JP5641151B2 - Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof - Google Patents
Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP5641151B2 JP5641151B2 JP2013536009A JP2013536009A JP5641151B2 JP 5641151 B2 JP5641151 B2 JP 5641151B2 JP 2013536009 A JP2013536009 A JP 2013536009A JP 2013536009 A JP2013536009 A JP 2013536009A JP 5641151 B2 JP5641151 B2 JP 5641151B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blocking member
- cathode
- electrolytic capacitor
- valve
- solid electrolytic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims description 42
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 33
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 123
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 123
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 97
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 36
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 28
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 21
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 claims description 16
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 14
- 238000007743 anodising Methods 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 51
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 32
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 19
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 15
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 14
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 5
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxine Chemical compound O1CCOC2=CSC=C21 GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FLDCSPABIQBYKP-UHFFFAOYSA-N 5-chloro-1,2-dimethylbenzimidazole Chemical compound ClC1=CC=C2N(C)C(C)=NC2=C1 FLDCSPABIQBYKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001741 Ammonium adipate Substances 0.000 description 1
- 101100493706 Caenorhabditis elegans bath-38 gene Proteins 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 235000019293 ammonium adipate Nutrition 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- UZVGFAUPMODEBR-UHFFFAOYSA-L disodium;9,10-dioxoanthracene-1,2-disulfonate Chemical compound [Na+].[Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=C(S([O-])(=O)=O)C(S(=O)(=O)[O-])=CC=C3C(=O)C2=C1 UZVGFAUPMODEBR-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000001846 repelling effect Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/15—Solid electrolytic capacitors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
- H01G9/004—Details
- H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
- H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
Description
この発明は、固体電解コンデンサおよびその製造方法に関するもので、特に、固体電解コンデンサにおける陰極原料溶液の陽極部への不所望な浸透を防止するための改良に関するものである。 The present invention relates to a solid electrolytic capacitor and a method for producing the same, and more particularly to an improvement for preventing undesired penetration of a cathode raw material solution into an anode part in a solid electrolytic capacitor.
この発明にとって興味ある固体電解コンデンサが、たとえばWO2006/137482再公表公報(特許文献1)に記載されている。特許文献1に記載される固体電解コンデンサは、図15に示すような弁作用金属基体1を備えている。
A solid electrolytic capacitor that is of interest to the present invention is described, for example, in WO 2006/137482 republished publication (Patent Document 1). The solid electrolytic capacitor described in
図15を参照して、弁作用金属基体1は、たとえばアルミニウム箔からなり、芯部2とその表面に沿って形成される粗面部3とを有する。粗面部3は、アルミニウム箔の表面をエッチング処理することによって生成される。
Referring to FIG. 15,
弁作用金属基体1の表面には、図15では図示しないが、誘電体皮膜を介して、導電性高分子層、カーボンペースト層および銀ペースト層からなる陰極層が形成される。固体電解コンデンサの陰極部は、弁作用金属基体1における上述の陰極層が形成された部分によって与えられ、他方、陽極部は、弁作用金属基体1における陰極層が形成されていない部分によって与えられる。
Although not shown in FIG. 15, a cathode layer made of a conductive polymer layer, a carbon paste layer, and a silver paste layer is formed on the surface of the valve
陰極層となる導電性高分子層、カーボンペースト層および銀ペースト層の各々は、弁作用金属基体1の陰極部となるべき一方端側を液状またはペースト状の各原料溶液(「陰極原料溶液」と総称することがある。)に浸漬することによって形成される。したがって、陰極原料溶液が弁作用金属基体1に沿って陽極部となるべき他方端側に這い上がることを防止し、この這い上がりによって発生し得るショート不良を防止しなければならない。
Each of the conductive polymer layer, the carbon paste layer, and the silver paste layer serving as the cathode layer has a liquid or paste-like raw material solution (“cathode raw material solution”) on one end side to serve as the cathode portion of the valve
上記のような陰極原料溶液の這い上がりを防止するため、弁作用金属基体における陰極部と陽極部との境界位置に遮断部材を設けることが行なわれている。特許文献1に記載の固体電解コンデンサでは、図15に示すように、弁作用金属基体1の粗面部3に凹部4を形成し、この凹部4に埋め込まれた状態で遮断部材5が設けられている。
In order to prevent the cathode raw material solution from creeping up as described above, a blocking member is provided at the boundary position between the cathode portion and the anode portion in the valve metal substrate. In the solid electrolytic capacitor described in
特許文献1に記載の技術では、遮断部材5は、溶剤に可溶な樹脂からなり、この樹脂は、凹部4に充填されるばかりでなく、粗面部3における凹部4を規定する壁面内部にまで浸透させるようにしている。そのため、遮断部材5を構成する樹脂は、粗面部3を通しての陰極原料溶液の浸透を抑制し、その結果、陰極原料溶液が粗面部3を通して浸透することによって陽極部に入ることを抑制するように作用する。
In the technique described in
しかしながら、特許文献1に記載のものでは、遮断部材5の形成によって、上述のように、樹脂を粗面部3における凹部4を規定する壁面内部にまで浸透させるようにして、粗面部3を通しての陰極原料溶液の浸透を阻止するようにしているが、樹脂の浸透挙動にはばらつきが生じやすく、100%の再現性をもって、陰極原料溶液の浸透を完全に阻止し得る状態にまで樹脂を浸透させることは困難である。したがって、特許文献1に記載の技術には、陰極原料溶液が陽極部に入ることを遮断する効果の信頼性ないしは確実性の点でさらに改善されるべき余地がある。
However, in the device described in
そこで、この発明の目的は、上述したような問題を解決し得る、すなわち、遮断部材による遮断効果の信頼性ないしは確実性が高められた、固体電解コンデンサおよびその製造方法を提供しようとすることである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a solid electrolytic capacitor and a method for manufacturing the same that can solve the above-described problems, that is, the reliability or certainty of the blocking effect by the blocking member is enhanced. is there.
