(57)【要約】【課題】電解コンデンサにおいて、封口部材を構成する弾性部材の劣化を抑制する。【解決手段】電解コンデンサは、コンデンサ素子と、開口部を有し、かつ前記コンデンサ素子を収容するケースと、前記開口部を封口する封口部材とを備える。前記封口部材は、前記開口部にはめ込まれた弾性部材と、前記弾性部材の表面に形成された絶縁性の無機層とを備える。前記弾性部材は、前記開口部側に配置される第１主面を備えており、前記無機層は、前記第１主面の少なくとも一部に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサ素子と、開口部を有し、かつ前記コンデンサ素子を収容するケースと、前記開口部を封口する封口部材とを備え、
前記封口部材は、前記開口部にはめ込まれた弾性部材と、前記弾性部材の表面に形成された絶縁性の無機層とを備え、
前記弾性部材は、前記開口部側に配置される第１主面を備えており、
前記無機層は、前記第１主面の少なくとも一部に形成されている、電解コンデンサ。
【請求項２】
前記無機層を構成する無機材料の熱伝導性は、前記弾性部材を構成する弾性高分子の熱伝導性よりも高い、請求項１に記載の電解コンデンサ。
【請求項３】
前記無機層は、酸化物および窒化物からなる群より選択される少なくとも一種の無機材料を含む、請求項１または２に記載の電解コンデンサ。
【請求項４】
前記無機材料は、アルミニウム、ケイ素、およびチタンからなる群より選択される少なくとも一種を含む、請求項３に記載の電解コンデンサ。
【請求項５】
前記電解コンデンサは、前記コンデンサ素子から引き出されたリードを備え、
前記弾性部材は、前記リードを貫通させる貫通孔を備え、
前記無機層は、さらに、前記貫通孔の壁面の少なくとも一部に形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電解コンデンサ。
【請求項６】
前記無機層は、前記貫通孔の壁面の８０％以上に形成されている、請求項５に記載の電解コンデンサ。
【請求項７】
前記弾性部材は、前記第１主面と、前記ケースの内側に配置され、前記第１主面とは反対側の第２主面と、前記ケースの内壁面に対向する側面と、を備え、
前記無機層は、さらに、前記側面の少なくとも一部に形成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電解コンデンサ。
【請求項８】
前記無機層の厚みは、１０ｎｍ以上１μｍ以下である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電解コンデンサ。
【請求項９】
コンデンサ素子と、開口部を有し、かつ前記コンデンサ素子を収容するケースと、前記開口部を封口する封口部材とを備える電解コンデンサの製造方法であって、
前記封口部材は、前記開口部側に配置される第１主面を備える弾性部材を備え、
前記製造方法は、前記第１主面の少なくとも一部に絶縁性の無機層を形成する無機層形成工程を備える、電解コンデンサの製造方法。
【請求項１０】
前記無機層形成工程は、
前記弾性部材の前駆シートを準備し、前記前駆シートの、前記第１主面に対応する主面の少なくとも一部に前記無機層を形成し、前記無機層が形成された前記前駆シートから前記封口部材を切り出す工程を含む、請求項９に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項１１】
前記コンデンサ素子を、前記ケースに収容する工程と、
前記ケースの開口部に、前記第１主面が前記開口部側に配置されるように前記弾性部材をはめ込む工程と、を備え、
前記弾性部材をはめ込む工程の後に、前記無機層形成工程が行われる、請求項９に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項１２】
前記無機層は、気相法により形成される、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項１３】
前記無機層は、２００℃以下の温度で形成される、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項１４】
前記無機層は、原子層堆積法により形成される、請求項１２または１３に記載の電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性部材を備える封口部材を用いる電解コンデンサ、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサは、コンデンサ素子と、コンデンサ素子を収容するケースと、ケースの開口部を封口する封口部材とを備えている。封口部材は、ケースの開口部にはめ込まれる弾性部材を備えており、この弾性部材は、ゴムやゴム状高分子などの弾性材料で構成される（特許文献１など）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２７４０１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高温環境下で電解コンデンサを使用する場合、弾性部材の劣化が顕著になる。従来の弾性部材では、劣化を十分に抑制することが難しい。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一局面は、コンデンサ素子と、開口部を有し、かつ前記コンデンサ素子を収容するケースと、前記開口部を封口する封口部材とを備え、
前記封口部材は、前記開口部にはめ込まれた弾性部材と、前記弾性部材の表面に形成された絶縁性の無機層とを備え、
前記弾性部材は、前記開口部側に配置される第１主面を備えており、
前記無機層は、前記第１主面の少なくとも一部に形成されている、電解コンデンサに関する。
【０００６】
本発明の他の局面は、コンデンサ素子と、開口部を有し、かつ前記コンデンサ素子を収容するケースと、前記開口部を封口する封口部材とを備える電解コンデンサの製造方法であって、
前記封口部材は、前記開口部側に配置される第１主面を備える弾性部材を備え、
