WO2023167228A1 - 固体電解コンデンサ、および固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

固体電解コンデンサ、および固体電解コンデンサの製造方法 Download PDF

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WO2023167228A1
WO2023167228A1 PCT/JP2023/007508 JP2023007508W WO2023167228A1 WO 2023167228 A1 WO2023167228 A1 WO 2023167228A1 JP 2023007508 W JP2023007508 W JP 2023007508W WO 2023167228 A1 WO2023167228 A1 WO 2023167228A1
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cathode electrode
flat
sheet laminate
dam
solid electrolytic
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PCT/JP2023/007508
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響太郎 真野
恭丈 福田
亘 大西
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株式会社村田製作所
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    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G4/00Fixed capacitors; Processes of their manufacture
    • H01G4/30Stacked capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/04Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/048Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/15Solid electrolytic capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a solid electrolytic capacitor having a structure in which a laminate of a plurality of capacitor elements is molded with an insulating resin.
  • Patent Document 1 describes a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor and a solid electrolytic capacitor.
  • the solid electrolytic capacitor described in Patent Document 1 includes a plurality of flat-film capacitor elements and a plurality of metal foils (cathode).
  • a flat-film capacitor element includes a foil-like valve-acting metal substrate, a dielectric layer formed on the porous portion and surface of the valve-acting metal substrate, and a solid electrolyte layer formed on the surface of the dielectric layer.
  • the flat-film capacitor elements and metal foils are alternately laminated to form an element laminate.
  • the element laminate is sealed with an insulating resin.
  • an object of the present invention is to provide a solid electrolytic capacitor capable of suppressing a short circuit between the anode and the cathode and realizing high reliability.
  • the solid electrolytic capacitor of the present invention comprises a plurality of flat-film capacitor elements in which a dielectric layer and a solid electrolyte layer are sequentially formed on the surface of a flat-film anode electrode foil, and a plurality of flat-film cathodes. a sheet laminate formed by alternately laminating electrode foils and electrode foils via conductive adhesive layers; and an insulating resin for sealing the sheet laminate.
  • the distance between the foils is shorter inside the area surrounded by the edge of the sheet laminate than at the edge which is the outer periphery of the sheet laminate.
  • the distance between the anode electrode foil and the cathode electrode foil is closer inside than at the end (periphery). That is, it is possible to secure the distance between the anode electrode foil and the cathode electrode foil at the end where burrs are generated. Contact between the anode and the cathode can be suppressed, and defects due to short circuits can be reduced.
  • a method of manufacturing a solid electrolytic capacitor according to the present invention comprises a step of sequentially forming a dielectric layer and a solid electrolyte layer on a surface of a flat-film anode electrode foil to form a plurality of flat-film capacitor elements; a step of forming a plurality of flat-film cathode electrode foils, and alternately laminating a plurality of flat-film capacitor elements and a plurality of flat-film cathode electrode foils via conductive adhesive layers,
  • the method includes a step of forming a sheet laminate and a step of sealing the sheet laminate with an insulating resin. In the step of forming the sheet laminate, an elastic body is sandwiched between the sheet laminate and a press plate, and heated and pressurized.
  • This solid electrolytic capacitor can suppress contact between the anode and the cathode, and can reduce defects due to short circuits.
  • a dielectric layer, an inner layer solid electrolyte layer, and an outer layer solid electrolyte layer are sequentially formed on the surface of a flat-film anode electrode foil to form a plurality of flat-film capacitor elements.
  • a step of alternately laminating sheets to form a sheet laminate and a step of sealing the sheet laminate with an insulating resin are included.
  • an elastic body is sandwiched between the sheet laminate and a press plate, and heated and pressurized.
  • This solid electrolytic capacitor can suppress contact between the anode and the cathode, and can reduce defects due to short circuits.
  • FIG. 1 is a side sectional view showing the configuration of a solid electrolytic capacitor according to the first embodiment.
  • FIG. 2A is a side cross-sectional view showing the configuration of a set of a capacitor element and a cathode electrode before singulation
  • FIG. 2B is a side cross-sectional view showing the configuration of the capacitor element before singulation
  • FIG. 2C is a side cross-sectional view showing the configuration of a set of a capacitor element and a cathode electrode after singulation.
  • FIG. 3(A) is a diagram schematically showing the structure of a capacitor element and a cathode electrode of the present invention
  • FIG. 3(B) is a diagram schematically showing the structure of a conventional capacitor element and a cathode electrode.
  • FIG. 4(A) is a view showing the height difference when the capacitor element of the present invention and the cathode electrode are heated and pressurized
  • FIG. It is the figure which showed the height difference at the time of pressurizing.
  • FIG. 5 is a flow chart showing an example of a schematic flow of a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to this embodiment.
  • FIG. 6 is a flow chart showing an example of a process for forming a capacitor element sheet.
  • FIG. 7(A) is an external perspective view showing the shape of the anode electrode and the dielectric layer of the capacitor element before singulation
  • FIG. 7(B) is an external view showing the shape of the capacitor element before singulation. It is a perspective view.
  • FIG. 7(A) is an external perspective view showing the shape of the anode electrode and the dielectric layer of the capacitor element before singulation
  • FIG. 7(B) is an external view showing the shape of the capacitor element before singulation. It is a perspective view.
  • FIG. 7(A) is
  • FIG. 8 is an external view in the multi state.
  • FIG. 9 is an external perspective view showing the shape of the cathode electrode before singulation.
  • FIG. 10 is a flow chart showing an example of a process for forming a sheet laminate.
  • 11(A) and 11(B) are external perspective views showing a state in which a second dam is formed on the capacitor element sheet.
  • 12(A) and 12(B) are external perspective views showing a state in which a second dam and an adhesive are formed on the capacitor element sheet.
  • 13(A) and 13(B) are exploded perspective views showing a state in which the capacitor element sheet and the cathode electrode sheet are laminated.
  • FIG. 14A is an exploded perspective view showing a laminated state of capacitor element sheets and cathode electrode sheets in a multi state, and FIG.
  • FIG. 15 is a diagram showing a structure when a capacitor element sheet and a cathode electrode sheet are laminated and heated and pressurized.
  • 16(A) and 16(B) are side cross-sectional views showing the configuration of a set of a capacitor element and a cathode electrode before singulation according to the second embodiment.
  • 17A and 17B are external perspective views showing a capacitor element sheet according to the second embodiment.
  • FIG. 18 is a flow chart showing an example of a process for forming a sheet stack according to the second embodiment.
  • 19(A) and 19(B) are side cross-sectional views showing the configuration of a set of a capacitor element and a cathode electrode before singulation according to the third embodiment.
  • 20A and 20B are external perspective views showing a capacitor element sheet according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is a side sectional view showing the configuration of a solid electrolytic capacitor according to the first embodiment. In FIG. 1, only the insulating resin and the external electrodes are hatched for easy viewing.
  • FIG. 2A is a side cross-sectional view showing a configuration of a set of a capacitor element and a cathode electrode before singulation.
  • FIG. 2B is a side cross-sectional view showing the configuration of the capacitor element before singulation.
  • FIG. 2(C) is a side cross-sectional view showing the configuration of a set of a capacitor element and a cathode electrode after singulation.
  • the solid electrolytic capacitor 1 includes a capacitor element laminate 100, an insulating resin 50, an external electrode 61, and an external electrode 62.
  • Capacitor element laminate 100 includes a plurality of flat-film capacitor elements 10 , a plurality of flat-film cathode electrodes 20 , second dam 30 , and adhesive 40 .
  • the number of flat-film-shaped capacitor elements 10 and the number of cathode electrodes is four, respectively, but the number is not limited to this.
  • the cathode electrode 20 corresponds to the "cathode electrode foil" in the present invention
  • the adhesive 40 corresponds to the "conductive adhesive layer" in the present invention.
  • FIG. 2(A), FIG. 2(B), and FIG. 2(C) are cross-sectional views taken along a plane perpendicular to top surface 101 and bottom surface 102 of capacitor element laminate 100 in FIG. .
  • the capacitor element 10 includes a flat-film anode electrode 11 , a dielectric layer 12 , and a CP layer (solid electrolyte layer) 13 .
  • the anode electrode 11 has a large number of holes. In other words, the anode electrode 11 is in a porous state (porous body). The thickness ratio of the porous portion on one side of the anode electrode 11, the metal core portion, and the porous portion on the other side is about 1:1:1.
  • a dielectric layer 12 covers the outer surface of the anode electrode 11 . 2A, 2B, and 2C omit the illustration of the detailed structure of the anode electrode 11, the dielectric layer 12 schematically shows the macroscopic surface of the anode electrode 11.
  • the dielectric layer 12 covers not only the macroscopic surface of the anode electrode 11 but also the inner surfaces of the numerous holes of the anode electrode 11 .
  • the anode electrode 11 corresponds to the "electrode foil for anode" in the present invention.
  • the CP layer 13 covers the surface of the dielectric layer 12 .
  • a frame-shaped first dam 14 is formed on the outer periphery of the CP layer 13 .
  • the first dam 14 has insulating properties.
  • the formation region of the CP layer 13 is regulated by the first dam 14 .
  • the CP layer 13 has a laminated structure of an inner CP (inner solid electrolyte layer) 131 and an outer CP (outer solid electrolyte layer) 132 .
  • the inner layer CP131 is formed on the surface of the dielectric layer 12, and the outer layer CP132 is formed on the surface of the inner layer CP131.
  • the plurality of capacitor elements 10 and the plurality of cathode electrodes 20 are alternately laminated so that their flat film surfaces are parallel and overlap each other in plan view.
  • a second dam 30 and an adhesive 40 are provided between the adjacent capacitor element 10 and cathode electrode 20 .
  • the second dam 30 has insulating properties.
  • the adhesive 40 has conductivity.
  • the second dam 30 is frame-shaped.
  • the adhesive 40 is arranged inside the frame defined by the second dam 30 . Adjacent capacitor element 10 and cathode electrode 20 are adhered and electrically connected by this adhesive 40 .
  • the first ends 10E1 (see FIG. 2(C)) of the plurality of capacitor elements 10 are located at approximately the same position when viewed from the side.
  • the second ends 10E2 (see FIG. 2(C)) of the plurality of capacitor elements 10 are at substantially the same position when viewed from the side.
  • the first ends 20E1 (see FIG. 2(C)) of the plurality of cathode electrodes 20 are substantially at the same position when viewed from the side.
  • the second ends 20E2 (see FIG. 2(C)) of the plurality of cathode electrodes 20 are substantially at the same position when viewed from the side.
  • the first ends 10E1 of the plurality of capacitor elements 10 and the second ends 20E2 of the plurality of cathode electrodes 20 are arranged on the first end side of the capacitor element laminate 100 .
  • the first ends 10E1 of the plurality of capacitor elements 10 protrude outward beyond the second ends 20E2 of the plurality of cathode electrodes 20. As shown in FIG.
  • the second ends 10E2 of the plurality of capacitor elements 10 and the first ends 20E1 of the plurality of cathode electrodes 20 are arranged on the second end side of the capacitor element laminate 100 .
