(57)【要約】【課題】安価で作製しやすく、かつ、低抵抗な構造を有し、信頼性に優れた固体電解コンデンサを提供すること。【解決手段】本発明の固体電解コンデンサは、素子積層体と第１外部電極と第２外部電極とを備える。上記素子積層体は、コンデンサ素子と陰極引き出し層と封止体とを備える。上記コンデンサ素子は、陽極箔と誘電体層と陰極層とを備える。上記第１外部電極は、上記素子積層体の上記第１端面から露出する上記陽極箔に接続されている。上記第２外部電極は、上記素子積層体の上記第２端面から露出する上記陰極引き出し層に接続されている。第１陰極引き出し層及び第２陰極引き出し層は、いずれも導電性ペースト層であり、かつ、上記陰極層上に設けられた位置から上記第２外部電極まで一様に延伸されている。上記素子積層体の上記第２端面に露出した上記第１陰極引き出し層及び上記第２陰極引き出し層は、上記陽極箔と絶縁されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直方体状の素子積層体と、
前記素子積層体の第１端面に設けられた第１外部電極と、
前記素子積層体の第２端面に設けられた第２外部電極と、を備える固体電解コンデンサであって、
前記素子積層体は、コンデンサ素子と、陰極引き出し層と、前記コンデンサ素子及び前記陰極引き出し層の周囲を封止する封止体とを備え、
前記コンデンサ素子は、弁作用金属からなる陽極箔と、前記陽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に設けられた固体電解質層を含む陰極層とを備え、
前記コンデンサ素子の前記陰極層は、前記陰極引き出し層に接続され、
前記封止体は、樹脂成形体を備え、
前記第１外部電極は、前記素子積層体の前記第１端面から露出する前記陽極箔に接続され、
前記第２外部電極は、前記素子積層体の前記第２端面から露出する前記陰極引き出し層に接続され、
前記陰極引き出し層は、前記コンデンサ素子の上面に設けられた第１陰極引き出し層と、前記コンデンサ素子の下面に設けられた第２陰極引き出し層とを含み、
前記第１陰極引き出し層及び前記第２陰極引き出し層は、いずれも導電性ペースト層であり、かつ、前記陰極層上に設けられた位置から前記第２外部電極まで一様に延伸されており、
前記素子積層体の前記第２端面に露出した前記第１陰極引き出し層及び前記第２陰極引き出し層は、前記陽極箔と絶縁されている、固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記第１陰極引き出し層と前記第２陰極引き出し層との間の前記コンデンサ素子がない空間には、前記素子積層体の前記第２端面に露出する金属箔が設けられており、
前記金属箔は、スリットを介して前記陽極箔から分断されたものであり、前記陽極箔に対して完全に絶縁されている、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記金属箔と前記陽極箔との間には、前記スリットを充填する絶縁部が設けられている、請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
前記絶縁部は、前記陽極箔の上面及び下面の少なくとも一方に延在している、請求項３に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
前記陽極箔の上面又は下面に延在する前記絶縁部と前記陽極箔との間には、別の絶縁層が設けられている、請求項４に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
前記第１陰極引き出し層と前記第２陰極引き出し層との間の前記コンデンサ素子がない空間には、該空間を充填する絶縁層が設けられており、
前記絶縁層は、前記樹脂成形体と異なる絶縁材料から構成されている、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項７】
前記第１陰極引き出し層と前記第２陰極引き出し層との間の前記コンデンサ素子がない空間には、該空間を充填する絶縁層が設けられており、
前記絶縁層は、前記樹脂成形体と同一の絶縁材料から構成されている、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、多孔質層を表面に有する弁作用金属基体と、上記多孔質層の表面に形成された誘電体層と、上記誘電体層上に設けられた固体電解質層とを有するユニットが複数個積層された固体電解コンデンサであって、積層されたユニットの間に導電体層が存在し、上記導電体層のうち少なくとも一つは金属箔を含み、上記ユニット及び上記導電体層は、外装樹脂により封止されており、上記弁作用金属基体の陽極部側端面は、固体電解コンデンサの一端面において外装樹脂の表面に形成された陽極外部電極と直接接続されており、上記金属箔は、固体電解コンデンサの他端面において外装樹脂の表面に形成された陰極外部電極と直接接続されていることを特徴とする固体電解コンデンサが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１８／０７４４０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されている固体電解コンデンサでは、陰極引き出し層として金属箔が用いられている。しかし、この金属箔はコンデンサ機能を有しないため、製品全体に占める容量有効体積が小さくなる原因となる。また、特許文献１に記載されている固体電解コンデンサを製造するためには、金属箔を加工する工程が必要となるため、製造プロセスが煩雑化しやすくなる。
