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JP2008172185A - Electrolytic capacitor - Google Patents

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JP2008172185A JP2007083721A JP2007083721A JP2008172185A JP 2008172185 A JP2008172185 A JP 2008172185A JP 2007083721 A JP2007083721 A JP 2007083721A JP 2007083721 A JP2007083721 A JP 2007083721A JP 2008172185 A JP2008172185 A JP 2008172185A
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Junichi Kurita
淳一 栗田
Hiroshi Fujii
浩 藤井
Hiroshi Kagata
博司 加賀田
剛 ▲吉▼野
Takeshi Yoshino
Naomi Kurihara
直美 栗原
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrolytic capacitor increasing capacity by solving the problem wherein large capacity cannot be achieved easily for the electrolytic capacitor used for various kinds of electronic equipment. <P>SOLUTION: The capacitor comprises: a capacitor element 1, where an insulating section is provided at a prescribed position of an anode body, made of aluminum foil for dividing into an anode section and a cathode formation section and a solid electrolyte layer comprising a conductive polymer and a cathode layer are formed and laminated on the cathode formation section successively to form the cathode section; an anode terminal 9 and a cathode terminal 10 jointed to the anode and cathode sections of the capacitor element 1; and an insulating packaging resin 11 for covering the capacitor element 1, excluding one portion of the anode terminal 9 and the cathode terminal 10. In the capacitor, the anode body is constituted by forming a metal oxide layer, such as titanium oxide and zirconium oxide, on the surface of aluminum foil where a dielectric oxide coating layer is formed, thus increasing the capacity. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は各種電子機器に使用される電解コンデンサの中で、主に、弁作用金属箔の表面に形成された誘電体酸化皮膜の表面に金属酸化物層を形成した電極箔を用いることによって大容量化を図った電解コンデンサに関するものである。   Among the electrolytic capacitors used in various electronic devices, the present invention is mainly achieved by using an electrode foil in which a metal oxide layer is formed on the surface of a dielectric oxide film formed on the surface of a valve action metal foil. The present invention relates to an electrolytic capacitor with increased capacity.

図5はこの種の従来の電解コンデンサの一例としての、導電性高分子を固体電解質に用いた固体電解コンデンサの構成を示した断面図、図6は同斜視図、図7は同固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子の構成を示した一部切り欠き斜視図であり、図5〜図7において、20はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子20は弁作用金属であるアルミニウム箔からなる陽極体21の表面に誘電体酸化皮膜層(図示せず)を形成した後に絶縁性のレジスト部22を設けて陽極部23と陰極形成部24に分離し、この陰極形成部24の表面に導電性高分子からなる固体電解質層25、カーボンと銀ペーストからなる陰極層26を順次積層形成することにより陰極部27を形成して構成されたものである。   FIG. 5 is a cross-sectional view showing a configuration of a solid electrolytic capacitor using a conductive polymer as a solid electrolyte as an example of this type of conventional electrolytic capacitor, FIG. 6 is a perspective view thereof, and FIG. 7 is a solid electrolytic capacitor thereof. 8 is a partially cutaway perspective view showing the configuration of the capacitor element used in FIG. 5. In FIGS. 5 to 7, reference numeral 20 denotes a capacitor element, and the capacitor element 20 is an anode body made of an aluminum foil which is a valve metal. After forming a dielectric oxide film layer (not shown) on the surface of 21, an insulating resist portion 22 is provided to separate the anode portion 23 and the cathode forming portion 24, and the surface of the cathode forming portion 24 has a high conductivity. The cathode portion 27 is formed by sequentially laminating a solid electrolyte layer 25 made of molecules and a cathode layer 26 made of carbon and silver paste.

28は陽極コム端子、29は陰極コム端子、29aはこの陰極コム端子29の接続面の一部を曲げ起こすことにより形成されたガイド部であり、上記コンデンサ素子20の陽極部23を陽極コム端子28の接続面に、同じく陰極部27を陰極コム端子29の接続面に夫々搭載し、コンデンサ素子20の陽極部23を陽極コム端子28の接続面の接続部28aを折り曲げて抵抗溶接により接合し、陰極部27を陰極コム端子29の接続面に図示しない導電性銀ペーストを介して接合したものである。   Reference numeral 28 denotes an anode comb terminal, 29 denotes a cathode comb terminal, 29a denotes a guide portion formed by bending a part of a connection surface of the cathode comb terminal 29, and the anode portion 23 of the capacitor element 20 is connected to the anode comb terminal. Similarly, the cathode portion 27 is mounted on the connection surface of the cathode comb terminal 29 on the connection surface 28, and the anode portion 23 of the capacitor element 20 is joined by resistance welding by bending the connection portion 28a of the connection surface of the anode comb terminal 28. The cathode portion 27 is joined to the connection surface of the cathode comb terminal 29 via a conductive silver paste (not shown).

30はこのようにコンデンサ素子20を接合した陽極コム端子28と陰極コム端子29の一部が夫々外表面に露呈する状態で上記コンデンサ素子20を被覆した絶縁性の外装樹脂であり、この外装樹脂30から表出した陽極コム端子28と陰極コム端子29は夫々外装樹脂30に沿って側面から底面へと折り曲げられることによって外部端子を形成し、これにより面実装型の固体電解コンデンサを構成したものである(特許文献1)。   Reference numeral 30 denotes an insulating exterior resin that covers the capacitor element 20 in a state where parts of the anode comb terminal 28 and the cathode comb terminal 29 to which the capacitor element 20 is bonded are exposed on the outer surface. The anode comb terminal 28 and the cathode comb terminal 29 exposed from 30 are each bent from the side surface to the bottom surface along the exterior resin 30 to form external terminals, thereby forming a surface mount type solid electrolytic capacitor. (Patent Document 1).

また、このように構成された従来の固体電解コンデンサの容量を高める目的で、上記コンデンサ素子20を構成する陽極体21の表面に金属酸化物層を形成する方法が種々提案されており、その方法としては、CVD、イオンプレーティング、スパッタリング等の方法が知られているが、これらの方法では、特殊で高価な製造設備が必要であるばかりでなく、大きな面積の基材に対して金属酸化物層を薄膜で形成したり、表面形状が複雑な基材に対して金属酸化物層を薄膜で形成したりするのが極めて困難であるという課題があった。   Various methods for forming a metal oxide layer on the surface of the anode body 21 constituting the capacitor element 20 have been proposed for the purpose of increasing the capacity of the conventional solid electrolytic capacitor thus configured. As known in the art, CVD, ion plating, sputtering, and other methods are known, but these methods require not only special and expensive manufacturing equipment but also metal oxides for large-area substrates. There is a problem that it is extremely difficult to form a layer with a thin film or to form a metal oxide layer with a thin film on a substrate having a complicated surface shape.

従って、これらの問題を解決する目的で、水熱処理によって形成された金属酸化物ゾルを用いる方法が提案されており、例えば、ジルコニウム塩と希土類であるイットリウム塩の混合水溶液を飽和水蒸気圧のもとで水熱処理し、得られた混合酸化物ゾルを基材の表面に塗布し、これを乾燥、焼成する金属酸化物の製造方法が提案されている(特許文献2、特許文献3)。   Therefore, in order to solve these problems, a method using a metal oxide sol formed by hydrothermal treatment has been proposed. For example, a mixed aqueous solution of a zirconium salt and a rare earth yttrium salt is subjected to a saturated water vapor pressure. There has been proposed a method for producing metal oxides, in which the mixed oxide sol obtained by hydrothermal treatment is applied to the surface of a substrate, dried and fired (Patent Documents 2 and 3).