前記製造方法は、前記第１主面の少なくとも一部に絶縁性の無機層を形成する無機層形成工程を備える、電解コンデンサの製造方法に関する。
【発明の効果】
【０００７】
電解コンデンサにおいて、封口部材を構成する弾性部材の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサの断面模式図である。
【図２】図１の電解コンデンサのコンデンサ素子の構成を説明するための概略図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る電解コンデンサにおける封口部材およびその周辺の断面模式図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る電解コンデンサにおける封口部材およびその周辺の断面模式図である。
【図５】本発明の第４実施形態に係る電解コンデンサにおける封口部材およびその周辺の断面模式図である。
【図６】本発明の第５実施形態に係る電解コンデンサの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
［電解コンデンサ］
本発明の一実施形態に係る電解コンデンサは、コンデンサ素子と、開口部を有し、かつコンデンサ素子を収容するケースと、開口部を封口する封口部材とを備える。封口部材は、ケースの開口部にはめ込まれた弾性部材と、弾性部材の表面に形成された絶縁性の無機層とを備える。弾性部材は、ケースの開口部側に配置される第１主面を備えており、無機層は、第１主面の少なくとも一部に形成されている。
【００１０】
電解コンデンサは、例えば、自動車のエンジンルーム内など、高温環境下での使用が想定されることがある。コンデンサ素子を収容するケースの開口部は、弾性部材をはめ込むことで封口されているが、弾性部材はゴムなどの弾性高分子で構成されているため、耐熱性が十分ではなく、高温環境下では酸化劣化する。具体的には、高温環境下では、熱の作用により、弾性高分子からラジカルが発生し、酸素が付加して、この付加体がさらに弾性高分子をラジカルに変換する。これらが繰り返されるうちに、弾性高分子のポリマー鎖が短くなり、弾性高分子が劣化することになる。短くなった弾性高分子は熱の作用により蒸散するため、弾性部材が脆くなり、封止機能が低下する。
【００１１】
また、弾性部材には、強度を確保する観点から、一般に、カーボンブラックなどのカーボンが添加されている。このようなカーボンの多くは、導電性を示す。しかし、弾性部材を構成する弾性高分子が上記のように酸化劣化すると、弾性部材に含まれるカーボン（粒子や繊維）同士が接触し易くなり、弾性部材の絶縁性が低下する。特に、弾性部材の、ケースの開口部側の第１主面は、外気に触れることになるため、第１主面およびその近傍では、弾性高分子の劣化および絶縁性の低下が顕著になり易い。電解コンデンサでは、通常、コンデンサ素子と電気的に接続した陽極リードおよび陰極リードが、弾性部材に形成された別々の貫通孔を通して外部に引き出されている。そのため、弾性部材の絶縁性が低下すると、陽極リードおよび陰極リードとの間で漏れ電流が顕在化し易くなる。より具体的には、例えば、弾性部材の第１主面およびその近傍が劣化して絶縁性が低下すると、第１主面およびその近傍において、陽極リードと陰極リードとの間で漏れ電流が流れやすくなる。
【００１２】
本実施形態では、上記のように、弾性部材のケースの開口部側に配置される第１主面の少なくとも一部に無機層を形成する。無機層は、高いガスバリア性を有するため、無機層により、弾性部材の酸素との接触を低減または抑制することができ、その結果、弾性部材の劣化を抑制できる。弾性部材の劣化が抑制されるため、封口部材による高い封口性を確保することができる。また、無機層により、弾性部材の劣化が抑制されることで、弾性部材に含まれるカーボン同士が接触して弾性部材の絶縁性が低下することが抑制される。よって、弾性部材（特に、第１主面およびその近傍）において、陽極リードおよび陰極リード間で漏れ電流が発生するのを抑制できる。このように、弾性部材の劣化が抑制されることで、弾性部材の高い封口性を確保することができるとともに、リード間の漏れ電流を抑制できるため（つまり、電解コンデンサが高い耐熱性を有するため）、電解コンデンサの長寿命化が可能である。
【００１３】
無機層を構成する無機材料の熱伝導性は、弾性部材を構成する弾性高分子の熱伝導性よりも高いことが好ましい。この場合、弾性部材よりも無機層の放熱性が高いことで、無機層からケースなどに熱が逃げ易くなるため、弾性部材の劣化をさらに抑制することができる。なお、無機層は、ケースと接触していることが好ましい。
【００１４】
無機層は、酸化物、および窒化物からなる群より選択される少なくとも一種の無機材料を含むことが好ましい。無機材料は、Ａｌ、Ｓｉ、およびＴｉからなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。このような無機材料は耐熱性が高いことに加え、緻密な無機層が形成され易いため、高いガスバリア性が得られやすい。また、これらの無機材料は、熱伝導性が高く、高い放熱性が得られるため、弾性部材の劣化を抑制する効果がさらに高まる。
【００１５】
無機層による高い被覆性を確保し易く、高い膜特性が得られ易い観点からは、気相法により無機層を形成することが好ましく、中でも、原子層堆積法（Ａｔｏｍｉｃ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＡＬＤ法）により無機層を形成することが好ましい。気相法によれば、一括して無機層を形成することができるとともに、厚みが小さくてもより均一な無機層を形成することができる。また、ＡＬＤ法によれば、弾性部材のごくわずかな凹凸や隙間における表面にも無機層を形成することができる。例えば、電解コンデンサが、上述のように、コンデンサ素子から引き出されたリードを備えており、弾性部材は、リードを貫通させる貫通孔を備えている場合、無機層は、さらに、貫通孔の壁面の少なくとも一部にも形成されていることが好ましい。このように、ＡＬＤ法などの気相法を利用すると、無機層の高い被覆性を確保することができるため、貫通孔の壁面にも無機層を形成することができる。貫通孔の壁面に無機層が形成されると、弾性部材の劣化を抑制する効果をさらに高めることができるとともに、リード間における漏れ電流の発生をさらに抑制することができる。
