电解电容器及其制造方法

文档序号:1821663 发布日期:2021-11-09 浏览:48次 >En<

阅读说明:本技术 电解电容器及其制造方法 (Electrolytic capacitor and method for manufacturing the same ) 是由 大形德彦 矢野佑磨 后藤和秀 杉原之康 凤桐将之 上田政弘 小田根和仁 于 2020-02-26 设计创作,主要内容包括:电解电容器(20)具备电容器元件(10),该电容器元件(10)包含多孔质的阳极体(1)、形成于阳极体(1)的表面的电介质层(3)、以及覆盖电介质层(3)的至少一部分的固体电解质层(4)。阳极体(1)具有多个主面、和角部分,所述角部分包含将多个主面彼此连结的多个边部分和将多个主面彼此连结的1个或多个顶点部分。角部分的至少一部分的表层X比与表层X邻接的主面的表层Y致密。(An electrolytic capacitor (20) is provided with a capacitor element (10), and the capacitor element (10) comprises a porous anode body (1), a dielectric layer (3) formed on the surface of the anode body (1), and a solid electrolyte layer (4) covering at least a part of the dielectric layer (3). The anode body (1) has a plurality of main surfaces, and an angle portion including a plurality of edge portions connecting the main surfaces to each other and 1 or more apex portions connecting the main surfaces to each other. The surface layer X of at least a part of the corner portion is denser than the surface layer Y of the main surface adjacent to the surface layer X.)

电解电容器及其制造方法

技术领域

本发明涉及电解电容器及其制造方法。

背景技术

电解电容器的等效串联电阻(ESR)小,频率特性优异,因此搭载于各种电子设备。电解电容器通常具备具有阳极部和阴极部电容器元件。阳极部包含多孔质的阳极体,在阳极体的表面形成电介质层。电介质层与电解质接触。有使用导电性高分子等固体电解质作为电解质的电解电容器(例如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2009-182157号公报

发明内容

发明要解决的课题

提高使用了固体电解质的电解电容器的可靠性。

用于解决课题的手段

本发明的一个方面涉及一种电解电容器,其具备电容器元件,所述电容器元件包含多孔质的阳极体、形成于上述阳极体的表面的电介质层、以及覆盖上述电介质层的至少一部分的固体电解质层,上述阳极体具有多个主面、和角部分,上述角部分包含将上述多个主面彼此连结的多个边部分和顶点部分,上述角部分的至少一部分的表层X比与上述表层X邻接的上述主面的表层Y致密。

本发明的另一方面涉及一种电解电容器的制造方法,其是制造具备电容器元件的固体电解电容器的方法,所述电容器元件包含多孔质的阳极体、形成于上述阳极体的表面的电介质层、以及覆盖上述电介质层的至少一部分的固体电解质层,所述制造方法包括:准备上述阳极体的工序;用上述电介质层覆盖上述阳极体的至少一部分的工序;以及用上述固体电解质层覆盖上述电介质层的至少一部分的工序,上述阳极体具有多个主面、和角部分,所述角部分包含将上述多个主面彼此连结的多个边部分和顶点部分,准备上述阳极体的工序包括对上述角部分的至少一部分照射激光的工序。

本发明的又一方面涉及一种电解电容器的制造方法,其是制造具备电容器元件的固体电解电容器的方法,所述电容器元件包含多孔质的阳极体、形成于上述阳极体的表面的电介质层、以及覆盖上述电介质层的至少一部分的固体电解质层,所述制造方法包括:准备上述阳极体的工序;用上述电介质层覆盖上述阳极体的至少一部分的工序;以及用上述固体电解质层覆盖上述电介质层的至少一部分的工序,上述阳极体具有多个主面、和角部分,所述角部分包含将上述多个主面彼此连结的边部分和顶点部分,准备上述阳极体的工序包括使介质粒子与上述角部分的至少一部分碰撞的工序。

