(57)【要約】表面に誘電体層を有する陽極箔と、前記陽極箔と対向する陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に電解液が含浸または固体電解質が充填されたセパレータとを有する少なくとも１つのコンデンサ素子を含む積層体を備える電解コンデンサであって、前記積層体の積層方向に位置する面を主面、前記陽極箔及び前記陰極箔の引出面を第１の側面とし、前記第１の側面と対向する面を第２の側面、前記第１の側面及び主面と直交する面を第３の側面及び第４の側面とし、前記セパレータの前記第１乃至第４の側面側に位置する端縁は絶縁樹脂で覆われており、かつ、前記絶縁樹脂の前記第１乃至第４の側面の少なくとも１つには切り欠きを有することを特徴とする電解コンデンサ。
2019156120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に誘電体層を有する陽極箔と、
前記陽極箔と対向する陰極箔と、
前記陽極箔と前記陰極箔との間に電解液が含浸または固体電解質が充填されたセパレータとを有する少なくとも１つのコンデンサ素子を含む積層体を備える電解コンデンサであって、
前記積層体の積層方向に位置する面を主面、前記陽極箔及び前記陰極箔の引出面を第１の側面とし、
前記第１の側面と対向する面を第２の側面、
前記第１の側面及び主面と直交する面を第３の側面及び第４の側面とし、
前記セパレータの前記第１乃至第４の側面側に位置する端縁は絶縁樹脂で覆われており、かつ、前記絶縁樹脂の前記第１乃至第４の側面の少なくとも１つには切り欠きを有する電解コンデンサ。
【請求項２】
前記セパレータには電解液が含浸されている請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項３】
前記セパレータには固体電解質が充填されている請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項４】
前記セパレータには電解液が含浸され、かつ、固体電解質が充填されている請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項５】
前記セパレータには電解液が含浸されていて、固体電解質が充填されていない請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項６】
前記セパレータには固体電解質が充填されていて、電解液が含浸されていない請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項７】
前記陽極箔の前記誘電体層と前記セパレータの間に固体電解質層を有する請求項１〜６のいずれかに記載の電解コンデンサ。
【請求項８】
前記陰極箔と前記セパレータの間に固体電解質層を有する請求項１〜７のいずれかに記載の電解コンデンサ。
【請求項９】
前記陽極箔の前記誘電体層と前記セパレータの間、及び、前記陰極箔と前記セパレータの間に固体電解質層をそれぞれ有しており、前記セパレータには電解液が含浸されていて、固体電解質が充填されていない請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項１０】
前記絶縁樹脂の切り欠きが周期的な配置となっている請求項１〜９のいずれかに記載の電解コンデンサ。
【請求項１１】
さらに、前記積層体を実装するとともに前記積層体の前記第１の側面に引き出された前記陽極箔及び前記陰極箔と電気的に接続される基板と、前記積層体を収容する形で前記基板と接合されたケースを有する請求項１〜１０のいずれかに記載の電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、巻回型の電解コンデンサが開示されている。この電解コンデンサは電解質として固体電解質と電解液を使用している。
固体電解質を使用しているのでＥＳＲを低くすることができ、電解液を使用するので漏れ電流が少ないという特性を有している。【０００３】
特許文献２には、積層型の電解コンデンサが開示されている。この電解コンデンサは電解質として固体電解質を使用している。
固体電解質を使用しているのでＥＳＲを低くすることができるという特性を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０６５７号公報
【特許文献２】特開２００９−１３５４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の電解コンデンサは、固体電解質を使っているからＥＳＲが低く、電解液を使っているから漏れ電流が少ないという特性を有しているが、巻回型であるために誘電体層にストレスがかかりひびが入りやすく、このひびに起因する漏れ電流が生じるという問題があった。
一方、特許文献２に記載の電解コンデンサは、積層型であるから誘電体層にストレスがかからないためひびは入りにくい。しかし、電解質として固体電解質を使用していることから漏れ電流が大きくなるという問題があった。【０００６】
このようなことから、誘電体層にひびが入りにくく、漏れ電流の小さい電解コンデンサを得るためには積層型であり電解液を使った電解コンデンサとすることが考えられる。
そこで積層型の電解コンデンサにおいて電解質として電解液を使うことを試みた。
具体的には、予め電解液に浸したセパレータを作製し、積層型の電解コンデンサの製造時にこのセパレータを積む工程を経ることによる電解コンデンサの製造を試みた。
しかしながら、この方法では、製造過程で電解液が蒸発するため、セパレータ中の電解液の量にばらつきが生じ、その結果、静電容量の低下や静電容量のばらつきが生じることがあった。【０００７】