  • the first ends 20E1 of the plurality of cathode electrodes 20 protrude outward beyond the second ends 10E2 of the plurality of capacitor elements 10. As shown in FIG.
  • the capacitor element laminate 100 having the top surface 101 and the bottom surface 102 at both ends in the stacking direction of the plurality of capacitor elements 10 and the plurality of cathode electrodes 20 is realized.
  • the capacitor element laminate 100 is sealed with an insulating resin 50 . More specifically, the insulating resin 50 is the capacitor element laminate except for the first ends 10E1 of the plurality of capacitor elements 10 (the first ends 10E1 of the anode electrodes 11) and the first ends 20E1 of the plurality of cathode electrodes 20. Cover 100.
  • the external electrode 61 covers the first end of the insulating resin 50 (the first end 10E1 of the anode electrode 11). External electrode 61 is connected to first end 10E1 of anode electrode 11 of multiple capacitor elements 10 .
  • the external electrode 62 covers the second end of the insulating resin 50 (the first end 20E1 of the cathode electrode 20).
  • the external electrode 62 is connected to the first ends 20E1 of the plurality of cathode electrodes 20. As shown in FIG.
  • the solid electrolytic capacitor 1 is realized by the above configuration.
  • FIG. 3(A) is a side cross-sectional view schematically showing the structure of the capacitor element 10 and the cathode electrode 20, and is an enlarged view of the structure of FIG. 2(A) described above.
  • FIG. 3B is a side cross-sectional view schematically showing the structure of the capacitor element 10 and the cathode electrode 20 according to the conventional configuration.
  • 3(A) and 3(B) are cross-sectional views taken along a plane orthogonal to top surface 101 and bottom surface 102 of capacitor element laminate 100 in FIG.
  • 3A and 3B show only one set of the capacitor element 10 and the cathode electrode 20, the solid electrolytic capacitor 1 is formed by laminating a plurality of such sets.
  • the second dam 30 is made of highly rigid resin. More specifically, the second dam 30 is preferably made of resin containing silica filler.
  • the cathode electrode 20 is made of, for example, aluminum, titanium, copper, silver, or the like. It is preferable that the cathode electrode 20 be close to the capacitor element 10 . That is, it is preferable that the cathode electrode 20 has a flexible structure. This flexibility is defined by the ease of bending shown below.
  • Flexibility (kN ⁇ m 2 ) Young's modulus ⁇ (thickness of cathode electrode 20) 3
  • the bendability is preferably 0.0085 to 16.25, more preferably 0.22 to 2.06.
  • the Young's modulus of aluminum is in the range of 68-76.
  • the bendability of the cathode electrode 20 is 0.22 to 2.06 kN ⁇ m 2 .
  • FIG. 3(A) the configuration of the present invention shown in FIG. 3(A) and the conventional configuration shown in FIG. 3(B) will be compared.
  • the configuration of the present invention and the conventional configuration have the following points in common.
  • a second dam 30 having a frame-shaped opening is formed on the first surface of the capacitor element 10 .
  • An adhesive 40 is placed in the opening of the second dam 30 .
  • Structure 3 Capacitor element 10 and cathode electrode 20 are adhered via adhesive 40 and then heated and pressurized.
  • the configuration of the present invention and the conventional configuration differ in the method of heating and pressurizing in Configuration 3 above. These will be explained in detail. Note that the heating and pressurizing process shown below is explained using the configuration of the capacitor element 10 and the cathode electrode 20, but originally, as described above, the multi-state before the solid electrolytic capacitor 1 is singulated. (a state in which a plurality of solid electrolytic capacitors 1 are arranged).
  • the capacitor element 10 and the cathode electrode 20 are bonded using a press plate 310 and an elastic body 300.
  • the elastic body 300 may be made of any material such as silicon rubber, silicon sponge, or silicon rubber, which has impact resilience and resistance to heat during heating and pressurization.
  • a cathode electrode 20 is arranged on the capacitor element 10 with an adhesive 40 interposed therebetween.
  • An elastic body 300 is placed on the cathode electrode 20, and a pressing plate 310 is used to heat and press the elastic body 300 from above.
  • a similar stress is applied to the elastic body 300 on the entire contact surface of the second dam 30 and the adhesive 40 according to Pascal's principle.
  • the elastic body 300 is easily deformed during heating and pressurization.
  • the second dam 30 is less deformable than the adhesive 40 (the adhesive 40 is more deformable than the second dam 30). Therefore, by applying heat and pressure using the elastic body 300 , the adhesive 40 tends to deform and become thinner than the second dam 30 .
  • the portion of the cathode electrode 20 that is not supported by the second dam 30 bends toward the capacitor element 10 , and the adhesive 40 within the range surrounded by the second dam 30 It pushes and spreads over the entire surface of the capacitor element 10 .
  • the cathode electrode 20 and the capacitor element 10 are closely bonded with the adhesive 40 over a wide area.
  • the portion overlapping the second dam 30 and its vicinity that is, the portion corresponding to the outer peripheral portion of the capacitor element 10 (sheet laminate) is defined as the end portion of the capacitor element 10, and the distance between these end portions is defined as d1.
  • the area surrounded by the outer periphery of capacitor element 10 is defined as the interior, and the distance within this interior is defined as d2. Comparing the distance d1 and the distance d2, d1>d2.
  • the distance between the capacitor element 10 and the cathode electrode 20 does not need to be uniform (distance d2) throughout the interior of the capacitor element 10 . At least part of the inside of the capacitor element 10 should be the distance d2.
  • FIG. 4(A) is a view showing the height difference when the capacitor element of the present invention and the cathode electrode are heated and pressurized
  • FIG. It is the figure which showed the height difference at the time of pressurizing.
  • the height difference between the inside of the capacitor element 10 and the edge is larger than that in FIG. 4(B). That is, by applying heat and pressure using the elastic body 300, the distance d2 between the cathode electrode 20 and the inside of the capacitor element 10 can be shortened, and the distance d1 between the cathode electrode 20 and the outer periphery of the capacitor element 10 can be increased (larger). )can do.
  • FIG. 3A the structure of FIG. 3A and the structure of FIG. 3B are compared.
  • (1) Contact area of adhesive 40 Since the structure of the present invention is heated and pressurized using the elastic body 300, the cathode electrode 20 is adhered to the capacitor element 10 over a wider area so as to follow the movable region. That is, cathode electrode 20 and outer layer CP 132 of capacitor element 10 are bonded over a wider area. This suppresses separation between outer layer CP 132 of capacitor element 10 and cathode electrode 20 .
  • the case where the heating and pressurizing process is performed without using the elastic body 300 will be compared. Since the second dam 30 is made of highly rigid resin, the bottom dead center is determined by the height of the second dam 30 . Therefore, the distance between cathode electrode 20 and capacitor element 10 is substantially the same as the height of second dam 30 .
  • the configuration of the present invention can shorten the distance between the cathode electrode 20 and the outer layer CP 132 of the capacitor element, and can increase the contact area. Therefore, separation between the capacitor element 10 and the cathode electrode 20 can be suppressed.
  • the distance between the cathode electrode 20 and the anode electrode 11 of the capacitor element 10 is large at the end where burrs occur. Therefore, it is possible to suppress short-circuiting of the burrs of the cathode electrode 20 to the anode electrode 11 .
  • the second dam 30 determines the bottom dead center of the cathode electrode 20 in the conventional configuration. That is, the adhesive 40 is less likely to be thinner than the thickness of the second dam 30 as compared with the configuration of the present invention. Also, the adhesive 40 is less likely to spread compared to the configuration of the present invention. Therefore, the equivalent series resistance ESR is less likely to decrease.
  • the distance (d2) between capacitor element 10 and cathode electrode 20 at the position inside capacitor element 10 is shorter than the distance (d1) at the end of capacitor element 10 . This reduces the equivalent series resistance ESR and increases conductivity.
  • the conventional configuration has a large equivalent series resistance ESR as compared with the present invention.
  • the second dam 30 is more difficult to deform than the adhesive 40, and the capacitor element 10 and the cathode electrode 20 are heated and pressurized using the elastic body 300, so that the characteristics are improved.
  • Solid electrolytic capacitor 1 can be realized. Furthermore, short circuits due to burrs can be suppressed, and deterioration of the reliability of the solid electrolytic capacitor 1 and generation of defective products can be suppressed.
  • FIG. 5 is a flow chart showing an example of a schematic flow of a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to this embodiment.
  • a capacitor element sheet is formed (Fig. 5: S11).
  • a plurality of capacitor elements 10 forming different solid electrolytic capacitors 1 are arranged on the capacitor element sheet.
  • the capacitor element sheet and the cathode electrode sheet are laminated to form a sheet laminate (Fig. 5: S12).
  • a plurality of cathode electrodes 20 forming different solid electrolytic capacitors 1 are arranged on the cathode electrode sheet.
  • the sheet laminate is a planar arrangement of a plurality of capacitor element laminates 100 .
  • the sheet laminate is sealed with an insulating resin 50 (Fig. 5: S13).
  • the sheet laminated body is provided with a through hole penetrating from the upper surface to the lower surface of the sheet laminated body, and resin sealing is performed by compression molding.
  • the solid electrolytic capacitors 1 are in a multi state (a state in which a plurality of solid electrolytic capacitors 1 are arranged) before being singulated.
  • the sheet laminate sealed with the insulating resin 50 is cut into individual pieces (Fig. 5: S14). Specifically, cutting is performed along cutting lines E11, E12, S11, and S12 shown in FIG. 13B, which will be described later. As a result, a plurality of solid electrolytic capacitors 1 (referred to as element bodies of solid electrolytic capacitors 1) in which external electrodes are not formed are formed. After that, the element body of the solid electrolytic capacitor 1 is subjected to secondary sealing with an insulating resin 50 .
  • the side surfaces of the element body of the solid electrolytic capacitor 1 are insulated. It is covered by a secondary encapsulation of the elastic resin 50 . As a result, the anode electrode 11 and the cathode electrode 20 that are unnecessarily exposed during singulation are covered with the insulating resin 50 .
  • the external electrodes 61 and 62 are formed on the end surfaces of the element body of the solid electrolytic capacitor 1 (Fig. 5: S15).
  • FIG. 6 is a flow chart showing an example of a process for forming a capacitor element sheet.
  • FIG. 7(A) is an external perspective view showing the shape of the anode electrode and the dielectric layer of the capacitor element before singulation
  • FIG. 7(B) is an external view showing the shape of the capacitor element before singulation. It is a perspective view.
  • FIG. 8 is an external view in the multi state.
  • the anode electrode 11 is subjected to chemical conversion treatment to form the dielectric layer 12 (Fig. 6: S111). At this time, a large number of holes are formed on the surface of the anode electrode 11 by etching, and the vicinity of the surface of the anode electrode 11 is porous.
  • the dielectric layer 12 covers the surface of the anode electrode 11 including the inner surfaces of the holes.