本发明的又一方面涉及一种电解电容器的制造方法,其是制造具备电容器元件的固体电解电容器的方法,所述电容器元件包含多孔质的阳极体、形成于上述阳极体的表面的电介质层、以及覆盖上述电介质层的至少一部分的固体电解质层,所述制造方法包括:准备上述阳极体的工序;用上述电介质层覆盖上述阳极体的至少一部分的工序;以及用上述固体电解质层覆盖上述电介质层的至少一部分的工序,上述阳极体具有多个主面、和角部分,所述角部分包含将上述多个主面彼此连结的边部分和顶点部分,准备上述阳极体的工序包括使上述阳极体与振动构件一起振动的工序。

发明效果

电解电容器的可靠性提高。

在所附的技术方案中记述了本发明的新的特征,本发明涉及结构和内容这两者,与本发明的其他目的和特征一起,通过对照附图的以下的详细的说明而能够更好地理解。

附图说明

图1是示意性地表示本发明的一个实施方式的电解电容器中使用的阳极体的形状的立体图。

图2是示意性地表示本发明的一个实施方式的电解电容器的截面图。

图3是进行激光照射后的阳极体的角部分的截面的电子显微镜照片。

具体实施方式

[电解电容器]

本发明的一个实施方式所述的电解电容器具备电容器元件,所述电容器元件包含多孔质的阳极体、形成于阳极体的表面的电介质层、和覆盖电介质层的至少一部分的固体电解质层。阳极体具有多个主面、和角部分。角部分例如包括将多个主面彼此连结的多个边部分、以及将多个主面彼此连结的1个或多个顶点部分。角部分的至少一部分具有曲面或者被倒角。

在阳极体中,通过在边部分和/或顶点部分的至少一部分具有曲面、或者被倒角,从而角部分中的电介质层的损伤得到抑制,能够实现漏电流小的电解电容器。因此,能够提高电解电容器的可靠性。

边部分是指阳极体的2个主面交叉的边及其附近的区域。顶点部分是指阳极体的3个主面交叉的顶点及其附近的区域。在此,将边部分和顶点部分统称为“角部分”。角部分的至少一部分具有曲面或者被倒角意味着例如至少一个边部分和/或至少一个顶点部分具有曲面或者被倒角。另外,包括一个边部分的一部分具有曲面或者被倒角的情况。

另外,角部分的至少一部分具有“曲面”并不限于角部分的截面形状为曲线的情况。例如,角部分的截面形状也可以是具有多个钝角的折线。在截面形状为凸形状、且在截面形状中与一个主面对应的直线和与邻接的另一个主面对应的直线经由至少一条直线和/或曲线连结的情况下,可以说角部具有曲面。换言之,在角部分具有“曲面”也意味着:在与邻接的2个主面垂直的截面中的角部分的截面形状中,不具有90°以下尖锐的区域。

电介质层通常是通过对阳极体实施化学转化处理,使氧化被膜在阳极体的表面生长而形成的。因此,通过化学转化而形成的电介质层的性状受到化学转化处理前的阳极体的表面状态的影响。

阳极体通常具有长方体的形状。这种情况下,在将长方体的2个正交的主面连结的边的附近、和/或长方体的3个相互正交的主面相交的顶点的附近(角部分),阳极体的表面在微观上观察时不平坦,表面粗糙度大,容易成为具有凹凸的形状。如果在该状态下通过化学转化处理使电介质层生长,则在凹凸部分中,电介质层容易产生缺陷。如果在电介质层产生缺陷,则存在以下情况:产生电流经由缺陷部分而在固体电解质与阀作用金属之间流动的路径,漏电流增加。

另外,阳极体为多孔质,因此脆,容易损坏。特别是阳极体的角部分与角部分以外的部分相比,机械强度低,且热应力容易集中。存在以下情况:由于多孔质部分损伤,所以覆盖多孔质部分的电介质层损伤。存在由于电介质层的损伤而漏电流增加的情况。

在本实施方式的电解电容器中,通过预先将阳极体的角部分的至少一部分形成为曲面,能够减少电介质层的化学转化时的缺陷。结果是,能够降低漏电流。另外,能够提高机械强度,并且热应力得到缓和。由此,能够抑制化学转化后的电介质层的损伤。结果是,能够抑制漏电流的增加。

