WO2024135308A1 - 固体電解コンデンサ - Google Patents

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WO2024135308A1
WO2024135308A1 PCT/JP2023/043227 JP2023043227W WO2024135308A1 WO 2024135308 A1 WO2024135308 A1 WO 2024135308A1 JP 2023043227 W JP2023043227 W JP 2023043227W WO 2024135308 A1 WO2024135308 A1 WO 2024135308A1
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WO
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layer
solid electrolytic
electrolytic capacitor
conductive sheet
flat film
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/043227
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English (en)
French (fr)
Inventor
響太郎 真野
亘 大西
直樹 木下
恭丈 福田
健一 鴛海
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a solid electrolytic capacitor that comprises a laminate of multiple capacitor elements.
  • 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 solid electrolyte layer and a cathode layer including a carbon layer, a conductive paste layer, and a conductive polymer layer.
  • the conductive polymer layer bonds the carbon particles of the carbon layer and the metal conductive particles of the conductive paste layer.
  • Patent Document 2 describes a solid electrolytic capacitor.
  • the solid electrolytic capacitor described in Patent Document 2 includes a solid electrolyte layer, a carbon cathode layer, and a metal cathode layer.
  • the metal cathode layer is formed of at least two layers.
  • the metal particle diameter of the metal cathode layers other than the innermost layer in the metal cathode layer is larger than the metal particle diameter of the metal cathode layer in the innermost layer.
  • a carbon layer is used between the cathode lead layer (cathode foil) and the conductive polymer layer to improve adhesive strength.
  • the magnetic field generated between the conductive polymer layer and the cathode lead layer (cathode foil) becomes stronger. More specifically, the direction of the current flowing in the normal direction in the capacitor element is constant, so the magnetic field is not canceled out. As a result, the magnetic field becomes stronger, and the ESL of the capacitor element also becomes larger. In other words, the desired characteristics may not be obtained due to the influence of inductance in the high frequency range.
  • the object of the present invention is therefore to provide a solid electrolytic capacitor that can suppress an increase in ESL even when the number of stacked capacitor elements is increased.
  • the solid electrolytic capacitor of the present invention comprises a sheet laminate and an insulating resin.
  • the sheet laminate is formed by alternately stacking a plurality of flat film capacitor elements and a plurality of flat film cathode electrode foils with conductive sheet layers interposed therebetween.
  • the insulating resin seals the sheet laminate.
  • the flat-film capacitor element comprises a flat-film anode electrode foil, a dielectric layer formed on the surface of the anode electrode foil, and a solid electrolyte layer formed within a specified area on the surface of the dielectric layer.
  • the conductive sheet layer has a plurality of conductive fillers, and has a plurality of locations where the current density changes between the flat-film capacitor element and the flat-film cathode electrode foil.
  • the current density can be varied in the conductive sheet layer.
  • the magnitude and direction of the magnetic field generated by the current flowing through the conductive sheet become complex.
  • the magnetic fields cancel each other out, and the magnetic field can be reduced.
  • the ESL is reduced.
  • the solid electrolytic capacitor of the present invention comprises a sheet laminate and an insulating resin.
  • the sheet laminate is formed by alternately stacking a plurality of flat-film capacitor elements and a plurality of flat-film cathode electrode foils with conductive sheet layers interposed therebetween.
  • the insulating resin seals the sheet laminate.
  • the flat-film capacitor element comprises a flat-film anode electrode foil, a dielectric layer formed on the surface of the anode electrode foil, and a solid electrolyte layer formed within a specified area on the surface of the dielectric layer.
  • the conductive sheet layer contains a resin layer containing multiple conductive fillers.
  • the current density can be varied in the conductive sheet layer.
  • the magnitude and direction of the magnetic field generated by the current flowing through the conductive sheet become complex.
  • the magnetic fields cancel each other out, and the magnetic field can be reduced.
  • the ESL is reduced.
  • This invention provides a solid electrolytic capacitor that can suppress an increase in ESL even when the number of stacked capacitor elements is increased.
  • FIG. 1 is a side cross-sectional view showing the configuration of the solid electrolytic capacitor according to the first embodiment.
  • Figure 2(A) is a side cross-sectional view showing the configuration of a combination of a capacitor element and a conductive sheet layer before individualization
  • Figure 2(B) is a side cross-sectional view showing the configuration of a combination of a capacitor element and a conductive sheet layer after individualization.
  • FIG. 3 is a side cross-sectional view showing an outline of the structure of the capacitor element.
  • FIG. 4 is a side cross-sectional view showing a model of the structure of the conductive sheet layer.
  • FIG. 5 is a diagram showing electric field vectors in the conductive sheet layer.
  • FIG. 6 is a contour diagram of the electric field distribution in the conductive sheet layer.
  • FIG. 7 is a graph showing the inspection target area of the solid electrolytic capacitor according to the first embodiment.
  • 3 is a flowchart showing an example of a schematic flow of a method for manufacturing the solid electrolytic capacitor according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a flow chart showing an example of a process for forming a capacitor element sheet.
  • FIG. 10A is an external perspective view showing the shape of electrodes of a capacitor element before being singulated
  • FIG. 10B is an external perspective view showing the shape of a capacitor element before being singulated.
  • FIG. 11 is a flow chart showing an example of a process for forming a sheet laminate.
  • FIG. 12A is an exploded perspective view showing a state in which a capacitor element sheet, a conductive sheet layer 15, and a cathode electrode 20 are laminated
  • FIG. 12B is an external perspective view of the solid electrolytic capacitor 1 in the multi-layer state.
  • FIG. 13 is a side cross-sectional view showing an outline of the structure of a capacitor element according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a side cross-sectional view showing the configuration of a capacitor element and a cathode electrode according to the third embodiment.
  • Fig. 1 is a side cross-sectional view showing the configuration of a solid electrolytic capacitor according to a first embodiment.
  • Fig. 1 only the insulating resin, the external electrodes, and the conductive sheet layer are hatched to make the drawing easier to see.
  • Fig. 2(A) is a side cross-sectional view showing the configuration of a set of a capacitor element and a conductive sheet layer before singulation
  • Fig. 2(B) is a side cross-sectional view showing the configuration of a set of a capacitor element and a conductive sheet layer after singulation.
  • the solid electrolytic capacitor 1 comprises a capacitor element laminate 100, insulating resin 50, external electrode 61, and external electrode 62.
  • the capacitor element laminate 100 comprises a plurality of flat film-shaped capacitor elements 10 and a plurality of flat film-shaped cathode electrodes 20.
  • the number (number) of the flat film-shaped capacitor elements 10 and the cathode electrodes is four, but this is not limited to this.
  • the cathode electrode 20 corresponds to the "cathode electrode foil" in the present invention.
  • the side cross-sectional views in FIG. 1, FIG. 2(A), and FIG. 2(B) are cross-sectional views taken along a plane perpendicular to the top surface 101 and bottom surface 102 of the capacitor element laminate 100 in FIG. 1.
