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WO2020179170A1 - 電解コンデンサ - Google Patents

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WO2020179170A1
WO2020179170A1 PCT/JP2019/048405 JP2019048405W WO2020179170A1 WO 2020179170 A1 WO2020179170 A1 WO 2020179170A1 JP 2019048405 W JP2019048405 W JP 2019048405W WO 2020179170 A1 WO2020179170 A1 WO 2020179170A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
insulating resin
resin body
electrolytic capacitor
gas barrier
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2019/048405
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
智之 谷
善行 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
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Priority to JP2021503409A priority patent/JP7310877B2/ja
Publication of WO2020179170A1 publication Critical patent/WO2020179170A1/ja
Priority to US17/464,995 priority patent/US11810728B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/15—Solid electrolytic capacitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/08—Housing; Encapsulation
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    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/08—Housing; Encapsulation
    • H01G9/10—Sealing, e.g. of lead-in wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/0029—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/26—Structural combinations of electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices with each other

Definitions

  • the present invention relates to electrolytic capacitors.
  • An electrolytic capacitor such as a solid electrolytic capacitor has a capacitor element including an anode part made of a metal layer, a dielectric layer provided on the outer surface of the metal layer, and a cathode part provided on the outer surface of the dielectric layer. I have it.
  • a sealing material containing a thermosetting resin such as an epoxy resin as a main component.
  • Patent Document 1 discloses an aluminum electrolytic capacitor device formed by sealingly molding an aluminum electrolytic capacitor element with an epoxy resin sealing material.
  • the encapsulant contains an epoxy resin composition and an inorganic filler so that the content of the inorganic filler is 73 wt% or more of the entire encapsulant, and the above inorganic filler.
  • 40% or more is the filler X having a linear expansion coefficient of 0.2 ⁇ 10 ⁇ 5 to 0.9 ⁇ 10 ⁇ 5 (/° C.), and the linear expansion coefficient of the sealing material after resin curing is 2. It is characterized in that it is 0 ⁇ 10 -5 to 3.0 ⁇ 10 -5 (/ ° C.).
  • Patent Document 2 discloses a capacitor element including a sintered porous anode body, a dielectric covering the anode body, a solid electrolyte covering the dielectric body, and a moisture barrier layer covering the solid electrolyte, and the anode.
  • a solid electrolytic capacitor having the same is disclosed.
  • the solid electrolyte contains a conductive polymer and an organometallic coupling agent containing an organic chain having at least one reactive group bonded to a metal atom, and the moisture barrier layer is hydrophobic. It is characterized by containing a flexible elastomer.
  • Patent Document 1 it is said that the moisture resistance can be reduced by increasing the ratio of the inorganic filler contained in the encapsulant, so that the moisture resistance reliability is improved.
  • moisture permeation can be delayed, it is difficult to secure sufficient moisture resistance reliability for a long period of time.
  • Patent Document 2 describes that by covering the solid electrolyte with a moisture barrier layer containing a hydrophobic elastomer, excellent electric characteristics can be exhibited even under high temperature and high humidity conditions.
  • the effect of improving the moisture resistance reliability is not sufficient, and the equivalent series resistance (ESR) may increase.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrolytic capacitor that can suppress moisture absorption in a capacitor element and has excellent humidity resistance reliability.
  • the electrolytic capacitor of the present invention includes a capacitor element including an anode portion made of a metal layer, a dielectric layer provided on the outer surface of the metal layer, and a cathode portion provided on the outer surface of the dielectric layer, and the above. It includes an insulating resin body in which a capacitor element is provided inside, and a gas barrier film provided on the outer surface of the insulating resin body and having a water vapor permeability of 1 g / m 2 ⁇ day or less.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of a solid electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention.
  • 2 is a sectional view of the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 1 taken along line II-II.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of section III of the solid electrolytic capacitor shown in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of the solid electrolytic capacitor according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of the solid electrolytic capacitor shown in FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing another example of the solid electrolytic capacitor according to the second embodiment of the present invention.
  • the electrolytic capacitor of the present invention will be described.
  • the present invention is not limited to the following configurations, and may be appropriately modified and applied without departing from the scope of the present invention. It should be noted that a combination of two or more of the individual desirable configurations described below is also the present invention.
  • a solid electrolytic capacitor using a solid electrolyte will be described as an example.
  • the electrolytic capacitor of the present invention is not limited to the solid electrolytic capacitor, and may be an electrolytic capacitor using an electrolytic solution instead of the solid electrolyte, or may be an electrolytic capacitor using an electrolytic solution together with the solid electrolyte. ..
  • the first terminal and the second terminal are provided so as to protrude from the insulating resin body to the outside.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing an example of the solid electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention.
  • 2 is a sectional view of the solid electrolytic capacitor shown in FIG. 1 taken along line II-II.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of section III of the solid electrolytic capacitor shown in FIG.
  • the length direction of the solid electrolytic capacitor and the insulating resin body is indicated by L
  • the width direction is indicated by W
  • the height direction is indicated by T.
  • the length direction L, the width direction W, and the height direction T are orthogonal to each other.
  • the solid electrolytic capacitor 100 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape.
  • the external dimensions of the solid electrolytic capacitor 100 are, for example, a dimension in the length direction L of 7.3 mm, a dimension in the width direction W of 4.3 mm, and a dimension in the height direction T of 1.9 mm.
  • the solid electrolytic capacitor 100 includes a plurality of capacitor elements 170, an insulating resin body 110, a gas barrier film 200, a first terminal 120, and a second terminal 130.
  • the insulating resin body 110 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape.
  • a plurality of capacitor elements 170 are provided inside the insulating resin body 110.
  • the insulating resin body 110 is relative to the first main surface 110a and the second main surface 110b facing each other in the height direction T, the first side surface 110c and the second side surface 110d facing each other in the width direction W, and the length direction L. It has a first end face 110e and a second end face 110f. Note that one capacitor element 170 may be provided inside the insulating resin body 110.
  • the insulating resin body 110 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape, but the corners and ridges may be rounded.
  • the corner portion is a portion where the three surfaces of the insulating resin body 110 intersect, and the ridge portion is a portion where the two surfaces of the insulating resin body 110 intersect.
  • Concavities and convexities are formed on at least one of the first main surface 110a, the second main surface 110b, the first side surface 110c, the second side surface 110d, the first end surface 110e, and the second end surface 110f of the insulating resin body 110. May be.
  • the insulating resin body 110 is made of an insulating resin such as an epoxy resin. Glass or silicon (Si) oxide is preferably dispersed and mixed as a filler in the insulating resin.
  • a gas barrier film 200 is provided on the outer surface of the insulating resin body 110.
  • the gas barrier membrane 200 has a water vapor permeability of 1 g / m 2 ⁇ day or less.
  • the gas barrier film 200 By forming the gas barrier film 200 having low water vapor permeability on the outer surface of the insulating resin body 110, it is possible to suppress moisture absorption into the capacitor element 170 under a storage environment or a humidity resistance test. If a large amount of moisture is absorbed into the capacitor element 170, the insulating resin body 110 is deformed or the internal pressure is increased due to volume expansion due to vaporization of water during reflow, which causes deterioration of leakage current characteristics and cracks of the insulating resin body 110. There is a risk. By forming the gas barrier film 200, the above-mentioned problems due to moisture absorption can be suppressed, and the moisture resistance reliability can be dramatically improved.
  • the water vapor permeability (g/m 2 ⁇ day) of the gas barrier film 200 can be measured using the humidity sensor method of JIS K 7129:2008.
  • the gas barrier film 200 is made of, for example, diamond-like carbon (DLC), SiO 2 , Al 2 O 3 , polysilazane, polysiloxane, or the like. These may be one type or two or more types.
  • DLC diamond-like carbon
  • SiO 2 SiO 2
  • Al 2 O 3 polysilazane
  • polysiloxane polysiloxane
  • the gas barrier film 200 is preferably provided on the outer surface of the insulating resin body 110 that has been subjected to corona discharge treatment.
  • corona discharge treatment By performing corona discharge treatment on the outer surface of the insulating resin body 110, the adhesion between the insulating resin such as epoxy resin and the gas barrier film is improved. Therefore, peeling of the gas barrier film during reflow can be suppressed.
  • the gas barrier film 200 is preferably provided on the entire outer surface of the insulating resin body 110 except for the first terminal 120 and the second terminal 130.
  • Each of the plurality of capacitor elements 170 includes an anode portion 140, a dielectric layer 150, and a cathode portion 160.
  • the plurality of capacitor elements 170 are stacked on each other in the height direction T.
  • a part of the plurality of capacitor elements 170 is stacked on one side of the first terminal 120 and the second terminal 130 in the height direction T.
  • the rest of the plurality of capacitor elements 170 are laminated on the other side of the first terminal 120 and the second terminal 130 in the height direction T.
  • the anode portion 140 is made of, for example, a metal layer 141.
  • the metal layer 141 has an outer surface provided with a plurality of recesses.
  • the outer surface of the metal layer 141 is porous. Since the outer surface of the metal layer 141 is porous, the surface area of the metal layer 141 is increased. It is not limited to the case where both the front surface and the back surface of the metal layer 141 are porous, and only one of the front surface and the back surface of the metal layer 141 may be porous.
  • the metal layer 141 has a flat plate shape.
  • the metal layer 141 is made of, for example, a metal foil.
  • the metal layer 141 is made of aluminum foil.
  • the metal layer 141 is not limited to aluminum, and may be composed of a simple metal such as tantalum, niobium, titanium, zirconium, magnesium, and silicon, and a valve action metal such as an alloy thereof or an aluminum alloy. .. An oxide film can be formed on the surface of the valve metal.
  • the anode part 140 may be composed of a core part and a porous part provided around the core part, and may be a rolled metal foil (the metal foil) etched or a rolled metal foil.
  • the thing etc. which formed the porous fine powder sintered body can be employ
  • the dielectric layer 150 is provided on the outer surface of the metal layer 141.
  • the dielectric layer 150 is composed of, for example, an oxide film provided on the surface of the valve acting metal.
  • the dielectric layer 150 is composed of aluminum oxide. As will be described later, this aluminum oxide is formed by anodizing the outer surface of the metal layer 141.
  • the cathode part 160 is provided on the outer surface of the dielectric layer 150. 2 and 3, the cathode part 160 includes a solid electrolyte layer 161 and a conductor layer 162.
  • the solid electrolyte layer 161 is provided on a part of the outer surface of the dielectric layer 150.
  • the solid electrolyte layer 161 is not provided on the outer surface of the dielectric layer 150 provided on the outer surface of the metal layer 141 located near the second end face 110f.