この発明に係る固体電解コンデンサは、上述した技術的課題を解決するため、貫通部を有する、弁作用金属基体と、貫通部に嵌合された、遮断部材とを備えている。弁作用金属基体は、遮断部材によって陰極部と陽極部とに区分される。また、この発明に係る固体電解コンデンサは、弁作用金属基体における陰極部の表面に形成された誘電体皮膜と、陰極原料溶液を誘電体皮膜上に付与することによって形成された、陰極層とをさらに備えている。そして、遮断部材は、弁作用金属基体の陰極部と陽極部とを電気的に導通するとともに、貫通部から露出する表面が電気絶縁性を有している。 In order to solve the technical problem described above, a solid electrolytic capacitor according to the present invention includes a valve metal base having a penetrating portion and a blocking member fitted to the penetrating portion. The valve action metal substrate is divided into a cathode part and an anode part by a blocking member. The solid electrolytic capacitor according to the present invention includes a dielectric film formed on the surface of the cathode portion of the valve action metal substrate, and a cathode layer formed by applying a cathode raw material solution on the dielectric film. It has more. And the interruption | blocking member electrically conducts the cathode part and anode part of a valve action metal base | substrate, and the surface exposed from a penetration part has electrical insulation.
遮断部材は、好ましくは、貫通部から露出する表面がさらに撥水性を有している。 In the blocking member, the surface exposed from the penetrating portion preferably has water repellency.
好ましくは、遮断部材は弁作用金属部材からなり、その表面に形成された酸化皮膜によって電気絶縁性が与えられる。これによって、遮断部材の耐熱性を高めることができ、後述する製造方法において、熱処理を問題なく実施することができるようになる。 Preferably, the blocking member is made of a valve metal member, and is electrically insulated by an oxide film formed on the surface thereof. Thereby, the heat resistance of the blocking member can be increased, and the heat treatment can be carried out without any problem in the manufacturing method described later.
遮断部材は、弁作用金属基体と同種金属からなることが好ましい。これによって、弁作用金属基体と遮断部材との接合性を高めることができる。このことは、固体電解コンデンサのESRの上昇を抑制することにも寄与し得る。 The blocking member is preferably made of the same metal as the valve action metal substrate. Thereby, the bondability between the valve metal base and the blocking member can be enhanced. This can also contribute to suppressing an increase in ESR of the solid electrolytic capacitor.
この発明は、また、固体電解コンデンサの製造方法にも向けられる。 The present invention is also directed to a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor.
この発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、
(1)誘電体皮膜が形成された弁作用金属基体を準備する、弁作用金属基体準備工程と、
(2)弁作用金属基体における陰極部と陽極部とを区分する境界位置において、貫通部を形成する、貫通部形成工程と、
(3)貫通部に遮断部材を嵌合させる、遮断部材嵌合工程と、
(4)遮断部材によって形成領域が制限された状態で、誘電体皮膜上に陰極原料溶液を用いて陰極層を形成する、陰極層形成工程と
を備え、
(5)貫通部に嵌合した遮断部材は、弁作用金属基体の陰極部と陽極部とを電気的に導通するとともに、貫通部から露出する表面が電気絶縁性を有していることを特徴としている。A method for producing a solid electrolytic capacitor according to the present invention includes:
(1) A valve action metal substrate preparation step of preparing a valve action metal substrate on which a dielectric film is formed;
(2) a penetrating part forming step of forming a penetrating part at a boundary position that divides the cathode part and the anode part in the valve action metal substrate;
(3) a blocking member fitting step for fitting the blocking member to the penetrating portion;
(4) a cathode layer forming step of forming a cathode layer using a cathode raw material solution on the dielectric film in a state where the formation region is limited by the blocking member;
(5) The blocking member fitted in the through portion is electrically connected to the cathode portion and the anode portion of the valve metal base, and the surface exposed from the through portion has electrical insulation. It is said.