  • the capacitor element 10 includes a flat electrode 11, a dielectric layer 12, and a CP layer (solid electrolyte layer) 13.
  • the electrode 11 has many holes. In other words, the electrode 11 is in a porous state (porous body). The ratio of the thickness of the porous portion on one side of the electrode 11 to the thickness of the core metal portion and the porous portion on the other side is about 1:1:1.
  • the dielectric layer 12 covers the outer surface of the electrode 11. Since detailed structure of the electrode 11 is omitted in Fig. 2(A) and Fig. 2(B), the dielectric layer 12 is illustrated as if it were covering the macroscopic surface of the electrode 11. In reality, the dielectric layer 12 covers not only the macroscopic surface of the electrode 11 but also the surfaces of the many holes in the electrode 11.
  • the CP layer 13 covers the surface of the dielectric layer 12.
  • the CP layer 13 is formed inside a frame-shaped dam 14.
  • the dam 14 has insulating properties.
  • the dam 14 restricts the formation area of the CP layer 13.
  • the dam 14 is formed in a frame shape, and then the CP layer 13 is formed inside the dam 14.
  • the dam 14 does not have to be formed in a frame shape. That is, the dam 14 may be formed on one side, or on two sides having a corner. Furthermore, the dam 14 may be formed on two opposing sides in a plan view.
  • the dam 14 may be omitted.
  • the CP layer 13 has a laminated structure of an inner layer CP (inner layer solid electrolyte layer) 131 and an outer layer CP (outer layer solid electrolyte layer) 132.
  • the inner layer CP 131 is formed on the surface of the dielectric layer 12, and the outer layer CP 132 is formed on the surface of the inner layer CP 131.
  • the multiple capacitor elements 10 and the multiple cathode electrodes 20 are alternately stacked so that their flat film surfaces are parallel and overlap when viewed in a plane.
  • a conductive sheet layer 15 is disposed between adjacent capacitor elements 10 and cathode electrodes 20. The detailed structure of the conductive sheet layer 15 will be described later.
  • the first ends 10E1 (see FIG. 2(B)) of the multiple capacitor elements 10 are at approximately the same position in side view.
  • the second ends 10E2 (see FIG. 1, FIG. 2(B)) of the multiple capacitor elements 10 are at approximately the same position in side view.
  • the first ends 20E1 (see FIG. 1, FIG. 2(B)) of the multiple cathode electrodes 20 are at approximately the same position in side view.
  • the second ends 20E2 (see FIG. 1, FIG. 2(B)) of the multiple cathode electrodes 20 are at approximately the same position in side view.
  • the first ends 10E1 of the multiple capacitor elements 10 and the second ends 20E2 of the multiple cathode electrodes 20 are arranged on the first end side of the capacitor element stack 100.
  • the first ends 10E1 of the multiple capacitor elements 10 protrude outward beyond the second ends 20E2 of the multiple cathode electrodes 20.
  • the second ends 10E2 of the multiple capacitor elements 10 and the first ends 20E1 of the multiple cathode electrodes 20 are arranged on the second end side of the capacitor element stack 100.
  • the first ends 20E1 of the multiple cathode electrodes 20 protrude outward beyond the second ends 10E2 of the multiple capacitor elements 10.
  • the capacitor element laminate 100 is realized with this structure.
  • the capacitor element stack 100 is sealed with insulating resin 50. More specifically, as shown in FIG. 1, the insulating resin 50 covers the capacitor element stack 100 except for the first ends 10E1 of the multiple capacitor elements 10 (first ends 10E1 of the electrodes 11) and the first ends 20E1 of the multiple cathode electrodes 20.
  • the external electrode 61 covers the first end of the insulating resin 50 (the first end 10E1 of the electrode 11).
  • the external electrode 61 is connected to the first ends 10E1 of the electrodes 11 of the 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 multiple cathode electrodes 20.
  • Fig. 3 is a side cross-sectional view that shows a schematic structure of the capacitor element 10 and the conductive sheet layer 15, and is an enlarged view of the structure of the capacitor element 10 shown in Fig. 2(A) described above.
  • Fig. 3 the structure of one main surface of the capacitor element 10 on which the conductive sheet layer 15 and the cathode electrode 20 are arranged will be described, but the other main surface opposite to the one main surface has a similar structure.
  • the side cross-sectional view in Fig. 3 is a cross-sectional view taken along a plane perpendicular to the top surface 101 and the bottom surface 102 of the capacitor element laminate 100 shown in Fig. 1.
  • each component has been enlarged and exaggerated. Also, in FIG. 3, only one set of capacitor element 10 and cathode electrode 20 is shown, but the solid electrolytic capacitor 1 is formed by stacking multiple such sets.
  • the conductive sheet layer 15 includes a conductive filler 151 and a resin layer 152.
  • the conductive sheet layer 15 is formed of the resin layer 152, and the conductive filler 151 is surrounded by this resin layer 152.
  • the shape of the conductive filler 151 is indefinite.
  • the shape of the conductive filler 151 is a sphere, a polygonal prism, a long sphere, or a prolate ellipsoid.
  • the outer shape of the conductive filler 151 may be rounded or pointed.
  • the surface of the conductive filler 151 may be uneven, or may be flat without any unevenness.
  • the conductive fillers 151 are arranged at an arbitrary interval in the resin layer 152.
  • the conductive sheet layer 15 is a region in which the conductive fillers 151 and the resin layer 152 are mixed. Note that the surface of the conductive sheet layer 15 facing the bottom surface 102 in FIG. 1 is the sheet bottom surface 104, and the surface facing the top surface 101 in FIG. 1 is the sheet top surface 103.
  • the structure of the conductive sheet layer 15 changes four times in the order of resin layer 152, conductive filler 151, resin layer 152, conductive filler 151, and resin layer 152.
  • the structures of the conductive filler 151 and resin layer 152 change aperiodically four times from point A to point B.
  • the above-mentioned conductive sheet layer 15 has a structure having conductive fillers 151, the current vector of the current that enters from point A to point B changes irregularly. This complicates the potential gradient in the conductive sheet layer 15, resulting in a non-uniform current density. In other words, the magnitude and direction of the magnetic field generated by the current become more complex, causing the magnetic fields to cancel each other out. This reduces the magnetic field, making it possible to suppress an increase in ESL.
  • the number of times the conductive filler 151 and the resin layer 152 are changed is preferably at least two times. More preferably, it is more than four times.
  • the number of times the conductive filler 151 and the resin layer 152 are changed is preferably many in accordance with Ampere's law. That is, the ratio (concentration) of the conductive filler 151 contained in the resin layer 152 is, for example, 30% to 85% on average inside the conductive sheet layer 15, and preferably 60% to 80%. This increases the offsetting effect of the generated magnetic field (magnetic field).
  • the conductive sheet layer 15 contains at least 30% conductive filler 151, an effect of offsetting a certain magnetic field (magnetic field) can be obtained.