  • the portion adjacent to the portion where the solid electrolyte layer 161 is provided has the outer surface covered with the insulating layer 151 described later.
  • the solid electrolyte layer 161 is preferably provided so as to fill a plurality of recesses of the metal layer 141. However, it suffices that the above-mentioned part of the outer surface of the dielectric layer 150 is covered with the solid electrolyte layer 161, and there may be a recess of the metal layer 141 that is not filled with the solid electrolyte layer 161.
  • the material constituting the solid electrolyte layer 161 for example, conductive polymers such as polypyrroles, polythiophenes, and polyanilines are used. Among these, polythiophenes are preferable, and poly(3,4-ethylenedioxythiophene) called PEDOT is particularly preferable. Further, the conductive polymer may include a dopant such as polystyrene sulfonic acid (PSS).
  • PSS polystyrene sulfonic acid
  • a treatment liquid containing a monomer such as 3,4-ethylenedioxythiophene is used to form a polymer film such as poly(3,4-ethylenedioxythiophene) on the surface of the dielectric layer 150. It is formed by a method of forming, a method of applying a dispersion liquid of a polymer such as poly (3,4-ethylenedioxythiophene) to the surface of the dielectric layer 150 and drying it. It is preferable to form the solid electrolyte layer for the inner layer that fills the pores (recesses) of the metal layer 141 and then form the solid electrolyte layer for the outer layer that covers the entire dielectric layer 150.
  • the conductor layer 162 is provided on the outer surface of the solid electrolyte layer 161.
  • the conductor layer 162 includes, for example, a carbon layer or a silver layer. Further, the conductor layer 162 may be a composite layer in which a silver layer is provided on the outer surface of the carbon layer, or a mixed layer containing carbon and silver.
  • the portion adjacent to the portion where the solid electrolyte layer 161 is provided has a composition different from that of the insulating resin body 110.
  • the outer surface is covered with an insulating layer 151.
  • the insulating layer 151 is formed by applying a masking agent such as a composition containing an insulating resin.
  • a masking agent such as a composition containing an insulating resin.
  • the insulating resin include polyphenyl sulfone (PPS), polyether sulfone (PES), cyanate ester resin, fluororesin (tetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, etc.), and soluble polyimide.
  • PPS polyphenyl sulfone
  • PES polyether sulfone
  • cyanate ester resin fluororesin (tetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, etc.)
  • fluororesin tetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, etc.
  • connection conductor layer 190 is electrically connected to each other by the connecting conductor layer 190.
  • the width of the connection conductor layer 190 in the width direction W is, for example, the same as the width of the metal layer 141 in the width direction W.
  • the connection conductor layer 190 contains silver.
  • the connection conductor layer 190 is made of, for example, a conductive adhesive.
  • the end portions near the second end surface 110f are electrically connected to each other by resistance welding or the like.
  • the end side of the second terminal 130 located inside the insulating resin body 110 is plated with a low melting point metal.
  • the anode part 140 where the dielectric layer 150 is exposed from the cathode part 160 is overlapped with the part where the low melting point metal plating is applied.
  • Resistance welding is applied to the portion where the anode portion 140 is overlapped.
  • the specific resistance of the dielectric layer 150 on the end portion side of the anode portion 140 near the second end face 110f causes heat to be generated in the portion where the anode portions 140 are stacked.
  • the low-melting-point metal plating of the second terminal 130 melts, and the second terminal 130 and the end of the anode part 140 are integrally joined.
  • the surface of the aluminum chemical foil is melted by the heat generated by the oxide film of the dielectric layer 150, and the surfaces of the aluminum chemical foils in the overlapped portion are mutually formed. Melted and joined together.
  • the end portion of the metal layer 141 of the capacitor elements 170 close to the second end surface 110f is electrically connected by another connecting conductor layer electrically insulated from the connecting conductor layer 190.
  • the other connecting conductor layer may be made of a conductive adhesive.
  • the plurality of capacitor elements 170 are fan-shaped so that the tip sides of the cathode portion 160 are separated from each other in the height direction T when viewed in a cross section parallel to the height direction T and the length direction L. It is arranged.
  • the plurality of capacitor elements 170 are arranged such that the slope of the metal layer 141 in the portion covered by the cathode 160 increases as the distance from the first terminal 120 in the portion inside the insulating resin body 110 increases. There is.
  • the first terminal 120 is a lead frame.
  • the first terminal 120 is electrically connected to the cathode part 160 of each of the plurality of capacitor elements 170, and is drawn to the outside of the insulating resin body 110.
  • the portion located inside the insulating resin body 110 faces the conductor layers 162 of the two capacitor elements 170 that are adjacent to each other in the stacking direction, and each of the conductor layers 162.
  • the connection conductor layer 190 A portion of the first terminal 120 located outside the insulating resin body 110 is bent along the first end surface 110e and the second main surface 110b of the insulating resin body 110.
  • the second terminal 130 is a lead frame.
  • the second terminal 130 is electrically connected to each anode portion 140 of the plurality of capacitor elements 170 and is drawn out to the outside of the insulating resin body 110.
  • the portion located inside the insulating resin body 110 is sandwiched between the ends of the metal layers 141 of the two capacitor elements 170 adjacent to each other in the stacking direction near the second end surface 110f. , And is connected to each of the metal layers 141 by resistance welding or the like.
  • a portion of the second terminal 130 located outside the insulating resin body 110 is bent along the second end surface 110f and the second main surface 110b of the insulating resin body 110.
  • the solid electrolytic capacitor 100 shown in FIG. 1 is manufactured, for example, as follows.
  • step S10 the capacitor element 170 is prepared. Specifically, the following steps S11 to S14 are performed.
  • the dielectric layer 150 is provided on the outer surface of the metal layer 141.
  • the aluminum foil that is the metal layer 141 is immersed in an aqueous solution of ammonium adipate and anodized to form an oxide of aluminum that becomes the dielectric layer 150.
  • the chemical conversion foil on which the aluminum oxide has already been formed is cut and used as the metal layer 141, in order to form the aluminum oxide on the cut surface, the cut metal layer 141 is treated with ammonium adipate. It is again immersed in the aqueous solution and anodized.
  • step S12 a part of the metal layer 141 is masked. This masking is performed to define the formation region of the solid electrolyte layer 161 performed in the next step.
  • a masking agent made of an insulating resin such as a polyimide resin or a polyamide-imide resin is applied to a part of the outer surface of the metal layer 141. The masking portion formed by this step becomes the insulating layer 151.
  • the solid electrolyte layer 161 is provided on a part of the outer surface of the dielectric layer 150.
  • a treatment liquid containing 3,4-ethylenedioxythiophene and an oxidizing agent is applied to the outer surface of the dielectric layer 150 located in the formation region of the solid electrolyte layer 161 defined by the masking portion formed in step S12. Deposit to form a polymer film.
  • the treatment liquid is a dispersion of a conductive polymer, and this polymerized film becomes the solid electrolyte layer 161. Note that chemical polymerization may be used.
  • the conductor layer 162 is provided on the outer surface of the solid electrolyte layer 161.
  • a carbon layer is formed by applying carbon to the outer surface of the solid electrolyte layer 161
  • a silver layer is formed by applying silver to the outer surface of the carbon layer.
  • the capacitor element 170 is prepared by going through the above steps S11 to S14.
  • step S20 the capacitor element 170 is provided inside the insulating resin body 110. Specifically, the following step S21 and step S22 are performed.
  • step S21 the first terminal piece serving as the first terminal 120 and the second terminal piece serving as the second terminal 130 are linearly arranged in a state of being separated from each other.
  • the first terminal piece and the second terminal piece are in a state before being bent and have a plate shape.
  • step S22 a plurality of capacitor elements 170 are laminated on the first terminal piece and the second terminal piece. Specifically, the cathode part 160 side of the capacitor element 170 is placed on the first terminal piece, and the metal layer 141 of the part of the capacitor element 170 exposed from the cathode part 160 is placed on the second terminal piece. Then, a plurality of capacitor elements 170 are laminated on the first terminal piece and the second terminal piece.
  • a conductive adhesive to be a connecting conductor layer 190 is interposed between the capacitor elements 170 adjacent to each other.
  • a conductive adhesive to be a connecting conductor layer 190 is interposed between the first terminal piece and the capacitor element 170 adjacent thereto.
  • one end of the metal layer 141 of the plurality of capacitor elements 170 is electrically connected to the second terminal piece or the like by welding or the like.
  • a plurality of capacitor elements 170 are molded using an insulating resin such as an epoxy resin. Specifically, the end side of the first terminal piece located on the side opposite to the one side of the second terminal and the end side of the second terminal piece located on the side opposite to the one side of the first terminal are exposed. The first terminal piece, the second terminal piece, and the capacitor element 170 are molded.
  • first terminal piece, the second terminal piece, and the plurality of capacitor elements 170 are placed in a mold so that the end side of the first terminal piece and the end side of the second terminal piece are exposed. Accommodate.
  • the mold is arranged in the chamber.
  • the mold is filled with an insulating resin such as an epoxy resin.
  • an insulating resin such as an epoxy resin.
  • the mold is released, and the insulating resin body 110 having the plurality of capacitor elements 170 provided therein is taken out from the chamber.
  • the first terminal 120 is formed by bending the portion of the first terminal piece projecting outward from the insulating resin body 110 along the first end surface 110e and the second main surface 110b.
  • the second terminal 130 is formed by bending the portion of the second terminal piece that projects outward from the insulating resin body 110 along the second end surface 110f and the second main surface 110b.
  • step S30 a gas barrier film 200 having a water vapor permeability of 1 g/m 2 ⁇ day or less is formed on the outer surface of the insulating resin body 110. At this time, it is preferable to form it on the entire outer surface of the insulating resin body 110, excluding the first terminal 120 and the second terminal 130.
  • a gas barrier film composed of DLC or SiO 2 can be formed by a plasma CVD method.
  • the gas barrier film composed of Al 2 O 3 can be formed by the atomic layer deposition method (ALD method).
  • the gas barrier film composed of polysilazane or polysiloxane can be formed by dip-coating a resin material, followed by drying and curing.
  • the solid electrolytic capacitor 100 is manufactured through the above steps.
  • the first terminal and the second terminal are not provided so as to project to the outside from the insulating resin body, and the insulating resin.
  • a first external electrode and a second external electrode are provided on the first end surface and the second end surface of the body, respectively.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing an example of a solid electrolytic capacitor according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of the solid electrolytic capacitor shown in FIG.
  • the solid electrolytic capacitor 100A has a substantially rectangular parallelepiped outer shape.
