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1. (WO2018142972) SOLID ELECTROLYTIC CAPACITOR
Document

明 細 書

発明の名称 固体電解コンデンサ

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003  

先行技術文献

特許文献

0004  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0005  

課題を解決するための手段

0006   0007  

発明の効果

0008  

図面の簡単な説明

0009  

発明を実施するための形態

0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065  

産業上の利用可能性

0066  

符号の説明

0067   0068  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12  

図面

1   2   3   4   5  

明 細 書

発明の名称 : 固体電解コンデンサ

技術分野

[0001]
 本発明は、第1端部側に設けられた陽極部と第1端部とは逆の第2端部側に設けられた陰極部とを有するコンデンサ素子を具備する固体電解コンデンサに関する。

背景技術

[0002]
 固体電解コンデンサは、等価直列抵抗(ESR)が小さく、周波数特性が優れているため、様々な電子機器に搭載されている。固体電解コンデンサは、少なくとも1つのコンデンサ素子を含む。コンデンサ素子は、陽極部と陰極部とで構成されている。陰極部には、導電性接着剤を介して陰極リードが接続されている。また、複数のコンデンサ素子を積層する場合には、陰極部同士が、導電性接着剤を介して接続されている。
[0003]
 特許文献1は、リフロー処理の熱による漏れ電流の増大を抑制する観点から、陽極部と陰極部との境界に絶縁性樹脂層を形成することを提案している。一方、特許文献2は、湿気や酸素を遮蔽する絶縁性のバリア層でコンデンサ素子を被覆することを提案している。

先行技術文献

特許文献

[0004]
特許文献1 : 特開2011-155236号公報
特許文献2 : 特開2007-194310号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0005]
 特許文献1の絶縁性樹脂層は、漏れ電流を抑制するために陰極部の僅かな部分を覆うものであり、湿気や酸素を遮蔽する機能を有するものではない。また、特許文献2は、フィルム基材上に形成されたバリア層をコンデンサ素子の表面に転写するものであり、固体電解コンデンサが小型化するほど、陰極部を過不足なく被覆することが困難になる。中でも複数のコンデンサ素子を積層した素子積層体を具備する固体電解コンデンサの場合、その最表面しかバリア層で被覆することができず、固体電解コンデンサの劣化を抑制することは困難である。

課題を解決するための手段

[0006]
 本発明の一側面は、第1端部側に設けられた陽極部と、前記第1端部とは逆の第2端部側に前記陽極部に隣接するように設けられた陰極部とを有するコンデンサ素子と、前記陰極部に接続された陰極リードと、を具備し、前記コンデンサ素子は、前記陰極部の表面において、前記第1端部側に設けられた絶縁性の第1保護層および前記第2端部側に設けられた絶縁性の第2保護層の少なくとも一方を有し、前記陰極部と前記陰極リードとは、導電性接着剤層を介して接続されている、固体電解コンデンサに関する。
[0007]
 本発明の別の側面は、第1端部側に設けられた陽極部と、前記第1端部とは逆の第2端部側に前記陽極部に隣接するように設けられた陰極部とを有する複数のコンデンサ素子を積層した素子積層体を具備し、前記複数のコンデンサ素子は、前記陰極部の表面において、前記第1端部側に設けられた絶縁性の第1保護層および前記第2端部側に設けられた絶縁性の第2保護層の少なくとも一方を有し、前記複数のコンデンサ素子の前記陰極部同士は、導電性接着剤層を介して接続されている、固体電解コンデンサに関する。

発明の効果

[0008]
 本発明によれば、固体電解コンデンサの劣化が抑制される。

図面の簡単な説明

[0009]
[図1] 第1実施形態に係る積層された複数のコンデンサ素子を具備する固体電解コンデンサの一例の縦断面図である。
[図2] 第1実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す断面図である。
[図3] 第2実施形態に係る積層された複数のコンデンサ素子を具備する固体電解コンデンサの一例の縦断面図である。
[図4] 第2実施形態に係るコンデンサ素子の一例を模式的に示す断面図である。
[図5] 第2実施形態に係る積層された複数のコンデンサ素子を具備する別の固体電解コンデンサの一例の縦断面図である。