  • an anode through hole is formed in the anode electrode 11 (Fig. 6: S112). More specifically, as shown in FIG. 7A, the anode electrode 11 is formed with a plurality of cylindrical anode through holes 19C and groove-shaped anode through holes 19L. The plurality of cylindrical anode through holes 19C and the groove-shaped anode through holes 19L are alternately arranged along the direction in which the portions to be the plurality of anode electrodes 11 are arranged.
  • a plurality of cylindrical anode through-holes 19C are formed at positions where the first end 10E1 of the anode electrode 11 is realized, and groove-shaped anode through-holes 19L are formed at positions straddling adjacent anode electrodes 11, and the second ends 10E2 of the adjacent anode electrodes 11 are formed.
  • anode through holes 19C and anode through holes 19L are formed by punching. For this reason, burrs are generated in no small amount. Note that the anode through hole 19C and the anode through hole 19L can also be formed by laser processing, and in this case, dross may remain in the same way as burrs due to punching processing.
  • a CP layer (solid electrolyte layer) 13 is formed on the surface of the dielectric layer 12 (Fig. 6: S113). More specifically, as shown in FIG. 7B, a first dam 14 having a frame-shaped opening is formed. Then, the CP layer 13 (laminated structure of the inner layer CP131 and the outer layer CP132) is formed in the opening of the first dam 14 .
  • this structure has a multi-state structure in which a plurality of capacitor elements 10 (a structure consisting of an anode electrode 11, a dielectric layer 12, a CP layer 13, and a first dam 14) are arranged two-dimensionally. done.
  • capacitor elements 10 a structure consisting of an anode electrode 11, a dielectric layer 12, a CP layer 13, and a first dam 14
  • FIG. 9 is an external perspective view showing the shape of the cathode electrode before singulation.
  • the cathode electrode 20 is formed with a plurality of cylindrical cathode through holes 29C and groove-shaped cathode through holes 29L.
  • the plurality of cylindrical cathode through holes 29C and the groove-shaped cathode through holes 29L are alternately arranged along the direction in which the portions to be the plurality of cathode electrodes 20 are arranged.
  • a plurality of cylindrical cathode through-holes 29C are formed at positions where the first ends 20E1 of the cathode electrodes 20 are realized, and groove-shaped cathode through-holes 29L are formed at positions straddling adjacent cathode electrodes 20, and the second ends 20E2 of the adjacent cathode electrodes 20 are formed.
  • the cathode through hole 29C and the cathode through hole 29L are also formed by punching. For this reason, burrs are generated in no small amount.
  • the cathode through-hole 29C and the cathode through-hole 29L can also be formed by laser processing, and in this case, dross may remain in the same manner as burrs due to punching processing.
  • FIG. 10 is a flow chart showing an example of a process for forming a sheet laminate.
  • 11(A) and 11(B) are external perspective views showing a state in which a second dam is formed on the capacitor element sheet.
  • FIG. 11(A) shows the multi-state and
  • FIG. 11(B) shows the portion of one capacitor element.
  • 12(A) and 12(B) are external perspective views showing a state in which a second dam and an adhesive are formed on the capacitor element sheet.
  • FIG. 12(A) shows the multi-state and FIG. 12(B) shows the part of one capacitor element.
  • FIG. 13(A) and 13(B) are exploded perspective views showing a state in which the capacitor element sheet and the cathode electrode sheet are laminated, showing a portion corresponding to one solid electrolytic capacitor.
  • FIG. 14A is an exploded perspective view showing a laminated state of capacitor element sheets and cathode electrode sheets in a multi state, and FIG. It is an external appearance perspective view which shows a lamination
  • FIG. 15 is a diagram showing the configuration when the capacitor element sheet and the cathode electrode sheet are laminated and heated and pressed.
  • a second dam 30 is formed in the sheet laminate (Fig. 10: S121). More specifically, as shown in FIGS. 11A and 11B, a second dam 30 having a frame-shaped opening is formed. The second dam 30 is formed at a position overlapping the first dam 14 .
  • the adhesive 40 is placed in the opening of the second dam 30 (FIG. 10: S122).
  • capacitor element sheets and cathode electrode sheets are alternately laminated (FIG. 10: S123). . More specifically, the capacitor element sheet and the cathode electrode sheet are laminated so as to satisfy the following conditions.
  • the plurality of cylindrical anode through holes 19C in the capacitor element sheet and the groove-like cathode through holes 29L in the cathode electrode sheet overlap.
  • the groove-shaped anode through holes 19L in the capacitor element sheet overlap with the plurality of cylindrical cathode through holes 29C in the cathode electrode sheet.
  • the groove-shaped anode through hole 19L in the capacitor element sheet overlaps with the groove-shaped cathode through hole 29L in the cathode electrode sheet.
  • a plurality of these through holes are formed according to the number of capacitor elements arranged in the sheet laminate. Therefore, a plurality of through holes penetrating from the upper surface to the lower surface of the sheet laminated body are formed in the sheet laminated body.
  • the sheet laminate is heated and pressurized (Fig. 10: S124).
  • the capacitor element sheet and the cathode electrode sheet are bonded with the adhesive 40 to form a sheet laminate.
  • the press plate 310 heats and presses the sheet laminate through the elastic body 300 .
  • each capacitor element 10 and each cathode electrode 20 are adhered.
  • the elastic body 300 in this way, the outer peripheral portion (mainly the area of the second dam 30) can be made thicker than the inner portion (mainly the area of the adhesive 40), thereby solving the problems of the conductive properties and burrs described above.
  • FIG. 16(A) and 16(B) are side cross-sectional views showing the configuration of a set of a capacitor element and a cathode electrode before singulation according to the second embodiment.
  • 17A and 17B are external perspective views showing a capacitor element sheet according to the second embodiment.
  • the solid electrolytic capacitor 1A according to the second embodiment differs from the solid electrolytic capacitor 1 according to the first embodiment in that the adhesive 40 is not provided.
  • Other configurations of the solid electrolytic capacitor 1A are the same as those of the solid electrolytic capacitor 1, and the description of the same parts is omitted.
  • the second dam 30 is frame-shaped.
  • Outer layer CP (outer solid electrolyte layer) 132A is arranged inside a frame defined by second dam 30 .
  • the inner layer CP131 is formed inside the frame defined by the first dam 14, and the outer layer CP132A is formed on the surface of the inner layer CP.
  • the outer layer CP 132A is also formed inside the frame defined by the second dam 30 .
  • the adjacent capacitor element 10A and the cathode electrode 20 are adhered and electrically connected by the outer layer CP (outer solid electrolyte layer) 132A formed inside the second dam 30. be.
  • an elastic body 300 is placed on the cathode electrode 20, and a pressing plate 310 is used to heat and press the elastic body 300 from above.
  • the pressure from the press plate 310 is transmitted through the elastic body 300 and the cathode electrode 20 to the entire contact surface between the cathode electrode 20 and the second dam 30 and the outer layer CP 132A.
  • the outer layer CP 132A deforms more easily than the second dam 30 during heating and pressurization.
  • the elastic body 300 deforms following the deformation of the pressurized object, so that the pressure can be continuously transmitted to the portion of the pressurized object that is easily deformed. Therefore, by applying pressure and heat using the elastic body 300, the outer layer CP 132A, which is easily deformable, is deformed more than the second dam 30, which is difficult to deform. As a result, the outer layer CP 132 ⁇ /b>A is likely to deform and become thinner than the second dam 30 .
  • the portion of the cathode electrode 20 that is not supported by the second dam 30 bends toward the capacitor element 10A, causing the outer layer CP 132A to bend. spreads over the entire surface of capacitor element 10A within the range surrounded by second dam 30 . Thereby, the cathode electrode 20 and the capacitor element 10A are closely adhered over a wide area by the outer layer CP132A.
  • FIG. 18 is a flow chart showing an example of a process for forming a sheet laminate.
  • a second dam 30 is formed in the sheet laminate (Fig. 18: S121). More specifically, as shown in FIG. 16A, a second dam 30 having a frame-shaped opening is formed. The second dam 30 is formed at a position overlapping the first dam 14 .
  • the outer layer CP 132A is arranged inside the opening of the second dam 30 (FIG. 10: S221).
  • the capacitor element sheets and the cathode electrode sheets are alternately laminated.
  • Laminate Fig. 18: S123. More specifically, the capacitor element sheet and the cathode electrode sheet are laminated so as to satisfy the same conditions as in the first embodiment.
  • the sheet stack is heated and pressed (Fig. 18: S124).
  • the capacitor element sheet (more specifically, the capacitor element sheet here corresponds to the one formed up to the inner layer CP131) and the cathode electrode sheet are adhered by the outer layer CP132A to form a sheet laminate.
  • an elastic body 300 is sandwiched between the sheet laminate and the press plate 310 as shown in FIG. 16(B).
  • the press plate 310 heats and presses the sheet laminate through the elastic body 300 .
  • each capacitor element 10A and each cathode electrode 20 are adhered.
  • the outer peripheral portion mainly the region of the second dam 30
  • the inner portion mainly the region of the outer layer CP132A
  • the second dam 30 is less likely to deform than the adhesive 40, and the capacitor element 10A and the cathode electrode 20 are heated and pressurized using the elastic body 300, whereby the characteristics are further improved.
  • a solid electrolytic capacitor 1A can be realized. Furthermore, short-circuiting due to burrs can be suppressed, and deterioration of the reliability of the solid electrolytic capacitor 1A and generation of defective products can be suppressed.
  • FIG. 19(A) and 19(B) are side cross-sectional views showing the configuration of a set of a capacitor element and a cathode electrode before singulation according to the third embodiment.
  • 20A and 20B are external perspective views showing a capacitor element sheet according to the third embodiment.
  • the solid electrolytic capacitor 1B according to the third embodiment has The difference is that the second dam 30 and the adhesive 40 are not provided, and the structure of the first dam 14B.
  • Other configurations of the solid electrolytic capacitor 1B are the same as those of the solid electrolytic capacitor 1, and the description of the same parts is omitted.
  • the first dam 14B is frame-shaped.
  • the outer layer CP (outer layer solid electrolyte layer) 132B is arranged inside the frame defined by the first dam 14B.
  • the inner layer CP131 and the outer layer CP132B are formed inside the frame defined by the first dam 14B.
  • the outer layer CP132B is formed on the surface of the inner layer CP131.
  • the adjacent capacitor element 10B and the cathode electrode 20 are adhered and electrically connected by the outer layer CP (outer solid electrolyte layer) 132B formed inside the first dam 14B. be.
  • the first dam 14B has a predetermined rigidity on the surface that contacts the cathode electrode 20 . More specifically, part of the first dam 14B is made of resin having high rigidity, like the second dam 30 in the first embodiment. More specifically, the first dam 14B includes a surface that comes into contact with the cathode electrode 20, and at least a portion in the thickness direction (hereinafter referred to as the contact portion of the first dam 14B) is made of resin containing silica filler. Good.
  • an elastic body 300 is placed on the cathode electrode 20, and a pressing plate 310 is used to heat and press the elastic body 300 from above. A similar stress is applied to the elastic body 300 on the entire contact surfaces of the first dam 14B and the outer layer CP 132B.
  • the elastic body 300 is easily deformed during heating and pressurization.
