(57)【要約】      （修正有）【課題】容器構成及び蓄電素子との接続に関する安価な構成を採用し、かつ、容器内部の配線の電解質からの保護を充分なものとすることにより、量産性や長期信頼性に優れ大電流を供給可能な、小型の電気化学セルを提供する。【解決手段】ベース２と封口板１０とを含む収納容器１２に蓄電素子６が収納されてなる電気化学セル１であって、ベース２は、絶縁性の材料からなり、底部に一対の接続端子４が形成される。収納容器１２内部に、蓄電素子６のセルリード８と接続する一対のパッド膜５が形成され、さらに接続端子４とパッド膜５とを電気的に接続する配線３が形成される。セルリード８とパッド膜５とが接続した状態で、パッド膜５が絶縁性の被覆部１１により被覆されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベースと封口板とを含む収納容器に蓄電素子が収納されてなる電気化学セルであって、
前記ベースは、絶縁性の材料からなり、底部に一対の接続端子が形成され、前記収納容器内部に前記蓄電素子のセルリードと接続する一対のパッド膜が形成され、さらに前記接続端子と前記パッド膜とを電気的に接続する配線が形成され、
前記セルリードと前記パッド膜とが接続した状態で、前記パッド膜が絶縁性の被覆部により被覆されている
ことを特徴とする電気化学セル。
【請求項２】
前記被覆部は、絶縁性樹脂及び無機化合物を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項３】
前記無機化合物が前記被覆部中に１０〜８０質量％含まれることを特徴とする請求項２に記載の電気化学セル。
【請求項４】
前記被覆部がポリイミド樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の電気化学セル。
【請求項５】
前記パッド膜がメッキ層からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気化学セル。
【請求項６】
前記パッド膜が１μｍ以上１０μｍ未満の厚みのアルミニウムからなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電気化学セル。
【請求項７】
ベースと封口板とを含む収納容器に蓄電素子が収納されてなる電気化学セルの製造方法であって、
絶縁性の材料からなり接続端子及び配線が一体形成されたベースにパッド膜を形成する工程と、
前記パッド膜に蓄電素子のセルリードを接続する工程と、
前記セルリードが接続された前記パッド膜を絶縁性の被覆部で被覆する工程と、
前記ベースをリッドで封止する工程と、
を含むことを特徴とする電気化学セルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気化学セル及び電気化学セルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非水電解質二次電池や電気二重層キャパシタ等の電気化学セルは、瞬停発生時のメモリへのデータ書き込みサポートや、回路電圧の平滑化のために用いられている蓄電デバイスである。この電気化学セルの長期信頼性を向上させるために、アルミナ等からなるセラミックス基体を、この基体と熱膨張係数が近似する金属又は合金からなる蓋体で封止した、密閉性に優れた構成が採用されている。
【０００３】
このような容器構成において、電極を巻回や積層等することにより形成した蓄電素子が容器内部に収容された電気化学セルの構成を採用することができる。このような電気化学セルは、蓄電素子の抵抗が低く大電流に対応することができるが、さらに、蓄電素子と容器内部に設けられた集電体との間の電気的接続を確実にすることにより、接触抵抗等の影響を受けることなく、セルを低抵抗なものとすることができる。
【０００４】
例えば、セラミックス製ベースの内部に設けられたアルミニウム製のパッド膜と、蓄電素子の延長部であるアルミニウム製のセルリードとを、超音波溶接やレーザー溶接等により接続する構成が提案されている（特許文献１参照）。この構成では、パッド膜とセルリードとがアルミニウムで構成されていることから、超音波溶接等の溶接により両者が容易に接合することができる。また、パッド膜とセルリードとの接触抵抗も充分小さなものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−３０７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の容器構成において、セラミックス製のベースは、複数のセラミックグリーンシートを積層して、配線パターンを構成するタングステン等の高融点材料と一体的に焼結することにより作製されている。一方、ベースの内部に形成されたパッド膜は、アルミニウム製であり、焼結温度よりもはるかに低い融点を有することから、ベース本体と一体的に形成することができない。このため、焼結後に、蒸着やスパッタリング等により別プロセスでパッド膜を形成する必要がある。
【０００７】
そして、このアルミニウム製のパッド膜は、ベース内部に形成されたタングステン等からなる配線パターンに対する保護膜としての機能も有している。しかしながら、従来、パッド膜のピンホール等の膜欠陥に起因して、この膜欠陥から電解質が保護膜内部に浸透し配線パターンに到達することにより、耐食性が悪化するおそれがある。このため、パッド膜を構成するアルミニウムが配線パターンに対する保護膜として機能するためには、充分な厚みを有し、かつ、クラック等の欠陥のない構成とする必要があることから、蒸着やスパッタリング等の工程を長時間処理する必要があった。つまり、このようなパッド膜の形成工程が大きなコストアップの要因となっていた。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑み、容器構成及び蓄電素子との接続に関する安価な構成として、かつ、容器内部の配線の電解質からの保護を充分なものとして、量産性や信頼性に優れた電気化学セルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは、鋭意検討の結果、容器の内部底面に形成された配線パターン上に形成されたパッド膜が、アルミニウム薄膜やニッケルメッキ等、アノード腐食に対する耐食性が必ずしも十分とは言えない材料から構成されていても、蓄電素子から延びるセルリードとの接合部やパッド膜を絶縁性の保護層で覆うことにより、量産性の高い低コストな構成で、かつ、信頼性に優れた構成とすることを見出したものである。
【００１０】