また、これとは別に、オキシ塩化ジルコニウムをエタノール中に懸濁させ、ホウ酸水溶液、ついでアンモニウム水を添加してオキシ塩化ジルコニウムを加水分解することによりホウ素化合物を含む水和ジルコニウムを得て、これらの基材を浸漬して該ゾルを付着させ、これを熱処理、乾燥することによって酸化ジルコニウム皮膜を形成させることが提案されている(特許文献4)。
特開2000−340463号公報 特開昭63−233088号公報 特開平2−38362号公報 特開平5−319953号公報
Separately, zirconium oxychloride is suspended in ethanol, and boric acid aqueous solution and then ammonium water is added to hydrolyze zirconium oxychloride to obtain zirconium hydrate containing boron compound. It has been proposed to form a zirconium oxide film by immersing the base material in order to attach the sol, heat-treating and drying the sol (Patent Document 4).
JP 2000-340463 A Japanese Patent Laid-Open No. 63-233088 JP-A-2-38362 JP-A-5-319953

しかしながら上記従来の固体電解コンデンサでは、容量を高める目的で陽極体21の表面に金属酸化物層を形成する特許文献2〜4の製造方法においても、大きな面積の基材に対して金属酸化物を薄膜で形成したり、表面形状が複雑な基材に対して金属酸化物を薄膜で形成したりするのが困難であるという問題は解決できず、さらには、金属酸化物の形成過程で高温の熱処理工程が必要なものについては基材が変形する恐れがあり、いずれにしても金属酸化物を薄膜で形成することが困難であるという共通した課題を有しており、このために電解コンデンサとしての容量を高めることが極めて難しいという課題を有したものであった。   However, in the above conventional solid electrolytic capacitor, the metal oxide layer is formed on the substrate having a large area even in the manufacturing methods of Patent Documents 2 to 4 in which the metal oxide layer is formed on the surface of the anode body 21 for the purpose of increasing the capacity. The problem that it is difficult to form a metal oxide with a thin film or a metal oxide film on a substrate with a complicated surface shape cannot be solved. For those that require a heat treatment step, the substrate may be deformed, and in any case, it has a common problem that it is difficult to form a metal oxide as a thin film. The problem was that it was extremely difficult to increase the capacity.

本発明はこのような従来の課題を解決し、金属酸化物を薄膜で形成した陽極体を用いることにより大容量化を実現することが可能な電解コンデンサを提供することを目的とするものである。   An object of the present invention is to solve such a conventional problem and to provide an electrolytic capacitor capable of realizing a large capacity by using an anode body in which a metal oxide is formed as a thin film. .

上記課題を解決するために本発明は、アルミニウム箔からなる陽極体の所定の位置に絶縁部を設けて陽極部と陰極形成部に分離し、この陰極形成部上に導電性高分子からなる固体電解質層、陰極層を順次積層形成することにより陰極部を形成したコンデンサ素子と、このコンデンサ素子の陽極部と陰極部に接合された陽極端子ならびに陰極端子と、この陽極端子ならびに陰極端子の一部を除いて上記コンデンサ素子を被覆した絶縁性の外装樹脂からなる電解コンデンサにおいて、上記陽極体は、上記アルミニウム箔の表面に形成された誘電体酸化皮膜層の表面に金属酸化物層を形成して構成され、この金属酸化物層は、溶液中にフルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物を存在させることで生じるMab c-+dH2O→Mad+bF-+2dH+(MはTi、Zr、Si、Nb、Ta、Hf、In、Sn、希土類元素からなる群から選ばれた1種、a、b、c、dは係数であり、ma=b−c=2d、mは金属Mの酸化数、a>0、b>0、c≧0、d>0、の関係を満たす)の反応を利用して形成されたものである構成としたものである。 In order to solve the above problems, the present invention provides an insulating part at a predetermined position of an anode body made of an aluminum foil to separate the anode part and the cathode forming part, and a solid made of a conductive polymer on the cathode forming part. Capacitor element in which a cathode portion is formed by sequentially laminating an electrolyte layer and a cathode layer, an anode portion of the capacitor element, an anode terminal joined to the cathode portion, a cathode terminal, and a part of the anode terminal and the cathode terminal In the electrolytic capacitor made of an insulating exterior resin covering the capacitor element except for the above, the anode body has a metal oxide layer formed on the surface of the dielectric oxide film layer formed on the surface of the aluminum foil. constructed, the metal oxide layer is caused by the presence of a metal fluoro complex compound and / or metal fluoride in the solution M a F b c- + dH 2 O → M a O d + F - + 2dH + (M is Ti, Zr, Si, Nb, Ta, Hf, In, Sn, 1 kind selected from the group consisting of rare earth elements, a, b, c, d are coefficients, ma = b -C = 2d, where m is an oxidation number of the metal M, and satisfies the following relationship: a> 0, b> 0, c ≧ 0, d> 0) It is.

以上のように本発明による電解コンデンサは、誘電体酸化皮膜層の表面に金属酸化物層を薄膜で形成したアルミニウム箔を用いることによって電解コンデンサの容量を高めることができるようになり、従来実現が困難であった大容量化を実現することができるという効果が得られるものである。   As described above, the electrolytic capacitor according to the present invention can increase the capacity of the electrolytic capacitor by using the aluminum foil in which the metal oxide layer is formed as a thin film on the surface of the dielectric oxide film layer. It is possible to obtain an effect that it is possible to realize a large capacity which has been difficult.

(実施の形態1)
以下、実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1、6、7に記載の発明について説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the first aspect of the present invention will be described with reference to the first embodiment.

図1(a)〜(d)はそれぞれ、本発明の実施の形態1による電解コンデンサの一例としての固体電解コンデンサの構成を示した平面図、側面断面図、A−A線における断面図、B−B線における断面図、図2は同固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子の構成を示した一部切り欠き斜視図であり、図1と図2において、1は平板状のコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子1は弁作用金属であるアルミニウム箔からなる陽極体2の表面に誘電体酸化皮膜層を形成した後に金属酸化物の皮膜を薄膜で形成(詳細は後述する)し、これに絶縁性のレジスト部3を設けて陽極部4と陰極形成部5に分離し、この陰極形成部5の表面に、電解重合、化学重合等の手法により形成された導電性高分子(例えばポリピロール)からなる固体電解質層6、カーボンと銀ペーストからなる陰極層7を順次積層形成することによって陰極部8を形成して構成されたものである。   1A to 1D are a plan view, a side cross-sectional view, a cross-sectional view taken along line AA, and a cross-sectional view, respectively, showing a configuration of a solid electrolytic capacitor as an example of the electrolytic capacitor according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing the configuration of a capacitor element used in the solid electrolytic capacitor. In FIGS. 1 and 2, 1 is a flat capacitor element. In this capacitor element 1, a dielectric oxide film layer is formed on the surface of an anode body 2 made of an aluminum foil which is a valve metal, and then a metal oxide film is formed as a thin film (details will be described later) and insulated. The conductive resist portion 3 is provided to separate the anode portion 4 and the cathode forming portion 5 from a conductive polymer (for example, polypyrrole) formed on the surface of the cathode forming portion 5 by a technique such as electrolytic polymerization or chemical polymerization. Become a solid Solution electrolyte layer 6, those that are formed by forming the cathode portion 8 by sequentially laminating forming the cathode layer 7 made of carbon and silver paste.

9は上記コンデンサ素子1を複数枚(本実施の形態1においては6枚)積層した状態でコンデンサ素子1の陽極部4を上面に接合した陽極端子、10は同じくコンデンサ素子1を複数枚積層した状態でコンデンサ素子1の陰極部8を接合した陰極端子、11は上記陽極端子9ならびに陰極端子10の底面が夫々露呈する状態で上記コンデンサ素子1を被覆した絶縁性の外装樹脂であり、本実施の形態1においては、この外装樹脂11としてエポキシ樹脂を用いたものである。   9 is an anode terminal in which the anode part 4 of the capacitor element 1 is bonded to the upper surface in a state where a plurality of the capacitor elements 1 are laminated (six in the first embodiment), and 10 is a laminate of the capacitor elements 1 similarly. The cathode terminal to which the cathode portion 8 of the capacitor element 1 is joined in the state, 11 is an insulating exterior resin that covers the capacitor element 1 with the bottom surfaces of the anode terminal 9 and the cathode terminal 10 exposed, respectively. In Embodiment 1, an epoxy resin is used as the exterior resin 11.

