷基乙烯酯共聚合物等)、低分子量聚醯亞胺以及此些之衍生物及前驅體、由可溶性聚矽氧烷醯亞胺與環氧樹脂所成之組成物(記載於日本特開平08－253677號公報(關連申請US5643986號說明書))等。而特別是以低分子量聚醯亞胺、聚醚碸、氟素樹脂以及此些之前驅體為理想。又，只要是能在陽極基體(1)上以特定之寬幅形成絕緣性之材料，則並不限定其方法。
固體電解質層(4)，係可經由導電性重合體、導電性有機物質以及導電性無機氧化物等之任一來形成。又，可以將複數之材料依序形成，亦可形成複合材料。較理想，係可使用周知的導電性重合體，例如將吡咯、噻吩、或是苯胺構造中之任一的二價基，又或是此些之置換衍生物的至少一個重複作為單位而包含的導電性重合體。例如，可利用將3,4－乙烯二氧化噻吩單體以及氧化劑，較理想在溶液的形態下，前後分別又或是一同塗布在金屬之氧化皮膜層而形成之方法(記載於日本特開平2－15611號公報(US4910645號說明書)、日本特開平10－32145號公報(關連申請US6229689號說明書))。
一般而言，在導電性重合體中係使用有摻雜物，且作為摻雜物，只要是具有摻雜能之化合物均可。舉例而言，可使用有機磺酸、無機磺酸、有機羧酸、以及此些之鹽類。一般而言，係使用芳基磺酸鹽系摻雜物。例如，可使用苯磺酸、對甲苯磺酸、萘磺酸、蒽磺酸、蒽醌磺酸又或是此些之置換衍生物等之鹽。又，作為能導引出特別優良之電容器性能的化合物，係亦可使用在分子內具有1個以上之磺酸基與醌構造的化合物、複素環式磺酸、蒽單磺酸以及此些之鹽類。
導電體層(5)，一般而言係以碳糊(5a)作為基底，並在其上塗布銀糊(5b)而形成，但是亦可僅塗布銀糊，亦可以塗布以外之方法來形成導電體層。
電容器元件，係在單板電容器元件(8)的情況以及層積電容器元件(15)的情況均可得到同樣的效果。層積電容器元件(15)，係如圖2A所示，將單板電容器元件(8)之複數枚(於圖示之例中係為4枚)層積，並在電容器元件(8)彼此間的陰極部(7)之間經由銀糊等之導電性糊(9)來一體化接合所形成。
如圖2A、圖2B所示，本發明之固體電解電容器，較理想係為在電解電容器與導線框架的接合部份中，具備有在電容器元件之絕緣層的陰極側端部與陰極側導線框架前端部之間設置有一定之間隔的接合構造。亦即是，具備有將陰極側導線框架之前端角部(11a)從電容器元件之絕緣部(3)離開，並保持有特定之間隔t而接合在陰極部(7)之特定位置的接合構造。此陰極側導線框架前端角部(11a)之位置(間隔t之長度)，係只要此前端角部(11a)從絕緣層之陰極側端部(3a)起遠離有陰極部(7)之長度的1/40以上，且最大亦僅為元件陰極部(7)之長度的1/2以下即可。若是保持有此間隔t，則在陰極側之接合部份中，能減輕在導線框架前端角部(11a)附近之元件的應力集中，亦能防止過剩之銀糊從絕緣部境界附近進入介電質層之近旁，進而能以高效率而防止因回銲銲錫付著等所致之漏電流的增大。而後，為了防止陰極部之電阻的增加，導線框架前端角部(11a)之位置，係以從絕緣層陰極側端(32a)起為陰極部(7)之長度的1/20以上1/3以下的範圍為理想。更理想，係為陰極部(7)長度之1/10以上1/4以下的範圍。另外，陰極部(7)之長度係為絕緣層(3)之從陰極側端(3a)起到被形成有導電層(5)之前端部為止的長度。
如此這般，作為在導線框架上正確地載置電容器元件的方法，係以如圖4A、圖4B所示，以能確認元件之載置位置的方式，在導線框架(10)(11)之元件載置側的表面，經由半蝕刻或雷射光而附加上顯示接合位置之記號(12)即可。經由此記號，能容易地進行電容器元件之定位。另外，記號之形狀係不被限定，可為線狀亦可為圓形，只要是能得知位置的記號均可。
又，本發明之固體電解電容器，較理想係為如圖2B所示，將陰極側導線框架前端角部(11a)板厚方向作倒角處理。亦即是將前端部之稜角部份略為削平，或是將其加工成略為圓形的形狀。藉由如此這般對導線框架前端角部作加工，能更為緩和在此前端角部份附近之元件的應力之集中。