  • the ratio (concentration) of the conductive filler 151 contained in the resin layer 152 is the ratio of the cross-sectional area of the conductive filler 151 to the cross-sectional area of the resin layer 152, which is 100, when a cross-sectional area of the resin layer 152 is 100, when a cross-sectional area of the center of the capacitor element 10 is observed.
  • the conductive sheet layer 15 becomes closer to a layer of metal alone. In other words, it becomes difficult to obtain the effect of the anisotropy of the electric field, so it is preferable not to include too much, taking into account the ESR of the conductive sheet layer 15.
  • Figure 4 is a side cross-sectional view of a model of the structure of the conductive sheet layer 15.
  • Figure 5 is a diagram showing electric field vectors in the conductive sheet layer 15.
  • Figure 6 is a contour diagram of the electric field distribution in the conductive sheet layer 15.
  • the resin layer 152 is not hatched in order to make the figures easier to understand.
  • the units and values of the current vectors in Figures 5 and 6 are merely examples, and are not limited to these descriptions.
  • the direction of the current is shown macroscopically
  • Figure 5 the electric field vector (the magnitude and direction of the current) is shown macroscopically.
  • FIGS. 4, 5, and 6 are conceptual diagrams showing the side cross-sectional view shown in FIG. 3.
  • a plurality of conductive fillers 151 are present in the resin layer 152.
  • a current is passed from the bottom surface 104 of the sheet to the top surface 103 of the sheet.
  • a current vector is generated in the overall direction from the bottom surface 104 of the sheet to the top surface 103 of the sheet.
  • the current vector is perpendicular to the bottom surface 104 of the sheet.
  • a magnetic field is generated in response to this current vector.
  • conductive filler 151 is present in the conductive sheet layer 15. That is, as shown in FIG. 5, the magnitude and direction of the current vector perpendicular to the bottom surface 104 of the sheet are complicated due to the presence of this conductive filler 151. Therefore, as shown in FIG. 6, the potential gradient is also complicated. As a result, the magnetic fields generated in the conductive sheet layer 15 cancel each other out, and the magnetic field is reduced. In other words, the ESL is reduced. Therefore, when the configuration of the present invention is used, the ESL can be reduced, and the inductor component that becomes reactance in the high frequency range is reduced.
  • Figure 7 is a graph showing the inspection target area of a solid electrolytic capacitor according to the first embodiment.
  • the solid line indicates reactance due to ESL.
  • the quality of the external electrodes is inspected.
  • detection of the sub-milli-ohm order is required in a frequency range exceeding 1 MHz. This is, for example, the shaded area shown in the graph in Figure 7.
  • the frequency, impedance units, and numerical values in Figure 7 are merely examples and are not limited to this description.
  • the inductor component that becomes reactance in the high frequency range is reduced.
  • the conventional configuration results in the top solid line, but by using the configuration of the present invention, it can be reduced to the bottom solid line. Therefore, at 1 MHz, the reactance can be reduced to less than 1.0 m ⁇ .
  • the ESR of the external electrodes can be accurately inspected, making it possible to suppress defects caused by the quality of the external electrodes (such as breaks). This makes it possible to achieve long-term reliability for solid electrolytic capacitors.
  • the carbon layer for adhesion can be omitted. This makes it possible to suppress the ESR caused by the carbon layer. Therefore, the solid electrolytic capacitor 1 can have a low ESR.
  • Fig. 8 is a flow chart showing an example of a schematic flow of the method for manufacturing the solid electrolytic capacitor according to the first embodiment.
  • a capacitor element sheet is formed (Figure 8: S11).
  • the capacitor element sheet is formed with an array of multiple capacitor elements 10 that form different solid electrolytic capacitors 1.
  • the capacitor element sheets are stacked to form a sheet laminate (FIG. 8: S12).
  • the sheet laminate is a structure in which a plurality of capacitor element laminates 100 are arranged in a plane.
  • the sheet laminate is sealed with insulating resin 50 (FIG. 8: S13). Details will be described later, but at this time, through holes that penetrate from the top surface to the bottom surface of the sheet laminate are provided in the sheet laminate, and resin sealing is performed by compression molding.
  • the solid electrolytic capacitor 1 is in a multi-state (a state in which multiple solid electrolytic capacitors 1 are arranged) before being separated into individual pieces.
  • the sheet laminate sealed with insulating resin 50 is cut and singulated (FIG. 8: S14). Specifically, cutting is performed along cutting lines formed at arbitrary positions. This results in a plurality of solid electrolytic capacitors 1 (referred to as the element body of solid electrolytic capacitor 1) without external electrodes formed thereon.
  • the element body of solid electrolytic capacitor 1 is subjected to secondary sealing with insulating resin 50. More specifically, the side surface of the element body of solid electrolytic capacitor 1 is covered by secondary sealing with insulating resin 50. As a result, the electrodes 11 of capacitor elements 10 that are unnecessarily exposed during singulation are covered with insulating resin 50.
  • FIG. 9 is a flow chart showing an example of a process for forming a capacitor element sheet.
  • Fig. 10(A) is an external perspective view showing the shape of the electrodes of the capacitor element before singulation
  • Fig. 10(B) is an external perspective view showing the shape of the capacitor element before singulation.
  • Fig. 11 is a flow chart showing an example of a process for forming a sheet laminate.
  • the electrode 11 of the capacitor element 10 is subjected to a chemical conversion treatment to form the dielectric layer 12 (Figure 9: S111). At this time, numerous holes are formed on the surface of the electrode 11 by etching, and the area near the surface of the electrode 11 is porous.
  • the dielectric layer 12 covers the surface of the electrode 11, including the inner surfaces of the holes.
  • through holes are formed in the electrode 11 (FIG. 9: S112). More specifically, as shown in FIG. 10(A), a plurality of cylindrical through holes 19C and groove-shaped through holes 19L are formed in the electrode 11. The plurality of cylindrical through holes 19C and groove-shaped through holes 19L are arranged alternately along the direction in which the portions that will become the plurality of electrodes 11 are arranged.
  • a through hole 29C corresponding to the through hole 19C and a through hole 29L corresponding to the groove-shaped through hole 19L are formed in the cathode electrode 20.
  • a CP layer (solid electrolyte layer) 13 is formed on the surface of the dielectric layer 12 (FIG. 9: S113). More specifically, as shown in FIG. 10(B), a dam 14 with a frame-shaped opening is formed so as not to block the anode through-holes (through-holes 19C, 19L). Then, a CP layer 13 (a laminated structure of an inner layer CP 131 and an outer layer CP 132) is formed within the opening of the dam 14.
  • this structure is made in a multi-state in which multiple capacitor elements 10 (structures consisting of electrodes 11, dielectric layers 12, CP layers 13, and dams 14) are arranged two-dimensionally. Cutting is performed along the cutting lines to form solid electrolytic capacitors 1. This results in multiple solid electrolytic capacitors 1 (referred to as solid electrolytic capacitor 1 bodies) without external electrodes being formed.