また、上記誘電体酸化皮膜層を形成した陽極体2の誘電体酸化皮膜層の表面に形成する金属酸化物の皮膜は、チタンフッ化アンモニウム((NH4))2TiF6)やジルコンフッ化アンモニウム((NH42ZrF6)水溶液等の反応を利用するものであり、すなわち、溶液中にフルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物を存在させることで生じるMab c-+dH2O→Mad+bF-+2dH+(MはTi、Zr、Si、Nb、Ta、Hf、In、Sn、希土類元素からなる群から選ばれた1種、a、b、c、dは係数であり、ma=b−c=2d、mは金属Mの酸化数、a>0、b>0、c≧0、d>0、の関係を満たす)の反応を利用して、誘電体酸化皮膜層の表面に酸化チタン、酸化ジルコニウム等の金属酸化物の皮膜を薄膜で形成するようにしたものである。 The metal oxide film formed on the surface of the dielectric oxide film layer of the anode body 2 on which the dielectric oxide film layer is formed is titanium ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) or zircon ammonium fluoride ( (NH 4 ) 2 ZrF 6 ) A reaction such as an aqueous solution is used, that is, M a F b c− + dH 2 O produced by the presence of a fluorometal complex compound and / or a metal fluoride in the solution → M a O d + bF - + 2dH + (M is Ti, Zr, Si, Nb, Ta, Hf, in, Sn, 1 kind selected from the group consisting of rare earth elements, a, b, c, d is a factor , Ma = b−c = 2d, where m is the oxidation number of the metal M, and satisfies the relationship of a> 0, b> 0, c ≧ 0, d> 0), and the dielectric oxide film layer Of metal oxides such as titanium oxide and zirconium oxide Film is obtained so as to form a thin film.

具体的には、チタンフッ化アンモニウム((NH42TiF6)0.04gを純水100mlに加えて撹拌し、完全に溶解させて水溶液とした。この水溶液中に、エッチングした後陽極酸化により誘電体酸化皮膜層が形成されたアルミニウム箔を浸漬し、30℃で2時間放置した。 Specifically, 0.04 g of ammonium titanium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) was added to 100 ml of pure water, stirred, and completely dissolved to obtain an aqueous solution. In this aqueous solution, an aluminum foil on which a dielectric oxide film layer was formed by anodic oxidation after etching was immersed and left at 30 ° C. for 2 hours.

続いて、浸漬したアルミニウム箔を取り出し、その断面を透過電子顕微鏡で観察したところ、誘電体酸化皮膜層の表面には酸化チタン皮膜が均一に形成されていることが確認された。また、この酸化チタン皮膜が形成されたアルミニウム箔の容量を測定したところ、700μFであり、何も処理をしない誘電体酸化皮膜層が形成されたアルミニウム箔の容量が390μFであるのと比較すると、実に1.8倍近い容量が得られるものである。なお、これらの容量測定は、室温で、15重量%のアジピン酸アンモニウム水溶液中にて、LCRメータを用いて測定した。   Subsequently, the immersed aluminum foil was taken out and the cross section was observed with a transmission electron microscope. As a result, it was confirmed that a titanium oxide film was uniformly formed on the surface of the dielectric oxide film layer. Moreover, when the capacity | capacitance of the aluminum foil in which this titanium oxide film was formed was measured, it was 700 micro F. Compared with the capacity of the aluminum foil in which the dielectric oxide film layer which does not process anything was formed is 390 micro F, A capacity nearly 1.8 times larger can be obtained. In addition, these capacity | capacitance measurements were measured using the LCR meter in 15 weight% ammonium adipate aqueous solution at room temperature.

アルミニウム箔の容量は、通常、誘電体酸化皮膜層の厚みに反比例するが、本実施の形態1では、チタンフッ化アンモニウム((NH42TiF6)が増え、TiO2膜厚が厚いほど容量が大きくなるものである。これはチタンフッ化アンモニウム((NH42TiF6)中に含まれるフッ化物イオンが、アルミニウム箔表面に形成されていた酸化アルミニウム皮膜を一部溶解することで、この溶解した、比誘電率が9程度の酸化アルミニウム皮膜が、アモルファス状態で40程度の比誘電率を持つ酸化チタン皮膜に置き換わったためである。 The capacity of the aluminum foil is usually inversely proportional to the thickness of the dielectric oxide film layer, but in the first embodiment, the amount of titanium ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) increases, and the capacity increases as the TiO 2 film thickness increases. Is something that grows. This is because the fluoride ion contained in titanium ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) partially dissolves the aluminum oxide film formed on the surface of the aluminum foil. This is because an aluminum oxide film of about 9 has been replaced with a titanium oxide film having a relative dielectric constant of about 40 in an amorphous state.

図3は上記陽極端子ならびに陰極端子の構成を示した斜視図であり、この陽極端子9と陰極端子10は一対となって図示しないフープ状の基材に所定の間隔で複数が連続して設けられたものであり、この基材を打ち抜き加工し、続いて折り曲げ加工することにより形成された後、陽極端子と陰極端子の必要部分のみを残して切断し、不要部分は廃棄したものである。   FIG. 3 is a perspective view showing the configuration of the anode terminal and the cathode terminal, and a plurality of anode terminals 9 and cathode terminals 10 are continuously provided at predetermined intervals on a hoop-shaped substrate (not shown). The substrate is formed by punching and subsequently bending, and then cutting is performed leaving only the necessary portions of the anode terminal and the cathode terminal, and unnecessary portions are discarded.

陽極端子9の詳細を説明すると、9aは基板への実装面となる実装部であり、この実装部9aを除く両端部分は階段状に上方へ折り曲げられることにより、外装樹脂11に被覆されるものである。9bはコンデンサ素子1の陽極部4が搭載されて接合される接合面であり、この接合面9bは上記実装部9aを除く両端部分を階段状に上方へ折り曲げた部分を、さらに折り返し曲げを行うことによって基材が2枚重なり合うように形成されているものである。   The details of the anode terminal 9 will be described. Reference numeral 9a denotes a mounting portion which becomes a mounting surface on the substrate, and both end portions excluding the mounting portion 9a are bent upward in a step shape so as to be covered with the exterior resin 11 It is. Reference numeral 9b denotes a joint surface on which the anode portion 4 of the capacitor element 1 is mounted and joined. This joint surface 9b further folds the portion where both end portions excluding the mounting portion 9a are bent upward in a step shape. Thus, two substrates are formed so as to overlap each other.

9cはコンデンサ素子1の陽極部4を位置決めする壁部であり、この壁部9cの先端部はコンデンサ素子1の陽極部4の上面に当接するように折り曲げられ、抵抗溶接により接合されるようにしているものである。9dは上記実装部9aから陰極端子10側に向かって斜め上方へ延びるように設けられた遮蔽部、9eはこの遮蔽部9dの先端に設けられ、コンデンサ素子1の陽極部4が搭載されて接合される接合面となる部分である。9fは端部を垂直に折り曲げることにより、外装樹脂11の側面から表出するように設けられた外部端子であり、この外部端子9fと上記実装部9a以外は全て外装樹脂11に被覆されてしまい、外観には表出しないように構成されるものである。   Reference numeral 9c denotes a wall portion for positioning the anode portion 4 of the capacitor element 1, and the tip portion of the wall portion 9c is bent so as to contact the upper surface of the anode portion 4 of the capacitor element 1 and is joined by resistance welding. It is what. 9d is a shielding part provided so as to extend obliquely upward from the mounting part 9a toward the cathode terminal 10, and 9e is provided at the tip of the shielding part 9d. The anode part 4 of the capacitor element 1 is mounted and bonded. It is a part used as the joining surface. Reference numeral 9f denotes an external terminal provided so as to be exposed from the side surface of the exterior resin 11 by bending the end portion vertically, and all the parts other than the external terminal 9f and the mounting portion 9a are covered with the exterior resin 11. It is configured so as not to appear in the appearance.