以覆盖电介质层的方式形成固体电解质层。在阳极体的角部分不具有曲面的情况下,角部分处的固体电解质层的厚度容易形成得薄。特别是,在固体电解质层包含导电性高分子、且通过化学聚合形成导电性高分子的情况下,在角部分中,固体电解质层的厚度容易变薄。然而,通过将角部分的至少一部分形成为曲面,能够抑制角部分处的固体电解质层的薄膜化,能够以均匀的厚度形成固体电解质层。由此,电解电容器相对于来自于外部的应力变强,能够抑制漏电流的增加和短路不良的发生。另外,耐电压提高。

角部分的至少一部分的表层X可以比与表层X邻接的主面的表层Y致密。表层Y是与角部分邻接的主面的表层,通常多孔质的阳极体露出。通过致密地形成角部分的表层X,能够进一步提高角部分的机械强度。因此,能够提高对于经由角部分的漏电流的增加的抑制效果。

另外,在致密地形成角部分的至少一部分表层X的情况下,致密的表层X可以不是曲面,或者也可以不是经倒角的表层。即使在角部分不具有曲面且未被倒角的情况下,通过致密地形成角部分的表层X,也能够得到充分的机械强度。因此,能够抑制经由角部分的漏电流的增加。然而,如果包含表层X的部分的至少一部分为曲面形状或倒角形状,则能够进一步抑制漏电流,是优选的。在该情况下,表层Y可以是与表层X的具有曲面形状或倒角形状的部分邻接的区域。

表层X比表层Y致密是指例如表层X中的气孔率P1小于表层Y中的气孔率P2。表层X例如可以具有气孔率P1为10%以下的部分。与此相对,表层Y中的气孔率P2通常为20%以上。

表层X和表层Y可以具有气孔率P2相对于气孔率P1之比P2/P1满足例如5以上的部分。P2/P1可以为10以上或50以上。表层X的任意的部分和表层Y的任意部分可以满足P2/P1为5以上。

另外,在角部分的至少一部分具有曲面的情况下,曲面的曲率例如为0.002(1/μm)~0.05(1/μm),更优选为0.005(1/μm)~0.02(1/μm)。

需要说明的是,曲率和气孔率是通过对规定区域中的阳极体的截面照片进行图像解析而求出的。在截面的电子显微镜照片中,求出表层X内的任意区域A中的空隙部分的面积,将空隙部分的面积相对于区域A的比率设为气孔率P1。同样地,求出表层Y内的任意区域B中的空隙部分的面积,将空隙部分的面积相对于区域B的比率设为气孔率P2

具有曲面的角部分可以通过使用形成有曲面的模具对阳极体进行加压成型来形成,也可以通过除去阳极体的角部分的一部分来形成。但是,通过对角部分照射激光,能够形成曲面和/或致密地形成角部分的表层。通过激光的照射,角部分的表层X熔融。激光照射后的表层X是阳极体的多孔质部分熔融而形成的熔融层,可以比多孔质的表层Y致密地形成。通过激光照射而形成的表层X的气孔率P1极小,例如可以为1%以下。

或者,也可以将阳极体放置于筛子、介质粒子等振动构件上,使振动构件振动,由此将角部分形成为曲面。在该情况下,阳极体的角部分因振动而与振动构件碰撞,角部分因碰撞而被压缩,并且角部分能够形成为曲面形状。由此,能够使角部分的表层X比维持多孔质的主面的表层Y更致密(高密度)地形成。

角部分中,具有曲面形状或倒角形状的部分例如包含具有20μm~500μm的曲率半径R的部分,进一步优选包含具有50μm~200μm的曲率半径R的部分。此处,角部分的曲率半径是通过从某一主面侧对阳极体拍摄照片,对所得到的角部(顶点)附近的轮廓形状进行图像解析来算出的。在阳极体的轮廓线中,求出从形成有曲面的区域(倒角部分)与未形成曲面(未被倒角)的边部分的边界起到曲面形成前(倒角前)的顶点位置(边部分与边部分的交点的位置)的距离,视为曲率半径R。也可以对阳极体的各边部分分别求出曲率半径R,算出平均值。例如在阳极体为大致长方体的情况下,在12个边部分的两端求出曲率半径R,求出共计24个曲率半径R的平均值。通过使用振动构件,容易得到具有上述范围的曲率半径R的平均值的阳极体。