  • the anode through holes are formed in step S112, and then the dam 14 is formed in step S113.
  • the anode through holes may be formed after the dam 14 is formed.
  • Fig. 11 is a flow chart showing an example of a process for forming a sheet laminate.
  • Fig. 12(A) is an exploded perspective view showing a state in which a capacitor element sheet, a conductive sheet layer 15, and a cathode electrode 20 are laminated
  • Fig. 12(B) is an external perspective view of the solid electrolytic capacitor 1 in the multi-layer state.
  • the capacitor element sheet, the conductive sheet layer 15, and the cathode electrode 20 are stacked alternately (FIG. 11: S121).
  • These through holes are formed in a number corresponding to the number of capacitor elements arranged in the sheet laminate.
  • the sheet laminate is formed with a number of through holes that penetrate from the top surface to the bottom surface of the sheet laminate.
  • the sheet laminate is heated and pressurized (FIG. 11: S122). This bonds the capacitor element sheet, the conductive sheet layer 15, and the cathode electrode 20 together to form a sheet laminate. That is, the capacitor element sheet and the cathode electrode 20 are bonded together by the conductive sheet layer 15 as described above.
  • Fig. 13 is a side cross-sectional view showing the configuration of the solid electrolytic capacitor 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 the structure of the conductive sheet layer 15A.
  • the other configuration of the solid electrolytic capacitor 1A is the same as that of the solid electrolytic capacitor 1, and a description of similar parts will be omitted.
  • the conductive sheet layer 15A includes a filler 151A and a resin layer 152.
  • the filler 151A includes, for example, resin particles 153.
  • the surface of the resin particles 153 is covered with a metal film 154.
  • the metal film 154 is made of silver, copper, aluminum, or the like.
  • the conductive sheet layer 15A only the surface of the filler 151A is covered with a metal film 154 having electrical conductivity. In other words, it has a higher resistance than the conductive filler 151 in the first embodiment. However, it is possible to reduce material costs compared to using the conductive filler 151.
  • Fig. 14 is a side cross-sectional view showing the configuration of the solid electrolytic capacitor according to the third embodiment.
  • the solid electrolytic capacitor 1B according to the third embodiment differs from the solid electrolytic capacitor 1 according to the first embodiment in that it includes a carbon layer 16.
  • the other configuration of the solid electrolytic capacitor 1B is the same as that of the solid electrolytic capacitor 1, and a description of similar parts will be omitted.
  • a carbon layer 16 is formed between the outer layer CP132 and the conductive sheet layer 15. With this configuration, the adhesive strength between the capacitor element 10 and the cathode electrode 20 is improved.
  • the current vector of the current that enters from point A to point B changes irregularly, as in the conductive sheet layer 15 of the first embodiment. This complicates the potential gradient in the conductive sheet layer 15, resulting in a non-uniform current density. In other words, the magnitude and direction of the magnetic field generated by the current become more complex, causing the magnetic fields to cancel each other out. This reduces the magnetic field, making it possible to suppress an increase in ESL. Furthermore, by providing the carbon layer 16, the adhesive strength inside the solid electrolytic capacitor 1B can be further improved.
  • the carbon layer 16 may be in a circular ring shape that follows the outer shape of the outer layer CP132, or may be formed only on the end of the outer layer CP132.
  • the solid electrolytic capacitor 1B can be configured to have a carbon layer 16 while increasing the contact area between the conductive sheet layer 15 and the cathode electrode 20. This can reduce the ESR and improve the contact strength compared to the configuration of the first embodiment.
  • the carbon layer 16 may be formed partially near the center of the outer layer CP132 when viewed in a plan view. In other words, it is not necessary to form the carbon layer 16 on the entire surface of the outer layer CP132, as long as the carbon layer 16 is provided on at least a portion of the outer layer CP132.
  • Capacitor element 10 (Description of an example of specific materials of each component of solid electrolytic capacitor 1) (Capacitor element)
  • the capacitor element 10 is realized, for example, with the following materials and thicknesses.
  • the electrode 11 is made of, for example, a metal such as aluminum, tantalum, niobium, titanium, zirconium, magnesium, or copper, or an alloy containing these metals.
  • the electrode 11 is preferably made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the electrode 11 may be any valve metal that exhibits a so-called valve action.
  • the electrode 11 is preferably flat, and the thickness of the core of the electrode 11 (the center part that is not reached by the pores of the porous body) 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 is preferably made of an oxide film of the electrode 11.
  • the dielectric layer 12 is formed by oxidizing the electrode 11 in an aqueous solution containing boric acid, phosphoric acid, adipic acid, or their sodium salts, ammonium salts, or the like.
  • the thickness of the dielectric layer 12 is preferably 1 nm or more and 100 nm or less.
  • the inner layer CP131 may be a layer of PEDOT:PSS, which is realized by, for example, a conductive polymer having a skeleton of pyrroles, thiophenes, anilines, etc., or a conductive polymer having a skeleton of thiophenes such as PEDOT [poly(3,4-ethylenedioxythiophene)], which is a conductive polymer having a skeleton of thiophenes, and is composited with polystyrene sulfonic acid (PSS) as a dopant.
  • PEDOT poly(3,4-ethylenedioxythiophene)
  • the inner layer CP131 is formed, for example, by a method of forming a polymer film of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) or the like on the surface of the dielectric layer 12 using a treatment liquid containing a monomer such as 3,4-ethylenedioxythiophene, or a method of applying a dispersion of a polymer such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene) to the surface of the dielectric part and drying it.
  • 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.
  • the material of the outer layer CP132 may be different from the material of the inner layer CP131.
  • the inner layer CP131 can be formed of PEDOT:PSS, and the outer layer CP132 can be formed of polypyrrole.
  • the insulating resin 50 may contain a filler.
  • the resin are preferably epoxy resin, phenol resin, polyimide resin, silicone resin, polyamide resin, liquid crystal polymer, etc.
  • the filler are preferably insulating oxide particles such as silica particles, alumina particles, titania particles, zirconia particles, etc.
  • the maximum diameter of the filler is preferably, for example, 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • a material containing silica particles in solid epoxy resin and phenol resin is more preferable.
  • the resin layer 152 in the conductive sheet layer 15 is preferably a thermosetting resin (epoxy resin), or may be a thermosetting resin when a certain degree of flexibility is required.
  • ⁇ 1> a sheet laminate formed by alternately laminating a plurality of flat film capacitor elements and a plurality of flat film cathode electrode foils with conductive sheet layers interposed therebetween; an insulating resin that seals the sheet laminate; Equipped with The flat film capacitor element is A flat anode electrode foil; a dielectric layer formed on a surface of the anode foil; a solid electrolyte layer formed within a predetermined region on a surface of the dielectric layer; Equipped with The conductive sheet layer has a plurality of conductive fillers, and has a plurality of locations where the current density changes between the flat film capacitor element and the flat film cathode electrode foil.
