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CN113597654A - 电解电容器 - Google Patents

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CN113597654A
CN113597654A CN201980093561.1A CN201980093561A CN113597654A CN 113597654 A CN113597654 A CN 113597654A CN 201980093561 A CN201980093561 A CN 201980093561A CN 113597654 A CN113597654 A CN 113597654A
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CN
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layer
insulating resin
resin body
electrolytic capacitor
gas barrier
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CN201980093561.1A
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谷智之
野村善行
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

本发明的电解电容器具备：电容器元件，其包括由金属层构成的阳极部、设置在上述金属层的外表面的电介质层、以及设置在上述电介质层的外表面的阴极部；绝缘性树脂体，其在内部设置有上述电容器元件；以及阻气膜，其设置在上述绝缘性树脂体的外表面，具有1g/m2·day以下的水蒸气透过性。

Description

电解电容器
技术领域
本发明涉及电解电容器。
背景技术
固体电解电容器等电解电容器具备电容器元件，该电容器元件包括由金属层构成的阳极部、设置在上述金属层的外表面的电介质层、以及设置在上述电介质层的外表面的阴极部。在这样的电解电容器中，为了保护电容器元件，通常使用以环氧树脂等热固化性树脂为主成分的密封材料将电容器元件密封。
例如，在专利文献1中，公开了一种利用环氧树脂密封材料使铝电解电容器元件密封成形而形成的铝电解电容器装置。上述铝电解电容器装置的特征在于，上述密封材料含有环氧树脂组成物和无机填充材料，该无机填充材料的含有率为上述密封材料整体的73wt％以上，上述无机填充材料的40％以上是具有0.2×10-5至0.9×10-5(/℃)的线膨胀系数的填充材料X，树脂固化后的上述密封材料的线膨胀系数是2.0×10-5至3.0×10-5(/℃)。
在专利文献2中公开了一种固体电解电容器，该固体电解电容器具备：电容器元件，其包括烧结多孔质阳极体、覆盖上述阳极体的电介质、覆盖上述电介质的固体电解质、以及覆盖上述固体电解质的阻湿层；阳极端子，其与上述阳极体电连接；阴极端子，其与上述固体电解质电连接；以及树脂外壳，其在露出了上述阳极端子及上述阴极端子的至少一部分的状态下封入上述电容器元件。在上述固体电解电容器中，上述固体电解质包括导电性聚合物和有机金属偶联剂，该有机金属偶联剂包含具有与金属原子键合的至少一个反应性基团的有机链，此外，上述阻湿层包含疏水性弹性体。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-72399号公报
专利文献2：日本特开2015-73097号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1中，通过提高密封材料中含有的无机填充材料的比率，能够降低吸湿性，因此，耐湿可靠性提高。但是，虽然能够延迟水分的透过，但长期难以确保充分的耐湿可靠性。
另一方面，在专利文献2中，通过利用包含疏水性弹性体的阻湿层覆盖固体电解质，从而在高温多湿的条件下也能够示出优异的电气特性。但是，在利用阻湿层覆盖电容器元件的构造中，提高耐湿可靠性的效果不充分，另外，等效串联电阻(ESR)可能会增大。
本发明是为了解决上述的问题而完成的，其目的在于，提供一种能够抑制向电容器元件的吸湿且耐湿可靠性优异的电解电容器。
用于解决课题的手段
本发明的电解电容器具备：电容器元件，其包括由金属层构成的阳极部、设置在上述金属层的外表面的电介质层、以及设置在上述电介质层的外表面的阴极部；绝缘性树脂体，其在内部设置有上述电容器元件；以及阻气膜，其设置在上述绝缘性树脂体的外表面，具有1g/m2·day以下的水蒸气透过性。