  • the external dimensions of the solid electrolytic capacitor 100A are, for example, 3.5 mm in the length direction L, 2.8 mm in the width direction W, and 1.9 mm in the height direction T.
  • the solid electrolytic capacitor 100A includes a plurality of capacitor elements 170A, an insulating resin body 110A, a gas barrier film 200, a lead conductor layer 180, a first outer electrode 120A, and a second outer electrode 130A.
  • the lead-out conductor layer 180 is embedded in the insulating resin body 110A together with the plurality of capacitor elements 170A.
  • the insulating resin body 110A has a substantially rectangular parallelepiped outer shape.
  • the insulating resin body 110A has a first main surface 110a and a second main surface 110b facing each other in the height direction T, a first side surface 110c and a second side surface 110d facing each other in the width direction W, and a relative in the length direction L. It has a first end face 110e and a second end face 110f.
  • one capacitor element 170A may be provided inside the insulating resin body 110A.
  • the insulating resin body 110A has a substantially rectangular parallelepiped outer shape, but it is preferable that the corners and the ridges are rounded.
  • the corner portion is a portion where the three surfaces of the insulating resin body 110A intersect
  • the ridge line portion is a portion where the two surfaces of the insulating resin body 110A intersect.
  • Concavities and convexities are formed on at least one of the first main surface 110a, the second main surface 110b, the first side surface 110c, the second side surface 110d, the first end surface 110e, and the second end surface 110f of the insulating resin body 110A. May be.
  • the insulating resin body 110A includes a substrate 111 and a mold portion 112 provided on the substrate 111.
  • the substrate 111 is, for example, an insulating resin substrate such as a glass epoxy substrate.
  • the bottom surface of the substrate 111 constitutes the second main surface 110b of the insulating resin body 110A.
  • the thickness of the substrate 111 is, for example, 100 ⁇ m.
  • the mold part 112 is made of an insulating resin such as an epoxy resin. Glass or an oxide of Si is preferably dispersed and mixed as a filler in the insulating resin.
  • the mold portion 112 is provided on the substrate 111 so as to cover the plurality of capacitor elements 170A and the lead conductor layer 180.
  • a plurality of conductive particles are present on each of the first end surface 110e and the second end surface 110f of the insulating resin body 110A.
  • the conductive particles contain Pd.
  • the conductive particles act as a catalyst metal which is a core of plating when forming the first external electrode 120A and the second external electrode 130A, which will be described later.
  • a gas barrier film 200 is provided on the outer surface of the insulating resin body 110A.
  • the gas barrier membrane 200 has a water vapor permeability of 1 g / m 2 ⁇ day or less.
  • the preferred water vapor permeability, material and thickness of the gas barrier film 200 are the same as in the first embodiment.
  • the gas barrier film 200 is preferably provided on the outer surface of the insulating resin body 110A that has been subjected to corona discharge treatment.
  • the gas barrier film 200 is preferably provided on the outer surface of the insulating resin body 110A in a region where the first external electrode 120A and the second external electrode 130A are not formed.
  • Each of the plurality of capacitor elements 170A includes an anode part 140A, a dielectric layer 150, and a cathode part 160.
  • the configurations of the dielectric layer 150 and the cathode part 160 are similar to those of the capacitor element 170.
  • the anode part 140A includes a metal layer 141 extending in the length direction L.
  • the anode part 140A preferably further includes a first plating film and a second plating film provided on the metal layer 141.
  • the end surface of the metal layer 141 near the second end surface 110f is preferably covered with the first plating film.
  • the first plating film is preferably covered with the second plating film.
  • the first plating film contains Zn and the second plating film contains Ni.
  • the first plating film and the second plating film may not necessarily be provided.
  • the insulating layer 151 covers the outer surface of the metal layer 141 from a position adjacent to the portion where the solid electrolyte layer 161 is provided to the end of the anode portion 140A near the second end surface 110f.
  • the plurality of capacitor elements 170A are stacked on the substrate 111 in the height direction T.
  • the extending direction of each of the plurality of capacitor elements 170A is substantially parallel to the main surface of the substrate 111.
  • connection conductor layer 190 in the width direction W is, for example, the same as the width of the metal layer 141 in the width direction W.
  • the lead conductor layer 180 is provided on the substrate 111 which is a part of the insulating resin body 110A.
  • the lead conductor layer 180 is located near the second main surface 110b inside the insulating resin body 110A.
  • the width of the lead conductor layer 180 in the width direction W is, for example, the same as the width of the metal layer 141 in the width direction W.
  • the lead conductor layer 180 contains, for example, Cu. It is preferable that the end face of the lead conductor layer 180 near the first end face 110e is covered with a third plating film. In that case, the third plating film contains Ni. The third plated film does not necessarily have to be provided.
  • the lead conductor layer 180 is connected to the conductor layer 162 of one of the plurality of capacitor elements 170A, the capacitor element 170A. Specifically, the capacitor element 170A located at the end of the second main surface 110b in the height direction T is adjacent to the lead conductor layer 180. The conductor layer 162 of only the capacitor element 170A adjacent to the lead conductor layer 180 is connected to the lead conductor layer 180 by the connecting conductor layer 190.
  • the first external electrode 120A is provided on the first end surface 110e of the insulating resin body 110A.
  • the first external electrode 120A is formed from the first end surface 110e of the insulating resin body 110A to each of the first main surface 110a, the second main surface 110b, the first side surface 110c, and the second side surface 110d. It is provided across.
  • the first external electrode 120A is electrically connected to the cathode portion 160 of each of the plurality of capacitor elements 170A.
  • the first external electrode 120A is composed of at least one plating layer provided on the first end surface 110e of the insulating resin body 110A.
  • the first external electrode 120A is provided on the Cu plating layer provided on the first end surface 110e of the insulating resin body 110A, the Ni plating layer provided on the Cu plating layer, and the Ni plating layer. It is composed of a Sn plating layer.
  • the first external electrode 120A is directly or indirectly connected to the lead conductor layer 180 at the first end surface 110e of the insulating resin body 110A.
  • the second external electrode 130A is provided on the second end surface 110f of the insulating resin body 110A.
  • the second external electrode 130A is formed from the second end surface 110f of the insulating resin body 110A to each of the first main surface 110a, the second main surface 110b, the first side surface 110c, and the second side surface 110d. It is provided across.
  • the second external electrode 130A is electrically connected to the anode portion 140A of each of the plurality of capacitor elements 170A.
  • the second external electrode 130A is composed of at least one plating layer provided on the second end surface 110f of the insulating resin body 110A.
  • the second external electrode 130A is provided on the Cu plating layer provided on the second end surface 110f of the insulating resin body 110A, the Ni plating layer provided on the Cu plating layer, and the Ni plating layer. It is composed of a Sn plating layer.
  • the second external electrode 130A is directly or indirectly connected to the metal layer 141 of each of the plurality of capacitor elements 170A on the second end surface 110f of the insulating resin body 110A.
  • FIG. 6 is a sectional view schematically showing another example of the solid electrolytic capacitor according to the second embodiment of the present invention.
  • a solid electrolytic capacitor 100B shown in FIG. 6 includes a plurality of capacitor elements 170B, an insulating resin body 110A, a gas barrier film 200, a first external electrode 120A, and a second external electrode 130A.
  • the configurations of the insulating resin body 110A, the gas barrier film 200, the first external electrode 120A, and the second external electrode 130A are the same as those of the solid electrolytic capacitor 100A.
  • a plurality of capacitor elements 170B are embedded in the insulating resin body 110A.
  • One capacitor element 170B may be provided inside the insulating resin body 110A.
  • a gas barrier film 200 is provided on the outer surface of the insulating resin body 110A.
  • the gas barrier membrane 200 has a water vapor permeability of 1 g / m 2 ⁇ day or less.
  • the plurality of capacitor elements 170B are stacked on the substrate 111 in the height direction T.
  • the extending direction of each of the plurality of capacitor elements 170B is substantially parallel to the main surface of the substrate 111.
  • Each of the plurality of capacitor elements 170B includes an anode part 140A, a dielectric layer 150, and a cathode part 160A.
  • the configurations of the anode part 140A and the dielectric layer 150 are similar to those of the capacitor element 170A.
  • the cathode portion 160A is provided on the outer surface of the dielectric layer 150.
  • the cathode portion 160A includes a solid electrolyte layer 161, a conductor layer 162, and a cathode extraction layer 163.
  • the solid electrolyte layer 161 and the conductor layer 162 are similar to the cathode part 160.
  • the cathode extraction layer 163 is provided on the outer surface of the conductor layer 162.
  • the end surface of the cathode extraction layer 163 near the first end surface 110e may be covered with the above-described third plating film.
  • the conductor layers 162 of the capacitor elements 170B that are adjacent to each other in the stacking direction are electrically connected to each other by the cathode extraction layer 163.
  • the width of the cathode extraction layer 163 in the width direction W is, for example, the same as the width of the metal layer 141 in the width direction W.
  • the cathode drawer layer 163 can be formed of a metal foil or a printed electrode layer.
  • a metal foil it is preferably made of at least one metal selected from the group consisting of Al, Cu, Ag and alloys containing these metals as main components.
  • the metal foil a metal foil having a surface coated with carbon or titanium by a film forming method such as sputtering or vapor deposition may be used. Above all, it is preferable to use a carbon-coated aluminum foil.
  • the cathode extraction layer can be formed in a predetermined region by forming the electrode paste on the conductor layer by sponge transfer, screen printing, spray coating, dispenser, inkjet printing, or the like.
  • the electrode paste an electrode paste containing Ag, Cu or Ni as a main component is preferable.
  • the cathode extraction layer is the printed electrode layer, the cathode extraction layer can be thinner than when a metal foil is used.
  • the first external electrode 120A is directly or indirectly connected to the cathode extraction layer 163 on the first end surface 110e of the insulating resin body 110A.
  • the second outer electrode 130A is directly or indirectly connected to the metal layer 141 of each of the plurality of capacitor elements 170B on the second end surface 110f of the insulating resin body 110A.
  • the solid electrolytic capacitor 100A shown in FIGS. 4 and 5 is manufactured, for example, as follows.
  • the manufacturing method of the solid electrolytic capacitor 100A is different from the manufacturing method of the solid electrolytic capacitor 100 in the step S20A of providing the capacitor element 170A inside the insulating resin body 110A, and will be described later instead of the above step S30.
  • the difference is that steps S31 to S36 are included.
  • the capacitor element 170A is prepared in step S10 as in the first embodiment. Specifically, as in the first embodiment, steps S11 to S14 are performed.
  • step S20A the capacitor element 170A is provided inside the insulating resin body 110A. Specifically, the following steps S21A and S23A are carried out.