すなわち、本発明における電気化学セルは、ベースと封口板とを含む収納容器に蓄電素子が収納されてなる電気化学セルであって、前記ベースは、絶縁性の材料からなり、底部に一対の接続端子が形成され、前記収納容器内部に前記蓄電素子のセルリードと接続する一対のパッド膜が形成され、さらに前記接続端子と前記パッド膜とを電気的に接続する配線が形成され、前記セルリードと前記パッド膜とが接続した状態で、前記パッド膜が絶縁性の被覆部により被覆されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、アルミニウムの粗膜や薄膜等、あるいはニッケルや金などのメッキ層等からなる、従来よりも簡素でアノード腐食に対する耐食性が必ずしも充分ではないパッド膜を絶縁性の被覆部で被覆することにより、パッド膜や下層の配線と電解質との接触を防止することができる。加えて、被覆部を絶縁性とすることで、ベース底面に形成された正極側及び負極側のパッド膜同士の短絡を防止することができることから、両者のパッド膜にわたって被覆部を形成することができ、効率よく被覆部を形成することができる。したがって、従来構成よりも安価で、かつ、信頼性に優れた電気化学セルとすることができる。
【００１２】
本発明において、前記被覆部は、絶縁性樹脂及び無機化合物を含むことが好ましい。また、前記無機化合物が前記被覆部中に１０〜８０質量％含まれることがより好ましい。あるいはまた、前記被覆部がポリイミド樹脂からなることが好ましい。
【００１３】
本発明によれば、前記被覆部を絶縁性樹脂と無機化合物とから構成することにより、無機化合物の耐熱性及び耐久性に加えて、絶縁性樹脂により充分な被覆性を得ることができる。したがって、これらを組み合わせることにより、充分な耐食性を備えることができる。また、前記被覆部を、充分な耐熱性や耐食性、耐久性を備えたポリイミドからなる構成とすることによっても、上述した絶縁性樹脂と無機化合物との組み合わせ同様に、充分な耐食性を備えた被覆部とすることができる。
【００１４】
本発明において、前記パッド膜がメッキ層からなることを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、パッド膜としてメッキ層とすることにより、安価なパッド膜とすることができることに加えて、配線を電解質からある程度保護することができるため、被覆部と組み合わせて充分な耐食性を得ることができる。
【００１６】
本発明において、前記パッド膜が１μｍ以上１０μｍ未満の厚みのアルミニウムからなることを特徴とする。
【００１７】
本発明によれば、パッド膜としてアルミニウム薄膜を用いることにより、ビア配線等の配線パターンを電解質からある程度保護することができるほか、セルリードの接合強度を充分保つことができる。また、従来の厚膜よりも成膜時間を短くできるので、本発明の被覆部と組み合わせても製造コストを低減することができる。
【００１８】
本発明における電気化学セルの製造方法は、ベースと封口板とを含む収納容器に蓄電素子が収納されてなる電気化学セルの製造方法であって、絶縁性の材料からなり接続端子及び配線が一体形成されたベースにパッド膜を形成する工程と、前記パッド膜に蓄電素子のセルリードを接続する工程と、前記セルリードが接続された前記パッド膜を絶縁性の被覆部で被覆する工程と、前記ベースをリッドで封止する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、電気化学セルの容器内部におけるビア配線等の配線パターンの耐食性を保持したままで、セルを安価に製造することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、長期信頼性に優れ大電流を供給可能な小型の電気化学セルについて、容器構成及び蓄電素子との接続に関する安価な構成を採用し、かつ、容器内部の配線の電解質からの保護を充分なものとすることにより、量産性や信頼性に優れた電気化学セルを提供することができる。また、このような小型の電気化学セルを低コストで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る実施形態の電気化学セルを示す概略図である。
【図２】本発明に係る実施形態の電気化学セルの詳細を示す断面図である。
【図３】本発明に係る実施形態のベースの上面視であり、ベース底面におけるパッド膜と配線との位置関係を示す概略図である。
【図４】本発明に係る実施形態の電気化学セルの詳細を示す断面図であり、被覆部１１と他の部材との位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の電気化学セルの実施形態を挙げ、その各構成について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２３】
（本発明の概要）
図１は、本実施形態の電気化学セル１の外観図である。電気化学セル１は、一例として、直方体形状で示されているが、トラック形状や円筒形状等、種々の大きさ及び形状とすることができる。大きさは例えば長さ１０ｍｍ×幅８ｍｍ×高さ１．８ｍｍとすることができるが、これに限られず、セルの要求特性に応じて、一辺２〜２０ｍｍ程度、高さ０．５〜３ｍｍ程度とすることができる。
【００２４】
本実施形態において、電気化学セル１は、後述する蓄電素子６を収納するベース２と、このベース２の開口部を気密に塞ぐための封口板１０とを含む収納容器１２を備えている。ベース２は上方を開口部とした凹状に形成され、この上端には、ロウ付け等により金属製のシールリング９が取り付けられている。このシールリング９と封口板１０とが接合することにより、ベース２と封口板１０とが一体となった収納容器１２となる。
【００２５】
図２（ａ）は、図１のＡＡ断面を示す図である。このＡＡ断面は、後述する配線３の説明のため、配線３を含む面としている。電気化学セル１の収納容器１２を構成するベース２は、上方を開口部とした箱体状（凹状）のセラミックスからなる容器であって、長方形状のベース底部２ａと、ベース底部２ａの外縁に立設された長方形枠状のベース周壁部２ｂを有している。ベース底部２ａは、凹状のベース２の内部底面であるベース底面２ｃと、外部底面であるベース下面２ｄを有している。
【００２６】
ベース下面２ｄには、搭載機器と電気化学セル１の蓄電素子６とを電気的に接続するための接続端子４が形成されている。この接続端子４と搭載機器の回路基板とが、リフローハンダ付け等により接合していることにより、電気化学セル１が回路基板に搭載され組み込まれる。また、ベース底部２ａの内部には、接続端子４と蓄電素子６とを電気的に接続するための配線３が形成されている。配線３は、後述するように接続端子４と一体的に形成され、ベース底面２ｃの位置においてベース２の内面に露出し、パッド膜５等を介して蓄電素子６と電気的に接続している。
【００２７】
蓄電素子６は、活物質と、活物質を担持する金属箔製の集電体とからなる一組の電極シートが、絶縁性のセパレータを介して巻回、積層、折畳等により一体化された構造である。正極及び負極の集電体の端部には、それぞれセルリード８が形成されている。
【００２８】
本実施形態においては、ベース底面２ｃの位置で、配線３の容器内部における露出面とその周囲にかけて、パッド膜５が形成されている。図２（ａ）に示すように、正極及び負極の配線３はそれぞれ複数形成することができる。このとき、複数の配線３の露出面をカバーし、さらにその周囲のベース底面２ｃにパッド膜５が形成することもできる。
【００２９】