上記のような課題を踏まえ、本発明は、積層型であり、電解質として電解液を使用可能であって、電解コンデンサの静電容量の低下や静電容量のばらつきが抑えられる電解コンデンサの構造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】
【０００８】
本発明の電解コンデンサは、表面に誘電体層を有する陽極箔と、前記陽極箔と対向する陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に電解液が含浸または固体電解質が充填されたセパレータとを有する少なくとも１つのコンデンサ素子を含む積層体を備える電解コンデンサであって、
前記積層体の積層方向に位置する面を主面、前記陽極箔及び前記陰極箔の引出面を第１の側面とし、
前記第１の側面と対向する面を第２の側面、
前記第１の側面及び主面と直交する面を第３の側面及び第４の側面とし、
前記セパレータの前記第１乃至第４の側面側に位置する端縁は絶縁樹脂で覆われており、かつ、前記絶縁樹脂の前記第１乃至第４の側面の少なくとも１つには切り欠きを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、積層型であり、電解質として電解液を使用可能であって、電解コンデンサの静電容量の低下や静電容量のばらつきが抑えられる電解コンデンサの構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、基板、積層体及びケースを組み合わせる前の様子を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、積層体を実装する基板の一例を模式的に示す斜視図である。
【図３】図３は、基板に積層体を実装した状態を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、基板に積層体を実装したのちにケースを被せた状態を模式的に示す斜視図である。
【図５】図５は、コンデンサ素子が複数積層された積層体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図６】図６は、図５に示す積層体の第３の側面の一部を拡大して示す斜視図である。
【図７】図７（ａ）は、陽極箔ユニットの一例を示す斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示す陽極箔ユニットのＡ−Ａ線断面図である。
【図８】図８（ａ）は、陰極箔ユニットの一例を示す斜視図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示す陰極箔ユニットのＢ−Ｂ線断面図である。
【図９】図９（ａ）は、陽極ユニットと陰極ユニットを積み重ねてなるコンデンサ素子を模式的に示す断面図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すコンデンサ素子を含む積層体の側面に接続電極を形成した積層体の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１０】図１０は、陽極箔シートの一例を模式的に示す斜視図である。
【図１１】図１１は、陰極箔シート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】
【００１１】
以下、本発明の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本発明の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
【００１２】
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。
【００１３】
本発明の電解コンデンサは、表面に誘電体層を有する陽極箔と、前記陽極箔と対向する陰極箔と、前記陽極箔と前記陰極箔との間に電解液が含浸または固体電解質が充填されたセパレータとを有する少なくとも１つのコンデンサ素子を含む積層体を備える電解コンデンサであって、前記積層体の積層方向に位置する面を主面、前記陽極箔及び前記陰極箔の引出面を第１の側面とし、前記第１の側面と対向する面を第２の側面、前記第１の側面及び主面と直交する面を第３の側面及び第４の側面とし、前記セパレータの前記第１乃至第４の側面側に位置する端縁は絶縁樹脂で覆われており、かつ、前記絶縁樹脂の前記第１乃至第４の側面の少なくとも１つには切り欠きを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明の電解コンデンサは、表面に誘電体層を有する陽極箔と、上記陽極箔と対向する陰極箔とを積み重ねた積層型の電解コンデンサであるため、陽極箔及び陰極箔にストレスがかかりにくい。
【００１５】
本発明の電解コンデンサで用いられるコンデンサ素子は、陽極箔と陰極箔との間にセパレータが配置され、セパレータの積層体の側面側に位置する端縁を覆う絶縁樹脂に切り欠きを有する。この切り欠きからセパレータに電解液を注入し、電解液の量を精度よくコントロールすることができるため、電解コンデンサの静電容量の低下や静電容量のばらつきが抑えられる。
また、セパレータとして予め電解液を浸みこませた状態のものを積層し、積層後にさらに切り欠きからセパレータに電解液を注入する製造方法により電解コンデンサの製造を行うこともできる。
【００１６】
このように、本発明の電解コンデンサは、積層型の電解コンデンサであり、切り欠きからセパレータに電解液を注入することができる電解コンデンサであるが、その具体的な例としての実施形態について、以下に説明する。
【００１７】
はじめに、各実施形態の電解コンデンサにおける基本構成を説明する。
