JP2005294426A - 電気化学素子及びこれを用いた電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 電子装置における薄膜積層部への悪影響を十分防止できる電気化学素子及びこれを用いた電子装置を提供すること。
【解決手段】 本発明は、リード端子部２ｂを有する導電性外装体２、導電性外装体２に対向配置され、リード端子部４ｂを有する導電性外装体４、導電性外装体２と導電性外装体４とによって挟まれる被挟持部６、導電性外装体２及び導電性外装体４を被覆する最外層１８を備えており、被挟持部６が、電極２０，２２と、電極２０，２２間に設けられる電解質を備えており、リード端子部２ｂの一部及びリード端子部４ｂの一部が露出し、最外層１８が、１．０×１０^４Ω／ｃｍ以上１．０×１０^１２Ω／ｃｍ以下の比抵抗を有する高抵抗材料で構成されている電気二重層キャパシタ１００である。電気二重層キャパシタ１００によれば、静電気を帯びた作業者が、薄膜積層部を有する電子装置に電気二重層キャパシタ１００を取り付ける場合でも、作業者から薄膜積層部への電流の流れを十分に防止可能となる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、電気化学素子及びこれを用いた電子装置に関する。

ハードディスク装置等の電子装置においては一般に、装置の停止により主電源からの電力の供給が断たれる場合でも、磁気ヘッドをディスクから離れた位置にあるランプに退避させたり、ディスク上のデータの記録を行わないシッピングゾーンあるいはＣＳＳ（Contact Start Stop）領域へ退避（リトラクト）させたりする必要がある。

このため、ハードディスク装置等の電子装置においては通常、補助電源が内蔵されており、かかる補助電源としては、従来、例えば電気二重層キャパシタを備えたものが知られている（例えば特許文献１参照）。ここで、電気二重層キャパシタにおいては一般的に、外装ケースとしてニッケル等の導電性部材が使用されている。
特開２００１−２０２１４４号公報

しかしながら、上述した電気二重層キャパシタは以下の示す課題を有していた。

即ち上記電気二重層キャパシタは、電気二重層キャパシタを内蔵するハードディスク装置の製造途中において、電気二重層キャパシタをハードディスク装置に設置する際に、作業者が静電気を帯びていると、その静電気が電気二重層キャパシタを通じて磁気ヘッドに伝わるおそれがある。ここで、磁気ヘッドの読出し部は、ＧＭＲ（Giant Magneto-Resistance）素子を備えているが、このＧＭＲ素子は、極めて薄い膜を積層してなる薄膜積層部である。このため、静電気が読出し部に急激に伝わると、その読出し機能に悪影響を与えるおそれがあり、最悪の場合読み出し部分を破壊してしまうおそれがある。上記の問題は、ハードディスク装置に限らず、ＰＣカード、ＩＣカード等、薄膜積層部を有する電子装置の製造途中においても生じる可能性がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、電子装置における薄膜積層部への悪影響を十分に防止できる電気化学素子及びこれを用いた電子装置を提供することを目的とする。

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討した結果、以下の発明により、上記課題を解決しうることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち本発明は、第１リード端子部を有する第１の導電性外装体と、前記第１の導電性外装体に対向して配置され、第２リード端子部を有する第２の導電性外装体と、前記第１の導電性外装体と前記第２の導電性外装体とによって挟まれる被挟持部と、前記第１の導電性外装体及び前記第２の導電性外装体を被覆する最外層とを備えており、前記被挟持部が、一対の電極と、前記一対の電極の間に設けられる電解質とを備えており、前記第１リード端子部の少なくとも一部、及び前記第２リード端子部の少なくとも一部が露出しており、前記最外層が１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^１２Ωｃｍ以下の比抵抗を有する高抵抗材料で構成されていることを特徴とする電気化学素子である。

この電気化学素子によれば、電気化学素子及び薄膜積層部を有する電子装置の製造過程において以下の利点が得られる。即ち、薄膜積層部を設置した後に、静電気を帯びた作業者が、電子装置に当該電気化学素子を取り付ける場合でも、作業者から第１の導電性外装体及び第２の導電性外装体を通って、薄膜積層部へ電流が急激に流れることを十分に防止することが可能となる。

上記電気化学素子においては、被挟持部が一対の電極間にセパレータを更に備えてもよい。

上記最外層は、前記第１の導電性外装体と、前記第２の導電性外装体と、前記被挟持部とを備える電気化学素体を、前記第１リード端子部の少なくとも一部及び前記第２リード端子部の少なくとも一部が露出されるように、１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^１２Ωｃｍ以下の比抵抗を有する高抵抗材料を含む塗料中に浸漬して乾燥することにより得られるものであることが好ましい。