陰極端子10の詳細を説明すると、10aは基板への実装面となる実装部であり、この実装部10aを除く両端部分は階段状に上方へ折り曲げられることにより、外装樹脂11に被覆されるものである。10bと10cはコンデンサ素子1の陰極部8が搭載されて接合される接合面であり、この接合面10bと10cは上記実装部10aを除く両端部分を階段状に上方へ折り曲げた部分を、さらに折り返し曲げを行うことによって基材が2枚重なり合うように形成されているものである。   The details of the cathode terminal 10 will be described. Reference numeral 10a denotes a mounting portion that becomes a mounting surface on the substrate, and both end portions excluding the mounting portion 10a are bent upward in a step shape to be covered with the exterior resin 11 It is. 10b and 10c are joint surfaces to which the cathode portion 8 of the capacitor element 1 is mounted and joined, and the joint surfaces 10b and 10c are portions obtained by bending the both end portions excluding the mounting portion 10a upward in a stepped manner. Two base materials are formed so as to overlap each other by folding back.

10dはコンデンサ素子1の陰極部8を位置決めする壁部、10eは上記実装部10aから陽極端子9側に向かって斜め上方へ延びるように設けられた遮蔽部、10fはこの遮蔽部10eの先端に設けられ、コンデンサ素子1の陰極部8が搭載されて接合される接合面となる部分である。10gと10hは端部を垂直に折り曲げることにより、外装樹脂11の側面から表出するように設けられた外部端子であり、この外部端子10g、10hと上記実装部10a以外は全て外装樹脂11に被覆されてしまい、外観には表出しないように構成されるものである。   10 d is a wall portion for positioning the cathode portion 8 of the capacitor element 1, 10 e is a shielding portion provided so as to extend obliquely upward from the mounting portion 10 a toward the anode terminal 9, and 10 f is provided at the tip of the shielding portion 10 e. It is a portion that is provided and serves as a joint surface on which the cathode portion 8 of the capacitor element 1 is mounted and joined. 10 g and 10 h are external terminals provided so as to be exposed from the side surface of the exterior resin 11 by bending the end portion vertically, and all except for the external terminals 10 g and 10 h and the mounting portion 10 a are attached to the exterior resin 11. It is covered so that it does not appear on the appearance.

このように構成された本実施の形態1による固体電解コンデンサの容量を比較例としての従来品(金属酸化物層を形成していないもの)、それぞれの電極箔の容量と共に(表1)に示す。   The capacity of the solid electrolytic capacitor according to the first embodiment thus configured is shown in Table 1 together with the capacity of the conventional product (without the metal oxide layer) as a comparative example, and the capacity of each electrode foil. .

Figure 2008172185
Figure 2008172185

(表1)から明らかなように、アルミニウム箔の表面に形成された誘電体酸化皮膜層の表面に酸化チタンの金属酸化物層を薄膜で形成した構成により、アルミニウム箔における容量を従来品の1.8倍に高めることができるようになり、これにより、このアルミニウム箔を用いた、本実施の形態1による固体電解コンデンサにおいても、製品の容量を大きく向上させることが可能になるものである。   As is apparent from Table 1, the capacity of the aluminum foil is reduced to 1 of the conventional product by the configuration in which the metal oxide layer of titanium oxide is formed as a thin film on the surface of the dielectric oxide film layer formed on the surface of the aluminum foil. Thus, even in the solid electrolytic capacitor according to the first embodiment using the aluminum foil, the capacity of the product can be greatly improved.

また、上述した固体電解コンデンサの構造は、コンデンサ素子1から各端子までを最短距離で引き出すことができるようになるためにESLを大幅に低減することができるという効果を有するものである。加えて、コンデンサ素子1の陽極部4と陰極部8が搭載されて接合される陽極端子9と陰極端子10の各接合部を2枚の基材が重なり合うようにした構成により、各端子の外装樹脂11からの表出部となる基板への実装面からコンデンサ素子1までの距離を必要最低限の範囲で確保することができるようになるため、基板への面実装を行う際の半田付け時に高温に晒されることにより外装樹脂11の気密性が低下して水分や酸素がコンデンサ素子1と端子との界面から侵入してコンデンサ素子1にダメージを与えることを防止することができ、その結果、優れた信頼性を発揮することができるようになるものである。   Further, the above-described structure of the solid electrolytic capacitor has an effect that the ESL can be greatly reduced since the capacitor element 1 can be drawn out from each terminal at the shortest distance. In addition, the anode part 4 and the cathode part 8 of the capacitor element 1 are mounted and joined to each other, and the joining parts of the anode terminal 9 and the cathode terminal 10 are configured so that two substrates overlap each other. Since the distance from the mounting surface of the resin 11 to the substrate, which is the exposed portion, to the capacitor element 1 can be secured within a necessary minimum range, during surface mounting to the substrate, By being exposed to high temperature, the hermeticity of the exterior resin 11 is lowered, and moisture and oxygen can be prevented from entering from the interface between the capacitor element 1 and the terminal and damaging the capacitor element 1, and as a result, It will be able to demonstrate excellent reliability.

(実施の形態2)
以下、実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項2〜7に記載の発明について説明する。
(Embodiment 2)
The second aspect of the present invention will be described below with reference to the second to seventh aspects of the present invention.

図4は本発明の実施の形態2による電解コンデンサの一例としてのアルミ電解コンデンサの構成を示した部分断面斜視図であり、図4において、19はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子19は、エッチング処理により表面を粗面化した後に陽極酸化処理により誘電体酸化皮膜層を形成し、さらにこの誘電体酸化皮膜層の表面に金属酸化物層の皮膜を薄膜で形成(詳細は後述する)したアルミニウム箔からなる陽極箔12と、アルミニウム箔を少なくともエッチング処理した陰極箔13とを、その間にセパレータ14を介在させた状態で巻回することにより構成されたものである。   FIG. 4 is a partial cross-sectional perspective view showing the configuration of an aluminum electrolytic capacitor as an example of an electrolytic capacitor according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 4, 19 indicates a capacitor element, and this capacitor element 19 is etched. After the surface is roughened by treatment, a dielectric oxide film layer is formed by anodizing treatment, and a metal oxide layer film is formed as a thin film on the surface of the dielectric oxide film layer (details will be described later) An anode foil 12 made of a foil and a cathode foil 13 obtained by etching at least an aluminum foil are wound with a separator 14 interposed therebetween.

15aと15b(図示せず)は上記陽極箔12と陰極箔13に夫々接続された外部導出用の陽極リードと陰極リード、16は上記コンデンサ素子19を図示しない駆動用電解液と共に収容した有底円筒状のアルミニウム製の金属ケース、17は上記陽極リード15aと陰極リード15bが挿通する孔を備えて上記金属ケース16の開口部を封止した封口部材、18は陽極リード15aと陰極リード15bが挿通する孔を備えてこの封口部材17側に装着された絶縁性樹脂からなる座板であり、この座板18の外表面に設けられた溝に沿って陽極リード15aと陰極リード15bを折り曲げることにより面実装型のアルミ電解コンデンサを構成したものである。   15a and 15b (not shown) are anode leads and cathode leads for external lead connected to the anode foil 12 and the cathode foil 13, respectively, and 16 is a bottomed housing containing the capacitor element 19 together with a driving electrolyte not shown. A cylindrical aluminum metal case 17, a sealing member 17 having a hole through which the anode lead 15a and the cathode lead 15b are inserted to seal the opening of the metal case 16, and 18 an anode lead 15a and a cathode lead 15b A seat plate made of an insulating resin having a hole to be inserted and mounted on the sealing member 17 side. The anode lead 15a and the cathode lead 15b are bent along a groove provided on the outer surface of the seat plate 18. Thus, a surface mount type aluminum electrolytic capacitor is constructed.