本発明の電解コンデンサは、コンデンサ素子を含む積層体と基板とケースとから成る。
この電解コンデンサでは、積層体の電極と基板の電極が接合され、積層体を収容する形でケースと基板が接合されている。
電解コンデンサの全体構造について、図１から図４を参照して説明する。
【００１８】
図１は、基板、積層体及びケースを組み合わせる前の様子を模式的に示す斜視図である。
図２は、積層体を実装する基板の一例を模式的に示す斜視図である。
図３は、基板に積層体を実装した状態を模式的に示す斜視図である。
図４は、基板に積層体を実装したのちにケースを被せた状態を模式的に示す斜視図である。
【００１９】
図１には、基板４００、積層体１００及びケース５００を組み合わせる前の様子を示している。まず、ケース５００と基板４００について、並びに、基板４００、積層体１００及びケース５００を組み合わせた全体構造について説明する。
積層体１００の構造の詳細な説明は後述する。
【００２０】
図１には、積層体１００を収容し、基板４００とともに積層体１００を封止するためのケース５００を示している。ケースは箱型で樹脂からなる。ケースの材質としては、金属製やセラミック製を使用することもできる。封止方法はシール材を用いて、基板とケースを接合する。金属製のケースを使う場合は、溶接を用いて封止することもできる。
【００２１】
図２には、積層体１００を実装し、外部回路と接続するための基板４００を示している。
基板４００は両面に導体が形成された基板であり、絶縁基板４３０の表面（図で見えている面）に表面外部電極としての陽極外部電極４１０及び陰極外部電極４２０が形成されている。
絶縁基板４３０の表面と対向する絶縁基板４３０の裏面（図で見えていない面）には外部回路に接続される裏面外部電極としての陽極外部電極および陰極外部電極が形成されている。
【００２２】
基板４００の表面に形成されている陽極外部電極と裏面に形成されている陽極外部電極は複数の接続導体４１１によって導通されている。基板４００の表面に形成されている陰極外部電極と裏面に形成されている陰極外部電極は複数の接続導体４２１によって導通されている。基板４００の裏面には外部電極が形成されているので、この裏面外部電極を使用して回路基板との接続を行うことができる。
また、変形例として基板側面に電極を形成し、これを介して表面外部電極と裏面外部電極の導通を取ってもよい。
【００２３】
図３には、基板４００の上に積層体１００を実装した状態を示している。
基板４００の表面の陽極外部電極４１０と積層体１００の陽極接続電極が半田づけで接続され、かつ、基板４００の表面の陰極外部電極４２０と積層体１００の陰極接続電極が半田づけで接続され、対応する面を向かい合わせている。
また、ほかの接合方法として導電性接着剤を用いて接合させることもできる。また、接続電極を形成せずに、陽極箔および陰極箔の引出部と基板の表面外部電極との接合を、直接、導電性接着剤により行ってもよい。
【００２４】
図１および図３に示す基板４００には、基板４００の周囲に樹脂製のシール材４４０が形成されている。シール材は熱可塑性樹脂からなる。
積層体１００は接続電極が下向きに載置されており、積層体の接続電極と基板の表面外部電極が向かい合う位置になる。
【００２５】
積層体の接続電極と基板の表面外部電極は半田づけにより接合されている。
積層体の接続電極については後で説明するが、陽極接続電極は陽極箔と、陰極接続電極は陰極箔と電気的に接続されている電極である。
【００２６】
図４には基板４００に積層体１００を実装したのちにケース５００を被せた状態を示している。
基板４００に実装された積層体１００の上にケース５００を被せて、基板４００の周囲に設けられた熱可塑性樹脂製のシール材４４０をケース５００と基板４００の間に挟んで、加熱・冷却することにより、ケース５００と基板４００を接合して積層体１００を封止する。
電解コンデンサの全体構造は上記の通りである。
【００２７】
このような電解コンデンサは、基板の裏面の陽極外部電極および陰極外部電極を使用して面実装をすることができる電解コンデンサとなる。
基板の裏面の陽極外部電極および陰極外部電極は平坦な電極であるので面実装に適している。
【００２８】
次に、電解コンデンサに用いられる積層体について説明する。
積層体の具体的な実施形態としては後述するいくつかの実施形態があるが、はじめに各実施形態において共通する事項を説明する。
なお、陽極箔及び陰極箔の表面に設けられる固体電解質層の有無については、実施形態ごとに異なるが、下記には陽極箔及び陰極箔の表面に固体電解質層が設けられた例について説明する。
図５は、コンデンサ素子が複数積層された積層体の一例を模式的に示す斜視図である。
積層体１００は、積層方向（Ｔ方向）において対向する第１の主面Ｍ１０１及び第２の主面Ｍ１０２、陽極箔および陰極箔の電極引出面である第１の側面Ｓ１０１、第１の側面Ｓ１０１と幅方向（Ｗ方向）において対向する第２の側面Ｓ１０２、並びに、第１の側面Ｓ１０１および第１の主面Ｍ１０１と直交する長さ方向（Ｌ方向）において対向する第３の側面Ｓ１０３及び第４の側面Ｓ１０４を有する。
なお、本明細書における「側面」は積層方向において対向する主面以外の面を意味する。そして、本発明の電解コンデンサに用いられる積層体ではセパレータの積層体の側面側に位置する端縁を覆う絶縁樹脂の少なくとも１つに切り欠きを有している。
【００２９】
第１の側面Ｓ１０１には、陽極箔１０及び陰極箔２０が同一側面に引き出されており、図５において図面左側には陰極引出部、右側には陽極引出部が設けられている。
第１の側面Ｓ１０１において、陽極箔１０及び陰極箔２０以外の部分は絶縁樹脂１４、絶縁樹脂２４又は封止材５４となっている。封止材５４も絶縁性の材料である。
陰極引出部及び陽極引出部には、基板上の外部電極に電気的に接続される接続電極を設けることができる。接続電極の詳細については後述する。