  • the first dam 14B deforms less than the outer layer CP 132B (the outer layer CP 132B deforms more easily than the first dam 14B). Therefore, by applying heat and pressure using the elastic body 300, the outer layer CP 132B is likely to deform and become thinner than the first dam 14B.
  • the portion of the cathode electrode 20 that is not supported by the second dam 30 bends toward the capacitor element 10, and the outer layer CP 132B is flexed toward the capacitor element 10 within the range surrounded by the first dam 14B. It spreads over the entire surface of 10. Thereby, the cathode electrode 20 and the capacitor element 10 are closely adhered over a wide area by the outer layer CP132B.
  • the abutting portion of the first dam 14B described above preferably has a shape and a thickness that are more rigid than the outer layer CP 132B when heated and pressurized using the elastic body 300 in the thickness direction of the solid electrolytic capacitor 1B. .
  • each capacitor element 10B and each cathode electrode 20 are adhered as shown in FIG. 19(B).
  • the elastic body 300 By using the elastic body 300 in this way, the outer peripheral portion (mainly the region of the second dam 30) can be made thicker than the inner portion (mainly the region of the outer layer CP132B), thereby solving the problems of conductive properties and burrs.
  • the first dam 14B is less likely to be deformed than the outer layer CP 132B, and the capacitor element 10B and the cathode electrode 20 are heated and pressurized using the elastic body 300, so that the characteristics are improved.
  • a solid electrolytic capacitor 1B can be realized. Furthermore, short circuits due to burrs can be suppressed, and deterioration of the reliability of the solid electrolytic capacitor 1B and generation of defective products can be suppressed.
  • Capacitor element 10 (Description of an example of specific materials for each component of the solid electrolytic capacitor 1) (Capacitor element 10) Capacitor element 10 is realized, for example, with the following materials and thicknesses.
  • the anode electrode 11 is made of, for example, a single metal such as aluminum, tantalum, niobium, titanium, zirconium, or magnesium, or an alloy containing these metals.
  • Anode electrode 11 is preferably made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the anode electrode 11 may be made of a valve action metal that exhibits a so-called valve action.
  • the anode electrode 11 is preferably flat, and the thickness of the core portion of the anode electrode 11 (the central portion where the pores of the porous body do not reach) is preferably 5 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the thickness (thickness of one side) of the porous part (the part where the pores of the porous body are formed) is preferably 5 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the dielectric layer 12 preferably consists of an oxide film of the anode electrode 11 .
  • the dielectric layer 12 is formed by oxidizing it in an aqueous solution containing boric acid, phosphoric acid, adipic acid, or sodium salts or ammonium salts thereof.
  • the thickness of the dielectric layer 12 is preferably 1 nm or more and 100 nm or less.
  • the inner layer CP131 is, for example, a conductive polymer having a pyrrole, thiophene, or aniline skeleton, or PEDOT [poly(3,4-ethylenedioxythiophene)] of a conductive polymer having a thiophene skeleton. etc., and may be a layer of PEDOT:PSS that is compounded with polystyrene sulfonic acid (PSS) as a dopant.
  • a treatment liquid containing a monomer such as 3,4-ethylenedioxythiophene is used to form a polymer film such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene) on the surface of the dielectric layer 12.
  • the thickness of the outer layer CP132 is preferably 2 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less.
  • the material of the outer layer CP132 is the same as the material of the inner layer CP131.
  • insulating resin such as epoxy resin or phenol resin
  • conductive particles such as carbon or silver
  • the cathode electrode 20 is made of, for example, aluminum, titanium, copper, silver, or the like. Note that the cathode electrode 20 is preferably made of aluminum or an aluminum alloy in terms of ease of bending. The thickness of the cathode electrode 20 is approximately the same as the thickness of the anode electrode 11, for example.
  • the insulating resin 50 may contain filler.
  • the resin for example, epoxy resin, phenol resin, polyimide resin, silicone resin, polyamide resin, liquid crystal polymer, and the like are preferable.
  • Preferred fillers include insulating oxide particles such as silica particles, alumina particles, titania particles, and zirconia particles.
  • the maximum diameter of the filler is desirably 30 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less, for example.
  • a material containing silica particles in a solid epoxy resin is more preferable.
  • ⁇ 5> a step of sequentially forming a dielectric layer and a solid electrolyte layer on the surface of a flat-film anode electrode foil to form a plurality of flat-film capacitor elements; a step of forming a plurality of flat film-shaped cathode electrode foils; a step of alternately laminating the plurality of flat-film capacitor elements and the plurality of flat-film cathode electrode foils via conductive adhesive layers to form a sheet laminate; a step of sealing the sheet laminate with an insulating resin; has The step of forming the sheet laminate includes An elastic body is sandwiched between the sheet laminate and the press plate, and heated and pressurized. A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor.
  • ⁇ 6> In the step of forming the sheet laminate, forming a frame-shaped insulating second dam and a conductive adhesive disposed within the frame of the second dam between the capacitor element and the cathode electrode foil; During the heating and pressurization, the second dam is less likely to deform than the adhesive.