【０００５】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、安価で作製しやすく、かつ、低抵抗な構造を有し、信頼性に優れた固体電解コンデンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の固体電解コンデンサは、直方体状の素子積層体と、上記素子積層体の第１端面に設けられた第１外部電極と、上記素子積層体の第２端面に設けられた第２外部電極と、を備える。上記素子積層体は、コンデンサ素子と、陰極引き出し層と、上記コンデンサ素子及び上記陰極引き出し層の周囲を封止する封止体とを備える。上記コンデンサ素子は、弁作用金属からなる陽極箔と、上記陽極箔の表面に形成された誘電体層と、上記誘電体層の表面に設けられた固体電解質層を含む陰極層とを備える。上記コンデンサ素子の上記陰極層は、上記陰極引き出し層に接続されている。上記封止体は、樹脂成形体を備える。上記第１外部電極は、上記素子積層体の上記第１端面から露出する上記陽極箔に接続されている。上記第２外部電極は、上記素子積層体の上記第２端面から露出する上記陰極引き出し層に接続されている。上記陰極引き出し層は、上記コンデンサ素子の上面に設けられた第１陰極引き出し層と、上記コンデンサ素子の下面に設けられた第２陰極引き出し層とを含む。上記第１陰極引き出し層及び上記第２陰極引き出し層は、いずれも導電性ペースト層であり、かつ、上記陰極層上に設けられた位置から上記第２外部電極まで一様に延伸されている。上記素子積層体の上記第２端面に露出した上記第１陰極引き出し層及び上記第２陰極引き出し層は、上記陽極箔と絶縁されている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、安価で作製しやすく、かつ、低抵抗な構造を有し、信頼性に優れた固体電解コンデンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る固体電解コンデンサの一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す固体電解コンデンサのＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図３は、図１に示す固体電解コンデンサを構成する素子積層体の分解斜視図である。
【図４】図４は、絶縁部の別の一例を模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサの一例を模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
【図７】図７は、スリットが形成された電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
【図８】図８は、マスク層が形成された電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
【図９】図９は、絶縁部が形成された電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
【図１０】図１０は、固体電解質層が形成された電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
【図１１】図１１は、カーボン層が形成された電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
【図１２】図１２は、絶縁性接着層が形成された電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１３は、陰極引き出し層が形成された電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
【図１４】図１４は、積層ブロック体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１５】図１５は、切断された後の積層ブロック体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１６】図１６は、隙間が封止材で充填された積層ブロック体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１７】図１７は、個片化された素子積層体の一例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の固体電解コンデンサについて説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
【００１０】
本発明の固体電解コンデンサでは、陰極引き出し層が、コンデンサ素子の上面に設けられた第１陰極引き出し層と、コンデンサ素子の下面に設けられた第２陰極引き出し層とを含むこと、第１陰極引き出し層及び第２陰極引き出し層が、いずれも導電性ペースト層であり、第２外部電極まで一様に延伸されていること、及び、素子積層体の第２端面に露出した第１陰極引き出し層及び第２陰極引き出し層が、陽極箔と絶縁されていることを特徴としている。
【００１１】
本発明の固体電解コンデンサでは、陰極引き出し層を導電性ペースト層とすることにより、陰極引き出し層として金属箔を用いる必要がなくなるため、固体電解コンデンサを安価で作製することができる。また、金属箔が不要になることにより、第２外部電極までの導電経路の異種材料界面が減るため、低抵抗な構造にすることができる。