【００３０】
図６は、図５に示す積層体の第３の側面の一部を拡大して示す斜視図である。
積層体１００の第３の側面Ｓ１０３には、セパレータの端縁を覆う絶縁樹脂１４と絶縁樹脂１４の一部が切り欠かれた切り欠き１５を有している。また、積層体１００の第３の側面Ｓ１０３には、セパレータの端縁を覆う絶縁樹脂２４と絶縁樹脂２４の一部が切り欠かれた切り欠き２５を有している。
図６は、絶縁樹脂の切り欠きからセパレータが見える様子を模式的に示している。
【００３１】
陽極箔１０の上のセパレータ３０は、その端縁の一部が絶縁樹脂１４で覆われており、絶縁樹脂１４の切り欠き１５から、その端縁の一部が第３の側面Ｓ１０３に露出している。
陰極箔２０の上のセパレータ４０は、その端縁の一部が絶縁樹脂２４で覆われており、絶縁樹脂２４の切り欠き２５から、その端縁の一部が第３の側面Ｓ１０３に露出している。
陽極箔１０と陰極箔２０とがセパレータ３０、４０を介して積層され、第３の側面Ｓ１０３から絶縁樹脂の切り欠き１５、２５を通して、各セパレータ３０、４０の端縁が露出している。
セパレータ３０、４０と第３の側面Ｓ１０３との間に絶縁樹脂の切り欠き１５、２５によって、空間が設けられている。よって、切り欠き１５、２５からセパレータ３０、４０に電解液を注入することができ、積層後に電解液の量を調整できる。切り欠きから電解液を注入した後、接続電極の引出部以外の部分を樹脂（図示せず）で覆うようにして積層体とする。
なお、切り欠きの形状、寸法及び配置は特に限定されず、電解液の注入効率と絶縁樹脂の接着信頼性を考慮して定めることができる。
【００３２】
図７（ａ）は、陽極箔ユニットの一例を示す斜視図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示す陽極箔ユニットのＡ−Ａ線断面図である。
陽極箔ユニット１は、図７（ｂ）に示すような断面構造を有しており、弁作用金属基体１１及び弁作用金属基体の両面に形成された誘電体層１２を備える陽極箔１０を中心にして、誘電体層１２の表面に固体電解質層１３が設けられている。図７（ａ）では、弁作用金属基体１１、誘電体層１２及び固体電解質層１３の図示は省略して陽極箔１０として示している。
そして、図７（ｂ）の上側に示す固体電解質層１３の上にセパレータ３０が配置されている。なお、本発明の電解コンデンサの基本構成としては、陽極箔１０上の固体電解質層１３は必須ではなく、後述する実施形態のように省略してもよい。
なお、弁作用金属基体１１の両面には多孔質層（図７（ｂ）で図示していない）が形成されていることが好ましく、多孔質層の表面に誘電体層１２が設けられていることがより好ましい。
【００３３】
図７（ａ）に示すように、セパレータ３０の周囲には絶縁樹脂１４が設けられている。
セパレータ３０の端縁３０Ｓ１、３０Ｓ２は絶縁樹脂１４Ｓ１、１４Ｓ２でそれぞれ覆われている。
セパレータ３０の端縁３０Ｓ３は、その一部が周期的な形状の絶縁樹脂１４Ｓ３で覆われている。周期的な形状として、絶縁樹脂１４Ｓ３は一定間隔を置いて切り欠き１５を有していて櫛歯型の構造となっている。その結果、セパレータ３０の一部が積層体の側面において周期的な配置で露出するようになっている。このような陽極箔ユニットは積層体に一つであってもよく、あるいは複数含んでもよい。また、切り欠きは、不定の間隔で配置されていてもよい。
セパレータ３０の端縁３０Ｓ４についても、その一部が周期的な形状の絶縁樹脂１４Ｓ４で同様に覆われている。
【００３４】
陽極箔１０は、第１の側面側１０Ｓ１の右側において露出しており、陽極箔１０を引き出すことができるようになっている。また、第１の側面側１０Ｓ１の右側の一部には封止材５４が柱状に設けられている。一方、陽極箔１０は第１の側面側１０Ｓ１の左側において封止材５４で覆われている。
図７（ｂ）に示す断面図は、セパレータ３０の端縁３０Ｓ３が絶縁樹脂１４Ｓ３で覆われておらず、かつ、セパレータ３０の端縁３０Ｓ４が絶縁樹脂１４Ｓ４で覆われている様子を示している。
なお、セパレータの端縁３０Ｓ１、３０Ｓ２をそれぞれ覆う絶縁樹脂１４Ｓ１、１４Ｓ２の一部に切り欠き１５を設けることにより、セパレータの端縁３０Ｓ１又は３０Ｓ２の一部を積層体の側面において露出させるようにしてもよい。
また、セパレータの端縁を覆う絶縁樹脂の一部に切り欠きを設けることで、積層体のいずれか一つの側面にセパレータの端縁を露出させればよい。
【００３５】
図８（ａ）は、陰極箔ユニットの一例を示す斜視図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示す陰極箔ユニットのＢ−Ｂ線断面図である。
陰極箔ユニット２は、図８（ｂ）に示すような断面構造を有しており、陰極箔２０を中心にして、陰極箔２０の両面に固体電解質層２３が設けられている。
そして、図８（ｂ）の上側に示す固体電解質層２３の上にセパレータ４０が配置されている。なお、本発明の電解コンデンサの基本構成としては、陰極箔２０上の固体電解質層２３は必須ではなく、後述する実施形態のように省略してもよい。
【００３６】
図８（ａ）に示すように、セパレータ４０の周囲には絶縁樹脂２４が設けられている。
セパレータ４０の端縁４０Ｓ１、４０Ｓ２は絶縁樹脂２４Ｓ１、２４Ｓ２でそれぞれ覆われている。
セパレータ４０の端縁４０Ｓ３は、その一部が周期的な形状の絶縁樹脂２４Ｓ３で覆われている。周期的な形状として、絶縁樹脂２４Ｓ３は一定間隔を置いて切り欠き２５を有していて櫛歯型の構造となっている。その結果、セパレータ４０の一部が積層体の側面において周期的な配置で露出するようになっている。このような陰極箔ユニットは積層体に一つであってもよく、あるいは複数含んでもよい。また、切り欠きは、不定の間隔で配置されていてもよい。
