固體電解電容器及其製造方法
2023-10-09 05:43:44 3
固體電解電容器及其製造方法
【專利摘要】本發明提供應對大容量化且低成本的固體電解電容器。固體電解電容器(20)具有以在層間夾設固體電解質層(7)的方式層疊多片電介質被覆閥作用金屬片(4)而成的層疊體(5)，所述電介質被覆閥作用金屬片(4)在閥作用金屬基體(1)的表面的至少一部分形成有電介質被膜，在所述層疊體(5)的內部，相鄰的所述電介質被覆閥作用金屬片(4)的所述閥作用金屬基體(1)彼此接合，在夾設於所述電介質被覆閥作用金屬片(4)的層間的所述固體電解質層(7)的內部配置有絕緣片(9)。
【專利說明】固體電解電容器及其製造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及固體電解電容器及其製造方法。
【背景技術】
[0002]隨著電氣電子設備的小型薄型化，固體電解電容器被要求進一步小型大容量化。
[0003]例如，在專利文獻I公開的固體電解電容器中，為了實現小型大容量化，以往，將在閥作用金屬基體的表面形成氧化被膜而成的陽極體分為陽極部(陽極引線部)和陰極部(陰極形成部)，在陽極體的一端配置絕緣隔離體，從而使陽極體與陰極部的層疊體的多層
化容易。
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2005-79463號公報
[0006]在專利文獻I記載的固體電解電容器中，為了增大容量，需要增大閥作用金屬基體(陽極部)與陰極部接觸的表面積。因此，例如必須加長閥作用金屬基體等，但在加長閥作用金屬基體的情況下，僅憑配置於其一端的絕緣隔離體難以維持閥作用金屬基體的層間高度，根據情況不同，有時會相反地導致容量降低。
[0007]另外，為了製造這樣的固體電解電容器，必須準備多片預先形成了氧化被膜及陰極的板狀的閥作用金屬基體，並將該多片閥作用金屬基體隔著絕緣隔離體層疊，製造繁雜，導致成本上升。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在於提供應對大容量化且低成本的固體電解電容器及其製造方法。
[0009]作為技術手段，本發明的固體電解電容器具有以在層間夾設固體電解質層的方式層疊多片電介質被覆閥作用金屬片而成的層疊體，所述電介質被覆閥作用金屬片在閥作用金屬基體的表面的至少一部分形成有電介質被膜，在所述層疊體的內部，相鄰的所述電介質被覆閥作用金屬片的所述閥作用金屬基體彼此接合，在夾設於所述電介質被覆閥作用金屬片的層間的所述固體電解質層的內部配置有絕緣片。
[0010]在專利文獻I (參照專利文獻I的圖4)記載的層疊型固體電解電容器中，通過在閥作用金屬基體(專利文獻I的陽極部)的一端部間配置絕緣隔離體，來實現陰極部與閥作用金屬基體的多層化。但是，在為了增大電容器的容量值而加長閥作用金屬基體的情況下，配置於一端部間的絕緣隔離體難以維持閥作用金屬基體的層間高度，根據情況不同，相鄰的形成有電介質被膜的電介質被覆閥作用金屬片彼此會接觸。因此，相反地會導致容量降低。另外，為了製造這樣的固體電解電容器，準備多片預先形成有氧化被膜及陰極部的板狀的閥作用金屬基體，並將該多片閥作用金屬基體通過絕緣隔離體層疊，因此，製造繁雜，導致成本上升。與此相對，根據本發明的固體電解電容器，由於沿著電介質被覆閥作用金屬片配置絕緣片，因此，閥作用金屬基體的層間高度必然被以絕緣片的高度保持。而且，能在包含閥作用金屬基體的電介質被覆閥作用金屬片與絕緣片層疊多個而成的層疊體的狀態下一併形成固體電解質層，因此，提供每單位體積的靜電電容較大、低成本的固體電解電容器。
[0011]以本發明的固體電解電容器的I個技術方案為基礎，也可以為，絕緣片至少具有一個開口部，通過該開口部，相鄰的電介質被覆閥作用金屬片在閥作用金屬基體彼此接合，且閥作用金屬基體的接合部與固體電解質層電絕緣。
[0012]以本發明的固體電解電容器的I個技術方案為基礎，也可以為，絕緣片被實施了用於提高與乙醇及水的親和性的表面處理。
[0013]若對絕緣片預先實施表面處理，則能促進用於形成固體電解質層的原料溶液的浸透，因此，能容易地在電介質被覆閥作用金屬片與絕緣片的間隙形成固體電解質層。
[0014]絕緣片優選由彈性率低的材料構成。在將彈性率低的材料用為絕緣片的情況下，在實施固體電解電容器的樹脂外裝時，能緩和對閥作用金屬基體施加的應力，從而能抑制對電介質被覆金屬片的電介質被膜的損傷。
[0015]在本發明的固體電解電容器的I個技術方案中，絕緣片具有多個小孔，從固體電解質層向該多個小孔填充固體電解質。
[0016]在固體電解質層相對於電介質被覆閥作用金屬片的覆蓋性(或接觸性)低的情況下(例如在顯微觀察時電介質被覆閥作用金屬片與固體電解質層不充分接觸、在它們之間存在有空氣等的情況下)，固體電解電容器的容量降低。與此相對，根據本發明的固體電解電容器的上述技術方案，由於在絕緣片上存在有多個小孔，因此，在利用固體電解質層填充電介質被覆閥作用金屬片之間的間隙時，在該間隙容易浸透有固體電解質層的原料溶液，能提高固體電解質層相對於電介質被覆閥作用金屬片的覆蓋性。因此，根據本發明的固體電解電容器的上述技術方案，能進一步增大固體電解電容器的靜電電容。
[0017]本發明的固體電解電容器的製造方法包括下述工序:將在閥作用金屬基體的表面的至少一部分形成有電介質被膜的多個電介質被覆閥作用金屬片在相鄰的電介質被覆閥作用金屬片之間與絕緣片交替層疊的工序；在層疊的多個電介質被覆閥作用金屬片中，將相鄰的閥作用金屬基體彼此接合而獲得電介質被覆閥作用金屬片的層疊體的工序；將固體電解質層以填充於形成有電介質被膜的電介質被覆閥作用金屬片與絕緣片的間隙中且覆蓋層疊體的外表面的方式形成為連續層的工序。
[0018]以本發明的固體電解電容器的製造方法為基礎，也可以為，絕緣片至少具有I個開口部，通過該開口部，相鄰的電介質被覆閥作用金屬片在閥作用金屬基體彼此接合，閥作用金屬基體的接合部與固體電解質層電絕緣。
[0019]本發明的固體電解電容器的製造方法也可以為，還包括預先對絕緣片實施提高與乙醇及水的親和性的表面處理的工序。
[0020]另外，本發明的固體電解電容器的製造方法也可以為，絕緣片具有多個小孔，從固體電解質層向該多個小孔填充固體電解質。
[0021]根據本發明，由於在夾設於電介質被覆閥作用金屬片的層間的固體電解質層的內部配置絕緣片，因此，能利用層疊體一併形成固體電解質層，固體電解質層的原料溶液向電介質被覆閥作用金屬片與絕緣片之間的間隙的浸透容易，能控制固體電解質層的厚度，因此，能提供應對大容量化、且低成本的固體電解電容器及其製造方法。【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]圖1是表示本發明的I個實施方式的固體電解電容器的圖，(a)是固體電解電容器的示意剖視圖，(b)是假設沿(a)的A-A線剖切固體電解電容器所看到的示意俯視圖。
[0023]圖2是用於說明本發明的I個實施方式的固體電解電容器的製造方法的工序圖。
[0024]圖3是用於說明本發明的I個實施方式的固體電解電容器的製造方法的工序圖。
[0025]圖4是用於說明本發明的I個實施方式的固體電解電容器的製造方法的圖，(a)是假設沿圖3的B-B線剖切層疊體所看到的示意俯視圖，(b)是(a)的改變例。
[0026]圖5是用於說明本發明的I個實施方式的固體電解電容器的製造方法的工序圖。
[0027]符號說明
[0028]I閥作用金屬基體；Ia陽極引線部；Ib陰極形成部；Ic分隔部；3電介質被膜；4電介質被覆閥作用金屬片；5層疊體；7固體電解質層；9絕緣片；10開口部；11陰極引出層；Ila含碳層；Ilb含銀層；13絕緣部；15陽極端子；17陰極端子；19絕緣性樹月旨；20固體電解電容器；X、Y、Y1、Y2接合部
【具體實施方式】
[0029]以下，參照附圖詳述本發明的I個實施方式的固體電解電容器及其製造方法。
[0030]如圖1(a)所示，本實施方式的固體電解電容器20由層疊體5與固體電解質層7及絕緣片9構成。
[0031]在本實施方式中，假設所有的閥作用金屬基體I由陽極引線部la、陰極層形成部Ib以及位於它們之之間的分隔部Ic構成。陽極引線部Ia與陰極層形成部Ib利用形成於分隔部Ic的絕緣部13來區分。需要說明的是，本發明的固體電解電容器中的閥作用金屬基體I具有陰極層形成部Ib和陽極引線部Ia即可。
[0032]電介質被膜3至少覆蓋陰極層形成部Ib的表面。需要說明的是，也可以覆蓋陽極引線部Ia及分隔部Ic的表面。
[0033]在層疊體5中，層疊多個包含閥作用金屬基體I和電介質被膜3的電介質被覆閥作用金屬片4，並通過焊接在接合部X、Y處將彼此電接合。在圖示的例子中，I個接合部X存在於閥作用金屬基體I的陽極引線部la，另一個接合部Y存在於閥作用金屬基體的陰極層形成部lb。接合部Y的表面如圖1 (b)所不，被電介質被膜3覆蓋而與固體電解質層7電絕緣。接合部X、Y的位置及數量不特別限定，可以根據製造的固體電解電容器所要求的必要條件適當設定，但優選至少I個接合部存在於閥作用金屬基體lb。需要說明的是，接合部Y的A-A線的剖面可以是圓形、橢圓形、矩形、正方形等任意的形狀。接合部X也同樣。另夕卜，在圖示的例子中，示出了 6片電介質被覆閥作用片，但不限定於此。
[0034]固體電解質層7是在閥作用金屬基體I的陰極層形成部Ib填充於電介質被覆閥作用金屬片4之間的間隙且覆蓋層疊體5的外表面的連續層。
[0035]絕緣片9在閥作用金屬基體I的陰極層形成部Ib設於填充電介質被覆閥作用金屬片4之間的間隙的固體電解質層7內。換言之，在電介質被覆金屬片4與絕緣片9之之間的間隙中填充有固體電解質7。
[0036]絕緣片9由彈性率低的材料構成。因此，在實施固體電解電容器20的樹脂外裝時，能緩和對閥作用金屬基體I施加的應力。因此，利用上述效果，能抑制對電介質被覆閥作用金屬片4的電介質被膜3的損傷,抑制漏電流。
[0037]本實施方式的固體電解電容器20在填充電介質被覆閥作用金屬片4之間的間隙的固體電解質層7內配置有絕緣片9。其結果是，能控制固體電解質層的厚度，因此能大容量化。
[0038](製造方法)
[0039]參照圖2?圖5說明固體電解電容器20的製造方法。
[0040]首先，準備包含閥作用金屬基體I和至少在陰極層形成部Ib覆蓋閥作用金屬基體I的表面的電介質被膜3的電介質被覆閥作用金屬片4。具體而言，電介質被覆閥作用金屬片4通過以下那樣製作而獲得。
[0041]閥作用金屬基體I實質上由表現所謂閥作用的金屬材料構成。該金屬材料例如從由鋁、鉭、鈮、鈦、鋯及這些兩種以上的合金構成的組中選擇，優選是鋁或含有鋁的合金。
[0042]閥作用金屬基體I可以具有片狀(或平板狀、例如箔等)的形式。閥作用金屬基體I的厚度沒有特別限定，例如為50?200 μ m，優選為90?130 μ m。閥作用金屬基體I的寬度及長度能根據所製造的固體電解電容器的尺寸適當選擇。
[0043]特別是，閥作用金屬基體I優選在其表面具有凹凸，更優選例如其表層部是多孔質。這是由於，閥作用金屬基體I在固體電解電容器中作為陽極來發揮作用，因此即使是相同的佔有面積，也是閥作用金屬基體I的表面積即實效面積越大，電容器的靜電電容越大。表面具有凹凸或表層部為多孔質的閥作用金屬基體I能通過預先施加粗糙面化處理來獲得。粗糙面化處理一般通過蝕刻處理來實施。蝕刻處理的條件例如蝕刻液、蝕刻的溫度及時間等可以根據使用的閥作用金屬基體的金屬材料、所期望的電特性(包含實效面積)等適當選擇。例如，蝕刻液可以使用鹽酸等。
[0044]在該閥作用金屬基體I的表面形成有電介質被膜3。電介質被膜3可以是通過將閥作用金屬基體I的至少陰極層形成部Ib浸潰於電解液中來施加陽極氧化處理(也稱作轉化處理，以下也相同)而形成的氧化被膜。陽極氧化處理的條件例如電解液、陽極氧化的溫度、時間、電流密度及電壓等可以根據使用的閥作用金屬基體的金屬材料、所期望的電特性等適當選擇。例如，電解液可以使用包含從由硼酸、磷酸、己二酸、它們的鈉鹽及銨鹽構成的組中選擇的至少I種的水溶液等。
[0045]如以上所述地製作包含閥作用金屬基體I和覆蓋閥作用金屬基體I的至少陰極層形成部Ib的表面的電介質被膜3的電介質被覆閥作用金屬片4。電介質被覆閥作用金屬片4的厚度、寬度及長度與使用的閥作用金屬基體I的厚度、寬度及長度大致相等(通常，電介質被膜的厚度是納米級，是與閥作用金屬基體I的尺寸相比可以忽視的程度)，可以根據製造的固體電解電容器的尺寸適當選擇。
[0046]需要說明的是，關於電介質被覆閥作用金屬片4，面向固體電解電容器在市場上銷售有如下部件，即在利用蝕刻處理對閥作用金屬基體進行了粗糙面化之後利用陽極氧化來形成電介質被膜(氧化被膜)而得到的部件。作為電介質被覆閥作用金屬片4，可以切斷這樣的在市場上銷售的部件來使用。
[0047]對於上述那樣製作的電介質被覆閥作用金屬片4，以覆蓋閥作用金屬基體I的分隔部Ic(可以由電介質被膜覆蓋也可以不覆蓋)的方式形成絕緣部13，從而來區分陽極引線部Ia與陰極層形成部lb。[0048]絕緣部13能由絕緣性樹脂形成。作為具體例，舉出聚苯硫醚(PPS)、聚醚碸(PES)，氰酸酯樹脂、氟化樹脂(四氟乙烯、四氟乙烯?全氟烷氧基乙烯基醚共聚物等)、低分子量聚醯亞胺以及它們的衍生物及前驅體等，特別舉出低分子量聚醯亞胺、聚醚碸、氟化樹脂及它們的前驅體。
[0049]需要說明的是，只要閥作用金屬基體的陽極引線部Ia在被與固體電解質層7及陰極引出層11電絕緣的狀態下在外部暴露出，絕緣部13可以在任意適當的時刻形成，也可以分成幾個階段形成。
[0050]然後，如圖2所示，一邊在相鄰的電介質被覆閥作用金屬片4間夾設絕緣片9 一邊依次層疊多個電介質被覆閥作用金屬片4。
[0051]絕緣片9隻要在閥作用金屬基體I的陰極層形成部Ib的位置夾設於電介質被覆金屬片4之間即可，可以與絕緣部13接觸，也可以不與絕緣部13接觸。絕緣片9在與接合部Y相對應的位置具有(接合用的)開口部10。
[0052]絕緣片9可以是由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)或植物纖維構成的分離紙。絕緣片9的形態不僅限於片狀，可以為網眼狀、織布狀或無紡布狀。如圖2所示，在與接合部Y相對應的位置具有(接合用的)開口部10。絕緣片9也可以在與接合部Y相對應的位置之外的位置具有多個(非接合用的)小孔(見後述)。絕緣片9的厚度是能維持閥作用金屬基體I的層間厚度的適當的厚度即可，例如為20~80μπι。絕緣片9的寬度及長度根據製造的固體電解電容器的尺寸適當選擇，可以小於電介質被覆閥作用金屬片4，但優選具有與電介質被覆閥作用金屬片4相同或接近的外形。
[0053]絕緣片9優選預先實施用於提高與乙醇及水的親和性的表面處理。作為該表面處理,例如舉出在絕緣片9的表面進行電暈放電處理。
[0054]層疊的電介質被覆閥 作用金屬片4之間的間隙、更詳細而言是電介質被膜3與絕緣片9之間的間隙只要為在後述的工序中構成固體電解質層7的導電性高分子的原料溶液能夠浸入的大小即可。
[0055]在利用上述的蝕刻處理等將閥作用金屬基體I的表面粗糙面化(凹凸形成)(優選表層部是多孔質)的情況下，僅使電介質被覆閥作用金屬片4與絕緣片9交替地重合就能自然地形成間隙。
[0056]另外，如圖2所示，在絕緣部13位於多個電介質被覆閥作用金屬片4之間的情況下，利用絕緣部13在電介質被覆閥作用金屬片4之間自然地形成間隙。而且，在該情況下，利用絕緣部13能將多個電介質被覆閥作用金屬片4相互固定(在後工序中形成接合部之前臨時固定)。更詳細而言，在多個電介質被覆閥作用金屬片4上分別塗覆絕緣性樹脂，使它們重合，利用加熱等使絕緣性樹脂固化或硬化而形成絕緣部13，利用該絕緣部13能將多個電介質被覆閥作用金屬片4相互固定。另外，若以包含絕緣片9的前端的方式塗覆絕緣性樹脂來形成絕緣部13，則能利用絕緣部13在該前端部固定絕緣片9。
[0057]在本實施方式中，層疊的多個電介質被覆閥作用金屬片4實質上具有大致相等的長度，這些閥作用金屬基體I的陽極引線部la、陰極層形成部Ib及分隔部Ic也分別具有大致相等的長度。
[0058]接著，如圖3所示，利用接合部X、Y將在層疊的多個電介質被覆閥作用金屬片4中相鄰的閥作用金屬基體I彼此接合，從而獲得電介質被覆閥作用金屬片4的層疊體5。更詳細而言，對層疊的多個電介質被覆閥作用金屬片4施加任意的適當處理，使規定區域的閥作用金屬基體I熔融，由此，來自於相鄰的閥作用金屬基體I的熔融金屬彼此直接接觸，利用表面張力等一體化，然後，在熔融金屬一體化的狀態下進行固化，從而形成接合部X、Y。在該規定區域中，電介質被膜3可以預先開口(即閥作用金屬基體I露出)，但不限於此。
[0059]用於形成上述接合部的處理只要能使閥作用金屬基體熔融，沒有特別限定，例如可以是加熱等，但優選利用能將相鄰的閥作用金屬基體I彼此電接合且機械接合的焊接進行。焊接例如能單獨實施電阻焊接、雷射焊接、超聲波焊接等的任意一種，或是並用它們中的兩種以上來實施。
[0060]在本實施方式中，形成有兩個接合部X、Y。在形成兩個以上的接合部的情況下，其形成部位可以適當配置，但優選配置為閥作用金屬基體I在這些部位以大致均等的力接
口 O
[0061]接合部X形成於閥作用金屬基體I的陽極引線部la。在陽極引線部Ia形成接合部的情況下，如圖4(a)及(b)所示，接合部X形成於將陽極引線部Ia的寬度二等分的線(在圖中用虛線表示)上或其附近，能使對電介質被覆閥作用金屬片整體的應力均勻化，能製作電方面及機械方面更穩定的固體電解電容器，故優選。具體而言，該接合部X的面積取決於陽極引線部Ia和陰極層形成部Ib的面積比，優選為陽極引線部Ia的面積的0.1%以上，更優選為1%以上。這是由於，若接合部X的面積為陽極引線部Ia的0.1%以上，則能獲得必要且足夠的機械接合強度和導電性(導通)。在陽極引線部Ia形成兩個以上的接合部的情況下，這些接合部的各自的面積優選為陽極引線部Ia的面積的0.1 %以上，更優選為1%以上。
[0062]另一方面，接合部Y形成於閥作用金屬基體I的陰極層形成部lb。在陰極層形成部Ib形成接合部Y的情況下，例如，如圖4(a)所示，接合部Y可以形成在將陰極層形成部Ib的寬度二等分的線(圖中用虛線所示)上或其附近，該接合部的配置適於利用電阻焊接形成接合部的情況。
[0063]在本實施方式中，如圖3及圖4(a)所示，接合部Y從陰極層形成部Ib的長度方向中央部向相對於陽極引線部Ia的遠位側偏移而配置，使得閥作用金屬基體I在多個接合部X、Y處以大致均等的力接合。或者，作為本實施方式的改變例，例如可以將一對接合部Yl及Υ2如圖4(b)所示形成於相對於陰極層形成部Ib的中心C大致點對稱的位置，該接合部的配置適於利用雷射焊接形成接合部的情況。這些配置均能使對電介質被覆閥作用金屬片整體的應力均勻化，能製作電方面及機械方面穩定的固體電解電容器，且能防止等效串聯電阻(ESR)的增大，因此優選。在陰極層形成部Ib形成接合部的情況下，與在該部分未形成接合部的情況相比，損失與接合部相當的量的靜電電容。特別是，與利用蝕刻對接合部也進行粗糙面化而增大實效面積的情況相比，由於通過形成接合部而使凹凸消失(多孔質部分被消除)，因此，即使是相同的接合面積，也損失更多的靜電電容。因此，接合部的面積更優選是既能確保電連接又儘量地小。
[0064]具體而言，該接合部Y的面積為陰極層形成部Ib的面積的I %以上，更優選為5%以上，以及優選為30%以下，更優選為20%以下。若接合部Y的面積為陰極層形成部Ib的面積的I %以上，則能將相鄰的閥作用金屬基體I彼此穩定地電接合且機械接合，因此，能確保電連接且能在之後的工序中形成作為陰極層的固體電解質層時避免接合部分離。另一方面，若接合部Y的面積為陰極層形成部Ib的面積的30%以下，則固體電解電容器靜電電容不會過度地損失，因此，可以不必為了補償靜電電容的損失量而增加電介質被覆閥作用金屬片4的層疊片數。當在陰極層形成部Ib形成兩個以上的接合部(例如如圖4(b)所示的接合部Yl及Y2)時，這些接合部的各自的面積為陰極層形成部Ib的面積的1%以上，更優選為5%以上，以及這些接合部的合計面積優選為陰極層形成部Ib的面積的30%以下，更優選為20%以下。
[0065]關於接合部Y的位置、數量及大小的上述說明直接適用於絕緣片9的開口部10的說明。絕緣片9的開口部10的形狀根據接合部Y的形狀決定，可以具有圓形、橢圓形、矩形、正方形等任意的適當形狀。
[0066]接合後，當閥作用金屬基體I的接合部的表面被電介質被膜3覆蓋時，閥作用金屬基體I的接合部因此而與固體電解質層7 (其在後工序中形成)電絕緣，但當閥作用金屬基體I在接合部的表面露出時，另外實施用於將該接合部與固體電解質層7電絕緣的處理。例如，接合後，有時閥作用金屬基體I在電介質被覆閥作用金屬片4的側面、層疊體5的兩主面(即上表面及下表面)以及電介質被覆閥作用金屬片4之間的間隙露出。特別優選在形成層疊體5之後至少對陰極層形成部Ib實施陽極氧化處理，使得露出的閥作用金屬基體I與固體電解質層7在閥作用金屬基體I的陰極層形成部Ib絕緣。該追加的陽極氧化處理的條件可以與上述的陽極氧化處理的條件相同。
[0067]如以上所述，能獲得在層疊的多個上述電介質被覆閥作用金屬片4中相鄰的閥作用金屬基體I彼此接合而成的層疊體5。
[0068]下面，如圖5所示，作為填充閥作用金屬基體I的陰極層形成部Ib處的電介質被覆閥作用金屬片4與絕緣片9之間的間隙、且覆蓋層疊體5的外表面的連續層，形成固體電解質層7。閥作用金屬基體I的陽極引線部Ia未被固體電解質層7填充及覆蓋而保留露出的狀態。
[0069]該固體電解質層7能通過如下形成:在保持閥作用金屬基體I的陽極引線部Ia側而將閥作用金屬基體I懸吊的狀態下，將被電介質被膜3覆蓋的陰極層形成部Ib與絕緣片9 一起浸潰於導電性高分子的原料溶液中一直到例如絕緣部13的跟前，在陰極層形成部lb，在電介質被覆閥作用金屬片4之間的間隙(更詳細而言是電介質被覆閥作用金屬片4與絕緣片9之間的間隙)及層疊體5的外表面產生導電性高分子的連續層，從而形成該固體電解質層7。
[0070]需要說明的是，在顯微觀察的情況下，不可避免地存在電介質被覆閥作用金屬片4之間的間隙未被固體電解質層7完全地填充的部分以及層疊體5的外表面未被覆蓋的部分，但只要在固體電解電容器的電特性及機械特性能容許的程度，即使在固體電解質層7存在這樣的部分也沒有問題。
[0071]當絕緣片9在與接合部Y相對應的部位以外的部位具有多個小孔時，能提高固體電解質層7相對於電介質被覆閥作用金屬片4的覆蓋性(或接觸性)。這是由於，若使用該絕緣片9，則導電性高分子的原料溶液容易浸入電介質被覆閥作用金屬片4的間隙，能向該間隙充分地供給固體電解質層7的原料溶液。
[0072]作為形成固體電解質層7的導電性高分子，例如舉出作為重複單元包含由具有噻吩骨架的化合物、具有多環狀硫化物骨架的化合物、具有吡咯骨架的化合物、具有呋喃骨格的化合物、具有苯胺骨架的化合物等示出的構造的物質等，但不限定於此。
[0073]導電性高分子的原料溶液可以使用任意的適當溶液。例如可以使用包含單體的溶液和包含聚合氧化劑及根據需要另外使用的摻雜劑的溶液這兩種，可以將被電介質被膜3覆蓋的陰極層形成部Ib根據需要依次反覆浸潰於這些溶液中。但是，本發明不限定於此，例如也可以使用包括單體、聚合氧化劑的I種溶液以及在使用摻雜劑的情況下也包含摻雜劑的I種溶液來浸潰被電介質被膜3覆蓋的陰極層形成部lb。
[0074]然後，如圖1所示，形成覆蓋固體電解質層7的外表面的陰極引出層11。陰極引出層11 一般可以通過如下來形成:以覆蓋固體電解質層7的外表面的方式塗覆碳膏並使碳膏乾燥來形成含碳層11a，然後以覆蓋含碳層Ila的外表面的方式塗覆銀膏並使銀膏乾燥來形成含銀層11b，從而形成陰極引出層11。
[0075]其結果是，閥作用金屬基體I的陽極引線部Ia在利用絕緣部13與固體電解質層7及陰極引出層11電絕緣的狀態下在固體電解質層7及陰極引出層11的外部露出。
[0076]接著，將閥作用金屬基體I的陽極引線部Ia與陽極端子15相連接，另一方面，將陰極引出層11與陰極端子17相連接。陽極端子15及陰極端子17例如能使用引線框等。在這些陽極端子15及陰極端子17的至少一部分露出的狀態下，利用環氧樹脂等絕緣性樹脂19進行密封。此時，密封時對固體電解電容器20施加的應力被作為彈性率低的材料的絕緣片9吸收，能抑制對電介質被膜3的損傷，並能減少漏電流。
[0077]根據以上所述，能獲得圖1所示的固體電解電容器20。根據該固體電解電容器的製造方法，能相對於層疊體5將固體電解質層7作為連續層一次性進行填充及覆蓋。
[0078]實施例
[0079]以下表示幾個實施例，目的在於例示本發明的固體電解電容器的製造方法，但本發明不限定於此。
[0080](實施例1)
[0081]本實施例參照圖2?5利用上述的第一製造方法製作實施方式I的圖1所示的固體電解電容器20。
[0082]作為電介質被覆閥作用金屬片，準備3片在兩主面形成有氧化被膜的鋁(在形成氧化被膜前利用蝕刻處理粗糙面化)的箔片。這些電介質被覆閥作用金屬片分別具有長度12mm、寬度 3.5mm 及厚度 110 μ m。
[0083]對於這些電介質被覆閥作用金屬片分別在其兩主面上的、以距一端6.4mm的位置為中心的長度0.SmmX寬度3.5mm的區域(分隔部)塗覆聚醯亞胺樹脂(宇部興產株式會社制)，然後在180°C下乾燥I小時使聚醯亞胺樹脂硬化。聚醯亞胺樹脂構成絕緣部。從未被聚醯亞胺樹脂覆蓋的一端起到4.5mm的位置的區域(長度4.5mmX寬度3.5mm)為陰極層形成部。
[0084]另外,作為絕緣片,準備兩片長度4.0mm、寬度3.0mm及厚度50 μ m的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜。
[0085]一邊在準備的3片電介質被覆閥作用金屬片之間分別夾設I片絕緣片一邊層疊該準備的3片電介質被覆閥作用金屬片。此時，以使電介質被覆閥作用金屬片的一端(陰極層形成部的端部)彼此一致、使絕緣片的另一端與電介質被覆閥作用金屬片的分隔部稍稍重合、且使將電介質被覆閥作用金屬片及絕緣片各自的寬度二等分的線完全重合的方式交替層疊這些電介質被覆閥作用金屬片及絕緣片。
[0086]從層疊體的上表面看，以通過將層疊體的寬度二等分的線上的方式在距上述一端2_及9.4_的位置通過電阻焊接進行接合。電阻焊接能使用直徑Imm的圓形的電極。參照圖1，前者的位置的接合與接合部Y相對應，後者的位置的接合與接合部X相對應。這些接合部A-A線剖面的面積為0.5mm2。
[0087]接著對該層疊體施加陽極氧化處理。具體而言，將構成層疊體的電介質被覆閥作用金屬片中的被電介質被膜覆蓋的陰極層形成部(在夾設了絕緣片的狀態下進行保持)浸潰於65°C的9質量％己二酸銨水溶液中，施加3.5V的電壓10分鐘，然後水洗、乾燥。由此，電介質被覆閥作用金屬片的側面及接合部的鋁露出部被氧化被膜覆蓋，在陰極層形成部，鋁(閥作用金屬基體)的整個表面被氧化被膜可靠地覆蓋。
[0088]然後，將該層疊體的陰極層形成部(長度4.5_及寬度3.5mm的區域)浸潰於包含3，4-乙撐二氧噻吩單體的異丙醇溶液(溶液I)中，然後提起放置(不進行乾燥)。接著，浸潰於包含過硫酸銨的水溶液(溶液2)中，然後提起使其乾燥。由此，3，4_乙撐二氧噻吩單體氧化聚合，形成由聚乙撐二氧噻吩構成的固體電解質層。將在浸潰於溶液I中之後浸潰於溶液2中並進行乾燥的操作反覆20次。將得到的層疊體用50°C的溫水洗淨之後，在100°C下乾燥。由此，由聚乙撐二氧噻吩構成的固體電解質層形成為填充層疊體的陰極層形成部的間隙並覆蓋其外表面的連續層。
[0089]然後，以覆蓋固體電解質層7的外表面的方式塗覆碳膏並使碳膏乾燥來形成含碳層11a，然後以覆蓋碳膏Ila的外表面的方式塗覆銀膏並使銀膏乾燥來形成含銀層11b，由此形成陰極引出層11。
[0090]在層疊體的閥作用金屬基體的陽極引線部連接陽極引線框(陽極端子)，另一方面，在陰極引出層的表面連接陰極引線框(陰極端子)。然後，以這些陽極引線框及陰極引線框的至少一部分露出的方式用環氧樹脂密封層疊體。
[0091]根據以上所述製作成圖1所示的固體電解電容器20。
[0092](實施例2)
[0093]本實施例是使用下述絕緣片的例子，該絕緣片進行了用於提高與乙醇及水的親和性的表面處理。在本實施例中，除了作為絕緣片使用實施了用於提高與乙醇及水的親和性的表面處理的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)薄膜這一點之外，與實施例1同樣地製作固體電解電容器。
[0094](比較例I)
[0095]該比較例是相對於實施例1及2的例子，是關於以往的層疊型固體電解電容器的例子。
[0096]在該比較例中，除了未使用絕緣片這一點，與實施例1同樣地製作固體電解電容器。
[0097]對於以上在實施例1、2以及比較例I中製作的固體電解電容器，通過實驗調查了鋁箔的層間距離、形成導電性高分子的浸潰次數、靜電電容、ESR(EqUiValent SeriseResistor)、漏電流。結果示於表I。
[0098]表I
[0099]
【權利要求】
1.一種固體電解電容器，其具有以在層間夾設固體電解質層的方式層疊多片電介質被覆閥作用金屬片而成的層疊體，所述電介質被覆閥作用金屬片在閥作用金屬基體的表面的至少一部分形成有電介質被膜，在所述層疊體的內部，相鄰的所述電介質被覆閥作用金屬片的所述閥作用金屬基體彼此接合，所述固體電解電容器的特徵在於， 在夾設於所述電介質被覆閥作用金屬片的層間的所述固體電解質層的內部配置有絕緣片。
2.根據權利要求1所述的固體電解電容器，其特徵在於， 所述絕緣片至少具有一個開口部，通過該開口部，相鄰的電介質被覆閥作用金屬片在閥作用金屬基體彼此接合，且閥作用金屬基體的接合部與固體電解質層電絕緣。
3.根據權利要求1或2所述的固體電解電容器，其特徵在於， 所述絕緣片被實施了用於提高與乙醇及水的親和性的表面處理。
4.根據權利要求1?3中任一項所述的固體電解電容器，其特徵在於， 所述絕緣片具有多個小孔，從固體電解質層向該多個小孔填充固體電解質。
5.根據權利要求1?4中任一項所述的固體電解電容器,其特徵在於， 所述絕緣片由彈性率低的材料構成。
6.一種固體電解電容器的製造方法，其包括下述工序: 將在閥作用金屬基體的表面的至少一部分形成有電介質被膜的多個電介質被覆閥作用金屬片以相鄰的電介質被覆閥作用金屬片之間夾設絕緣片的方式進行層疊的工序； 在層疊的多個所述電介質被覆閥作用金屬片中，將相鄰的閥作用金屬基體彼此接合而獲得電介質被覆閥作用金屬片的層疊體的工序； 將固體電解質層以填充於形成有電介質被膜的電介質被覆閥作用金屬片與絕緣片的間隙中且覆蓋層疊體的外表面的方式形成為連續層的工序。
7.根據權利要求6所述的固體電解電容器的製造方法，其特徵在於， 所述絕緣片至少具有I個開口部，通過該開口部，相鄰的電介質被覆閥作用金屬片在閥作用金屬基體彼此接合，閥作用金屬基體的接合部與固體電解質電絕緣。
8.根據權利要求6或7所述的固體電解電容器的製造方法，其特徵在於， 還包括預先對絕緣片實施提高與乙醇及水的親和性的表面處理的工序。
9.根據權利要求6?8中任一項所述的固體電解電容器的製造方法，其特徵在於， 絕緣片具有多個小孔，形成固體電解質層以向該多個小孔中填充固體電解質。
【文檔編號】H01G9/14GK103531361SQ201310238108
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月17日 優先權日:2012年7月3日
【發明者】德原弘史, 黑見仁, 尾上智章 申請人:株式會社村田製作所