专利名称：层叠型固体电解电容器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及层叠型固体电解电容器及其制造方法，特别是涉及能提高成品率的层叠型固体电解电容器及其制造方法。
背景技术：
以往的层叠型固体电解电容器由以下的方法制造。即如图9所示，在具有阀门作用的金属即铝箔1的表面依次形成介质氧化膜2、由固体电解质层3a、碳层3b、银涂层3c构成的阴极层3，制作电容元件6。接着，如图10所示，在层叠状态下，把多个电容元件6向阳极端子进行电阻焊，进行连接，通过导电接合剂17向阴极端子13连接，最后使用外装树脂14覆盖，制作层叠型固体电解电容器。
须指出的是，在层叠所述电容元件6时，首先一边保持电容元件6的阴极部8，一边执行输送和向焊接框架上的安放后，用电阻焊连接电容元件6的阳极部7和阳极端子12后，在连接的电容元件6的阳极部焊接新层叠的电容元件6的阳极部7。然后，通过重复这样的作业，层叠(参照特开平11-135367号公报)。
可是，在所述以往的层叠型固体电解电容器中，如图9所示，阳极部7的厚度L11100μm，阴极部8的厚度L12230μm，所以阳极部7的厚度L11和阴极部8的厚度L12的差异大，所以如图10所示，在阳极部7和阴极部8的边界折弯。因此，在电阻焊时，在阳极部7和阴极部8的边界或附近(图10中的50)作用拉伸应力和弯曲应力，在该部分应力集中。因此，在阳极部7和阴极部8的边界或附近的阳极部7产生裂纹，结果发生电容器的漏电流的增大引起的制品不良。
此外，在形成构成电容元件的阴极部8的由导电性聚合物构成的固体电解质层3a时，为了用聚合物把形成介质氧化膜2的铝箔1成形，有必要在给定的混合液中浸渍到给定的位置。这时，在现状下，在液面的位置产生偏移，所以重合形成的固体电解质层3a的顶端位置在左右偏移。结果，在制作的电容元件的阳极部7和阴极部8的边界，在左右存在偏移。此外，在重合形成的固体电解质层3a的顶端位置几乎不存在左右的偏移时，在电容元件6的层叠时，由于安装位置偏移，有时在电容元件的阳极部7和阴极部8的边界产生左右的偏移。由于在阳极部7和阴极部8的边界存在左右的偏移，电容元件和安装的电极或相邻的电容元件彼此的相对电极接触，成为短路引起的不良的原因。特别是在从阳极端子12远离配置的电容元件6中显著。
发明内容
本发明是鉴于所述事实而提出的，其目的在于，通过抑制漏电流的增大、短路引起的不良，能飞跃地提高成品率的层叠型固体电解电容器及其制造方法。
为了实现所述的目的，本发明是一种层叠型固体电解电容器，包含多个包括具有阳极部的阳极体、在该阳极体的表面依次形成介质氧化膜和阴极层的阴极部的电容元件，以层叠状态配置这些电容元件，并且相邻的所述阳极部彼此间焊接固定，具有相邻的所述阴极部彼此间由导电性膏层电连接的阴极构造，其特征在于在所述阴极部和所述阳极部的边界及其附近配置绝缘性的树脂层。
根据本发明，不招致制造成本的高涨和大型化，通过抑制漏电流的增大、短路引起的不良，能飞跃地提高层叠型固体电解电容器的成品率。
下面简要说明附图。
图1是本发明的层叠型固体电解电容器的纵剖视图。
图2是本发明中使用的电容元件的平面图。
图3是本发明中使用的电容元件的剖视图。
图4是表示本发明的层叠型固体电解电容器中使用的电容元件的剖视图。
图5是图4所示的层叠型固体电解电容器中使用的电容元件的剖视图。
图6是表示本发明中使用的层叠型固体电解电容器的其他变形例的剖视图。
图7是图6所示的层叠型固体电解电容器中使用的电容元件的剖视图。
图8是表示本发明中使用的层叠型固体电解电容器的其他变形例的剖视图。
图9是以往的电容元件的剖视图。
图10是以往的层叠型固体电解电容器的纵剖视图。
具体实施例方式