セパレータ４０の端縁４０Ｓ４についても、その一部が絶縁樹脂２４Ｓ４で同様に覆われている。
【００３７】
陰極箔２０は、第１の側面側２０Ｓ１の左側において露出しており、陰極箔２０を引き出すことができるようになっている。また、第１の側面側２０Ｓ１の左側の一部には封止材５４が柱状に設けられている。一方、陰極箔２０は第１の側面側２０Ｓ１の右側において封止材５４で覆われている。
図８（ｂ）に示す断面図は、セパレータ４０の端縁４０Ｓ３が絶縁樹脂２４Ｓ３で覆われておらず、かつ、セパレータ４０の端縁４０Ｓ４が絶縁樹脂２４Ｓ４で覆われている様子を示している。
なお、セパレータの端縁４０Ｓ１、４０Ｓ２をそれぞれ覆う絶縁樹脂２４Ｓ１、２４Ｓ２の一部に切り欠き２５を設けることにより、セパレータの端縁４０Ｓ１又は４０Ｓ２の一部を積層体の側面において露出させるようにしてもよい。
また、セパレータの端縁を覆う絶縁樹脂の一部に切り欠きを設けることで、積層体のいずれか一つの側面にセパレータの端縁を露出させればよい。
【００３８】
セパレータとしては、例えば、紙、不織布、多孔フィルム等からなるものを使用することができる。セパレータを構成する材料としては、例えば、セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ナイロン、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、レーヨン、ガラス等が挙げられる。
セパレータの厚さは、５μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ以下であることが好ましい。
セパレータの厚さを薄くすることによってＥＳＲを低減することができる。
図７（ａ）及び図８（ａ）に示すように陽極箔上と陰極箔上のそれぞれにセパレータを設ける場合、陽極箔上に設けるセパレータと陰極箔上に設けるセパレータの材質や厚さは同じであってもよく異なっていてもよい。
【００３９】
陽極箔及び陰極箔は、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、アルミニウム又はタンタルが好ましい。陰極箔を構成する弁作用金属は、陽極箔を構成する弁作用金属と同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。
陽極箔は、アルミニウムの金属単体であることが好ましい。
【００４０】
陽極箔の表面に形成される誘電体層は、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を行うことにより、酸化皮膜からなる誘電体層を形成することができる。
【００４１】
陰極箔の表面は、エッチング処理等を施すことによって粗面化されて多孔質となっていることが好ましい。また、陰極箔の表面には、陽極箔の表面に形成されている誘電体層に比べて非常に薄い誘電体層が形成されていてもよい。
【００４２】
固体電解質層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。なお、固体電解質層は、誘電体層の細孔（凹部）を充填する内層と、誘電体層を被覆する外層とを含むことが好ましい。
【００４３】
絶縁樹脂としては、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。
【００４４】
封止材としては、樹脂が用いられ、必要に応じてフィラーを含む。
封止材に含まれる樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。また、封止材に含まれるフィラーとしては、例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子、金属粒子等が挙げられる。
【００４５】
セパレータに注入する電解液は、酸又は塩基の電解質を溶媒に溶解したものである。溶媒としては、エチレングリコール（Ｃ２Ｈ６Ｏ２）等のグリコール類、γ−ブチロラクトン（Ｃ４Ｈ６Ｏ２）等のラクトン類、スルホラン（Ｃ４Ｈ８Ｏ２Ｓ）等のスルホン類等が挙げられる。電解質の酸としては、アジピン酸（Ｃ６Ｈ１０Ｏ４）等の脂肪族カルボン酸、フタル酸（Ｃ８Ｈ６Ｏ２）等の芳香族カルボン酸等が挙げられる。電解質の塩基としてはアンモニア（ＮＨ３）、トリエチルアミン（Ｃ６Ｈ１５Ｎ）等のアミン、テトラメチルイミダゾリニウム（Ｃ７Ｈ１５Ｎ２）等のアミジン等が挙げられる。
【００４６】
積層体を覆う樹脂は例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。
【００４７】
本発明の電解コンデンサを構成する積層体１００は、コンデンサ素子を含んでいる。図９（ａ）は、陽極ユニット１と陰極ユニット２を積み重ねてなるコンデンサ素子を模式的に示す断面図である。弁作用金属基体１１の多孔質状の表面に誘電体層１２を有する陽極箔１０と、陽極箔１０と対向する陰極箔２０と、陽極箔１０と陰極箔２０の間に配置されたセパレータ３０、４０とでコンデンサ素子５を構成する。
なお、陽極ユニット１の上に陰極ユニット２を積み重ねてなるコンデンサ素子では陽極箔１０と陰極箔２０の間にセパレータ３０が配置されるが、陰極ユニット２の上に陽極ユニット１を積み重ねたコンデンサ素子では陰極箔２０と陽極箔１０の間にセパレータ４０が配置される。
【００４８】
図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すコンデンサ素子を含む積層体の側面に接続電極を形成した積層体の一例を模式的に示す斜視図である。
【００４９】
図９（ｂ）には、コンデンサ素子が積層された積層体１００の第１の側面Ｓ１０１に陽極接続電極３１０と陰極接続電極３２０が形成された状態を示している。