そして、本実施形態においては、このパッド膜５と、蓄電素子６から延びるセルリード８とが接合することにより、蓄電素子６と接続端子４とが電気的に接続することができる。セルリード８はリボン状に形成され、パッド膜５とは接合部１３の位置で面接触している。そして、両者が超音波溶着により接合している。また、セルリード８はＡＡ断面の位置でコの字形状に折り返され、蓄電素子６に接続している。
【００３０】
本実施形態においては、パッド膜５と、このパッド膜５に接合されたセルリード８のうちパッド膜５との接合部１３が、後述する被覆部１１に覆われている。具体的には、パッド膜５の全体と、セルリード８のうちパッド膜５に面接触している部分の全体が被覆層１１に覆われ、セルリード８のコの字の折り返し部分から蓄電素子６にかけての部分は被覆層１１に覆われていない構造である。
【００３１】
本発明は、パッド膜５とセルリード８とが接合され、さらにこのパッド膜５と接合部１３とが被覆部１１で被覆された構成とすることで、安価な構成により容器内部の配線の電解質からの保護を充分なものとすることができる。
【００３２】
以下、それぞれの構成について詳述する。
【００３３】
（ベース）
ベース２は、上述したように、上方を開口部とした箱体状のセラミックスからなる容器であって、長方形状のベース底部２ａと、ベース底部２ａの外縁に立設された長方形枠状のベース周壁部２ｂを有している。
【００３４】
図２（ａ）に示すように、配線３は、ベース２のベース底部２ａ内に形成されたビアホールに埋め込まれたビア配線であり、この配線３を介して接続端子４と蓄電素子６とが電気的に接続されている。配線３はこのようにベース底部２ａを貫通する構造のほか、図２（ｂ）に示すように、接続端子４から延びてベース２の側面に形成される側部配線３ａと、この側部配線３ａに接続し、ベース２を構成する複数の板状のシートの間に形成される層間配線３ｂと、ベース底面２ｃから層間配線３ｂの位置にかけて貫通して形成されるビア配線３ｃとから構成される構造とすることができる。また、正極及び負極側の配線３の一方を図２（ａ）に示すような貫通配線とし、他方を図２（ｂ）に示すようにビア配線と層間配線とを組合せて引き回すような配線構造としてもよい。
【００３５】
なお、ベース２の構成材料としては、アルミナ、窒化ケイ素、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化アルミ、ムライト及びこれらの複合材料からなる群から選ばれた少なくとも１種類を含むセラミックが挙げられるが、構成材料はこれに限らない。ソーダライムガラスや耐熱ガラスなども使用可能である。ガラスは素材として長尺のものが利用できるので、小型のパッケージの場合は、１枚のガラスに多くの取り個数を設定することができ、ベース部材の低コスト化が期待できる。
【００３６】
本実施形態のベース２は、例えば、長方形状に打ち抜かれたベース底部２ａに対応するセラミックグリーンシートに、長方形枠状に打ち抜かれたベース周壁部２ｂに対応するセラミックグリーンシートを貼り合せた後、焼成することにより形成される。なお、ベース底部２ａに対応するセラミックグリーンシートにパンチングによりあらかじめ孔を開けることにより貫通孔を形成することができ、この貫通孔を利用してビア配線３ｃを形成することができる。
【００３７】
本実施形態においては、図２（ａ）に示すような貫通配線となる配線３や、図２（ｂ）に示すようなビア配線３ｃを、正極側及び負極側のそれぞれで複数本形成することができる。これにより、単数本の配線となる場合に比べて配線抵抗を低減することができる。加えて、製造時の不具合や使用時の腐食等により、複数本の配線のうち一本に断線が生じたとしても、その他の配線により、蓄電素子６と接続端子４の間の電気的接続を維持することができる。特に、図２（ｂ）に示すような配線構造では、ビア配線３ｃだけでなく層間配線３ｂも含めて、側部配線３ａから分岐する複数本の配線構造としてもよいし、接続端子４から分岐した側部配線３ａと層間配線３ｂとビア配線３ｃの組からなる配線３が複数本形成されていてもよい。
【００３８】
また、本実施形態において、配線３及び接続端子４は、タングステンやモリブデン等の高融点金属から構成されている。具体的には、これらの高融点金属の粉体と樹脂とを混合したペーストを、ベース２のベース底部２ａを構成するセラミックグリーンシートに設けられた貫通孔に充填することにより、ビア配線３ｃとなる材料を埋め込むことができる。また、セラミックグリーンシートの表面にペーストを塗布することにより、側部配線３ａ、層間配線３ｂ、接続端子４となる材料を形成することができる。そして、ペーストが組み込まれたこれらセラミックグリーンシートを複数積層し焼成することにより、ベース２のセラミックスと配線３及び接続端子４とが一体的に形成されている。
【００３９】
これら配線３及び接続端子４を構成する材料としては、タングステンやモリブデン等の高融点金属に加えて、炭素材料や、ニッケル、金、又はこれらの複合材料の混合物であってもよい。特に、配線３及び接続端子４を構成する材料としては、タングステンやモリブデン等の高融点金属を用いることで、セラミックスと一体形成されたベース２とすることができる。また、配線３及び接続端子４の表面にハンダの濡れ性の良い材料を形成することで、搭載機器の回路基板との接合を良好に保つことができる。この材料としては、例えば、メッキ層とすることができるが、特に、ニッケルメッキ層及びその表面の金メッキ層からなる二層のメッキ層であれば、後述するパッド膜５と一括で形成されるため好ましい。
【００４０】
（パッド膜）
ベース２に形成された配線３及び接続端子４の、ベース２からの露出面には、ニッケルメッキ層と、このニッケルメッキ層上に形成された金メッキ層からなるパッド膜５が形成されている。特に、接続端子４のベース２からの露出面に、このパッド膜５が形成されていることで、搭載機器の回路基板とのハンダ等による接合を良好に保つことができる。
【００４１】
また、本実施形態において、パッド膜５は、ベース底面２ｃにおける配線３の露出面に加えて、その周囲にも連続的に形成されている。パッド膜５が配線３の露出面だけでなくその周囲にも形成されることにより、パッド膜５による配線３の保護をより確実にすることができる。これに加えて、ベース底面２ｃにおいて配線３の位置以外にもパッド膜５が形成されていることにより、パッド膜５とセルリード８との接合面積を充分確保することができる。
【００４２】
ベース底面２ｃにおいてパッド膜５が形成される領域と、配線３の露出面との位置関係について、図３を基に説明する。本実施形態において、配線３の位置は、パッド膜５が形成される領域であればいずれの箇所に形成されていてもよいが、特に、パッド膜５の形成領域の端部に形成されていることが好ましい。また、配線３が複数本形成されている場合には、配線３の位置がパッド膜５の形成領域の端部に集約されていることが好ましい。
このような位置関係であれば、パッド膜５の形成領域のうち配線３がない領域を広く確保することができる。この領域でパッド膜５とセルリード８とを超音波溶接等で接合する場合に、パッド膜５や配線３へのダメージを抑制することができる。