在阳极体的角部分中,具有曲面形状或倒角形状的部分可以包含上述曲率半径R彼此不同的部分。在该情况下,阳极体中的多个角部分的曲率半径R的偏差例如可以为350μm以下,进一步优选为150μm以下。曲率半径R的偏差是通过上述方法算出的角部的曲率半径R的最大值与最小值之差(在阳极体为大致长方体的情况下,为所算出的24个曲率半径中的最大值与最小值之差)。

图1是表示本实施方式的电解电容器中使用的阳极体的一例的示意性立体图。如图1所示,阳极体1具有大致长方体的形状,6个主面101A~101F露出。此外,101D~101F位于从纸面隐藏的位置,因此未图示。

在主面101A~101F中,在邻接的两个主面彼此交叉的边的附近,通过除去边部分的角而形成连接面。在图1的例子中,连接面102C介于主面101A与101B之间,连接面102A介于主面101B与101C之间,连接面102A介于主面101B与101C之间。另外,在3个主面相交的顶点的附近,通过除去顶点部分的角而形成有第二连接面。在图1的例子中,在主面101A~101C相交的顶点部分具有第二连接面103A。第二连接面103A将连接面102A~102C彼此相互连接。连接面102A~102C和第二连接面103A被加工成带有圆角的曲面。连接面102A~102C和第二连接面103A可以是曲面,也可以由一个或多个平面(例如,角部分被倒角)构成。

这样,通过使阳极体1具有除去了尖锐的部分的形状,能够在阳极体1的表面形成缺陷少的电介质层。结果是,能够降低漏电流。另外,阳极体的机械强度提高,热应力的集中得到缓和。结果是,能够抑制电介质层的损伤,能够抑制由电介质层的损伤引起的漏电流的增加,能够将漏电流维持得小。

连接面102A~102C和/或第二连接面103A的表层可以形成得比作为多孔质的主面101A~101F的表层致密。即,连接面102A~102C和/或第二连接面103A的表层中的气孔率P1也可以小于主面101A~101F的表层中的气孔率P2。这种情况下,能够进一步提高阳极体的角部分的机械强度。

阳极丝2从阳极体1的主面101B延伸出。阳极体1和阳极丝2构成阳极部6。

以下,适当参照附图对本实施方式所涉及的电解电容器的结构进行说明。然而,本发明并不限定于此。图2是本实施方式的电解电容器的截面示意图。

电解电容器20具备:具有阳极部6和阴极部7的电容器元件10、将电容器元件10密封的外装体11、与阳极部6电连接且一部分从外装体11露出的阳极引线端子13、和与阴极部7电连接且一部分从外装体11露出的阴极引线端子14。阳极部6具有阳极体1和阳极丝2。在阳极体的表面形成有电介质层3。阴极部7具有覆盖电介质层3的至少一部分的固体电解质层4和覆盖固体电解质层4的表面的阴极层5。

<电容器元件>

以下,列举具备固体电解质层作为电解质的情况对电容器元件10进行详细说明。

阳极部6具有阳极体1、和从阳极体1的一面延伸出而与阳极引线端子13电连接的阳极丝2。

阳极体1例如是将金属粒子烧结而得到的长方体的多孔质烧结体。作为上述金属粒子,使用钛(Ti)、钽(Ta)、铌(Nb)等阀作用金属的粒子。阳极体1中可以使用1种或2种以上的金属粒子。金属粒子可以是由2种以上的金属构成的合金。例如,可以使用包含阀作用金属和硅、钒、硼等的合金。另外,也可以使用包含阀作用金属和氮等典型元素的化合物。阀作用金属的合金以阀作用金属为主成分,例如包含50原子%以上的阀作用金属。