  • step S21A a plurality of capacitor elements 170A are stacked on the substrate 111. Specifically, the plurality of capacitor elements 170A are laminated on the substrate 111 on which the lead conductor layer 180 is provided. At this time, the conductor layer 162 of the capacitor element 170A and the lead conductor layer 180 are connected by a conductive adhesive such as Ag paste, and the conductor layers 162 of the capacitor elements 170A adjacent to each other are connected. It is preferable that the lead conductor layer 180 is blackened. Subsequently, the substrate 111 and the capacitor element 170A are thermocompression bonded. The conductive adhesive that has been heated and cured becomes the connecting conductor layer 190.
  • a conductive adhesive such as Ag paste
  • step S23A a plurality of capacitor elements 170A are molded with an insulating resin such as epoxy resin.
  • the substrate 111 is attached to the upper mold by a molding method, and the upper mold and the lower mold are molded in a state where an insulating resin such as an epoxy resin is heated and melted in the cavity of the lower mold.
  • the mold portion 112 is formed by tightening and solidifying the insulating resin.
  • step S31 the substrate 111 and the capacitor element 170A are cut so as to divide the masking portion formed in step S12. Specifically, the substrate 111 and the capacitor element 170A in the molded state are cut by pressing, dicing, or laser cutting. By this step, a chip containing the insulating resin body 110A is formed.
  • step S32 the chip is barrel-polished. Specifically, the chip is enclosed with a polishing material in a small box called a barrel, and the barrel is rotated to polish the chip. As a result, the corners and ridges of the chip are rounded.
  • step S33 the end surface of the metal layer 141 exposed on the end surface of the chip is plated.
  • the oil content of the chips is removed with an alkali treating agent.
  • the oxide film on the end face of the metal layer 141 is removed by alkaline etching.
  • the smut removing treatment removes the smut on the end face of the metal layer 141.
  • Zn is substituted and deposited by a zincate treatment to form a first plating film on the end surface of the metal layer 141.
  • a second plating film is formed on the first plating film by electroless Ni plating.
  • a third plating film is formed on the end face of the lead conductor layer 180.
  • a liquid that imparts conductivity is attached to both ends of the chip. Specifically, parts other than both ends of the chip are masked. In order to improve the wettability of the liquid that imparts conductivity to the surfaces of both ends of the chip, and to facilitate adsorption of the conductive particles contained in the liquid that imparts conductivity to both ends of the chip, a surfactant is used. Degrease the chips. As a conditioner having degreasing power, a surfactant of any type of anion, cation, amphoteric and nonionic is selected and used according to the type of liquid that imparts conductivity.
  • the conductive particles contained in the liquid that imparts conductivity contains Pd as the catalytic metal that serves as the nucleus of plating, but the present invention is not limited to this, and is made of Pd, Sn, Ag and Cu. It may include at least one metal selected from the group.
  • the liquid that imparts conductivity is the above-mentioned solution containing metal ions or the above-mentioned colloidal solution of metal.
  • a conductive film is formed on both ends of the chip by washing the chip with the liquid imparting conductivity attached to both ends with water or a solvent and then drying the chip.
  • a plurality of conductive particles are present on each of the first end surface 110e and the second end surface 110f of the insulating resin body 110A.
  • the surface of both ends of the chip may be roughened by micro-etching the chip having conductive films formed on both ends.
  • both ends of the chip are plated to form the first external electrode 120A and the second external electrode 130A.
  • a Cu plating layer is formed on the conductive films at both ends of the chip by electrolytic plating.
  • the Cu plating layer is formed with the conductive particles attached to both ends of the chip as the core.
  • a Ni plating layer is formed on the Cu plating layer by electrolytic plating.
  • the Sn plating layer is formed on the Ni plating layer by electrolytic plating.
  • step S36 a gas barrier film 200 having a water vapor permeability of 1 g/m 2 ⁇ day or less is formed on the outer surface of the insulating resin body 110A. At this time, the portion where the first external electrode 120A and the second external electrode 130A are formed is masked. The gas barrier film 200 may be formed before forming the first external electrode 120A and the second external electrode 130A.
  • the solid electrolytic capacitor 100A is manufactured through the above steps.
  • the capacitor element 170B may be prepared by providing the cathode extraction layer 163 on the outer surface of the conductor layer 162 after step S14.
  • the electrolytic capacitor of the present invention is not limited to the above embodiment, and various applications and modifications can be made within the scope of the present invention regarding the configuration, manufacturing conditions and the like of the electrolytic capacitor.
  • a gas barrier film having a thickness of 300 nm was formed by the plasma CVD method.
  • Al 2 O 3 of Example 3 a gas barrier film having a thickness of 300 nm was formed by the ALD method.