上記(1)弁作用金属基体準備工程において準備される弁作用金属基体に対して誘電体皮膜を形成する時点は、(3)遮断部材嵌合工程を実施した後でもよい。また、上記(2)貫通部形成工程と(3)遮断部材嵌合工程とは同時に実施してもよい。言い換えると、遮断部材自体を弁作用金属基体に押し込むことによって、貫通部を形成しながら、貫通部に嵌合させるようにしてもよい。 The time point when the dielectric film is formed on the valve action metal substrate prepared in the above (1) valve action metal substrate preparation step may be after the (3) blocking member fitting step. Moreover, you may implement simultaneously said (2) penetration part formation process and (3) interruption | blocking member fitting process. In other words, the blocking member itself may be pushed into the valve action metal base so as to be fitted into the through portion while forming the through portion.
好ましくは、遮断部材は導電材料からなり、遮断部材嵌合工程の後、遮断部材の貫通部から露出した表面に電気絶縁性を付与する工程をさらに備える。これによって、弁作用金属基体の陰極部と陽極部とを電気的に導通するとともに、貫通部から露出する表面が電気絶縁性を有する、遮断部材を容易に得ることができる。 Preferably, the blocking member is made of a conductive material, and further includes a step of imparting electrical insulation to the surface exposed from the penetrating portion of the blocking member after the blocking member fitting step. Accordingly, it is possible to easily obtain a blocking member in which the cathode portion and the anode portion of the valve action metal base are electrically connected and the surface exposed from the penetrating portion has electrical insulation.
上述の好ましい実施態様において、遮断部材は弁作用金属部材からなり、電気絶縁性を付与する工程は、弁作用金属部材の表面に酸化皮膜を形成する工程を含むことが好ましい。弁作用金属部材からなる遮断部材は高い耐熱性を有する。また、酸化皮膜は電気絶縁性を有しているので、遮断部材の露出した表面に電気絶縁性を能率的に付与することができる。なお、酸化皮膜の表面が平滑な場合には、撥水性、すなわち陰極原料溶液をはじく性質をも与えることができる。 In the above preferred embodiment, the blocking member is made of a valve metal member, and the step of imparting electrical insulation preferably includes a step of forming an oxide film on the surface of the valve metal member. The blocking member made of the valve action metal member has high heat resistance. Moreover, since the oxide film has electrical insulation, electrical insulation can be efficiently imparted to the exposed surface of the blocking member. When the surface of the oxide film is smooth, water repellency, that is, a property of repelling the cathode raw material solution can be provided.
上述の酸化皮膜を形成するため、陽極酸化処理が適用され、陽極酸化処理工程の後、熱処理工程がさらに実施されることが好ましい。熱処理工程は酸化皮膜の強化に効果がある。前述のように、遮断部材の耐熱性が高められると、陽極酸化処理によって遮断部材の表面に形成された酸化皮膜を強化するための熱処理を問題なく実施することができる。 In order to form the above-mentioned oxide film, it is preferable that an anodizing process is applied and a heat treatment process is further implemented after the anodizing process. The heat treatment process is effective in strengthening the oxide film. As described above, when the heat resistance of the blocking member is increased, the heat treatment for strengthening the oxide film formed on the surface of the blocking member by anodizing treatment can be performed without any problem.
遮断部材は、弁作用金属基体と同種金属からなることが好ましい。これによって、弁作用金属基体と遮断部材との接合性を高めることができ、ESR上昇の抑制に寄与し得る。また、上述した陽極酸化処理工程が実施される場合には、弁作用金属基体と遮断部材との間で酸化条件が同じであるので、遮断部材の表面に酸化皮膜を形成すると同時に、弁作用金属基体の表面にも酸化皮膜すなわち誘電体皮膜を形成することができる。 The blocking member is preferably made of the same metal as the valve action metal substrate. As a result, the bonding property between the valve metal base and the blocking member can be enhanced, which can contribute to the suppression of ESR rise. Further, when the above-described anodizing treatment step is performed, the oxidation conditions are the same between the valve action metal substrate and the blocking member, so that an oxide film is formed on the surface of the blocking member and at the same time the valve action metal An oxide film, that is, a dielectric film can also be formed on the surface of the substrate.