【００１２】
さらに、コンデンサ素子の上面に第１陰極引き出し層を配置し、コンデンサ素子の下面に第２陰極引き出し層を配置することにより、環境暴露の影響を遮断することができるため、固体電解コンデンサの信頼性が向上する。
【００１３】
以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第２実施形態以降では、第１実施形態と共通の事項についての記述は省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎には逐次言及しない。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る固体電解コンデンサでは、第１陰極引き出し層と第２陰極引き出し層との間のコンデンサ素子がない空間には、素子積層体の第２端面に露出する金属箔が設けられている。上記金属箔は、スリットを介して陽極箔から分断されたものであり、陽極箔に対して完全に絶縁されている。
【００１５】
本発明の第１実施形態に係る固体電解コンデンサでは、陽極箔から分断された金属箔をそのまま陰極引き出し層の支持部として用いている。これにより、線膨張係数の違いが発生せず、固体電解コンデンサに熱が掛かった際の構造歪みやクラックの発生などを抑制することができる。
【００１６】
図１は、本発明の第１実施形態に係る固体電解コンデンサの一例を模式的に示す斜視図である。
図１に示す固体電解コンデンサ１は、素子積層体１００と、第１外部電極１４１と、第２外部電極１４２とを備える。
【００１７】
図１においては、固体電解コンデンサ１又は素子積層体１００の長さ方向をＬ、幅方向をＷ、厚さ方向をＴで示している。ここで、長さ方向Ｌと幅方向Ｗと厚さ方向Ｔとは互いに直交している。また、固体電解コンデンサ１又は素子積層体１００の長さ方向Ｌ及び厚さ方向Ｔに沿う面をＬＴ面、長さ方向Ｌ及び幅方向Ｗに沿う面をＬＷ面、幅方向Ｗ及び厚さ方向Ｔに沿う面をＷＴ面という。
【００１８】
素子積層体１００は、直方体状の外形を有している。素子積層体１００は、長さ方向Ｌにおいて相対する第１端面Ｅ１及び第２端面Ｅ２、幅方向Ｗにおいて相対する第１側面Ｓ１及び第２側面Ｓ２、並びに、厚さ方向Ｔにおいて相対する第１主面Ｍ１及び第２主面Ｍ２を有している。第１端面Ｅ１及び第２端面Ｅ２はＷＴ面となる面であり、第１側面Ｓ１及び第２側面Ｓ２はＬＴ面となる面であり、第１主面Ｍ１及び第２主面Ｍ２はＬＷ面となる面である。本実施形態では、第２主面Ｍ２は、素子積層体１００の底面であり、固体電解コンデンサ１の実装面となる側の面である。
【００１９】
素子積層体１００は、角部及び稜線部に丸みが付けられていてもよい。角部は、素子積層体１００の３面が交わる部分であり、稜線部は、素子積層体１００の２面が交わる部分である。
【００２０】
第１外部電極１４１は、素子積層体１００の第１端面Ｅ１に設けられている。本実施形態では、第１外部電極１４１は、素子積層体１００の第１主面Ｍ１、第２主面Ｍ２、第１側面Ｓ１及び第２側面Ｓ２の各一部にまで回り込んで設けられている。第１外部電極１４１は、素子積層体１００の第１主面Ｍ１の一部に回り込んで設けられていなくてもよく、例えば、第１端面Ｅ１に加えて、第２主面Ｍ２の一部に回り込んで設けられていてもよい。
【００２１】
第２外部電極１４２は、素子積層体１００の第２端面Ｅ２に設けられている。本実施形態では、第２外部電極１４２は、素子積層体１００の第１主面Ｍ１、第２主面Ｍ２、第１側面Ｓ１及び第２側面Ｓ２の各一部にまで回り込んで設けられている。第２外部電極１４２は、素子積層体１００の第１主面Ｍ１の一部に回り込んで設けられていなくてもよく、例えば、第２端面Ｅ２に加えて、第２主面Ｍ２の一部に回り込んで設けられていてもよい。
【００２２】
図２は、図１に示す固体電解コンデンサのＩＩ−ＩＩ線断面図である。なお、図２は、固体電解コンデンサ１のＬＴ断面図である。また、図３は、図１に示す固体電解コンデンサを構成する素子積層体の分解斜視図である。
【００２３】
図２及び図３に示すように、素子積層体１００は、コンデンサ素子１１０と、陰極引き出し層１２０と、封止体１３０とを備える。図２及び図３では、コンデンサ素子１１０及び陰極引き出し層１２０は、厚さ方向Ｔに積層されている。封止体１３０は、コンデンサ素子１１０及び陰極引き出し層１２０の周囲を封止している。
【００２４】
コンデンサ素子１１０は、陽極箔１１と、誘電体層１２と、陰極層１３とを備える。コンデンサ素子１１０の陰極層１３は、陰極引き出し層１２０に接続されている。
【００２５】
陽極箔１１は、芯部の表面に多孔質部を有している。陽極箔１１は、多孔質部の表面に誘電体層１２を有している。陽極箔１１は、多孔質部を両面に有していることが好ましい。
【００２６】
陽極箔１１は、いわゆる弁作用を示す弁作用金属からなる。弁作用金属としては、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム等の金属単体、又は、これらの金属を含む合金等が挙げられる。これらの中では、アルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。
【００２７】
陽極箔１１の多孔質部は、陽極箔１１の表面に形成されたエッチング層、陽極箔１１の表面に印刷、焼結により形成された多孔質層が挙げられる。弁作用金属がアルミニウム又はアルミニウム合金の場合、塩酸等によりエッチング処理を行うことで、表面にエッチング層を形成することができる。