また、上記誘電体酸化皮膜層を形成した陽極箔12の表面に形成する金属酸化物の皮膜は、チタンフッ化アンモニウム((NH42TiF6)やジルコンフッ化アンモニウム((NH42ZrF6)水溶液等の反応を利用するものであり、すなわち、溶液中にフルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物を存在させることで生じるMab c-+dH2O→Mad+bF-+2dH+(MはTi、Zr、Si、Nb、Ta、Hf、In、Sn、希土類元素からなる群から選ばれた1種、a、b、c、dは係数であり、ma=b−c=2d、mは金属Mの酸化数、a>0、b>0、c≧0、d>0、の関係を満たす)の反応を利用して、誘電体酸化皮膜層が形成されたアルミニウム箔上に酸化チタン、酸化ジルコニウム等の皮膜を薄膜で形成するようにしたものである。 Further, the metal oxide film formed on the surface of the anode foil 12 on which the dielectric oxide film layer is formed is titanium ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) or zircon ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 ZrF 6. ) It utilizes a reaction such as an aqueous solution, that is, M a F b c− + dH 2 O → M a O d + bF + 2dH generated by the presence of a fluorometal complex compound and / or a metal fluoride in the solution. + (M is one selected from the group consisting of Ti, Zr, Si, Nb, Ta, Hf, In, Sn, and rare earth elements, a, b, c, and d are coefficients, and ma = bc = 2d, m is the oxidation number of metal M, satisfying the relationship of a> 0, b> 0, c ≧ 0, d> 0), on the aluminum foil on which the dielectric oxide film layer is formed Thin film of titanium oxide, zirconium oxide, etc. It is in that in order to form.

具体的には、ジルコンフッ化アンモニウム((NH42ZrF6)0.04gを純水100mlに加えて撹拌し、完全に溶解させて水溶液とした。この水溶液に対して、フッ化物イオン捕捉剤として酸化ホウ素(B23)0.001gを加えて完全に溶解させた。この水溶液中に、エッチングした後陽極酸化により誘電体酸化皮膜層が形成されたアルミニウム箔を浸漬し、30℃で2時間放置した。 Specifically, 0.04 g of ammonium zircon fluoride ((NH 4 ) 2 ZrF 6 ) was added to 100 ml of pure water, stirred and completely dissolved to obtain an aqueous solution. To this aqueous solution, 0.001 g of boron oxide (B 2 O 3 ) was added as a fluoride ion scavenger and completely dissolved. In this aqueous solution, an aluminum foil on which a dielectric oxide film layer was formed by anodic oxidation after etching was immersed and left at 30 ° C. for 2 hours.

続いて、浸漬したアルミニウム箔を取り出し、その断面を透過電子顕微鏡で観察したところ、上記実施の形態1と同様に、誘電体酸化皮膜層の表面には酸化ジルコニウム皮膜が均一に形成されていることが確認された。これは、上記水溶液に加えたフッ化物イオン捕捉剤が金属酸化物の皮膜を均一に形成するという効果があることを示しているものと考えられる。   Subsequently, the immersed aluminum foil was taken out and the cross section was observed with a transmission electron microscope. As in the first embodiment, a zirconium oxide film was uniformly formed on the surface of the dielectric oxide film layer. Was confirmed. This is considered to indicate that the fluoride ion scavenger added to the aqueous solution has an effect of uniformly forming a metal oxide film.

また、この酸化ジルコニウム皮膜が形成されたアルミニウム箔の容量を測定したところ、620μFであり、何も処理をしないアルミニウム箔の容量が390μFであるのと比較すると、実に1.6倍近い容量が得られるものである。なお、これらの容量測定は、室温で、15重量%のアジピン酸アンモニウム水溶液中にて、LCRメータを用いて測定した。   Further, when the capacity of the aluminum foil on which the zirconium oxide film was formed was measured, it was 620 μF, and compared with the capacity of the aluminum foil without any treatment being 390 μF, a capacity nearly 1.6 times greater was obtained. It is what In addition, these capacity | capacitance measurements were measured using the LCR meter in 15 weight% ammonium adipate aqueous solution at room temperature.

なお、アルミニウム箔の容量は、通常、誘電体酸化皮膜層の厚みに反比例するが、本実施の形態2では、ジルコンフッ化アンモニウム((NH42ZrF6)が増え、ZrO2膜厚が厚いほど容量が大きくなるものである。これはジルコンフッ化アンモニウム((NH42ZrF6)中に含まれるフッ化物イオンが、アルミニウム箔の表面に形成されていた酸化アルミニウム皮膜を一部溶解することで、この溶解した、比誘電率が9程度の酸化アルミニウム皮膜が、アモルファス状態で20程度の比誘電率を持つ酸化ジルコニウム皮膜に置き換わったためである。 The capacity of the aluminum foil is usually inversely proportional to the thickness of the dielectric oxide film layer, but in the second embodiment, zircon ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 ZrF 6 ) increases and the ZrO 2 film thickness is thick. The capacity increases. This is because the fluoride ions contained in zircon ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 ZrF 6 ) partially dissolve the aluminum oxide film formed on the surface of the aluminum foil. This is because an aluminum oxide film having a thickness of about 9 was replaced with a zirconium oxide film having a relative dielectric constant of about 20 in an amorphous state.

このように構成された本実施の形態2によるアルミ電解コンデンサの容量を比較例としての従来品(金属酸化物層を形成していないもの)、それぞれの電極箔の容量と共に(表2)に示す。   The capacity of the aluminum electrolytic capacitor according to the second embodiment configured as described above is shown in Table 2 together with the conventional product (without the metal oxide layer) as a comparative example, and the capacity of each electrode foil. .

Figure 2008172185
Figure 2008172185

(表2)から明らかなように、アルミニウム箔の表面に形成された誘電体酸化皮膜層の表面に酸化ジルコニウムの金属酸化物層を薄膜で形成した構成により、アルミニウム箔における容量を従来品の1.6倍に高めることができるようになり、これにより、このアルミニウム箔を陽極箔として用いた、本実施の形態2によるアルミ電解コンデンサにおいても、製品の容量を大きく向上させることが可能になるものである。   As can be seen from Table 2, the capacity of the aluminum foil is reduced to 1 of the conventional product by the structure in which the metal oxide layer of zirconium oxide is formed as a thin film on the surface of the dielectric oxide film layer formed on the surface of the aluminum foil. .6 can be increased, so that even in the aluminum electrolytic capacitor according to the second embodiment using this aluminum foil as an anode foil, the capacity of the product can be greatly improved. It is.

なお、本実施の形態2においては、酸化ジルコニウムの金属酸化物層の形成は陽極箔のみに行う構成を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、陰極箔にも同様に酸化ジルコニウムの金属酸化物層を形成しても良いものである。   In the second embodiment, the formation of the metal oxide layer of zirconium oxide has been described by taking an example in which the formation is performed only on the anode foil. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. Similarly, a metal oxide layer of zirconium oxide may be formed.

また、本実施の形態2においては、座板18を用いた面実装型のアルミ電解コンデンサを例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、座板18が無い構成のリードタイプのアルミ電解コンデンサであっても良いものである。   In the second embodiment, the surface mount type aluminum electrolytic capacitor using the seat plate 18 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the seat plate 18 is not provided. A lead-type aluminum electrolytic capacitor may be used.

さて、ここで、上述した金属酸化物層の形成についてさらに詳述する。   Now, the formation of the metal oxide layer described above will be described in further detail.