  • the conductive sheet layer is When the flat film cathode electrode is viewed in a normal direction from the flat film capacitor element,
  • the conductive sheet layer is The solid electrolytic capacitor according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein the number of the fillers is two or less when the flat film cathode electrode is viewed in a normal direction from the flat film capacitor element.
  • the filler has a resin base, The solid electrolytic capacitor according to ⁇ 1> or ⁇ 2>, wherein a surface of the resin is covered with a metal film.
  • ⁇ 6> The solid electrolytic capacitor according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, further comprising a carbon layer between the flat film capacitor element and the conductive sheet layer.
  • ⁇ 8> a sheet laminate formed by alternately laminating a plurality of flat film capacitor elements and a plurality of flat film cathode electrode foils with conductive sheet layers interposed therebetween; an insulating resin that seals the sheet laminate; Equipped with The flat film capacitor element is A flat anode electrode foil; a dielectric layer formed on a surface of the anode foil; a solid electrolyte layer formed within a predetermined region on a surface of the dielectric layer; Equipped with The conductive sheet layer is formed of a resin layer, and the resin layer contains a plurality of fillers having electrical conductivity.

Abstract

固体電解コンデンサは、シート積層体と絶縁性樹脂を備える。シート積層体は、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シート層を介して交互に積層して形成されている。絶縁性樹脂はシート積層体を封止する。平膜状のコンデンサ素子は、平膜状の陽極用電極箔と、陽極用電極箔の表面に形成された誘電体層と、誘電体層の表面の所定の領域内に形成された固体電解質層とを備える。導電性シート層は、導電性を有する複数のフィラーを有し、平膜状のコンデンサ素子と平膜状の陰極用電極箔との間において電流ベクトルが変化する箇所を複数箇所有する。

Description

固体電解コンデンサ
　本発明は、複数のコンデンサ素子積層した積層体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、固体電解質層と、カーボン層と導電性ペースト層と導電性高分子層とを含む陰極層とを備える。導電性高分子層は、カーボン層のカーボン粒子と導電性ペースト層の金属導電性粒子とを接合している。
　また、特許文献２には、固体電解コンデンサが記載されている。特許文献２に記載の固体電解コンデンサは、固体電解質層と、カーボン陰極層と、金属陰極層とを備える。金属陰極層は、少なくとも２層で形成されている。金属陰極層における最内層以外の金属陰極層の金属粒子径は、最内層にある金属陰極層の金属粒子径よりも大きい。
特開２００３－２０３８２８号公報 特開２００３－１７３９３７号公報
　特許文献１、特許文献２に示すような固体電解コンデンサの構成では、陰極引出層（陰極箔）と導電性高分子層の間にカーボン層を用いることで、接着強度を向上させている。しかしながら、固体電解コンデンサを構成するコンデンサ素子の積層数が増加すると、導電性高分子層と陰極引出層（陰極箔）との間に発生する磁界は大きくなる。より具体的には、コンデンサ素子における法線方向に流れる電流の向きは一定であるため、磁界が打ち消されることはない。よって、磁界が大きくなるため、コンデンサ素子のＥＳＬは、大きくなってしまう。すなわち、高周波領域におけるインダクタンスの影響を受けるため、所望の特性を得られないことがある。
　したがって、本発明の目的は、コンデンサ素子の積層数を増加させた場合においてもＥＳＬの増加を抑制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、シート積層体と絶縁性樹脂を備える。シート積層体は、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シート層を介して交互に積層して形成されている。絶縁性樹脂はシート積層体を封止する。
　平膜状のコンデンサ素子は、平膜状の陽極用電極箔と、陽極用電極箔の表面に形成された誘電体層と、誘電体層の表面の所定の領域内に形成された固体電解質層とを備える。導電性シート層は、導電性を有する複数のフィラーを有し、平膜状のコンデンサ素子と平膜状の陰極用電極箔との間において電流密度が変化する箇所を複数箇所有する。
　この構成を備えることで、導電性シート層において電流密度は多様な状態とすることができる。言い換えれば、導電性シートに流れる電流によって生じる磁界の大きさ、磁界の向きは複雑化する。よって、磁界が互いに打ち消しあうこととなり、磁界を低減させることができる。すなわち、ＥＳＬは減少する。
　この発明の固体電解コンデンサは、シート積層体と絶縁性樹脂とを備える。シート積層体は、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シート層を介して交互に積層して形成されている。絶縁性樹脂は、シート積層体を封止する。
　平膜状のコンデンサ素子は、平膜状の陽極用電極箔と、陽極用電極箔の表面に形成された誘電体層と、誘電体層の表面の所定の領域内に形成された固体電解質層とを備える。導電性シート層は、導電性を有する複数のフィラーを樹脂層に含む。
　この構成を備えることで、導電性シート層において電流密度は多様な状態とすることができる。言い換えれば、導電性シートに流れる電流によって生じる磁界の大きさ、磁界の向きは複雑化する。よって、磁界が互いに打ち消しあうこととなり、磁界を低減させることができる。すなわち、ＥＳＬは減少する。
　この発明によれば、コンデンサ素子の積層数を増加させた場合においてもＥＳＬの増加を抑制できる固体電解コンデンサを提供できる。
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導電性シート層との組の構成を示す側面断面図であり、図２（Ｂ）は、個片化後のコンデンサ素子と導電性シート層との組の構成を示す側面断面図である。 図３は、コンデンサ素子の構造の概要を示す側面断面図である。 図４は、導電性シート層の構造をモデル化した側面断面図である。 図５は、導電性シート層における電界ベクトルを示す図である。 図６は、導電性シート層における電界分布コンター図である。 図７は、第１の実施形態に係る固体電解コンデンサの検査対象領域を示すグラフである。 は、第１の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９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１０（Ａ）は、個片化前のコンデンサ素子の電極の形状を示す外観斜視図であり、図１０（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１１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１２（Ａ）は、コンデンサ素子シートと導電性シート層１５と陰極電極２０とを積層する状態を示す分解斜視図であり、図１２（Ｂ）は、固体電解コンデンサ１のマルチ状態における外観斜視図である 図１３は、第２の実施形態に係るコンデンサ素子の構造の概要を示す側面断面図である。 図１４は、第３の実施形態に係るコンデンサ素子および陰極電極の構成を示す側面断面図である。