  • a gas barrier film was formed by dip-coating Tresmile ANL120A-20 (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.), drying and curing at 150 ° C. for 30 minutes.
  • a gas barrier film was formed by dip-coating Protector S-6140 (manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.), drying and curing at 150 ° C. for 30 minutes.
  • Example 6 For the configuration of the solid electrolytic capacitor 100 shown in FIG. 1, as a pretreatment for forming the gas barrier film 200, corona discharge treatment by gas plasma was performed on the outer surface of the insulating resin body 110. Then, in the same manner as in Example 5, Protector S-6140 (manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.) was dip-coated, and then dried and cured at 150 ° C. for 30 minutes to form a gas barrier film 200.
  • Protector S-6140 manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd.
  • Example 5 in which the corona discharge treatment was not performed, peeling of the gas barrier film was observed due to the high reflow temperature.
  • Example 6 in which the corona discharge treatment was performed, peeling of the gas barrier film was not observed. From the results of Table 2, it is considered that the reflow durability is improved by performing the corona discharge treatment as the pretreatment because the adhesion between the epoxy resin of the insulating resin body and the gas barrier film is improved.
  • the effect of the corona discharge treatment can be obtained not only for the gas barrier film of polysiloxane but also for other gas barrier films.
  • the effect of the gas barrier film can be obtained not only for the solid electrolytic capacitor 100 shown in FIG. 1 but also for solid electrolytic capacitors such as the solid electrolytic capacitor 100A shown in FIG. 4 and electrolytic capacitors other than the solid electrolytic capacitor. It is a thing.

Landscapes

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Abstract

本発明の電解コンデンサは、金属層からなる陽極部、上記金属層の外表面に設けられた誘電体層、及び、上記誘電体層の外表面に設けられた陰極部を含むコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子が内部に設けられた絶縁性樹脂体と、上記絶縁性樹脂体の外表面に設けられ、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の水蒸気透過性を有するガスバリア膜と、を備える。

Description

電解コンデンサ
本発明は、電解コンデンサに関する。
固体電解コンデンサ等の電解コンデンサは、金属層からなる陽極部、上記金属層の外表面に設けられた誘電体層、及び、上記誘電体層の外表面に設けられた陰極部を含むコンデンサ素子を備えている。このような電解コンデンサにおいては、コンデンサ素子を保護するために、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を主成分とする封止材を用いてコンデンサ素子を封止することが一般的である。
例えば、特許文献１には、アルミ電解コンデンサ素子をエポキシ樹脂封止材で封止成形して形成されたアルミ電解コンデンサ装置が開示されている。上記アルミ電解コンデンサ装置において、上記封止材はエポキシ樹脂組成物と無機充填材とを当該無機充填材の含有率が上記封止材全体の７３ｗｔ％以上となるよう含有し、上記無機充填材の４０％以上は０．２×１０－５乃至０．９×１０－５（／℃）の線膨張係数を有する充填材Ｘであり、樹脂硬化後の上記封止材の線膨張係数が２．０×１０－５乃至３．０×１０－５（／℃）であることを特徴としている。
特許文献２には、焼結多孔質アノード体と、上記アノード体を覆う誘電体と、上記誘電体を覆う固体電解質と、上記固体電解質を覆う湿気バリア層とを含む、コンデンサ素子と、上記アノード体と電気的に接続するアノード端子と、上記固体電解質と電気的に接続するカソード端子と、上記コンデンサ素子を、上記アノード端子及び上記カソード端子の少なくとも一部分を露出したまま封入する樹脂ケーシングと、を備える固体電解コンデンサが開示されている。上記固体電解コンデンサにおいては、上記固体電解質が、導電性ポリマーと、金属原子に結合した少なくとも１つの反応性基を有する有機鎖を含む有機金属カップリング剤とを含み、さらに上記湿気バリア層が疎水性エラストマーを含むことを特徴としている。
特開２００５－７２３９９号公報 特開２０１５－７３０９７号公報
特許文献１では、封止材に含有される無機充填材の比率を高くすることにより、吸湿性を低下させることができるため、耐湿信頼性が向上するとされている。しかしながら、水分の透過を遅らせることはできるものの、長期に渡って充分な耐湿信頼性を確保することは難しい。
一方、特許文献２では、疎水性エラストマーを含む湿気バリア層で固体電解質を覆うことにより、高温多湿の条件下でも優れた電気的特性を示すことができるとされている。しかしながら、コンデンサ素子を湿気バリア層で覆う構造では、耐湿信頼性を向上させる効果が充分ではなく、また、等価直列抵抗（ＥＳＲ）が増大するおそれがある。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、コンデンサ素子への吸湿を抑制することができ、耐湿信頼性に優れた電解コンデンサを提供することを目的とする。
本発明の電解コンデンサは、金属層からなる陽極部、上記金属層の外表面に設けられた誘電体層、及び、上記誘電体層の外表面に設けられた陰極部を含むコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子が内部に設けられた絶縁性樹脂体と、上記絶縁性樹脂体の外表面に設けられ、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の水蒸気透過性を有するガスバリア膜と、を備える。
本発明によれば、コンデンサ素子への吸湿を抑制することができ、耐湿信頼性に優れた電解コンデンサを提供することができる。
図１は、本発明の第１実施形態に係る固体電解コンデンサの一例を模式的に示す斜視図である。 図２は、図１に示す固体電解コンデンサのＩＩ－ＩＩ線断面図である。 図３は、図２に示す固体電解コンデンサのＩＩＩ部を拡大した断面図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサの一例を模式的に示す斜視図である。 図５は、図４に示す固体電解コンデンサのＶ－Ｖ線断面図である。 図６は、本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサの別の一例を模式的に示す断面図である。
以下、本発明の電解コンデンサについて説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
本発明の電解コンデンサの一実施形態として、固体電解質を使用した固体電解コンデンサを例にとって説明する。なお、本発明の電解コンデンサは、固体電解コンデンサに限らず、固体電解質に代えて電解液を使用した電解コンデンサであってもよいし、固体電解質とともに電解液を使用した電解コンデンサであってもよい。
以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。第２実施形態以降では、第１実施形態と共通の事項についての記述は省略し、異なる点についてのみ説明する。特に、同様の構成による同様の作用効果については、実施形態毎には逐次言及しない。
［第１実施形態］
（固体電解コンデンサ）
本発明の第１実施形態に係る固体電解コンデンサにおいては、絶縁性樹脂体から外部に突出するように第１端子及び第２端子が設けられている。
図１は、本発明の第１実施形態に係る固体電解コンデンサの一例を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示す固体電解コンデンサのＩＩ－ＩＩ線断面図である。図３は、図２に示す固体電解コンデンサのＩＩＩ部を拡大した断面図である。
図１及び図２においては、固体電解コンデンサ及び絶縁性樹脂体の長さ方向をＬ、幅方向をＷ、高さ方向をＴで示している。ここで、長さ方向Ｌと幅方向Ｗと高さ方向Ｔとは互いに直交している。
図１及び図２に示すように、固体電解コンデンサ１００は、略直方体状の外形を有している。固体電解コンデンサ１００の外形寸法は、例えば、長さ方向Ｌの寸法が７．３ｍｍ、幅方向Ｗの寸法が４．３ｍｍ、高さ方向Ｔの寸法１．９ｍｍである。
固体電解コンデンサ１００は、複数のコンデンサ素子１７０と、絶縁性樹脂体１１０と、ガスバリア膜２００と、第１端子１２０と、第２端子１３０とを備える。
絶縁性樹脂体１１０は、略直方体状の外形を有している。絶縁性樹脂体１１０の内部には、複数のコンデンサ素子１７０が設けられている。絶縁性樹脂体１１０は、高さ方向Ｔにおいて相対する第１主面１１０ａ及び第２主面１１０ｂ、幅方向Ｗにおいて相対する第１側面１１０ｃ及び第２側面１１０ｄ、並びに、長さ方向Ｌにおいて相対する第１端面１１０ｅ及び第２端面１１０ｆを有している。なお、絶縁性樹脂体１１０の内部には、１つのコンデンサ素子１７０が設けられていてもよい。
上記のように絶縁性樹脂体１１０は、略直方体状の外形を有しているが、角部及び稜線部に丸みがつけられていてもよい。角部は、絶縁性樹脂体１１０の３面が交わる部分であり、稜線部は、絶縁性樹脂体１１０の２面が交わる部分である。絶縁性樹脂体１１０の第１主面１１０ａ、第２主面１１０ｂ、第１側面１１０ｃ、第２側面１１０ｄ、第１端面１１０ｅ及び第２端面１１０ｆの少なくともいずれか１つの面に、凹凸が形成されていてもよい。
絶縁性樹脂体１１０は、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂で構成されている。絶縁性樹脂には、フィラーとしてガラス又はシリコン（Ｓｉ）の酸化物が分散混合されていることが好ましい。
絶縁性樹脂体１１０の外表面には、ガスバリア膜２００が設けられている。ガスバリア膜２００は、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の水蒸気透過性を有している。
