(57)【要約】【課題】大容量で、陽極引出部同士の接合強度が大きい固体電解コンデンサを提供する。【解決手段】  本発明に係る固体電解コンデンサ１は、陽極引出部１２ａと、陰極層形成部１２ｃと、を有する弁作用金属箔１２と、陰極層形成部１２ｃの表面に形成されている酸化皮膜１４と、酸化皮膜１４の表面に形成されている固体電解質層１６と、を有する複数のコンデンサ素子１０を備え、陽極引出部１２ａが互いに対向して積層された状態で接合されており、陽極引出部１２ａの互いに対向して積層された部分は折り返されていることを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極引出部と、陰極層形成部と、を有する弁作用金属箔と、前記陰極層形成部の表面に形成されている酸化皮膜と、前記酸化皮膜の表面に形成されている固体電解質層と、を有する複数のコンデンサ素子を備え、前記陽極引出部が互いに対向して積層された状態で接合されている固体電解コンデンサであって、
前記陽極引出部の互いに対向して積層された部分は折り返されていることを特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記陽極引出部の折り返されている部分は巻回されていることを特徴とする、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記陽極引出部の折り返されている部分は折り畳まれていることを特徴とする、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
陽極引出部と、陰極層形成部と、を有する弁作用金属箔と、前記陰極層形成部の表面に形成されている酸化皮膜と、前記酸化皮膜の表面に形成されている固体電解質層と、を有する複数のコンデンサ素子を用意するコンデンサ素子作製工程と、
前記複数のコンデンサ素子の前記陽極引出部を互いに対向させて積層した後に、前記陽極引出部を互いに接合する陽極引出部接合工程と、
前記陽極引出部に芯材を接合する芯材接合工程と、
前記芯材を軸にして、前記陽極引出部を巻回する巻回工程と、
を備えることを特徴とする固体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、固体電解コンデンサ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の固体電解コンデンサとして、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。この固体電解コンデンサは、図６のように、複数のコンデンサ素子１０１と、コンデンサ素子１０１を被覆する外装樹脂１１４とからなる。
【０００３】
コンデンサ素子１０１は、陽極引出部１０４と絶縁層形成部１０３と陰極層形成部１０５と、を有する弁作用金属箔１０２と、酸化皮膜１０６と、固体電解質層１０７と、陰極層１０８と、を備えている。酸化皮膜１０６は、陰極層形成部１０５の表面に形成されている。また、固体電解質層１０７は、酸化皮膜１０６の表面に形成されている。そして、陰極層１０８は、カーボン層と銀ペースト層の２層構造であり、固体電解質層１０７の表面に形成されている。
【０００４】
このコンデンサ素子１０１は、陽極引出部１０４が互いに積層されて接合されている。そして、積層された陽極引出部１０４は陽極端子１１２と電気的に接合されている。一方、陰極層１０８は、導電性ペースト層１２３を介して、陰極端子１１３と電気的に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２０５０７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、固体電解コンデンサには一定体積下での大容量化が求められている。この大容量化を達成するためには、弁作用金属箔１０２の陰極層形成部１０５を大きくして、陽極引出部１０４を小さくすることが好ましい。しかしながら、図６の構造で陽極引出部１０４を小さくすると、陽極引出部１０４が互いに接合する部分の面積が小さくなり、陽極引出部１０４同士の接合強度が低下するという問題が生じていた。
【０００７】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであって、大容量で、陽極引出部同士の接合強度が大きい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】
【０００８】
本発明に係る固体電解コンデンサは、陽極引出部と、陰極層形成部と、を有する弁作用金属箔と、陰極層形成部の表面に形成されている酸化皮膜と、酸化皮膜の表面に形成されている固体電解質層と、を有する複数のコンデンサ素子を備え、陽極引出部が互いに対向して積層された状態で接合されており、陽極引出部の互いに対向して積層された部分は折り返されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る固体電解コンデンサでは、陽極引出部の折り返されている部分は巻回されていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る固体電解コンデンサでは、陽極引出部の折り返されている部分は折り畳まれていることが好ましい。
【００１１】