阳极丝2由导电性材料构成。阳极丝2的材料没有特别限定,例如,除了上述阀作用金属以外,还可举出铜、铝、铝合金等。构成阳极体1和阳极丝2的材料可以为同种,也可以为不同种。阳极丝2具有:从阳极体1的一面埋设到阳极体1的内部的第一部分2a、和从阳极体1的上述一面延伸出的第二部分2b。阳极丝2的截面形状没有特别限定,可举出圆形、环带形(由相互平行的直线和将这些直线的端部彼此连接的2条曲线构成的形状)、椭圆形、矩形、多边形等。

阳极部6例如是通过在将第一部分2a埋入到上述金属粒子的粉体中的状态下加压成形为长方体状并进行烧结而制作的。由此,阳极丝2的第二部分2b以延伸的方式从阳极体1的一面引出。第二部分2b通过焊接等与阳极引线端子13接合,阳极丝2与阳极引线端子13电连接。焊接的方法没有特别限定,可举出电阻焊接、激光焊接等。之后,能够实施在长方体的角部分形成曲面的加工。

在阳极体1的表面形成有电介质层3。电介质层3例如由金属氧化物构成。作为在阳极体1的表面形成包含金属氧化物的层的方法,例如可举出将阳极体1浸渍于化学转化液中而对阳极体1的表面进行阳极氧化的方法、将阳极体1在包含氧的气氛下进行加热的方法。电介质层3并不限定于包含上述金属氧化物的层,只要具有绝缘性即可。

(阴极部)

阴极部7具有固体电解质层4和覆盖固体电解质层4的阴极层5。固体电解质层4以覆盖电介质层3的至少一部分的方式形成。

固体电解质层4例如使用锰化合物、导电性高分子。作为导电性高分子,可举出聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺、聚乙炔等。它们可以单独使用,也可以组合使用多种。另外,导电性高分子也可以是2种以上单体的共聚物。从导电性优异的方面考虑,可以为聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯。特别是从疏水性优异的方面考虑,可以为聚吡咯。

包含上述导电性高分子的固体电解质层4例如是通过使原料单体在电介质层3上聚合而形成的。或者,是通过将包含上述导电性高分子的液体涂布于电介质层3而形成的。固体电解质层4由1层或2层以上的固体电解质层构成。在固体电解质层4由2层以上构成时,各层中使用的导电性高分子的组成、形成方法(聚合方法)等可以不同。

需要说明的是,本说明书中,聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等分别是指以聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等为基本骨架的高分子。因此,聚吡咯、聚噻吩、聚呋喃、聚苯胺等中也可以包含各自的衍生物。例如,聚噻吩包括聚(3,4-乙烯二氧噻吩)等。

在用于形成导电性高分子的聚合液、导电性高分子的溶液或分散液中,为了提高导电性高分子的导电性,可以添加各种掺杂剂。掺杂剂没有特别限定,例如可举出萘磺酸、对甲苯磺酸、聚苯乙烯磺酸等。

在导电性高分子以粒子的状态分散于分散介质中的情况下,该粒子的平均粒径D50例如为0.01μm以上且0.5μm以下。如果粒子的平均粒径D50为该范围,则粒子容易侵入至阳极体1的内部。

阴极层5例如具有以覆盖固体电解质层4的方式形成的碳层5a、和形成于碳层5a的表面的金属糊剂层5b。碳层5a包含石墨等导电性碳材料和树脂。金属糊剂层5b例如包含金属粒子(例如银)和树脂。需要说明的是,阴极层5的构成不限定于该构成。阴极层5的构成只要是具有集电功能的构成即可。

<阳极引线端子>

阳极引线端子13经由阳极丝2的第二部分2b与阳极体1电连接。阳极引线端子13的材质只要是电化学性和化学性稳定且具有导电性的材质即可,没有特别限定。阳极引线端子13例如可以是铜等金属,也可以是非金属。其形状只要是平板状,就没有特别限定。从薄型化的观点出发,阳极引线端子13的厚度(阳极引线端子13的主面间的距离)可以为25μm以上且200μm以下,也可以为25μm以上且100μm以下。