发明效果
根据本发明，可提供能够抑制向电容器元件的吸湿且耐湿可靠性优异的电解电容器。
附图说明
图1是示意性示出本发明的第一实施方式的固体电解电容器的一例的立体图。
图2是图1所示的固体电解电容器的II-II线剖视图。
图3是将图2所示的固体电解电容器的III部放大后的剖视图。
图4是示意性示出本发明的第二实施方式的固体电解电容器的一例的立体图。
图5是图4所示的固体电解电容器的V-V线剖视图。
图6是示意性示出本发明的第二实施方式的固体电解电容器的另一例的剖视图。
具体实施方式
以下，对本发明的电解电容器进行说明。
但是，本发明不限定于以下的结构，在不变更本发明的主旨的范围内能够适当变更地应用。需要说明的是，将在以下记载的各个优选结构组合两个以上而得到的结构也属于本发明。
作为本发明的电解电容器的一个实施方式，以使用了固体电解质的固体电解电容器为例进行说明。需要说明的是，本发明的电解电容器不限于固体电解电容器，也可以是代替固体电解质而使用电解液的电解电容器，还可以是与固体电解质一起使用了电解液的电解电容器。
以下所示的各实施方式是例示，当然能够进行不同实施方式所示的结构的部分置换或组合。在第二实施方式以后，省略关于与第一实施方式共同的事项的记述，仅对不同点进行说明。尤其是针对相同的结构所产生的相同的作用效果，并不在每个实施方式中逐次提及。
[第一实施方式]
(固体电解电容器)
在本发明的第一实施方式的固体电解电容器中，第一端子及第二端子被设置为从绝缘性树脂体向外部突出。
图1是示意性示出本发明的第一实施方式的固体电解电容器的一例的立体图。图2是图1所示的固体电解电容器的II-II线剖视图。图3是将图2所示的固体电解电容器的III部放大后的剖视图。
在图1及图2中，将固体电解电容器及绝缘性树脂体的长度方向表示为L，将宽度方向表示为W，将高度方向表示为T。这里，长度方向L、宽度方向W及高度方向T相互正交。
如图1及图2所示，固体电解电容器100具有大致长方体状的外形。固体电解电容器100的外形尺寸例如是，长度方向L的尺寸为7.3mm，宽度方向W的尺寸为4.3mm，高度方向T的尺寸为1.9mm。
固体电解电容器100具备多个电容器元件170、绝缘性树脂体110、阻气膜200、第一端子120以及第二端子130。
绝缘性树脂体110具有大致长方体状的外形。在绝缘性树脂体110的内部设置有多个电容器元件170。绝缘性树脂体110具有在高度方向T上相对的第一主面110a及第二主面110b、在宽度方向W上相对的第一侧面110c及第二侧面110d、以及在长度方向L上相对的第一端面110e及第二端面110f。需要说明的是，也可以在绝缘性树脂体110的内部设置一个电容器元件170。
如上所述，绝缘性树脂体110具有大致长方体状的外形，但也可以在角部及棱线部施加圆度。角部是绝缘性树脂体110的三个面相交的部分，棱线部是绝缘性树脂体110的两个面相交的部分。也可以在绝缘性树脂体110的第一主面110a、第二主面110b、第一侧面110c、第二侧面110d、第一端面110e及第二端面110f中的至少任意一个面形成凹凸。
绝缘性树脂体110由环氧树脂等绝缘性树脂构成。优选在绝缘性树脂中分散混合有玻璃或硅(Si)的氧化物作为填料。
在绝缘性树脂体110的外表面设置有阻气膜200。阻气膜200具有1g/m2·day以下的水蒸气透过性。
通过在绝缘性树脂体110的外表面形成水蒸气透过性低的阻气膜200，在保管环境下、耐湿试验下，能够抑制向电容器元件170的吸湿。当向电容器元件170的吸湿较多时，通过在回流焊时水分发生气化所引起的体积膨胀而产生绝缘性树脂体110的变形、内压的上升，可能引起漏电流特性的恶化、绝缘性树脂体110的裂纹。通过形成阻气膜200，能够抑制吸湿所引起的上述不良情况，能够飞跃性地提高耐湿可靠性。
能够使用JIS K 7129：2008的感湿传感器法来测定阻气膜200的水蒸气透过度(g/m2·day)。
阻气膜200例如由金刚石状碳(DLC)、SiO2、Al2O3、聚硅氮烷、聚硅氧烷等构成。这些成分可以为一种，也可以为两种以上。
阻气膜200优选设置于被实施了电晕放电处理的绝缘性树脂体110的外表面。
通过对绝缘性树脂体110的外表面实施电晕放电处理，环氧树脂等绝缘性树脂与阻气膜的紧贴性提高。因此，能够抑制回流焊时的阻气膜的剥离。
阻气膜200优选设置在除了第一端子120及第二端子130之外的绝缘性树脂体110的外表面的整个面。
多个电容器元件170分别包含阳极部140、电介质层150以及阴极部160。多个电容器元件170在高度方向T上相互层叠。多个电容器元件170的一部分被层叠在高度方向T上的第一端子120及第二端子130的一侧。多个电容器元件170的剩余部分被层叠在高度方向T上的第一端子120及第二端子130的另一侧。