陽極接続電極３１０及び陰極接続電極３２０について説明する。
【００５０】
陽極接続電極３１０は、積層体１００の側面に引き出された複数の陽極箔の引出と接続され、陰極接続電極３２０は、積層体１００の側面に引き出された複数の陰極箔の引出と接続されている。陽極接続電極３１０および陰極接続電極３２０は、第１導電膜と第２導電膜と第３導電膜を有する。第１導電膜はＺｎめっき膜、第２導電膜はＮｉめっき膜、第３導電膜はＳｎめっき膜によって形成されている。Ｐｄめっき膜が第１導電膜にあってもよい。
また、第１導電膜は、陽極箔および陰極箔との接続性の良い金属が好ましい。陽極箔および陰極箔がアルミニウムの場合は、第１導電膜としてＺｎめっき膜を用いることが好ましい。
なお、接続電極は、一つの導電膜でも複数の導電膜でもよい。
【００５１】
また、図９（ｂ）には接続電極が形成された積層体を示したが、接続電極が形成されていない積層体を使用してもよい。接続電極が形成されてない積層体を使用した場合、陽極箔および陰極箔の引出部と基板の表面の陽極外部電極および陰極外部電極との接合は、直接、導電性接着剤により行えばよい。
【００５２】
本発明の電解コンデンサを構成する図５に示す積層体は、例えば以下の方法により製造することができる。
図１０は、陽極箔シートの一例を模式的に示す斜視図であり、図１１は、陰極箔シートの一例を模式的に示す斜視図である。
図１０に示す陽極箔シート２０１には、図７（ａ）に示す陽極箔ユニット１となる部位が多数設けられており、陽極箔シート２０１を所定位置で切断することによって陽極箔ユニットを多数得ることができる。
図１１に示す陰極箔シート２０２には、図８（ａ）に示す陰極箔ユニット２となる部位が多数設けられており、陰極箔シート２０２を所定位置で切断することによって陰極箔ユニットを多数得ることができる。
図１０及び図１１では、陽極箔シート２０１及び陰極箔シート２０２の切断予定位置を一点鎖線で示している。
【００５３】
陽極箔シート２０１には、陽極箔ユニット１の陽極箔が引き出される側面となる切断予定位置において、第１の貫通穴Ｈ１及び第２の貫通穴Ｈ２が設けられている。
陰極箔シート２０２には、陰極箔ユニット２の陰極箔が引き出される側面となる切断予定位置において、第３の貫通穴Ｈ３及び第４の貫通穴Ｈ４が設けられている。
第１の貫通穴Ｈ１及び第４の貫通穴Ｈ４は長穴形状であり、第２の貫通穴Ｈ２及び第３の貫通穴Ｈ３は略丸穴形状である。
各貫通穴は、例えば、レーザ加工、エッチング加工、パンチング加工等によって形成される。
【００５４】
このような陽極箔シート２０１及び陰極箔シート２０２を交互に積層することにより、積層シートを作製する。
得られる積層シートにおいては、第１の貫通穴Ｈ１と第３の貫通穴Ｈ３、及び、第２の貫通穴Ｈ２と第４の貫通穴Ｈ４がそれぞれ積層方向に連通されている。
得られた積層シートの少なくとも一方の主面側から、第１の貫通穴と第３の貫通穴、第２の貫通穴と第４の貫通穴にそれぞれ封止材５４を充填することにより、積層ブロック体を作製する。
【００５５】
作製された積層ブロック体を熱処理する。熱処理することにより絶縁樹脂および封止材が硬化し、陽極箔と陰極箔を一体化させる。
【００５６】
熱処理された積層ブロック体を、図１０及び図１１に示した陽極箔シート２０１及び陰極箔シート２０２の切断予定位置で切断する。
【００５７】
充填された封止材５４は積層体１００の第１の側面Ｓ１０１に露出するように略半分に切断される。その結果、図５に示すような積層体１００が得られる。
積層体１００の第１の側面Ｓ１０１には、向かって右側に陽極箔１０が露出しており、向かって左側に陰極箔２０が露出している。そして、第１の側面Ｓ１０１において、向かって右側が陽極箔の引出部、左側が陰極箔の引出部となる。
【００５８】
次に、切り欠き１５、２５からセパレータ３０、４０に電解液を注入する。電解液の注入は、その注入量を調整しながら行うことができる。例えば、必要な電解液の量を特定しておいて、積層体の合算重量を求めておいて、その合算重量になるように積層体の重量を測定しながら電解液を注入する。
絶縁樹脂および封止材を硬化させるための熱処理の後にセパレータ３０、４０に電解液が注入されるから、熱処理による熱によって電解液が蒸発してセパレータ内の電解液の量が低下したりばらついたりすることはない。
次に、セパレータ３０、４０に電解液を注入した積層体１００の引出部以外の部分、とくに切り欠き１５、２５の部分に樹脂を塗付する。
これによって、次工程において陽極箔の引出部及び陰極箔の引出部にそれぞれ接続電極を形成する際に積層体の内部を保護したり、電解液の蒸発を防ぐことができる。
次に第１の側面Ｓ１０１の向かって右側の陽極箔の引出部及び向かって左側の陰極箔の引出部に接続電極を形成する。
【００５９】
接続電極は、積層体の側面に露出している陽極箔及び陰極箔の露出部に導電膜をめっきすることにより得られる。例えば、以下の手順で行うことができる。
まず、アルカリ処理剤によって積層体表面の油分を除去する。次に、アルカリエッチングすることにより、陽極箔及び陰極箔の露出部の酸化膜を除去する。次に、スマット除去処理により、陽極箔及び陰極箔の露出部のスマットを除去する。次に、ジンケート処理によりＺｎを置換析出させて陽極箔及び陰極箔の露出部に第１導電膜としてＺｎ金属膜を形成する。次に、Ｎｉめっき処理により、第１導電膜上に第２導電膜としてＮｉ金属膜を形成する。さらに、Ｓｎめっき処理により、第２導電膜上に第３導電膜としてＳｎ金属膜を形成する。
以下に、積層体の具体的な実施形態ごとにその特徴を説明する。