阳极引线端子13的一端可以通过导电性粘接材料、焊料与阳极丝2接合,也可以通过电阻焊接、激光焊接与阳极丝2接合。阳极引线端子13的另一个端部向外装体11的外部导出,从外装体11露出。导电性粘接材料例如是后述的热固性树脂与碳粒子、金属粒子的混合物。

<阴极引线端子>

阴极引线端子14在接合部14a处与阴极部7电连接。接合部14a是从阴极层5的法线方向观察阴极层5和与阴极层5接合的阴极引线端子14时阴极引线端子14的与阴极层5重叠的部分。

阴极引线端子14例如经由导电性粘接材料8与阴极层5接合。阴极引线端子14的一个端部例如构成接合部14a的一部分,配置于外装体11的内部。阴极引线端子14的另一个端部向外部导出。因此,阴极引线端子14的包含另一个端部在内的一部分从外装体11露出。

阴极引线端子14的材质也只要是电化学性和化学性稳定且具有导电性的材质就没有特别限定。阴极引线端子14例如可以是铜等金属,也可以是非金属。其形状也没有特别限定,例如为长条且平板状。从薄型化的观点出发,阴极引线端子14的厚度可以为25μm以上且200μm以下,也可以为25μm以上且100μm以下。

<外装体>

外装体11是为了使阳极引线端子13与阴极引线端子14电绝缘而设置的,由绝缘性的材料(外装体材料)构成。外装体材料例如包含热固性树脂。作为热固性树脂,例如可举出环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、醇酸树脂、聚氨酯、聚酰亚胺、不饱和聚酯等。

《电解电容器的制造方法》

以下,对本实施方式的电解电容器的制造方法的一例进行说明。

电解电容器的制造方法是制造具备电容器元件的固体电解电容器的方法,所述电容器元件包含多孔质的阳极体、形成于阳极体的表面的电介质层、和覆盖电介质层的至少一部分的固体电解质层,所述电解电容器的制造方法包括准备阳极体的工序、用电介质层覆盖阳极体的至少一部分的工序、以及用固体电解质层覆盖电介质层的至少一部分的工序,阳极体具有多个主面、和包含将多个主面彼此连结的多个边部分和顶点部分的角部分,准备阳极体的工序具有在角部分的至少一部分形成曲面、或者将角部分的至少一部分倒角的工序。

(1)阳极体的准备工序

作为阳极体1,可以使用多孔质烧结体。将阀作用金属粒子和阳极丝2以第一部分2a埋入到阀作用金属粒子中的方式放入到模具中,进行加压成形后,进行烧结,由此得到包含作为阀作用金属的多孔体的阳极体1的阳极部6。阳极丝的第一部分2a从多孔质烧结体的一面埋设于其内部中。加压成形时的压力没有特别限定。烧结优选在减压下进行。在阀作用金属粒子中,可以根据需要混合聚丙烯酸碳酸酯等粘结剂。

对于阀作用金属粒子而言,通常使用具有长方体的内部空间的模具进行加压成形、烧结。这种情况下,烧结后的阳极体1的形状也为长方体,具有多个主面。在该情况下,多个主面彼此直接连结而形成边和顶点,将多个主面彼此连结的边部分和/或顶点部分即角部分的前端部为尖锐的状态。

对于前端部为尖锐的状态的阳极体,可以进行在角部分的至少一部分形成曲面的加工或对角部分的至少一部分进行倒角的加工。由此,前端部的角被除去,例如能够加工成带有圆角的形状。在角部分形成曲面的加工例如可以通过削去角部分的一部分而除去前端部来进行。

在角部分的至少一部分形成曲面、或者对角部分的至少一部分进行倒角的加工工序中,可以高密度地形成角部分的至少一部分。例如,通过向角部分照射激光,从而角部分形成为曲面,并且角部分的至少一部分能够高密度地形成。或者,也可以使阳极体与振动构件一起振动。伴随振动,阳极体的特别是角部分与振动构件碰撞,角部分被压缩,由此形成曲面,并且角部分的至少一部分能够高密度地形成。