【００１６】
無機層は、貫通孔の壁面の８０％以上に形成されていることが好ましい。このような貫通孔の壁面の多くの領域が無機層で覆われることで、弾性部材の劣化およびリード間における漏れ電流の発生を抑制する効果がさらに高まる。
【００１７】
弾性部材は、第１主面と、ケースの内側に配置され、第１主面とは反対側の第２主面と、ケースの内壁面（つまり、内側の側壁面）に対向する側面と、を備え、さらに、この側面の少なくとも一部にも無機層が形成されていることが好ましい。ケースと弾性部材との間にも無機層が存在するため、弾性部材の劣化を抑制する効果をさらに高めることができる。
【００１８】
無機層の厚みは、１０ｎｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。無機層がこのような厚みを有する場合、高いガスバリア性を確保できるとともに、製品寸法への影響を抑制できる。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態に係る電解コンデンサの断面模式図であり、図２は、同電解コンデンサに係るコンデンサ素子の一部を展開した概略図である。
【００２０】
電解コンデンサは、例えば、コンデンサ素子１０と、コンデンサ素子１０を収容する円筒状のケース１１と、ケース１１の開口部を塞ぐ弾性部材１２を備える封口部材１７と、弾性部材１２に対向する座板１３と、弾性部材１２の貫通孔１８から導出され、座板１３を貫通する２つのリードとを備える。図示例において、一方のリードは、リード線１４Ａとリードタブ１５Ａとを備え、他方のリードは、リード線１４Ｂと、リードタブ１５Ｂとを備えている。リードタブ１５Ａ，１５Ｂは、それぞれ、コンデンサ素子１０の電極と接続している。リードタブ１５Ａ，１５Ｂとそれぞれ接続するリード線１４Ａ，１４Ｂは、２つの貫通孔１８のそれぞれから外部に引き出されている。ケース１１の開口端近傍は、内側に絞り加工されており、開口端はカール加工され、弾性部材１２に対してかしめつけられている。また、ケース１１の、弾性部材１２の側面１２ｃに対向する部分には、ケース１１が絞り加工（具体的には横絞り加工）により縮径された領域１１ａが形成されている。
【００２１】
弾性部材１２は、ケース１１の開口部側に配置される第１主面１２ａと、第１主面１２ａとは反対側の第２主面１２ｂと、ケース１１の内壁面と対向する側面１２ｃとを備えている。第２主面１２ｂは、ケース１１の内側に配置される。貫通孔１８部分には、弾性部材１２は、壁面１２ｄを有する。つまり、貫通孔１８は、弾性部材１２の壁面１２ｄで囲まれている。図示例において、封口部材１７は、弾性部材１２と、弾性部材１２の第１主面１２ａを覆うように形成された無機層１６とを備えている。このような無機層１６により、弾性部材１２の酸素との接触が抑制されるため、電解コンデンサが高温環境下に晒される場合でも、弾性部材１２の劣化を抑制することができる。
【００２２】
なお、コンデンサ素子１０は、図２に示すような巻回体から作製される。巻回体は、リードタブ１５Ａと接続された陽極部２１と、リードタブ１５Ｂと接続された陰極部２２と、セパレータ２３とを備える。図２で示す巻回体は、電解質を備えていない半製品である。
【００２３】
陽極部２１および陰極部２２は、セパレータ２３を介して巻回されている。巻回体の最外周は、巻止めテープ２４により固定される。なお、図２は、巻回体の最外周を止める前の、一部が展開された状態を示している。
【００２４】
陽極部２１は、表面が凹凸を有するように粗面化された金属箔を具備し、凹凸を有する金属箔上に化成皮膜が形成されている。コンデンサ素子１０では、化成皮膜の表面の少なくとも一部に、固体電解質が付着している。固体電解質は、陰極部２２の表面および／またはセパレータ２３の表面の少なくとも一部を被覆していてもよい。電解コンデンサは、固体電解質が形成されたコンデンサ素子１０を、ケース１１に収容し、ケース１１の開口を封口部材で封口することにより作製される。電解液を用いる場合には、電解液は、コンデンサ素子１０とともにケース１１に収容される。
【００２５】
図１では、無機層１６が第１主面１２ａのみに形成されている場合を示したが、無機層１６の位置はこの場合に限定されない。無機層１６は、弾性部材１２において、少なくとも第１主面１２ａに形成されていればよく、第１主面１２ａと、第２主面１２ｂ、側面１２ｃ、および貫通孔の壁面１２ｄからなる群より選択される少なくとも１つと、に形成されていてもよい。これらの場合の数例を図３〜図５に示す。図３〜図５は、それぞれ、他の実施形態に係る電解コンデンサにおける封口部材およびその周辺部分を示す断面模式図である。これらの例では、無機層１６の位置が異なるだけで、その他の構成は図１の場合と同じであり、図１の説明を参照できる。
【００２６】
図３では、無機層１６は、第１主面１２ａと第２主面１２ｂとに形成されている。図４では、無機層１６は、第１主面１２ａと、第２主面１２ｂと、貫通孔１８の壁面１２ｄとに形成されている。図５では、無機層１６は、第１主面１２ａと、第２主面１２ｂと、貫通孔１８の壁面１２ｄと、側面１２ｃとに形成されている。なお、図示しないが、無機層１６を、例えば、第１主面１２ａと、貫通孔１８の側面１２ｃとに形成してもよく、第１主面１２ａと、第２主面１２ｂと、側面１２ｃとに形成してもよい。
【００２７】
このように、弾性部材１２の第１主面１２ａと他の面とに無機層１６が形成される場合には、弾性部材１２の劣化を抑制する効果をさらに高めることができる。貫通孔１８の壁面には、ＡＬＤ法などの気相法を利用すると無機層１６を簡便に形成できる。従って、無機層１６の高い被覆性を確保できるため、弾性部材１２の劣化をさらに抑制することができるとともに、弾性部材１２の絶縁性の低下を抑制できる。また、弾性部材１２の側面１２ｃに無機層１６を形成すると、ケース１１と弾性部材１２との間に無機層１６が形成されることになるため、弾性部材１２の劣化を抑制する効果をさらに高めることができる。