本発明の電解コンデンサに用いる電極箔は、チタンフッ化アンモニウム((NH42TiF6)やジルコンフッ化アンモニウム((NH42ZrF6)に代表されるフルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物が関係する反応を利用して、弁作用金属箔の表面に形成した誘電体酸化皮膜層の表面に酸化チタンや酸化ジルコニウム等の金属酸化物層を形成してなるものである。 The electrode foil used for the electrolytic capacitor of the present invention is a fluoro metal complex compound and / or a metal fluoride represented by titanium ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) or zircon ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 ZrF 6 ). Is obtained by forming a metal oxide layer such as titanium oxide or zirconium oxide on the surface of the dielectric oxide film layer formed on the surface of the valve action metal foil.

そして、この金属酸化物層を形成する上で重要な点は、誘電体酸化皮膜層を形成した弁作用金属箔を用いる点にある。すなわち、誘電体酸化皮膜層を形成していない弁作用金属箔を用いた場合、本発明で言うところの金属酸化物層を形成することはできず、その結果、本発明の作用効果を奏することは極めて難しいものである。   An important point in forming the metal oxide layer is that a valve action metal foil having a dielectric oxide film layer is used. That is, when a valve action metal foil not formed with a dielectric oxide film layer is used, the metal oxide layer referred to in the present invention cannot be formed, and as a result, the effects of the present invention can be achieved. Is extremely difficult.

したがって、上述したように、陰極箔にも例えば酸化ジルコニウムの金属酸化物層を形成する場合、あらかじめ陰極箔の表面に誘電体酸化皮膜層を形成しなければならない。   Therefore, as described above, when a metal oxide layer of, for example, zirconium oxide is also formed on the cathode foil, a dielectric oxide film layer must be formed on the surface of the cathode foil in advance.

本実施の形態では、フルオロ金属錯化合物としてチタンフッ化アンモニウム((NH42TiF6)およびジルコンフッ化アンモニウム((NH42ZrF6)を用いた。このTi、Zrは他の弁金属と比べて汎用性が高く、チタンフッ化アンモニウム((NH42TiF6)およびジルコンフッ化アンモニウム((NH42ZrF6)はともに入手が容易であるという利点がある。 In this embodiment, titanium fluoride ammonium ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) and zircon ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 ZrF 6 ) are used as the fluorometal complex compounds. Ti and Zr are more versatile than other valve metals, and both titanium ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) and zircon ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 ZrF 6 ) are easily available. There are advantages.

また、特に、Tiは他の弁金属と比べて比誘電率が高いため容量アップに顕著な効果を有し、Zrを用いた場合には他の弁金属と比べて誘電体皮膜の耐圧が向上するという顕著な効果を有していることから、フルオロ金属錯化合物としてチタンフッ化アンモニウム((NH42TiF6)またはジルコンフッ化アンモニウム((NH42ZrF6)用いることが望ましい。 In particular, Ti has a high relative dielectric constant compared to other valve metals, so it has a significant effect on capacity increase. When Zr is used, the dielectric film withstand voltage is improved compared to other valve metals. Therefore, it is desirable to use ammonium titanium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) or zircon ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 ZrF 6 ) as the fluorometal complex compound.

しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、他のフルオロ金属錯化合物を用いることもできる。また、フルオロ金属錯化合物の代わりに金属フッ化物(例えば、フッ化チタン(TiF4))を用いても同様の作用効果を得ることができ、フルオロ金属錯化合物と金属フッ化物を併用することも可能である。 However, the present invention is not limited to this, and other fluoro metal complex compounds can also be used. The same effect can be obtained by using a metal fluoride (for example, titanium fluoride (TiF 4 )) instead of the fluoro metal complex compound, and the fluoro metal complex compound and the metal fluoride can be used in combination. Is possible.

フッ化物イオン捕捉剤としては、ホウ素含有化合物を用いることができる。すなわち、ホウ素がフッ化物イオンを捕捉して誘電体酸化皮膜層の表面に金属酸化物層を効率的に形成することが可能である。ホウ素含有化合物としては、ホウ酸アンモニウム、酸化ホウ素、ホウ酸を挙げることができる。これらの化合物はそれぞれ単独でも組み合わせても用いることができる。   As the fluoride ion scavenger, a boron-containing compound can be used. That is, boron can capture fluoride ions and efficiently form a metal oxide layer on the surface of the dielectric oxide film layer. Examples of the boron-containing compound include ammonium borate, boron oxide, and boric acid. These compounds can be used alone or in combination.

また、フッ化物イオン捕捉剤が存在する溶液のpHを調整することにより、高容量の電極箔を得ることができるという作用効果を有する。ここで、特に、溶液のpHを7よりも大きくなるように調整することにより、さらに高容量の電極箔を得ることができる。このメカニズムについて現時点では明らかになっていないが、急激な反応を抑制し、より均一な金属酸化物の膜の生成を促すためではないかと推察している。   In addition, by adjusting the pH of the solution containing the fluoride ion scavenger, there is an effect that a high capacity electrode foil can be obtained. Here, in particular, by adjusting the pH of the solution to be higher than 7, a higher capacity electrode foil can be obtained. Although this mechanism has not been clarified at the present time, it is presumed that the rapid reaction is suppressed and the formation of a more uniform metal oxide film is promoted.

このpHを調整するpH調整剤としては、アンモニア、ヒドラジン、アミン類、塩基性塩、水酸化物のうちの少なくとも一つを用いることができる。   As the pH adjuster for adjusting the pH, at least one of ammonia, hydrazine, amines, basic salts, and hydroxides can be used.

また、フッ化物イオン捕捉剤としてのホウ酸アンモニウム、酸化ホウ素、ホウ酸は、pH調整剤としても用いることができ、これらホウ酸アンモニウム、酸化ホウ素、ホウ酸は、それぞれ単独でも組み合わせて用いることも可能である。このように、ホウ酸アンモニウム、酸化ホウ素、ホウ酸を用いることにより、高容量の電極箔を得ることができるという作用効果を有する。   In addition, ammonium borate, boron oxide and boric acid as fluoride ion scavengers can also be used as pH adjusters, and these ammonium borate, boron oxide and boric acid can be used alone or in combination. Is possible. Thus, by using ammonium borate, boron oxide, or boric acid, there is an effect that a high-capacity electrode foil can be obtained.

加えて、フッ化物イオン捕捉剤とpH調整剤の両方の機能を有するものを用いることで溶液の組成系をよりシンプルにすることができ、その結果、製造工程における溶液管理が容易になる。   In addition, the composition system of the solution can be further simplified by using the one having both functions of the fluoride ion scavenger and the pH adjuster, and as a result, the solution management in the manufacturing process is facilitated.

なお、ホウ酸アンモニウム、酸化ホウ素、ホウ酸を単独もしくは組み合わせて用いた場合でも、上述したpH調整剤、すなわち、アンモニア、ヒドラジン、アミン類、塩基性塩、水酸化物のうちの少なくとも一つを併用することもできる。このようにpH調整方法が複数あることでプロセス設計における自由度が上がる。   Even when ammonium borate, boron oxide, or boric acid is used alone or in combination, at least one of the above pH adjusters, that is, ammonia, hydrazine, amines, basic salts, and hydroxides is used. It can also be used together. As described above, since there are a plurality of pH adjustment methods, the degree of freedom in process design increases.