この電気化学素子によれば、上記最外層が上記電気化学素体を上記塗料中に浸漬し乾燥してなるため、第１の導電性外装体及び第２の導電性外装体のそれぞれが、１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^１２Ωｃｍ以下の比抵抗を有する高抵抗材料で十分に被覆されることになる。即ち第１の導電性外装体及び第２の導電性外装体が露出されることが十分に防止される。このため、静電気を帯びた作業者が、薄膜積層部を有する電子装置に当該電気化学素子を取り付ける場合でも、作業者から薄膜積層部への電流の急激な流れをより十分に防止することが可能となる。また、最外層が上記電気化学素体を上記塗料中に浸漬し乾燥してなるため、第１の導電性外装体及び第２の導電性外装体とこれらを被覆する最外層との間で隙間の形成が十分に防止され、隙間に起因する電荷のチャージが十分に防止される。このため、チャージした電荷による薄膜積層部への電流の急激な流れも十分に防止される。

上記電気化学素子においては、最外層がシート状となっており、接着剤層を介して前記第１の導電性外装体及び前記第２の導電性外装体のそれぞれを被覆していることが好ましい。この場合、接着剤層によって最外層が第１の導電性外装体及び第２の導電性外装体のそれぞれに密着しているため、最外層と第１の導電性外装体及び第２の導電性外装体との間で隙間の形成が十分に防止され、隙間に起因する電荷のチャージが十分に防止される。このため、チャージした電荷による薄膜積層部への電流の急激な流れも十分に防止される。

上記電気化学素子において、１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^１２Ωｃｍ以下の比抵抗を有する高抵抗材料とは、例えば、アルミナ、マグネシア、シリカ、チタニア、ジルコニアなどの無機酸化物、炭化ケイ素、炭化チタンなどの無機炭化物、窒化タンタル、窒化ニオブ、窒化バナジウムなどの無機窒化物からなる群より選ばれる１種を含むものである。

高抵抗材料の比抵抗が１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^１０Ωｃｍ以下であると、より好ましい。また、高抵抗材料の比抵抗が１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^６Ωｃｍ以下であると、さらに好ましい。このような高抵抗材料としては、例えば、マグネシア、シリカ、チタニア、ジルコニア、炭化ケイ素、炭化チタン、窒化タンタル、窒化ニオブ、窒化バナジウムなどを用いることができる。高抵抗材料の比抵抗が１．０×１０^４Ωｃｍ以下の場合、電気化学素子表面からの電荷の移動が急激に生じ、周囲の電子部品を破壊してしまう傾向がある。また、高抵抗材料の比抵抗が１．０×１０^１０Ωｃｍ以上であると、電気化学素子の表面にチャージがより溜まり易くなる傾向がある。

ポリイミド及びポリアミドは、水分阻止能が高いため電子部品の外装部品材料として広く用いられている。しかし、一般にポリイミド及びポリアミドは、１０^１７Ωｃｍ〜１０^２２Ωｃｍの高い比抵抗を有するため、チャージアップを生じやすい傾向にある。この場合、汎用のポリイミド又はポリアミドのシートを導電性の接着剤によって第１及び第２導電性外装体の表面に接着して用いることができる。この場合の接着剤は、１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^１０Ωｃｍ以下の比抵抗を有する接着剤を選択して用いることができる。つまり、この発明において、最外層は１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^１０Ωｃｍ以下の比抵抗を有する接着剤と、ポリイミド及びポリアミド又はこれらのいずれか一方からなる層とを含んで構成されている。例えば、グラファイト、アルミニウム、錫などのフィラーを分散させた接着剤を用いるのが好ましい。これにより、ポリイミド及びポリアミドの水分阻止能を維持しつつ、導電性の外装体を得ることができる。

さらに、ポリイミド及びポリアミドに帯電防止処理を行ったものは、本発明に用いる最外層として好適に用いることができる。帯電防止処理としては、電子線などのエネルギー照射によって表面の一部をグラファイト化する方法を用いることができる。あるいは、高分子骨格中にスルホン酸基やスルフィン酸基を導入した構造としてもよい。これにより、ポリイミド及びポリアミドが帯電防止構造を有するものとなる。これらの方法によっても、ポリイミド及びポリアミドの水分阻止能を維持しつつ、導電性の外装体を得ることができる。このような帯電防止処理されたポリイミド及びポリアミドは、シート状に加工して接着して用いても良い。特にスルホン酸基やスルフィン酸基を導入したポリイミド及びポリアミドは、適当な溶媒に分散させて塗布しても良い。分散溶媒としては、水、アルコール、ジメチルホルムアミドなどの極性溶媒を用いることが好ましい。