  • ⁇ 7> a step of sequentially forming a dielectric layer, an inner layer solid electrolyte layer, and an outer layer solid electrolyte layer on the surface of a flat-film anode electrode foil to form a plurality of flat-film capacitor elements; a step of forming a plurality of flat film-shaped cathode electrode foils; a step of alternately laminating the plurality of flat-film capacitor elements and the plurality of flat-film cathode electrode foils with the outer solid electrolyte layers interposed therebetween to form a sheet laminate; a step of sealing the sheet laminate with an insulating resin; has The step of forming the sheet laminate includes An elastic body is sandwiched between the sheet laminate and the press plate, and heated and pressurized. A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor.

Abstract

固体電解コンデンサは、平膜状の陽極用電極箔の表面に誘電体層、および固体電解質層が順次形成された複数の平膜状のコンデンサ素子と、複数の平膜状の陰極用電極箔とを導電性接着層を介して交互に積層して形成されたシート積層体と、シート積層体を封止する絶縁性樹脂とを備える。陽極用電極箔と陰極用電極箔とが積層された際の箔間距離は、シート積層体の外周部である端部よりもシート積層体の端部に囲まれた領域の内部の方が短い。

Description

固体電解コンデンサ、および固体電解コンデンサの製造方法
 本発明は、複数のコンデンサ素子の積層体を絶縁性樹脂でモールドした構成を備える固体電解コンデンサに関する。
 特許文献1には、固体電解コンデンサの製造方法および固体電解コンデンサが記載されている。特許文献1に記載の固体電解コンデンサは、複数の平膜状のコンデンサ素子と複数の金属箔(陰極)とを備える。平膜状のコンデンサ素子は、箔状の弁作用金属基体、弁作用金属基体の多孔質部および表面に形成された誘電体層、誘電体層の表面に形成された固体電解質層を備える。
 平膜状のコンデンサ素子と金属箔とは交互に積層されており、これにより、素子積層体が形成される。素子積層体は、絶縁性樹脂によって封止されている。
特開2019-79866号公報
 しかしながら、特許文献1に示すような固体電解コンデンサでは、個片に切り分けるための貫通穴が金属箔に形成されている。このような貫通穴を形成する際、金属箔の端部(貫通穴の形成部)には、バリが発生してしまう。また、特許文献1に示すような固体電解コンデンサでは、素子積層体を形成する工程で加熱加圧を行う。また、固体電解コンデンサの特性(低抵抗や導電性)を向上させるためには、上述の平膜状のコンデンサ素子と金属箔との距離を短くする必要がある。
 そして、上述の加熱加圧を行うと固体電解コンデンサを構成する各素子の膨張変形が発生する。この膨張変形によって、金属箔(陰極)の端部のバリが弁作用金属基体(陽極)に短絡する虞がある。
 したがって、本発明の目的は、陽極と陰極との間の短絡を抑制し、高い信頼性を実現できる固体電解コンデンサを提供することにある。
 この発明の固体電解コンデンサは、平膜状の陽極用電極箔の表面に誘電体層、および固体電解質層が順次形成された複数の平膜状のコンデンサ素子と、複数の平膜状の陰極用電極箔とを導電性接着層を介して交互に積層して形成されたシート積層体と、シート積層体を封止する絶縁性樹脂と、を備える。陽極用電極箔と陰極用電極箔とが積層された際の箔間距離は、シート積層体の外周部である端部よりもシート積層体の端部に囲まれた領域の内部の方が短い。
 この構成を備えることで、陽極用電極箔と陰極用電極箔との距離は、端部(外周)よりも内部において近い。すなわち、バリが発生する端部における陽極用電極箔と陰極用電極箔との距離を確保できる。陽極と陰極の間の接触を抑制することが可能となり、ショートによる不良を低減できる。
 この発明の固体電解コンデンサの製造方法は、平膜状の陽極用電極箔の表面に誘電体層、および固体電解質層を順次形成して、複数の平膜状のコンデンサ素子を形成する工程と、複数の平膜状の陰極用電極箔を形成する工程と、複数の平膜状のコンデンサ素子と複数の平膜の陰極用電極箔とを、導電性接着層を介して交互に積層して、シート積層体を形成する工程と、シート積層体を絶縁性樹脂で封止する工程と、を有する。シート積層体を形成する工程は、シート積層体とプレス板の間に弾性体を挟み、加熱加圧する。
 この方法を備えることで、バリが発生する端部における陽極用電極箔と陰極用電極箔との距離を確保した固体電解コンデンサを製造することができる。この固体電解コンデンサは、陽極と陰極の間の接触を抑制することが可能となり、ショートによる不良を低減できる。
 この発明の固体電解コンデンサの製造方法は、平膜状の陽極用電極箔の表面に誘電体層、内層固体電解質層、および外層固体電解質層を順次形成して、複数の平膜状のコンデンサ素子を形成する工程と、複数の平膜状の陰極用電極箔を形成する工程と、複数の平膜状のコンデンサ素子と複数の平膜の陰極用電極箔とを、外層固体電解質層を介して交互に積層して、シート積層体を形成する工程と、シート積層体を絶縁性樹脂で封止する工程と、を有する。シート積層体を形成する工程は、シート積層体とプレス板の間に弾性体を挟み、加熱加圧する。
 この方法を備えることで、バリが発生する端部における陽極用電極箔と陰極用電極箔との距離を確保した固体電解コンデンサを製造することができる。この固体電解コンデンサは、陽極と陰極の間の接触を抑制することが可能となり、ショートによる不良を低減できる。
 この発明によれば、陽極と陰極との間の短絡を抑制し、高い信頼性を実現できる固体電解コンデンサの製造方法を提供できる。
図1は、第1の実施形態に係る固体電解コンデンサの構成を示す側面断面図である。 図2(A)は、個片化前のコンデンサ素子と陰極電極との組の構成を示す側面断面図であり、図2(B)は、個片化前のコンデンサ素子の構成を示す側面断面図であり、図2(C)は、個片化後のコンデンサ素子と陰極電極との組の構成を示す側面断面図である。 図3(A)は、本発明のコンデンサ素子と陰極電極との構造を概略的に示した図であり、図3(B)は、従来構成のコンデンサ素子と陰極電極との構造を概略的に示した図である。 図4(A)は、本発明のコンデンサ素子と陰極電極とを加熱加圧した際の高低差を示した図であり、図4(B)は、従来構成のコンデンサ素子と陰極電極とを加熱加圧した際の高低差を示した図である。 図5は、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法の概略フローの一例を示すフローチャートである。 図6は、コンデンサ素子シートの形成工程の一例を示すフローチャートである。 図7(A)は、個片化前のコンデンサ素子の陽極電極および誘電体層の形状を示す外観斜視図であり、図7(B)は、個片化前のコンデンサ素子の形状を示す外観斜視図である。 図8は、マルチ状態での外観図である。 図9は、個片化前の陰極電極の形状を示す外観斜視図である。 図10は、シート積層体の形成工程の一例を示すフローチャートである。 図11(A)、図11(B)は、コンデンサ素子シートに第2ダムを形成した状態を示す外観斜視図である。 図12(A)、図12(B)は、コンデンサ素子シートに第2ダムおよび接着剤を形成した状態を示す外観斜視図である。 図13(A)、図13(B)は、コンデンサ素子シートと陰極電極シートとを積層する状態を示す分解斜視図である。 図14(A)は、マルチ状態でのコンデンサ素子シートと陰極電極シートとの積層状態を示す分解斜視図であり、図14(B)は、マルチ状態でのコンデンサ素子シートと陰極電極シートとの積層状態を示す外観斜視図である。 図15は、コンデンサ素子シートと陰極電極シートとを積層し、加熱加圧する際の構成を示す図である。 図16(A)、図16(B)は、第2の実施形態に係る個片化前のコンデンサ素子と陰極電極との組の構成を示す側面断面図である。 図17(A)、図17(B)は、第2の実施形態に係るコンデンサ素子シートを示す外観斜視図である。 図18は、第2の実施形態に係るシート積層体の形成工程の一例を示すフローチャートである。 図19(A)、図19(B)は、第3の実施形態に係る個片化前のコンデンサ素子と陰極電極との組の構成を示す側面断面図である。 図20(A)、図20(B)は、第3の実施形態に係るコンデンサ素子シートを示す外観斜視図である。
 [第1の実施形態]
 本発明の第1の実施形態に係る固体電解コンデンサ、およびこの固体電解コンデンサの製造方法について、図を参照して説明する。
 (固体電解コンデンサ1の概略的な構成の説明)
 まず、本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサの構造について説明する。図1は、第1の実施形態に係る固体電解コンデンサの構成を示す側面断面図である。なお、図1では、図を見やすくするため、絶縁性樹脂および外部電極のみをハッチングしている。図2(A)は、個片化前のコンデンサ素子と陰極電極との組の構成を示す側面断面図である。図2(B)は、個片化前のコンデンサ素子の構成を示す側面断面図である。図2(C)は、個片化後のコンデンサ素子と陰極電極との組の構成を示す側面断面図である。
 図1、図2(A)、図2(B)、図2(C)に示すように、固体電解コンデンサ1は、コンデンサ素子積層体100、絶縁性樹脂50、外部電極61、および外部電極62を備える。コンデンサ素子積層体100は、複数の平膜状のコンデンサ素子10、複数の平膜状の陰極電極20、第2ダム30、および接着剤40を備える。なお、図1では、平膜状のコンデンサ素子10および陰極電極の個数(枚数)は、それぞれに4であるが、これに限るものではない。なお、陰極電極20が本発明における「陰極用電極箔」に対応し、接着剤40が本発明における「導電性接着層」に対応する。図1、図2(A)、図2(B)、図2(C)における側面断面図は、図1におけるコンデンサ素子積層体100の天面101と底面102に直交する面による断面図である。
 図2(B)に示すように、コンデンサ素子10は、平膜状の陽極電極11、誘電体層12、およびCP層(固体電解質層)13を備える。
 図2(A)、図2(B)、図2(C)では詳細な構造の図示は割愛されているが、陽極電極11は、多数の孔を備える。言い換えれば、陽極電極11は、ポーラス状態(多孔質体)である。陽極電極11の一方側の多孔質部分と芯金部分と他方側の多孔質部分の厚みの比は、1:1:1程度となっている。誘電体層12は、陽極電極11の外面を覆う。図2(A)、図2(B)、図2(C)では陽極電極11の詳細な構造の図示が割愛されているため、誘電体層12は模式的に陽極電極11の巨視的な表面を覆っているように図示されている。実際には、誘電体層12は、陽極電極11の巨視的な表面のみならず、陽極電極11の多数の孔の内面も覆っている。なお、陽極電極11が本発明における「陽極用電極箔」に対応する。
 CP層13は、誘電体層12の表面を覆う。CP層13の外周には、枠状の第1ダム14が形成されている。第1ダム14は、絶縁性を有する。第1ダム14によって、CP層13の形成領域が規制される。
 CP層13は、内層CP(内層固体電解質層)131と外層CP(外層固体電解質層)132との積層構造である。内層CP131は、誘電体層12の表面に形成され、外層CP132は、内層CP131の表面に形成される。
 複数のコンデンサ素子10と複数の陰極電極20とは、それぞれの平膜面が平行になるように、且つ、平面視して重なり合うように交互に積層されている。
 隣り合うコンデンサ素子10と陰極電極20との間には、第2ダム30および接着剤40が配設される。第2ダム30は、絶縁性を有する。一方、接着剤40は、導電性を有する。
 第2ダム30は枠状である。接着剤40は、第2ダム30で規定される枠の内側に配設される。この接着剤40によって、隣り合うコンデンサ素子10と陰極電極20とは接着され、かつ電気的に接続される。
 このような積層状態において、複数のコンデンサ素子10の第1端10E1(図2(C)参照)は、側面視して略同じ位置となる。同様に、複数のコンデンサ素子10の第2端10E2(図2(C)参照)は、側面視して略同じ位置となる。さらに、複数の陰極電極20の第1端20E1(図2(C)参照)は、側面視して略同じ位置となる。同様に、複数の陰極電極20の第2端20E2(図2(C)参照)は、側面視して略同じ位置となる。