【００２８】
エッチング処理前の陽極箔１１の厚みは、６０μｍ以上、２００μｍ以下であることが好ましい。エッチング処理後にエッチングされていない芯部の厚みは、１５μｍ以上、７０μｍ以下であることが好ましい。多孔質部の厚みは要求される耐電圧、静電容量に合わせて設計されるが、芯部の両側の多孔質部を合わせて１０μｍ以上、１８０μｍ以下であることが好ましい。
【００２９】
誘電体層１２は、陽極箔１１の多孔質部の表面に形成されている。誘電体層１２は、多孔質部の表面に沿って形成されることにより細孔（凹部）が形成されている。
【００３０】
誘電体層１２は、上記弁作用金属の酸化皮膜からなることが好ましい。例えば、陽極箔１１としてアルミニウム箔が用いられる場合、アジピン酸アンモニウム等を含む水溶液中でアルミニウム箔の表面に対して陽極酸化処理（化成処理ともいう）を行うことにより、酸化皮膜からなる誘電体層１２を形成することができる。
【００３１】
誘電体層１２の厚みは要求される耐電圧、静電容量に合わせて設計されるが、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
陰極層１３は、誘電体層１２の表面に設けられている。陰極層１３は、誘電体層１２の表面に設けられた固体電解質層１３ａを含む。陰極層１３は、さらに、固体電解質層１３ａの表面に設けられたカーボン層１３ｂを含むことが好ましい。
【００３３】
固体電解質層１３ａを構成する材料としては、例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類等の導電性高分子等が挙げられる。これらの中では、ポリチオフェン類が好ましく、ＰＥＤＯＴと呼ばれるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）が特に好ましい。また、上記導電性高分子は、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等のドーパントを含んでいてもよい。
【００３４】
固体電解質層１３ａ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層１２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。なお、誘電体層１２の細孔（凹部）を充填する内層を形成した後、誘電体層１２を被覆する外層を形成することにより、固体電解質層１３ａを形成することが好ましい。
【００３５】
固体電解質層１３ａは、上記の処理液又は分散液を、スポンジ転写、スクリーン印刷、ディスペンサ、インクジェット印刷等によって誘電体層１２上に塗布することにより、所定の領域に形成することができる。固体電解質層１３ａの厚みは、２μｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましい。
【００３６】
カーボン層１３ｂは、固体電解質層１３ａと陰極引き出し層１２０とを電気的に及び機械的に接続させるために設けられている。
【００３７】
カーボン層１３ｂは、カーボンペーストをスポンジ転写、スクリーン印刷、ディスペンサ、インクジェット印刷等によって固体電解質層１３ａ上に塗布することにより、所定の領域に形成することができる。なお、カーボン層１３ｂは、乾燥前の粘性のある状態で、次工程の陰極引き出し層１２０を積層することが好ましい。カーボン層１３ｂの厚みは、２μｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましい。
【００３８】
陰極引き出し層１２０は、コンデンサ素子１１０の上面に設けられた第１陰極引き出し層２１と、コンデンサ素子１１０の下面に設けられた第２陰極引き出し層２２とを含む。第１陰極引き出し層２１及び第２陰極引き出し層２２は、１つのコンデンサ素子１１０に別個に設けられており、連結していない。また、厚さ方向Ｔの最外面、すなわち、ＬＷ面と平行な最外面においては、第１陰極引き出し層２１又は第２陰極引き出し層２２が封止体１３０に面している。
【００３９】
第１陰極引き出し層２１及び第２陰極引き出し層２２は、いずれも導電性ペースト層である。
導電性ペースト層は、導電性ペーストをスポンジ転写、スクリーン印刷、ディスペンサ、インクジェット印刷等によって陰極層１３上に塗布することにより、所定の領域に形成することができる。導電性ペーストとしては、銀、銅又はニッケルを主成分とする導電性ペーストが好ましい。スクリーン印刷の場合、２μｍ以上、２０μｍ以下の厚みとすることも可能である。
【００４０】
本明細書において、導電性ペースト層は、導電性ペーストを硬化又は乾燥させることにより形成される層だけでなく、導電性ペーストを焼成させることにより形成される層も含む。そのため、例えば、銀ナノ粒子ペースト等の金属ナノ粒子ペーストを用いた電極層も導電性ペースト層に含まれる。
【００４１】
第１陰極引き出し層２１及び第２陰極引き出し層２２は、いずれも陰極層１３上に設けられた位置から第２外部電極１４２まで一様に延伸されている。素子積層体１００の第２端面Ｅ２に露出した第１陰極引き出し層２１及び第２陰極引き出し層２２は、陽極箔１１と絶縁されている。
【００４２】
本発明の第１実施形態では、第１陰極引き出し層２１と第２陰極引き出し層２２との間のコンデンサ素子１１０がない空間には、素子積層体１００の第２端面Ｅ２に露出する金属箔５１が設けられている。
【００４３】