上記電気化学素子は、前記高抵抗材料が、アルミナ、マグネシア、シリカ、チタニア、炭化ケイ素、炭化チタン、窒化タンタル、窒化ニオブ、窒化バナジウム及びジルコニアからなる群より選ばれる少なくとも１種を含み、前記最外層が薄膜であることが好ましい。

この場合、最外層が薄膜でない場合に比べて、軽量・省スペース化のニーズに対応できるという利点がある。

本発明において、「薄膜」とは、常温大気圧の環境下において、自立が困難なもの（基体の補助無くして形状を維持できないもの）を言う。本発明の薄膜は、２μｍ〜１００μｍの膜厚範囲であることが好ましい。また、前記高抵抗材料の膜厚は２μｍ〜７０μｍであることがより好ましい。加えて、前記高抵抗材料の膜厚は２μｍ〜５０μｍであることがさらに好ましい。膜厚が２μｍ未満の場合、実際の抵抗値が膜全体あるいは部分的に高くなってしまうため、電荷のチャージが生じやすくなる傾向にある。また、膜厚が１００μｍを越えた場合、薄膜に蓄積される内部応力（全応力）が大きくなるため、薄膜の破壊や剥離が生じやすくなる傾向にある。内部応力（全応力）は膜厚の増加と共に大きくなっていくが、本発明の場合、膜厚が１００μｍ以下であれば実用上問題のない範囲である。

また本発明は、上述した電気化学素子と、電気化学素子を収容する収容部及び薄膜積層部を有する電子装置本体部とを備えており、収容部には、電気化学素子を構成する第１リード端子部及び第２リード端子部と接触される接続端子が設けられており、収容部が、前記電子装置本体部の表面側に設けられており、電気化学素子が収容部に対して着脱可能に収容されていることを特徴とする電子装置である。

この電子装置によれば、静電気を帯びた作業者が電子装置本体部の収容部から電気化学素子を電子装置本体部の外側に取り外す場合でも、作業者から薄膜積層部への電流の流れが十分に防止される。

上記電子装置においては、電気化学素子が電気二重層キャパシタであることが好ましい。この場合、電気化学素子として、電気二重層キャパシタ以外のものを用いる場合と比較して、瞬時に充放電が可能で、かつ、高エネルギー密度が得られるという利点がある。

上記電子装置においては、例えば前記電子装置本体部が、少なくとも１枚の磁気ディスクと、前記磁気ディスクに記録された磁気情報を読み出す読出し部を有する磁気ヘッドとを備えており、前記読出し部が、前記薄膜積層部を有するものである。

なお、本発明の電子装置において、薄膜積層部とは、薄膜の積層体であって、電子装置の機能を果たすために必要不可欠なものであり、且つ静電気により電子装置を正常に機能させられなくなる程度の耐電圧特性を有するものを言う。

本発明の電気化学素子によれば、薄膜積層部を有する電子装置の製造過程において、静電気を帯びた作業者から薄膜積層部への電流の急激な流れを十分に防止することが可能となる。このため、電子装置における薄膜積層部への悪影響を十分に防止でき、電子装置の製造歩留まりの低下を十分に防止することができる。

また本発明の電子装置によれば、静電気を帯びた作業者が電子装置本体部の収容部から電気化学素子を電子装置本体部の外側に取り外す場合でも、作業者から薄膜積層部への電流の急激な流れを十分に防止することが可能となる。このため、電子装置における薄膜積層部への悪影響を十分に防止できる。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、全図中、同一又は同等の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は、本発明に係る電気化学素子の第１実施形態を示す平面図、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。

図２に示すように、電気二重層キャパシタ（電気化学素子）１００は、第１の導電性外装体２と、第２の導電性外装体４とを備えており、第１の導電性外装体２と第２の導電性外装体４とは互いに対向して配置されている。

第１の導電性外装体２は、平板状の本体部２ａと、第１のリード端子部２ｂと、本体部２ａ及び第１のリード端子部２ｂとを連結する連結部２ｃとで構成されており、第２の導電性外装体４も、平板状の本体部４ａと、第２のリード端子部４ｂと、本体部４ａ及び第２のリード端子部４ｂとを連結する連結部４ｃとで構成されている（図１参照）。