この発明によれば、まず、遮断部材が、貫通部から露出する表面が電気絶縁性を有しているので、陰極原料溶液がたとえ付着しても、電気絶縁性により、発生し得るショート不良を招かないようにすることができる。 According to this invention, first, since the surface exposed from the penetrating portion of the blocking member has electrical insulation, even if the cathode raw material solution adheres, the short circuit that can occur due to electrical insulation is prevented. You can avoid inviting them.
また、この発明によれば、遮断部材が、弁作用金属基体を貫通する状態で設けられるので、陰極原料溶液が陽極部に入ることを、高い信頼性をもって確実に遮断することができる。したがって、この点でも、ショート不良を確実に防止することができる。 In addition, according to the present invention, since the blocking member is provided in a state of penetrating the valve action metal substrate, it is possible to reliably and reliably block the cathode raw material solution from entering the anode part. Therefore, also in this respect, it is possible to reliably prevent a short circuit failure.
遮断部材の、貫通部から露出する表面が撥水性を有している場合には、陰極原料溶液の遮断部材への付着がこの撥水性により有利に阻止される。 When the surface exposed from the penetrating portion of the blocking member has water repellency, adhesion of the cathode raw material solution to the blocking member is advantageously prevented by this water repellency.
図1ないし図3を参照して、この発明の一実施形態による固体電解コンデンサ10について説明する。
A solid
図1に示すように、固体電解コンデンサ10は、3個のコンデンサユニット11が積み重ねられ、かつ互いに接合材12によって接合されて構成された積層体13を備えている。3個のコンデンサユニット11の各々の構成は共通している。
As shown in FIG. 1, the solid
各コンデンサユニット11は、弁作用金属基体14を備えている。弁作用金属基体14は、たとえばアルミニウム箔からなり、エッチング処理を施すことによって表面が粗面化され、それによって、芯部15とその表面に沿って形成される粗面部16とを有している。弁作用金属基体14には、その厚み方向に貫通する貫通部17が設けられている。
Each
貫通部17には、遮断部材18が嵌合される。遮断部材18は、たとえば溶接によって弁作用金属基体14に固定される。遮断部材18によって、弁作用金属基体14は陰極部19と陽極部20とに区分される。
A blocking
遮断部材18は、図3によく示されているように、弁作用金属基体14と接する部分において導電性を有していて、弁作用金属基体14の陰極部19と陽極部20とを電気的に導通する。また、遮断部材18における、貫通部17から露出する表面21〜23は電気絶縁性を有している。一例として、遮断部材18は、たとえばアルミニウム箔から構成され、その表面に形成される酸化アルミニウム膜のような酸化皮膜25によって、上述した電気絶縁性が与えられる。酸化皮膜25に代えて、電気絶縁性の樹脂からなる膜が形成されてもよい。また、酸化皮膜25の表面が平滑である場合には、さらに撥水性が与えられる。
As is well shown in FIG. 3, the blocking
遮断部材18を構成する材料の一例としての上述のアルミニウム箔は弁作用金属部材であり、また、弁作用金属基体14がアルミニウム箔からなるとき、遮断部材18と弁作用金属基体14とは同種の金属から構成されることになる。このような構成が採用されると、遮断部材18の耐熱性を高めることができ、後述する製造方法において、熱処理を問題なく実施することができるようになるとともに、遮断部材18と弁作用金属基体14との接合性を高めることができ、それによって、ESR上昇の抑制にも寄与させることができる。
The above-described aluminum foil as an example of the material constituting the blocking
弁作用金属基体14における陰極部19の表面には、誘電体皮膜26(図1において、太線で示す。)が形成される。誘電体皮膜26は、たとえば、弁作用金属基体14の表面を酸化することによって形成される。
A dielectric film 26 (shown by a thick line in FIG. 1) is formed on the surface of the
誘電体皮膜26上には、陰極層27が形成される。陰極層27は、図2に示されるように、導電性高分子層28、その上のカーボンペースト層29およびその上の銀ペースト層30からなる。これらの層25〜27は、後で詳細に説明するように、各々対応の原料溶液、すなわち陰極原料溶液を付与することによって形成される。ここで、遮断部材18が弁作用金属基体14を貫通するように設けられているので、粗面部16を通しての陰極原料溶液の浸透を完全に遮断し、陰極原料溶液が粗面部16を通して陽極部20に入ることを防止することができる。
A
以上説明したような遮断部材15と陰極層27とが設けられた3個の弁作用金属基体14がそれぞれコンデンサユニット11を構成し、これら3個のコンデンサユニット11が積み重ねられ、互いに接合材12によって接合されることによって、積層体13が構成される。
The three valve
積層体13における陰極部20には、より特定的には陰極層27における銀ペースト層30には、陰極外部端子31が接続される。他方、積層体13における陽極部20では、3個の弁作用金属基体14の各端部が1箇所に集まるように曲げられる。そして、弁作用金属基体14の陽極部20側の端部には、陽極外部端子32が接続される。また、積層体13を覆うように、たとえばエポキシ樹脂からなる外装樹脂33(図1において、その輪郭を想像線で示す。)が成形される。
A cathode
次に、上述した固体電解コンデンサ10の製造方法について説明する。図4ないし図13には、製造方法についての第1の例が示されている。図4ないし図13において、図1ないし図3に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付している。
Next, a method for manufacturing the above-described solid