【００２８】
無機層１６は、弾性部材１２の第１主面１２ａの少なくとも一部に形成すればよく、第１主面１２ａ全体に形成してもよい。また、弾性部材１２の第１主面１２ａ以外の面に無機層１６を形成する場合には、無機層１６は、各面の少なくとも一部に形成すればよく、各面の全体に形成してもよい。
【００２９】
図１、および図３〜図５では、弾性部材１２の第１主面１２ａでは、カール加工されたケース１１の開口端およびその近傍の下方にも、無機層１６が形成されている場合（つまり、無機層１６の上方にケース１１の開口端およびその近傍が存在する場合）を示した。つまり、図１、および図３〜図５には、無機層１６を形成した弾性部材１２を備える封口部材１７を用いてケース１１の開口部を封口する場合を示した。しかし、このような場合に限定されず、弾性部材１２でケース１１の開口部を封口した後に、無機層１６を形成してもよい。この場合を図６に示す。
【００３０】
図６は、さらに他の実施形態に係る電解コンデンサの断面模式図である。図６では、無機層１６の位置と、リード線１４Ａ，１４Ｂの表面およびケース１１の表面にも無機層１９が形成されている点とで、図１と異なるが、その他の構成は図１および図２と同じであり、図１および図２の説明が参照できる。
【００３１】
図６では、無機層は、電解コンデンサの表面全体に形成されている。図６では、便宜上、弾性部材１２に形成された無機層を、無機層１６とし、その他の領域（具体的には、ケース１１の外側の表面およびリード線１４Ａ，１４Ｂの弾性部材１２から露出した部分の表面）に形成された無機層を、無機層１９としている。このような無機層１６、１９を有する電解コンデンサは、ケース１１内にコンデンサ素子１０を収容して、ケース１１の開口部を、図１の場合に準じて、弾性部材１２で封口して、無機層１６、１９を有さない状態の電解コンデンサ（前駆体）を組み立てた後、この前駆体の表面に無機層１６，１９を形成することにより得ることができる。
【００３２】
図６では、電解コンデンサの表面全体に無機層を形成する場合を示したが、このような場合に限らず、少なくとも、電解コンデンサの開口部側の部分の表面に無機層を形成できれば、弾性部材２の劣化を抑制する効果を得ることができる。これらの場合、弾性部材１２とリードとの間やケース１１が弾性部材１２に対してかしめられている部分から空気が入り込むことが抑制されるため、弾性部材１２の劣化をさらに抑制することができる。また、２つのリード間の絶縁性も確保し易い。
【００３３】
図６では、無機層１６、１９を有さない状態の電解コンデンサ（前駆体）を組み立てた後、この前駆体の表面に無機層を形成した場合の例を示したが、この場合に限定されず、弾性部材１２の少なくとも第１主面１２ａ（の少なくとも一部）に無機層を形成した後に、さらに電解コンデンサの表面に無機層を形成してもよい。
【００３４】
以下に、電解コンデンサの構成についてより詳細に説明する。
（封口部材１７）
封口部材１７は、弾性部材１２と無機層１６とを備えている。封口部材１７は、弾性部材１２が、コンデンサ素子１０を収容するケース１１の開口部にはめ込まれた状態で、ケース１１の開口部を封口する。
【００３５】
弾性部材１２は、ケース１１の開口部側に配置される第１主面を備えている。無機層１６は、少なくとも第１主面１２ａに形成されている。無機層１６は、第１主面１２ａの少なくとも一部に形成されていればよく、無機層１６は、第１主面１２ａ全体に形成されていてもよく、一部に形成されていてもよい。弾性部材１２の酸素との接触を低減または抑制する観点からは、電解コンデンサにおいて、弾性部材１２がケース１１から露出する部分には、少なくとも、無機層１６が形成されていることが好ましく、第１主面１２ａ（つまり、第１主面１２ａの面積（具体的には弾性部材１２の厚み方向における投影面積））の８０％以上（好ましくは９０％以上）に無機層１６が形成されていることが好ましい。
【００３６】
弾性部材１２は、通常、第１主面１２ａとは反対側に位置する第２主面１２ｂを備えている。また、弾性部材１２は、ケース１１の内壁面に対向する側面１２ｃを有している。無機層１６は、第１主面１２ａに加え、第２主面１２ｂおよび／または側面１２ｃに形成されていてもよい。第２主面１２ｂおよび側面１２ｃのそれぞれにおいて、無機層１６は、少なくとも一部に形成されていればよい。側面１２ｃの少なくとも一部に無機層１６を形成すると、ケース１１と弾性部材１２との間に無機層１６が存在することとなり、ケース１１と弾性部材１２の側面１２ｃとの間を空気が通過することが抑制されるため、弾性部材１２の劣化をさらに抑制できる。
【００３７】
弾性部材１２が、コンデンサ素子１０から引き出されたリードを貫通させる貫通孔１８を有する場合、弾性部材１２の貫通孔１８の壁面（具体的には、貫通孔１８を囲む弾性部材１２の壁面）に無機層１６が形成されていてもよい。貫通孔１８は、小さな孔であるため、貫通孔１８の壁面の無機層１６は、通常、ＡＬＤ法などの気相法により形成される。そのため、このような無機層１６は、被覆性が高く、弾性部材１２の劣化をさらに抑制する上で有利である。また、リードと弾性部材１２との隙間にも無機層が存在するため、弾性部材１２の劣化を抑制する効果をさらに高めることができる。
【００３８】
無機層１６は、弾性部材１２の貫通孔１８の壁面の少なくとも一部に形成されていればよく、壁面全体に形成されていてもよい。弾性部材１２の酸素との接触をさらに低減または抑制する観点からは、貫通孔１８の壁面において、無機層１６は、壁面（つまり、壁面の面積）の８０％以上に形成されていることが好ましく、９０％以上に形成されていることがより好ましい。
【００３９】
なお、主面や壁面の面積の８０％以上（または９０％以上）に無機層が形成されているとは、例えば、各主面や壁面を、面積が同じ複数の領域（例えば、２０個の領域）に分割し、領域全体に占める、無機層の成分が検出される領域の比率が８０％以上（または９０％以上）であることを意味する。無機層の成分の検出は、例えば、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析法により無機層に含まれる金属元素の存在を検出することにより行うことができる。