【００４３】
本実施形態の一つの例としては、パッド膜５として、ニッケルメッキ層と、このニッケルメッキ層上に形成された金メッキ層からなる二層構造の構成とすることができる。配線３と接続端子４とがタングステンやモリブデン等から形成される場合、搭載機器の回路基板とのハンダ等による接合を良好に保つために、ハンダの濡れ性がよく導電性に優れた材料を、これらの露出面に形成する必要がある。ニッケルメッキ層と金メッキ層の二層構造であれば、容器外部における接続端子４の露出面にメッキ層を形成することに加えて、容器内部における配線３の露出面にもメッキ層を形成することができる。
【００４４】
本実施形態においてはさらに、ベース底面２ｃにおける配線３の露出面だけでなくその周囲にもメッキ層が形成されることにより、このメッキ層がパッド膜５として機能することができる。このように、パッド膜５としてメッキ層とすることにより、蒸着やスパッタリングによる成膜に比べて簡易に形成することができ、従来よりも安価にパッド膜を形成することができる。この場合、さらに後述する被覆部１１を形成しても充分に安価に電気化学セルを製造することができる。
【００４５】
このようなメッキ層からなるパッド膜５は、ニッケルメッキ層と金メッキ層の二層から構成されるほか、コスト面から許容される範囲において、さらに、銅メッキや金合金メッキ等、他のメッキ層を追加することができる。例えば、配線３上に銅メッキを形成した後、ニッケルメッキ層と金メッキ層を順次形成することができる。
【００４６】
メッキ層の総厚みは、リードとの接合を可能とするように、例えば１μｍ以上あれば好ましく、厚いほどより好ましいが、容器の内容積を考慮し、蓄電素子６の厚みを小さくしないよう、２０μｍ以下であることが好ましい。また、メッキ層の総厚みは、コスト面についても考慮して上限が設定される。また特に、セルリード８の材料としてアルミニウムが用いられる場合、接合性の良い金メッキ層が所定の厚みを有していることが好ましく、０．１μｍ以上、好ましくは１μｍ以上であればよい。一方、コスト面から金メッキ層の厚みの上限は１０μｍ、特に５μｍであることが好ましいが、これに限られない。以上のメッキ厚みの一例として、ニッケルメッキ層を５μｍ、金メッキ層を１μｍとすることができるが、これに限られない。
【００４７】
本実施形態の別の例としては、パッド膜５として、弁金属であるアルミニウムを用いることができる。後述するように、セルリード８の材料としてアルミニウムが用いられる場合、パッド膜５とセルリード８とが超音波溶接や抵抗溶接等により接合することにより、良好な接合強度を保ち、電気化学セル１の信頼性を確保することができる。また、弁金属からなるアルミニウム製のパッド膜５が配線３を被覆することにより、配線３を電解質との接触から保護することができる。
【００４８】
本実施形態において、アルミニウムは、ＪＩＳにより規定された純アルミニウム系のほか、Ａｌ−Ｃｕ系合金、Ａｌ−Ｍｎ系合金、Ａｌ−Ｍｇ系合金等、種々のアルミニウム合金を用いることができる。
【００４９】
アルミニウム製のパッド膜５は、配線３や接続端子４等を備えたベース２が形成された後に、蒸着やスパッタリング等によりベース底面２ｃに形成される。このとき、膜形成条件により、膜の厚みが薄くなったり、ピンホール等の欠陥が生じたりする場合がある。このため、上記方法により形成されるアルミニウム製のパッド膜５が単独で配線３を充分被覆するためには、通常、１５μｍ以上の膜厚が必要とされる。
【００５０】
これに対し、本実施形態においては、後述する被覆部１１と組み合せることにより、配線３を電解質から充分に保護することができるため、アルミニウム製のパッド膜５の厚みは、セルリード８との接合を確保する必要最小限であればよい。具体的な膜厚としては例えば、１μｍ以上あればよく、２．５μｍ以上あれば好ましい。
【００５１】
また、セルリード８との接合を確保する観点からパッド膜５の膜厚の上限は特に定められないが、蒸着やスパッタリング等の製造プロセスのコストを考慮すると、１００μｍ以下が好ましく、５０μｍ以下がより好ましい。特に、本発明において被覆部１１と組み合わせて電気化学セルを低コストで製造する観点から、アルミニウム製のパッド膜５の厚みは１５μｍ未満であることが好ましく、１０μｍ未満がより好ましい。このような厚みのアルミニウム製のパッド膜５と、後述する被覆部１１との組合せにより充分な耐食性を確保することができるため、従来構成よりも安価で、かつ、信頼性に優れた電気化学セルとすることができる。
【００５２】
また、配線３の露出面を保護するアルミニウム製のパッド膜５として、ジメチルスルホンと塩化アルミニウムからなるメッキ液を用いた、電気メッキ法によるアルミニウム膜を形成することもできる。この場合においても、搭載機器の回路基板へのハンダ付けのため、接続端子４の表面はニッケル及び金のメッキ膜とする必要がある。この点においてコストを上げることになるものの、配線３の耐食性を向上させるメリットがあり好ましい態様である。
【００５３】
パッド膜５の材料としては、また、上述のメッキ層を形成した後で、蒸着やスパッタリング等によりアルミニウムを簡易的に形成してもよい。これにより、パッド膜５とセルリード８との接合をさらに確保することができ好ましい。
【００５４】
（蓄電素子）
本実施形態において、蓄電素子６は、厚みが５μｍ〜５０μｍのアルミニウム箔や銅箔を集電体とし、その表面に活物質を塗工や接着法により担持した正負の一対の電極シートを、絶縁物からなるセパレータを挟んで巻回、積層、折畳みなどの手法で一体化したものである。
【００５５】
活物質の材料として、例えば、電気化学セル１が電気二重層キャパシタである場合には、活性炭等の炭素材料を用いることができる。また、リチウムイオン二次電池の場合には、正極活物質として、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）等の化合物を用いることができる。リチウムイオン二次電池の負極活物質としては、例えば、黒鉛やコークス等の炭素材料のほか、珪素やその酸化物等の化合物を用いることができる。
【００５６】
これらの活物質は、カーボン等の導電助剤や、樹脂等からなるバインダー、分散剤等と混合され、集電体の片面や両面に塗工される。塗工の方法としては、例えば、ローラーコーティング、スクリーンコーティング、ドクターブレード法等を用いることができる。そして、活物質が塗工された集電体を乾燥、プレス等により電極シートに加工することができる。
【００５７】
セパレータは、正極及び負極の直接的な接触を規制するものであり、大きなイオン透過度を有し、所定の機械的強度を有する絶縁膜が用いられる。例えば、耐熱性が求められる環境においては、ガラス繊維の他、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフタルアミド、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、ポリアミド、ポリイミド等の樹脂を用いることができる。また、セパレータの孔径、厚みに関しては、特に限定されるものではないが、使用機器の電流値や、電気化学セル１の内部抵抗に基づいて決定される。また、セラミックスの多孔質体をセパレータとして用いることも可能である。