絶縁性樹脂体１１０の外表面に水蒸気透過性の低いガスバリア膜２００を形成することにより、保管環境下や耐湿試験下においてコンデンサ素子１７０への吸湿を抑制することができる。コンデンサ素子１７０への吸湿が多いと、リフロー時に水分が気化することによる体積膨張によって絶縁性樹脂体１１０の変形や内圧の上昇が生じ、漏れ電流特性の悪化や絶縁性樹脂体１１０のクラックを引き起こすおそれがある。ガスバリア膜２００を形成することにより、吸湿による上記不具合を抑制することができ、耐湿信頼性を飛躍的に向上させることができる。
ガスバリア膜２００の水蒸気透過度（ｇ／ｍ２・ｄａｙ）は、ＪＩＳ　Ｋ　７１２９：２００８の感湿センサ法を用いて測定することができる。
ガスバリア膜２００は、例えば、ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ポリシラザン、ポリシロキサン等から構成されている。これらは、１種でもよいし、２種以上であってもよい。
ガスバリア膜２００は、コロナ放電処理が施された絶縁性樹脂体１１０の外表面に設けられていることが好ましい。
絶縁性樹脂体１１０の外表面にコロナ放電処理を施すことにより、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂とガスバリア膜との密着性が向上する。そのため、リフロー時におけるガスバリア膜の剥離を抑制することができる。
ガスバリア膜２００は、第１端子１２０及び第２端子１３０を除いて、絶縁性樹脂体１１０の外表面の全面に設けられていることが好ましい。
複数のコンデンサ素子１７０の各々は、陽極部１４０と、誘電体層１５０と、陰極部１６０とを含む。複数のコンデンサ素子１７０は、高さ方向Ｔに互いに積層されている。複数のコンデンサ素子１７０の一部は、高さ方向Ｔにおける第１端子１２０及び第２端子１３０の一方側に積層されている。複数のコンデンサ素子１７０の残部は、高さ方向Ｔにおける第１端子１２０及び第２端子１３０の他方側に積層されている。
陽極部１４０は、例えば金属層１４１からなる。金属層１４１は、図３に示すように、複数の凹部が設けられた外表面を有している。金属層１４１の外表面は、多孔質状になっている。金属層１４１の外表面が多孔質状になっていることにより、金属層１４１の表面積が大きくなっている。なお、金属層１４１の表面及び裏面の両方が多孔質状である場合に限られず、金属層１４１の表面及び裏面の一方のみが多孔質状であってもよい。
金属層１４１は、平板状を有する。金属層１４１は、例えば、金属箔によって構成されている。具体的には、金属層１４１は、アルミ箔で構成されている。なお、金属層１４１は、アルミニウムに限定されず、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、及びケイ素等の金属単体、並びに、これらの合金、アルミニウム合金等の弁作用金属によって構成されていればよい。弁作用金属の表面には、酸化被膜を形成することができる。
なお、陽極部１４０は、芯部と当該芯部の周囲に設けられた多孔質部によって構成されていればよく、金属の圧延箔（上記金属箔）をエッチングしたもの、当該金属の圧延箔に多孔質状の微粉焼結体を形成したもの等を適宜採用することができる。
誘電体層１５０は、金属層１４１の外表面に設けられている。第１実施形態において、誘電体層１５０は、例えば、上記弁作用金属の表面に設けられた酸化被膜によって構成されている。具体的には、誘電体層１５０は、アルミニウムの酸化物で構成されている。このアルミニウムの酸化物は、後述するように、金属層１４１の外表面が陽極酸化処理されることにより形成される。
陰極部１６０は、誘電体層１５０の外表面に設けられている。図２及び図３では、陰極部１６０は、固体電解質層１６１と、導電体層１６２とを含む。
固体電解質層１６１は、誘電体層１５０の外表面の一部に設けられている。第２端面１１０ｆ寄りに位置する金属層１４１の外表面に設けられた誘電体層１５０の外表面には、固体電解質層１６１は設けられていない。この部分の誘電体層１５０において、固体電解質層１６１が設けられている部分に隣接している部分は、後述する絶縁層１５１に外表面を覆われている。
図３に示すように、固体電解質層１６１は、金属層１４１の複数の凹部を埋めるように設けられていることが好ましい。ただし、固体電解質層１６１によって誘電体層１５０の外表面の上記一部が覆われていればよく、固体電解質層１６１によって埋められていない金属層１４１の凹部が存在していてもよい。
固体電解質層１６１を構成する材料としては、例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類等の導電性高分子等が用いられる。これらの中では、ポリチオフェン類が好ましく、ＰＥＤＯＴと呼ばれるポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）が特に好ましい。また、上記導電性高分子は、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等のドーパントを含んでいてもよい。
固体電解質層１６１は、例えば、３，４－エチレンジオキシチオフェン等のモノマーを含む処理液を用いて、誘電体層１５０の表面にポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）等の重合膜を形成する方法や、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）等のポリマーの分散液を誘電体層１５０の表面に塗布して乾燥させる方法等によって形成される。なお、金属層１４１の細孔（凹部）を充填する内層用の固体電解質層を形成した後、誘電体層１５０全体を被覆する外層用の固体電解質層を形成することが好ましい。
導電体層１６２は、固体電解質層１６１の外表面に設けられている。導電体層１６２は、例えば、カーボン層又は銀層を含む。また、導電体層１６２は、カーボン層の外表面に銀層が設けられた複合層や、カーボン及び銀を含む混合層であってもよい。
上記のように、固体電解質層１６１が設けられていない部分の誘電体層１５０において、固体電解質層１６１が設けられている部分に隣接している部分は、絶縁性樹脂体１１０とは組成が異なる絶縁層１５１に外表面を覆われている。
絶縁層１５１は、例えば、絶縁性樹脂を含む組成物などのマスキング剤を塗布して形成される。絶縁性樹脂としては、例えば、ポリフェニルスルホン（ＰＰＳ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、シアン酸エステル樹脂、フッ素樹脂（テトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体など）、可溶性ポリイミドシロキサンとエポキシ樹脂からなる組成物、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及び、それらの誘導体又は前駆体等が挙げられる。
図２に示すように、積層方向において互いに隣接しているコンデンサ素子１７０同士の導電体層１６２は、接続導体層１９０によって互いに電気的に接続されていることが好ましい。幅方向Ｗにおける接続導体層１９０の幅は、例えば、幅方向Ｗにおける金属層１４１の幅と同等である。接続導体層１９０は、銀を含んでいる。接続導体層１９０は、例えば、導電性接着剤によって構成されている。
積層方向において互いに隣接しているコンデンサ素子１７０同士の金属層１４１において第２端面１１０ｆ寄りの端部は、抵抗溶接などによって互いに電気的に接続されている。
この場合には、絶縁性樹脂体１１０の内部に位置する側の第２端子１３０の端部側に低融点金属メッキが施されていることが好ましい。当該低融点金属メッキが施されている部分に、誘電体層１５０が陰極部１６０から露出している部分の陽極部１４０を重ね合わせる。陽極部１４０が重ね合わせられた部分に、抵抗溶接を施す。抵抗溶接を施すことにより、第２端面１１０ｆ寄りの陽極部１４０の端部側の誘電体層１５０の固有抵抗によって、陽極部１４０が重ね合わせられた部分が発熱する。これにより、第２端子１３０の低融点金属メッキが溶融して、第２端子１３０と、陽極部１４０の端部とが一体に接合される。
また、金属層１４１として、アルミニウム化成箔を用いる場合には、誘電体層１５０である酸化被膜の発熱によってアルミニウム化成箔の表面が溶融し、重ね合わせられた部分のアルミニウム化成箔の表面が相互に溶け込んで一体に接合される。
なお、上述同様に、コンデンサ素子１７０同士の金属層１４１における第２端面１１０ｆ寄りの端部は、上記接続導体層１９０と電気的に絶縁された他の接続導体層によって電気的に接続されていてもよい。他の接続導体層は、導電性接着剤によって構成されていてもよい。
複数のコンデンサ素子１７０は、図２に示すように高さ方向Ｔ及び長さ方向Ｌに平行な断面で見た場合に、陰極部１６０の先端側が高さ方向Ｔに互いに離れるように、扇状に配置されている。複数のコンデンサ素子１７０は、絶縁性樹脂体１１０の内部に位置する部分の第１端子１２０から離れるにつれて、陰極部１６０に覆われている部分の金属層１４１の傾斜が大きくなるように配置されている。
第１端子１２０は、リードフレームである。第１端子１２０は、複数のコンデンサ素子１７０の各々の陰極部１６０と電気的に接続され、絶縁性樹脂体１１０の外側に引き出されている。第１端子１２０において、絶縁性樹脂体１１０の内部に位置する部分は、積層方向において互いに隣接している２つのコンデンサ素子１７０の各々の導電体層１６２と対向し、当該導電体層１６２の各々と接続導体層１９０によって接続されている。第１端子１２０において、絶縁性樹脂体１１０の外側に位置する部分は、絶縁性樹脂体１１０の第１端面１１０ｅ及び第２主面１１０ｂに沿って折れ曲がっている。
第２端子１３０は、リードフレームである。第２端子１３０は、複数のコンデンサ素子１７０の各々の陽極部１４０と電気的に接続され、絶縁性樹脂体１１０の外側に引き出されている。第２端子１３０において、絶縁性樹脂体１１０の内部に位置する部分は、積層方向において互いに隣接している２つのコンデンサ素子１７０の金属層１４１の第２端面１１０ｆ寄りの端部に挟まれており、当該金属層１４１の各々と抵抗溶接などによって接続されている。第２端子１３０において、絶縁性樹脂体１１０の外側に位置する部分は、絶縁性樹脂体１１０の第２端面１１０ｆ及び第２主面１１０ｂに沿って折れ曲がっている。
（固体電解コンデンサの製造方法）
図１に示す固体電解コンデンサ１００は、例えば、以下のように製造される。
固体電解コンデンサ１００を製造するに際して、まず、工程Ｓ１０にて、コンデンサ素子１７０を準備する。具体的には、以下の工程Ｓ１１から工程Ｓ１４を実施する。
工程Ｓ１１にて、金属層１４１の外表面に誘電体層１５０を設ける。例えば、金属層１４１であるアルミ箔をアジピン酸アンモニウム水溶液に浸漬して陽極酸化処理することにより、誘電体層１５０となるアルミニウムの酸化物を形成する。なお、すでにアルミニウムの酸化物が形成されている化成箔を切断して金属層１４１として用いる場合には、切断面にアルミニウムの酸化物を形成するために、切断後の金属層１４１をアジピン酸アンモニウム水溶液に再度浸漬して陽極酸化処理する。
工程Ｓ１２にて、金属層１４１の一部をマスキングする。このマスキングは、次工程で行なわれる固体電解質層１６１の形成領域を規定するために行われる。例えば、金属層１４１の外表面の一部に、ポリイミド樹脂又はポリアミドイミド樹脂などの絶縁性樹脂からなるマスキング剤を塗布する。この工程により形成されたマスキング部が、絶縁層１５１となる。
工程Ｓ１３にて、誘電体層１５０の外表面の一部に固体電解質層１６１を設ける。例えば、工程Ｓ１２において形成されたマスキング部によって規定された固体電解質層１６１の形成領域に位置する誘電体層１５０の外表面に、３，４－エチレンジオキシチオフェンと酸化剤とを含む処理液を付着させて重合膜を形成する。処理液は、導電性高分子の分散体となっており、この重合膜が、固体電解質層１６１となる。なお、化学重合でもよい。
次に、工程Ｓ１４にて、固体電解質層１６１の外表面に導電体層１６２を設ける。例えば、固体電解質層１６１の外表面に、カーボンを塗布することによりカーボン層を形成した後、カーボン層の外表面に、銀を塗布することにより銀層を形成する。
以上の工程Ｓ１１から工程Ｓ１４を経ることにより、コンデンサ素子１７０が準備される。
次に、工程Ｓ２０にて、コンデンサ素子１７０を絶縁性樹脂体１１０の内部に設ける。具体的には、以下の工程Ｓ２１及び工程Ｓ２２を実施する。
工程Ｓ２１にて、第１端子１２０となる第１端子片、及び、第２端子１３０となる第２端子片を互いに離間した状態で直線状に配置する。第１端子片及び第２端子片は、折り曲げ前の状態であり、板状形状を有する。
工程Ｓ２２にて、第１端子片上及び第２端子片上に複数のコンデンサ素子１７０を積層する。具体的には、コンデンサ素子１７０の陰極部１６０側が第１端子片に載置され、かつ、陰極部１６０から露出する部分のコンデンサ素子１７０の金属層１４１が第２端子片に載置されるように、第１端子片及び第２端子片上に複数のコンデンサ素子１７０を積層する。