まず、図4に示すように、マザー金属箔35が準備される。マザー金属箔35は、これを後で切断することによって、複数の弁作用金属基体14を取り出すことができる。マザー金属箔35は、たとえば、100μmの厚みを有するアルミニウム箔からなり、前述したように、エッチング処理を施すことによって表面が粗面化され、それによって、芯部15とその表面に沿って形成される粗面部16とを有している。また、マザー金属箔35の表面は酸化され、それによって、たとえば酸化アルミニウムからなる誘電体皮膜26(図1ないし図3参照)が形成されている。
First, as shown in FIG. 4, a
次に、図5に示すように、マザー金属箔35の一部に複数の貫通部17が形成される。貫通部17は、マザー金属箔35から取り出される弁作用金属基体14における陰極部19と陽極部20との境界に位置している。
Next, as shown in FIG. 5, a plurality of through
次に、図6に示すように、遮断部材18が準備され、遮断部材18が、上記貫通部17に嵌合させた状態でマザー金属箔35に固定される。遮断部材18としては、表面が平滑な(エッチング処理されていない)アルミニウム箔が用いられる。また、遮断部材18をマザー金属箔35に固定するため、たとえば溶接が適用される。
Next, as shown in FIG. 6, the blocking
この実施形態のように、遮断部材18とマザー金属箔35とが同種金属から構成されると、遮断部材18とマザー金属箔35との接合性を高めることができる。したがって、弁作用金属基体14と遮断部材18との接合性を高めることができ、そのため、固体電解コンデンサ10のESRの上昇を抑制することができる。
When the blocking
次に、図7に示すように、マザー金属箔35が、弁作用金属基体14となるべき複数の櫛歯状部分36を有する櫛形に打ち抜かれる。櫛歯状部分36には、打ち抜かれた遮断部材18が位置している。マザー金属箔35には、打抜き工程の結果、誘電体皮膜(酸化皮膜)が形成されていない切断面37が現れる。
Next, as shown in FIG. 7, the
次に、図8に示すように、陽極酸化処理が実施される。すなわち、電解槽38内に電解液39が収容され、この電解液39内に、遮断部材18が浸漬される程度に櫛歯状部分36が浸漬され、かつ陰極40が配置される。遮断部材18は、櫛形のマザー金属箔35を介して陽極側に接続されながら、陽極酸化処理される。陽極酸化処理の結果、図3に示すように、遮断部材18の表面21〜23に酸化皮膜25が形成される。
Next, as shown in FIG. 8, an anodic oxidation process is performed. That is, the
酸化皮膜25は、電気絶縁性を有するとともに、特に表面が平滑である場合には、陰極原料溶液に対して良好な撥水性を有する。したがって、後述する陰極層27の形成工程において、陰極層27となるべき陰極原料溶液が遮断部材18の表面21〜23上に付着することが防止され得る。また、陰極原料溶液が、遮断部材18の陰極部19側の表面21上、さらには表面21に続く表面22上にまで這い上がってきたとしても、最悪の電気的短絡は避けられる。
The
なお、陰極原料溶液が遮断部材18の陽極部20側の表面23にまで達することは、ほとんどあり得ないので、酸化皮膜25は、表面21および22にのみ形成されるだけで十分である。また、表面22については、その全面に酸化皮膜25が形成されるのではなく、表面21側の一部にのみ形成されてもよく、あるいは、形成されなくてもよい。
Since the cathode raw material solution hardly reaches the
上述したような酸化皮膜25の形成領域の変更は、図8に示した陽極酸化処理工程において、電解液29の液面の位置を調節することによって可能である。
The region where the
また、マザー金属箔35と遮断部材18とは同種金属からなるとき、両者は酸化条件が互いに同じであるので、上述の陽極酸化処理の結果、前述した打抜き工程によって現れた櫛形のマザー金属箔35の切断面にも誘電体皮膜(酸化皮膜)が形成されることになる。このことからわかるように、打抜き工程前のマザー金属箔35の表面に予め誘電体皮膜26(図1ないし図3参照)を形成しておくのではなく、この陽極酸化処理工程において、櫛形のマザー金属箔35の表面に誘電体皮膜26を形成するようにしてもよい。
Further, when the
一例として、マザー金属箔35および遮断部材18がアルミニウム箔からなるとき、電解液39としてアジピン酸アンモニウム水溶液を用いながら、マザー金属箔35と陰極40との間に3.5Vの電圧を印加することによって、電解液39中のマザー金属箔35および遮断部材18の各表面に酸化アルミニウムが形成される。
As an example, when the
陽極酸化処理工程を終えた後、好ましくは、熱処理工程が実施される。熱処理工程では、たとえば、300℃、30分の条件が適用される。熱処理は、陽極酸化皮膜を強化する、より具体的には、陽極酸化皮膜の欠陥部を低減するのに効果的である。陽極酸化皮膜の欠陥部の低減は、固体電解コンデンサ10の漏れ電流の低減に寄与する。なお、このような熱処理の条件設定は、熱処理対象の構成材の耐熱性によって制約を受けるが、遮断部材18を構成する材料として、従来用いられていたポリイミド樹脂より耐熱性の高いアルミニウムのような弁作用金属を用いることにより、熱処理条件設定の自由度を高めることができる。
After finishing the anodizing treatment step, a heat treatment step is preferably performed. In the heat treatment step, for example, conditions of 300 ° C. and 30 minutes are applied. The heat treatment is effective to reinforce the anodized film, more specifically, to reduce defective portions of the anodized film. Reduction of the defective portion of the anodized film contributes to reduction of leakage current of the solid
次に、図9に示すように、マザー金属箔35の櫛歯状部分36が、導電性高分子溶液槽41に収容された導電性高分子原料溶液42内に浸漬される。このとき、遮断部材18によって、導電性高分子原料溶液42の付与領域が制限される。その後、櫛歯状部分36が導電性高分子原料溶液42から引き上げられ、必要に応じて乾燥される。このようにして、導電性高分子層28(図2参照)が櫛歯状部分36上に形成される。
Next, as shown in FIG. 9, the comb-
導電性高分子層の形成工程の一具体例を以下に記載すると、上記のように、酸化アルミニウムが形成されたアルミニウム箔からなるマザー金属箔35および遮断部材18を、導電性高分子原料溶液42としての3,4−エチレンジオキシチオフェンを含むイソプロパノール溶液に浸漬した後に、過硫酸アンモニウムとアントラキノン2スルホン酸ナトリウムの混合溶液に浸漬する操作を20回繰り返すことにより、上記酸化アルミニウムの表面に、ポリエチレンジオキシチオフェンからなる導電性高分子層が形成される。