本发明是一种层叠型固体电解电容器，包含多个包括具有阳极部的阳极体、在该阳极体的表面依次形成介质氧化膜和阴极层的阴极部的电容元件，以层叠状态配置这些电容元件，并且相邻的所述阳极部彼此间焊接固定，具有相邻的所述阴极部彼此间由导电性膏层电连接的阴极构造，其特征在于在所述阴极部和所述阳极部的边界及其附近配置绝缘性的树脂层。
如果象所述结构那样，在阴极部和阳极部的边界及其附近配置绝缘性树脂层，就能抑制在阴极部和阳极部的边界及其附近作用弯曲应力，所以在该部分左右的应力减小。结果，能抑制在阴极部和阳极部的边界及其附近的阳极部产生裂缝而引起的电容器的漏电流增大导致的不良。此外，如果配置绝缘性树脂层，则即使在阴极部和阳极部的边界有左右的偏移，或在层叠时的电容元件的安装位置存在偏移，电容元件和安装的电极或相邻的电容元件彼此的相对电极也难以接触。结果，能抑制阴极部和阳极部的边界上的偏移、电容元件的安装位置的偏移引起的短路导致的不良。
只形成绝缘性树脂层，所以没有层叠型固体电解电容器大型化的问题，并且不会引起制造成本的高涨。
所述树脂层希望形成在所述电容元件的两面。
与在电容元件的单面形成树脂层时相比，在两面形成时，在电阻焊时，用上下两面的树脂层抑制阳极部和阴极部的边界或其附近作用的应力，所以应力抑制效果大。结果，能抑制在阳极部或阴极部的边界及其附近产生裂纹引起的电容元件的漏电流的增大导致的不良。
所述树脂层在从所述阳极端子开始第二个以后的电容元件上形成。
这样限制是根据以下所示的理由。即在焊接固定阳极端子的电容元件中，从阴极部延伸的阳极部的倾斜角为0°或极小，所以阳极部和阴极部的边界或其附近的弯曲应力小。而在从阳极端子开始的第二以后的电容元件中，按照把存在于比该电容元件更靠阳极端子一侧的电容元件的阳极部的厚度和阴极部的厚度的差异相加的部分，从阴极部延伸的阳极部的倾斜角增大，所以阳极部和阴极部的边界或其附近的弯曲应力增大。
所述树脂层由以环氧树脂为主体的热硬化性树脂构成。
环氧树脂廉价，所以能抑制层叠型固体电解电容器的制造成本的上升。
所述树脂层的厚度与所述导电性膏层的厚度相同或更小。
这样限制时，如果是树脂层的厚度比导电性膏层的厚度还大的构造，在电阻焊时，阳极部和阴极部的边界的弯曲角度增大，所以在该边界或其附近作用的应力增大，结果漏电不良增加。
此外，用于实现所述目的的本发明的特征在于，包括制作多个由在阳极体的表面依次形成介质氧化膜和阴极层的阴极部、从阴极部延伸的阳极部构成的电容元件的步骤；在所述阴极部涂敷热硬化性的导电性膏，并且在阴极部和所述阳极部的边界及其附近涂敷热硬化性的树脂，在层叠后加热导电性膏和树脂，硬化的步骤；在所述电容元件的阳极部焊接固定阳极端子的步骤。
在所述制造方法中，在所述阴极部和所述阳极部的边界及其附近涂敷热硬化性的树脂的步骤中，在所述电容元件的两面涂敷树脂。
此外，在所述制造方法中，在所述阴极部和所述阳极部的边界及其附近涂敷热硬化性的树脂的步骤中，在从所述阳极端子开始第二个以后的电容元件上涂敷树脂。
在所述制造方法中，作为所述树脂，使用以环氧树脂为主体的树脂。
如果是这些方法，就能容易制作所述的层叠型固体电解电容器。
实施例以下，参照图1～图7说明基于该发明的层叠型固体电解电容器。
如图1所示，层叠型固体电解电容器10具有多个(在本例子中，3个)层叠的电容元件6，在位于层叠状态的最下位置的电容元件6和位于从下开始第二位置的电容元件6之间安装阳极端子12和阴极端子13。而且电容元件6、阳极端子12和阴极端子13剩下阳极端子12和阴极端子13的下表面，由合成树脂14覆盖。
所述电容元件6如图2和图3所示，在作为阳极体的具有阀门作用的金属即铝箔1的表面形成介质氧化膜2、阴极层3。阴极层3由聚噻吩类的导电性聚合物构成的固体电解质层3a、碳层3b、银涂层3c构成。在所述介质氧化膜2上形成阴极层3的部分成为阴极部8，不形成阴极层3的部分成为阳极部7。在层叠多个这样的结构的电容元件6的状态下，焊接固定相邻的电容元件6的阳极部7彼此间，用具有接合性的导电性膏17接合固定相邻的电容元件6的阴极部7彼此间，形成层叠型固体电解电容器10。此外，图2中，20是电阻溶接棒的对接位置。