発明を実施するための形態

[0010]
<第1実施形態>
 本実施形態に係る固体電解コンデンサは、1つ以上のコンデンサ素子を具備する。コンデンサ素子は、第1端部側に設けられた陽極部と、第1端部とは逆の第2端部側に陽極部に隣接するように設けられた陰極部とを有する。陰極部の表面の第1端部側には、絶縁性の第1保護層が設けられており、第2端部側には、絶縁性の第2保護層が設けられている。
[0011]
 通常、陰極部には陰極リードが、陽極部には陽極リードがそれぞれ電気的に接続されている。陰極リードは、導電性接着剤層を介して、陰極部と電気的に接続することができる。
[0012]
 固体電解コンデンサは、複数(2つ以上)のコンデンサ素子を積層した素子積層体を具備してもよい。複数のコンデンサ素子は、例えば、陽極部同士が重なり、陰極部同士が重なるように積層される。この場合、複数の陽極部が積層された陽極積層部および複数の陰極部が積層された陰極積層部に、それぞれ陽極リードおよび陰極リードが接続される。
[0013]
 素子積層体においては、2つ以上のコンデンサ素子の陰極部の表面に、それぞれ第1端部側に絶縁性の第1保護層を設け、第2端部側に絶縁性の第2保護層を設けてもよい。そして、コンデンサ素子の陰極部同士を、導電性接着剤層を介して電気的に接続してもよい。また、全てのコンデンサ素子の陰極部をそれぞれ個別に第1保護層および第2保護層で被覆することが好ましい。
[0014]
 第1保護層と第2保護層を具備する固体電解コンデンサは、第1保護層と第2保護層により陰極部を過不足なく被覆することが可能である。また、第1保護層と第2保護層との間の領域は、湿気や酸素の影響を比較的受けにくい。よって、第1保護層と第2保護層によれば、コンデンサ素子に対する湿気、酸素などの影響を大きく低減することができる。一方、第1保護層や第2保護層は、陰極部と陰極リードとの接続または陰極部同士の接続を阻害するものではないため、低ESRを達成することも容易である。更に、両端に第1保護層および第2保護層を有する構造体は対象性に優れるため、陰極部と陰極リードとの接続または陰極部同士の接続の信頼性も向上する。
[0015]
 コンデンサ素子は、例えば、箔状の陽極体と、陽極体の表面に設けられた誘電体層と、誘電体層の一部を覆うように第2端部側に設けられた固体電解質層と、固体電解質層の少なくとも一部を覆う陰極引出層とを有する。陽極部は、陽極体の固体電解質層に覆われていない領域で構成される。一方、陰極部は、固体電解質層と陰極引出層とで構成される。
[0016]
 固体電解質層の少なくとも一部を覆う陰極引出層は、例えば、カーボン層と、導電性ペースト層とを具備する。導電性ペースト層は、通常、熱硬化性の樹脂成分と、樹脂成分に分散させた金属粒子とを含む導電性ペーストから形成される。導電性ペーストを加熱して樹脂成分を硬化させてもよい。樹脂成分は、外気(湿気、酸素など)を透過させるが、絶縁性の第1保護層および第2保護層で陰極部を被覆することで、湿気、酸素などが陰極部に到達しにくくなる。よって、陰極部(特に固体電解質層)の劣化もしくは固体電解コンデンサのESRの上昇が抑制される。
[0017]
 固体電解質層は、陰極引出層で覆われない露出部を有することがある。固体電解質層の露出部は、特に外部からの湿気や酸素の影響を受け易いため、露出部を起点に固体電解質層の劣化が進行しやすくなる。よって、第1保護層は、固体電解質層の露出部の少なくとも一部を覆っていることが好ましい。これにより、固体電解コンデンサの劣化が更に抑制される。
[0018]
 第2保護層は、第2端部側に配される陰極部の端面を覆っていることが好ましい。すなわち、第2保護層は、箔状のコンデンサ素子が有する陰極部の第2端部側の両主面だけでなく、当該両主面に形成された第2保護層を連続させるように第2端部の端面を覆っていることが好ましい。第2保護層は、両主面および端面に加え、2つの側面も覆っていることが好ましい。
[0019]
 第1保護層と第2保護層とは、互いに離間していることが好ましい。これにより、第1保護層と第2保護層との間に、いずれの保護層も介在させずに導電性接着剤層による導電経路を形成することができる。よって、固体電解コンデンサのESRの低減に有利となる。