也可以通过对角部分照射激光而在角部分形成曲面。通过对角部分照射激光,从而角部分熔融,前端部可以从尖锐的形状变化为具有曲面的形状。熔融后形成的熔融层比阳极体的多孔质部分致密,气孔度极小。因此,能够显著提高角部分的机械强度,角部分的电介质层的损伤的抑制效果大。熔融层的厚度例如为1μm~100μm即可。

用于激光照射的激光没有限定,例如可以使用YAG(Yttrium Aluminum Garnet:钇铝石榴石)激光(波长1064nm)。

在固体电解质层的形成时,从存在于阳极体的细孔内的空气容易排出的观点出发,优选对角部分进行激光照射,实质上不对与角部分邻接的阳极体的主面照射激光。需要说明的是,上述记载是指不对主面上的大部分区域照射激光,并不排除对主面的一部分区域(例如,与角部分邻接的主面上的区域)照射激光的情况。

激光的照射可以对烧结后的阳极体进行,也可以对烧结前的加压成形的阀作用金属粒子进行。然而,如果考虑到与烧结后的体积收缩相伴的变形,则优选对烧结后的阳极体照射激光。

在使阳极体与振动构件一起振动的情况下,例如,前端部的除去例如可以通过将阳极体载置于筛(筛子)或锉刀等在表面具有凹凸的基座(振动构件)上,使基座在上下方向和/或左右方向上振动来进行。随着基座的振动,阳极体在基座上一边跳跃一边滚转移动。伴随于此,角部分的前端部的一部分被削去,在角部分形成曲面。然而,前端部的大半部分能够不被削去而以被压缩的状态残留于角部分的表层。其结果是,能够高密度地形成具有曲面的角部分的表层。从前端部被刮掉的残渣容易向下方落下而除去、另外静摩擦系数适度地小、容易使阳极体滚转移动的方面出发,基座可以使用筛。筛的网眼小于阳极体的外径的最小值即可,以使得阳极体不会通过筛的开口而落下。筛的网眼可以为1mm以上,也可以为2mm以上且3.4mm以下。如果网眼为1mm以上,则容易将角部分的曲率半径R的偏差降低至一定值以下。

也可以在将阳极体置于介质粒子上的状态下,通过使外力作用于介质粒子而使阳极体与介质粒子一起振动。例如,可以将阳极体与介质粒子混合,将阳极体与介质粒子一起投入到振荡机中,使振荡机运转。振荡机优选除了能够施加水平方向的振动以外,还能够施加垂直方向的振动。介质粒子可以使用氧化铝粒子、氧化锆粒子等。介质粒子的粒径(平均粒径)例如为0.1mm~3mm,也可以为0.5mm~2mm。

与阳极体一起投入到振荡机中的介质粒子通过振荡机的运转而振动,与阳极体碰撞。阳极体的角部分由于机械强度低,所以容易受到由碰撞引起的变形,角部分的多孔质部容易被压溃、压缩。因此,能够高密度地形成角部分的表层。

介质粒子的密度可以为阳极体的密度(真密度)的0.15~0.4倍。在介质粒子的密度为上述范围的情况下,由介质粒子的碰撞产生的能量能够有效地用于角部分的压缩变形。另外,能够降低因碰撞而角部分被削去的比例。

在混合有阳极体和介质粒子的状态下使介质粒子振动的方法中,与使载置有阳极体的筛振动的方法相比,能够以更短的时间在角部分形成曲面或进行倒角。因此,容易降低角部分处的曲率半径R的偏差。