 複数のコンデンサ素子10の第1端10E1と複数の陰極電極20の第2端20E2とは、コンデンサ素子積層体100の第1端側に配置される。複数のコンデンサ素子10の第1端10E1は、複数の陰極電極20の第2端20E2よりも外方に突出している。
 複数のコンデンサ素子10の第2端10E2と複数の陰極電極20の第1端20E1とは、コンデンサ素子積層体100の第2端側に配置される。複数の陰極電極20の第1端20E1は、複数のコンデンサ素子10の第2端10E2よりも外方に突出している。
 このような構造によって、複数のコンデンサ素子10と複数の陰極電極20との積層方向の両端に天面101と底面102とを有するコンデンサ素子積層体100は実現される。
 コンデンサ素子積層体100は、絶縁性樹脂50によって封止される。より具体的には、絶縁性樹脂50は、複数のコンデンサ素子10の第1端10E1(陽極電極11の第1端10E1)および複数の陰極電極20の第1端20E1を除き、コンデンサ素子積層体100を覆う。
 外部電極61は、絶縁性樹脂50の第1端(陽極電極11の第1端10E1)を覆う。外部電極61は、複数のコンデンサ素子10の陽極電極11の第1端10E1に接続する。
 外部電極62は、絶縁性樹脂50の第2端(陰極電極20の第1端20E1)を覆う。外部電極62は、複数の陰極電極20の第1端20E1に接続する。
 以上の構成によって、固体電解コンデンサ1は実現される。
 (固体電解コンデンサ1の詳細な構造の説明)
 次に、図3(A)、図3(B)を用いて、固体電解コンデンサ1を構成するコンデンサ素子10と陰極電極20との詳細な構造を説明する。図3(A)は、コンデンサ素子10と陰極電極20との構造を概略的に示した側面断面図であり、上述した図2(A)の構造を拡大した図である。図3(B)は、従来構成によるコンデンサ素子10と陰極電極20との構造を概略的に示した側面断面図である。図3(A)、図3(B)における側面断面図は、図1におけるコンデンサ素子積層体100の天面101と底面102に直交する面による断面図である。
 なお、それぞれの構造は説明を分かりやすくするため、各構成を拡大し、かつ誇張して表現している。また、図3(A)、図3(B)では、コンデンサ素子10と陰極電極20を1組のみ図示しているが、固体電解コンデンサ1はこの組を複数積層して形成されている。
 まず、陰極電極20と第2ダム30の構成を定義する。 
 (第2ダム30の定義)
 第2ダム30について説明する。第2ダム30は、剛性が高い樹脂によって構成されている。より具体的には、第2ダム30はシリカフィラーを含む樹脂から形成されているとよい。
 (陰極電極20の定義)
 陰極電極20は、例えば、アルミ、チタン、銅、銀等で形成されている。この陰極電極20はコンデンサ素子10に対して近接可能なものであることが好ましい。すなわち、陰極電極20は、屈曲性を有する構成であることが好ましい。この屈曲性は次に示す曲げやすさで定義される。
 曲げやすさ(kN×m)=ヤング率×(陰極電極20の厚み) 
 この曲げやすさの値が小さいほど、陰極電極20は曲げやすい。特に、曲げ易さは、0.0085から16.25であるとよく、0.22から2.06であるとよりよい。
 上述の陰極電極20の素材の中で最もヤング率が小さい(最も曲げやすい)アルミを例として、具体的な値を説明する。アルミのヤング率は68~76の範囲である。例えば、陰極電極20の厚みを15~30μmであるとした場合、陰極電極20の曲げやすさは0.22~2.06kN×mとなる。
 次に、図3(A)に示す本発明の構成と、図3(B)に示す従来構成とを比較する。本発明の構成と従来構成は、以下の点で共通している。
 (構成1)コンデンサ素子10の第1面には枠状の開口を有する第2ダム30が形成されている。 
 (構成2)この第2ダム30の開口内には、接着剤40が配置されている。 
 (構成3)コンデンサ素子10と陰極電極20とは、接着剤40を介して接着され、さらに加熱加圧される。
 しかしながら、本発明の構成と従来構成では、上述における構成3の加熱加圧する方法が異なる。これらについて詳細を説明する。なお、以下に示す加熱加圧の処理は、コンデンサ素子10と陰極電極20の構成を用いて説明しているが、本来は上述のとおり、固体電解コンデンサ1が個片化される前のマルチ状態(複数の固体電解コンデンサ1となるものが配列された状態)の構成において実行される。
 (図3(A)に示す本発明の構成) 
 図3(A)に示すように、本発明の構成においては、コンデンサ素子10と陰極電極20は、プレス板310と弾性体300を用いて接着される。この弾性体300は、例えば、シリコンラバーやシリコンスポンジやシリコンゴムのように反発弾性を有し、さらに加熱加圧時の熱に耐性を有する素材であればよい。
 コンデンサ素子10には、接着剤40を介して陰極電極20が配置される。この陰極電極20の上に弾性体300を配置し、この弾性体300の上からプレス板310を用いて加熱加圧する。弾性体300には、パスカルの原理に応じて、第2ダム30および接着剤40の接触面の全面に同様に応力が加わる。ここで、加熱加圧時において、弾性体300は変形し易い。一方で、第2ダム30は接着剤40よりも変形し難い(接着剤40は第2ダム30よりも変形し易い)。したがって、弾性体300を用いて加熱加圧することによって、接着剤40は、第2ダム30よりも変形して薄くなりやすい。このため、第2ダム30に支えられていない部分(接着剤40の部分)の陰極電極20は、コンデンサ素子10側に撓み、接着剤40は、第2ダム30で囲まれた範囲内において、コンデンサ素子10の全面に押し拡がる。これにより、陰極電極20とコンデンサ素子10(コンデンサ素子10のCP層13)とは、接着剤40によって広い面積で近接して接着される。
 この際、第2ダム30に重なる部分およびその付近、すなわち、コンデンサ素子10(シート積層体)の外周部に該当する部分をコンデンサ素子10の端部とし、この端部の距離をd1と定義する。さらに、コンデンサ素子10の外周部に囲まれる領域を内部とし、この内部の距離をd2と定義する。距離d1と距離d2を比較すると、d1>d2である。言い換えれば、弾性体300を用いてコンデンサ素子10と陰極電極20を加熱加圧処理することによって、コンデンサ素子10の端部よりも内部において、コンデンサ素子10と陰極電極20との距離が近くなるように形成できる。
 なお、コンデンサ素子10の内部において、内部の全体においてコンデンサ素子10と陰極電極20との距離が均一(距離d2)である必要はない。コンデンサ素子10の内部において、少なくとも一部が距離d2であればよい。
 (図3(B)に示す従来構成) 
 一方、図3(B)に示すように、従来構成においては、コンデンサ素子10の端部と内部において、コンデンサ素子10と陰極電極20との距離はd3である。言い換えれば、プレス板を用いて加熱加圧する際、第2ダム30によって下死点が決定されてしまう。したがって、コンデンサ素子10と陰極電極20との距離を短くすることが難しい。
 ここで、図4(A)、図4(B)を用いて、上述の方法によってコンデンサ素子10と陰極電極20とを加熱加圧した際の高低差を比較する。図4(A)は、本発明のコンデンサ素子と陰極電極とを加熱加圧した際の高低差を示した図であり、図4(B)は、従来構成のコンデンサ素子と陰極電極とを加熱加圧した際の高低差を示した図である。
 図4(A)と図4(B)とを比較する。それぞれの図において、貫通穴が形成されている部分を除き、色が濃い部分は高低差が高いことを示し、色が薄い部分は高低差が低いことを示す。なお、貫通穴の詳細については、後述する。
 図4(A)においてはコンデンサ素子10の内部と端部との高低差が図4(B)と比較して大きいことが分かる。すなわち、弾性体300を用いて加熱加圧することによって、陰極電極20とコンデンサ素子10の内部と距離d2を短くすることができ、陰極電極20とコンデンサ素子10の外周部と距離d1を長く(大きく)することができる。
 ここで、図3(A)の構造と図3(B)の構造を比較する。 
 (1)接着剤40の接触面積 
 本発明の構成は、弾性体300を用いて加熱加圧されるため、陰極電極20が移動可能な領域に追従するようにコンデンサ素子10により広い面積で接着される。すなわち、陰極電極20とコンデンサ素子10の外層CP132とは、より広い面積で接着される。このことによって、コンデンサ素子10の外層CP132と陰極電極20との剥離は抑制される。
 一方、従来構成において、弾性体300を用いずに加熱加圧処理を実行した場合を比較する。第2ダム30は剛性が高い樹脂で形成されているため、第2ダム30の高さによって下死点が決定されてしまう。よって、陰極電極20とコンデンサ素子10との距離は第2ダム30の高さと略同じとなる。
 すなわち、本発明の構成と従来構成とを比較すると、本発明の構成は、陰極電極20とコンデンサ素子の外層CP132との距離を近くでき、接触面積を大きくできる。よって、コンデンサ素子10と陰極電極20との剥離を抑制できる。
 さらに、バリが発生する端部では、陰極電極20とコンデンサ素子10の陽極電極11との距離が大きい。したがって、陰極電極20のバリが陽極電極11に短絡することを抑制できる。
 (2)接着剤40の厚み 
 本発明の構成は、弾性体300を用いて加熱加圧するため、接着剤40はコンデンサ素子10に対してより広い面積で押し拡がる。このことによって、接着剤40は薄く広くなり、陰極電極20とコンデンサ素子10の外層CP132との距離は短くなる。すなわち、等価直列抵抗ESRは低減し、導電性が高くなる。
 一方、従来構成における陰極電極20は、第2ダム30によって下死点が決定されてしまう。すなわち、接着剤40は、本発明の構成と比較すると第2ダム30の厚み以下には薄くなり難い。また、接着剤40は、本発明の構成と比較すると広がり難い。よって、等価直列抵抗ESRが低下し難い。
 言い換えれば、本発明の構成は、コンデンサ素子10の内部の位置におけるコンデンサ素子10と陰極電極20との距離(d2)は、コンデンサ素子10の端部における距離(d1)よりも短い。このことによって、等価直列抵抗ESRは低減し、導電性が高くなる。
 一方、従来構成において、コンデンサ素子10と陰極電極20との距離はd3である。すなわち、コンデンサ素子10と陰極電極20との距離は、本発明と比較すると長い。よって、従来構成は、本発明と比較すると等価直列抵抗ESRが大きい。
 すなわち、本発明の構成のように、第2ダム30が接着剤40よりも変形し難く、弾性体300を用いてコンデンサ素子10と陰極電極20とを加熱加圧することによって、より特性の優れた固体電解コンデンサ1を実現できる。さらに、バリによる短絡を抑制でき、固体電解コンデンサ1の信頼性の低下や不良品の発生を抑制できる。
 (固体電解コンデンサ1の製造方法)
 上述の構成からなる固体電解コンデンサ1は、例えば、次のように製造される。図5は、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法の概略フローの一例を示すフローチャートである。
 コンデンサ素子シートを形成する(図5:S11)。コンデンサ素子シートには、それぞれの異なる固体電解コンデンサ1を形成する複数のコンデンサ素子10が配列された状態で形成されている。
 次に、コンデンサ素子シートと陰極電極シートとを積層し、シート積層体を形成する(図5:S12)。なお、陰極電極シートには、それぞれの異なる固体電解コンデンサ1を形成する複数の陰極電極20が配列された状態で形成されている。これにより、複数のコンデンサ素子積層体100が平面的に配列された構造体が形成される。言い換えれば、シート積層体とは、複数のコンデンサ素子積層体100が平面的に配列されたものである。
 次に、シート積層体を絶縁性樹脂50で封止する(図5:S13)。詳細は後述するが、この際に、シート積層体の上面から下面までを貫通する貫通穴をシート積層体に備え、コンプレッションモールドによって樹脂封止を行う。
 この絶縁性樹脂50での封止までは、固体電解コンデンサ1が個片化される前のマルチ状態(複数の固体電解コンデンサ1となるものが配列された状態)で行われる。
 次に、絶縁性樹脂50で封止されたシート積層体を切断し、個片化する(図5:S14)。具体的には、後述する図13(B)に示す切断線E11、E12、S11、S12に沿って切断を行う。これにより、外部電極が形成されていない状態の複数の固体電解コンデンサ1(固体電解コンデンサ1の素体と称する)が形成される。この後、固体電解コンデンサ1の素体に絶縁性樹脂50の2次封止を行う。より具体的には、固体電解コンデンサ1の素体の側面(切断線S11、S12で切断した面(上面、下面、陽極電極11および陰極電極20が露出する端面とは異なる側面))を、絶縁性樹脂50の2次封止によって覆う。これにより、個片化時に不要に露出する陽極電極11および陰極電極20を絶縁性樹脂50で覆う。
 次に、固体電解コンデンサ1の素体の端面に外部電極61および外部電極62を形成する(図5:S15)。
 次に、各工程をより具体的に説明する。
 (コンデンサ素子シートの形成工程)
 図6は、コンデンサ素子シートの形成工程の一例を示すフローチャートである。図7(A)は、個片化前のコンデンサ素子の陽極電極および誘電体層の形状を示す外観斜視図であり、図7(B)は、個片化前のコンデンサ素子の形状を示す外観斜視図である。図8は、マルチ状態での外観図である。