【００５８】
（電解質）
本実施形態において、電解質は、公知の電気二重層キャパシタや非水電解質二次電池に用いられる液体状、ゲル状のものが好ましい。
【００５９】
液体状及びゲル状の電解質に用いられる有機溶媒には、アセトニトリル（ＡＮ）、ジエチルエーテル（ＤＥＥ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボーネート（ＤＭＣ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、γ−ブチロラクトン（γＢＬ）、スルホラン、プロピオン酸エステル、鎖状スルホンなどがあり、これらを単一または混合して用いことができる。
【００６０】
特に、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、γ−ブチロラクトン（γＢＬ）、スルホランなどの高沸点の主溶媒に対し、プロピオン酸エステルや鎖状スルホンを副溶媒として含有させたものが適しているが、これらに限定されるものではない。
【００６１】
液体状及びゲル状の電解質７に含まれる材料には、（Ｃ２Ｈ５）４ＰＢＦ４、（Ｃ３Ｈ７）４ＰＢＦ４、（ＣＨ３）（Ｃ２Ｈ５）３ＮＢＦ４、（Ｃ２Ｈ５）４ＮＢＦ４、（Ｃ２Ｈ５）４ＰＰＦ６、（Ｃ２Ｈ５）４ＰＣＦ３ＳＯ４、（Ｃ２Ｈ５）４ＮＰＦ６、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２］、チオシアン塩、アルミニウムフッ化塩、リチウム塩などを用いることができる。液体状の電解質７の支持塩としては、４級アンモニウム塩、４級フォスフォニウム塩などが挙げられる。この４級アンモニウム塩としては、脂肪鎖のみを有する化合物、脂肪鎖と脂肪環を有する脂環式化合物、もしくは脂肪環のみを有するスピロ化合物が挙げられる。特に、スピロ化合物である５−アゾニアスピロ［４，４］ノナンテトラフルオロボレート（スピロ−（１，１’）−ビピロリジニウム：ＳＢＰ−ＢＦ４）は電気伝導率が高いため使用に適しているが、これに限定するものではない。
【００６２】
また、ゲル状の電解質は、液体状の電解質をポリマーゲルに含浸させたものである。ポリマーゲルとしては、ポリエチレンオキシド、ポリメタクリル酸メチル、ポリフッ化ビニリデンが適しているが、これらに限定するものではない。
【００６３】
更に、ピリジン系や脂環式アミン系、脂肪族アミン系やイミダゾリウム系のイオン性液体やアミジン系等の常温溶融塩を用いても構わない。
また、上記の電解質とセパレータを用いるかわりに、固体電解質を介して電極シートを一体化させることにより蓄電素子６を構成してもよい。
【００６４】
（セルリード）
本実施形態において、セルリード８は、蓄電素子６から電力を取り出すための端子である。このセルリード８は、集電体自体を延長させた延長部や、リボン状やワイヤ状である別の部材を集電体と機械的に接続することにより形成した延長部とすることができる。セルリード８の一部分である接合箇所８ａが、上述したパッド膜５と超音波溶接等の溶接により接合されている。
【００６５】
このセルリード８の材質としては、アルミニウムやニッケル等、種々の金属を用いることができる。
特に、パッド膜５がアルミニウムからなる場合、パッド膜５と溶接により強固に接続できるよう、アルミニウムと融点が近い金属材料で、かつ、耐食性に優れた材質が求められる。特に、純アルミニウムや種々のアルミニウム合金であれば、簡素な被膜のパッド膜５であっても、セルリード８と強固に接続されるため好ましい。また、セルリード８が上述の蓄電素子６を構成する集電体の延長部であれば、集電体の材質であるアルミニウムや銅等がセルリード８の材質となる。
【００６６】
また、セルリード８は、パッド膜５と溶接するための溶接用チップ等の治具を配置したり、パッド膜５や接合箇所８ａを保護するために後述する被覆部１１を塗布する作業のスペースを確保するために、所定の長さを確保することが望ましい。具体的には、パッド膜５とセルリード８との溶接後に、蓄電素子６をベース２の外部に置くことのできるセルリード８の長さとすることが好ましい。一方で、セルリード８を過度に長くすると内部抵抗が増加するために、ベース２のサイズに合わせて適宜長さを調節することが好ましい。
【００６７】
なお、蓄電素子６は、パッド膜５とセルリード８とを溶接し、被覆部で溶接箇所を保護した後、ベース２の中に収納される。この際、セルリード８はベース２内部で折り畳まれる。また、セルリード８を折り畳む際は、セルリード８がシールリング９と接触し蓄電素子６が短絡しないよう注意する必要がある。
【００６８】
パッド膜５とセルリード８とは、例えば、超音波溶接、ビーム溶接、抵抗溶接等の局所的な溶接により接合することができる。このうち特に、超音波溶接であれば、溶接熱の影響を最小限にできることからより好ましい態様である。
【００６９】
（被覆部）
本実施形態においては、パッド膜５、及び、セルリード８のうちパッド膜５との接合部１３を覆うように、被覆部１１が形成されている。この被覆部１１により、パッド膜５及びその下の配線３と、電解質とが接触しなくなり、配線の腐食を防止することができる。
【００７０】
この被覆部１１は、パッド膜５を保護するために、パッド膜５に対する被覆性を備えることに加えて、電解質の浸透を防ぎ、かつ、リフローハンダ付け時や使用時の耐熱性、及び電蝕による酸化環境に対する耐食性を備える必要がある。
【００７１】
このような被覆部１１を構成する材料としては、例えば、種々の絶縁性樹脂を用いることができる。この中でも特に、エポキシ樹脂や、フェノール樹脂、ポリイミド等の熱硬化性樹脂が好適に用いられる。これらの樹脂は、ガラス転移温度及び軟化点が高いことから耐熱性が高いことに加えて、パッド膜５及びその下の配線３を充分被覆でき、これらの部材と電解質との接触を有効に防止することができる。特に、ポリイミド樹脂は、耐熱性を備えていることに加えて、アノード腐食に対する耐食性を備えており、後述するような無機化合物のフィラー等の添加剤を用いずとも、パッド膜５を充分保護することができることから、特に好ましい材料である。
【００７２】
本実施形態において、被覆部１１には、上述した絶縁性樹脂に加えて、絶縁性、耐熱性、耐食性を備えた無機化合物からなる粒子のフィラーが添加された熱硬化性樹脂が特に好適に用いられる。このような熱硬化性樹脂とすることにより、被覆部１１の耐熱性をさらに向上させて、被覆部１１を化学的に安定な被膜とすることができることから、リフローハンダ付けや使用時の高熱環境によっても被覆部１１の耐久性を保持することができる。一方で、例えばガラスコーティングのように、フィラーを構成する無機化合物のみで被覆部１１を形成しようとすると、使用時の腐食環境により被膜に亀裂等の破壊が生じ、充分な耐食性が得られなくなってしまう。