这里，在层叠型固体电解电容器10中使用的电容元件6中，如图2和图3所示，在上下两面中一方的面的阴极部8和阳极部7的边界15及其附近形成绝缘性的树脂层16。绝缘性树脂层16由以环氧树脂(例如，双酚F环氧树脂)为主体的热硬化性树脂构成。由于绝缘性树脂层16存在，能抑制电阻焊时在阳极部7和阴极部8的边界15或其附近作用弯曲应力，所以在该部分作用的应力减小。结果，在阳极部7和阴极部8的边界15或其附近的阳极部7，能抑制裂纹引起的电容器的漏电流增大导致的不良。此外，由于绝缘性树脂层16存在，即使在阴极部8和阳极部7的边界存在左右的偏移，或在层叠时的电容元件6的安装位置上存在偏移，电容元件6和安装的电极或相邻的电容元件6彼此的相对电极也难以接触。结果，能抑制阴极部8和阳极部7的边界上的偏移、电容元件的安装位置的偏移引起的短路导致的不良。
首先，表示电容元件6的制造方法，但是该方法与以往相同。
具体而言，在给定浓度的磷酸水溶液中，以给定电压对铝箔1进行化学成膜处理，形成由金属氧化物构成的介质氧化膜2后，在由3，4-乙烯二氧噻吩、P-甲苯磺第二铁、1-丁醇构成的混合容易中，把所述铝箔1浸渍到给定的位置，在介质氧化膜2上，用化学氧化聚合形成导电性高分子聚合物即3，4乙烯二氧噻吩构成的固体电解质层3。接着，把固体电解质层的形成结束后的铝箔1浸渍到在水溶液或有机溶液中扩散碳粉的溶液中，以给定的温度和时间重复数次干燥的步骤，形成碳层4。最后，通过在碳层4的表面形成银涂层5，制作电容元件6。
接着，在电容元件6的上下面中一方的表面并且阳极部7和阴极部8的边界15及其附近涂敷绝缘性树脂，并且在银涂层3c上涂敷导电性膏17。然后，在阴极端子13上隔着导电性膏17层叠银涂层3c，同时使导电性膏17和绝缘性树脂硬化，形成绝缘性树脂层16，并且通过导电性膏17把银涂层3c接合固定在阴极端子13上。须指出的是，绝缘性树脂从边界15向阳极部7一侧，涂敷0.3～0.5mm的长度。这样限制是基于以下的理由。即如果考虑阴极部8和阳极部7的边界的偏移的平均值，如果是0.3～0.5mm，就能充分取得效果。如果变为更多，就有可能发生电阻焊的问题。
此外，使导电性膏17和绝缘性树脂硬化时，具体进行基于以下的条件的预备加热和主加热。
预备加热条件加热温度60℃加热时间30分钟主加热条件加热温度160℃加热时间120分钟接着，用电阻焊法把电容元件6的阳极部7与阳极端子12连接。把电容元件的阴极部8用导电性膏17向阴极端子13接合固定后，用电阻焊法把电容元件6的阳极部7与阳极端子12连接。接着，把涂敷了绝缘性树脂和导电性膏17的电容元件6在层叠完毕的电容元件6上层叠，与所述同样使用导电性膏17和电阻焊法，层叠，通过重复这样的步骤，层叠多个电容元件6。然后，最后用外装树脂14密封，完成层叠型固体电解电容器。
以下把这样制作的层叠型固体电解电容器称作本发明电容器A1。
(实施例2)如图4和图5所示，在电容元件6中，除了在上下两面的阴极部8和阳极部7的边界15及其附近形成绝缘性树脂层，与本发明电容器A1同样制作层叠型固体电解电容器。
以下把这样制作的层叠型固体电解电容器称作本发明电容器A2。
(实施例3)如图6和图7所示，在电容元件6中，除了在层叠前只涂敷绝缘性树脂，热硬化，设置绝缘性树脂层16，与本发明电容器A1同样制作层叠型固体电解电容器。须指出的是，作为绝缘性树脂的热硬化条件，为120℃，加热时间为120分钟。
以下把这样制作的层叠型固体电解电容器称作本发明电容器A3。
(比较例1)除了不设置绝缘性树脂层，与本发明电容器A1同样制作层叠型固体电解电容器。