 陽極電極11に化成処理を行って、誘電体層12を形成する(図6:S111)。この際、陽極電極11の表面には、エッチングによって多数の孔が形成されており、陽極電極11の表面付近は多孔質体となっている。誘電体層12は、孔の内面も含めた陽極電極11の表面を覆っている。
 次に、陽極電極11に陽極用貫通穴を形成する(図6:S112)。より具体的には、図7(A)に示すように、陽極電極11には、複数の円筒形の陽極用貫通穴19Cと、溝状の陽極用貫通穴19Lとが形成される。複数の円筒形の陽極用貫通穴19Cと、溝状の陽極用貫通穴19Lとは、複数の陽極電極11となる部分の並ぶ方向に沿って、交互に配列されている。複数の円筒形の陽極用貫通穴19Cは、陽極電極11の第1端10E1を実現する位置に形成され、溝状の陽極用貫通穴19Lは、隣り合う陽極電極11となる部分を跨ぐ位置、および隣り合う陽極電極11の第2端10E2を実現する位置に形成される。
 これらの陽極用貫通穴19Cおよび陽極用貫通穴19Lは、パンチング加工で形成される。このため、バリが少なからず発生してしまう。なお、陽極用貫通穴19Cおよび陽極用貫通穴19Lは、レーザ加工で形成することも可能であり、この場合もパンチング加工によるバリと同様にドロスが残ることがある。
 次に、誘電体層12の表面にCP層(固体電解質層)13を形成する(図6:S113)。より具体的には、図7(B)に示すように、枠状の開口を有する第1ダム14を形成する。そして、第1ダム14の開口内に、CP層13(内層CP131と外層CP132との積層構造)を形成する。
 この構造は、図8に示すように、複数のコンデンサ素子10(陽極電極11、誘電体層12、CP層13、および第1ダム14からなる構造体)が二次元で配列されたマルチ状態で行われる。
 (陰極電極シートの形成工程)
 図9は、個片化前の陰極電極の形状を示す外観斜視図である。
 図9に示すように、陰極電極20には、複数の円筒形の陰極用貫通穴29Cと、溝状の陰極用貫通穴29Lとが形成される。複数の円筒形の陰極用貫通穴29Cと、溝状の陰極用貫通穴29Lとは、複数の陰極電極20となる部分の並ぶ方向に沿って、交互に配列されている。複数の円筒形の陰極用貫通穴29Cは、陰極電極20の第1端20E1を実現する位置に形成され、溝状の陰極用貫通穴29Lは、隣り合う陰極電極20となる部分を跨ぐ位置、および隣り合う陰極電極20の第2端20E2を実現する位置に形成される。
 陰極用貫通穴29Cおよび陰極用貫通穴29Lも、パンチング加工で形成される。このため、バリが少なからず発生してしまう。なお、陰極用貫通穴29Cおよび陰極用貫通穴29Lも、レーザ加工で形成することも可能であり、この場合もパンチング加工によるバリと同様にドロスが残ることがある。
 (シート積層体の形成工程)
 図10は、シート積層体の形成工程の一例を示すフローチャートである。図11(A)、図11(B)は、コンデンサ素子シートに第2ダムを形成した状態を示す外観斜視図である。図11(A)はマルチ状態を示し、図11(B)は1個のコンデンサ素子の部分を示す。図12(A)、図12(B)は、コンデンサ素子シートに第2ダムおよび接着剤を形成した状態を示す外観斜視図である。図12(A)はマルチ状態を示し、図12(B)は1個のコンデンサ素子の部分を示す。図13(A)、図13(B)は、コンデンサ素子シートと陰極電極シートとを積層する状態を示す分解斜視図であり、1個の固体電解コンデンサに該当する部分を示す。図14(A)は、マルチ状態でのコンデンサ素子シートと陰極電極シートとの積層状態を示す分解斜視図であり、図14(B)は、マルチ状態でのコンデンサ素子シートと陰極電極シートとの積層状態を示す外観斜視図である。図15は、コンデンサ素子シートと陰極電極シートとの積層し、加熱加圧する際の構成を示す図である。
 シート積層体に第2ダム30を形成する(図10:S121)。より具体的には、図11(A)、図11(B)に示すように、枠状の開口を有する第2ダム30を形成する。第2ダム30は、第1ダム14に重なる位置に形成される。
 次に、図12(A)、図12(B)に示すように、第2ダム30の開口内に接着剤40を配設する(図10:S122)。
 次に、図13(A)、図13(B)、図14(A)、図14(B)に示すように、コンデンサ素子シートと陰極電極シートとを交互に積層する(図10:S123)。より具体的には、コンデンサ素子シートと陰極電極シートとは、次の条件を満たすように積層される。
 ・積層方向に視て、コンデンサ素子シートにおける複数の円筒形の陽極用貫通穴19Cと、陰極電極シートにおける溝状の陰極用貫通穴29Lとは重なる。 
 ・積層方向に視て、コンデンサ素子シートにおける溝状の陽極用貫通穴19Lと、陰極電極シートにおける複数の円筒形の陰極用貫通穴29Cとは重なる。 
 ・積層方向に視て、コンデンサ素子シートにおける溝状の陽極用貫通穴19Lと、陰極電極シートにおける溝状の陰極用貫通穴29Lとは重なる。 
 そして、これらの貫通穴は、シート積層体に配列されたコンデンサ素子の個数に応じて複数形成される。したがって、シート積層体には、シート積層体の上面から下面まで貫通する貫通穴が複数形成される。
 次に、シート積層体を加熱加圧する(図10:S124)。これにより、コンデンサ素子シートと陰極電極シートとが接着剤40によって接着され、シート積層体が形成される。この加熱加圧する際には、図15に示すように、シート積層体とプレス板310との間に弾性体300を挟む。この弾性体300を介して、プレス板310はシート積層体を加熱加圧する。このことによって、図3(A)に示すように、各コンデンサ素子10と各陰極電極20とが接着される。このように、弾性体300を用いることによって、外周部(主として第2ダム30の領域)を内部(主として接着剤40の領域)よりも厚くでき、上述の導電特性やバリの問題を解決できる。
 [第2の実施形態]
 本発明の第2の実施形態に係る固体電解コンデンサ、および固体電解コンデンサの製造方法について、図を参照して説明する。図16(A)、図16(B)は、第2の実施形態に係る個片化前のコンデンサ素子と陰極電極との組の構成を示す側面断面図である。図17(A)、図17(B)は、第2の実施形態に係るコンデンサ素子シートを示す外観斜視図である。
 第2の実施形態に係る固体電解コンデンサ1Aは、第1の実施形態に係る固体電解コンデンサ1に対して、接着剤40を備えていない点において異なる。固体電解コンデンサ1Aの他の構成は、固体電解コンデンサ1と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
 図16(A)、図17(B)に示すように、第2ダム30は枠状である。外層CP(外層固体電解質層)132Aは、第2ダム30で規定される枠の内側に配設される。言い換えれば、第1ダム14で規定される枠の内側には、内層CP131が形成され、内層CPの表面には外層CP132Aが形成されている。さらに、外層CP132Aは、第2ダム30で規定される枠の内側にも形成されている。
 このような構成であっても、第2ダム30の内側に形成された外層CP(外層固体電解質層)132Aによって、隣り合うコンデンサ素子10Aと陰極電極20とは接着され、かつ電気的に接続される。
 次に、図16(B)に示すように、陰極電極20の上に弾性体300を配置し、この弾性体300の上からプレス板310を用いて加熱加圧する。プレス板310からの圧力は、弾性体300と陰極電極20とを介し、陰極電極20と第2ダム30および外層CP132Aとの接触面の全面に伝わる。
 加熱加圧時において、外層CP132Aは、第2ダム30よりも変形しやすい。また、弾性体300は、加圧対象物の変形に追随して変形することにより、加圧対象物の変形しやすい部分に継続して圧力を伝えることができる。したがって、弾性体300を用いて加圧加熱することによって、変形しにくい第2ダム30より、変形しやすい外層CP132Aをより変形させることになる。その結果、外層CP132Aは、第2ダム30よりも変形して薄くなりやすい。
 このため、図16(A)、図16(B)に示すように、第2ダム30に支えられていない部分(外層CP132Aの部分)の陰極電極20は、コンデンサ素子10A側に撓み、外層CP132Aは、第2ダム30で囲まれた範囲内において、コンデンサ素子10Aの全面に押し拡がる。これにより、陰極電極20とコンデンサ素子10Aとは、外層CP132Aによって広い面積で近接して接着される。
 図18は、シート積層体の形成工程の一例を示すフローチャートである。
 シート積層体に第2ダム30を形成する(図18:S121)。より具体的には、図16(A)に示すように、枠状の開口を有する第2ダム30を形成する。第2ダム30は、第1ダム14に重なる位置に形成される。
 次に、図17(A)、図17(B)に示すように、第2ダム30の開口内に外層CP132Aを配設する(図10:S221)。
 次に、第1の実施形態で示した図13(A)、図13(B)、図14(A)、図14(B)に示すように、コンデンサ素子シートと陰極電極シートとを交互に積層する(図18:S123)。より具体的には、コンデンサ素子シートと陰極電極シートとは、第1の実施形態と同様の条件を満たすように積層される。
 次に、シート積層体を加熱加圧する(図18:S124)。これにより、コンデンサ素子シート(より詳細には、ここでのコンデンサ素子シートは、内層CP131まで形成したものに対応する。)と陰極電極シートとが外層CP132Aによって接着され、シート積層体が形成される。この加熱加圧する際には、図16(B)に示すように、シート積層体とプレス板310との間に弾性体300を挟む。この弾性体300を介して、プレス板310はシート積層体を加熱加圧する。
 このことによって、図16(B)に示すように、各コンデンサ素子10Aと各陰極電極20とが接着される。このように、弾性体300を用いることによって、外周部(主として第2ダム30の領域)を内部(主として外層CP132Aの領域)よりも厚くでき、導電特性やバリの問題を解決できる。
 すなわち、このような構成であっても、第2ダム30が接着剤40よりも変形し難く、弾性体300を用いてコンデンサ素子10Aと陰極電極20とを加熱加圧することによって、より特性の優れた固体電解コンデンサ1Aを実現できる。さらに、バリによる短絡を抑制でき、固体電解コンデンサ1Aの信頼性の低下や不良品の発生を抑制できる。
 [第3の実施形態]
 本発明の第3の実施形態に係る固体電解コンデンサについて、図を参照して説明する。図19(A)、図19(B)は、第3の実施形態に係る個片化前のコンデンサ素子と陰極電極との組の構成を示す側面断面図である。図20(A)、図20(B)は、第3の実施形態に係るコンデンサ素子シートを示す外観斜視図である。
 図19(A)、図19(B)、図20(B)に示すように、第3の実施形態に係る固体電解コンデンサ1Bは、第1の実施形態に係る固体電解コンデンサ1に対して、第2ダム30、および接着剤40を備えていない点、および第1ダム14Bの構造において異なる。固体電解コンデンサ1Bの他の構成は、固体電解コンデンサ1と同様であり、同様の箇所の説明は省略する。
 図19(A)、図19(B)、図20(A)、図20(B)に示すように、第1ダム14Bは枠状である。外層CP(外層固体電解質層)132Bは、第1ダム14Bで規定される枠の内側に配設される。言い換えれば、第1ダム14Bで規定される枠の内側には、内層CP131、および外層CP132Bが形成されている。なお、外層CP132Bは、内層CP131の表面に形成されている。
 このような構成であっても、第1ダム14Bの内側に形成された外層CP(外層固体電解質層)132Bによって、隣り合うコンデンサ素子10Bと陰極電極20とは接着され、かつ電気的に接続される。
 第1ダム14Bは、陰極電極20と当接する面において所定の剛性を有する。より具体的には、第1ダム14Bの一部は、第1の実施形態における第2ダム30と同様に剛性が高い樹脂によって構成されている。より具体的には、第1ダム14Bは陰極電極20と当接する面を含み、厚み方向における少なくとも一部(以下、第1ダム14Bの当接部)はシリカフィラーを含む樹脂から形成されているとよい。
 図19(B)に示すように、陰極電極20の上に弾性体300を配置し、この弾性体300の上からプレス板310を用いて加熱加圧する。弾性体300には、第1ダム14Bおよび外層CP132Bの接触面の全面に同様に応力が加わる。
 加熱加圧時において、弾性体300は変形し易い。一方で、第1ダム14Bの当接部において、第1ダム14Bは外層CP132Bよりも変形し難い(外層CP132Bは第1ダム14Bよりも変形し易い)。したがって、弾性体300を用いて加熱加圧することによって、外層CP132Bは、第1ダム14Bよりも変形して薄くなりやすい。
 このため、第2ダム30に支えられていない部分(外層CP132Bの部分)の陰極電極20は、コンデンサ素子10側に撓み、外層CP132Bは、第1ダム14Bで囲まれた範囲内において、コンデンサ素子10の全面に押し拡がる。これにより、陰極電極20とコンデンサ素子10とは、外層CP132Bによって広い面積で近接して接着される。
 なお、上述の第1ダム14Bの当接部とは、固体電解コンデンサ1Bの厚み方向において、弾性体300を用いた加熱加圧時において外層CP132Bよりも剛性を有する形状、および厚みであるとよい。