この際、陰極部１６０側では、互いに隣り合うコンデンサ素子１７０の間に接続導体層１９０となる導電性接着剤を介在させる。同様に、第１端子片と、これに隣り合うコンデンサ素子１７０との間にも接続導体層１９０となる導電性接着剤を介在させる。これにより、複数のコンデンサ素子１７０の陰極部１６０と、第１端子片とが電気的に接続される。
複数のコンデンサ素子１７０を積層した後に、溶接等を用いて、複数のコンデンサ素子１７０の金属層１４１の一端と、第２端子片等を電気的に接続する。
工程Ｓ２３にて、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を用いて、複数のコンデンサ素子１７０をモールドする。具体的には、第２端子片側とは反対側に位置する第１端子片の端部側、及び、第１端子片側とは反対側に位置する第２端子片の端部側が露出するように、第１端子片、第２端子片、及び、コンデンサ素子１７０をモールドする。
より具体的には、上記第１端子片の端部側及び上記第２端子片の端部側が露出するように、第１端子片、第２端子片および複数のコンデンサ素子１７０を金型内に収容する。なお、上記金型は、チャンバー内に配置されている。
エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を金型内に充填する。上記絶縁性樹脂が固化することにより、絶縁性樹脂体１１０が形成され、この絶縁性樹脂体１１０の内部に、複数のコンデンサ素子１７０が設けられることとなる。
金型を離型して、複数のコンデンサ素子１７０が内部に設けられた絶縁性樹脂体１１０をチャンバー内から取り出す。絶縁性樹脂体１１０から外部に突出する部分の第１端子片を第１端面１１０ｅ及び第２主面１１０ｂに沿って折り曲げることにより、第１端子１２０が形成される。また、絶縁性樹脂体１１０から外部に突出する部分の第２端子片を第２端面１１０ｆ及び第２主面１１０ｂに沿って折り曲げることにより、第２端子１３０が形成される。
続いて、工程Ｓ３０にて、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の水蒸気透過性を有するガスバリア膜２００を絶縁性樹脂体１１０の外表面に形成する。この際、第１端子１２０及び第２端子１３０を除いて、絶縁性樹脂体１１０の外表面の全面に形成することが好ましい。
例えば、ＤＬＣ又はＳｉＯ２から構成されるガスバリア膜は、プラズマＣＶＤ法により形成することができる。Ａｌ２Ｏ３から構成されるガスバリア膜は、原子層堆積法（ＡＬＤ法）により形成することができる。ポリシラザン又はポリシロキサンから構成されるガスバリア膜は、樹脂材料をディップコートした後、乾燥及び硬化させることにより形成することができる。
以上のような工程を経て、固体電解コンデンサ１００が製造される。
［第２実施形態］
（固体電解コンデンサ）
本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサにおいては、第１実施形態と異なり、絶縁性樹脂体から外部に突出するように第１端子及び第２端子が設けられておらず、絶縁性樹脂体の第１端面及び第２端面にそれぞれ第１外部電極及び第２外部電極が設けられている。このような構成を有することにより、固体電解コンデンサの外形を小さくすることができる。
図４は、本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサの一例を模式的に示す斜視図である。図５は、図４に示す固体電解コンデンサのＶ－Ｖ線断面図である。
図４及び図５に示すように、固体電解コンデンサ１００Ａは、略直方体状の外形を有している。固体電解コンデンサ１００Ａの外形寸法は、例えば、長さ方向Ｌの寸法が３．５ｍｍ、幅方向Ｗの寸法が２．８ｍｍ、高さ方向Ｔの寸法１．９ｍｍである。
固体電解コンデンサ１００Ａは、複数のコンデンサ素子１７０Ａと、絶縁性樹脂体１１０Ａと、ガスバリア膜２００と、引出導体層１８０と、第１外部電極１２０Ａと、第２外部電極１３０Ａとを備える。
絶縁性樹脂体１１０Ａには、複数のコンデンサ素子１７０Ａとともに、引出導体層１８０が埋設されている。絶縁性樹脂体１１０Ａは、略直方体状の外形を有している。絶縁性樹脂体１１０Ａは、高さ方向Ｔにおいて相対する第１主面１１０ａ及び第２主面１１０ｂ、幅方向Ｗにおいて相対する第１側面１１０ｃ及び第２側面１１０ｄ、並びに、長さ方向Ｌにおいて相対する第１端面１１０ｅ及び第２端面１１０ｆを有している。なお、絶縁性樹脂体１１０Ａの内部には、１つのコンデンサ素子１７０Ａが設けられていてもよい。
上記のように絶縁性樹脂体１１０Ａは、略直方体状の外形を有しているが、角部及び稜線部に丸みがつけられていることが好ましい。角部は、絶縁性樹脂体１１０Ａの３面が交わる部分であり、稜線部は、絶縁性樹脂体１１０Ａの２面が交わる部分である。絶縁性樹脂体１１０Ａの第１主面１１０ａ、第２主面１１０ｂ、第１側面１１０ｃ、第２側面１１０ｄ、第１端面１１０ｅ及び第２端面１１０ｆの少なくともいずれか１つの面に、凹凸が形成されていてもよい。
絶縁性樹脂体１１０Ａは、基板１１１と、基板１１１上に設けられたモールド部１１２とから構成されている。
基板１１１は、例えば、ガラスエポキシ基板等の絶縁性樹脂基板である。基板１１１の底面が、絶縁性樹脂体１１０Ａの第２主面１１０ｂを構成している。基板１１１の厚さは、例えば、１００μｍである。
モールド部１１２は、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂で構成されている。絶縁性樹脂には、フィラーとしてガラス又はＳｉの酸化物が分散混合されていることが好ましい。モールド部１１２は、複数のコンデンサ素子１７０Ａ及び引出導体層１８０を覆うように基板１１１上に設けられている。
絶縁性樹脂体１１０Ａの第１端面１１０ｅ及び第２端面１１０ｆの各々には、複数の導電性粒子が存在していることが好ましい。導電性粒子は、Ｐｄを含んでいる。当該導電性粒子は、後述する第１外部電極１２０Ａ及び第２外部電極１３０Ａを形成する際に、めっきの核となる触媒金属として作用する。
絶縁性樹脂体１１０Ａの外表面には、ガスバリア膜２００が設けられている。ガスバリア膜２００は、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の水蒸気透過性を有している。
ガスバリア膜２００の好ましい水蒸気透過度、材料及び厚さは、第１実施形態と同じである。
ガスバリア膜２００は、コロナ放電処理が施された絶縁性樹脂体１１０Ａの外表面に設けられていることが好ましい。
ガスバリア膜２００は、絶縁性樹脂体１１０Ａの外表面のうち、第１外部電極１２０Ａ及び第２外部電極１３０Ａが形成されていない領域に設けられていることが好ましい。
複数のコンデンサ素子１７０Ａの各々は、陽極部１４０Ａと、誘電体層１５０と、陰極部１６０とを含む。誘電体層１５０及び陰極部１６０の構成は、コンデンサ素子１７０と同様である。
陽極部１４０Ａは、長さ方向Ｌに延在する金属層１４１を含む。陽極部１４０Ａは、金属層１４１に設けられた第１めっき膜及び第２めっき膜をさらに含むことが好ましい。
金属層１４１の第２端面１１０ｆ寄りの端面は、第１めっき膜に覆われていることが好ましい。第１めっき膜は、第２めっき膜に覆われていることが好ましい。その場合、第１めっき膜はＺｎを含み、第２めっき膜はＮｉを含む。なお、第１めっき膜及び第２めっき膜は、必ずしも設けられていなくてもよい。
絶縁層１５１は、固体電解質層１６１が設けられている部分に隣接する位置から第２端面１１０ｆ寄りの陽極部１４０Ａの端部に至るまで金属層１４１の外表面を覆っている。
複数のコンデンサ素子１７０Ａは、基板１１１上において高さ方向Ｔに積層されている。複数のコンデンサ素子１７０Ａの各々の延在方向は、基板１１１の主面と略平行となっている。
積層方向において互いに隣接しているコンデンサ素子１７０Ａ同士の導電体層１６２は、接続導体層１９０によって互いに電気的に接続されていることが好ましい。幅方向Ｗにおける接続導体層１９０の幅は、例えば、幅方向Ｗにおける金属層１４１の幅と同等である。
引出導体層１８０は、絶縁性樹脂体１１０Ａの一部である基板１１１上に設けられている。引出導体層１８０は、絶縁性樹脂体１１０Ａの内部において、第２主面１１０ｂ寄りに位置している。幅方向Ｗにおける引出導体層１８０の幅は、例えば、幅方向Ｗにおける金属層１４１の幅と同等である。
引出導体層１８０は、例えば、Ｃｕを含んでいる。引出導体層１８０の第１端面１１０ｅ寄りの端面は、第３めっき膜に覆われていることが好ましい。その場合、第３めっき膜はＮｉを含む。なお、第３めっき膜は、必ずしも設けられていなくてもよい。
引出導体層１８０は、複数のコンデンサ素子１７０Ａのうちの１つのコンデンサ素子１７０Ａの導電体層１６２と接続されている。具体的には、高さ方向Ｔにおいて第２主面１１０ｂ寄りの最も端に位置するコンデンサ素子１７０Ａが、引出導体層１８０に隣接している。引出導体層１８０に隣接しているコンデンサ素子１７０Ａのみの導電体層１６２が、接続導体層１９０によって引出導体層１８０と接続されている。
第１外部電極１２０Ａは、絶縁性樹脂体１１０Ａの第１端面１１０ｅに設けられている。図４及び図５では、第１外部電極１２０Ａは、絶縁性樹脂体１１０Ａの第１端面１１０ｅから、第１主面１１０ａ、第２主面１１０ｂ、第１側面１１０ｃ及び第２側面１１０ｄの各々に亘って設けられている。第１外部電極１２０Ａは、複数のコンデンサ素子１７０Ａの各々の陰極部１６０と電気的に接続されている。
第１外部電極１２０Ａは、絶縁性樹脂体１１０Ａの第１端面１１０ｅ上に設けられた少なくとも１層のめっき層で構成されている。例えば、第１外部電極１２０Ａは、絶縁性樹脂体１１０Ａの第１端面１１０ｅ上に設けられたＣｕめっき層と、Ｃｕめっき層上に設けられたＮｉめっき層と、Ｎｉめっき層上に設けられたＳｎめっき層とから構成される。
第１外部電極１２０Ａは、絶縁性樹脂体１１０Ａの第１端面１１０ｅにおいて引出導体層１８０と直接的または間接的に接続されている。
第２外部電極１３０Ａは、絶縁性樹脂体１１０Ａの第２端面１１０ｆに設けられている。図４及び図５では、第２外部電極１３０Ａは、絶縁性樹脂体１１０Ａの第２端面１１０ｆから、第１主面１１０ａ、第２主面１１０ｂ、第１側面１１０ｃ及び第２側面１１０ｄの各々に亘って設けられている。第２外部電極１３０Ａは、複数のコンデンサ素子１７０Ａの各々の陽極部１４０Ａと電気的に接続されている。
第２外部電極１３０Ａは、絶縁性樹脂体１１０Ａの第２端面１１０ｆ上に設けられた少なくとも１層のめっき層で構成されている。例えば、第２外部電極１３０Ａは、絶縁性樹脂体１１０Ａの第２端面１１０ｆ上に設けられたＣｕめっき層と、Ｃｕめっき層上に設けられたＮｉめっき層と、Ｎｉめっき層上に設けられたＳｎめっき層とから構成される。
第２外部電極１３０Ａは、絶縁性樹脂体１１０Ａの第２端面１１０ｆにおいて複数のコンデンサ素子１７０Ａの各々の金属層１４１と直接的または間接的に接続されている。
図６は、本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサの別の一例を模式的に示す断面図である。
図６に示す固体電解コンデンサ１００Ｂは、複数のコンデンサ素子１７０Ｂと、絶縁性樹脂体１１０Ａと、ガスバリア膜２００と、第１外部電極１２０Ａと、第２外部電極１３０Ａとを備える。絶縁性樹脂体１１０Ａ、ガスバリア膜２００、第１外部電極１２０Ａ及び第２外部電極１３０Ａの構成は、固体電解コンデンサ１００Ａと同様である。
絶縁性樹脂体１１０Ａには、複数のコンデンサ素子１７０Ｂが埋設されている。なお、絶縁性樹脂体１１０Ａの内部には、１つのコンデンサ素子１７０Ｂが設けられていてもよい。
絶縁性樹脂体１１０Ａの外表面には、ガスバリア膜２００が設けられている。ガスバリア膜２００は、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の水蒸気透過性を有している。
複数のコンデンサ素子１７０Ｂは、基板１１１上において高さ方向Ｔに積層されている。複数のコンデンサ素子１７０Ｂの各々の延在方向は、基板１１１の主面と略平行となっている。
複数のコンデンサ素子１７０Ｂの各々は、陽極部１４０Ａと、誘電体層１５０と、陰極部１６０Ａとを含む。陽極部１４０Ａ及び誘電体層１５０の構成は、コンデンサ素子１７０Ａと同様である。
陰極部１６０Ａは、誘電体層１５０の外表面に設けられている。図６では、陰極部１６０Ａは、固体電解質層１６１と、導電体層１６２と、陰極引出層１６３とを含む。固体電解質層１６１及び導電体層１６２は陰極部１６０と同様である。