又，作為減少在陰極以及陽極之導線框架接合部份的電阻之方法，係為如圖4B所示之不設置導線框架之窗部的方法。對於導線框架，係周知有如圖5所示之在特定之位置預先設置有窗部(13)者。在將電容器元件與導線框架接合以後，將電容器元件之全體經由塑模樹脂來密封，而窗部(13)係為為了在沿著此外裝樹脂而形成導線時，能容易地對從樹脂所突出之導線框架(10)(11)作彎曲加工而被設置，更進一步，亦係為了能使從外裝樹脂所導出的導線之剖面外周長度變小以減少通過該導線與樹脂之介面而進入的水之量，並藉此來防止元件之劣化而被設置。但是，由於導因於設置此窗部，會使此部分之剖面積減少，故而電阻會增加。若是將此窗部省略，則能將此電阻減低。例如，經由將此窗部取消，能將電容器元件之串聯電阻值改善約5%。而藉由對導線框架表面之電鍍層下功夫，並進而在形成電容器元件之導電體層，將撥水性樹脂作為結合材來使用，能防止水分進入元件中，故而能將導線框架之窗部省略。又，若是將窗部去除，則不需要將堵塞在窗部之多餘的外裝樹脂，藉由珠粒噴擊(shot blast)法來去除，因此亦具有縮短製造時間的效果。
在將陽極側導線框架(10)接合在電容器元件之陽極部(6)時，係使用在陽極側導線框架(10)之接合部份施加有低融點金屬電鍍者。在此電鍍部分上重疊電容器元件之露出有介電質皮膜(2)的陽極部(6)，並在此施加電阻溶接。另外，作為導線框架材料，在各種之電子構件中，一般係使用以鐵及鎳作為主體之鐵鎳系合金、鋅材料、銅材料、或是在銅中加入有錫、鎳、鐵等之銅合金等，而本發明之接合方法，係亦可廣泛地適用在經由此些之一般的導線框架材料所形成者。其中，對於以銅又或是銅合金等所成之量導電性材料所形成之導線框架係為特別有用。
作為導線框架之材料，只要是一般被使用的材料，則並沒有特別的限制。較理想係為藉由使用銅系(例如Cu－Ni系、Cu－Sn系、Cu－Fe系、Cu－Ni－Sn系、Cu－Co－P系、cu－Zn－Mg系、Cu－Sn－Ni－P系合金等)之材料，或是在表面上施加有銅系材料又或是鋅系材料之電鍍處理的材料，而能得到對導線框架之形狀下功夫而將其電阻更為減少，且使對導線框架前端角部(11a)之倒角處理之作業性更為良好等的效果。
作為低融點金屬電鍍，係為使用相較於閥作用金屬其融點為更低的金屬乃至合金。一般而言導線框架之電鍍材料係以銀為中心，而其他亦使用有金或是鎳、銅、錫、銲錫(Sn－Pb合金)等，但是在使用鋁化成箔作為閥作用金屬時，係使用較鋁(融解溫度933K)之融點為更低的錫(融解溫度505K)、鉛(融解溫度600K)、鋅(融解溫度693K)、其合金(銲錫：6Sn－4Pb)、又或是其他之低融點合金(fusible alloy)或各種之銲錫材料。此電鍍層之厚度，係只要為能以使陽極部(6)之閥作用金屬基體(1)與導線框架(10)之接合具備有足夠的接合強度之方式而溶融的厚度即可，大略上係以0.1~100μm、較理想為1~50μm的厚度為適當。又，亦可為在基底電鍍上重疊有表面電鍍者。
此電鍍金屬，係以會成為環境污染之原因的鉛或鉛化合物之含有量為較少者為理想。作為其適當例子，可列舉出在鎳之基底電鍍上施加有錫之表面電鍍者。於此之中係不含有鉛，且藉由在鎳基底電鍍上將錫電鍍，不僅是能提高對導線框架之錫電鍍的付著強度，且在溶接時單板電容器元件、錫電鍍以及導線框架之接著強度亦會提高。
藉由在陽極側導線框架(10)之低融點金屬電鍍部分重疊電容器元件之陽極端部(6)並施加電阻溶接，經由陽極端部(6)之介電質皮膜(2)的固有電阻，在接合部份會產生熱，而將導線框架(10)之電鍍金屬溶融並將導線框架(10)與陽極端部(6)一體接合。又，當將鋁化成箔等作為基體來使用時，經由此介電質皮膜(2)之電阻發熱，將鋁化成箔之表面溶融，而使被層積在陽極部之鋁化成箔的表面相互溶融並一體接合。
此種藉由電阻溶接之接合方法，係在如圖2A所示，將導線框架接合於層積電容器元件(15)之側面(外周側)的情況，或是在如圖6所示，將導線框架(10)接合在層積電容器元件(15)之中央部的情況的任一皆可適用。另外，在圖6所示之接合構造中，被層積之單板電容器元件的數量係為任意，又，被重疊在導線框架之上側與下側之電容器元件的數量係亦可為相異。
電阻溶接，係可依循通常之施工順序來進行。溶接條件，係依閥作用金屬之種類或是箔的形狀(厚度、尺寸等)、層積枚數、導線框架之材質、低融點金屬之種類等而適當設定。作為其中一例，當使用施加有鎳－錫電鍍之銅製的導線框架，並在此層積由約100μm之鋁化成箔所成之單板電容器元件4~8枚並接合的情況，係以3~5kg之加壓力將電極推壓在接合部份上，並如圖7所示，依據峰值電流2~5kA，通電時間1~10ms，中脈衝(middle pulse)的施加模式，以約6.5~11W．s的能量來熔接即可。
展示本發明之導線框架的低融點電鍍層之圖案。