また、研究を継続する中で、フルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物の濃度は極めて低くても電解コンデンサの容量を高めることができるという作用効果を発揮するという点を見い出した。つまり、金属酸化物は誘電体酸化皮膜の表面に島状に形成しても容量が向上するということである。具体的には、電極箔に形成する金属酸化物の好ましい付着量は、電極箔の実効表面積当たりに換算して10〜1000μg/m2である。10μg/m2未満では前記作用効果を十分発揮できない場合がある。また、1000μg/m2を超えると島状ではなく表面全面に形成される場合が多くなる。ちなみに、この金属酸化物量の測定方法としては、ICPを用いて、例えば電極箔に形成されたチタン酸化物のチタン量を実測し、このチタン量からチタン酸化物に換算することで電極箔に形成されたチタン酸化物を算出することができる。 Moreover, while continuing research, it discovered that the effect of being able to raise the capacity | capacitance of an electrolytic capacitor was exhibited even if the density | concentration of a fluoro metal complex compound and / or a metal fluoride was very low. In other words, even if the metal oxide is formed in an island shape on the surface of the dielectric oxide film, the capacity is improved. Specifically, the preferable adhesion amount of the metal oxide formed on the electrode foil is 10 to 1000 μg / m 2 in terms of the effective surface area of the electrode foil. If it is less than 10 μg / m 2 , the above-mentioned effects may not be sufficiently exhibited. On the other hand, when it exceeds 1000 μg / m 2 , it is often formed on the entire surface instead of islands. By the way, as a method of measuring the amount of metal oxide, ICP is used to measure the amount of titanium oxide formed on the electrode foil, for example, and convert the amount of titanium to titanium oxide to form the electrode foil. The calculated titanium oxide can be calculated.

金属酸化物を島状に形成するには、例えば、フルオロ金属錯化合物として、上述した、チタンフッ化アンモニウム((NH42TiF6)またはジルコンフッ化アンモニウム((NH42ZrF6)を用いる場合、その濃度としては、0.0005mol/l以上0.01mol/l未満のものを用いればよい。 In order to form the metal oxide in an island shape, for example, the above-described ammonium titanium fluoride ((NH 4 ) 2 TiF 6 ) or zircon ammonium fluoride ((NH 4 ) 2 ZrF 6 ) is used as the fluorometal complex compound. In this case, the concentration may be 0.0005 mol / l or more and less than 0.01 mol / l.

0.0005mol/l未満では容量が向上するという作用効果を十分得られない場合があるからである。   This is because if it is less than 0.0005 mol / l, the effect of improving the capacity may not be obtained sufficiently.

一方、上限濃度としては、0.01mol/l未満が好ましい。0.01mol/l以上では、島状にならない場合があるからである。また、作業の煩雑さからも0.01mol/l未満が好ましい。すなわち、生成した金属酸化物を基材に定着させるために金属酸化物を形成した後、熱処理を行う必要があるためである。したがって、0.01mol/l未満の濃度であれば風乾でよく、熱処理の工程が不要となり、また、そのための設備も、熱処理に必要なエネルギーも不要である。   On the other hand, the upper limit concentration is preferably less than 0.01 mol / l. This is because islands may not be formed at 0.01 mol / l or more. Moreover, from the complexity of work, less than 0.01 mol / l is preferable. That is, it is necessary to perform heat treatment after forming the metal oxide in order to fix the generated metal oxide to the substrate. Therefore, if the concentration is less than 0.01 mol / l, it may be air-dried, and a heat treatment step is unnecessary, and the equipment for that purpose and the energy required for the heat treatment are unnecessary.

また、このような低濃度にすることで、薬品使用量も大幅に低減でき、廃液処理の際の環境負荷も低減することができる。   In addition, by using such a low concentration, the amount of chemicals used can be greatly reduced, and the environmental load during waste liquid treatment can also be reduced.

なぜ、このような極めて低い濃度でも容量が向上するという作用効果を奏するのかは不明であるが、現時点では以下のように推測している。   The reason why the capacity is improved at such a very low concentration is unclear, but at the present time, it is presumed as follows.

フッ化物イオンは誘電体酸化皮膜を溶解し金属酸化物を形成させるが、その際、誘電体酸化皮膜の弱い箇所が優先的に溶解されると考えられる。その弱い箇所とは構造的な欠陥部や、キズによる凹部などが考えられる。誘電体皮膜の弱い箇所が優先的に溶解されることで、その箇所に優先的に金属酸化物が形成されると思われる。つまり、弱い箇所が金属酸化物によって補強され、これにより耐圧が向上するとともに、その部分で容量が増大すると考えられる。   Fluoride ions dissolve the dielectric oxide film to form a metal oxide. At that time, it is considered that the weak part of the dielectric oxide film is preferentially dissolved. The weak part may be a structural defect or a recess due to a scratch. It is considered that the metal oxide is preferentially formed at the weak spot of the dielectric film by preferential dissolution. That is, it is considered that the weak part is reinforced with the metal oxide, thereby improving the withstand voltage and increasing the capacity at the part.

また、上述したように、金属酸化物を島状に形成する場合もフッ化物イオン捕捉剤が有効である。すなわち、フッ化物イオン捕捉剤が誘電体酸化皮膜の溶解を抑制することで、誘電体皮膜の弱い箇所が他の箇所より優先的に溶解されやすくなるとともに金属酸化物の生成反応がより緩やかに進むことで金属酸化物の形成状態を制御しやすくなり、その結果、容易に金属酸化物を島状に形成することができる。   As described above, the fluoride ion scavenger is also effective when the metal oxide is formed in an island shape. That is, the fluoride ion scavenger suppresses the dissolution of the dielectric oxide film, so that the weak part of the dielectric film is more preferentially dissolved than the other parts, and the metal oxide formation reaction proceeds more slowly. As a result, the formation state of the metal oxide can be easily controlled, and as a result, the metal oxide can be easily formed in an island shape.

また、処理時間をより長く設定することにより島状の金属酸化物を容易に形成することができる。これは、処理時間を長くすることで金属酸化物の大きいものはますます大きくなり、小さいものはますます小さくなることで粒子が偏在して、その結果、より島状に形成されるものと考えられる。   Moreover, an island-shaped metal oxide can be easily formed by setting the treatment time longer. This is because the longer the processing time, the larger the metal oxides become larger and the smaller ones become smaller and the particles become unevenly distributed, resulting in the formation of more islands. It is done.

以上のように、本発明は、溶液中にフルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物を存在させることで生じるMab c-+dH2O→Mad+bF-+2dH+(MはTi、Zr、Si、Nb、Ta、Hf、In、Sn、希土類元素からなる群から選ばれた1種、a、b、c、dは係数であり、ma=b−c=2d、mは金属Mの酸化数、a>0、b>0、c≧0、d>0、の関係を満たす)の反応を利用して誘電体酸化皮膜層の表面に金属酸化物層を形成してなる電極箔を用いることで電解コンデンサとしての容量を高めることができ、その結果、従来実現が困難であった大容量化を実現することができるものである。 As described above, the present invention is caused by the presence of a metal fluoro complex compound and / or metal fluoride in the solution M a F b c- + dH 2 O → M a O d + bF - + 2dH + (M is Ti , Zr, Si, Nb, Ta, Hf, In, Sn, one selected from the group consisting of rare earth elements, a, b, c, d are coefficients, and ma = bc = 2d, m is a metal An electrode formed by forming a metal oxide layer on the surface of the dielectric oxide film layer using the reaction of the oxidation number of M, satisfying the relationship of a> 0, b> 0, c ≧ 0, d> 0) By using the foil, it is possible to increase the capacity as an electrolytic capacitor, and as a result, it is possible to realize a large capacity that has been difficult to realize in the past.

本発明による電解コンデンサは、大容量化や小型化を図ることができるという効果を有し、各種電子機器等の小型大容量化が要望される分野に有用である。   The electrolytic capacitor according to the present invention has an effect that the capacity can be increased and the capacity can be reduced, and is useful in a field where a reduction in size and capacity of various electronic devices is required.