陰極引出層１６３は、導電体層１６２の外表面に設けられている。陰極引出層１６３の第１端面１１０ｅ寄りの端面は、上述した第３めっき膜に覆われていてもよい。
積層方向において互いに隣接しているコンデンサ素子１７０Ｂ同士の導電体層１６２は、陰極引出層１６３によって互いに電気的に接続されている。幅方向Ｗにおける陰極引出層１６３の幅は、例えば、幅方向Ｗにおける金属層１４１の幅と同等である。
陰極引出層１６３は、金属箔または印刷電極層により形成することができる。
金属箔の場合は、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ及びこれらの金属を主成分とする合金からなる群より選択される少なくとも一種の金属からなることが好ましい。また、金属箔として、表面にスパッタや蒸着等の成膜方法によりカーボンコートやチタンコートがされた金属箔を用いてもよい。中でも、カーボンコートされたアルミ箔を用いることが好ましい。
印刷電極層の場合は、電極ペーストをスポンジ転写、スクリーン印刷、スプレー塗布、ディスペンサ、インクジェット印刷等によって導電体層上に形成することにより、所定の領域に陰極引出層を形成することができる。電極ペーストとしては、Ａｇ、ＣｕまたはＮｉを主成分とする電極ペーストが好ましい。陰極引出層を印刷電極層とする場合には、金属箔を用いる場合よりも陰極引出層を薄くすることが可能である。
第１外部電極１２０Ａは、絶縁性樹脂体１１０Ａの第１端面１１０ｅにおいて陰極引出層１６３と直接的または間接的に接続されている。
第２外部電極１３０Ａは、絶縁性樹脂体１１０Ａの第２端面１１０ｆにおいて複数のコンデンサ素子１７０Ｂの各々の金属層１４１と直接的または間接的に接続されている。
（固体電解コンデンサの製造方法）
図４及び図５に示す固体電解コンデンサ１００Ａは、例えば、以下のように製造される。
固体電解コンデンサ１００Ａの製造方法は、固体電解コンデンサ１００の製造方法と比較して、コンデンサ素子１７０Ａを絶縁性樹脂体１１０Ａの内部に設ける工程Ｓ２０Ａが相違し、かつ、上述の工程Ｓ３０に代えて後述する工程Ｓ３１から工程Ｓ３６を備える点において相違する。
固体電解コンデンサ１００Ａを製造するに際して、第１実施形態と同様に、工程Ｓ１０にて、コンデンサ素子１７０Ａを準備する。具体的には、第１実施形態と同様に、工程Ｓ１１から工程Ｓ１４を実施する。
次に、工程Ｓ２０Ａにて、コンデンサ素子１７０Ａを絶縁性樹脂体１１０Ａの内部に設ける。具体的には、以下の工程Ｓ２１Ａ及び工程Ｓ２３Ａを実施する。
工程Ｓ２１Ａにて、基板１１１上に、複数のコンデンサ素子１７０Ａを積層する。具体的には、引出導体層１８０が設けられた基板１１１上に複数のコンデンサ素子１７０Ａを積層する。この際、Ａｇペーストなどの導電性接着剤によって、コンデンサ素子１７０Ａの導電体層１６２と引出導体層１８０とを接続するとともに、互いに隣接するコンデンサ素子１７０Ａ同士の導電体層１６２を接続する。引出導体層１８０には、黒化処理が施されていることが好ましい。続いて、基板１１１とコンデンサ素子１７０Ａとを熱圧着する。加熱されて硬化した導電性接着剤が、接続導体層１９０となる。
工程Ｓ２３Ａにて、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を用いて、複数のコンデンサ素子１７０Ａをモールドする。具体的には、モールド法により、基板１１１を上金型に装着し、エポキシ樹脂などの絶縁性樹脂を下金型のキャビティ内で加熱溶融させた状態で上金型と下金型とを型締めし、絶縁性樹脂を固化させることによってモールド部１１２を形成する。
続いて、工程Ｓ３１にて、工程Ｓ１２において形成されたマスキング部を分断するように、基板１１１及びコンデンサ素子１７０Ａを切断する。具体的には、押し切り、ダイシング又はレーザカットによって、モールドされた状態の基板１１１及びコンデンサ素子１７０Ａを切断する。この工程により、絶縁性樹脂体１１０Ａを含むチップが形成される。
工程Ｓ３２にて、チップをバレル研磨する。具体的には、チップが、バレルと呼ばれる小箱内に研磨材とともに封入され、当該バレルを回転させることにより、チップの研磨が行われる。これにより、チップの角部及び稜線部に丸みがつけられる。
工程Ｓ３３にて、チップの端面に露出している金属層１４１の端面にめっきする。具体的には、アルカリ処理剤によってチップの油分を除去する。アルカリエッチングすることにより、金属層１４１の端面上の酸化膜を除去する。スマット除去処理により、金属層１４１の端面上のスマットを除去する。ジンケート処理によりＺｎを置換析出させて金属層１４１の端面に第１めっき膜を形成する。無電解Ｎｉめっき処理により、第１めっき膜上に第２めっき膜を形成する。このとき、引出導体層１８０の端面に第３めっき膜が形成される。
工程Ｓ３４にて、導電性を付与する液体をチップの両端部に付着させる。具体的には、チップの両端部以外の部分をマスキングする。チップの両端部の表面に対する導電性を付与する液体の濡れ性を向上するとともに、導電性を付与する液体に含まれる導電性粒子がチップの両端部に吸着されやすくするために、界面活性剤によってチップを脱脂する。脱脂力を兼ね備えるコンディショナーとして、導電性を付与する液体の種類に対応して、アニオン、カチオン、両性およびノニオンのいずれかの種類の界面活性剤が選択されて用いられる。
本実施形態においては、導電性を付与する液体に含まれる導電性粒子は、めっきの核となる触媒金属として、Ｐｄを含んでいるが、これに限られず、Ｐｄ、Ｓｎ、Ａｇ及びＣｕからなる群から選択される少なくとも１種の金属を含んでいればよい。導電性を付与する液体は、上記の金属のイオン含む溶液、又は、上記の金属のコロイド溶液である。
導電性を付与する液体が両端部に付着したチップを、水又は溶剤で洗浄した後、乾燥させることにより、チップの両端部に導電膜を形成する。これにより、絶縁性樹脂体１１０Ａの第１端面１１０ｅ及び第２端面１１０ｆの各々に、複数の導電性粒子が存在した状態となる。両端部に導電膜が形成されたチップをマイクロエッチングすることにより、チップの両端部の表面を粗くしてもよい。
工程Ｓ３５にて、チップの両端部にめっきして第１外部電極１２０Ａ及び第２外部電極１３０Ａを形成する。具体的には、電解めっきにより、チップの両端部の導電膜上に、Ｃｕめっき層を形成する。Ｃｕめっき層は、チップの両端部に付着した導電性粒子を核として形成される。電解めっきにより、Ｃｕめっき層上にＮｉめっき層を形成する。その後、電解めっきにより、Ｎｉめっき層上にＳｎめっき層を形成する。
工程Ｓ３６にて、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の水蒸気透過性を有するガスバリア膜２００を絶縁性樹脂体１１０Ａの外表面に形成する。この際、第１外部電極１２０Ａ及び第２外部電極１３０Ａが形成されている部分をマスキングする。
なお、ガスバリア膜２００は、第１外部電極１２０Ａ及び第２外部電極１３０Ａを形成する前に形成してもよい。
以上のような工程を経て、固体電解コンデンサ１００Ａが製造される。
また、図６に示す固体電解コンデンサ１００Ｂを製造する際には、工程Ｓ１４の後、導電体層１６２の外表面に陰極引出層１６３を設けることにより、コンデンサ素子１７０Ｂを準備すればよい。
本発明の電解コンデンサは、上記実施形態に限定されるものではなく、電解コンデンサの構成、製造条件等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
以下、本発明の電解コンデンサをより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。
［固体電解コンデンサの作製］
（実施例１～５）
図１に示す固体電解コンデンサ１００の構成に対して、表１に示すガスバリア膜２００を絶縁性樹脂体１１０の外表面に形成した。
実施例１のＤＬＣ、及び、実施例２のＳｉＯ２については、プラズマＣＶＤ法により厚さ３００ｎｍのガスバリア膜を成膜した。
実施例３のＡｌ２Ｏ３については、ＡＬＤ法により厚さ３００ｎｍのガスバリア膜を成膜した。
実施例４のポリシラザンについては、トレスマイルＡＮＬ１２０Ａ－２０（サンワ化学製）をディップコートした後、１５０℃３０分で乾燥及び硬化させることによりガスバリア膜を成膜した。
実施例５のポリシロキサンについては、Ｐｒｏｔｅｃｔｏｒ　Ｓ－６１４０（奥野製薬工業製）をディップコートした後、１５０℃３０分で乾燥及び硬化させることによりガスバリア膜を成膜した。
（比較例１）
図１に示す固体電解コンデンサ１００の構成に対して、ガスバリア膜２００を絶縁性樹脂体１１０の外表面に形成しなかった。
［固体電解コンデンサの評価］
実施例１～５及び比較例１について、８５℃、８５％ＲＨ、１６Ｖ、１０００時間の耐湿試験を行った。耐湿試験前後での等価直列抵抗（ＥＳＲ）を測定し、ＥＳＲの変化率を評価した。ＥＳＲの変化率は、（耐湿試験後のＥＳＲ）／（耐湿試験前のＥＳＲ）により算出した。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
表１に示すように、絶縁性樹脂体の外表面にガスバリア膜が形成されている実施例１～５では、ガスバリア膜が形成されていない比較例１と比べて、ＥＳＲの変化率が抑制されていた。表１の結果から、絶縁性樹脂体の外表面にガスバリア膜を形成することにより、コンデンサ素子への水蒸気の透過が抑制されるため、耐湿信頼性が向上すると考えられる。
［固体電解コンデンサの作製］
（実施例６）
図１に示す固体電解コンデンサ１００の構成に対して、ガスバリア膜２００形成の前処理として、絶縁性樹脂体１１０の外表面にガスプラズマによるコロナ放電処理を実施した。その後、実施例５と同様に、Ｐｒｏｔｅｃｔｏｒ　Ｓ－６１４０（奥野製薬工業製）をディップコートした後、１５０℃３０分で乾燥及び硬化させることによりガスバリア膜２００を成膜した。
［固体電解コンデンサの評価］
実施例５及び６について、リフロー後のガスバリア膜の剥離の有無を評価した。具体的には、ガラスエポキシ基板に、各試料２０個をマウントして、リフローはんだ付けを行った後、ガスバリア膜の剥離の有無を、実体顕微鏡によって外観観察するとともに、ＬＴ断面の研磨面を観察することによって評価した。結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
表２に示すように、コロナ放電処理が実施されなかった実施例５では、リフローの高温によりガスバリア膜の剥離が観察された。一方、コロナ放電処理が実施された実施例６では、ガスバリア膜の剥離は観察されなかった。表２の結果から、前処理としてコロナ放電処理を実施することにより、絶縁性樹脂体のエポキシ樹脂とガスバリア膜との密着力が向上するため、リフロー耐久性が向上すると考えられる。
なお、コロナ放電処理による効果は、ポリシロキサンのガスバリア膜だけでなく、その他のガスバリア膜に対しても同様に得られるものである。
また、ガスバリア膜による効果は、図１に示す固体電解コンデンサ１００だけでなく、図４に示す固体電解コンデンサ１００Ａ等の固体電解コンデンサや、固体電解コンデンサ以外の電解コンデンサに対しても同様に得られるものである。
１００，１００Ａ，１００Ｂ　固体電解コンデンサ
１１０，１１０Ａ　絶縁性樹脂体
１１０ａ　第１主面
１１０ｂ　第２主面
１１０ｃ　第１側面
１１０ｄ　第２側面
１１０ｅ　第１端面
１１０ｆ　第２端面
１１１　基板
１１２　モールド部
１２０　第１端子
１２０Ａ　第１外部電極
１３０　第２端子
１３０Ａ　第２外部電極
１４０，１４０Ａ　陽極部
１４１　金属層
１５０　誘電体層
１５１　絶縁層
１６０，１６０Ａ　陰極部
１６１　固体電解質層
１６２　導電体層
１６３　陰極引出層
１７０，１７０Ａ，１７０Ｂ　コンデンサ素子
１８０　引出導体層
１９０　接続導体層
２００　ガスバリア膜

Claims (3)

  1. 金属層からなる陽極部、前記金属層の外表面に設けられた誘電体層、及び、前記誘電体層の外表面に設けられた陰極部を含むコンデンサ素子と、
    前記コンデンサ素子が内部に設けられた絶縁性樹脂体と、
    前記絶縁性樹脂体の外表面に設けられ、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下の水蒸気透過性を有するガスバリア膜と、を備える、電解コンデンサ。
  2. 前記ガスバリア膜は、ダイヤモンド状炭素、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ポリシラザン及びポリシロキサンからなる群より選ばれる１種又は２種以上から構成されている、請求項１に記載の電解コンデンサ。
  3. コロナ放電処理が施された前記絶縁性樹脂体の外表面に前記ガスバリア膜が設けられている、請求項１又は２に記載の電解コンデンサ。
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