將與單板電容器元件(8)、又或是與單板電容器元件之複數枚層積所成之電容器元件(15)相接觸的導線框架(10)(11)中之部分(23)又或是(23)與(24)以外的導線框架，作帶狀之遮蔽，例如藉由膠帶貼合，而在樹脂(28)密封部分(20)中，使在與樹脂(28)接觸之導線框架(10)(11)未施加有低融點金屬電鍍，而僅在前述部分(23)又或是(23)與(24)施加有低融點金屬電鍍的導線框架(10)(11)，與電容器元件(8)(15)之陽極部(6)和陰極部(7)接合，並以樹脂(28)密封，而製造固體電解電容器。
在與電容器元件(8)(15)相接觸的導線框架(10)(11)中之部分(23)又或是(23)與(24)以外的導線框架之帶狀遮蔽(以下以膠帶貼合之例來作說明)，藉由此，在樹脂(28)之密封部分(20)中，只要以能夠在與樹脂(28)接觸之導線框架(10)(11)未施加有低融點金屬電鍍，而僅在前述部分(23)又或是(23)與(24)施加低融點金屬電鍍的方式來將膠帶貼合即可。對有關於施加此種低融點金屬電鍍之電鍍方法，雖並未特別限定，但是以供給已作了膠帶貼合後之導線框架，而對有必要施加低融點金屬電鍍的部分作部分電鍍的條狀電鍍為理想。關於導線框架與電容器元件之接合，係可使用電阻熔接、藉由點銲熔接等之熔接、藉由導電糊等之接著等，而並未特別限制，但是在陽極部係以電阻熔接為理想，而在陰極部係以藉由導電糊等之接著為理想。
如圖8所示，在導線框架之樹脂密封部分(20)中，係具備有：將在與塑模樹脂(28)接觸之導線框架的部分(21)(22)並未設置有電鍍，而在導線框架與電容器元件(26)接觸之部分(23)(24)、特別是在與陽極部接觸之(23)係為施加有低融點金屬電鍍的導線框架(10)(11)，與電容器元件(8)(15)接合之構造。
在此電鍍處理中，係將與電容器元件(8)(15)接觸之導線框架(10)(11)的部分(23)又或是(23)與(24)以外之導線框架作膠帶貼合。膠帶貼合，係只要藉由此，在樹脂(28)之密封部分(20)中，以能夠在與樹脂(28)接觸之導線框架(10)(11)未施加有低融點金屬電鍍，而僅在前述部分(23)又或是(23)與(24)施加低融點金屬電鍍的方式來將膠帶貼合即可。對有關於施加此種低融點金屬電鍍之電鍍方法，雖並未特別限定，但是以供給已作了膠帶貼合後之導線框架，而對有必要施加低融點金屬電鍍的部分作部分電鍍的條狀電鍍為理想。
在使用銅系材料之導線框架(10)(11)的情況，在樹脂密封部分(20)中，舉例而言，在與塑模樹脂(28)接觸之導線框架表面部分(21)(22)，以及導線框架(10)(11)之背面，係為銅系材料之基體表面為露出的狀態，另一方面，在導線框架(10)(11)與電容器元件(26)相接觸之表面部分(23)(24)，特別是在與陽極部(6)相接觸之(23)，係被施加有低融點金屬電鍍。作為此低融點金屬電鍍之例，係可列舉出例如在鎳基底電鍍上設置有錫電鍍者等。另外，在圖上，(30)(31)之部分係為窗部(打穿部)，而亦可如前述所示，不設置此部分。又，在導線框架(10)(11)之露出塑模樹脂(28)的部分(32)係亦可施加有電鍍。故而，在樹脂密封部分(20)中，在導線框架(10)(11)與電容器元件(26)相接觸之表面部分(23)(24)，特別是在與陽極部(6)相接觸之(23)，施加有電鍍，而在與塑模樹脂(28)接觸之表面部分(21)(22)係未施加有電鍍。因應需要，亦可在背面也施加條狀電鍍。
如圖12所示，在樹脂密封部分(20)中，僅在與電容器元件(26)密接的部分(23)又或是(23)與(24)之導線框架的表面被施加有低融點金屬電鍍。將此電鍍部分與單板電容器元件(8)重疊，在陰極部側，係在陰極部(7)彼此之間，以及陰極部(7)和導線框架(11)之間，經由導電糊(9)來接著，另一方面，在陽極部側，係將各電容器(8)之陽極部(6)相互密著，並一面將其推壓，一面將陽極部(6)彼此間，以及陽極部(6)之下面與導線框架表面(23)，經由點銲熔接等來接合，而得到層積電容器元件(26)。如圖13以及圖14所示，在將此層積電容器元件(26)經由樹脂(28)來塑模封裝以後，從導線框架將被樹脂塑模封裝後的電容器元件切離，並將導線(10)(11)折曲而得到固體電解電容器(29)。另外，在圖8中，雖係為在導線框架之樹脂密封部分(20)中，將在與塑模樹脂(28)接觸之導線框架部分(21)(22)上未施加有電鍍，而在導線框架與電容器元件(26)接觸的部分(23)(24)施加有低融點金屬電鍍之導線框架(10)(11)，與電容器元件(8)(15)相接合的構造，但是，亦可為將僅在與陽極部(6)相接觸之(23)施加有低融點金屬電鍍的導線框架(10)(11)，與電容器元件(8)(15)相接合的構造。