第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４は、導電性を有するものであれば特に限定されず、第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４としては、例えばアルミニウム、ニッケル、銅等が用いられる。これらのうち、電解質溶液に対して耐食性に優れているという観点から、アルミニウムが好ましく用いられる。

なお、第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４は同一材料であっても、異なる材料で構成されても構わない。

第１の導電性外装体２と第２の導電性外装体４との間には、電荷を蓄える機能を有する蓄電部（被挟持部）６が設けられており、蓄電部６は、本体部２ａと本体部４ａとによって挟まれている。

蓄電部６は、第１蓄電部８と第２蓄電部１０とを有しており、第１蓄電部８と第２蓄電部１０とは、集電体１２を介して直列に接続されている。第１蓄電部８及び第２蓄電部１０は、互いに対向する第１電極２０及び第２電極２２を備えており、第１電極２０と第２電極２２との間にはセパレータ２４が設けられている。セパレータ２４は、第１電極２０と第２電極２２とによって挟まれている。そして、セパレータ２４には電解質溶液（電解質）が含浸されている。これにより、第１電極２０と第２電極２２との間に電解液が設けられることになる。

第１電極２０及び第２電極２２は、例えば、活物質とフッ素ゴムとの混合物で構成される。活物質には、例えば、アセチレンブラック、グラファイト、黒鉛、活性炭などを選択して、あるいは、これらのうちのいずれかを混合して用いることができる。セパレータ２４は、絶縁性の多孔体で構成されている。絶縁性の多孔体としては、例えばセルロース不織布が挙げられる。電解質溶液には、水系電解液と有機系電解液とがあるが、有機系電解液が好ましい。このような有機系電解液としては、例えばトリエチルメチルアンモニウムフルオロボーレート（ＴＥＭＡＢＦ_４）からなる溶質をプロピレンカーボネート（ＰＣ）からなる溶媒に混合させたものが挙げられる。溶質としては、上記のほか、Ｅｔ_４ＮＢＦ_４、Ｅｔ_４ＮＰＦ_６、Ｅｔ_４ＰＢＦ_４、Ｅｔ_３ＭｅＮＢＦ_４が挙げられ、溶媒としては、上記のほか、ガンマブチロラクトン（ＧＢＬ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、スルフォラン（ＳＦＬ）等が挙げられる。

そして、第１蓄電部８の周縁部及び第２蓄電部１０の周縁部は、封止材１４によって封止されている。これにより、第１蓄電部８及び第２蓄電部１０中の電解液への水分の浸入が防止され、耐電圧の低下が十分に防止される。封止材１４は、外部からの水分の浸入を防止できるものであればよく、封止材１４としては、例えばポリプロピレン系材料が用いられる。こうして電気化学素体１６が構成されている。

この電気化学素体１６の表面は最外層１８で被覆されており、最外層１８には、第１開口部２６が形成され、これにより第１リード端子部２ｂの一部が露出している。また図１に示すように、最外層１８には、第２開口部２８が形成され、これにより、第２リード端子部４ｂの一部が露出している。このように第１リード端子部２ｂ及び第２リード端子部４ｂを露出させるのは、第１リード端子部２ｂ及び第２リード端子部４ｂと、電気二重層キャパシタ１００が設置されるべき電子装置本体部側の接続端子との接触を可能とするためである。

ここで、最外層１８は、上記電気化学素体１６を、第１リード端子部２ｂの一部及び第２リード端子部４ｂの一部が露出されるように、１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^１２Ωｃｍ以下の比抵抗を有する高抵抗材料を含む塗料中に浸漬し乾燥することにより得られるものである。上記塗料は、上記高抵抗材料のほか、上記高抵抗材料を溶解又は分散させる溶媒を含み、かかる溶媒としては、例えばターピネオール、アセトン、アルコール、ジメチルホルムアミド、水などが用いられる。

従って、最外層１８は、１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^１２Ωｃｍ以下の比抵抗を有する高抵抗材料で構成されている。

上記電気二重層キャパシタ１００によれば、最外層１８が電気化学素体１６を上記塗料中に浸漬し乾燥してなるため、第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４のそれぞれが、１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^１２Ωｃｍ以下の比抵抗を有する高抵抗材料で十分に覆われることになる。即ち第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４が露出されることが十分に防止される。

このため、電気二重層キャパシタ１００によれば、例えばＧＭＲ素子を有する読出し部を備えた磁気ヘッドと、電気二重層キャパシタ１００の第１リード端子部２ｂおよび第２リード端子部４ｂと接触される接続端子とを有するハードディスク装置の製造過程において次のような利点が得られる。