【００４０】
弾性部材１２は、弾性高分子を含む。弾性高分子としては、絶縁性のものが使用される。弾性高分子としては、例えば、ブチルゴム、イソプレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ハイパロンゴムなど）などが挙げられる。弾性高分子は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。このような弾性高分子は、高い封止性を有するものの、上述のように、酸素の作用により劣化して、弾性部材１２の劣化を招き易い。本実施形態によれば、無機層１６を設けるため、弾性部材１２がこのような弾性高分子を含む場合でも、弾性部材１２の劣化を効果的に抑制することができる。
【００４１】
弾性部材１２は、必要に応じて、添加剤（補強剤、酸化防止剤、架橋剤、架橋促進剤、分散助剤、改質材、加硫剤、加硫助剤、および／または加工助剤など）を含んでもよい。弾性部材１２は、上述のように、通常、補強材として、カーボンブラックなどのカーボンを含んでいる。本実施形態では、無機層１６により、弾性部材１２も劣化が抑制される。よって、弾性部材の劣化によりカーボンが接触し易くなることが抑制されるため、弾性部材の絶縁性が低下することが抑制され、陽極リードおよび陰極リード間で漏れ電流が生じることを抑制することができる。
【００４２】
弾性部材１２は、ケース１１の開口部の形状に対応する形状（例えば、円盤状などのディスク状など）を有している。
【００４３】
無機層１６は、例えば、酸化物、窒化物、炭化物などの無機材料（または無機化合物）で形成される。これらの材料は、耐熱性が高く、緻密な無機層１６が形成され易いため、無機層１６の高いガスバリア性が得られる。また、これらの無機材料は、熱伝導性も高く、高い放熱性が得られるため、弾性部材１２の熱劣化を抑制する効果を高めることができる。さらに、これらの無機材料は絶縁性も高く、リード間で漏れ電流が発生することを抑制する上で有利である。無機層は、これらの無機材料を一種含んでいてもよく、二種以上含んでいてもよい。
【００４４】
無機材料の熱伝導性は、弾性部材１２を構成する弾性高分子の熱伝導性よりも高いことが好ましい。この場合、無機層１６からケース１１に熱が逃げ易くなるため、弾性部材１２の劣化をさらに抑制することができる。この場合、無機層１６は、ケース１１に接触していることが好ましい。
【００４５】
無機材料は、金属化合物であることが好ましい。金属化合物を構成する金属としては、アルミニウム、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、およびケイ素などが挙げられる。金属化合物は、これらの金属を一種含んでいてもよく、二種以上含んでいてもよい。耐熱性が高く、緻密な無機層がより形成され易い観点からは、これらの金属のうち、アルミニウム、ケイ素、およびチタンが好ましい。無機材料が、これらの金属を含む場合、高い熱伝導性も確保し易い。
【００４６】
金属化合物のうち、酸化物としては、上記金属を含む金属酸化物が例示され、窒化物としては上記金属を含む金属窒化物が例示される。炭化物としては、炭化ケイ素などが好ましい。無機層１６の成膜が容易で、高いガスバリア性が確保し易い観点からは、これらの無機化合物のうち、酸化物および窒化物が好ましい。中でも、酸化物としては、アルミナ、チタニア、およびシリカからなる群より選択される少なくとも一種が好ましく、窒化物としては、窒化ケイ素、および窒化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種が好ましい。
【００４７】
無機層１６の厚みは、特に制限されないが、例えば、０．５ｎｍ以上１０μｍ以下である。封止時やリフロー時の封口部材の形状変化の追従性を考慮すると、無機層１６の厚みは、１０ｎｍ以上１０μｍ以下（例えば、１０ｎｍ以上１μｍ以下）が好ましく、５０ｎｍ以上１μｍ以下または５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下がさらに好ましい。無機層１６の厚みがこのような範囲である場合、封口部材の形状変化に伴う製品寸法への影響が小さく、また、高いガスバリア性を確保する上でも有利である。
【００４８】
本明細書中、無機層の厚みは、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）により、無機層の断面画像を撮影し、ＴＥＭ画像において無機層の断面の任意の１０点の厚みを平均化することにより求めることができる。
【００４９】
（ケース１１）
コンデンサ素子１０を収容するケース１１の材料としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、銅、鉄、真鍮などの金属あるいはこれらの合金が挙げられる。コンデンサ素子１０を収容した後、ケース１１の開口部は、封口部材（または弾性部材）で封止される。ケース１１は、円筒形などの筒型であり、図示例のように底部を有するものであってもよい。有底ケースを用いる場合には、１つの開口部を封口部材で封止すればよい。また、筒型のケースの両端部（つまり、筒型の長さ方向（または軸方向）の両端部）が開口している場合には、双方の開口部を封口部材で封止してもよい。
【００５０】
ケース１１にコンデンサ素子１０を収容して、ケース１１の開口部に封口部材の弾性部材１２をはめ込んだ後、ケース１１は、弾性部材１２の側面１２ｃに対して縮径されて押し付けられた状態となる。この縮径により、封口部材が固定されるとともに、弾性部材１２とケース１１の側壁との間の密閉性を高めることができる。縮径は、筒状のケース１１を外側から弾性部材１２の側面１２ｃに対して絞り加工（具体的には、横絞り加工）することにより行なわれる。
【００５１】
なお、弾性部材１２がはめ込まれた部分において、ケース１１を弾性部材１２の側面１２ｃに対して縮径すると、この縮径された領域１１ａでは、ケース１１の外径が他の部分に比べて小さくなる。この弾性部材１２の側面１２ｃに対応する部分で、ケース１１の外径が他の部分に比べて小さくなっている領域を、縮径された領域とする。