【００７３】
フィラーとしての無機化合物は、例えば、シリカ、アルミナ、チタニア等、種々の金属酸化物粒子を用いることができる。また、ケイ酸塩等の鉱物、硫酸塩等の化合物等を挙げることができる。特に、無機粒子のフィラーとしてシリカを用いる場合、耐熱性が極めて高く、かつ、種々の腐食環境に対し化学的に安定であることから、被覆部１１の耐熱性、耐久性をさらに向上させることができる。
【００７４】
このような被覆部１１の構成の一例として、種々の合成樹脂塗料を用いることができる。合成樹脂塗料は、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、ビニル樹脂、アクリル樹脂、アクリルシリコン、変性シリコン樹脂、エポキシ樹脂、ケイ素樹脂、フッ素樹脂、フタル酸樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、等の種々の合成樹脂に、上述した無機化合物を含む種々の化合物からなる顔料が添加され、有機溶剤に溶解してなるものである。顔料としては全て無機化合物であることが好ましいが、被覆部１１の絶縁性に影響を及ぼさない範囲であれば、発色のためにごく微量のカーボンブラック等を含有するものであってもよい。このような合成樹脂塗料を用いることにより、さらに低コストな被覆部１１とすることができる。
【００７５】
このように、絶縁性の被覆部１１とすることで、ベース底面２ｃにおいて、正及び負の電位を有するパッド膜５がショートすることなく、両者のパッド膜５にまたがって形成できる。
【００７６】
本実施形態における被覆部１１の構成としては、例えば、樹脂及び無機化合物のフィラーの組合せにおいて、被覆部１１中にフィラーが１〜９０重量％含有していることが好ましく、１０〜８０重量％含有していることがより好ましい。このフィラーの量が少なすぎる場合には、被覆部１１は充分な耐熱性や耐久性を得ることができない。一方で、フィラーが多すぎる場合には、電蝕により被覆部１１に割れが発生するなどして、配線３を十分保護することができなくなってしまう。
【００７７】
一方、上述したように、樹脂としてポリイミド樹脂を用いる場合には、単独で被覆部１１とすることが好ましいが、上述の割合のフィラーを含有しても同様の効果を奏するものと考えられる。
【００７８】
また、被覆部１１を形成する場合、上述した樹脂の硬化前の前駆体及びフィラーを塗布するために、これらの材料が溶剤に混合した塗料が用いられる。また、例えば、樹脂がエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂においては、主剤及び硬化剤の２液の混合物が用いられる。
【００７９】
ここで、被覆部１１が形成される厚みについて、図４を基に詳述する。
図２は本実施形態における電気化学セル１のＡＡ断面を示し、配線３の構成も含めた本発明の概要を説明している。これに対し、図４は、セルリード８とパッド膜５との接続部１３と、被覆部１１との高さの位置関係について説明するため、ＡＡ断面から位置をずらしたＢＢ断面を示したものである。ここで、パッド膜５と配線３との位置関係の理解のため、ＡＡ断面の位置にある配線３を点線で表している。この配線３の構造は図２（ａ）に対応しているが、図２（ｂ）に対応する配線３の場合でも同様に適用されるし、配線３のベース底部２ａ内の構造には限定されない。
【００８０】
被覆部１１は、上述のように、パッド膜５と、セルリード８とパッド膜５との接合部１３とを覆う必要があることから、少なくとも図４（ａ）に示すように、パッド膜５と重なり合うセルリード８の厚みに合わせて形成されていることが好ましい。具体的には、この位置におけるセルリード８の厚みと同じ高さか、それよりも厚く被覆部１１が形成されていればよい。このように形成することで、被覆部１１のパッド膜５に対する被覆性を充分確保することができる。
【００８１】
また被覆部１１は、図４（ｂ）に示すように、蓄電素子６の下部の位置にまで形成してもよい。一方で、被覆部１１を厚くつけすぎると、ベース２内の収容空間が制限されるほか、蓄電素子６がベース２内で必要以上に圧縮力を受けることによりショートのおそれも生じてしまう。
【００８２】
上記のような被覆部１１と他の部材との位置関係に加えて、被覆部１１の素材の耐食性を考慮すると、被覆部１１の厚さは、２００μｍ以上３００μｍ以下の厚みであればより好ましい。
【００８３】
（シールリング）
シールリング９は、図２（ａ）に示すように、ベース２のベース周壁部２ｂの上端面の形状に合わせた四角枠状の断面を有しており、ベース周壁部２ｂの上端面にロウ材を介して接合されている。このシールリング９は、熱膨張係数がセラミックの熱膨張係数と近い材料、例えば、鉄・コバルト・ニッケル合金であるコバール（ウェスティングハウス社商品名）などを用いることができる。また、ロウ材は、Ａｇ−Ｃｕ合金やＡｕ−Ｃｕ合金などから形成されている。
【００８４】
（封口板）
封口板１０は、図１に示すように、シールリング９の上面に接合されており、ベース２を密封している。封口板１０は、熱膨張係数においてセラミックの熱膨張係数と近いコバールや４２ａｌｌｏｙなどの合金にニッケルメッキを施したものが使用される。より具体的には、コバールからなる０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度の厚みを有する薄板で、表面に２μｍ〜４μｍ程度の厚みで電解ニッケルメッキや無電解ニッケルメッキを施したものが用いられる。
【００８５】
このような材料を用いた封口板１０は、例えば、抵抗シーム溶接、レーザーシーム溶接などによってシールリング９に溶接することができ、塞がれた状態のベース２内部の気密性を向上できる。この封口板１０によりベース２が気密に閉じられている。
【００８６】
封口板１０とシールリング９を溶接する方法として用いられる抵抗シーム溶接では、封口板１０をシールリング９に当接させた後に、封口板１０の長辺側の略中心の２点に、対向した台形形状のローラー電極を配置して低電圧大電流を短時間流し、封口板１０の仮溶接（スポット溶接）が行われる。このようにして、封口板１０は仮に固定され、溶接作業中の振動等で位置がずれことはない。
【００８７】
続いて、例えば、長辺の端からローラー電極で長辺がなぞられるようにベース２と封口板１０が移動して溶接される。次に、ベース２と封口板１０は９０度回転され、同様に短辺が溶接される。このようにして、封口板１０の一周に亘って溶接が行われる。前述した仮固定においても、本抵抗シーム溶接においても、封口板１０とシールリング９との界面で、金とニッケルの拡散が発生し、気密で強固な拡散接合層が形成される。これにより、封口板１０は、ベース２を高い気密性でもって封止する。
【００８８】
封口板１０とシールリング９の溶接は、レーザーの走査照射を用いても可能である。仮溶接を前述と同様に実施した後、レーザーを、封口板１０を一周するように走査照射する。これにより、封口板１０とシールリング９の界面で拡散接合層が形成される。この場合、封口板１０の接合側の面に銀と銅からなるロウ材のシートを貼ることにより、溶融温度をロウ材の温度まで低下させることも可能である。