[0020]
 第1保護層および第2保護層の組み合わせは、陰極部の表面の60%以上を覆っていることが好ましい。このように、第1保護層および第2保護層により、陰極部の多くの表面を被覆することにより、外部からの湿気や酸素による固体電解コンデンサの劣化が更に抑制される。
[0021]
 コンデンサ素子は、通常、陽極リードの一部および陰極リードの一部とともに外装樹脂により封止される。外装樹脂は、固体電解コンデンサの外装体を構成する。陽極の外部端子として機能する陽極リードの一部および陰極の外部端子として機能する陰極リードの一部は、それぞれ外装樹脂で覆われずに外部に導出される。陽極リードおよび陰極リードはいずれも金属材料であり、例えば金属製板材から切り出された材料で形成されている。
[0022]
 図1は、複数のコンデンサ素子120(120A~120C)が積層された素子積層体を備える固体電解コンデンサ130を模式的に示す断面図である。図2は、コンデンサ素子20の構造を模式的に示す断面図である。
[0023]
 複数のコンデンサ素子120は、それぞれ陽極部110Nと陰極形成部110Eとを有する箔状の陽極体111を具備する。陽極部110Nは、コンデンサ素子120の第1端部1201側を構成する。陰極形成部110Eは、コンデンサ素子120の第2端部1202側を構成する。陽極部110Nと陰極形成部110Eとを有する陽極体111は、例えば金属箔の一部をエッチングすることにより形成される。
[0024]
 陰極形成部110Eの表面には、誘電体層122が形成されている。図示例にかかわらず、誘電体層122は、陽極部110Nを含む陽極体111の全体に形成してもよい。誘電体層122の一部は固体電解質層123で覆われ、固体電解質層123は陰極引出層124(カーボン層124Aおよび導電性ペースト層124B)で覆われている。すなわち、陽極部110Nは、陽極体111の固体電解質層123に覆われない領域から形成されている。陰極部は、固体電解質層123および陰極引出層124により構成されている。
[0025]
 コンデンサ素子120A~120Cは、いずれも陰極部の第1端部1201側が第1保護層125Aで覆われ、第2端部1202側が第2保護層125Bで覆われている。固体電解質層123の最も第1端部1201側には、陰極引出層124で覆われない固体電解質層123の露出部123Tが存在する。ただし、露出部123Tは、第1保護層125Aで覆われているため、露出部123Tを起点とする固体電解質層123の劣化は抑制される。また、陰極部の大半の領域(例えば60%以上)が、第1保護層125Aおよび第2保護層125Bの組み合わせにより覆われているため、露出部123Tだけでなく、陰極部の大半が外気からの湿気や酸素から遮蔽される。
[0026]
 陰極部の表面の第1端部側を第1保護層125Aにより、第2端部側を第2保護層125Bにより被覆する際には、例えば、導電性接着剤層126が配置される領域を残して、陰極部に絶縁材料の溶液を塗布し、乾燥させればよい。このとき、図2に示されるように、陰極部の第2端部1202側の端面(および側面)の全体を第2保護層125Bで被覆することが好ましい。その後、少なくとも第1保護層125Aと第2保護層125Bとの間に導電性接着剤が塗布される。
[0027]
 コンデンサ素子120A~120C同士は、陰極部間に介在する導電性接着剤層126により並列に接続されている。複数の陽極部110Nが重ねられた陽極積層部には、所定形状に折り曲げ成形された陽極リード132が電気的に接続されている。陰極積層部には、導電性接着剤層126を介して、陰極リード133が電気的に接続されている。第1保護層125Aと第2保護層125Bとは互いに離間しているため、これらの接続が各保護層によって大きく阻害されることはない。
[0028]
 次に、素子積層体が、陽極リード132の一部および陰極リード133の一部とともに外装樹脂131により封止される。陽極リード132の一部および陰極リード133の一部は、外装樹脂131から露出して外部端子として機能する。
[0029]