金属箔５１は、後述するスリットＳＬ（図７参照）を介して陽極箔１１から分断されたものであり、陽極箔１１に対して完全に絶縁されている。金属箔５１は、陽極箔１１と電気的に絶縁されているが、元々は同一のレイヤーである。したがって、金属箔５１は、表面に誘電体層１２を有している。
【００４４】
金属箔５１と陽極箔１１との間には、スリットＳＬを充填する絶縁部５２が設けられていることが好ましい。絶縁部５２を構成する絶縁材料は、少なくとも樹脂を含み、好ましくは樹脂及びフィラーを含む。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を用いる。また、フィラーとしては、例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子、金属粒子等を用いる。
【００４５】
絶縁部５２の幅（図２中、Ｗ５２で示す長さ）は、例えば、３０μｍ以上、１５０μｍ以下である。
【００４６】
図２に示す例では、第１陰極引き出し層２１と金属箔５１との間、及び、第２陰極引き出し層２２と金属箔５１との間には、絶縁層６０が設けられている。同様に、コンデンサ素子１１０とコンデンサ素子１１０との間にも、絶縁層６０が設けられている。絶縁層６０は、１層でもよいし、２層以上でもよい。例えば、絶縁層６０は、後述するマスク層６１（図８参照）と、マスク層６１の表面に設けられた絶縁性接着層６２（図１２参照）とを備える。なお、当該部分には、絶縁層６０が設けられていなくてもよいし、絶縁層６０の代わりに樹脂成形体が設けられていてもよい。
【００４７】
マスク層６１は、例えば、絶縁性樹脂等の絶縁材料からなるマスク材を陽極箔１１の表面に塗布し、加熱等によって固化又は硬化させることによって形成される。マスク材の塗布は、スクリーン印刷、ディスペンサ、インクジェット印刷等により行うことが好ましい。
【００４８】
マスク材の絶縁材料としては、例えば、ポリフェニルスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、シアン酸エステル樹脂、フッ素樹脂（テトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等）、可溶性ポリイミドシロキサンとエポキシ樹脂からなる組成物、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及び、それらの誘導体又は前駆体等の絶縁性樹脂が挙げられる。
【００４９】
絶縁性接着層６２は、例えば、絶縁性樹脂等の絶縁材料をマスク層６１上に塗布し、加熱等によって固化又は硬化させることによって形成される。絶縁材料の塗布は、スクリーン印刷、ディスペンサ、インクジェット印刷等により行うことが好ましい。
【００５０】
絶縁性接着層６２は、マスク層６１と成分や粘度が同じでもよいが、マスク層６１と成分や粘度が異なることが好ましい。
【００５１】
本発明の第１実施形態では、絶縁部５２は、陽極箔１１の上面及び下面の少なくとも一方に延在していてもよい。この場合、陽極箔１１の上面又は下面に延在する絶縁部５２と陽極箔１１との間には、別の絶縁層が設けられていてもよい。
【００５２】
同様に、絶縁部５２は、金属箔５１の上面及び下面の少なくとも一方に延在していてもよい。この場合、金属箔５１の上面又は下面に延在する絶縁部５２と金属箔５１との間には、別の絶縁層が設けられていてもよい。
【００５３】
導電性ペースト層である陰極引き出し層と陽極箔との間、又は、陰極引き出し層と金属箔との間に絶縁層を設けることにより、陽極箔又は金属箔との間で線膨張係数の差を調整することができる。
【００５４】
図４は、絶縁部の別の一例を模式的に示す断面図である。
図４に示す例では、絶縁部５２は、陽極箔１１の上面及び下面に延在している。そして、陽極箔１１の上面又は下面に延在する絶縁部５２と陽極箔１１との間には、別の絶縁層としてマスク層６１が設けられている。同様に、絶縁部５２は、金属箔５１の上面及び下面に延在している。そして、金属箔５１の上面又は下面に延在する絶縁部５２と金属箔５１との間には、マスク層６１が設けられている。
【００５５】
封止体１３０には、コンデンサ素子１１０及び陰極引き出し層１２０が埋設されている。図２及び図３に示す例では、封止体１３０は、樹脂成形体３１と、支持基板３２とを備える。
【００５６】
樹脂成形体３１を構成する絶縁材料は、少なくとも樹脂を含み、好ましくは樹脂及びフィラーを含む。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を用いる。フィラーとしては、例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子、金属粒子等を用いる。
【００５７】
樹脂成形体３１の成形方法としては、コンプレッションモールド、トランスファーモールド等の樹脂モールドを用いることができる。例えば、コンプレッションモールドを用いてコンデンサ素子１１０及び陰極引き出し層１２０の積層体を封止する。
【００５８】
支持基板３２は、コンデンサ素子１１０及び陰極引き出し層１２０の積層体を一体化させるために底面に設けられる。支持基板３２は、ガラスエポキシ基板であることが好ましい。なお、封止体１３０は、支持基板３２を備えなくてもよい。その場合、封止体１３０は、底面側にも樹脂成形体を備えればよい。
【００５９】
第１外部電極１４１は、素子積層体１００の第１端面Ｅ１から露出する陽極箔１１と接続されている。
【００６０】
第２外部電極１４２は、素子積層体１００の第２端面Ｅ２から露出する陰極引き出し層１２０と接続されている。
【００６１】