以下把这样制作的层叠型固体电解电容器称作比较电容器Z。
(实验)分别制作100个本发明电容器A1～A3和比较电容器Z，调查层叠型固体电解电容器的漏电流修复处理(边缘)前的漏电流不良率、漏电流值(平均)、短路不良率，所以表1表示结果。
表1
须指出的是，在LC不良率中，比0.1CV大的为不良。
(实验结果的研究)(1)从表1可知，对于比较电容器X1，在本发明电容器A1～A3中，能抑制短路不良，漏电流不良大幅度降低。
能取得这样的结果是基于以下的理由。即在比较电容器Z中，在电阻焊时，在阳极部7和阴极部8的边界15或其附近作用拉伸应力和弯曲应力，在该部分应力集中，所以在阳极部7和阴极部8的边界15或其附近的阳极部7产生裂纹，结果成为电容器的漏电流的增大、短路引起的不良的原因。而在本发明电容器A1～A3中，在阳极部7和阴极部8的边界15或其附近配置绝缘性树脂层16，所以在电阻焊时，能抑制在阳极部7和阴极部8的边界15或其附近作用应力，在该部分作用的应力减小。结果，能抑制在阳极部7和阴极部8的边界15或其附近的阳极部7产生裂纹引起的电容器的漏电流增大导致的不良。此外，在本发明电容器A1～A3中，在阳极部7和阴极部8的边界15或其附近配置绝缘性树脂层16，所以即使在阴极部8和阳极部7的边界存在左右的偏移，或在层叠时的电容元件6的安装位置存在偏移，电容元件和安装的电极或相邻的电容元件6彼此的相对电极也难以接触。结果，能抑制阴极部8和阳极部7的边界上的偏移、电容元件的安装位置的偏移引起的短路导致的不良。
(2)此外，如果比较本发明电容器A1和本发明电容器A3，则认为本发明电容器A3的漏电流不良增加。
取得这样的结果是基于以下的理由。即在本发明电容器A1中，同时涂敷绝缘性树脂和导电性膏，在层叠后同时硬化，所以绝缘性树脂层16的厚度与导电性接合层17的厚度同等或比它小。而在本发明电容器A3中，在层叠前只涂敷绝缘性树脂，硬化后，涂敷导电性膏，在层叠后，使导电性膏硬化，所以绝缘性树脂层16的厚度比导电性接合层17的厚度大。结果，在电阻焊时，阳极部7和阴极部8的边界15的弯曲角度比本发明电容器A1大，在边界15或其附近作用的应力增大，结果漏电流不良增加。
(3)此外，在本发明电容器A1和本发明电容器A2中，漏电流不良的降低效果大，但是认为在两面设置绝缘性树脂层16的本发明电容器A2对于漏电流不良的降低效果，更有效。
能取得这样的结果是因为与在电容元件6的单面设置绝缘性树脂层16相比，在在电容元件6的两面设置绝缘性树脂层16时，在电阻焊时，抑制在阳极部7和阴极部8的边界15或其附近作用的应力的效果大。
(其他事项)(1)在所述实施例中，在全部电容元件形成绝缘性树脂层，但是在焊接固定在阳极端子上的电容元件上可以不形成绝缘性树脂层。
这是因为电容元件6的阳极部7的弯曲随着远离阳极端子12而增大，在阳极端子12上安装的第一级电容元件6中，在电阻焊时阳极部7不弯曲或即使弯曲也很小，所以即使不形成绝缘性树脂层，问题也不大。
(2)在所述实施例中，在阴极端子的上下面设置电容元件，但是如图9所示，对在阴极端子和阳极端子的上面设置最下层的电容元件的构造的层叠型固体电解电容器也能应用本发明。
(3)作为具有阀作用的金属，并不局限于所述铝，可以是钽、铌等，此外作为固体电解质层，并不局限于聚噻吩类的导电性聚合物，也可以是聚吡咯、聚苯胺、聚呋喃等导电性聚合物或二氧化锰。
(4)本发明能在移动电话、笔记本电脑、PDA等移动信息终端的存储器的后备电源中应用。
权利要求
1.一种层叠型固体电解电容器，包含多个电容元件，该电容元件具有阳极体，具有阳极部；和阴极部，在该阳极体的表面依次形成电介质氧化膜和阴极层；并且以层叠状态配置这些电容元件，且相邻的所述阳极部彼此间焊接固定，具有相邻的所述阴极部彼此间由导电性膏层电连接的阴极构造，其特征在于在所述阴极部和所述阳极部之间的边界及其附近配置绝缘性的树脂层。