阳极部140例如由金属层141构成。如图3所示，金属层141具有设置有多个凹部的外表面。金属层141的外表面成为多孔质状。通过金属层141的外表面成为多孔质状，金属层141的表面积变大。需要说明的是，不限于金属层141的表面及背面双方为多孔质状的情况，也可以仅仅金属层141的表面及背面中的一方为多孔质状。
金属层141具有平板状。金属层141例如由金属箔构成。具体而言，金属层141由铝箔构成。需要说明的是，金属层141不限定于铝，由钽、铌、钛、锆、镁及硅等金属单体、以及它们的合金、铝合金等阀作用金属构成即可。能够在阀作用金属的表面形成氧化覆膜。
需要说明的是，阳极部140包括芯部和设置在该芯部的周围的多孔质部即可，能够适当采用对金属的轧制箔(上述金属箔)进行蚀刻而得到的结构、在该金属的轧制箔形成多孔质状的微粉烧结体而得到的结构等。
电介质层150设置于金属层141的外表面。在第一实施方式中，电介质层150例如由设置于上述阀作用金属的表面的氧化覆膜构成。具体而言，电介质层150由铝的氧化物构成。如后所述，该铝的氧化物通过对金属层141的外表面进行阳极氧化处理而形成。
阴极部160设置于电介质层150的外表面。在图2及图3中，阴极部160包括固体电解质层161和导电体层162。
固体电解质层161设置于电介质层150的外表面的一部分。在设置于位于靠第二端面110f的金属层141的外表面的电介质层150的外表面未设置固体电解质层161。在该部分的电介质层150中，与设置有固体电解质层161的部分相邻的部分被后述的绝缘层151覆盖外表面。
如图3所示，固体电解质层161优选设置为填埋金属层141的多个凹部。但是，被固体电解质层161覆盖电介质层150的外表面的上述一部分即可，也可以存在未被固体电解质层161填埋的金属层141的凹部。
作为构成固体电解质层161的材料，例如使用聚吡咯类、聚噻吩类、聚苯胺类等的导电性高分子等。在它们之中，优选采用聚噻吩类，尤其优选采用被称为PEDOT的聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)。另外，上述导电性高分子也可以包含聚苯乙烯磺酸(PSS)等的掺杂剂。
例如，通过使用包含3，4-亚乙基二氧噻吩等单体的处理液在电介质层150的表面形成聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)等聚合膜的方法、将聚(3，4-亚乙基二氧噻吩)等聚合物的分散液涂敷到电介质层150的表面并使其干燥的方法等，形成固体电解质层161。需要说明的是，优选在形成了填充金属层141的细孔(凹部)的内层用的固体电解质层之后，形成覆盖电介质层150整体的外层用的固体电解质层。
导电体层162设置于固体电解质层161的外表面。导电体层162例如包括碳层或银层。另外，导电体层162也可以是在碳层的外表面设置有银层的复合层、包含碳及银的混合层。
如上所述，在未设置固体电解质层161的部分的电介质层150中，与设置有固体电解质层161的部分相邻的部分被组成与绝缘性树脂体110不同的绝缘层151覆盖外表面。
绝缘层151例如通过涂敷包含绝缘性树脂的组成物等掩蔽剂而形成。作为绝缘性树脂，例如举出聚苯砜(PPS)、聚醚砜(PES)、氰酸酯树脂、氟树脂(四氟乙烯、四氟乙烯/全氟烷基乙烯基醚共聚物等)、包括可溶性聚酰亚胺硅氧烷和环氧树脂的组成物、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、以及它们的衍生物或前体等。
如图2所示，优选在层叠方向上相互相邻的电容器元件170彼此的导电体层162通过连接导体层190相互电连接。宽度方向W上的连接导体层190的宽度例如与宽度方向W上的金属层141的宽度相等。连接导体层190包含银。连接导体层190例如由导电性粘接剂构成。
在层叠方向上相互相邻的电容器元件170彼此的金属层141中靠第二端面110f的端部通过电阻焊等相互电连接。
在该情况下，优选在位于绝缘性树脂体110的内部这一侧的第二端子130的端部侧实施低融点金属镀层。使电介质层150从阴极部160露出的部分的阳极部140与被实施该低融点金属镀层的部分重叠。对重叠有阳极部140的部分实施电阻焊。通过实施电阻焊，通过靠第二端面110f的阳极部140的端部侧的电介质层150的固有电阻，使重叠有阳极部140的部分发热。由此，第二端子130的低融点金属镀层熔融，将第二端子130与阳极部140的端部接合为一体。
另外，在将铝化成箔用作金属层141的情况下，通过作为电介质层150的氧化覆膜的发热而使铝化成箔的表面熔融，所重叠的部分的铝化成箔的表面相互熔入而接合为一体。