　［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および導電性シート層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導電性シート層との組の構成を示す側面断面図であり、図２（Ｂ）は、個片化後のコンデンサ素子と導電性シート層との組の構成を示す側面断面図である。
　図１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」に対応する。図１、図２（Ａ）、図２（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。
　図２（Ａ）に示すように、コンデンサ素子１０は、平膜状の電極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）では詳細な構造の図示は割愛されているが、電極１１は、多数の孔を備える。言い換えれば、電極１１は、ポーラス状態（多孔質体）である。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、電極１１の外面を覆う。図２（Ａ）、図２（Ｂ）では電極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、電極１１の巨視的な表面のみならず、電極１１の多数の孔の表面も覆っている。
　ＣＰ層１３は、誘電体層１２の表面を覆う。ＣＰ層１３は、枠状のダム１４の内部に形成されている。ダム１４は、絶縁性を有する。ダム１４によって、ＣＰ層１３の形成領域が規制される。なお、第１の実施形態では、後述する製造方法で説明されるように、ダム１４が枠状に形成された後、ダム１４の内部にＣＰ層１３が形成される。しかしながら、例えば最初から個片化された状態でコンデンサ素子１０を作成する場合など、コンデンサ素子１０の製造方法によっては、ダム１４は、枠状に形成されていなくてもよい。すなわち、ダム１４は、１辺に形成されていてもよいし、角を有する２辺に形成されていてもよい。さらには、平面視において対向する２辺に形成されている構造であってもよい。なお、ＣＰ層が誘電体層１２の表面のみに形成できる場合には、ダム１４は省略されていてもよい。
　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、導電性シート層１５が配設される。導電性シート層１５の詳細な構造は後述する。
　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（Ｂ）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１、図２（Ｂ）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１、図２（Ｂ）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１、図２（Ｂ）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、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、図１に示すように、絶縁性樹脂５０は、複数のコンデンサ素子１０の第１端１０Ｅ１（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（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における導電性シート層１５の詳細な構造の説明）
　次に、図３を用いて、固体電解コンデンサ１における導電性シート層１５の詳細な構造を説明する。図３は、コンデンサ素子１０と導電性シート層１５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）のコンデンサ素子１０の構造を拡大した図である。図３においては、コンデンサ素子１０に導電性シート層１５および陰極電極２０が配置される一方主面の構造を用いて説明するが、一方主面に対向する他方主面においても同様の構造である。図３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。
　導電性シート層１５は、導電性フィラー１５１と樹脂層１５２を備える。言い換えると、導電性シート層１５は樹脂層１５２で形成されており、この樹脂層１５２に導電性フィラー１５１が囲まれている。
　導電性フィラー１５１の形状は不定形である。例えば、導電性フィラー１５１の形状は、球体、多角柱形状、長球あるいは扁長楕円体等である。言い換えれば、導電性フィラー１５１の外形はＲ形状であっても、尖形であってもよい。さらに、導電性フィラー１５１の表面は、凹凸を有する形状であってもよいし、凹凸がなく平らな形状であってもよい。
　図３に示すように、導電性フィラー１５１は、樹脂層１５２において任意の間隔を有しながら配置されている。すなわち、導電性シート層１５は、導電性フィラー１５１と樹脂層１５２が混在する領域である。なお、導電性シート層１５は、図１における底面１０２側の面がシート底面１０４であり、図１における天面１０１側の面がシート天面１０３である。
　次に、導電性シート層１５のシート底面１０４の任意の地点Ａからシート天面１０３の任意の地点Ｂを結ぶ直線上（Ａ－Ｂ線）の導電性フィラー１５１と樹脂層１５２の構造を説明する。このＡ－Ｂ線の方向が本発明における「法線方向」に対応する。
　Ａ－Ｂ線上において導電性シート層１５の構造は、樹脂層１５２、導電性フィラー１５１、樹脂層１５２、導電性フィラー１５１、樹脂層１５２の順に４回変化している。言い換えれば、導電性シート層１５において、地点Ａから地点Ｂにかけて非周期的に導電性フィラー１５１と樹脂層１５２の構造が４回変化する。
　上述の導電性シート層１５が導電性フィラー１５１を有する構造であるため、地点Ａから地点Ｂに入った電流の電流ベクトルは不規則に変化する。このことによって、導電性シート層１５における電位勾配は複雑化し、電流密度が一様ではない状態となる。すなわち、電流によって生じる磁界の大きさ、向きが複雑化することで、磁界は互いに打ち消しあう。よって、磁界が低減し、ＥＳＬの増加を抑制できる。
　この際、導電性シート層１５を法線方向に視て、導電性フィラー１５１と樹脂層１５２を変化させる回数は、少なくとも２回であることが好ましい。さらに好ましくは、４回以上であることが好ましい。導電性フィラー１５１と樹脂層１５２が変化する回数は、アンペールの法則に則って多いことが好ましい。すなわち、樹脂層１５２における導電性フィラー１５１が含まれる割合（濃度）は、例えば、導電性シート層１５の内部において平均して３０％～８５％であり、好ましくは６０％～８０％である。このことにより発生する磁場（磁界）の相殺効果は高くなる。さらに、導電性シート層１５に導電性フィラー１５１が少なくとも３０％含まれているとある一定の磁場（磁界）を相殺する効果を得られる。なお、樹脂層１５２における導電性フィラー１５１が含まれる割合（濃度）とは、コンデンサ素子１０の中心部の断面観察を行った場合において、樹脂層１５２の断面積を１００とした場合に導電性フィラー１５１の断面積が占める割合である。
　しかしながら、導電性フィラー１５１が多く含まれる（導電性シート層１５における導電性フィラー１５１の濃度が高い）場合、導電性シート層１５は金属単体層に近づいてしまう。すなわち、電界の異方性の効果を得難くなるため、導電性シート層１５のＥＳＲを考慮しながら、多すぎない方が好ましい。
　（導電性シート層１５の概念的な構造の説明）
　次に、図４、図５、図６を用いて、導電性シート層１５の概念的な構造について説明する。図４は、導電性シート層１５の構造をモデル化した側面断面図である。図５は、導電性シート層１５における電界ベクトルを示す図である。図６は、導電性シート層１５における電界分布コンター図である。なお、図４、図５、図６においては、図をわかりやすくするため樹脂層１５２のハッチングを行っていない。なお、図５、図６における電流ベクトルの単位、および数値は一例であり、この記載に限定されない。また、図４においては、電流の向きを巨視的に示しており、図５においては、電界ベクトル（電流の大きさ、および向き）をマクロ的に示している。
　図４、図５、図６は、図３に示す側面断面図を概念的に示した図である。図４に示すように、樹脂層１５２には導電性フィラー１５１が複数存在する。この状態において、シート底面１０４からシート天面１０３の向きに電流を流す。このことによって、全体としてシート底面１０４からシート天面１０３の向きに電流ベクトルが発生する。この際、シート底面１０４の付近では、電流ベクトルは、シート底面１０４に直交している。この電流ベクトルに応じて磁界が発生する。
　ここで、本発明の構成と従来の構成とを比較する。本発明における導電性シート層に導電性フィラー１５１が含まれていない従来の構成であれば、シート底面１０４およびシート天面１０３に対して直交する電流ベクトルが発生している。すなわち、電流ベクトルは打ち消されることなく、シート底面１０４からシート天面１０３の向きに電流ベクトルは発生している。よって、磁界は打ち消されない。
　しかしながら、本発明の構成では、導電性シート層１５には導電性フィラー１５１が存在する。すなわち、図５に示すように、シート底面１０４から直交する電流ベクトルは、この導電性フィラー１５１が存在することによって、大きさ、および向きが複雑化する。したがって、図６に示すように、電位勾配も複雑化する。このことによって、導電性シート層１５に生じた磁界は互いに打ち消しあい、磁界は低減する。すなわち、ＥＳＬが減少する。したがって、本発明の構成を用いた場合、ＥＳＬを低減でき、高周波領域におけるリアクタンスとなるインダクタ成分は減少する。