【００８９】
なお、電解質が常温で液体状の溶媒や支持塩からなり、封口板１０を封止する前に電解質７を充填する工程を採用する場合は、液体が封口板１０とシールリング９の界面に存在する場所があり得る。このような場合でも、シーム溶接を用いた接合は可能である。
シーム溶接は、ローラー電極を使用するものでも、レーザーの走査照射を用いるものでもかまわない。
【００９０】
前記界面に液体が存在しても気密な溶接が可能となるのは、界面に存在する液体は、溶接時に近傍の温度が急激に上昇するので蒸発して飛散することによるものと考えられる。なお、シールリング９を使用せず、ベース２の上端面と封口板１０とをロウ材を介して接合させてもよい。
【００９１】
（実施例）
次に、実施例及び比較例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお本発明は、本実施例によってその範囲が制限されるものではなく、本発明に係る非水電解質二次電池は、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
【００９２】
［実施例１］
図１及び図２（ａ）に示す凹状のベース２と封口板１０を準備した。ベース２は長辺１０ｍｍ、短辺８ｍｍ、高さ１．８ｍｍ、周壁部及び底部の厚みが０．３８ｍｍのアルミナからなる箱型の容器を用いた。
【００９３】
ベース２は、ベース底部２ａを構成する板状のセラミックグリーンシートに、ベース周壁部２ｂを構成する長方形枠状のセラミックグリーンシートを貼り合わせ、約１５００℃で焼成することにより形成した。配線３は、ベース底部２ａに対応するセラミックグリーンシートの上下を貫通するようにパンチングにより形成したビアホールに、タングステン粉末と樹脂バインダーと溶剤からなるタングステンペーストを充填させたビア配線とした。
【００９４】
このときのビアホールの直径は０．２ｍｍとし、正極側、負極側にそれぞれ４個ずる形成した。また、ベース底部２ａのうちベース下面２ｄの箇所には、配線３と接続する接続端子４に相当するタングステンペーストをスクリーン印刷により塗布した。これらの配線３及び接続端子４に相当するタングステンペーストを、セラミックグリーンシートと一緒に焼成することにより、配線３及び接続端子４と一体化されたベース２を作製した。
【００９５】
次に、焼成したベース２のベース周壁部２ｂの上端に、銀ロウを用いてシールリング９を形成した。
【００９６】
そして、このベース２の接続端子４と、ベース底面２ｃに配置された配線３の露出部と、配線３の周囲のベース底面に、電解ニッケルメッキと電解金メッキとを順次施し、パッド膜５を形成した。このときのパッド膜５の厚みは、ニッケルメッキ層が５μｍ、金メッキ層が１μｍであった。また、ベース底面２ｃにおいて形成されたパッド膜５は、正極側、負極側のそれぞれで、長辺３ｍｍ、短辺２．４ｍｍとした。
【００９７】
次いで、蓄電素子６を以下のように準備した。まず、２０μｍの厚みを持つアルミニウム箔からなる集電体上に、活性炭８５重量％、ケッチェンブラックからなる導電助剤８重量％、ポリテトラフルオロエチレンからなるバインダー７重量％で構成される、厚みが３０μｍの活物質層を片面に塗工したシート電極を作製した。このシート電極の端部に、厚みが８０μｍ、幅１．５ｍｍ、長さ４ｍｍのアルミニウム製リボンを超音波溶接により取付けセルリード８とした。そして、セルリード８が取り付けられた正極及び負極一対のシート電極に、ポリテトラフルオロエチレンシートからなるセパレータを挟持させた後、これらを巻回させることにより、蓄電素子６とした。
【００９８】
次いで、ベース２のベース底面２ｃに形成されたパッド膜５と、蓄電素子６から延びるセルリード８とを、超音波溶接により接合した。そして、この接合部を含むパッド膜５を被覆するように、ペースト状の被覆部１１を、ディスペンサを用いて塗布した。さらに、この蓄電素子６が取り付けられたベース２を、被覆部１１を構成する各材料の硬化温度に加熱し、被覆部１１を硬化させた。
【００９９】
この被覆部１１中において、主成分としてエポキシ樹脂が重量比で２０〜３０％含有している。また、シリカからなる無機粒子のフィラーが１０〜２０％含有している。残部は無機化合物の顔料である。
【０１００】
このようにして被覆部１１が形成された後、セルリード８を折り畳むようにして、蓄電素子６をベース２の中に収納した。このとき、内部ショート防止のため、セルリード８がシールリング９に接触しないようにセルリード８を配置した。そして、液状の電解質７をベース２の内部に注入した後、１分間真空脱泡した。電解質７は、支持塩として、ＳＢＰ−ＢＦ４を用い、溶媒としてＰＣとＥＣとＤＭＣの混合液を以下の割合で混合し、混合電解質として用いた。混合の割合は、電解質７全体の質量に対し溶媒：支持塩＝７５質量％：２５質量％の関係であり、溶媒においてＰＣ：ＥＣ：ＤＭＣ＝３９質量％：３２質量％：２９質量％の割合で混合した電解質を用いた。
【０１０１】
次いで、大気圧に戻して、窒素雰囲気下で封口板１０をシールリング９に当接し、長辺側の２点の仮溶接を行い、続いて長辺側と短辺側をこの順に連続して抵抗シーム溶接を行い、ベース２を気密に封止した。このようにして本実施例の電気化学セル１を作製した。
【０１０２】
［実施例２〜６］
被覆部１１の樹脂、フィラーの種類、配合比を、後述する表１に示すように調整した他は、実施例１と同様にして電気化学セル１を作製した。
【０１０３】
［比較例１］
被覆部１１を設けなかったことを除いて、その他の構成は実施例１と同様にして電気化学セル１を作製した。
【０１０４】
［比較例２］
被覆部１１にガラスコーティング剤を用い、シリカ被膜を形成したことを除いて、その他の構成は実施例１と同様にして電気化学セル１を作製した。
【０１０５】
（評価）
得られた電気化学セルについて、次の評価を行った。
（配線保護機能評価）
セル評価に先立ち、被覆部１１の配線保護機能を評価するため、テストピースを用いて次の評価を行った。
【０１０６】
まず、板状のセラミックグリーンシート上に上述のタングステンペーストを塗布し焼成することにより、厚みが１μｍのタングステン薄膜が形成されたセラミックス基板を用意した。この基板にニッケルメッキ及び金メッキを順次施し、厚み５μｍのニッケルメッキ層と、厚み１μｍの金メッキ層を形成した。そして、このメッキ層の上に、後述する表１の材質の被覆部を形成することによりテストピースを作製した。
【０１０７】
このテストピースと、封口板と同じ材質のコバール板とを、上記組成の電解質を染み込ませたポリテトラフルオロエチレン製セパレータを介して、メッキ層が対向するように挟み込んだ。そして、電位差が２．５Ｖとなるよう、テストピースの配線部分に正の電位を、コバール板に負の電位を、それぞれ印加した。このように電圧を印加して２０日間経過後のテストピースを目視及び実体顕微鏡で観察し、タングステン薄膜の溶解の有無を調べた。
【０１０８】
（保存特性評価）