在使用振动构件进行角部分的曲面形成或倒角的情况下,优选对烧结前的多孔体进行角部分的曲面形成或倒角,这是因为通过烧结而使机械强度提高,角部分难以被压缩。

使用预先除去角的模具,将阀作用金属粒子加压成形,进行烧结,由此可以得到在角部分形成有曲面的阳极体。

(2)电介质层的形成工序

接着,对阳极体1进行化学转化处理,用电介质层3覆盖阳极体1的至少一部分。具体而言,在充满电解水溶液(例如磷酸水溶液)的化学转化槽中浸渍阳极体1,将阳极丝2的第二部分2b与化学转化槽的阳极体连接,进行阳极氧化,由此能够在多孔质部分的表面形成由阀作用金属的氧化被膜构成的电介质层3。作为电解水溶液,不限于磷酸水溶液,可以使用硝酸、乙酸、硫酸等。

(3)固体电解质层的形成工序

接着,用固体电解质层4覆盖电介质层3的至少一部分。由此,得到包含阳极体1、电介质层3和固体电解质层4的电容器元件10。

包含导电性高分子的固体电解质层4例如通过使单体、低聚物浸渗于形成有电介质层3的阳极体1、然后通过化学聚合、电解聚合使单体、低聚物聚合的方法、或者使导电性高分子的溶液或分散液浸渗于形成有电介质层3的阳极体1、并使其干燥,由此形成于电介质层3的至少一部分。

固体电解质层4例如可以是通过将形成有电介质层3的阳极体1浸渗于包含导电性高分子、粘结剂和分散介质的分散液中,取出并使其干燥而形成的。分散液中可以包含粘结剂和/或导电性无机粒子(例如,炭黑等导电性碳材料)。另外,导电性高分子中可以包含掺杂剂。作为导电性高分子和掺杂剂,分别从对于固体电解质层4例示的物质中选择即可。粘结剂可以利用公知的粘结剂。分散液可以包含形成固体电解质层时使用的公知的添加剂。

接着,通过在固体电解质层4的表面依次涂布碳糊剂和金属糊剂,形成由碳层5a和金属糊剂层5b构成的阴极层5。阴极层5的构成不限于此,只要是具有集电功能的构成即可。

接下来,准备阳极引线端子13和阴极引线端子14。通过激光焊接、电阻焊接等将从阳极体1延伸的阳极丝2的第二部分2b与阳极引线端子13接合。另外,在阴极层5上涂布导电性粘接材料8后,将阴极引线端子14经由导电性粘接材料8接合于阴极部7。

接着,将电容器元件10和外装体11的材料(例如,未固化的热固性树脂和填料)收纳于模具中,通过传递成型法、压缩成型法等将电容器元件10密封。此时,使阳极引线端子13和阴极引线端子14的一部分从模具露出。成型的条件没有特别限定,考虑到所使用的热固性树脂的固化温度等,适当设定时间和温度条件即可。

最后,将阳极引线端子13和阴极引线端子14的露出部分沿着外装体11弯折,形成弯曲部。由此,阳极引线端子13和阴极引线端子14的一部分配置于外装体11的搭载面。

通过以上的方法来制造电解电容器20。

图3表示进行激光照射后的阳极体的角部分的截面的电子显微镜照片。在图3中,在白色的部分存在阀作用金属(Ta),黑色部分为空隙。可知角部分具有曲面,且具有曲面的角部分的表层X致密地形成。另一方面,表层X的内部维持多孔质的状态。

产业上的可利用性

本发明能够用于电解电容器,能够适合用于将多孔体用于阳极体的电解电容器。

针对目前的优选的实施方式对本发明进行了说明,但不应限定性地解释这样的公开内容。通过阅读上述公开内容,各种变形和改变对于本发明所属技术领域中的本领域技术人员而言无疑是显而易见的。因此,所附的技术方案应解释为在不脱离本发明的真正的主旨和范围的情况下包含所有的变形和改变。

附图标记说明

20:电解电容器

10:电容器元件

1:阳极体

2:阳极线

2a:第一部分

2b:第二部分

3:电介质层

4:固体电解质层

5:阴极层

5a:碳层

5b:金属糊剂层

6:阳极部

7:阴极部

8:导电性粘接材料

11:外装体

13:阳极引线端子

14:阴极引线端子

14a:接合部

101A~101C:阳极体的主面

102A~102C:连接面

103A:第二连接面

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