第１外部電極１４１及び第２外部電極１４２は、例えば、めっきやスパッタ、浸漬塗布、印刷等により形成することができる。めっきの場合は、めっき層としてはＺｎ・Ａｇ・Ｎｉ層、Ａｇ・Ｎｉ層、Ｎｉ層、Ｚｎ・Ｎｉ・Ａｕ層、Ｎｉ・Ａｕ層、Ｚｎ・Ｎｉ・Ｃｕ層、Ｎｉ・Ｃｕ層等を使用することができる。これらのめっき層の上に、例えば、Ｃｕめっき層、Ｎｉめっき層、Ｓｎめっき層の順に（あるいは一部を除いて）めっき層をさらに形成することが好ましい。
【００６２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサでは、第１陰極引き出し層と第２陰極引き出し層との間のコンデンサ素子がない空間には、該空間を充填する絶縁層が設けられている。
【００６３】
本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサにおいて、絶縁層は、樹脂成形体と異なる絶縁材料から構成されていてもよいし、樹脂成形体と同一の絶縁材料から構成されていてもよい。
【００６４】
絶縁層が樹脂成形体と異なる絶縁材料から構成されている場合、絶縁層を構成する絶縁材料を選択することにより、透湿性の低いもの、応力緩和能のあるもの等、信頼性を向上させるための機能を絶縁層に付与することができる。
【００６５】
一方、絶縁層が樹脂成形体と同一の絶縁材料から構成されている場合、樹脂成形体と絶縁層とで絶縁材料を合わせることにより、線膨張係数の違いが発生せず、固体電解コンデンサに熱が掛かった際の構造歪みやクラックの発生などを抑制することができる。
【００６６】
図５は、本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサの一例を模式的に示す断面図である。
図５に示す固体電解コンデンサ２は、素子積層体１００Ａと、第１外部電極１４１と、第２外部電極１４２とを備える。第１外部電極１４１及び第２外部電極１４２の構成は、第１実施形態と同様である。
【００６７】
素子積層体１００Ａは、コンデンサ素子１１０と、陰極引き出し層１２０と、封止体１３０とを備える。コンデンサ素子１１０、陰極引き出し層１２０及び封止体１３０の構成は、第１実施形態と同様である。
【００６８】
本発明の第２実施形態では、第１陰極引き出し層２１と第２陰極引き出し層２２との間のコンデンサ素子１１０がない空間には、該空間を充填する絶縁層５３が設けられている。
【００６９】
絶縁層５３を構成する絶縁材料は、少なくとも樹脂を含み、好ましくは樹脂及びフィラーを含む。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を用いる。また、フィラーとしては、例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子、金属粒子等を用いる。
【００７０】
本発明の第２実施形態において、絶縁層５３は、樹脂成形体３１と異なる絶縁材料から構成されていてもよいし、樹脂成形体３１と同一の絶縁材料から構成されていてもよい。
【００７１】
図５に示す例では、第１陰極引き出し層２１と絶縁層５３との間には、別の絶縁層６０が設けられている。同様に、コンデンサ素子１１０とコンデンサ素子１１０との間にも、絶縁層６０が設けられている。絶縁層６０は、１層でもよいし、２層以上でもよい。例えば、絶縁層６０は、マスク層６１と、マスク層６１の表面に設けられた絶縁性接着層６２とを備える。なお、絶縁層６０が設けられていなくてもよい。
【００７２】
本発明の第２実施形態では、絶縁層５３は、陽極箔１１の上面及び下面の少なくとも一方に延在していてもよい。この場合、陽極箔１１の上面又は下面に延在する絶縁層５３と陽極箔１１との間には、別の絶縁層が設けられていてもよい。
【００７３】
（固体電解コンデンサの製造方法）
以下、本発明の固体電解コンデンサの製造方法の一例について、工程ごとに説明する。以下の例では、大判の電極シートを用いて、複数個の固体電解コンデンサを同時に製造する方法について説明する。
【００７４】
（Ａ）電極シートを準備する工程
工程（Ａ）では、表面に誘電体層を有する電極シートを準備する。
【００７５】
図６は、電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
図６に示す電極シート１０は、表面に誘電体層１２を有する陽極箔１１からなる。
【００７６】
電極シート１０は、好ましくは、以下のように作製される。
まず、芯部の表面に多孔質部を有する陽極箔１１を準備し、多孔質部の表面に誘電体層１２を形成する。
【００７７】
製造効率を高める観点から、誘電体層１２が表面に形成された陽極箔１１として、予め化成処理が施された化成箔を用いてもよい。
【００７８】
（Ｂ）電極シートにスリットを形成する工程
工程（Ｂ）では、陰極露出部となる金属箔を陽極箔から分断するためのスリットを電極シートに形成する。
【００７９】
図７は、スリットが形成された電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
図７には、電極シート１０に設けられる複数の素子領域Ｒ１０を示している。素子領域Ｒ１０は、長さ方向Ｌにおいて相対する第１端部Ｅ１１及び第２端部Ｅ１２と、幅方向Ｗにおいて相対する第１側部Ｓ１１及び第２側部Ｓ１２とによって区画される領域である。素子領域Ｒ１０は、長さ方向Ｌに隣接する他の素子領域Ｒ１０と第１端部Ｅ１１又は第２端部Ｅ１２を共有している。また、素子領域Ｒ１０は、幅方向Ｗに隣接する他の素子領域Ｒ１０と第１側部Ｓ１１又は第２側部Ｓ１２を共有している。
【００８０】