需要说明的是，与上述同样地，电容器元件170彼此的金属层141中的靠第二端面110f的端部也可以通过与上述连接导体层190电绝缘的其他的连接导体层而电连接。其他的连接导体层也可以由导电性粘接剂构成。
在如图2所示那样通过与高度方向T及长度方向L平行的剖面观察的情况下，多个电容器元件170被配置为扇状，使得阴极部160的前端侧在高度方向T上相互分离。多个电容器元件170被配置为，随着位于绝缘性树脂体110的内部的部分与第一端子120分离，被阴极部160覆盖的部分的金属层141的倾斜变大。
第一端子120是引线框。第一端子120与多个电容器元件170各自的阴极部160电连接，并向绝缘性树脂体110的外侧引出。在第一端子120中，位于绝缘性树脂体110的内部的部分与在层叠方向上相互相邻的两个电容器元件170各自的导电体层162对置，通过连接导体层190而与该导电体层162分别连接。在第一端子120中，位于绝缘性树脂体110的外侧的部分沿着绝缘性树脂体110的第一端面110e及第二主面110b弯折。
第二端子130是引线框。第二端子130与多个电容器元件170各自的阳极部140电连接，并向绝缘性树脂体110的外侧引出。在第二端子130中，位于绝缘性树脂体110的内部的部分被在层叠方向上相互相邻的两个电容器元件170的金属层141的靠第二端面110f的端部夹着，通过电阻焊等与该金属层141分别连接。在第二端子130中位于绝缘性树脂体110的外侧的部分沿着绝缘性树脂体110的第二端面110f及第二主面110b弯折。
(固体电解电容器的制造方法)
图1所示的固体电解电容器100例如如以下那样制造。
在制造固体电解电容器100时，首先，在工序S10中准备电容器元件170。具体而言，实施以下的工序S11至工序S14。
在工序S11中，在金属层141的外表面设置电介质层150。例如，通过将作为金属层141的铝箔浸渍于己二酸铵水溶液并进行阳极氧化处理，形成成为电介质层150的铝的氧化物。需要说明的是，在将已经形成有铝的氧化物的化成箔切断而用作金属层141的情况下，为了在切断面形成铝的氧化物，将切断后的金属层141再次浸渍于己二酸铵水溶液并进行阳极氧化处理。
在工序S12中，掩蔽金属层141的一部分。该掩蔽是为了规定在下一个工序中进行的固体电解质层161的形成区域而进行的。例如，在金属层141的外表面的一部分涂敷包括聚酰亚胺树脂或聚酰胺酰亚胺树脂等绝缘性树脂的掩蔽剂。通过该工序形成的掩蔽部成为绝缘层151。
在工序S13中，在电介质层150的外表面的一部分设置固体电解质层161。例如，在位于由在工序S12中形成的掩蔽部规定的固体电解质层161的形成区域的电介质层150的外表面，附着包含3，4-亚乙基二氧噻吩和氧化剂的处理液而形成聚合膜。处理液成为导电性高分子的分散体，该聚合膜成为固体电解质层161。需要说明的是，也可以为化学聚合。
接着，在工序S14中，在固体电解质层161的外表面设置导电体层162。例如，通过在固体电解质层161的外表面涂敷碳而形成碳层之后，通过在碳层的外表面涂敷银而形成银层。
经过以上的工序S11至工序S14而准备好电容器元件170。
接着，在工序S20中，将电容器元件170设置于绝缘性树脂体110的内部。具体而言，实施以下的工序S21及工序S22。
在工序S21中，将成为第一端子120的第一端子片及成为第二端子130的第二端子片以相互分离的状态配置为直线状。第一端子片及第二端子片是弯折前的状态，具有板状形状。
在工序S22中，在第一端子片上及第二端子片上层叠多个电容器元件170。具体而言，将多个电容器元件170在第一端子片及第二端子片上层叠为，电容器元件170的阴极部160侧载置于第一端子片，并且，从阴极部160露出的部分的电容器元件170的金属层141载置于第二端子片。
此时，在阴极部160侧，在相互相邻的电容器元件170之间夹设有成为连接导体层190的导电性粘接剂。同样地，在第一端子片与和该第一端子片相邻的电容器元件170之间也夹设有成为连接导体层190的导电性粘接剂。由此，多个电容器元件170的阴极部160与第一端子片被电连接。
在将多个电容器元件170层叠之后，使用焊接等，将多个电容器元件170的金属层141的一端与第二端子片等电连接。
在工序S23中，使用环氧树脂等绝缘性树脂，对多个电容器元件170进行模制。具体而言，将第一端子片、第二端子片及电容器元件170模制为，使位于与第二端子单侧相反的一侧的第一端子片的端部侧及位于与第一端子单侧相反的一侧的第二端子片的端部侧露出。
更具体而言，将第一端子片、第二端子片及多个电容器元件170收容在模具内，使得上述第一端子片的端部侧及上述第二端子片的端部侧露出。需要说明的是，上述模具被配置在型腔内。