　ここで、固体電解コンデンサの抵抗検査（成膜品質、界面剥離）を行う例を用いて、本発明の具体的な効果について説明する。図７は、第１の実施形態に係る固体電解コンデンサの検査対象領域を示すグラフである。図７において実線は、ＥＳＬによるリアクタンスを示す。この抵抗検査においては、外部電極の品質を検査する。固体電解コンデンサの外部電極の抵抗検査においては、１ＭＨｚを超える周波数領域においてサブミリΩオーダの検出が必要となる。これは、例えば図７のグラフに示す斜線の領域である。なお、図７における周波数、インピーダンスの単位、および数値は一例であり、この記載に限定されない。
　従来の構成では、ＥＳＬの影響により（高周波数ではＥＳＬによるリアクタンスが大きくなることにより）、高周波領域（図７に示す斜線の領域）では外部電極の正確な抵抗検査を行うことができなかった。
　しかしながら、本発明の構成を用いることで、高周波領域においてリアクタンスとなるインダクタ成分は減少する。例えば、図７の場合、従来構成では、一番上の実線になるが、本発明の構成を用いることで、一番下の実線に低下させることができる。したがって、１ＭＨｚにおいて、リアクタンスを１．０ｍΩより低くできる。
　したがって、高周波領域における抵抗成分を検出することができる。すなわち、固体電解コンデンサの外部電極のＥＳＲを正確に検査することができる。
　上述のとおり、外部電極のＥＳＲを正確に検査することができるため、外部電極の品質を起点とした（例えば断線など）不良要因を抑制することが可能となる。よって、固体電解コンデンサの長期信頼性を得ることが可能となる。
　また、この構成では、接着用のカーボン層を省略できる。これにより、カーボン層によるＥＳＲを抑制できる。したがって、固体電解コンデンサ１は、ＥＳＲを低くできる。
　（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８は、第１の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８：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を積層し、シート積層体を形成する（図８：Ｓ１２）。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８：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８：Ｓ１４）。具体的には、任意の位置に形成された切断線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コンデンサ素子１０の電極１１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８：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９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１０（Ａ）は、個片化前のコンデンサ素子の電極の形状を示す外観斜視図であり、図１０（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１１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。
　コンデンサ素子１０の電極１１に化成処理を行って、誘電体層１２を形成する（図９：Ｓ１１１）。この際、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、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、孔の内面も含めた電極１１の表面を覆っている。
　次に、電極１１に貫通穴を形成する（図９：Ｓ１１２）。より具体的には、図１０（Ａ）に示すように、電極１１には、複数の円筒形の貫通穴１９Ｃと、溝状の貫通穴１９Ｌとが形成される。複数の円筒形の貫通穴１９Ｃと、溝状の貫通穴１９Ｌとは、複数の電極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。
　同様に、後述する図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）に示すように、陰極電極２０についても貫通穴１９Ｃに対応する貫通穴２９Ｃ、および溝状の貫通穴１９Ｌに対応する貫通穴２９Ｌを形成する。
　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９：Ｓ１１３）。より具体的には、図１０（Ｂ）に示すように、陽極用貫通穴（貫通穴１９Ｃ、貫通穴１９Ｌ）を塞がないように、枠状の開口を有するダム１４を形成する。そして、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１２（Ａ）に示すように、複数のコンデンサ素子１０（電極１１、誘電体層１２、ＣＰ層１３、および、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。固体電解コンデンサ１を形成するための切断線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。
　なお、上述の構成では、ステップＳ１１２において、陽極用貫通穴（貫通穴１９Ｃ、貫通穴１９Ｌ）を形成した後に、ステップＳ１１３においてダム１４を形成する工程を示した。しかしながら、ダム１４を形成した後に、陽極用貫通穴（貫通穴１９Ｃ、貫通穴１９Ｌ）を形成する工程であってもよい。
　（シート積層体の形成工程）
　図１１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１２（Ａ）は、コンデンサ素子シートと導電性シート層１５と陰極電極２０とを積層する状態を示す分解斜視図であり、図１２（Ｂ）は、固体電解コンデンサ１のマルチ状態における外観斜視図である。
　図１２（Ａ）に示すように、コンデンサ素子シートと導電性シート層１５と陰極電極２０とを交互に積層する（図１１：Ｓ１２１）。
　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１１：Ｓ１２２）。これにより、コンデンサ素子シートと導電性シート層１５と陰極電極２０とが接着され、シート積層体が形成される。すなわち、コンデンサ素子シートと陰極電極２０とは、上述したとおり導電性シート層１５によって接着される。
　［第２の実施形態］
　次に、第２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１３は、第２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１３に示すように、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、導電性シート層１５Ａの構造において異なる。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。
　導電性シート層１５Ａは、フィラー１５１Ａと樹脂層１５２を備える。フィラー１５１Ａは、例えば樹脂粒子１５３を備える。また、樹脂粒子１５３の表面は、金属膜１５４で覆われている。金属膜１５４は銀、銅、アルミニウム等である。
　このような構成であっても、第１の実施形態の導電性シート層１５と同様に地点Ａから地点Ｂに入った電流の電流ベクトルは不規則に変化する。このことによって、導電性シート層１５Ａにおける電位勾配は複雑化し、電流密度が一様ではない状態となる。すなわち、電流によって生じる磁界の大きさ、向きが複雑化することで、磁界は互いに打ち消しあう。よって、磁界が低減し、ＥＳＬの増加を抑制できる。
　なお、導電性シート層１５Ａにおいては、フィラー１５１Ａの表面のみが導電性を有する金属膜１５４で覆われている。すなわち、第１の実施形態における導電性フィラー１５１と比較すると抵抗が高い。しかしながら、導電性フィラー１５１を用いるよりも材料コストを低減できる。
　［第３の実施形態］
　次に、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１４は、第３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。
　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、カーボン層１６を備えている点において異なる。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１４に示すように、外層ＣＰ１３２と導電性シート層１５との間には、カーボン層１６が形成されている。このような構成を備えることで、コンデンサ素子１０と陰極電極２０との接着強度は向上する。
　このような構成であっても、第１の実施形態の導電性シート層１５と同様に地点Ａから地点Ｂに入った電流の電流ベクトルは不規則に変化する。このことによって、導電性シート層１５における電位勾配は複雑化し、電流密度が一様ではない状態となる。すなわち、電流によって生じる磁界の大きさ、向きが複雑化することで、磁界は互いに打ち消しあう。よって、磁界が低減し、ＥＳＬの増加を抑制できる。さらに、カーボン層１６を備えることで、固体電解コンデンサ１Ｂの内部における接着強度をさらに向上させることができる。