図７に示すように、電極シート１０の各素子領域Ｒ１０の内部には、第２端部Ｅ１２付近に第２端部Ｅ１２と平行なスリットＳＬが形成されている。スリットＳＬの幅（Ｌ方向の寸法）は、例えば、３０μｍ以上、１５０μｍ以下である。スリットＳＬの長さ（Ｗ方向の寸法）は、素子領域Ｒ１０のＷ方向の寸法より小さい。
【００８１】
（Ｃ）マスク層を形成する工程
工程（Ｃ）では、電極シートの各素子領域の端部及び側部を被覆するようにマスク層を形成する。なお、工程（Ｃ）は任意の工程である。
【００８２】
図８は、マスク層が形成された電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
図８では、電極シート１０は、各素子領域Ｒ１０の第１端部Ｅ１１、第２端部Ｅ１２、第１側部Ｓ１１及び第２側部Ｓ１２がマスク層６１によって被覆されている。図８では、第２端部Ｅ１２、第１側部Ｓ１１及び第２側部Ｓ１２にマスク層６１が形成されていない部分があるが、この部分にマスク層６１が形成されていてもよい。また、スリットＳＬ１の内壁にマスク層６１が形成されていてもよい。
【００８３】
（Ｄ）絶縁部を形成する工程
工程（Ｄ）では、スリットに絶縁材料を充填することにより絶縁部を形成する。
【００８４】
図９は、絶縁部が形成された電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
図９では、スリットＳＬを充填する絶縁部５２が形成されている。絶縁部５２は、スリットＳＬの内部だけではく、電極シート１０の上面及び下面の少なくとも一方に延在するように形成されてもよい。その場合、電極シート１０の上面又は下面において絶縁部５２が連結していてもよい。
【００８５】
（Ｅ）陰極層を形成する工程
工程（Ｅ）では、電極シートの誘電体層の表面に陰極層を形成する。工程（Ｅ）では、電極シートの誘電体層の表面に固体電解質層を形成した後、固体電解質層の表面にカーボン層を形成することが好ましい。
【００８６】
図１０は、固体電解質層が形成された電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
図１０では、マスク層６１によって囲まれた領域に固体電解質層１３ａが形成されている。
【００８７】
図１１は、カーボン層が形成された電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
図１１では、固体電解質層１３ａの表面にカーボン層１３ｂが形成されている。固体電解質層１３ａ及びカーボン層１３ｂにより、陰極層１３（図２参照）が形成される。
【００８８】
（Ｆ）絶縁性接着層を形成する工程
工程（Ｆ）では、絶縁性接着層を形成する。工程（Ｃ）を行う場合には、マスク層の表面に絶縁性接着層を形成し、工程（Ｃ）を行わない場合には、電極シートの各素子領域の端部及び側部を被覆するように絶縁性接着層を形成する。なお、工程（Ｆ）は任意の工程である。
【００８９】
図１２は、絶縁性接着層が形成された電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
図１２では、マスク層６１の表面に絶縁性接着層６２が形成されている。マスク層６１及び絶縁性接着層６２により、絶縁層６０（図２参照）が形成される。
【００９０】
なお、工程（Ｃ）、工程（Ｄ）、工程（Ｅ）及び工程（Ｆ）の順序は特に限定されない。
【００９１】
マスク層６１と絶縁性接着層６２とを合わせた厚みは、陰極層１３の厚みと同じでもよいが、陰極層１３の厚みより大きいことが好ましい。
【００９２】
（Ｇ）陰極引き出し層を形成する工程
工程（Ｇ）では、導電性ペーストを用いて陰極引き出し層を形成する。具体的には、陽極箔の上面に形成された陰極層の表面に第１陰極引き出し層を形成し、陽極箔の下面に形成された陰極層の表面に第２陰極引き出し層を形成する。
【００９３】
図１３は、陰極引き出し層が形成された電極シートの一例を模式的に示す斜視図である。
図１３では、陽極箔１１の上面において、各素子領域Ｒ１０の第２端部Ｅ１２を跨いでカーボン層１３ｂをブリッジするように第１陰極引き出し層２１が形成されている。図示されていないが、陽極箔１１の下面においても同様に、各素子領域Ｒ１０の第２端部Ｅ１２を跨いでカーボン層１３ｂをブリッジするように第２陰極引き出し層２２が形成されている。以上により、陰極引き出し層１２０（図２参照）が形成される。
【００９４】
（Ｈ）電極シートを積層した後、封止する工程
工程（Ｈ）では、陰極引き出し層が形成された電極シートを積層した後、電極シート積層体を封止することにより、積層ブロック体を作製する。
【００９５】
電極シートを積層する際には、陰極引き出し層が粘性のあるウェットな状態で別の電極シートを載置することが好ましい。すなわち、導電性ペーストを用いて陰極引き出し層を形成した後、導電性ペーストを乾燥させる前に電極シートを積層することが好ましい。
【００９６】
また、電極シートを積層する際には、ガラスエポキシ基板等の支持基板の上に電極シートを積層してもよい。
【００９７】
電極シート積層体を封止する方法としては、例えば、上述したコンプレッションモールド等の樹脂モールドを用いることができる。
【００９８】
樹脂モールドに用いられる封止材は、少なくとも樹脂を含み、好ましくは樹脂及びフィラーを含む。樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を用いる。フィラーとしては、例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子、金属粒子等を用いる。