 本発明によれば、陰極部が、導電性接着剤層の両側に配置された第1保護層および第2保護層により覆われているため、固体電解コンデンサの劣化が抑制される。
[0030]
<第2実施形態>
 本実施形態に係る固体電解コンデンサは、1つ以上のコンデンサ素子を具備する。コンデンサ素子は、第1端部側に設けられた陽極部と、第1端部とは逆の第2端部側に陽極部に隣接するように設けられた陰極部とを有する。通常、陰極部には陰極リードが、陽極部には陽極リードがそれぞれ電気的に接続されている。陰極リードは、導電性接着剤層を介して、陰極部と電気的に接続することができる。
[0031]
 特許文献1が提案する構造では、コンデンサ素子の陰極部同士を接続し、もしくは陰極部と陰極リードとを接続する場合、導電性接着剤は、短絡を防止する観点から、陽極部と陰極部との境界から離間した位置に配される。そのため、絶縁性樹脂層と導電性接着剤との間には陰極部が露出する隙間が形成される。このような隙間が存在すると、隙間付近の部位に応力が集中し、コンデンサ素子の強度が低下することがある。また、コンデンサ素子を外装樹脂で封止する際には、隙間に外装樹脂が侵入できず、固体電解コンデンサに内部空隙が形成されやすくなる。更に、陰極部が露出する隙間から湿気や酸素が浸入することにより、陰極層が劣化しやすくなる。
[0032]
 以上に鑑み、本実施形態では、陰極部の表面の少なくとも第1端部側に、絶縁性の第1保護層が設けられている。陰極部の表面の第1端部側は、陽極部との境界を含んでいる。陽極部と陰極部との境界は、湿気、酸素などの影響を受けやすく、境界を起点に陰極部が劣化しやすい。陰極部の表面の第1端部側を第1保護層で覆うことにより、陰極部の劣化を効果的に抑制することができる。第1保護層は、陽極部と陰極部との境界をできるだけ覆っていることが好ましい。第1保護層に加え、更に、陰極部の表面の第2端部側に第2保護層を設けてもよい。
[0033]
 固体電解コンデンサは、複数(2つ以上)のコンデンサ素子を積層した素子積層体を具備してもよい。複数のコンデンサ素子は、例えば、陽極部同士が重なり、陰極部同士が重なるように積層される。この場合、複数の陽極部が積層された陽極積層部および複数の陰極部が積層された陰極積層部に、それぞれ陽極リードおよび陰極リードが接続される。
[0034]
 素子積層体においては、2つ以上のコンデンサ素子の陰極部の表面に、それぞれ絶縁性の第1保護層を設けてもよい。そして、コンデンサ素子の陰極部同士を、導電性接着剤層を介して電気的に接続してもよい。また、全てのコンデンサ素子の陰極部にそれぞれ個別に第1保護層を設けることが好ましい。これにより、陽極部と陰極部との境界に対する湿気、酸素などの影響を大きく低減することができる。
[0035]
 陽極部と陰極部との境界(陰極部の第1端部側)から第2端部までの長さをLとするとき、第1保護層は、当該境界から少なくとも0.5×Lまでの陰極部の領域を覆っていることが好ましい。このような第1保護層を具備する固体電解コンデンサは、湿気、酸素などの影響を大きく低減できる。
[0036]
 ここで、陰極部と陰極リードとを接続し、もしくは陰極部同士を接続する導電性接着剤層は、コンデンサ素子に設けられた第1保護層の少なくとも一部を覆うように配置される。このとき、第1保護層と導電性接着剤との間に隙間が形成されないように、第1保護層と導電性接着剤とを設けることが好ましい。導電性接着剤と陰極部とが電気的に接続され得る限り、陰極部の表面の第1保護層で覆われる割合は特に限定されないが、陰極部の劣化を抑制する観点からは、陰極部の表面のできるだけ多くの割合を第1保護層で覆うことが好ましい。一方、ESRを低減する観点からは、陰極部の表面のできるだけ多くの割合を導電性接着剤層と接触させることが好ましい。また、内部短絡を防止する観点からは、陽極部と陰極部との境界(陰極部の第1端部側)から0.25×Lまでの第1保護層の領域は、導電性接着剤層で覆われないことが好ましい。
[0037]
 コンデンサ素子は、例えば、箔状の陽極体と、陽極体の表面に設けられた誘電体層と、誘電体層の一部を覆うように第2端部側に設けられた固体電解質層と、固体電解質層の少なくとも一部を覆う陰極引出層とを有する。陽極部は、陽極体の固体電解質層に覆われていない領域で構成される。一方、陰極部は、固体電解質層と陰極引出層とで構成される。