A specific example of the process for forming the conductive polymer layer will be described below. As described above, the
次に、図10に示すように、導電性高分子層が形成されたマザー金属箔35の櫛歯状部分36が、カーボンペースト槽43に収容されたカーボンペースト44内に浸漬される。このとき、遮断部材18によって、カーボンペースト44の付与領域が制限される。その後、櫛歯状部分36がカーボンペースト44から引き上げられ、必要に応じて乾燥される。このようにして、カーボンペースト層29(図2参照)が導電性高分子層28上に形成される。
Next, as shown in FIG. 10, the comb-
次に、図11に示すように、導電性高分子層およびカーボンペースト層が形成されたマザー金属箔35の櫛歯状部分36が、銀ペースト槽45に収容された銀ペースト46内に浸漬される。このとき、遮断部材18によって、銀ペースト46の付与領域が制限される。その後、櫛歯状部分36が銀ペースト46から引き上げられ、必要に応じて乾燥される。このようにして、銀ペースト層30(図2参照)がカーボンペースト層29上に形成される。
Next, as shown in FIG. 11, the comb-
図12には、上述のように、銀ペースト46から引き上げられた櫛形のマザー金属箔35が示されている。マザー金属箔35の櫛歯状部分36上には、上述した導電性高分子層、カーボンペースト層および銀ペースト層からなる陰極層27が、遮断部材18によって制限された状態で形成されている。
FIG. 12 shows the comb-shaped
次に、図13に示すように櫛形のマザー金属箔35から複数の櫛歯状部分36が切り離され、それによって、各々、弁作用金属基体14を備える複数のコンデンサユニット11が取り出される。
Next, as shown in FIG. 13, the plurality of comb-
再び図1を参照して、次に、接合材12を介して、陰極層27が形成された複数の弁作用金属基体14、すなわち複数のコンデンサユニット11を積み重ねる工程が実施される。ここで、接合材12としては低応力樹脂を用いることが好ましい。なお、接合材12は、導電性であっても、非導電性であってもよい。
Referring again to FIG. 1, next, a step of stacking the plurality of valve
上述のように積み重ねを終えた後、接合材12を硬化させるための熱処理等が実施され、それによって、積層体13が得られる。
After completing the stacking as described above, a heat treatment or the like for curing the
その後、図1に示すように、積層体13における陰極層27と電気的に接続されるように、陰極外部端子31が接合され、他方、積層体13における弁作用金属基体14の陽極部20側の端部と電気的に接続されるように、陽極外部端子32が接合される。
Thereafter, as shown in FIG. 1, the cathode
そして、外装樹脂33が成形され、固体電解コンデンサ10が完成される。
Then, the
図14には、図1に示した固体電解コンデンサ10の製造方法についての第2の例が示されている。上述した第1の例では、図5に示すように、マザー金属箔35に貫通部17を予め形成した後、貫通部17に遮断部材18を嵌合させた。これに対して、図14に示した第2の例では、マザー金属箔35に向かって、矢印48で示すように、押圧することによって、貫通部を形成しながら、遮断部材18がマザー金属箔35を貫通した、図6に示すような状態を得るようにしている。その後、遮断部材18がマザー金属箔35に接合される。
FIG. 14 shows a second example of the manufacturing method of the solid
第2の例におけるその他の工程は、第1の例の場合と実質的に同様である。 Other steps in the second example are substantially the same as those in the first example.
10 固体電解コンデンサ
14 弁作用金属基体
15 芯部
16 粗面部
17 貫通部
18 遮断部材
19 陰極部
20 陽極部
21〜23 表面
25 酸化皮膜
26 誘電体皮膜
27 陰極層
28 導電性高分子層
29 カーボンペースト層
30 銀ペースト層
39 電解液
42 導電性高分子原料溶液
44 カーボンペースト
46 銀ペーストDESCRIPTION OF
Claims (9)
前記貫通部に嵌合された、遮断部材と
を備え、
前記弁作用金属基体は、前記遮断部材によって陰極部と陽極部とに区分され、
前記弁作用金属基体における前記陰極部の表面に形成された誘電体皮膜と、
陰極原料溶液を前記誘電体皮膜上に付与することによって形成された、陰極層と
をさらに備える、
固体電解コンデンサであって、
前記遮断部材は、前記弁作用金属基体の前記陰極部と前記陽極部とを電気的に導通するとともに、前記貫通部から露出する表面が電気絶縁性を有していることを特徴とする、固体電解コンデンサ。A valve-acting metal substrate having a penetrating portion;
A blocking member fitted to the penetrating portion,
The valve metal base is divided into a cathode part and an anode part by the blocking member,
A dielectric film formed on the surface of the cathode portion of the valve metal substrate;
A cathode layer formed by applying a cathode raw material solution on the dielectric film;
A solid electrolytic capacitor,
The blocking member electrically connects the cathode part and the anode part of the valve metal base, and the surface exposed from the through part has electrical insulation. Electrolytic capacitor.
前記弁作用金属基体における陰極部と陽極部とを区分する境界位置において、貫通部を形成する、貫通部形成工程と、
前記貫通部に遮断部材を嵌合させる、遮断部材嵌合工程と、
前記遮断部材によって形成領域が制限された状態で、前記誘電体皮膜上に陰極原料溶液を用いて陰極層を形成する、陰極層形成工程と
を備え、
前記貫通部に嵌合した前記遮断部材は、前記弁作用金属基体の前記陰極部と前記陽極部とを電気的に導通するとともに、前記貫通部から露出する表面が電気絶縁性を有している、
固体電解コンデンサの製造方法。Preparing a valve action metal substrate on which a dielectric film is formed, and a valve action metal substrate preparation step;