また、本発明は、陽極引出部と、陰極層形成部と、を有する弁作用金属箔と、陰極層形成部の表面に形成されている酸化皮膜と、酸化皮膜の表面に形成されている固体電解質層と、を有する複数のコンデンサ素子を準備するコンデンサ素子作製工程と、複数のコンデンサ素子の前記陽極引出部を互いに対向させて積層した後に、陽極引出部を互いに接合する陽極引出部接合工程と、陽極引出部に芯材を接合する芯材接合工程と、芯材を軸にして、陽極引出部を巻回する巻回工程と、を備えることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法にも向けられる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、陽極引出部同士の接合強度を確保しながら、陽極引出部を小さくまとめることが可能である。そのため、固体電解コンデンサ全体の体積を変えずに、陰極層形成部を大きくすることで、大容量の固体電解コンデンサを得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る固体電解コンデンサを示す断面図である。（第１の実施形態）
【図２】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法を示す断面図である。（第１の実施形態）
【図３】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法を示す断面図で、図２の続きを示すものである。（第１の実施形態）
【図４】本発明に係る固体電解コンデンサを示す断面図である。（第２の実施形態）
【図５】本発明に係る固体電解コンデンサを示す断面図である。（第３の実施形態）
【図６】従来の固体電解コンデンサを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下において、本発明を実施するための形態について説明する。
【００１５】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る固体電解コンデンサを示す断面図である。固体電解コンデンサ１は、複数のコンデンサ素子１０と、外装樹脂２６と、陽極端子２２と、陰極端子２４と、を備えている。
【００１６】
コンデンサ素子１０は、弁作用金属箔１２と、酸化皮膜１４と、固体電解質層１６と、カーボン含有層１７と、銀含有層１８と、絶縁層２０と、を有している。
【００１７】
弁作用金属箔１２は、陽極引出部１２ａと、絶縁層形成部１２ｂと、陰極層形成部１２ｃと、を有している。本実施形態では、陽極引出部１２ａと絶縁層形成部１２ｂと陰極層形成部１２ｃは連続的に一体に形成されている。陽極引出部１２ａは陽極リード部として用いられ、陽極端子２２と電気的に接続されている。また、絶縁層形成部１２ｂは、陽極引出部１２ａと陰極層形成部１２ｃとを分画する位置に設けられている。
【００１８】
弁作用金属箔１２は、例えばシート状や平板状の形態である。弁作用金属箔１２の幅と厚さは、製造する固体電解コンデンサのサイズや静電容量によって適宜選択される。弁作用金属箔１２の材質としては、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム及びこれらの合金が挙げられる。
【００１９】
酸化皮膜１４は、弁作用金属箔１２の陰極層形成部１２ｃの表面に形成されている。酸化皮膜１４は弁作用金属箔１２の酸化膜であり、例えば陽極酸化処理等で形成される。
【００２０】
絶縁層２０は、弁作用金属箔１２の絶縁層形成部１２ｂの表面に形成されている。絶縁層２０は、陽極引出部１２ａが固体電解質層１６、カーボン含有層１７、及び銀含有層１８から電気的に絶縁されるように設けられている。
【００２１】
絶縁層２０の例としては、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、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）、低分子量ポリイミドや、それらの誘導体や前駆体等の絶縁性樹脂が挙げられる。特に低分子量ポリイミド、ポリエーテルスルホン、フッ素樹脂及びそれらの前駆体が好ましい。
【００２２】
固体電解質層１６は、陰極層形成部１２ｃに形成されている酸化皮膜１４の表面に形成されている。固体電解質層１６の材質の例としては、例えば、チオフェン化合物、多環状スルフィド化合物、ピロール化合物、フラン化合物、アニリン化合物等を繰り返し単位として含む導電性高分子が挙げられる。
【００２３】
カーボン含有層１７と銀含有層１８は陰極層１９を構成しており、固体電解質層１６の表面に順次形成されている。
【００２４】
複数のコンデンサ素子１０の陽極引出部１２ａは、互いに対向して積層された状態で接合されている。そして、本実施形態では、この互いに対向して積層された部分が折り返されていることを特徴としている。この部分が折り返されることにより、陽極引出部１２ａ同士が接合する面積を小さくすることなく、陽極引出部１２ａを小さくまとめることができる。そして、その分陰極層形成部１２ｃを大きくすることにより、固体電解コンデンサの全体の体積を変えずに、静電容量を大きくすることが可能である。
【００２５】
また、本実施形態では、陽極引出部１２ａの折り返されている部分は、巻回されている。そのため、陽極引出部１２ａが占有する体積がさらに小さくなり、静電容量を大きくすることが可能である。
【００２６】
また、本実施形態では、陽極引出部１２ａの折り返されている部分は、芯材２８を軸にして巻回されている。そして、陽極引出部１２ａと芯材２８とは接合されている。この場合には、折り返されている部分に隙間が生じにくく、容易に巻回できるという利点を有する。
【００２７】
陽極引出部１２ａは、上述したように折り返された状態で、陽極端子２２と電気的に接続されている。一方、複数のコンデンサ素子１０の陰極層１９は互いに積層されており、銀含有層１８は互いに電気的に接続されている。また、銀含有層１８は陰極端子２４と電気的に接続されている。陽極端子２２と陰極端子２４には、例えばリードフレームが用いられる。
【００２８】
外装樹脂２６は、コンデンサ素子１０と陽極端子２２の一部と陰極端子２４の一部を覆うように形成されている。外装樹脂２６の材質の例としては、エポキシ樹脂が挙げられる。