[0038]
 固体電解質層の少なくとも一部を覆う陰極引出層は、例えば、カーボン層と導電性ペースト層とを具備する。導電性ペースト層は、通常、熱硬化性の樹脂成分と、樹脂成分に分散させた金属粒子とを含む導電性ペーストから形成される。導電性ペーストを加熱して樹脂成分を硬化させてもよい。樹脂成分は、外気(湿気、酸素など)を透過させる。湿気、酸素などの影響を受けやすい陰極部の第1端部側の表面を絶縁性の第1保護層で被覆することで、陰極部(特に固体電解質層)の劣化もしくは固体電解コンデンサのESRの上昇が抑制される。
[0039]
 固体電解質層は、陰極引出層で覆われない露出部を有することがある。固体電解質層の露出部は、特に外部からの湿気や酸素の影響を受け易いため、露出部を起点に固体電解質層の劣化が進行しやすくなる。よって、第1保護層は、固体電解質層の露出部の少なくとも一部を覆っていることが好ましい。これにより、固体電解コンデンサの劣化が更に抑制される。
[0040]
 更に、第2保護層を陰極部の表面の第2端部側に設けてもよい。このとき、第2保護層は、陰極部の第2端部側の端面を覆っていることが好ましい。すなわち、第2保護層は、箔状のコンデンサ素子が有する陰極部の第2端部側の両主面だけでなく、当該両主面に形成された第2保護層を連続させるように第2端部の端面を覆っていることが好ましい。第2保護層は、両主面および端面に加え、2つの側面も覆っていることが好ましい。
[0041]
 第1端部側および第2端部側にそれぞれ第1および第2保護層を設ける場合、これらの保護層は、互いに離間していることが好ましい。これにより、第1保護層と第2保護層との間に、いずれの保護層も介在しない導電性接着剤層による導電経路を形成することができる。よって、固体電解コンデンサのESRの低減に有利となる。
[0042]
 第2保護層を有さない場合には、第1保護層は、陰極部の表面の50%以上を覆っていることが好ましい。このように第1保護層を設けることにより、外部からの湿気や酸素による陰極部の劣化が更に抑制される。第2保護層を有する場合には、第1保護層と第2保護層の組み合わせによって、陰極部の表面の60%以上が覆われていることが好ましい。なお、導電性接着剤層にも外部からの湿気や酸素を遮蔽する効果があるため、第1保護層および導電性接着剤層の組み合わせによって、陰極部の表面の60%以上を覆ってもよい。また、第1および第2保護層と導電性接着剤層との組み合わせによって、陰極部の表面の60%以上を覆ってもよい。
[0043]
 コンデンサ素子は、通常、陽極リードの一部および陰極リードの一部とともに外装樹脂により封止される。外装樹脂は、固体電解コンデンサの外装体を構成する。陽極の外部端子として機能する陽極リードの一部および陰極の外部端子として機能する陰極リードの一部は、それぞれ外装樹脂で覆われずに外部に導出される。陽極リードおよび陰極リードは、いずれも金属材料であり、例えば金属製板材から切り出された材料で形成されている。
[0044]
 図3は、複数のコンデンサ素子220(220A~220C)が積層された素子積層体を備える固体電解コンデンサ230を模式的に示す断面図である。図4は、コンデンサ素子220の構造を模式的に示す断面図である。
[0045]
 複数のコンデンサ素子220は、それぞれ陽極部210Nと陰極形成部210Eとを有する箔状の陽極体211を具備する。陽極部210Nは、コンデンサ素子220の第1端部2201側を構成する。陰極形成部210Eは、コンデンサ素子220の第2端部2202側を構成する。陽極部210Nと陰極形成部210Eとを有する陽極体211は、例えば金属箔の一部をエッチングすることにより形成される。
[0046]
 陰極形成部210Eの表面には、誘電体層222が形成されている。図示例にかかわらず、誘電体層222は、陽極部210Nを含む陽極体211の全体に形成してもよい。誘電体層222は、固体電解質層223で覆われ、固体電解質層223は陰極引出層224(カーボン層224Aおよび導電性ペースト層224B)で覆われている。すなわち、陽極部210Nは、陽極体211の固体電解質層223に覆われない領域から形成されている。陰極部は、固体電解質層223および陰極引出層224により構成されている。