向模具内填充环氧树脂等绝缘性树脂。通过上述绝缘性树脂固化而形成绝缘性树脂体110，在该绝缘性树脂体110的内部设置多个电容器元件170。
对模具进行脱模，从型腔内取出在内部设置有多个电容器元件170的绝缘性树脂体110。通过将从绝缘性树脂体110向外部突出的部分的第一端子片沿着第一端面110e及第二主面110b弯折而形成第一端子120。另外，通过将从绝缘性树脂体110向外部突出的部分的第二端子片沿着第二端面110f及第二主面110b弯折而形成第二端子130。
接下来，在工序S30中，在绝缘性树脂体110的外表面形成具有1g/m2·day以下的水蒸气透过性的阻气膜200。此时，优选形成在除了第一端子120及第二端子130之外的绝缘性树脂体110的外表面的整个面。
例如，由DLC或SiO2构成的阻气膜能够通过等离子体CVD法形成。由Al2O3构成的阻气膜能够通过原子层堆积法(ALD法)形成。由聚硅氮烷或聚硅氧烷构成的阻气膜能够通过将树脂材料浸涂之后使其干燥及固化而形成。
经过以上那样的工序，制造出固体电解电容器100。
[第二实施方式]
(固体电解电容器)
在本发明的第二实施方式的固体电解电容器中，与第一实施方式不同，第一端子及第二端子没有被设置为从绝缘性树脂体向外部突出，在绝缘性树脂体的第一端面及第二端面分别设置有第一外部电极及第二外部电极。通过具有这样的结构，能够减小固体电解电容器的外形。
图4是示意性示出本发明的第二实施方式的固体电解电容器的一例的立体图。图5是图4所示的固体电解电容器的V-V线剖视图。
如图4及图5所示，固体电解电容器100A具有大致长方体状的外形。固体电解电容器100A的外形尺寸例如是，长度方向L的尺寸为3.5mm，宽度方向W的尺寸为2.8mm，高度方向T的尺寸为1.9mm。
固体电解电容器100A具备多个电容器元件170A、绝缘性树脂体110A、阻气膜200、引出导体层180、第一外部电极120A以及第二外部电极130A。
在绝缘性树脂体110A中，与多个电容器元件170A一起埋设有引出导体层180。绝缘性树脂体110A具有大致长方体状的外形。绝缘性树脂体110A具有在高度方向T上相对的第一主面110a及第二主面110b、在宽度方向W上相对的第一侧面110c及第二侧面110d、以及在长度方向L上相对的第一端面110e及第二端面110f。需要说明的是，也可以在绝缘性树脂体110A的内部设置一个电容器元件170A。
如上所述，绝缘性树脂体110A具有大致长方体状的外形，但优选在角部及棱线部施加圆度。角部是绝缘性树脂体110A的三个面相交的部分，棱线部是绝缘性树脂体110A的两个面相交的部分。也可以在绝缘性树脂体110A的第一主面110a、第二主面110b、第一侧面110c、第二侧面110d、第一端面110e及第二端面110f中的至少任意一个面形成凹凸。
绝缘性树脂体110A包括基板111和设置在基板111上的模制部112。
基板111例如是玻璃环氧基板等绝缘性树脂基板。基板111的底面构成绝缘性树脂体110A的第二主面110b。基板111的厚度例如为100μm。
模制部112由环氧树脂等绝缘性树脂构成。优选在绝缘性树脂中分散混合有玻璃或Si的氧化物作为填料。模制部112在基板111上被设置为覆盖多个电容器元件170A及引出导体层180。
优选在绝缘性树脂体110A的第一端面110e及第二端面110f分别存在多个导电性颗粒。导电性颗粒包含Pd。该导电性颗粒在形成后述的第一外部电极120A及第二外部电极130A时，作为成为镀敷的核的催化剂金属发挥作用。
在绝缘性树脂体110A的外表面设置有阻气膜200。阻气膜200具有1g/m2·day以下的水蒸气透过性。
阻气膜200的优选的水蒸气透过度、材料及厚度与第一实施方式相同。
阻气膜200优选设置于被实施了电晕放电处理的绝缘性树脂体110A的外表面。
阻气膜200优选设置在绝缘性树脂体110A的外表面中的未形成第一外部电极120A及第二外部电极130A的区域。
多个电容器元件170A分别包括阳极部140A、电介质层150以及阴极部160。电介质层150及阴极部160的结构与电容器元件170相同。
阳极部140A包含沿长度方向L延伸的金属层141。阳极部140A优选还包含设置于金属层141的第一镀敷膜及第二镀敷膜。
金属层141的靠第二端面110f的端面优选被第一镀敷膜覆盖。第一镀敷膜优选被第二镀敷膜覆盖。在该情况下，第一镀敷膜包含Zn，第二镀敷膜包含Ni。需要说明的是，也可以不必设置第一镀敷膜及第二镀敷膜。
绝缘层151从与设置有固体电解质层161的部分相邻的位置到阳极部140A的靠第二端面110f的端部为止覆盖金属层141的外表面。
多个电容器元件170A在基板111上沿高度方向T被层叠。多个电容器元件170A各自的延伸方向与基板111的主面大致平行。
在层叠方向上相互相邻的电容器元件170A彼此的导电体层162优选通过连接导体层190而相互电连接。宽度方向W上的连接导体层190的宽度例如与宽度方向W上的金属层141的宽度相等。
引出导体层180设置在作为绝缘性树脂体110A的一部分的基板111上。引出导体层180在绝缘性树脂体110A的内部位于靠第二主面110b的位置。宽度方向W上的引出导体层180的宽度例如与宽度方向W上的金属层141的宽度相等。
引出导体层180例如包含Cu。引出导体层180的靠第一端面110e的端面优选被第三镀敷膜覆盖。在该情况下，第三镀敷膜包含Ni。需要说明的是，也可以不必设置第三镀敷膜。
引出导体层180与多个电容器元件170A中的一个电容器元件170A的导电体层162连接。具体而言，在高度方向T上位于最靠第二主面110b这一端的电容器元件170A与引出导体层180相邻。仅仅是与引出导体层180相邻的电容器元件170A的导电体层162通过连接导体层190而与引出导体层180连接。
第一外部电极120A设置在绝缘性树脂体110A的第一端面110e。在图4及图5中，第一外部电极120A从绝缘性树脂体110A的第一端面110e起遍及第一主面110a、第二主面110b、第一侧面110c及第二侧面110d而设置。第一外部电极120A与多个电容器元件170A各自的阴极部160电连接。
第一外部电极120A包括设置在绝缘性树脂体110A的第一端面110e上的至少1层镀敷层。例如，第一外部电极120A包括设置在绝缘性树脂体110A的第一端面110e上的Cu镀敷层、设置在Cu镀敷层上的Ni镀敷层、以及设置在Ni镀敷层上的Sn镀敷层。
第一外部电极120A在绝缘性树脂体110A的第一端面110e处，与引出导体层180直接或间接地连接。
第二外部电极130A设置在绝缘性树脂体110A的第二端面110f。在图4及图5中，第二外部电极130A从绝缘性树脂体110A的第二端面110f起遍及第一主面110a、第二主面110b、第一侧面110c及第二侧面110d而设置。第二外部电极130A与多个电容器元件170A各自的阳极部140A电连接。
第二外部电极130A包括设置在绝缘性树脂体110A的第二端面110f上的至少1层镀敷层。例如，第二外部电极130A包括设置在绝缘性树脂体110A的第二端面110f上的Cu镀敷层、设置在Cu镀敷层上的Ni镀敷层、以及设置在Ni镀敷层上的Sn镀敷层。
第二外部电极130A在绝缘性树脂体110A的第二端面110f处，与多个电容器元件170A各自的金属层141直接或间接地连接。
图6是示意性示出本发明的第二实施方式的固体电解电容器的另一例的剖视图。
图6所示的固体电解电容器100B具备多个电容器元件170B、绝缘性树脂体110A、阻气膜200、第一外部电极120A以及第二外部电极130A。绝缘性树脂体110A、阻气膜200、第一外部电极120A及第二外部电极130A的结构与固体电解电容器100A相同。
在绝缘性树脂体110A埋设有多个电容器元件170B。需要说明的是，也可以在绝缘性树脂体110A的内部设置有一个电容器元件170B。
在绝缘性树脂体110A的外表面设置有阻气膜200。阻气膜200具有1g/m2·day以下的水蒸气透过性。
多个电容器元件170B在基板111上沿高度方向T被层叠。多个电容器元件170B各自的延伸方向与基板111的主面大致平行。
多个电容器元件170B分别包括阳极部140A、电介质层150以及阴极部160A。阳极部140A及电介质层150的结构与电容器元件170A相同。
阴极部160A设置于电介质层150的外表面。在图6中，阴极部160A包括固体电解质层161、导电体层162以及阴极引出层163。固体电解质层161及导电体层162与阴极部160相同。
阴极引出层163设置于导电体层162的外表面。阴极引出层163的靠第一端面110e的端面也可以被上述的第三镀敷膜覆盖。
在层叠方向上相互相邻的电容器元件170B彼此的导电体层162通过阴极引出层163而相互电连接。宽度方向W上的阴极引出层163的宽度例如与宽度方向W上的金属层141的宽度相等。
阴极引出层163能够由金属箔或印刷电极层形成。
在为金属箔的情况下，优选由从由Al、Cu、Ag及以这些金属为主成分的合金构成的组中选择的至少一种金属构成。另外，作为金属箔，也可以使用通过溅射、蒸镀等成膜方法在表面上形成了碳涂层或钛涂层的金属箔。其中，优选使用形成了碳涂层的铝箔。
在为印刷电极层的情况下，通过海绵转印、丝网印刷、喷涂、点胶、喷墨印刷等在导电体层上形成电极糊，由此能够在规定的区域形成阴极引出层。作为电极糊，优选采用以Ag、Cu或Ni为主成分的电极糊。在将阴极引出层设为印刷电极层的情况下，与使用金属箔的情况相比，能够减薄阴极引出层。
第一外部电极120A在绝缘性树脂体110A的第一端面110e处，与阴极引出层163直接或间接地连接。
第二外部电极130A在绝缘性树脂体110A的第二端面110f处，与多个电容器元件170B各自的金属层141直接或间接地连接。
(固体电解电容器的制造方法)
图4及图5所示的固体电解电容器100A例如如以下那样制造。
固体电解电容器100A的制造方法与固体电解电容器100的制造方法相比，将电容器元件170A设置于绝缘性树脂体110A的内部的工序S20A不同，并且，在代替上述的工序S30而具备后述的工序S31至工序S36这一点不同。
在制造固体电解电容器100A时，与第一实施方式同样地，在工序S10中准备电容器元件170A。具体而言，与第一实施方式同样地，实施工序S11至工序S14。
接着，在工序S20A中，将电容器元件170A设置于绝缘性树脂体110A的内部。具体而言，实施以下的工序S21A及工序S23A。
在工序S21A中，在基板111上层叠多个电容器元件170A。具体而言，在设置有引出导体层180的基板111上层叠多个电容器元件170A。此时，通过Ag糊等导电性粘接剂将电容器元件170A的导电体层162与引出导体层180连接，并且，将相互相邻的电容器元件170A彼此的导电体层162连接。优选对引出导体层180实施黑化处理。接下来，对基板111和电容器元件170A进行热压接。被加热而固化的导电性粘接剂成为连接导体层190。
在工序S23A中，使用环氧树脂等绝缘性树脂对多个电容器元件170A进行模制。具体而言，通过模制法，将基板111安装于上模具，在使环氧树脂等绝缘性树脂在下模具的型腔内加热熔融了的状态下将上模具与下模具合模，使绝缘性树脂固化，由此形成模制部112。
接下来，在工序S31中，将基板111及电容器元件170A切断，使得分割在工序S12中形成的掩蔽部。具体而言，通过压切、切割或激光切割，将模制后的状态的基板111及电容器元件170A切断。通过该工序，形成包含绝缘性树脂体110A的芯片。
在工序S32中，对芯片进行滚筒研磨。具体而言，将芯片与研磨材料一起封入到被称为滚筒的小箱内，使该滚筒旋转，由此进行芯片的研磨。由此，在芯片的角部及棱线部施加圆度。
在工序S33中，在露出到芯片的端面的金属层141的端面上进行镀敷。具体而言，利用碱性处理剂将芯片的油分去除。通过进行碱性蚀刻，将金属层141的端面上的氧化膜去除。通过去污处理，将金属层141的端面上的污物去除。通过锌酸盐处理使Zn置换析出，在金属层141的端面形成第一镀敷膜。通过无电解Ni镀敷处理，在第一镀敷膜上形成第二镀敷膜。此时，在引出导体层180的端面形成第三镀敷膜。
在工序S34中，使赋予导电性的液体附着于芯片的两端部。具体而言，将芯片的两端部以外的部分掩蔽。为了提高赋予导电性的液体相对于芯片的两端部的表面的润湿性，并且，为了容易使赋予导电性的液体所包含的导电性颗粒吸附到芯片的两端部，利用界面活性剂对芯片进行脱脂。作为兼具脱脂力的调节剂，与赋予导电性的液体的种类对应地选择使用阴离子、阳离子、两性及非离子中的任意种类的界面活性剂。
在本实施方式中，赋予导电性的液体所包含的导电性颗粒包含Pd作为成为镀敷的核的催化剂金属，但不限于此，包含从由Pd、Sn、Ag及Cu构成的组中选择的至少一种金属即可。赋予导电性的液体是包含上述金属离子的溶液或者上述金属的胶体溶液。
利用水或溶剂将在两端部附着有赋予导电性的液体的芯片清洗之后使其干燥，由此，在芯片的两端部形成导电膜。由此，成为在绝缘性树脂体110A的第一端面110e及第二端面110f分别存在多个导电性颗粒的状态。也可以通过对在两端部形成有导电膜的芯片进行微蚀刻，使芯片的两端部的表面粗糙化。
在工序S35中，对芯片的两端部进行镀敷而形成第一外部电极120A及第二外部电极130A。具体而言，通过电解镀敷，在芯片的两端部的导电膜上形成Cu镀敷层。Cu镀敷层将附着于芯片的两端部的导电性颗粒作为核而形成。通过电解镀敷，在Cu镀敷层上形成Ni镀敷层。之后，通过电解镀敷，在Ni镀敷层上形成Sn镀敷层。
在工序S36中，将具有1g/m2·day以下的水蒸气透过性的阻气膜200形成于绝缘性树脂体110A的外表面。此时，将形成有第一外部电极120A及第二外部电极130A的部分掩蔽。
需要说明的是，也可以在形成第一外部电极120A及第二外部电极130A之前形成阻气膜200。
经过以上那样的工序，制造出固体电解电容器100A。
另外，在制造图6所示的固体电解电容器100B时，在工序S14之后，通过在导电体层162的外表面设置阴极引出层163来准备电容器元件170B即可。
本发明的电解电容器不限定于上述实施方式，关于电解电容器的结构、制造条件等，能够在本发明的范围内施加各种应用、变形。
实施例
以下，示出更具体地公开了本发明的电解电容器的实施例。需要说明的是，本发明不仅仅限定于这些实施例。
[固体电解电容器的制作]
(实施例1～5)
针对图1所示的固体电解电容器100的结构，将表1所示的阻气膜200形成在绝缘性树脂体110的外表面上。
关于实施例1的DLC及实施例2的SiO2，通过等离子体CVD法使厚度300nm的阻气膜成膜。
关于实施例3的Al2O3，通过ALD法使厚度300nm的阻气膜成膜。
关于实施例4的聚硅氮烷，在浸涂了Tresmile(トレスマイル)ANL120A-20(三和化学制)之后，在150℃使其干燥及固化30分钟，由此使阻气膜成膜。
关于实施例5的聚硅氧烷，在浸涂了Protector S-6140(奥野制药工业制)之后，在150℃使其干燥及固化30分钟，由此使阻气膜成膜。
(比较例1)
针对图1所示的固体电解电容器100的结构，在绝缘性树脂体110的外表面未形成阻气膜200。
[固体电解电容器的评价]
针对实施例1～5及比较例1，进行了85℃、85％RH、16V、1000小时的耐湿试验。测定耐湿试验前后的等效串联电阻(ESR)，评价了ESR的变化率。ESR的变化率通过(耐湿试验后的ESR)/(耐湿试验前的ESR)而计算出。表1示出结果。
[表1]
Figure BDA0003244105900000171
如表1所示，在绝缘性树脂体的外表面形成有阻气膜的实施例1～5中，与未形成阻气膜的比较例1相比，抑制了ESR的变化率。根据表1的结果，认为通过在绝缘性树脂体的外表面形成阻气膜而抑制了水蒸气向电容器元件的透过，因此，耐湿可靠性提高。
[固体电解电容器的制作]
(实施例6)
针对图1所示的固体电解电容器100的结构，在绝缘性树脂体110的外表面实施了利用气体等离子体的电晕放电处理，作为阻气膜200形成的预处理。之后，与实施例5同样地，在浸涂了Protector S-6140(奥野制药工业制)之后，在150℃使其干燥及固化30分钟，由此使阻气膜200成膜。
[固体电解电容器的评价]
针对实施例5及实施例6，评价了回流焊后的阻气膜有无剥离。具体而言，每个试料在玻璃环氧基板上安装20个，在进行了回流焊接之后，通过实体显微镜对阻气膜的剥离的有无进行外观观察，并且，通过观察LT剖面的研磨面而进行了评价。表2示出结果。
[表2]
Figure BDA0003244105900000181
如表2所示，在未实施电晕放电处理的实施例5中，由于回流焊的高温而观察到阻气膜的剥离。另一方面，在实施了电晕放电处理的实施例6中，未观察到阻气膜的剥离。根据表2的结果，认为通过实施电晕放电处理作为预处理，绝缘性树脂体的环氧树脂与阻气膜的紧贴力提高，因此，回流焊耐久性提高。
需要说明的是，不仅针对聚硅氧烷的阻气膜得到电晕放电处理所产生的效果，针对其他的阻气膜也同样得到电晕放电处理所产生的效果。
另外，不仅针对图1所示的固体电解电容器100得到阻气膜所产生的效果，针对图4所示的固体电解电容器100A等固体电解电容器、固体电解电容器以外的电解电容器也同样得到阻气膜所产生的效果。
附图标记说明
100、100A、100B 固体电解电容器；
110、110A 绝缘性树脂体；
110a 第一主面；
110b 第二主面；
110c 第一侧面；
110d 第二侧面；
110e 第一端面；
110f 第二端面；
111 基板；
112 模制部；
120 第一端子；
120A 第一外部电极；
130 第二端子；
130A 第二外部电极；
140、140A 阳极部；
141 金属层；
150 电介质层；
151 绝缘层；
160、160A 阴极部；
161 固体电解质层；
162 导电体层；
163 阴极引出层；
170、170A、170B 电容器元件；
180 引出导体层；
190 连接导体层；
200 阻气膜。

Claims (3)

1.一种电解电容器，具备：
电容器元件，其包括由金属层构成的阳极部、设置在所述金属层的外表面的电介质层以及设置在所述电介质层的外表面的阴极部；
绝缘性树脂体，其在内部设置有所述电容器元件；以及
阻气膜，其设置在所述绝缘性树脂体的外表面，具有1g/m2·day以下的水蒸气透过性。
2.根据权利要求1所述的电解电容器，其中，
所述阻气膜由从由金刚石状碳、SiO2、Al2O3、聚硅氮烷及聚硅氧烷构成的组中选择的一种或两种以上构成。
3.根据权利要求1或2所述的电解电容器，其中，
在被实施了电晕放电处理的所述绝缘性树脂体的外表面设置有所述阻气膜。
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