【００５２】
（リード）
リードの種類や形状は特に限定されず、電解コンデンサで使用される公知のリードが特に制限なく利用できる。リードの材質としては、例えば、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金が挙げられる。
【００５３】
リード（リード線１４Ａ，１４Ｂ、リードタブ１５Ａ，１５Ｂ）の表面、および／またはケース１１の表面には、無機層１９が形成されていてもよい。無機層１９の組成は、無機層１６の組成と同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００５４】
無機層１９を構成する無機材料としては、無機層１６について記載したものから選択すればよい。無機層１９の厚みも、無機層１６について記載した範囲から選択できる。
【００５５】
（コンデンサ素子１０）
コンデンサ素子１０は、誘電体層（化成皮膜）を有する陽極部と、陰極部と、陽極部と陰極部との間に介在するセパレータと、誘電体層に接触した電解質と、を備える。
【００５６】
（陽極部）
陽極部としては、例えば、表面が粗面化された金属箔や金属焼結体が挙げられる。陽極部を構成する金属の種類は特に限定されないが、誘電体層の形成が容易である点から、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタンなどの弁作用金属、または弁作用金属を含む合金を用いることが好ましい。
【００５７】
金属箔表面の粗面化は、公知の方法により行うことができる。粗面化により、金属箔の表面に、複数の凹凸が形成される。粗面化は、例えば、金属箔をエッチング処理することにより行うことが好ましい。エッチング処理は、例えば、直流電解法または交流電解法などにより行ってもよい。
【００５８】
（誘電体層）
誘電体層は、陽極部の表面に形成される。具体的には、誘電体層は、粗面化された金属箔の表面に形成されるため、陽極部の表面の孔や窪み（ピット）の内壁面に沿って形成される。
【００５９】
誘電体層の形成方法は特に限定されないが、陽極部を化成処理することにより形成することができる。化成処理は、例えば、金属箔をアジピン酸アンモニウム溶液などの化成液に浸漬することにより行ってもよい。化成処理では、必要に応じて、金属箔を化成液に浸漬した状態で、電圧を印加してもよい。
【００６０】
通常は、量産性の観点から、大判の弁作用金属などで形成された金属箔に対して、粗面化処理および化成処理が行われる。その場合、処理後の箔を所望の大きさに裁断することによって、誘電体層が形成された陽極部が準備される。
【００６１】
（陰極部）
陰極部には、例えば、金属箔が使用される。金属の種類は特に限定されないが、アルミニウム、タンタル、ニオブなどの弁作用金属または弁作用金属を含む合金を用いることが好ましい。陰極部には、必要に応じて、粗面化および／または化成処理を行ってもよい。粗面化および化成処理は、例えば、陽極部について記載した方法などにより行なうことができる。
【００６２】
（セパレータ）
セパレータとしては、特に制限されず、例えば、セルロース、ポリエチレンテレフタレート、ビニロン、ポリアミド（例えば、脂肪族ポリアミド、アラミドなどの芳香族ポリアミド）の繊維を含む不織布などを用いてもよい。
【００６３】
（電解質）
電解コンデンサは、電解質を備えていてもよい。電解質としては、電解液や固体電解質を用いることができ、固体電解質と電解液とを併用してもよい。
【００６４】
固体電解質は、例えば、マンガン化合物や導電性高分子を含む。導電性高分子としては、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンおよびこれらの誘導体などを用いることができる。導電性高分子を含む固体電解質は、例えば、原料モノマーを誘電体層上で化学重合および／または電解重合することにより、形成することができる。あるいは、導電性高分子が溶解した溶液、または、導電性高分子が分散した分散液を、誘電体層に塗布することにより、形成することができる。
【００６５】
電解液としては、非水溶媒であってもよく、非水溶媒とこれに溶解させたイオン性物質（溶質、例えば、有機塩）との混合物であってもよい。非水溶媒は、有機溶媒でもよく、イオン性液体でもよい。非水溶媒としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、スルホラン、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルアセトアミドなどを用いることができる。有機塩としては、例えば、マレイン酸トリメチルアミン、ボロジサリチル酸トリエチルアミン、フタル酸エチルジメチルアミン、フタル酸モノ１，２，３，４−テトラメチルイミダゾリニウム、フタル酸モノ１，３−ジメチル−２−エチルイミダゾリニウムなどが挙げられる。
【００６６】
［電解コンデンサの製造方法］
上記の電解コンデンサは、弾性部材１２の第１主面１２ａの少なくとも一部に無機層１６を形成する工程（無機層形成工程）を少なくとも備える製造方法により製造できる。製造方法は、コンデンサ素子１０をケース１１に収容する工程、および開口部を封口する工程を備えていてもよい。製造方法は、さらに、コンデンサ素子１０を準備する工程などを備えていてもよい。
以下、各工程についてより詳細に説明する。
【００６７】
（コンデンサ素子１０を準備する工程）
コンデンサ素子１０は、公知の方法により作製（または準備）することができる。例えば、コンデンサ素子１０は、誘電体層を形成した陽極部と陰極部とを、セパレータを介して重ね合わせた後、陽極部と陰極部との間に固体電解質層を形成することにより作製してもよい。誘電体層を形成した陽極部と陰極部とを、セパレータを介して巻回することにより、図２に示されるような巻回体を形成し、陽極部と陰極部との間に固体電解質層を形成することにより作製してもよい。巻回体を形成する際、リードタブ１５Ａ，１５Ｂを巻き込みながら巻回することにより、図２に示すように、リード線１４Ａ，１４Ｂを巻回体から植立させてもよい。