【００２９】
次に、本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を説明する。
【００３０】
最初に、図２（Ａ）のように、陽極引出部１２ａと、絶縁層形成部１２ｂと、陰極層形成部１２ｃと、を有する弁作用金属１２と、陰極層形成部１２ｃの表面に形成されている酸化皮膜１４と、酸化皮膜１４の表面に形成されている固体電解質層１６と、固体電解質層１６の表面に形成されている陰極層１９と、を有する複数のコンデンサ素子１０を作製する。
【００３１】
まず、弁作用金属箔１２を用意する。弁作用金属箔１２は、陽極リード部となるべき陽極引出部１２ａと、表面に酸化皮膜１４が形成される陰極層形成部１２ｃと、陽極引出部１２ａと陰極層形成部１２ｃとを分画する絶縁層形成部１２ｂと、を有する。
【００３２】
その後、絶縁層形成部１２ｂの表面に絶縁層２０を形成する。絶縁層２０の材質が絶縁性樹脂である場合には、絶縁層形成部１２ｂの表面に絶縁性樹脂を塗布し、加熱等によって固化または硬化させて絶縁層２０を形成する。
【００３３】
次に、陰極層形成部１２ｃの表面に酸化皮膜１４を形成する。酸化皮膜１４は、例えば、弁作用金属箔１２を電解液に浸漬して、陽極酸化処理を行うことにより形成される。
【００３４】
その後、酸化皮膜１４の表面に固体電解質層１６を形成する。固体電解質層１６は、例えば、陽極引出部１２ａを保持して吊り下げた状態で、陰極層形成部１２ｃを導電性高分子の原料溶液に浸漬して形成される。
【００３５】
導電性高分子の原料溶液には、任意の適切な溶液が用いられる。例えば、モノマーを含む溶液と、重合酸化剤及び必要に応じて別途用いられるドーパントを含む溶液の２種類が用いられる。この場合、陰極層形成部１２ｃは２種類の溶液に順次浸漬される。この浸漬は必要に応じて繰り返してもよい。また、導電性高分子の原料溶液には、モノマー、重合酸化剤、ドーパントを含む１種類の溶液を用いても良い。
【００３６】
その後、固体電解質層１６の表面に、カーボン含有層１７と銀含有層１８を順次積層して陰極層１９を形成する。カーボン含有層１７と銀含有層１８は、例えばカーボンペーストを塗布及び乾燥させた後に、銀ペーストを塗布及び乾燥させて形成される。以上のようにしてコンデンサ素子１０を作製する。
【００３７】
次に、図２（Ｂ）のように、複数のコンデンサ素子１０の陽極引出部１２ａを互いに対向させて積層した後に、陽極引出部１２ａを互いに接合する。
【００３８】
まず、複数のコンデンサ素子１０を積層する。このとき、陽極引出部１２ａを互いに対向させて積層する。また、絶縁層２０、陰極層１９に対応する部分同士もそれぞれ接するように積層する。このとき、陰極層１９は互いに電気的に接続されることになる。
【００３９】
その後、陽極引出部１２ａを互いに接合する。接合方法の例としては、溶接や圧着等が挙げられる。
【００４０】
次に、図３（Ｃ）のように、陽極引出部１２ａの端部に芯材２８を接合する。芯材２８は、陽極引出部１２ａ同士を接合する前に、接合してもよい。
【００４１】
次に、図３（Ｄ）のように、芯材２８を軸にして、陽極引出部１２ａを巻回する。その後、陽極引出部１２ａを圧着する。この圧着により、陽極引出部１２ａの巻回部分が接合される。また、陽極引出部１２ａの占有する体積が小さくなる。
【００４２】
次に、図示していないが、巻回された陽極引出部１２ａに、陽極端子２２を接合する。また、銀含有層１８に、陰極端子２４を接合する。
【００４３】
最後に、図示していないが、複数のコンデンサ素子１０と陽極端子２２の一部と陰極端子２４の一部とを覆うように外装樹脂２６を形成する。外装樹脂２６は、例えばトランスファーモールドによって形成する。以上のようにして固体電解コンデンサを作製する。
【００４４】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態に係る固体電解コンデンサを示す断面図である。第１の実施形態と共通する部分については記載を省略する。
【００４５】
本実施形態では、陽極引出部１２ａの折り返されている部分は、折り畳まれている。この折り畳まれている部分は、山と谷とを交互に繰り返すように曲げられている。この場合にも、陰極層形成部１２ｃを大きくして、静電容量を大きくすることが可能である。なお、図４では、折り目に相当する部分は湾曲しているが、筋目がついていてもよい。
【００４６】
（第３の実施形態）
図５は、本発明の第３の実施形態に係る固体電解コンデンサを示す断面図である。本実施形態においても、陽極引出部１２ａの折り返されている部分は、折り畳まれている。本実施形態では、折り畳まれている部分は、陽極引出部１２ａの端が内側になるように折り畳まれている。
【００４７】
なお、本実施形態は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  固体電解コンデンサ
１０  コンデンサ素子
１２  弁作用金属箔
１２ａ  陽極引出部
１２ｂ  絶縁層形成部
１２ｃ  陰極層形成部
１４  酸化皮膜
１６  固体電解質層
１７  カーボン含有層
１８  銀含有層
１９  陰極層
２０  絶縁層
２２、２４  端子
２６  外装樹脂
２８  芯材
１０１  コンデンサ素子
１０２  弁作用金属箔
１０３  絶縁層形成部
１０４  陽極引出部
１０５  陰極層形成部
１０６  酸化皮膜
１０７  固体電解質層
１０８  陰極層
１１２  陽極端子
１１３  陰極端子
１１４  外装樹脂
１２３  導電性ペースト層
【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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