　なお、カーボン層１６は、外層ＣＰ１３２の外形に沿って円環形状であっても、外層ＣＰ１３２の端部にのみ形成されていてもよい。すなわち、固体電解コンデンサ１Ｂはカーボン層１６を備えつつ、導電性シート層１５と陰極電極２０との接触面積を増加させる構成を実現できる。このことにより、第１の実施形態の構成に対して、ＥＳＲを低下させ、接触強度を向上させることができる。
　なお、カーボン層１６は、外層ＣＰ１３２を平面視した中央部付近に部分的に形成されていてもよい。言い換えれば、カーボン層１６を外層ＣＰ１３２の全面に形成されている必要はなく、少なくとも一部にカーボン層１６を備えている構成であればよい。
　（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）
　コンデンサ素子１０は、例えば以下の材料や厚みで実現される。
　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、銅等の金属単体、または、これらの金属を含む合金等からなる。なお、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。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。
　電極１１は、平板状であることが好ましく、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、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、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。なお、外層ＣＰ１３２の材料は、内層ＣＰ１３１の材料と異なっていてもよい。この場合、例えば内層ＣＰ１３１をＰＥＤＯＴ：ＰＳＳで形成し、外層ＣＰ１３２をポリピロールで形成することができる。
　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１０μｍ以上、５０μｍ以下が望ましい。例えば、固形エポキシ樹脂とフェノール樹脂に、シリカ粒子を含む材料であることがより好ましい。
　（導電性シート層）
　導電性シート層１５における樹脂層１５２は、熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）であることが好ましい。また、ある程度の可撓性を必要とする場合は熱硬化性樹脂であってもよい。
　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＞
　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シート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、
　前記平膜状のコンデンサ素子は、
　　平膜状の陽極用電極箔と、
　　前記陽極用電極箔の表面に形成された誘電体層と、
　　前記誘電体層の表面の所定の領域内に形成された固体電解質層と、
　を備え、
　前記導電性シート層は、導電性を有する複数のフィラーを有し、前記平膜状のコンデンサ素子と前記平膜状の陰極用電極箔との間において電流密度が変化する箇所を複数箇所有する、固体電解コンデンサ。
＜２＞
　前記導電性シート層は、
　前記平膜状のコンデンサ素子から前記平膜状の陰極電極を法線方向に視たとき、
　前記フィラーを１つ以上含む、＜１＞に記載の固体電解コンデンサ。
＜３＞
　前記導電性シート層は、
　前記平膜状のコンデンサ素子から前記平膜状の陰極電極を法線方向に視たときの前記フィラーの数は２つ以下である、＜１＞または＜２＞に記載の固体電解コンデンサ。
＜４＞
　前記フィラーは金属成分からなる、＜１＞または＜２＞に記載の固体電解コンデンサ。
＜５＞
　前記フィラーは、樹脂の素体を有し、
　前記樹脂の表面は金属膜で覆われている、＜１＞または＜２＞に記載の固体電解コンデンサ。
＜６＞
　前記平膜状のコンデンサ素子と、前記導電性シート層の間には、カーボン層を備える、＜１＞乃至＜３＞のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
＜７＞
　前記固体電解質は、前記誘電体層の表面に形成されたダムにより規制された領域内に形成されている、＜１＞に記載の固体電解コンデンサ。
＜８＞
　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シート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、
　前記平膜状のコンデンサ素子は、
　　平膜状の陽極用電極箔と、
　　前記陽極用電極箔の表面に形成された誘電体層と、
　　前記誘電体層の表面の所定の領域内に形成された固体電解質層と、
　を備え、
　前記導電性シート層は、樹脂層で形成されており、導電性を有する複数のフィラーを前記樹脂層に含む、固体電解コンデンサ。
＜９＞
　前記フィラーは、前記樹脂層に約８０パーセント含まれる、＜８＞に記載の固体電解コンデンサ。
＜１０＞
　前記固体電解質は、前記誘電体層の表面に形成されたダムにより規制された領域内に形成されている、＜９＞に記載の固体電解コンデンサ。
１，１Ａ，１Ｂ…固体電解コンデンサ
１０…コンデンサ素子
１０Ｅ１，２０Ｅ１…第１端
１０Ｅ２，２０Ｅ２…第２端
１１…電極
１２…誘電体層
１３…ＣＰ層
１４…ダム
１５，１５Ａ…導電性シート層
１６…カーボン層
１９Ｃ，１９Ｌ，２９Ｃ，２９Ｌ…貫通穴
２０…陰極電極
５０…絶縁性樹脂
６１，６２…外部電極
１００…コンデンサ素子積層体
１０１…天面
１０２…底面
１０３…シート天面
１０４…シート底面
１３１…内層ＣＰ
１３２…外層ＣＰ
１５１…導電性フィラー
１５１Ａ…フィラー
１５２…樹脂層
１５３…樹脂粒子
１５４…金属膜

Claims (10)

  1. 　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シート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、
    　前記平膜状のコンデンサ素子は、
    　　平膜状の陽極用電極箔と、
    　　前記陽極用電極箔の表面に形成された誘電体層と、
    　　前記誘電体層の表面の所定の領域内に形成された固体電解質層と、
    　を備え、
    　前記導電性シート層は、導電性を有する複数のフィラーを有し、前記平膜状のコンデンサ素子と前記平膜状の陰極用電極箔との間において電流ベクトルの向きが変化する箇所を複数箇所有する、固体電解コンデンサ。
  2. 　前記導電性シート層は、
    　前記平膜状のコンデンサ素子から前記平膜状の陰極電極を法線方向に視たとき、
    　前記フィラーを１つ以上含む、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
  3. 　前記導電性シート層は、
    　前記平膜状のコンデンサ素子から前記平膜状の陰極電極を法線方向に視たときの前記フィラーの数は２つ以下である、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. 　前記フィラーは金属成分からなる、請求項１または請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
  5. 　前記フィラーは、樹脂の素体を有し、
    　前記樹脂の表面は金属膜で覆われている、請求項１または請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
  6. 　前記平膜状のコンデンサ素子と、前記導電性シート層の間には、カーボン層を備える、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。
  7. 　前記固体電解質層は、前記誘電体層の表面に形成されたダムにより規制された領域内に形成されている、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
  8. 　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シート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、
    　前記平膜状のコンデンサ素子は、
    　　平膜状の陽極用電極箔と、
    　　前記陽極用電極箔の表面に形成された誘電体層と、
    　　前記誘電体層の表面の所定の領域内に形成された固体電解質層と、
    　を備え、
    　前記導電性シート層は、導電性を有する複数のフィラーを前記樹脂層に含む、固体電解コンデンサ。
  9. 　前記フィラーは、前記樹脂層に約８０パーセント含まれる、請求項８に記載の固体電解コンデンサ。
  10. 　前記固体電解質層は、前記誘電体層の表面に形成されたダムにより規制された領域内に形成されている、請求項９に記載の固体電解コンデンサ。
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