【００６８】
陽極部、陰極部およびセパレータのうち、巻回体の最外層に位置するもの（図２では、陰極部２２）の外側表面の端部は、巻止めテープで固定される。なお、陽極部を大判の金属箔を裁断することによって準備した場合には、陽極部の裁断面に誘電体層を設けるために、巻回体などの状態のコンデンサ素子１０に対し、さらに化成処理を行ってもよい。
【００６９】
（コンデンサ素子１０をケース１１に収容する工程）
準備されたコンデンサ素子１０は、ケース１１内に収容される。
電解液を用いる場合には、本工程において、ケース１１内に電解液を収容してもよい。
コンデンサ素子１０に対して化成処理を行う場合には、本工程においてコンデンサ素子１０をケース１１に収容した状態で行ってもよい。
【００７０】
（封口工程）
本工程では、コンデンサ素子１０を収容したケース１１の開口部を封口部材１７または弾性部材１２で封口する。より具体的には、弾性部材１２の第１主面１２ａがケース１１の開口部側に配置されるように、弾性部材１２を、ケース１１の開口部にはめ込む。このとき、ケース１１の開口部にはめ込まれる弾性部材１２は、無機層１６を形成する前の弾性部材１２であってもよく、無機層１６を形成した後の（つまり、封口部材１７が備える）弾性部材１２であってもよい。
【００７１】
弾性部材１２をケース１１の開口部にはめ込んだ後、ケース１１の開口端は、弾性部材１２（または封口部材１７）に対してかしめつけることにより、開口端が弾性部材１２に直接または間接的に押し付けられ、これにより封口される。このとき、開口端には必要に応じてカール加工などを施してもよい。また、ケース１１の開口端近傍には、必要に応じて絞り加工を施してもよい。  
ケース１１は、必要に応じて縮径してもよい。
【００７２】
弾性部材１２が貫通孔１８を備える場合、コンデンサ素子１２に接続されたリードが、貫通孔１８を通って弾性部材１２の第２主面１２ｂ側から第１主面１２ａ側に引き出された状態となるように、弾性部材１２はケース１１の開口部にはめ込まれる。
【００７３】
（無機層形成工程）
無機層形成工程は、封口工程（より具体的には、弾性部材１２をケース１１の開口部にはめ込む工程）の前に行ってもよく、後に行ってもよい。封口工程の前に無機層１６を形成する場合、封口工程では、無機層１６が形成された弾性部材１２（つまり、封口部材１７）を用いてケース１１の開口部が封口される。封口工程の後に無機層１６を形成する場合、封口工程では、無機層１６が形成されていない弾性部材１２を用いてケース１１の開口部が封口され、ケース１１の開口部にはめ込まれた状態の弾性部材１２に無機層１６を形成することで、封口部材１７が形成される。また、無機層１６を備える封口部材１７を用いてケース１１の開口部を封口した後に、さらに無機層１６を形成してもよい。
【００７４】
封口工程の前に無機層１６を形成する場合、無機層１６は、弾性部材１２に形成してもよく（方法Ａ）、弾性部材１２の前駆シートに無機層１６を形成し、封口部材１７を切り出してもよい（方法Ｂ）。このように無機層１６は、弾性部材１２にも前駆シートにも形成することができるため、無機層を形成する際の選択性が高く、生産性を高める上で有利である。
【００７５】
方法Ａの場合、弾性部材１２の前駆シートを弾性部材１２の形状に切り出し、少なくとも第１主面１２に無機層１６を形成する。ＡＬＤ法などの気相法により無機層１６を形成する場合、弾性部材１２の露出面全体に無機層１６が形成され易いため、図５のように、弾性部材１２の第１主面１２ａ、第２主面１２ｂ、側面１２ｃ、および貫通孔１８の壁面１２ｄに無機層１６が形成される。気相法により無機層１２を弾性部材１２に形成する場合、無機層１６を形成したくない領域をマスキングしてもよい。
【００７６】
方法Ｂの場合、無機層形成工程は、前駆シートを準備し、前駆シートの弾性部材１２の第１主面に対応する主面の少なくとも一部に無機層１６を形成し、無機層１６が形成された前駆シートから封口部材を切り出す工程を含む。無機層１６を形成する前に、前駆シートに貫通孔１８を設けると、図４に示すように、無機層１６を形成する際に、貫通孔１８の壁面にも無機層１６を形成できる。前駆シートの第１主面や、第１主面と第２主面とに無機層１６を形成した後に、貫通孔１８を形成すると、図１や図３のように、貫通孔１８の壁面には無機層１６が形成されない。
【００７７】
弾性部材１２をケース１１の開口部にはめ込む工程の後に、無機層形成工程を行う場合、弾性部材１２の第１主面の、ケース１１の開口部から露出した部分に無機層１６が形成される。ＡＬＤ法などの気相法で無機層１６を形成する場合、図６のように、ケース１１の外表面やリードの表面にも無機層１９が形成される。必要に応じて、無機層１６や無機層１９を形成する際、無機層を形成したくない領域を、マスキングしてもよい。
【００７８】
無機層は、例えば、弾性部材１２や前駆シートに、無機層を形成する無機化合物を付着させることにより形成してもよく、無機化合物の原料を、酸化剤や窒化剤などを含む雰囲気に晒すことにより形成してもよい。無機層は、液相法により形成してもよいが、厚みが小さくてもより均一な無機層を形成する観点からは気相法により形成することが好ましい。無機層を形成する際の弾性高分子の熱劣化を抑制する観点からは、無機層は、例えば、２００℃以下（好ましくは１２０℃以下）の雰囲気下で形成することが好ましい。
【００７９】
液相法としては、析出法、ゾルゲル法などが挙げられる。気相法としては、例えば、物理蒸着法（ＰＶＤ）、化学蒸着法（ＣＶＤ）、スパッタ法、ＡＬＤ法などが挙げられる。ＰＶＤやＣＶＤは、通常、２００℃を超える高温化で行われるが、スパッタ法やＡＬＤ法によれば、２００℃以下、更には１２０℃以下の雰囲気で無機層を形成することができる。無機層を形成する際の弾性高分子の熱劣化を抑制する観点からは、スパッタ法やＡＬＤ法により無機層を形成することが好ましい。スパッタ法やＡＬＤ法（特に、ＡＬＤ法）では、高い被覆性を確保することができるとともに、より均一な無機層を形成することができる。スパッタ法のうち、超真空（ＭＰＳ）スパッタリングでは、比較的低温でスパッタリングを行うことができるとともに、膜特性に優れる窒化ケイ素膜を形成することもできる。よって、弾性部材１２への酸素の接触を低減または抑制する効果をさらに高めることができる。