[0047]
 コンデンサ素子220A~220Cは、いずれも陰極部の第1端部2201側が保護層225で覆われている。固体電解質層223の最も第1端部2201側には、陰極引出層224で覆われない固体電解質層223の露出部223Tが存在する。ただし、露出部223Tは、保護層225で覆われているため、露出部223Tを起点とする固体電解質層223の劣化は抑制される。また、陰極部の第1端部側の多くの領域が、保護層225により覆われているため、露出部223Tだけでなく、陰極部の第1端部側が全体的に、外気からの湿気や酸素から遮蔽される。
[0048]
 陰極部の表面の第1端部側を保護層225により被覆する際には、例えば、陰極部の第1端部側に絶縁材料の溶液を塗布し、乾燥させればよい。その後、保護層225の少なくとも一部が覆われるように導電性接着剤が塗布される。
[0049]
 コンデンサ素子220A~220C同士は、陰極部間に介在する導電性接着剤層226により並列に接続されている。導電性接着剤層226は、いずれも保護層225の一部を覆い、かつ保護層225と導電性接着剤層226との間に隙間が形成されないように配置されるとともに、陰極引出層224と電気的に接続されている。複数の陽極部210Nが重ねられた陽極積層部には、所定形状に折り曲げ成形された陽極リード232が電気的に接続されている。陰極積層部には、導電性接着剤層226を介して、陰極リード233が電気的に接続されている。
[0050]
 次に、素子積層体が、陽極リード232の一部および陰極リード233の一部とともに外装樹脂231により封止される。陽極リード232の一部および陰極リード233の一部は、外装樹脂231から露出して外部端子として機能する。
[0051]
 図5は、複数のコンデンサ素子220(220A~220C)が積層された素子積層体を備える別の実施形態に係る固体電解コンデンサ230Aを模式的に示す断面図である。図5では、図3の構成要素に対応する構成要素に、図3と同じ符号を付している。図5では、コンデンサ素子220A~220Cは、いずれも陰極部の第1端部2201側が第1保護層225Aで覆われ、第2端部2202側が第2保護層225Bで覆われている。この場合、陰極部の大半の領域(例えば60%以上)が、第1保護層225Aおよび第2保護層225Bの組み合わせにより覆われているため、陰極部の大半が外気からの湿気や酸素から遮蔽される。
[0052]
 陰極部の表面の第1端部側を第1保護層225Aにより、第2端部側を第2保護層225Bにより被覆する際には、例えば、導電性接着剤層226が配置される領域を残して、陰極部に絶縁材料の溶液を塗布し、乾燥させればよい。このとき、図5に示されるように、陰極部の第2端部2202側の端面(および側面)の全体を第2保護層225Bで被覆することが好ましい。その後、第1保護層225Aと第2保護層225Bとの間に導電性接着剤が塗布される。第1保護層225Aと第2保護層225Bとは互いに離間しているため、コンデンサ素子間の接続やコンデンサ素子と陰極リードとの接続が保護層225によって大きく阻害されることはない。
[0053]
 本実施形態によれば、導電性接着剤が保護層の少なくとも一部を覆うように配置されるため、保護層と導電性接着剤との間に陰極部が露出するような隙間が形成されにくい。また、そのような隙間から湿気や酸素が浸入することによる陰極層の劣化を抑制しやすくなる。よって、コンデンサ素子の強度および信頼性に優れた固体電解コンデンサが得られる。
[0054]
 次に、固体電解コンデンサの構成要素について更に説明する。
(陽極体)
 陽極部を形成する陽極体は、弁作用金属を含み、第1主面とその反対側の第2主面とを備える箔(金属箔)である。弁作用金属としては、チタン、タンタル、アルミニウム、ニオブなどが使用される。陽極体の厚さは、特に限定されないが、例えば50~250μmである。
[0055]
(誘電体層)