【００６０】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサに用いられる積層体は、陽極ユニットと陰極ユニットとが積み重ねられてなる。この積層体では陽極箔とセパレータの間および陰極箔とセパレータの間に固体電解質層を有する。また、セパレータには電解液が含浸されていて、固体電解質は充填されていない。
第１実施形態の電解コンデンサは、通常時には陽極側の固体電解質層−セパレータ内の電解液−陰極側の固体電解質層を介して陽極箔と陰極箔の間の電子の授受が行われる。一方、セパレータ内に含浸された電解液が無くなった場合、セパレータの厚さ方向の電子の授受は行われなくなるので、故障モードはオープンモードとなる。よって、安全性の高い電解コンデンサとすることができる。
【００６１】
また、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサに用いられる積層体の変形例として、陽極箔とセパレータの間、陰極箔とセパレータの間のいずれか一方には固体電解質層を有しており、他方には固体電解質層を有していない形態が挙げられる。
この場合も、セパレータ内に含浸された電解液が無くなった場合の故障モードはオープンモードとなるので、安全性の高い電解コンデンサとなる。
本実施形態の電解コンデンサは、積層型であるから誘電体層にひびが入りにくく、切り欠きからセパレータに電解液を注入することができるので、セパレータ内の電解液の量が低下したりばらついたりすることがなく、静電容量の低下やばらつきを抑えることができる。
【００６２】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る電解コンデンサに用いられる積層体は、陽極ユニットと陰極ユニットとが積み重ねられてなる。この積層体では陽極箔とセパレータの間および陰極箔とセパレータの間に固体電解質層を有しない。また、セパレータには電解液が含浸されていて、固体電解質は充填されていない。
第２実施形態の電解コンデンサは、通常時にはセパレータ内の電解液のみを介して陽極箔と陰極箔の間の電子の授受が行われる。一方、セパレータ内に含浸された電解液が無くなった場合、セパレータの厚さ方向における電子の授受は行われなくなるので、故障モードはオープンモードとなる。よって、安全性の高い電解コンデンサとすることができる。
本実施形態の電解コンデンサは、積層型であるから誘電体層にひびが入りにくく、切り欠きからセパレータに電解液を注入することができるので、セパレータ内の電解液の量が低下したりばらついたりすることがなく、静電容量の低下やばらつきを抑えることができる。
【００６３】
（第３実施形態）  
本発明の第３実施形態に係る電解コンデンサに用いられる積層体は、陽極ユニットと陰極ユニットとが積み重ねられてなる。この積層体では陽極箔とセパレータの間および陰極箔とセパレータの間に固体電解質層を有しない。また、セパレータには導電性高分子を含む固体電解質が充填されているが、電解液は含浸されていない。
セパレータへの固体電解質の充填は、導電性高分子の粒子と溶媒を混合した分散体にセパレータを浸漬した後、このセパレータを乾燥して溶媒を蒸発させ、セパレータに導電性高分子を含む固体電解質を充填することにより行うことができる。なお、セパレータへの固体電解質の充填は、セパレータが陽極箔や陰極箔の上に載置される前のセパレータに対して行う。
第３実施形態の電解コンデンサは、通常時にはセパレータ内に充填された固体電解質のみを介して陽極箔と陰極箔の間の電子の授受が行われる。
本実施形態の電解コンデンサは、積層型であるから誘電体層にひびが入りにくい。
【００６４】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係る電解コンデンサに用いられる積層体は、陽極ユニットと陰極ユニットとが積み重ねられてなる。この積層体では陽極箔とセパレータの間および陰極箔とセパレータの間に固体電解質層を有しない。また、セパレータには導電性高分子を含む固体電解質が充填されており、かつ、電解液が含浸されている。セパレータへの固体電解質の充填は、第３実施形態と同じ方法で行われる。
本実施形態では、セパレータに導電性高分子を含む固体電解質が充填され、かつ、セパレータには電解液が含浸されている。
第４実施形態の電解コンデンサは、通常時にはセパレータ内に充填された固体電解質及びセパレータ内の電解液を介して陽極箔と陰極箔の間の電子の授受が行われる。
本実施形態の電解コンデンサは、積層型であるから誘電体層にひびが入りにくく、切り欠きからセパレータに電解液を注入することができるので、セパレータ内の電解液の量が低下したりばらついたりすることがなく、静電容量の低下やばらつきを抑えることができる。
【００６５】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態に係る電解コンデンサに用いられる積層体は、陽極ユニットと陰極ユニットとが積み重ねられてなる。この積層体では陽極箔とセパレータの間および陰極箔とセパレータの間に固体電解質層を有する。また、セパレータには導電性高分子を含む固体電解質が充填されており、かつ、電解液が含浸されている。セパレータへの固体電解質の充填は、第３実施形態と同じ方法で行われる。
第５実施形態の電解コンデンサは、通常時には陽極側の固体電解質層−セパレータ内の電解液およびセパレータ内の固体電解質−陰極側の固体電解質層を介して陽極箔と陰極箔の間の電子の授受が行われる。
本実施形態の電解コンデンサは、積層型であるから誘電体層にひびが入りにくく、切り欠きからセパレータに電解液を注入することができるので、セパレータ内の電解液の量が低下したりばらついたりすることがなく、静電容量の低下やばらつきを抑えることができる。