2.根据权利要求1所述的层叠型固体电解电容器，其特征在于所述树脂层形成在所述电容元件的两面。
3.根据权利要求1所述的层叠型固体电解电容器，其特征在于所述树脂层在从所述阳极端子开始第二个以后的电容元件上形成。
4.根据权利要求2所述的层叠型固体电解电容器，其特征在于所述树脂层在从所述阳极端子开始第二个以后的电容元件上形成。
5.根据权利要求1所述的层叠型固体电解电容器，其特征在于所述树脂层的厚度与所述导电性膏层的厚度相同或比其更小。
6.根据权利要求2所述的层叠型固体电解电容器，其特征在于所述树脂层的厚度与所述导电性膏层的厚度相同或比其更小。
7.根据权利要求3所述的层叠型固体电解电容器，其特征在于所述树脂层的厚度与所述导电性膏层的厚度相同或比其更小。
8.根据权利要求4所述的层叠型固体电解电容器，其特征在于所述树脂层的厚度与所述导电性膏层的厚度相同或比其更小。
9.根据权利要求1所述的层叠型固体电解电容器，其特征在于所述树脂层由以环氧树脂为主体的热硬化性树脂构成。
10.根据权利要求2所述的层叠型固体电解电容器，其特征在于所述树脂层由以环氧树脂为主体的热硬化性树脂构成。
11.根据权利要求3所述的层叠型固体电解电容器，其特征在于所述树脂层由以环氧树脂为主体的热硬化性树脂构成。
12.根据权利要求5所述的层叠型固体电解电容器，其特征在于所述树脂层由以环氧树脂为主体的热硬化性树脂构成。
13.一种层叠型固体电解电容器的制造方法，包括制作多个由在阳极体的表面依次形成电介质氧化膜和阴极层的阴极部、和从该阴极部延伸的阳极部构成的电容元件的步骤；和在所述阴极部涂敷热硬化性的导电性膏，并且在阴极部和所述阳极部之间的边界及其附近涂敷热硬化性的树脂，在层叠后对导电性膏和树脂进行加热而使其硬化的步骤；在所述电容元件的阳极部焊接固定阳极端子的步骤。
14.根据权利要求13所述的层叠型固体电解电容器的制造方法，其特征在于在所述阴极部和所述阳极部之间的边界及其附近涂敷热硬化性的树脂的步骤中，在所述电容元件的两面涂敷树脂。
15.根据权利要求13所述的层叠型固体电解电容器的制造方法，其特征在于在所述阴极部和所述阳极部之间的边界及其附近涂敷热硬化性的树脂的步骤中，在从所述阳极端子开始第二个以后的电容元件上涂敷树脂。
16.根据权利要求14所述的层叠型固体电解电容器的制造方法，其特征在于在所述阴极部和所述阳极部的边界及其附近涂敷热硬化性的树脂的步骤中，在从所述阳极端子开始第二个以后的电容元件上涂敷树脂。
17.根据权利要求13所述的层叠型固体电解电容器的制造方法，其特征在于作为所述树脂，使用以环氧树脂为主体的树脂。
18.根据权利要求14所述的层叠型固体电解电容器的制造方法，其特征在于作为所述树脂，使用以环氧树脂为主体的树脂。
19.根据权利要求15所述的层叠型固体电解电容器的制造方法，其特征在于作为所述树脂，使用以环氧树脂为主体的树脂。
20.根据权利要求16所述的层叠型固体电解电容器的制造方法，其特征在于作为所述树脂，使用以环氧树脂为主体的树脂。
全文摘要
一种层叠型固体电解电容器，包含多个包括具有阳极部(7)的铝箔(1)、在该铝箔(1)的表面依次形成介质氧化膜(2)和阴极层(3)的阴极部(8)的电容元件(6)，以层叠状态配置这些电容元件(6)，并且相邻的电容元件(6)的阳极部(7)彼此间焊接固定，具有相邻的阴极部(8)彼此间由导电性膏层(18)电连接的阴极构造，其特征在于在阴极部(8)和阳极部(7)的边界及其附近配置绝缘性的树脂层(16)。
文档编号H01G9/15GK101060040SQ20071008563
公开日2007年10月24日 申请日期2007年3月1日 优先权日2006年4月21日
发明者马场弘道, 堀尾和丰, 原崎俊明, 有森慎二 申请人:三洋电机株式会社, 佐贺三洋工业株式会社