 誘電体層は、陽極体の表面を化成処理等で陽極酸化することにより形成される。弁作用金属としてアルミニウムを用いた場合には、Al 23を含む誘電体層が形成される。誘電体層はこれに限らず、誘電体として機能するものであればよい。
[0056]
(固体電解質層)
 固体電解質層は、導電性高分子を含むことが好ましい。導電性高分子としては、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアセン、および/またはポリチオフェンビニレン、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層は、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。
[0057]
(陰極引出層)
 陰極引出層は、集電機能を有する構成であればよい。陰極引出層は、例えば、カーボン層と、カーボン層の表面に形成された導電性ペースト層とを有している。カーボン層は、導電性炭素材料を含む組成物により形成される。導電性炭素材料としては、カーボンブラック、黒鉛、グラフェン、カーボンナノチューブなどを用いることができる。
[0058]
 導電性ペースト層は、樹脂成分および金属粒子を含む導電性ペーストを加熱し、樹脂成分を硬化させることにより形成される。金属粒子には、例えば銀粒子が用いられる。樹脂組成物は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを含み、中でもエポキシ樹脂が好ましい。
[0059]
(第1保護層および第2保護層)
 第1保護層および第2保護層は、外部からの湿気や酸素を遮蔽する機能を有する絶縁材料により形成すればよい。絶縁材料としては、ポリフェニレンスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ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、ポリイミド、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂などが挙げられる。中でも、ポリアミドイミド樹脂が、絶縁性に優れ、陰極部に密着しやすく、緻密な層を形成できる点で好ましい。また、ポリアミドイミド樹脂は、薄く、均質な保護層を容易に形成することができ、固体電解コンデンサの低背化に有利である。ポリアミドイミド樹脂は、湿気や酸素を遮蔽する効果にも特に優れている。
[0060]
 第1保護層および第2保護層は、同じ絶縁材料で形成してもよく、異なる絶縁材料で形成してもよい。第1保護層および第2保護層の少なくとも一方は、ポリアミドイミド樹脂を含むことが好ましい。
[0061]
 第1保護層および第2保護層は、例えば、絶縁材料を溶媒に溶解させた溶液を、陰極部の表面の第1端部側または第2端部側に塗布し、その後、溶媒を揮発させることにより設けることができる。
[0062]
 第1保護層および第2保護層の厚さは、0.5μm以上が好ましく、1μm以上がより好ましい。コンデンサ素子を積層した素子積層体の厚さが大きくならないように、第1保護層および第2保護層の厚さは5μm以下が好ましい。
[0063]
(導電性接着剤層)
 導電性接着剤層は、例えば、樹脂成分および金属粒子を含む導電性接着剤を陰極部に塗布し、樹脂成分を硬化させることにより形成される。金属粒子には、例えば銀粒子が用いられる。樹脂成分は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを含むことが好ましい。
[0064]
(外装樹脂)
 外装樹脂は、固体電解コンデンサの外装体を構成する。外装体は、例えば樹脂組成物のトランスファー成形により形成すればよい。樹脂組成物は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、ポリイミド、ポリアミドイミド、不飽和ポリエステルなどの樹脂成分を含む。
[0065]
 外装樹脂は、フィラーを含むことが望ましい。フィラーの平均粒子径は、特に限定されない。フィラーの種類は、特に限定されないが、シリカ、アルミナなどを用いることができる。