上述したプロセスにより作製した、各実施例及び比較例の被覆部１１を備えた電気化学セル１を、セル全体を２６０℃に５秒間保持するように、リフローハンダ付け用の熱処理炉を通過させた後、内部抵抗（Ω）を測定した（初期抵抗）。この内部抵抗は交流１ｋＨｚにおけるインピーダンスの測定により求めた。
そして、このセルを７０℃の雰囲気で２．５Ｖに充電し、５日間及び２０日間保存したのち、同様に内部抵抗を測定した（５日後、及び２０日後の抵抗）。
【０１０９】
（評価結果）
各実施例及び比較例の被覆部１１の主成分及びフィラーの含有量、及び、各評価結果を表１に示す。表１における各実施例の主成分としては、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂のほか、熱硬化性樹脂等が混合された合成樹脂が用いられている。また、フィラーの主原料として、表１に示す配合比のシリカが被覆部１１に混合されている。これらの樹脂やシリカに加えて、種々の無機化合物からなる顔料が各実施例の被覆部１１に混合されている。
【０１１０】
表１において、比較例１に被覆部は形成されていないことから、主成分の配合比、フィラーの種類及び配合比を「−」と表記している。また、実施例６及び比較例２では被覆部にフィラーを含有していないため、フィラーの種類及び配合比を「−」と表記している。
【０１１１】
また、表１の「評価」の「配線保護機能」の欄において、後述のように、評価結果においてタングステン消失等の異常がみられた場合に「×」とし、それ以外を「○」と表記している。そして、「保存特性」について、評価を行わなかった条件について「−」と表記している。
【０１１２】
【表１】
2018152544.tif 000003
【０１１３】
配線保護機能評価では、実施例１〜６で、評価試験後のテストピースの外観に変化は見られなかった。これに対し、比較例１、２では、テストピースに形成されたタングステン薄膜が、評価試験後に溶解し一部消失していた。特に、比較例２のシリカ被膜は評価試験後にクラックが生じ、このクラックを通じてタングステン薄膜にまで電解質が到達していた。このため、比較例２では後述の保存特性評価を行わなかった。
【０１１４】
保存特性評価では、各実施例で５日後の抵抗が初期抵抗の１．３〜１．５倍であったのに対し、比較例１では初期抵抗の２．６倍となった。また、２０日後の抵抗では、各実施例で初期抵抗の１．６〜１．９倍となり、長期信頼性を充分維持するレベルであったのに対し、比較例１では初期抵抗の１６倍にも上昇した。なお、実施例３、４、６では、リフロー熱処理による被覆部１１の耐熱性が充分でないことから、保存特性評価を行わなかった。
【０１１５】
また、保存特性評価後のセルを分解調査したところ、比較例１ではパッド膜５に亀裂が生じていた。これにより、下層のタングステンからなる配線３にまで電解質が到達し、配線抵抗が上昇したものとみられる。一方、各実施例では、このようなパッド膜５の亀裂がみられなかった。
【０１１６】
以上のように、耐食性を充分備えた被覆部１１を形成することで、パッド膜５にセルリードを接合した構成であっても実使用に耐え得る長期信頼性が得られることが分かった。特に、被覆部１１がポリイミド樹脂のように充分な耐熱性を備えている場合や、シリカのような無機粒子フィラーが配合された絶縁性樹脂である場合に、さらに長期信頼性に優れた電気化学セル１とできることが分かった。
【０１１７】
（Ａｌパッド膜及びセルリードの接合強度の評価）
次に、本発明におけるパッド膜５としてアルミニウムを用い、その厚みを種々変更したときのセルリード８との接合強度を調べた。
【０１１８】
具体的には、まず、一辺が１０ｍｍの正方形のセラミック基板上に、表２に示す厚みのアルミニウム膜をスパッタリングにより成膜することによりパッド膜５とした。そして、このパッド膜５に、厚み８０μｍ、幅２ｍｍ、長さ５０ｍｍからなるセルリード８を模したアルミニウム製リボンを超音波溶接により接合した。このアルミニウム製リボンを引張強度試験機に取り付け、引張試験をそれぞれの厚み条件ごとにｎ＝５で実施し、その試験力の平均及び標準偏差を求めた。その結果を表２に示す。
【０１１９】
【表２】
2018152544.tif 000004
【０１２０】
この表２に示すように、従来のアルミニウム製パッド膜５の典型的な厚みである３０μｍや、下限である１０μｍの場合と同様に、厚みが１μｍや２．５μｍの場合でもパッド膜５とセルリード８との接合を充分確保できることが分かった。特に、２．５μｍの厚みの場合には、より厚い場合と同様のばらつきとなり、安定した接合を保つことができることが分かった。
【０１２１】
（Ａｌパッド膜の耐食性）
さらに、パッド膜５の厚みの違いによる耐食性について評価を行った。上述した接合耐久性試験と同様に、一辺が１０ｍｍの正方形のセラミック基板上に、厚み１μｍ、外径３ｍｍのタングステンパターンをスパッタリングにより成膜した。そして、さらにその上からこのタングステンパターンを覆うように、表２のそれぞれの膜厚のアルミニウム膜をスパッタリングにより成膜した。
【０１２２】
このようにして形成した試験片及びコバール製の金属板を、厚みが２０μｍからなるポリテトラフルオロエチレン製の多孔質セパレータを介して対向させることにより模擬的なセルを作製した。このセルを、支持塩がＳＢＰ−ＢＦ４、溶媒がＰＣとＥＣとＤＭＣの混合溶液である電解質に浸漬させた。混合の割合は、電解質全体の質量に対し溶媒：支持塩＝７５質量％：２５質量％の関係であり、溶媒においてＰＣ：ＥＣ：ＤＭＣ＝３９質量％：３２質量％：２９質量％の割合で混合した電解質を用いた。そして、室温の環境で試験片を正の電位とし、金属板を負の電位となるように電源を接続し、３．３Ｖの電圧を５日間連続印加し、タングステンパターンの腐食の有無を調べた。
【０１２３】
表２に示すように、パッド膜５の厚みが１０μｍと３０μｍの条件ではタングステンパターンの腐食は見られなかったが、１μｍと２．５μｍの条件ではタングステンパターンが腐食し一部が溶解した。
【０１２４】
このように、アルミニウムのパッド膜５の場合、１０μｍよりも小さな厚みでもセルリード８との接合を保つことができる一方で、耐食性を保つことができないことが分かった。このようなアルミニウム製のパッド膜５に対しても、メッキ層からなるパッド膜５と同様に、上述した被覆部１１を組み合わせて耐食性を付与することにより、長期信頼性に優れた電気化学セル１とすることができる。
【符号の説明】
【０１２５】
１…  電気化学セル
２…  ベース
２ａ…  ベース底部
２ｂ…  ベース周壁部
２ｃ…  ベース底面
２ｄ…  ベース下面
３…  配線
３ａ…  側部配線
３ｂ…  層間配線
３ｃ…  ビア配線
４…  接続端子
５…  パッド膜
６…  蓄電素子
７…  電解質
８…  セルリード
９…  シールリング
１０…  封口板
１１…  被覆部
１２…  収納容器
１３…  接合部
【図１】
2018152544.tif 000005
【図２】
2018152544.tif 000006
【図３】
2018152544.tif 000007
【図４】
2018152544.tif 000008