【００６６】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態に係る電解コンデンサに用いられる積層体は、陽極ユニットと陰極ユニットとが積み重ねられてなる。この積層体では陽極箔とセパレータの間および陰極箔とセパレータの間に固体電解質層を有する。また、セパレータには導電性高分子を含む固体電解質が充填されているが、電解液は含浸されていない。セパレータへの固体電解質の充填は、第３実施形態と同じ方法で行われる。
第６実施形態の電解コンデンサは、通常時には陽極側の固体電解質層−セパレータ内の固体電解質−陰極側の固体電解質層を介して陽極箔と陰極箔の間の電子の授受が行われる。
本実施形態の電解コンデンサは、積層型であるから誘電体層にひびが入りにくい。
【００６７】
ここまで説明した本発明の電解コンデンサは、面実装可能な電解コンデンサである。
すなわち、本発明の電解コンデンサは以下のような特徴を有する電解コンデンサを包含する。
以下の電解コンデンサでは、裏面外部電極は電解コンデンサの外周面に平坦な電極として露出しているため、裏面外部電極を使用して電解コンデンサを面実装により実装することができる。
【００６８】
［１］表面に誘電体層を有する陽極箔と、
前記陽極箔と対向する陰極箔と、
前記陽極箔と前記陰極箔との間に電解液が含浸または固体電解質が充填されたセパレータとを有する少なくとも１つのコンデンサ素子を含む積層体を備える電解コンデンサであって、
一方面に表面外部電極として表面の陽極外部電極および表面の陰極外部電極を有し、前記一方面に対向する他方面に裏面外部電極として裏面の陽極外部電極および裏面の陰極外部電極をそれぞれ有する基板と、
前記積層体を収容するケースとを有し、
前記陽極箔および前記陰極箔は前記積層体の第１の側面に引き出され、
前記陽極箔は前記基板の前記表面の陽極外部電極に接続され、前記陰極箔は前記基板の前記表面の陰極外部電極に接続され、
前記ケースは前記積層体を収容して前記基板に接合されていることを特徴とする電解コンデンサ。
【００６９】
［２］前記積層体は前記第１の側面に前記陽極箔に接続された陽極接続電極および前記陰極箔に接続された陰極接続電極を有し、
前記陽極接続電極は前記基板の前記表面の陽極外部電極に接続され、前記陰極接続電極は前記基板の前記表面の陰極外部電極に接続されていることを特徴とする上記［１］に記載の電解コンデンサ。
【００７０】
［３］前記陽極接続電極および前記陰極接続電極はめっき膜を有することを特徴とする上記［２］に記載の電解コンデンサ。
【００７１】
［４］前記めっき膜は複数の膜からなることを特徴とする上記［３］に記載の電解コンデンサ。
【００７２】
［５］前記めっき膜はＺｎからなるＺｎめっき膜を含むことを特徴とする上記［３］または［４］に記載の電解コンデンサ。
【００７３】
［６］前記めっき膜はＮｉからなるＮｉめっき膜を含むことを特徴とする上記［５］に記載の電解コンデンサ。
【００７４】
［７］前記めっき膜はＳｎからなるＳｎめっき膜を含むことを特徴とする上記［５］または［６］に記載の電解コンデンサ。
【００７５】
［８］前記陽極接続電極と前記基板の前記表面の陽極外部電極との接続および前記陰極接続電極と前記基板の前記表面の陰極外部電極との接続は半田づけによって行われていることを特徴とする上記［１］乃至［７］のいずれかに記載の電解コンデンサ。
【００７６】
［９］前記陽極接続電極と前記基板の前記表面の陽極外部電極との接続および前記陰極接続電極と前記基板の前記表面の陰極外部電極との接続は導電性接着剤を介して行われていることを特徴とする上記［１］乃至［７］のいずれかに記載の電解コンデンサ。
【００７７】
［１０］前記陽極箔と前記基板の前記表面の陽極外部電極との接続および前記陰極箔と前記基板の前記表面の陰極外部電極との接続が導電性接着剤を介して行われていることを特徴とする上記［１］に記載の電解コンデンサ。
【００７８】
［１１］前記基板の前記表面の陽極外部電極と前記基板の裏面の陽極外部電極の導通および前記基板の前記表面の陰極外部電極と前記基板の裏面の陰極外部電極の導通は複数の接続導体によって取られていることを特徴とする上記［１］乃至［１０］のいずれかに記載の電解コンデンサ。
【００７９】
［１２］前記基板と前記ケースは熱可塑性樹脂製のシール材により接合されていることを特徴とする上記［１］乃至［１１］のいずれかに記載の電解コンデンサ。
【符号の説明】
【００８０】
１  陽極箔ユニット
２  陰極箔ユニット
５  コンデンサ素子
１０  陽極箔
１１  弁作用金属基体
１２  誘電体層
１３、２３  固体電解質層
１４、２４  絶縁樹脂
１５、２５  切り欠き
２０  陰極箔
３０、４０  セパレータ
５４  封止材
１００  積層体
２０１  陽極箔シート
２０２  陰極箔シート
３１０  陽極接続電極
３２０  陰極接続電極
４００  基板
４１０  陽極外部電極
４１１、４２１  接続導体
４２０  陰極外部電極
４３０  絶縁基板
４４０  シール材
５００  ケース
【図１】
2019156120.tif 000003
【図２】
2019156120.tif 000004
【図３】
2019156120.tif 000005
【図４】
2019156120.tif 000006
【図５】
2019156120.tif 000007
【図６】
2019156120.tif 000008
【図７】
2019156120.tif 000009
【図８】
2019156120.tif 000010
【図９】
2019156120.tif 000011
【図１０】
2019156120.tif 000012
【図１１】
2019156120.tif 000013
【国際調査報告】
2019156120.tif 000014
2019156120.tif 000015
2019156120.tif 000016
2019156120.tif 000017