産業上の利用可能性

[0066]
 本発明に係る固体電解コンデンサは、劣化しにくいため、長期間にわたって高温環境下で使用される用途などに適している。

符号の説明

[0067]
 110N:陽極部、110E:陰極形成部、111:陽極体、120(120A,120B,120C):コンデンサ素子、122:誘電体層、123:固体電解質層、123T:露出部、124:陰極引出層(124A:カーボン層、125B:銀ペースト層)、125A:第1保護層、125B:第2保護層、126:導電性接着剤層、130:固体電解コンデンサ、131:外装樹脂、132:陽極リード、133:陰極リード、1201:第1端部、1202:第2端部
[0068]
 210N:陽極部、210E:陰極形成部、211:陽極体、220(220A,220B,220C):コンデンサ素子、222:誘電体層、223:固体電解質層、223T:露出部、224:陰極引出層(224A:カーボン層、225B:銀ペースト層)、225:保護層、226:導電性接着剤層、230(230A):固体電解コンデンサ、231:外装樹脂、232:陽極リード、233:陰極リード、2201:第1端部、2202:第2端部

請求の範囲

[請求項1]
 第1端部側に設けられた陽極部と、前記第1端部とは逆の第2端部側に前記陽極部に隣接するように設けられた陰極部とを有するコンデンサ素子と、
 前記陰極部に接続された陰極リードと、を具備し、
 前記コンデンサ素子は、前記陰極部の表面において、前記第1端部側に設けられた絶縁性の第1保護層および前記第2端部側に設けられた絶縁性の第2保護層の少なくとも一方を有し、
 前記陰極部と前記陰極リードとは、導電性接着剤層を介して接続されている、固体電解コンデンサ。
[請求項2]
 前記コンデンサ素子は、前記第1保護層と前記第2保護層とを有し、
 前記導電性接着剤層は、少なくとも前記第1保護層と前記第2保護層との間に設けられている、請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
[請求項3]
 前記コンデンサ素子は、少なくとも前記第1保護層を有し、
 前記導電性接着剤層は、前記第1保護層の少なくとも一部を覆うように配置されている、請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
[請求項4]
 第1端部側に設けられた陽極部と、前記第1端部とは逆の第2端部側に前記陽極部に隣接するように設けられた陰極部とを有する複数のコンデンサ素子を積層した素子積層体を具備し、
 前記複数のコンデンサ素子は、前記陰極部の表面において、前記第1端部側に設けられた絶縁性の第1保護層および前記第2端部側に設けられた絶縁性の第2保護層の少なくとも一方を有し、
 前記複数のコンデンサ素子の前記陰極部同士は、導電性接着剤層を介して接続されている、固体電解コンデンサ。
[請求項5]
 前記コンデンサ素子は、前記第1保護層と前記第2保護層とを有し、
 前記導電性接着剤層は、少なくとも前記第1保護層と前記第2保護層との間に設けられている、請求項4に記載の固体電解コンデンサ。
[請求項6]
 前記複数のコンデンサ素子は、少なくとも前記第1保護層を有し、
 前記導電性接着剤層は、それぞれの前記第1保護層の少なくとも一部を覆うように配置されている、請求項4に記載の固体電解コンデンサ。
[請求項7]
 前記第2保護層が、前記第2端部側に配される前記陰極部の端面を覆っている、請求項2または5に記載の固体電解コンデンサ。
[請求項8]
 前記第1保護層と前記第2保護層とが離間している、請求項2、5または7に記載の固体電解コンデンサ。
[請求項9]
 前記第1保護層および前記第2保護層の組み合わせが、前記陰極部の表面の60%以上を覆っている、請求項2、5、7または8に記載の固体電解コンデンサ。
[請求項10]
 前記コンデンサ素子が、箔状の陽極体と、前記陽極体の表面に設けられた誘電体層と、前記誘電体層の少なくとも一部を覆うように前記第2端部側に設けられた固体電解質層と、前記固体電解質層の少なくとも一部を覆う陰極引出層とを有し、
 前記陽極部が、前記陽極体の前記固体電解質層に覆われていない領域で構成され、
 前記陰極部が、前記固体電解質層と前記陰極引出層とで構成され、
 前記固体電解質層が、前記陰極引出層で覆われない露出部を有し、
 前記第1保護層が、前記露出部の少なくとも一部を、前記陰極引出層の表面の少なくとも一部とともに覆っている、請求項2、3、5、6、7、8または9に記載の固体電解コンデンサ。
[請求項11]
 前記第2保護層が、前記第2端部側に設けられており、前記第2端部側に配される前記陰極部の端面を覆っている、請求項3、6または10に記載の固体電解コンデンサ。
[請求項12]
 前記第1保護層および/または前記第2保護層が、ポリアミドイミド樹脂を含む、請求項1~11のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]