作為金屬構件，舉例而言，以如圖10所示，具備有左右連續構造之導線框架為理想。導線框架，係為將複數個應以樹脂來密封的部分(20)，經由框部分(10)(11)(32)來一體保持者，而應以樹脂來密封之部分(20)，係包含有與電容器元件陽極部之接合部份(21)，和與電容器元件陰極部之接合部份(24’)。如圖3以及圖6所示，電容器元件之陽極部(6)係被接合於接合部份(21)，而陰極部(7)係被接合於接合部份(24’)。本發明之構造，係如圖10所示，其特徵為，不包含有低融點金屬電鍍層之區域，係位於與電容器元件陰極部之接合部份(24’)從密封樹脂中被導出而露出的位置近旁之與陰極部之接合部份(25)。另一，在圖10中，在陽極側雖未設置有不包含低融點金屬電鍍層的區域，但是本發明之陽極部的電鍍構造係並未特別限制，亦可和於圖9中所示之陽極部相同，在陽極部設置不包含有低融點金屬電鍍層的區域(參考圖11)。
與電容器元件陰極部之接合部份(24’)從密封樹脂中被導出而露出的位置近旁之與陰極部之接合部份(25)，係指在樹脂密封後，接近於應成為陰極，陽極端子之殘留在密封樹脂外之部分的接合部份。在導線框架中，係周知有如圖10所示一般，在特定之位置預先設置有窗部(30)(31)者。在將電容器元件與導線框架接合以後，雖係將電容器元件之全體藉由塑模樹脂來密封，但是窗部(30)(31)係為為了在沿著此外裝樹脂而形成導線時，能容易地對從樹脂所突出之導線框架(10)(11)作彎曲加工而被設置，更進一步，亦係為了能使從外裝樹脂所導出的導線之剖面外周長度變小以減少通過該導線與樹脂之介面而進入的水之量，並藉此來防止元件之劣化而被設置。在本發明中，係在此窗部(當未設置窗部時，係為相當於其之位置)近旁之與電容器元件的陰極部接合之部分，設置不含有低融點金屬電鍍層的區域。
在此，所謂「近旁」，雖亦依存於電容器元件全體之大小或是形狀，但是當與電容器元件陰極部之接合部份(24)係為矩形時，則以從密封樹脂被導出而露出的位置作為基準，係為指與陰極部之接合部的全長之約30%以內的區域。不包含有低融點金屬電鍍層之區域，係在此區域內(於圖10中以t’所示的範圍)，可以任意之尺寸或是形狀來設置，但是在如圖10一般，與陰極部之接合部其全體係為矩形的情況時，舉例而言，係為具有0.5mm以上之寬幅的帶狀區域。不包含有低融點金屬電鍍層的區域，係以與金屬構件從密封樹脂中被導出而露出的位置相連接的方式而被設定。
藉由將不包含有低融點金屬電鍍層之區域以此種方式來設計，就算是經過密封或是回銲等之加熱，亦可以抑制銲錫孔的產生。另外，不會產生銲錫孔的理由，不僅僅是單純地因為在金屬構件之導出部附近並不存在有低融點金屬電鍍層(通常，在加熱時由於內部的電鍍層亦會溶融，因此若僅在導出部近旁不設置低融點金屬電鍍層，內部之電鍍層亦會被溶融並流出而成為銲錫孔)，而亦可想見，舉例而言，係因為不存在有低融點金屬電鍍層之區域成為凹部(溝)，而在此處流入有電容器元件陰極部之導電糊，因此形成了阻擋從內部流出之溶融電鍍的阻擋層之故。
與電容器元件接合之金屬構件，典型來說係為僅在導線框架之一部分形成與其他部分相異之電鍍構造，但是此係藉由使用任意之暫時的被覆手段，例如，藉由在所期望之位置施加膠帶貼合而可實現。亦即是，準備由第1以及第2的金屬構件所構成之導線框架，並在相當於第2金屬構件的與陰極部之連接部份中，至少對應從密封樹脂拉出的位置近旁進行膠帶貼合，而後進行低融點金屬電鍍，之後將膠帶貼合去除。關於此種施加低融點金屬電鍍之電鍍法，雖並未特別限制，但是以供給已作了膠帶貼合後之導線框架，而對有必要施加低融點金屬電鍍的部分作部分電鍍的條狀電鍍為理想。
以下，將本發明經由實施例來作具體展示。另外，本發明之範圍，係並不被下記之例所限定。
將圖1所示之單板電容器元件(8)，以下述的方式來製作(製造)。將於表面具備有氧化鋁介電質皮膜之厚度90μm，長度5mm，寬幅3mm的鋁(閥作用金屬)的蝕刻箔作為基體(1)來使用，並將其片側端部之長度2mm，寬幅3mm的部分作為陽極部(6)，將剩餘之3mm×3mm的部分，浸泡在10%之己二酸銨水溶液中，並在4V的電壓下化成而在切口部形成介電質氧化皮膜層(2)，製成介電質。將此介電質表面，含浸在以成為過硫酸胺20質量%與蔥醌－2－磺酸鈉0.1質量%的方式所調製的水溶液中，接下來將其浸漬在溶解有3,4－乙烯二氧化噻吩5g之1.2mol/L的異丙烯溶液中。藉由將此基板取出並在60℃的環境下放置10分鐘，來完成氧化重合，並以水將其洗淨。分別將此重合反應處理以及洗淨工程重複進行10次，而形成導電性高分子之固體電解質層(4)。接下來，將此浸漬在碳糊(carbon paste)槽中並使其固化而形成導電體層(5a)，再進而將其浸漬在銀糊槽中並使其固化而形成導電層(5b)，重複進行此操作，並使導電體層(5)之厚度朝向前端而漸漸增大，而得到前端略粗之形狀的單板電容器元件(8)。
接下來，將厚度0.1mm之銅基材，經由壓製而如圖8所示一般，將其衝壓成導線框架的形狀，並在其表面施加鎳基底電鍍，並在其上施加錫電鍍。但是，在樹脂密封部分(20)中，在與塑模樹脂(28)相接觸之部分(21)與(22)係未施加有錫電鍍，而僅在與電容器元件密著之部分的其中一部份(23)(導線框架之陽極側，在與靠陰極的端部之間具備有間隔之島狀部分)與(24)(導線框架之陰極側，在與靠陽極的端部之間具備有間隔之島狀部分)，施加有上述之電鍍處理。
此電鍍處理，係將除了樹脂(28)密封固體電解電容器元件(26)所接觸之導線框架(10)與(11)之(23)與(24)部分以外的導線框架，藉由膠帶貼合來遮蔽，而進行條狀電鍍。
在樹脂密封部分(20)之上述電鍍部分，重疊3枚之單板電容器元件(8)，並在將各陽極部(6)對齊於圖上之左方的同時，將陰極部(7)對齊於右方，並藉由將陰極部(7)與陰極部(7)之間，以及陰極部(7)與導線框架(11)之間以導電糊(9)來作接著，而製作將單板電容器元件(8)以末端擴散狀而重疊的層積體。將此層積部之陽極部(6)折彎，並經由將陽極部彼此之間，以及導線框架(10)之片側表面(23)與陽極部(6)的下面作點銲熔接，而得到如圖12所示之層積電容器元件(26)。在如圖12、圖13所示，將此層積電容器元件(15)全體以環氧樹脂(28)作塑模成形以後，將成形時所產生之樹脂的毛邊以樹脂珠(beads)之珠粒噴擊法來去除，而後從導線框架將以樹脂密封的電容器元件切離，如圖12所示之將導線折彎為特定之形狀而得到50個的固體電解電容器(29)。
以與實施例1相同的方法，來作成電容器元件(8)。又，與實施例1同樣地，如圖9所示一般，將厚度0.1mm之銅基材經由壓製而衝壓成導線框架的形狀，並在其表面施加鎳基底電鍍(厚度0.1μm)，並在其上施加錫電鍍(厚度6μm)。但是，在樹脂密封部分(20)中，在與塑模樹脂(28)相接觸之部分(21’)與(25’)係未施加有錫電鍍，而僅在包含有與電容器元件密著之面的(23’)(陽極側之靠陰極的端部)與(24’)，施加有上述之電鍍處理。此電鍍處理，係將除了樹脂(28)密封固體電解電容器元件(26)所接觸之導線框架(10)與(11)之(23’)與(24’)部分以外的導線框架，藉由膠帶貼合來遮蔽，而進行條狀電鍍。
使用本導線框架，以與實施例1同樣之方法而得到50個的固體電解電容器。
圖15(A)以及圖15(B)，係為展示：將設置有由未做膠帶貼合所得之導線框架(參考例LF)的比較參考用固體電解電容器(比較例1)，以及設置有由作膠帶貼合後所得之導線框架(條狀電鍍LF)的本發明之固體電解電容器，對漏洩電流LC(μA)、容量CAP(μF)介電損失DF(%)、以及等價直流電阻ESR(m Ω)作經時測定後的耐濕放置試驗結果(60℃，95%RH)。在經過2000小時後之未做膠帶貼合的結果中，由容量CAP、介電損失DF之上昇，可以得知在樹脂內係進入有水分，並導因於此而使漏電流LC增加。相對於此，在作了膠帶貼合後之條狀電鍍品的結果中，水分的進入係被抑制，且漏電流LC之增大亦停止在1/10左右，而展現其具備有耐濕性之效果。
又，作為比較例2，使用未做膠帶貼合而得到的導線框架(參考例LF)，而得到和實施例1相同的電容器20個。進行實施例2、比較例2之電容器的耐濕試驗，並測定1000小時後的漏電流LC。將漏電流展現在0.3CV以上之電容器作為不良品，而求取出不良數。其結果於表1示之。
將鈮粉(約0.1g)放入鉭元件自動成形機(精研公司製，TAP－2R)漏斗內，與0.28mm Φ之鎳線一同自動成形，而作成大小4.4mm×3.0mm×1.8mm之成形體。將此成形體在4×10－ 3
Pa之減壓下，以1250之電壓，藉由放置30分鐘，而得到燒結體。準備此燒結體各60個，以12V之電壓，在10質量%之磷酸水溶液中使其作360分鐘之電解化成，而在表面形成介電質氧化皮膜。接下來，在介電質氧化皮膜上，藉由重複進行12次之在使其接觸過硫酸胺12質量%水溶液與蔥醌磺酸0.5質量%水溶液之等量混合液後，使其接觸吡咯蒸氣的操作，形成由聚吡咯所成的對電極(對極)。在進行30分鐘之於去離子水中之洗淨後，以105℃來進行30分鐘的乾燥。而後，在1.0質量%之磷酸水溶液中，以8V來進行30分鐘之再化成。
在去離子水中以30分鐘洗淨後，以105℃、30分鐘來乾燥。在將其浸漬在碳糊中以後，在以80℃乾燥30分鐘，並更進而以150℃乾燥30分鐘以後，接下來將其浸漬在銀糊中，以80℃乾燥30分鐘，並更進而以150℃乾燥30分鐘，而製作電容器元件。在與實施例1中所製作者相同之條狀電鍍導線框架(但是，在陰極部具有彎曲加工)以及比較例1之參考例導線框架(但是，在陰極部具有彎曲加工)上，載置本元件，而以銀糊接合，並進而作陽極接合後，將元件全體以環氧樹脂密封，並在120℃下施加額定電壓而進行3小時之老化處理，製作出各30個之合計60個的固體電解電容器。使用此電容器，與實施例1相同，進行耐濕試驗。測定500小時以後的漏電流，和實施例2相同，將漏電流值為0.3CV以上者視為不良品並計算其個數。結果如表2所示。
以與實施例3相同之方法製作60個電容器元件，而製作電容器。但是導線框架係為在實施例2中所使用的條狀電鍍LF(但是，於陰極部具有彎曲加工)，而各製作30個的電容器。與實施例3相同，進行耐濕放置試驗，測定500小時以後的漏電流，將漏電流值為0.3CV以上者視為不良品並計算其個數。結果如表3所示。
製作將實施例1中之導線框架(23)的部分僅施加基底鎳電鍍(厚度0.1μm)，而不進行低融點電鍍的導線框架。雖然試著對陽極部施加電阻熔接，但是雖可見到電極碰觸的痕跡，鋁化成箔的熔接卻係為困難。
將電容器元件以下述方式來製造。
在短軸方向3mm×長軸方向10mm，厚度約100μm的鋁化成箔(日本蓄電氣工業公司製，箔種110LJB22B11VF)(以下，稱為化成箔)上，以圓周狀形成遮蔽材(耐熱性樹脂)所致的寬幅1mm之遮蔽，並分成陰極部(7)與陽極部(6)，將身為此化成箔之前端側區塊部位的陰極部(7)，使用作為電解液之己二酸胺水溶液來將其化成，並進行水洗。接下來，將陰極部(7)，浸漬在3,4－乙烯二氧化噻吩的異丙烯溶液中1mol/l中後，放置2分鐘，接下來，浸漬於氧化劑(過硫酸胺：1.5mol/l)與摻雜物(萘－2－磺酸鈉：0.15mol/l)的混合水溶液中，藉由在45℃下放置5分鐘，進行氧化重合。將此含浸工程與重合工程全體進行12次，而在化成箔之微細孔內形成包含有摻雜物的固體電解質層。將此形成有包含摻雜物之固體電解質層的化成箔，在50℃之溫水中進行水洗，而形成固體電解質層。在固體電解質層形成後，將其水洗，並在100℃下進行30分鐘的乾燥，並在其上被覆碳糊以及銀糊，而形成元件(8)。
將此些之元件，在以下所述之導線框架上層積各4枚，並將其作為不以環氧樹脂(HENKEF MG33F－0593)密封的樣本。
導線框架，除了試料1以外，係如圖10所示，使用：在全美伸銅規格CDA194000的100微米厚銅板上，於全面(兩面)施加0.5~1.5μm(每單面)之Ni電鍍後，再在除去特定的位置之外施加5~7μm(每單面)之Sn電鍍者。所除去之區域(25)係為如以下所示。
試料1(比較例6)：所有與電容器接合之部分(維持為銅基底)試料2(實施例5)：從陰極側之導出部起1mm(t’)之範圍(帶狀)試料3(實施例6)：從陰極側之導出部起0.67mm(t’)之範圍(帶狀)試料4(比較例7)：無除去區域(t’)＝0
各資料之特性評價，係在經過篩選(screening)工程之後，在未成形的狀態下課以262℃×10秒的條件而進行。其結果，於試料4中，在32個的試料裡，有27個被發現有銲錫孔的產生(目視觀察)。另一方面，在試料1~3中，在各32個的試料中，均未發現有銲錫孔的產生。
電性測定之結果係如表4所示。
如上述表中所示，在根據此發明而於導體導出部近旁設置有低融點除外區域的實施例5、6中，係未發現有銲錫孔之產生，而在回銲以後亦並未發現電性特性之顯著的劣化。
以實施例5所示之方法來製作電容器。但是，作為導線框架，係如圖1所示，僅變更陽極側之電鍍圖案。導線框架，係在於樹脂密封部分(20)中和塑模樹脂(28)所接觸之部分(21’)上未施加有錫電鍍一事，為和實施例5不同。陰極側之未施加錫電鍍的區域係如以下所述。
試料5(實施例7)：從陰極側之導出部起1mm的範圍(帶狀)試料6(實施例8)：從陰極側之導出部起0.67mm的範圍(帶狀)試料7(比較例8)：無除去區域
針對各試料之特性以及銲錫孔之產生，以和實施例5相同之方法作評價。
本發明之固體電解電容器，由於係具備有以上之構造，因此係具有以下之優良的效果。
(a)在樹脂密封部分，不會因為加熱溶融而產生縫隙，而能得到耐濕性優良、信賴性高的固體電解電容器，且其工業之生產係為容易。
(b)能將電容器元件與導線框架藉由電阻熔接來接合，並在其後以樹脂密封，此固體電解電容器之耐熱性係為優良，樹脂密封的完全性亦高而具備優良耐濕性。
(c)由於能使用施加有低融點金屬電鍍的導線框架，因此於其後不需再增加電鍍工程。當使用電阻熔接時，藉由層積之陽極接合係為容易。
(d)在樹脂密封部分中，經由限定為在電容器元件所接觸之部分施加低融點電鍍，由於能防止銲錫孔等所導致的接合缺陷，因此導線框架與電容器元件之接合部份的安定性係為良好，而能得到信賴性高的固體電解電容器。
(e)利用電阻熔接，能將陽極側之導線框架以及電容器元件之閥作用金屬箔(板)容易且強固地接合。因此，能將層積電容器元件以及其固體電解電容器更為經濟性地製造。特別是，由於能將由銅又或是銅化合物之類的導電性佳之材料所成的導線框架，與鋁化成箔等之基體，以高信賴性來作接合，因此其實用性係為高。又，由於能使用不含有鉛又或是鉛化合物等的電鍍材料，因此亦沒有環境污染上的問題。
(f)在將電容器元件載置接合於導線框架上的情況時，當不將元件之絕緣層近旁接近陰極側導線框架的前端角部，而保持有特定之間隔來將元件載置的情況，又或是，在將該前端角部作倒角處理的情況時，能得到良率佳以及耐熱性優良的電容器。進而，當在導線框架不設置窗部時，能得到極佳之對導線框架的電阻增加之抑制的效果，又，在使用經由半蝕刻而施加有接合位置之記號的導線框架時，能正確且容易地進行載置於導線框架上之元件的定位。
1．．．基體
2．．．介電質皮膜層
3．．．絕緣層
3a．．．絕緣層之陰極側端部
4．．．固體電解質層
5．．．導電體層
5a．．．碳糊
5b．．．銀糊
6．．．陽極部
7．．．陰極部
8．．．電容器元件
9．．．導電性糊
10．．．導線框架
11．．．導線框架
11a．．．導線框架前端角部
12．．．指示接合位置的記號
13．．．窗部
15．．．電容器元件
20．．．樹脂密封部分
21．．．塑模樹脂所接觸之導線框架表面(陽極部)
21’．．．低融點電鍍除外部
22．．．塑模樹脂所接觸之導線框架表面(陰極部)
23．．．電容器元件所接觸之導線框架部分
23’．．．包含有電容器元件所接觸之面的導線框架部分
24．．．電容器元件所接觸之導線框架部分
24’．．．包含有電容器元件所接觸之面的導線框架部分
25．．．低融點電鍍除外部
26．．．電容器元件
28．．．塑模樹脂
29．．．層積型固體電解電容器
30．．．窗部
31．．．窗部
32．．．導線框架之從樹脂露出的部分
[圖1]展示本發明中所使用之單板電容器元件之構造的剖面圖之其中一例。
[圖2]本發明之層積電容器元件的剖面圖(圖A)、以及陰極側導線框架之前端角部附近(A)的擴大圖(圖2B)之其中一例。
[圖3]導線框架位置係為0mm(t＝0)之電容器元件的剖面圖之其中一例。
[圖4]本發明之導線框架的側面圖(圖4A)、以及其平面圖(圖4B)之其中一例。
[圖5]附有窗部之導線框架的平面圖之其中一例。
[圖6]本發明之層積電容器元件的剖面圖之其中一例。
[圖7]展示本發明中之電阻熔接的施加電流之模式的圖表之其中一例。
[圖8]展示本發明之部分電鍍的例子之導線框架的部分平面圖(實施例1)。
[圖9]展示本發明之部分電鍍的例子之導線框架的部分平面圖(實施例2)。
[圖10]展示本發明之部分電鍍的例子之導線框架的部分平面圖(實施例5)。
[圖11]展示本發明之部分電鍍的例子之導線框架的部分平面圖(實施例7)。
[圖12]本發明之層積電容器元件的剖面圖之其中一例。
[圖13]本發明之樹脂塑模後的層積電容器元件的部分平面圖之其中一例。
[圖14]本發明之層積型固體電解電容器的剖面圖之其中一例。
[圖15]比較耐濕放置試驗結果(參考例)之圖表(A)以及本發明之耐濕放置試驗結果(條狀電鍍LF)之圖表(B)的其中一例。
1．．．基體
2．．．介電質皮膜層
3．．．絕緣層
4．．．固體電解質層
5．．．導電體層
5a．．．碳糊
5b．．．銀糊
6．．．陽極部
7．．．陰極部
8．．．電容器元件
Claims (12)
- 一種固體電解電容器，係為將固體電解電容器元件之陽極部與陰極部接合於導線框架，並以使導線框架之一部分露出的方式，將全體以樹脂作密封所成，其特徵為：前述電容器元件，係將具備介電質皮膜層(2)之由閥作用金屬所成的基體(1)之其中一側端部來作為陽極部(6)，並與此陽極部(6)相接的而在基體(1)上周圍設置特定寬幅之絕緣層(3)作為絕緣部，而在除了此陽極部(6)以及絕緣部以外的範圍之介電質皮膜層上，依序層積固體電解質層(4)與導電體層(5)來作為陰極部(7)，而形成單板電容器元件(8)、或是將此單板電容器元件之複數枚層積所成之電容器元件(15)，作為前述導線框架，係使用：在與陽極部之間的接合部分處為被設置有低熔點金屬電鍍，在與陰極部之間之接合部份處為存在有被施加了低熔點金屬電鍍之區域和並未被施加低熔點金屬電鍍之區域，並且前述之與陰極部之間的接合部分中之並未被施加低熔點金屬電鍍之區域，係在將陰極側導線框架從密封樹脂而導出之側處被作帶狀設置，而在與密封用樹脂作接觸之部分處係並未被施加有低熔點金屬電鍍的導線框架，來將電容器元件之陽極部以及陰極部作接合所成。
- 如申請專利範圍第1項所記載之固體電解電容器，其中，與陰極部相接觸之導線框架區域，係為矩形， 在導線框架之陽極接合-陰極接合方向上，於陰極側之導線框架處的從並未被施加有低熔點金屬電鍍的區域之端部起直到導線框架被從密封樹脂而導出並露出之位置處為止的長度，係為與陰極部之間之接合部份的長度之30%以內。
- 如申請專利範圍第2項所記載之固體電解電容器，其中，與陰極部之間的接合部分中，被作帶狀設置之並未被施加有低熔點金屬電鍍的區域之寬幅，係為0.5mm以上。
- 如申請專利範圍第1項乃至第3項中之任一項所記載之固體電解電容器，其中，係藉由在並不施加低熔點金屬電鍍之部分處而施加了帶狀之遮蔽之後，再進行低熔點金屬電鍍，而形成之。
- 如申請專利範圍第1項乃至第3項中之任一項所記載之固體電解電容器，其中，陽極部和導線框架，係藉由利用有由介電質皮膜所致之電阻熱而進行的電阻熔接，而作接合。
- 如申請專利範圍第1項乃至第3項中之任一項所記載之固體電解電容器，其中，陰極部與導線框架之間的接合，係在電容器元件之絕緣層的陰極側端部與陰極側導線框架前端部之間，設置有間隔(t)地而進行之。
- 如申請專利範圍第1項乃至第3項中之任一項所記載之固體電解電容器，其中，閥作用金屬，係為選自鋁、鉭、鈦、鈮又或是此些之合金。
- 如申請專利範圍第1項乃至第3項中之任一項所記載之固體電解電容器，其中，導線框架係為由銅又或是銅合金(銅系材料)所成，又或是由在表面被電鍍有銅系材料乃至鋅系材料之材料所成。
- 如申請專利範圍第1項乃至第3項中之任一項所記載之固體電解電容器，其中，低融點金屬電鍍，係為融點較閥作用金屬更低之金屬又或是合金電鍍，且電鍍層之厚度係為在0.1~100μm的範圍內。
- 如申請專利範圍第1項乃至第3項中之任一項所記載之固體電解電容器，其中，低融點金屬電鍍係為由鎳之基底電鍍與錫之表面電鍍所成。
- 如申請專利範圍第1項乃至第3項中之任一項所記載之固體電解電容器，其中，係在導線框架之單面或雙面上，被設置有層積電容器元件。
- 一種固體電解電容器之製造方法，係為如申請專利範圍第1項所記載之固體電解電容器之製造方法，其特徵為，包含有：將具備有介電質皮膜層(2)之由閥作用金屬所成的基體(1)之其中一側端部作為陽極部(6)，並與此陽極部(6)相接的而在基體(1)上周圍設置特定寬幅之絕緣層(3)而作為絕緣部之工程；和在除了此陽極部(6)以及絕緣部以外的範圍之介電質皮膜層上，設置固體電解質層(4)，並在其上層積導電體層(5)來作為陰極部(7)，而形成單板電容器元件 (8)、又或是將此單板電容器元件之複數枚層積所成之電容器元件(15)之工程；和藉由在導線框架中，於並不施加低熔點金屬電鍍的部分處施加帶狀之遮蔽，之後進行低熔點金屬電鍍，來得到在與陽極部之間的接合部分處為被設置有低熔點金屬電鍍，在與陰極部之間之接合部份處為存在有被施加了低熔點金屬電鍍之區域和並未被施加低熔點金屬電鍍之區域，並且前述之與陰極部之間的接合部分中之並未被施加低熔點金屬電鍍之區域，係在將陰極側導線框架從密封樹脂而導出之側處被作帶狀設置，而在與密封用樹脂作接觸之部分處係並未被施加有低熔點金屬電鍍的導線框架之工程；和將電容器元件之陽極部以及陰極部分別接合在導線框架之各接合部分處之工程；以及以樹脂作密封之工程。
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