(a)本発明の実施の形態1による電解コンデンサの一例としての固体電解コンデンサの構成を示した平面図、(b)同側面断面図、(c)同A−A線における断面図、(d)同B−B線における断面図(A) The top view which showed the structure of the solid electrolytic capacitor as an example of the electrolytic capacitor by Embodiment 1 of this invention, (b) The side sectional drawing, (c) The sectional view in the AA line, (d) ) Sectional view along line BB 同固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子の構成を示した一部切り欠き斜視図Partially cutaway perspective view showing the configuration of a capacitor element used in the solid electrolytic capacitor 同固体電解コンデンサに使用される陽極端子ならびに陰極端子の構成を示した斜視図The perspective view which showed the structure of the anode terminal used for the solid electrolytic capacitor, and a cathode terminal 本発明の実施の形態2による電解コンデンサの一例としてのアルミ電解コンデンサの構成を示した部分断面斜視図The partial cross-section perspective view which showed the structure of the aluminum electrolytic capacitor as an example of the electrolytic capacitor by Embodiment 2 of this invention 従来の電解コンデンサの一例としての固体電解コンデンサの構成を示した断面図Sectional drawing which showed the structure of the solid electrolytic capacitor as an example of the conventional electrolytic capacitor 同斜視図Same perspective view 同固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子の構成を示した一部切り欠き斜視図Partially cutaway perspective view showing the configuration of a capacitor element used in the solid electrolytic capacitor

符号の説明Explanation of symbols

1、19 コンデンサ素子
2 陽極体
3 レジスト部
4 陽極部
5 陰極形成部
6 固体電解質層
7 陰極層
8 陰極部
9 陽極端子
9a 実装部
9b、9e 接合面
9c 壁部
9d 遮蔽部
9f 外部端子
10 陰極端子
11 外装樹脂
12 陽極箔
13 陰極箔
14 セパレータ
15a 陽極リード
15b 陰極リード
16 金属ケース
17 封口部材
18 座板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 19 Capacitor element 2 Anode body 3 Resist part 4 Anode part 5 Cathode formation part 6 Solid electrolyte layer 7 Cathode layer 8 Cathode part 9 Anode terminal 9a Mounting part 9b, 9e Joint surface 9c Wall part 9d Shielding part 9f External terminal 10 Cathode Terminal 11 Exterior resin 12 Anode foil 13 Cathode foil 14 Separator 15a Anode lead 15b Cathode lead 16 Metal case 17 Sealing member 18 Seat plate

Claims (7)

アルミニウム箔からなる陽極体の所定の位置に絶縁部を設けて陽極部と陰極形成部に分離し、この陰極形成部上に導電性高分子からなる固体電解質層、陰極層を順次積層形成することにより陰極部を形成したコンデンサ素子と、このコンデンサ素子の陽極部と陰極部に接合された陽極端子ならびに陰極端子と、この陽極端子ならびに陰極端子の一部を除いて上記コンデンサ素子を被覆した絶縁性の外装樹脂からなる電解コンデンサにおいて、上記陽極体は、上記アルミニウム箔の表面に形成された誘電体酸化皮膜層の表面に金属酸化物層を形成して構成され、この金属酸化物層は、溶液中にフルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物を存在させることで生じるMab c-+dH2O→Mad+bF-+2dH+(MはTi、Zr、Si、Nb、Ta、Hf、In、Sn、希土類元素からなる群から選ばれた1種、a、b、c、dは係数であり、ma=b−c=2d、mは金属Mの酸化数、a>0、b>0、c≧0、d>0、の関係を満たす)の反応を利用して形成されたものである電解コンデンサ。 An insulating part is provided at a predetermined position of an anode body made of aluminum foil, and the anode part and the cathode forming part are separated, and a solid electrolyte layer and a cathode layer made of a conductive polymer are sequentially laminated on the cathode forming part. Capacitor element in which a cathode part is formed by the above, an anode part and a cathode terminal joined to the anode part and the cathode part of the capacitor element, and an insulating property covering the capacitor element except for a part of the anode terminal and the cathode terminal In the electrolytic capacitor made of the exterior resin, the anode body is formed by forming a metal oxide layer on the surface of the dielectric oxide film layer formed on the surface of the aluminum foil. M a F b c- + dH 2 O → M a O d + bF caused by the presence of a metal fluoro complex compound and / or metal fluoride in - + 2dH + (M is Ti, Zr, i, Nb, Ta, Hf, In, Sn, one selected from the group consisting of rare earth elements, a, b, c, d are coefficients, ma = bc = 2d, m is an oxidation of metal M The electrolytic capacitor is formed by using a reaction of the following formula: a> 0, b> 0, c ≧ 0, d> 0. アルミニウム箔からなる陽極箔と陰極箔をその間にセパレータを介在させて巻回することにより形成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を駆動用電解液と共に収容した有底筒状の金属ケースと、この金属ケースの開口部を封止した封口部材からなる電解コンデンサにおいて、上記コンデンサ素子を構成する電極箔のうち少なくとも上記陽極箔は、上記アルミニウム箔の表面に形成された誘電体酸化皮膜層の表面に金属酸化物層を形成して構成され、この金属酸化物層は、溶液中にフルオロ金属錯化合物および/または金属フッ化物を存在させることで生じるMab c-+dH2O→Mad+bF-+2dH+(MはTi、Zr、Si、Nb、Ta、Hf、In、Sn、希土類元素からなる群から選ばれた1種、a、b、c、dは係数であり、ma=b−c=2d、mは金属Mの酸化数、a>0、b>0、c≧0、d>0、の関係を満たす)の反応を利用して形成されたものである電解コンデンサ。 A capacitor element formed by winding an anode foil and a cathode foil made of aluminum foil with a separator interposed therebetween, a bottomed cylindrical metal case containing the capacitor element together with a driving electrolyte, and In an electrolytic capacitor comprising a sealing member sealing an opening of a metal case, at least the anode foil of the electrode foils constituting the capacitor element is formed on the surface of the dielectric oxide film layer formed on the surface of the aluminum foil. A metal oxide layer is formed, and this metal oxide layer is formed by the presence of a fluorometal complex compound and / or a metal fluoride in a solution. M a F b c− + dH 2 O → M a O d + bF - + 2dH + ( M is Ti, Zr, Si, Nb, Ta, Hf, in, Sn, 1 kind selected from the group consisting of rare earth elements, a, b, c, d is And ma = b−c = 2d, where m is the oxidation number of the metal M and satisfies the relationship of a> 0, b> 0, c ≧ 0, d> 0). Electrolytic capacitors that are things. 金属酸化物層は、誘電体酸化皮膜層の表面に島状に形成された請求項1または2に記載の電解コンデンサ。 The electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the metal oxide layer is formed in an island shape on the surface of the dielectric oxide film layer. 誘電体酸化皮膜層の表面に形成された金属酸化物層が、溶液中にフッ化物イオン捕捉剤を存在させて形成されたものである請求項1〜3のいずれか一つに記載の電解コンデンサ。 The electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal oxide layer formed on the surface of the dielectric oxide film layer is formed in the presence of a fluoride ion scavenger in the solution. . 誘電体酸化皮膜層の表面に形成された金属酸化物層が、溶液中にフッ化物イオン捕捉剤およびpH調整剤を存在させて形成されたものである請求項1〜3のいずれか一つに記載の電解コンデンサ。 The metal oxide layer formed on the surface of the dielectric oxide film layer is formed by the presence of a fluoride ion scavenger and a pH adjuster in the solution. The electrolytic capacitor as described. 金属酸化物層は、誘電体酸化皮膜層の比誘電率より大きいものである請求項1〜3のいずれか一つに記載の電解コンデンサ。 The electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the metal oxide layer is larger than a dielectric constant of the dielectric oxide film layer. 金属酸化物層として酸化チタン、または酸化ジルコニウムを用いた請求項1〜3のいずれか一つに記載の電解コンデンサ。 The electrolytic capacitor according to claim 1, wherein titanium oxide or zirconium oxide is used as the metal oxide layer.
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