A penetration part forming step of forming a penetration part at a boundary position separating the cathode part and the anode part in the valve action metal substrate;
A blocking member fitting step for fitting a blocking member to the penetrating portion;
A cathode layer forming step of forming a cathode layer using a cathode raw material solution on the dielectric film in a state where a formation region is limited by the blocking member;
The blocking member fitted in the through portion electrically connects the cathode portion and the anode portion of the valve metal base, and a surface exposed from the through portion has electrical insulation. ,
A method for producing a solid electrolytic capacitor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013536009A JP5641151B2 (en) | 2011-09-26 | 2012-07-16 | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011208399 | 2011-09-26 | ||
JP2011208399 | 2011-09-26 | ||
JP2013536009A JP5641151B2 (en) | 2011-09-26 | 2012-07-16 | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof |
PCT/JP2012/068030 WO2013046870A1 (en) | 2011-09-26 | 2012-07-16 | Solid electrolyte capacitor and method for producing same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP5641151B2 true JP5641151B2 (en) | 2014-12-17 |
JPWO2013046870A1 JPWO2013046870A1 (en) | 2015-03-26 |
Family
ID=47994926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013536009A Active JP5641151B2 (en) | 2011-09-26 | 2012-07-16 | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5641151B2 (en) |
WO (1) | WO2013046870A1 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7419791B2 (en) | 2019-12-18 | 2024-01-23 | 株式会社村田製作所 | solid electrolytic capacitor |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006137482A1 (en) * | 2005-06-23 | 2006-12-28 | Showa Denko K. K. | Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing same |
WO2007069670A1 (en) * | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Showa Denko K. K. | Capacitor chip and method for manufacturing same |
JP2007165777A (en) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Tdk Corp | Solid electrolytic capacitor and solid electrolytic capacitor manufacturing method |
JP2008066430A (en) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Tdk Corp | Manufacturing method of solid electrolytic capacitor |
JP2008091391A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Showa Denko Kk | Lead frame member for solid electrolytic capacitor |
JP2008235425A (en) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Fujitsu Media Device Kk | Solid electrolytic capacitor element and solid electrolytic capacitor with the same |
JP2011018712A (en) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Solid electrolytic capacitor, and method of manufacturing the same |
JP2011096872A (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Panasonic Corp | Electrode foil and method of manufacturing the same, and capacitor using the electrode foil |
-
2012
- 2012-07-16 JP JP2013536009A patent/JP5641151B2/en active Active
- 2012-07-16 WO PCT/JP2012/068030 patent/WO2013046870A1/en active Application Filing
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006137482A1 (en) * | 2005-06-23 | 2006-12-28 | Showa Denko K. K. | Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing same |