 このことによって、図19(B)に示すように、各コンデンサ素子10Bと各陰極電極20とが接着される。このように、弾性体300を用いることによって、外周部(主として第2ダム30の領域)を内部(主として外層CP132Bの領域)よりも厚くでき、導電特性やバリの問題を解決できる。
 すなわち、このような構成であっても、第1ダム14Bが外層CP132Bよりも変形し難く、弾性体300を用いてコンデンサ素子10Bと陰極電極20とを加熱加圧することによって、より特性の優れた固体電解コンデンサ1Bを実現できる。さらに、バリによる短絡を抑制でき、固体電解コンデンサ1Bの信頼性の低下や不良品の発生を抑制できる。
 (固体電解コンデンサ1の各構成要素の具体的な材料等の一例の説明)
 (コンデンサ素子10)
 コンデンサ素子10、例えば以下の材料や厚みで実現される。
 陽極電極11は、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム、マグネシウムの金属単体、または、これらの金属を含む合金等からなる。なお、陽極電極11は、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることが好ましい。陽極電極11は、いわゆる弁作用を示す弁作用金属であればよい。
 陽極電極11は、平板状であることが好ましく、陽極電極11の芯部(多孔質体の孔が到達しない中心部)の厚みは、5μm以上、100μm以下であることが好ましい。多孔質部(多孔質体の孔が形成されている部)の厚さ(片面の厚さ)は、5μm以上、200μm以下であることが好ましい。
 誘電体層12は、陽極電極11の酸化皮膜からなることが好ましい。誘電体層12は、例えば、陽極電極11にアルミニウム箔を用いる場合、ホウ酸、リン酸、アジピン酸、またはそれらのナトリウム塩、アンモニウム塩等を含む水溶液中で酸化させることで形成される。誘電体層12の厚みは1nm以上、100nm以下であることが好ましい。
 内層CP131は、例えば、ピロール類、チオフェン類、アニリン類等を骨格とした導電性高分子、もしくはチオフェン類を骨格とする導電性高分子のPEDOT[ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)]等で実現され、ドーパントとなるポリスチレンスルホン酸(PSS)と複合化させたPEDOT:PSSの層であってもよい。内層CP131は、例えば、3,4-エチレンジオキシチオフェン等のモノマーを含む処理液を用いて、誘電体層12の表面にポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)等の重合膜を形成する方法や、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)等のポリマーの分散液を誘電体部の表面に塗布して乾燥させる方法等によって形成される。
 外層CP132の厚みは、2μm以上、20μm以下であることが好ましい。外層CP132の材料は、内層CP131の材料と同様である。
 接着剤40は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の絶縁性樹脂と、カーボンや銀等の導電性粒子との混合物を用いるとよい。
 陰極電極20は、例えば、アルミ、チタン、銅、銀等で形成されている。なお、陰極電極20は、曲げやすさの点において、アルミニウムまたはアルミニウム合金であることが好ましい。陰極電極20の厚みは、例えば、陽極電極11の厚みと同程度である。
 絶縁性樹脂50は、フィラーを含んでいてもよい。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、液晶ポリマー等が好ましい。フィラーとしては、例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子、チタニア粒子、ジルコニア粒子などの絶縁性酸化物粒子等が好ましい。フィラーの最大径は、例えば30μm以上、40μm以下が望ましい。例えば、固形エポキシ樹脂に、シリカ粒子を含む材料であることがより好ましい。
 この発明に係る構成と上述した構成との対応関係を以下に記載する。 
 [付記]
 <1>
 平膜状の陽極用電極箔の表面に誘電体層、および、固体電解質層が順次形成された複数の平膜状のコンデンサ素子と、複数の平膜状の陰極用電極箔とを導電性接着層を介して交互に積層して形成されたシート積層体と、
 前記シート積層体を封止する絶縁性樹脂と、
 を備え、
 前記陽極用電極箔と前記陰極用電極箔とが積層された際の箔間距離は、前記シート積層体の外周部である端部よりも前記シート積層体の端部に囲まれた領域の内部の方が短い、固体電解コンデンサ。
 <2>
 前記端部は、前記内部よりも厚い、<1>に記載の固体電解コンデンサ。
 <3>
 前記陽極用電極箔と前記陰極用電極箔の曲げやすさは、
 前記陽極用電極箔と前記陰極用電極箔のヤング率と、前記陽極用電極箔と前記陰極用電極箔の厚みの三乗との積で求められ、
 前記曲げやすさは、0.0085から16.25である、
 <1>または<2>に記載の固体電解コンデンサ。
 <4>
 前記陽極用電極箔と前記陰極用電極箔とは、アルミニウムである、<1>乃至<3>のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
 <5>
 平膜状の陽極用電極箔の表面に誘電体層、および、固体電解質層を順次形成して、複数の平膜状のコンデンサ素子を形成する工程と、
 複数の平膜状の陰極用電極箔を形成する工程と、
 前記複数の平膜状のコンデンサ素子と前記複数の平膜の陰極用電極箔とを、導電性接着層を介して交互に積層して、シート積層体を形成する工程と、
 前記シート積層体を絶縁性樹脂で封止する工程と、
 を有し、
 前記シート積層体を形成する工程は、
  前記シート積層体とプレス板の間に弾性体を挟み、加熱加圧する、
 固体電解コンデンサの製造方法。
 <6>
 前記シート積層体を形成する工程において、
 前記コンデンサ素子と前記陰極用電極箔との間に、枠状の絶縁性の第2ダムと、該第2ダムの枠内に配置される導電性の接着剤とを形成し、
 前記加熱加圧時において、前記第2ダムは前記接着剤よりも変形し難い、
 <5>に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
 <7>
 平膜状の陽極用電極箔の表面に誘電体層、内層固体電解質層、および外層固体電解質層を順次形成して、複数の平膜状のコンデンサ素子を形成する工程と、
 複数の平膜状の陰極用電極箔を形成する工程と、
 前記複数の平膜状のコンデンサ素子と前記複数の平膜の陰極用電極箔とを、前記外層固体電解質層を介して交互に積層して、シート積層体を形成する工程と、
 前記シート積層体を絶縁性樹脂で封止する工程と、
 を有し、
 前記シート積層体を形成する工程は、
  前記シート積層体とプレス板の間に弾性体を挟み、加熱加圧する、
 固体電解コンデンサの製造方法。
 <8>
 前記シート積層体を形成する工程において、
 前記コンデンサ素子と前記陰極用電極箔との間に、枠状の絶縁性の第2ダムと、該第2ダムの枠内には前記外層固体電解質層を配置し、
 前記加熱加圧時において、前記第2ダムは前記外層固体電解質層よりも変形し難い、
 <7>に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
d1…距離
d2…距離
1,1A,1B…固体電解コンデンサ
10…コンデンサ素子
10E1…第1端
10E2…第2端
11…陽極電極
12…誘電体層
13,13A,13B…CP層
14,14B…第1ダム
19C…陽極用貫通穴
19L…陽極用貫通穴
20…陰極電極
20E1…第1端
20E2…第2端
29C…陰極用貫通穴
29L…陰極用貫通穴
30…第2ダム
40…接着剤
50…絶縁性樹脂
61…外部電極
62…外部電極
100…コンデンサ素子積層体
101…天面
102…底面
131…内層CP
132,132A,132B…外層CP
300…弾性体
310…プレス板

Claims (8)

  1.  平膜状の陽極用電極箔の表面に誘電体層、および固体電解質層が順次形成された複数の平膜状のコンデンサ素子と、複数の平膜状の陰極用電極箔とを導電性接着層を介して交互に積層して形成されたシート積層体と、
     前記シート積層体を封止する絶縁性樹脂と、
     を備え、
     前記陽極用電極箔と前記陰極用電極箔とが積層された際の箔間距離は、前記シート積層体の外周部である端部よりも前記シート積層体の端部に囲まれた領域の内部の方が短い、固体電解コンデンサ。
  2.  前記端部は、前記内部よりも厚い、請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
  3.  前記陽極用電極箔と前記陰極用電極箔の曲げやすさは、
     前記陽極用電極箔と前記陰極用電極箔のヤング率と、前記陽極用電極箔と前記陰極用電極箔の厚みの三乗との積で求められ、
     前記曲げやすさは、0.0085から16.25である、
     請求項1または請求項2に記載の固体電解コンデンサ。
  4.  前記陽極用電極箔と前記陰極用電極箔とは、アルミニウムである、請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
  5.  平膜状の陽極用電極箔の表面に誘電体層、および固体電解質層を順次形成して、複数の平膜状のコンデンサ素子を形成する工程と、
     複数の平膜状の陰極用電極箔を形成する工程と、
     前記複数の平膜状のコンデンサ素子と前記複数の平膜の陰極用電極箔とを、導電性接着層を介して交互に積層して、シート積層体を形成する工程と、
     前記シート積層体を絶縁性樹脂で封止する工程と、
     を有し、
     前記シート積層体を形成する工程は、
      前記シート積層体とプレス板の間に弾性体を挟み、加熱加圧する、
     固体電解コンデンサの製造方法。
  6.  前記シート積層体を形成する工程において、
     前記コンデンサ素子と前記陰極用電極箔との間に、枠状の絶縁性の第2ダムと、該第2ダムの枠内に配置される導電性の接着剤とを形成し、
     前記加熱加圧時において、前記第2ダムは前記接着剤よりも変形し難い、
     請求項5に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
  7.  平膜状の陽極用電極箔の表面に誘電体層、内層固体電解質層、および外層固体電解質層を順次形成して、複数の平膜状のコンデンサ素子を形成する工程と、
     複数の平膜状の陰極用電極箔を形成する工程と、
     前記複数の平膜状のコンデンサ素子と前記複数の平膜の陰極用電極箔とを、前記外層固体電解質層を介して交互に積層して、シート積層体を形成する工程と、
     前記シート積層体を絶縁性樹脂で封止する工程と、
     を有し、
     前記シート積層体を形成する工程は、
      前記シート積層体とプレス板の間に弾性体を挟み、加熱加圧する、
     固体電解コンデンサの製造方法。
  8.  前記シート積層体を形成する工程において、
     前記コンデンサ素子と前記陰極用電極箔との間に、枠状の絶縁性の第2ダムと、該第2ダムの枠内には前記外層固体電解質層を配置し、
     前記加熱加圧時において、前記第2ダムは前記外層固体電解質層よりも変形し難い、
     請求項7に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095937A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Showa Denko Kk 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP2019079866A (ja) * 2017-10-20 2019-05-23 株式会社村田製作所 固体電解コンデンサの製造方法、及び、固体電解コンデンサ
JP2020102651A (ja) * 2020-03-24 2020-07-02 株式会社村田製作所 固体電解コンデンサ
WO2021125045A1 (ja) * 2019-12-18 2021-06-24 株式会社村田製作所 固体電解コンデンサ
WO2021261351A1 (ja) * 2020-06-25 2021-12-30 株式会社村田製作所 固体電解コンデンサ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007095937A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Showa Denko Kk 固体電解コンデンサ及びその製造方法
JP2019079866A (ja) * 2017-10-20 2019-05-23 株式会社村田製作所 固体電解コンデンサの製造方法、及び、固体電解コンデンサ
WO2021125045A1 (ja) * 2019-12-18 2021-06-24 株式会社村田製作所 固体電解コンデンサ
JP2020102651A (ja) * 2020-03-24 2020-07-02 株式会社村田製作所 固体電解コンデンサ
WO2021261351A1 (ja) * 2020-06-25 2021-12-30 株式会社村田製作所 固体電解コンデンサ

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