【００８０】
ＡＬＤ法では、無機化合物の原料として、蒸気圧の高い金属化合物（例えば、有機金属化合物や金属ハライド）が用いられる。このような原料を気化させることで、分子状の原料を弾性部材１２の表面に相互作用させることができる。分子状の原料は、弾性部材１２、リード、ケース、またはこれらの接触部分などに凹凸や隙間が存在する場合でも、凹部や隙間の深部まで到達させやすく、均質な無機層を形成しやすい。
【００８１】
ＡＬＤ法では、例えば、以下の手順により、弾性部材１２や前駆シートの表面に無機層が形成される。
まず、少なくとも第１主面１２ａが露出した状態の対象物（弾性部材１２や前駆シート、もしくは弾性部材１２でケース１１の開口部を封口した状態の電解コンデンサ（前駆体）など）が収容されている反応室に、気体の第１原料（上記の有機金属化合物や金属ハライドなど）を導入する。これにより、対象物は、第１原料を含む雰囲気に暴露される。その後、対象物の表面が第１原料の単分子層で覆われると、第１原料が有する有機基やハロゲン原子による自己停止機構が働き、それ以上の第１原料は対象物の表面に吸着しなくなる。余分な第１原料は不活性ガスなどでパージされ、反応室から除去される。
【００８２】
次に、対象物が収容されている反応室に、気体の第２原料を導入する。これにより、対象物は、第２原料を含む雰囲気に暴露され、第１原料の単分子層と第２原料との反応が起こる。この反応が終了すると、それ以上の第２原料は対象物の表面に吸着しなくなる。余分な第２原料は不活性ガスなどでパージされ、反応室から除去される。
【００８３】
上記のように、第１原料の導入、パージ、第２原料の導入、パージからなる一連の操作を繰り返すことにより、対象物の表面に無機化合物が生成し、これにより、無機化合物の被膜である無機層が形成される。
【００８４】
また、反応室に第１原料および第２原料を導入し、パージする一連の操作を繰り返すことによっても、対象物の表面に無機層を形成することができる。必要に応じて、第１原料および第２原料の導入とパージとの繰り返しと、第１原料の導入、パージ、第２原料の導入、およびパージの繰り返しとを、組み合わせてもよい。
【００８５】
第１原料としては、特に限定されず、所望する無機層の種類に応じて、適切な金属化合物を選択すればよい。第１原料としては、例えば、アルミニウム、チタン、タンタル、ニオブ、ジルコニウム、ハフニウム、およびケイ素からなる群より選択される少なくとも一種の金属を含む金属化合物（有機金属化合物および／または金属ハライドなど）が挙げられる。従来、ＡＬＤ法で用いられている各種の有機金属化合物や金属ハライドを、第１原料として使用してもよい。
【００８６】
有機金属化合物としては、上記の金属と、有機基とを有する化合物が挙げられる。有機基としては、炭化水素基（例えば、アルキル基、シクロアルキル基、シクロペンタジエニル基など）、窒素含有有機基（例えば、有機アミノ基、アミド基、イミド基など）、酸素含有有機基（例えば、アルコキシ基、カルボニル基、エステル基など）などが挙げられる。有機金属化合物は、これらの有機基を一種有していてもよく、二種以上有していてもよい。有機金属化合物は、さらにハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、および／またはヨウ素）を有していてもよい。
【００８７】
金属ハライドに含まれるハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、および／またはヨウ素が挙げられる。金属ハライドの具体例としては、四塩化チタン、四塩化ケイ素、四臭化ケイ素、四塩化ハフニウムなどが挙げられる。
【００８８】
第２原料としては、無機層を構成する無機化合物の種類に応じて、酸化剤、窒化剤などが使用される。酸化剤としては、水（水蒸気）、酸素、オゾンなどが挙げられる。窒化剤としては、窒素、アンモニアなどが挙げられる。必要に応じて、水素などを併用してもよい。第２原料は、一種を用いてもよく、必要に応じて、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００８９】
なお、３種以上の原料を用いてもよい。すなわち、第１原料および第２原料の他に、更に１種以上の原料を用いてもよい。例えば、第１原料の導入、パージ、第２原料の導入、パージ、第１原料とも第２原料とも異なる第３原料の導入、パージからなる一連の操作を繰り返してもよい。
【００９０】
前駆シートに無機層１６を形成した場合には、無機層形成工程において、封口部材１７が切り出される。封口部材１７の切り出しは、特に制限なく、公知の方法により行うことができる。
【００９１】
なお、上記の実施形態では、巻回型の電解コンデンサについて説明したが、本発明の適用範囲は上記に限定されず、他の電解コンデンサ、例えば、陽極箔に代えて金属の焼結体を用いるチップ型の電解コンデンサや、陽極箔に代えて金属板を用いる積層型の電解コンデンサにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、封口部材を備える電解コンデンサ（ハイブリッド型電解コンデンサ、固体電解コンデンサなど）に利用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１０：コンデンサ素子、１１：有底ケース、１２：弾性部材、１２ａ：第１主面、１２ｂ：第２主面、１２ｃ：側面、１２ｄ：貫通孔の壁面、１３：座板、１４Ａ，１４Ｂ：リード線、１５Ａ，１５Ｂ：リードタブ、１６：無機層、１７：封口部材、１８：貫通孔、１９：無機層、２１：陽極箔、２２：陰極箔、２３：セパレータ、２４：巻止めテープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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