WO2007069670A1 (en) * | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Showa Denko K. K. | Capacitor chip and method for manufacturing same |
JP2007165777A (en) * | 2005-12-16 | 2007-06-28 | Tdk Corp | Solid electrolytic capacitor and solid electrolytic capacitor manufacturing method |
JP2008066430A (en) * | 2006-09-06 | 2008-03-21 | Tdk Corp | Manufacturing method of solid electrolytic capacitor |
JP2008091391A (en) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Showa Denko Kk | Lead frame member for solid electrolytic capacitor |
JP2008235425A (en) * | 2007-03-19 | 2008-10-02 | Fujitsu Media Device Kk | Solid electrolytic capacitor element and solid electrolytic capacitor with the same |
JP2011018712A (en) * | 2009-07-08 | 2011-01-27 | Sanyo Electric Co Ltd | Solid electrolytic capacitor, and method of manufacturing the same |
JP2011096872A (en) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Panasonic Corp | Electrode foil and method of manufacturing the same, and capacitor using the electrode foil |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2013046870A1 (en) | 2013-04-04 |
JPWO2013046870A1 (en) | 2015-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7489624B2 (en) | Electrolytic capacitor and its manufacturing method | |
JP6819691B2 (en) | Manufacturing method of solid electrolytic capacitor and solid electrolytic capacitor | |
WO2017154374A1 (en) | Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing same | |
JP6223800B2 (en) | Method for forming solid electrolytic capacitor | |
JP2015167182A (en) | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method therefor | |
JP4677775B2 (en) | Solid electrolytic capacitor | |
JP5641150B2 (en) | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof | |
JP5641151B2 (en) | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof | |
JP2008078312A (en) | Solid electrolytic capacitor | |
JP5435007B2 (en) | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof | |
JP5733135B2 (en) | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof | |
JP2008091452A (en) | Solid electrolytic capacitor | |
JP2007273502A (en) | Solid electrolytic capacitor | |
US20120147530A1 (en) | Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing the same | |
JP5429392B2 (en) | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof | |
JP5672903B2 (en) | Electrolytic capacitor manufacturing method | |
US20180261393A1 (en) | Electrode foil production method and capacitor production method | |
JP6475417B2 (en) | Solid electrolytic capacitor element, manufacturing method thereof, and solid electrolytic capacitor | |
JP5887163B2 (en) | Solid electrolytic capacitor | |
JP5450001B2 (en) | Electrolytic capacitor manufacturing method | |
JP2007227716A (en) | Laminated solid electrolytic capacitor and manufacturing method therefor | |
JP2009231337A (en) | Solid-state electrolytic capacitor | |
JP2012243783A (en) | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method therefor | |
JP2005191295A (en) | Process for producing electrolytic capacitor | |
JP2005243889A (en) | Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140930 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141013 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5641151 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |