固体電解コンデンサおよびその製造方法
【課題】固体電解コンデンサにおいて、弁作用金属基体の粗面部を通しての陰極減量溶液の陽極部側への浸透を生じにくくするため、遮断部材を設けると、等価直列抵抗（ＥＳＲ）が高くなる。
【解決手段】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、かつ少なくとも粗面部１６の一部が切除されることによって凹部１７が設けられた、弁作用金属基体１４と、凹部１７に嵌合された、遮断部材１８と、弁作用金属基体１４における陰極部１９の表面に形成された誘電体皮膜２６と、陰極原料溶液を誘電体皮膜２６上に付与することによって形成された、陰極層２７と、を備える、固体電解コンデンサ１０において、遮断部材１８は、弁作用金属基体１４と接する部分において導電性を有し、凹部１７から露出する表面２１〜２３が電気絶縁性を有している。
【解決手段】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、かつ少なくとも粗面部１６の一部が切除されることによって凹部１７が設けられた、弁作用金属基体１４と、凹部１７に嵌合された、遮断部材１８と、弁作用金属基体１４における陰極部１９の表面に形成された誘電体皮膜２６と、陰極原料溶液を誘電体皮膜２６上に付与することによって形成された、陰極層２７と、を備える、固体電解コンデンサ１０において、遮断部材１８は、弁作用金属基体１４と接する部分において導電性を有し、凹部１７から露出する表面２１〜２３が電気絶縁性を有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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の等価直列抵抗（ＥＳＲ）を低くし得るための改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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１９に示すような弁作用金属基体１を備えている。
【０００３】
図１９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。
【０００４】
弁作用金属基体１の表面には、図１９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。
【０００５】
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。
【０００６】
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１９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。
【０００７】
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に充填されるだけでなく、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も抑制し、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２００６／１３７４８２再公表公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、遮断部材５が樹脂といった非導電性材料からなり、弁作用金属基体１が与える電流経路を遮断部材５が多かれ少なかれ遮断するので、固体電解コンデンサのＥＳＲを不所望にも高めてしまうことになる。
【００１０】
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ＥＳＲの上昇を招きにくい、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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る固体電解コンデンサは、芯部とその表面に沿って形成される粗面部とを有し、かつ少なくとも粗面部の一部に切除部が設けられた、弁作用金属基体と、切除部に嵌合された、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、上述した技術的課題を解決するため、遮断部材は、弁作用金属基体と接する部分において導電性を有し、切除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。
【００１２】
遮断部材は、好ましくは、切除部から露出する表面がさらに撥水性を有している。
【００１３】
上記切除部は、弁作用金属基体における粗面部を貫通しないように設けられても、弁作用金属基体の粗面部および芯部を貫通するように設けられてもよい。上記切除部が弁作用金属基体の粗面部および芯部を貫通するように設けられると、陰極原料溶液の遮断作用がより完璧なものとされる。
【００１４】
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。
【００１５】
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。さらに、遮断部材は弁作用金属基体と同等の導電性を有することになるので、遮断部材の介在によるＥＳＲの上昇を抑制することができる。
【００１６】
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。
【００１７】
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、芯部とその表面に沿って形成される粗面部とを有する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、少なくとも粗面部の一部を除去または押圧することによって切除部を形成する、切除部形成工程と、
（３）切除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）切除部に嵌合した遮断部材は、弁作用金属基体と接する部分において導電性を有し、切除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。
【００１８】
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）切除部形成工程と（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、切除部を形成しながら、切除部に嵌合させるようにしてもよい。
【００１９】
上記切除部形成工程において、切除部は、弁作用金属基体における粗面部を貫通しないように設けられても、弁作用金属基体の粗面部および芯部を貫通するように設けられてもよい。
【００２０】
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、遮断部材の切除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、弁作用金属基体と接する部分において導電性を有し、切除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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、遮断部材が、弁作用金属基体と接する部分において導電性を有しているので、遮断部材の存在によるＥＳＲの上昇を抑えることができる。また、遮断部材は、切除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、上記電気絶縁性により、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。
【００２５】
遮断部材の、切除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。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の第１の実施形態による固体電解コンデンサ１０を示す断面図である。
【図２】図１の部分Ｃを拡大して示す断面図である。
【図３】図１の部分Ｄを拡大して示す断面図である。
【図４】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１の例を説明するためのもので、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を示し、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図５】図４に示したマザー金属箔３５の粗面部１６に切除部としての凹部１７を形成した状態を示し、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図６】図５に示したマザー金属箔３５の凹部１７に遮断部材１８を嵌合させた状態を示し、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図７】図６に示したマザー金属箔３５を、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いた状態を示す正面図である。
【図８】図７に示した櫛形のマザー金属箔３５に対して陽極酸化処理工程を実施している状態を示す正面図である。
【図９】図８に示した陽極酸化処理後の櫛形のマザー金属箔３５に対して導電性高分子層を形成する工程を実施している状態を示す正面図である。
【図１０】図９に示した導電性高分子層の形成後の櫛形のマザー金属箔３５に対してカーボンペースト層を形成する工程を実施している状態を示す正面図である。
【図１１】図１０に示したカーボンペースト層の形成後の櫛形のマザー金属箔３５に対して銀ペースト層を形成する工程を実施している状態を示す正面図である。
【図１２】図１１に示した工程を終えて陰極層２７が形成された櫛形のマザー金属箔３５を示す正面図である。
【図１３】図１２に示した櫛形のマザー金属箔３５から複数の櫛歯状部分３６を切り離すことによって、陰極層２７および遮断部材１８が設けられた複数の弁作用金属基体１４からなるコンデンサユニット１１を取り出した状態を示す正面図である。
【図１４】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の例を説明するためのもので、図５（Ｂ）または図６（Ｂ）に対応する図である。
【図１５】この発明の第２の実施形態による固体電解コンデンサ１０ａを示す断面図である。
【図１６】図１５に示した固体電解コンデンサ１０ａの製造方法についての第１の例を説明するためのもので、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に切除部としての貫通部５１を形成した状態を示し、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図１７】図１６に示した貫通部５１に遮断部材１８ａを嵌合させた状態を示し、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図１８】図１５に示した固体電解コンデンサ１０ａの製造方法についての第２の例を説明するためのもので、図１６（Ｂ）または図１７（Ｂ）に対応する図である。
【図１９】特許文献１に記載された弁作用金属基体１を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［第１の実施形態］
図１ないし図３を参照して、この発明の第１の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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、粗面部１６の一部が除去または押圧されることによって、切除部としての凹部１７が設けられている。すなわち、凹部１７は、粗面部１６を貫通しないように設けられる。
【００３０】
凹部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。
【００３１】
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る。したがって、遮断部材１８によるＥＳＲの上昇を抑えることができる。また、遮断部材１８における、凹部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。
【００３２】
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。さらに、遮断部材１８は弁作用金属基体１４と同等の導電性を有することになるので、遮断部材１８の介在によるＥＳＲの上昇を抑制することができる。
【００３３】
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。
【００３４】
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２８〜３０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、粗面部１６に設けられた凹部１７に遮断部材１８が嵌合していることによって、遮断部材１８は、粗面部１６を通しての陰極原料溶液の浸透を遮断し、陰極原料溶液が粗面部１６を通して陽極部２０に入ることを抑制することができる。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
次に、図５に示すように、マザー金属箔３５の粗面部１６に切除部としての凹部１７が形成される。凹部１７は、たとえば、粗面部１６の一部を切削等により除去したり、凸部を有する金型をマザー金属箔３５に押し付けたりすることによって形成される。凹部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との境界に位置される。
【００４０】
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が上記凹部１７に嵌合させた状態でマザー金属箔３５に接合される。遮断部材１８としては、たとえば、厚み２５〜１００μｍ程度の表面が平滑な（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とマザー金属箔３５との接合には、たとえば溶接が適用される。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、粗面部１６に凹部１７を予め形成した後、凹部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、遮断部材１８を粗面部１６に向かって、矢印４８で示すように、押圧することによって、凹部１７を形成しながら、遮断部材１８の一部が粗面部１６に埋め込まれた、図６に示すような状態を得るようにしている。その後、粗面部１６に埋め込まれた状態で遮断部材１８がマザー金属箔３５に接合される。
【００６１】
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。
【００６２】
［第２の実施形態］
次に、図１５を参照して、この発明の第２の実施形態による固体電解コンデンサ１０ａについて説明する。図１５において、図１に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６３】
図１５に示した固体電解コンデンサ１０ａでは、切除部として、弁作用金属基体１４の粗面部１６および芯部１５を貫通する貫通部５１が設けられ、遮断部材１８ａは、貫通部５１に嵌合して、粗面部１６だけでなく、弁作用金属基体１４の全厚みにわたって貫通するように設けられている。このような構成によれば、粗面部１６を通しての陰極原料溶液の浸透を遮断するといった遮断部材１８ａの機能のより完璧化を図ることができる。
【００６４】
次に、上述した固体電解コンデンサ１０ａの製造方法について説明する。図１６および図１７には、固体電解コンデンサ１０ａの製造方法についての第１の例が示されている。図１６および図１７は、前述の図５および図６に対応する図である。したがって、図１６および図１７において、図５または図６に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６５】
まず、前述の図４に示すように、マザー金属箔３５が準備される。
【００６６】
次に、図１６に示すように、マザー金属箔３５の一部に、前述した複数の貫通部５１が形成される。貫通部５１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。
【００６７】
次に、図１７に示すように、遮断部材１８ａが準備され、遮断部材１８ａが、上記貫通部５１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１８ａ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１８ａ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。
【００６８】
この実施形態の場合にも、遮断部材１８ａ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１８ａ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１８ａとの接合性を高めることができ、このことも、固体電解コンデンサ１０ａのＥＳＲの上昇を抑制することに寄与する。
【００６９】
その後、前述した図７ないし図１３に示したのと実質的に同様の工程および積み重ね工程が実施されることによって、積層体１３ａが得られ、その後、陰極外部端子３１および陽極外部端子３２が接合される。そして、外装樹脂３３が成形され、固体電解コンデンサ１０ａが完成される。
【００７０】
以上説明した固体電解コンデンサ１０ａにおいても、遮断部材１８ａが、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るので、遮断部材１８ａによるＥＳＲの上昇を抑えることができる。
【００７１】
図１８には、図１５に示した固体電解コンデンサ２０ａ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１６に示すように、マザー金属箔３５に貫通部５１を予め形成した後、遮断部材１８ａを貫通部５１に嵌合させるようにした。これに対して、図１８に示した第２の例では、遮断部材１８ａをマザー金属箔３５に向かって、矢印５２で示すように、押圧することによって、貫通部５１を形成すると同時に、遮断部材１８ａがマザー金属箔３５を貫通する状態を得るようにしている。
【００７２】
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。
【符号の説明】
【００７３】
１０，１０ａ 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 切除部としての凹部
１８，１８ａ 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
５１ 切除部としての貫通部
【技術分野】
【０００１】
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の等価直列抵抗（ＥＳＲ）を低くし得るための改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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１９に示すような弁作用金属基体１を備えている。
【０００３】
図１９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。
【０００４】
弁作用金属基体１の表面には、図１９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。
【０００５】
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。
【０００６】
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１９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。
【０００７】
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に充填されるだけでなく、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も抑制し、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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】ＷＯ２００６／１３７４８２再公表公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、遮断部材５が樹脂といった非導電性材料からなり、弁作用金属基体１が与える電流経路を遮断部材５が多かれ少なかれ遮断するので、固体電解コンデンサのＥＳＲを不所望にも高めてしまうことになる。
【００１０】
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ＥＳＲの上昇を招きにくい、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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る固体電解コンデンサは、芯部とその表面に沿って形成される粗面部とを有し、かつ少なくとも粗面部の一部に切除部が設けられた、弁作用金属基体と、切除部に嵌合された、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、上述した技術的課題を解決するため、遮断部材は、弁作用金属基体と接する部分において導電性を有し、切除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。
【００１２】
遮断部材は、好ましくは、切除部から露出する表面がさらに撥水性を有している。
【００１３】
上記切除部は、弁作用金属基体における粗面部を貫通しないように設けられても、弁作用金属基体の粗面部および芯部を貫通するように設けられてもよい。上記切除部が弁作用金属基体の粗面部および芯部を貫通するように設けられると、陰極原料溶液の遮断作用がより完璧なものとされる。
【００１４】
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。
【００１５】
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。さらに、遮断部材は弁作用金属基体と同等の導電性を有することになるので、遮断部材の介在によるＥＳＲの上昇を抑制することができる。
【００１６】
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。
【００１７】
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、芯部とその表面に沿って形成される粗面部とを有する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、少なくとも粗面部の一部を除去または押圧することによって切除部を形成する、切除部形成工程と、
（３）切除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）切除部に嵌合した遮断部材は、弁作用金属基体と接する部分において導電性を有し、切除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。
【００１８】
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）切除部形成工程と（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、切除部を形成しながら、切除部に嵌合させるようにしてもよい。
【００１９】
上記切除部形成工程において、切除部は、弁作用金属基体における粗面部を貫通しないように設けられても、弁作用金属基体の粗面部および芯部を貫通するように設けられてもよい。
【００２０】
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、遮断部材の切除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、弁作用金属基体と接する部分において導電性を有し、切除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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、遮断部材が、弁作用金属基体と接する部分において導電性を有しているので、遮断部材の存在によるＥＳＲの上昇を抑えることができる。また、遮断部材は、切除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、上記電気絶縁性により、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。
【００２５】
遮断部材の、切除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。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の第１の実施形態による固体電解コンデンサ１０を示す断面図である。
【図２】図１の部分Ｃを拡大して示す断面図である。
【図３】図１の部分Ｄを拡大して示す断面図である。
【図４】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１の例を説明するためのもので、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を示し、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図５】図４に示したマザー金属箔３５の粗面部１６に切除部としての凹部１７を形成した状態を示し、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図６】図５に示したマザー金属箔３５の凹部１７に遮断部材１８を嵌合させた状態を示し、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図７】図６に示したマザー金属箔３５を、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いた状態を示す正面図である。
【図８】図７に示した櫛形のマザー金属箔３５に対して陽極酸化処理工程を実施している状態を示す正面図である。
【図９】図８に示した陽極酸化処理後の櫛形のマザー金属箔３５に対して導電性高分子層を形成する工程を実施している状態を示す正面図である。
【図１０】図９に示した導電性高分子層の形成後の櫛形のマザー金属箔３５に対してカーボンペースト層を形成する工程を実施している状態を示す正面図である。
【図１１】図１０に示したカーボンペースト層の形成後の櫛形のマザー金属箔３５に対して銀ペースト層を形成する工程を実施している状態を示す正面図である。
【図１２】図１１に示した工程を終えて陰極層２７が形成された櫛形のマザー金属箔３５を示す正面図である。
【図１３】図１２に示した櫛形のマザー金属箔３５から複数の櫛歯状部分３６を切り離すことによって、陰極層２７および遮断部材１８が設けられた複数の弁作用金属基体１４からなるコンデンサユニット１１を取り出した状態を示す正面図である。
【図１４】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の例を説明するためのもので、図５（Ｂ）または図６（Ｂ）に対応する図である。
【図１５】この発明の第２の実施形態による固体電解コンデンサ１０ａを示す断面図である。
【図１６】図１５に示した固体電解コンデンサ１０ａの製造方法についての第１の例を説明するためのもので、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に切除部としての貫通部５１を形成した状態を示し、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図１７】図１６に示した貫通部５１に遮断部材１８ａを嵌合させた状態を示し、（Ａ）は正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿う断面図である。
【図１８】図１５に示した固体電解コンデンサ１０ａの製造方法についての第２の例を説明するためのもので、図１６（Ｂ）または図１７（Ｂ）に対応する図である。
【図１９】特許文献１に記載された弁作用金属基体１を拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［第１の実施形態］
図１ないし図３を参照して、この発明の第１の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。
【００２８】
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。
【００２９】
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、粗面部１６の一部が除去または押圧されることによって、切除部としての凹部１７が設けられている。すなわち、凹部１７は、粗面部１６を貫通しないように設けられる。
【００３０】
凹部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。
【００３１】
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る。したがって、遮断部材１８によるＥＳＲの上昇を抑えることができる。また、遮断部材１８における、凹部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。
【００３２】
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。さらに、遮断部材１８は弁作用金属基体１４と同等の導電性を有することになるので、遮断部材１８の介在によるＥＳＲの上昇を抑制することができる。
【００３３】
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。
【００３４】
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２８〜３０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、粗面部１６に設けられた凹部１７に遮断部材１８が嵌合していることによって、遮断部材１８は、粗面部１６を通しての陰極原料溶液の浸透を遮断し、陰極原料溶液が粗面部１６を通して陽極部２０に入ることを抑制することができる。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
次に、図５に示すように、マザー金属箔３５の粗面部１６に切除部としての凹部１７が形成される。凹部１７は、たとえば、粗面部１６の一部を切削等により除去したり、凸部を有する金型をマザー金属箔３５に押し付けたりすることによって形成される。凹部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との境界に位置される。
【００４０】
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が上記凹部１７に嵌合させた状態でマザー金属箔３５に接合される。遮断部材１８としては、たとえば、厚み２５〜１００μｍ程度の表面が平滑な（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とマザー金属箔３５との接合には、たとえば溶接が適用される。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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、粗面部１６に凹部１７を予め形成した後、凹部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、遮断部材１８を粗面部１６に向かって、矢印４８で示すように、押圧することによって、凹部１７を形成しながら、遮断部材１８の一部が粗面部１６に埋め込まれた、図６に示すような状態を得るようにしている。その後、粗面部１６に埋め込まれた状態で遮断部材１８がマザー金属箔３５に接合される。
【００６１】
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。
【００６２】
［第２の実施形態］
次に、図１５を参照して、この発明の第２の実施形態による固体電解コンデンサ１０ａについて説明する。図１５において、図１に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６３】
図１５に示した固体電解コンデンサ１０ａでは、切除部として、弁作用金属基体１４の粗面部１６および芯部１５を貫通する貫通部５１が設けられ、遮断部材１８ａは、貫通部５１に嵌合して、粗面部１６だけでなく、弁作用金属基体１４の全厚みにわたって貫通するように設けられている。このような構成によれば、粗面部１６を通しての陰極原料溶液の浸透を遮断するといった遮断部材１８ａの機能のより完璧化を図ることができる。
【００６４】
次に、上述した固体電解コンデンサ１０ａの製造方法について説明する。図１６および図１７には、固体電解コンデンサ１０ａの製造方法についての第１の例が示されている。図１６および図１７は、前述の図５および図６に対応する図である。したがって、図１６および図１７において、図５または図６に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００６５】
まず、前述の図４に示すように、マザー金属箔３５が準備される。
【００６６】
次に、図１６に示すように、マザー金属箔３５の一部に、前述した複数の貫通部５１が形成される。貫通部５１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。
【００６７】
次に、図１７に示すように、遮断部材１８ａが準備され、遮断部材１８ａが、上記貫通部５１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１８ａ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１８ａ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。
【００６８】
この実施形態の場合にも、遮断部材１８ａ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１８ａ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１８ａとの接合性を高めることができ、このことも、固体電解コンデンサ１０ａのＥＳＲの上昇を抑制することに寄与する。
【００６９】
その後、前述した図７ないし図１３に示したのと実質的に同様の工程および積み重ね工程が実施されることによって、積層体１３ａが得られ、その後、陰極外部端子３１および陽極外部端子３２が接合される。そして、外装樹脂３３が成形され、固体電解コンデンサ１０ａが完成される。
【００７０】
以上説明した固体電解コンデンサ１０ａにおいても、遮断部材１８ａが、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るので、遮断部材１８ａによるＥＳＲの上昇を抑えることができる。
【００７１】
図１８には、図１５に示した固体電解コンデンサ２０ａ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１６に示すように、マザー金属箔３５に貫通部５１を予め形成した後、遮断部材１８ａを貫通部５１に嵌合させるようにした。これに対して、図１８に示した第２の例では、遮断部材１８ａをマザー金属箔３５に向かって、矢印５２で示すように、押圧することによって、貫通部５１を形成すると同時に、遮断部材１８ａがマザー金属箔３５を貫通する状態を得るようにしている。
【００７２】
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。
【符号の説明】
【００７３】
１０，１０ａ 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 切除部としての凹部
１８，１８ａ 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
５１ 切除部としての貫通部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯部とその表面に沿って形成される粗面部とを有し、かつ少なくとも前記粗面部の一部に切除部が設けられた、弁作用金属基体と、
前記切除部に嵌合された、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と接する部分において導電性を有し、前記切除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。
【請求項２】
前記遮断部材は、前記切除部から露出する表面が撥水性を有している、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記切除部は、前記弁作用金属基体における前記粗面部を貫通しないように設けられる、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
前記切除部は、前記弁作用金属基体の前記粗面部および前記芯部を貫通するように設けられる、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
前記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前記電気絶縁性が与えられる、請求項１ないし４のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
前記遮断部材は、前記弁作用金属基体と同種金属からなる、請求項１ないし５のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項７】
誘電体皮膜が形成され、芯部とその表面に沿って形成される粗面部とを有する弁作用金属基体を準備する、弁作用金属基体準備工程と、
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、少なくとも前記粗面部の一部を除去または押圧することによって切除部を形成する、切除部形成工程と、
前記切除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、
前記切除部に嵌合した前記遮断部材は、前記弁作用金属基体と接する部分において導電性を有し、前記切除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。
【請求項８】
前記切除部形成工程において、前記切除部は、前記弁作用金属基体における前記粗面部の少なくとも一部に食い込むように設けられる、請求項７に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項９】
前記切除部形成工程において、前記切除部は、前記弁作用金属基体の前記粗面部および前記芯部を貫通するように設けられる、請求項７に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１０】
前記遮断部材は導電材料からなり、前記遮断部材嵌合工程の後、前記遮断部材の前記切除部から露出した表面に前記電気絶縁性を付与する工程をさらに備える、請求項７ないし９のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１１】
前記遮断部材は弁作用金属部材からなり、前記電気絶縁性を付与する工程は、前記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、請求項１０に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１２】
前記酸化皮膜を形成する工程は陽極酸化処理工程を含み、前記陽極酸化処理工程の後、熱処理工程をさらに備える、請求項１１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１３】
前記遮断部材は、前記弁作用金属基体と同種金属からなる、請求項７ないし１２のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１】
芯部とその表面に沿って形成される粗面部とを有し、かつ少なくとも前記粗面部の一部に切除部が設けられた、弁作用金属基体と、
前記切除部に嵌合された、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と接する部分において導電性を有し、前記切除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。
【請求項２】
前記遮断部材は、前記切除部から露出する表面が撥水性を有している、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記切除部は、前記弁作用金属基体における前記粗面部を貫通しないように設けられる、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
前記切除部は、前記弁作用金属基体の前記粗面部および前記芯部を貫通するように設けられる、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
前記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前記電気絶縁性が与えられる、請求項１ないし４のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
前記遮断部材は、前記弁作用金属基体と同種金属からなる、請求項１ないし５のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項７】
誘電体皮膜が形成され、芯部とその表面に沿って形成される粗面部とを有する弁作用金属基体を準備する、弁作用金属基体準備工程と、
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、少なくとも前記粗面部の一部を除去または押圧することによって切除部を形成する、切除部形成工程と、
前記切除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、
前記切除部に嵌合した前記遮断部材は、前記弁作用金属基体と接する部分において導電性を有し、前記切除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。
【請求項８】
前記切除部形成工程において、前記切除部は、前記弁作用金属基体における前記粗面部の少なくとも一部に食い込むように設けられる、請求項７に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項９】
前記切除部形成工程において、前記切除部は、前記弁作用金属基体の前記粗面部および前記芯部を貫通するように設けられる、請求項７に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１０】
前記遮断部材は導電材料からなり、前記遮断部材嵌合工程の後、前記遮断部材の前記切除部から露出した表面に前記電気絶縁性を付与する工程をさらに備える、請求項７ないし９のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１１】
前記遮断部材は弁作用金属部材からなり、前記電気絶縁性を付与する工程は、前記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、請求項１０に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１２】
前記酸化皮膜を形成する工程は陽極酸化処理工程を含み、前記陽極酸化処理工程の後、熱処理工程をさらに備える、請求項１１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１３】
前記遮断部材は、前記弁作用金属基体と同種金属からなる、請求項７ないし１２のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１３−６９９５０（Ｐ２０１３−６９９５０Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０８３９８（Ｐ２０１１−２０８３９８）
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２６日（２０１１．９．２６）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
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