【００９９】
図１４は、積層ブロック体の一例を模式的に示す斜視図である。
図１４に示す積層ブロック体２００においては、支持基板１３２の上に積層された複数の電極シート１０が、封止材１３１によって被覆されている。
【０１００】
（Ｉ）積層ブロック体を切断することにより、複数の素子積層体を作製する工程
工程（Ｉ）では、積層ブロック体を切断することにより、複数の素子積層体を作製する。
【０１０１】
以下、複数の素子積層体を作製する方法の一例について説明する。
【０１０２】
まず、積層ブロック体を、各素子領域の第１側部及び第２側部に沿って切断する。積層ブロック体の切断には、例えば、ダイサーを用いたダイシング等の方法が適用される。
【０１０３】
図１５は、切断された後の積層ブロック体の一例を模式的に示す斜視図である。
図１５では、図１４に示す積層ブロック体２００を、各素子領域の第１側部及び第２側部に沿って切断することによって、第１側部及び第２側部に沿った隙間Ｇが形成された積層ブロック体２１０が作製されている。
【０１０４】
次に、積層ブロック体に形成された隙間に封止材を充填する。封止材を充填する方法としては、例えば、上述したコンプレッションモールド等の樹脂モールドを用いることができる。封止材としては、例えば、積層ブロック体を作製するための封止材を用いることができる。
【０１０５】
図１６は、隙間が封止材で充填された積層ブロック体の一例を模式的に示す斜視図である。
図１６では、図１５に示す積層ブロック体２１０の隙間Ｇに封止材１３３を充填することにより、積層ブロック体２２０が作製されている。
【０１０６】
その後、積層ブロック体２２０を、各素子領域の第１端部及び第２端部に沿って切断するとともに、各素子領域の第１側部及び第２側部に沿って切断する。これにより、図３に示す素子積層体１００に個片化することができる。積層ブロック体２２０の切断には、例えば、ダイサーを用いたダイシングやカット刃、レーザー加工、スクライブ等の方法が適用される。
【０１０７】
図１７は、個片化された素子積層体の一例を模式的に示す斜視図である。
図１７では、図１６に示す積層ブロック体２２０を切断することによって、複数の素子積層体１００が作製されている。
【０１０８】
なお、各素子領域の第２端部に沿って切断する際、スリットＳＬとスリットＳＬの間で積層ブロック体２２０を切断することにより、図２に示す素子積層体１００を作製することができる。なお、スリットＳＬ上で積層ブロック体２２０を切断してもよい。これにより、図５に示す素子積層体１００Ａを作製することができる。
【０１０９】
（Ｊ）外部電極を形成する工程
素子積層体の第１端面に第１外部電極を形成し、素子積層体の第２端面に第２外部電極を形成する。以上により、固体電解コンデンサが得られる。
【０１１０】
本発明の固体電解コンデンサは、上記実施形態に限定されるものではなく、固体電解コンデンサの構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【０１１１】
本発明の固体電解コンデンサを製造するために、積層ブロック体を作製する方法、積層ブロック体を切断する方法、及び、外部電極を形成する方法は特に限定されず、上記以外の方法であってもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１，２  固体電解コンデンサ
１０  電極シート
１１  陽極箔
１２  誘電体層
１３  陰極層
１３ａ  固体電解質層
１３ｂ  カーボン層
２１  第１陰極引き出し層
２２  第２陰極引き出し層
３１  樹脂成形体
３２  支持基板
５１  金属箔
５２  絶縁部
５３  絶縁層
６０  絶縁層
６１  マスク層
６２  絶縁性接着層
１００，１００Ａ  素子積層体
１１０  コンデンサ素子
１２０  陰極引き出し層
１３０  封止体
１３１，１３３  封止材
１３２  支持基板
１４１  第１外部電極
１４２  第２外部電極
２００，２１０，２２０  積層ブロック体
Ｅ１  素子積層体の第１端面
Ｅ２  素子積層体の第２端面
Ｇ  隙間
Ｍ１  素子積層体の第１主面
Ｍ２  素子積層体の第２主面
Ｓ１  素子積層体の第１側面
Ｓ２  素子積層体の第２側面
Ｒ１０  素子領域
Ｅ１１  素子領域の第１端部
Ｅ１２  素子領域の第２端部
Ｓ１１  素子領域の第１側部
Ｓ１２  素子領域の第２側部
ＳＬ  スリット
Ｗ５２  絶縁部の幅
【図１】
2020155695.tif 000003
【図２】
2020155695.tif 000004
【図３】
2020155695.tif 000005
【図４】
2020155695.tif 000006
【図５】
2020155695.tif 000007
【図６】
2020155695.tif 000008
【図７】
2020155695.tif 000009
【図８】
2020155695.tif 000010
【図９】
2020155695.tif 000011
【図１０】
2020155695.tif 000012
【図１１】
2020155695.tif 000013
【図１２】
2020155695.tif 000014
【図１３】
2020155695.tif 000015
【図１４】
2020155695.tif 000016
【図１５】
2020155695.tif 000017
【図１６】
2020155695.tif 000018
【図１７】
2020155695.tif 000019