即ち、磁気ヘッド及び接続端子が設置された後に、静電気を帯びた作業者が当該電気二重層キャパシタ１００を接続端子に接触させる場合でも、第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４が最外層１８で覆われることにより、作業者から第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４への静電気の急激な流れが十分に防止される。このため、作業者から読出し部への電流の急激な流れによる読み出し部分の破壊を十分に防止することが可能となる。

また、最外層１８が電気化学素体１６を上記塗料中に浸漬し乾燥してなるため、第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４と最外層１８との間で隙間の形成が十分に防止され、隙間に起因する電荷のチャージが十分に防止される。このため、チャージした電荷による読出し部への電流の急激な流れも十分に防止される。

以上より、電気二重層キャパシタ１００によれば、ハードディスク装置における読出し部の破壊などの悪影響を十分に防止でき、ハードディスク装置の製造歩留まりの低下を十分に防止することができる。

上記のような高抵抗材料は、１×１０^４Ωｃｍ以上１×１０^１２Ωｃｍ以下の比抵抗を有するものであれば特に限定されず、高抵抗材料としては、例えば、アルミナ、マグネシア、シリカ、チタニア、炭化ケイ素、炭化チタン、窒化タンタル、窒化ニオブ、窒化バナジウム、ジルコニア又はこれらの１つ以上を含むものが挙げられる。また、ポリイミド、ポリアミド又はこれらの両方を含むものであってもよい。

また、高抵抗材料の比抵抗は、外部（例えば、作業者の身体）の静電気の電荷を、電子部品を破壊しないよう緩やかに移動させるという理由から、１×１０^５Ωｃｍ以上であることが好ましい。また高抵抗材料の比抵抗は、帯電を防止するという理由から、好ましくは１×１０^１０Ωｃｍ以下である。

次に、本発明の電気化学素子の第２実施形態について説明する。

図３は、本発明に係る電気化学素子の第２実施形態を示す断面図である。図３に示すように、電気二重層キャパシタ２００は、シート状の最外層１８ａ及び１８ｂが、接着剤層２０１を介して第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４を被覆している点で第１実施形態の電気二重層キャパシタ１００と相違する。即ち、本実施形態の電気二重層キャパシタ２００は、第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４の表面の大きさ及び形状に合わせて、シート状の最外層１８ａ，１８ｂが接着剤層２０１を介して第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４の表面に貼り付けられている点で第１実施形態の電気二重層キャパシタ１００と相違する。

このようにシート状の最外層１８が接着剤層２０１を介して第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４に貼り付けられているため、接着剤層２０１によって最外層１８が第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４のそれぞれに密着している。このため、最外層１８と第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４との間で隙間の形成が十分に防止され、隙間に起因する電荷のチャージが十分に防止される。このため、チャージした電荷による読出し部への電流の急激な流れも十分に防止される。その結果、ハードディスク装置における読出し部の破壊などの悪影響を十分に防止でき、ハードディスク装置の製造歩留まりの低下を十分に防止することができる。

次に、本発明に係る電子装置の第１実施形態について説明する。

図４は本実施形態に係る電子装置としてのハードディスク装置を概略的に示す斜視図、図５は、図４の薄膜積層部を拡大して示す平面図である。なお、図４においては、ハードディスク装置から電気二重層キャパシタ１００を取り外した状態が示されている。

図４に示すように、ハードディスク装置３００は、薄型直方体形状の本体部（電子装置本体部）３０１を備えており、本体部３０１にはケーブル接続用コネクタ３０２が設けられている。本体部３０１の表面側であって、コネクタ３０２と反対側の面３０１ａには、電気二重層キャパシタ１００を収容するための差込穴（収容部）３０３が形成されている。差込穴３０３には、電気二重層キャパシタ１００が着脱可能に収容されるようになっている。このため、電気二重層キャパシタ１００，２００は、本体部３０１の外側に自由に取り出すことが可能であり、本体部３０１の外側から自由に装着することも可能である。また、電気二重層キャパシタ１００が第１リード端子部２ｂ及び第２リード端子部４ｂ側から差込穴３０３に差し込まれると、第１リード端子部２ｂ及び第２リード端子部４ｂが本体部３０１内の２つの接続端子３０４，３０５のそれぞれに接触するようになっている。

本体部３０１の内部には、磁気ディスク３０６が、回転軸３０７によって回転可能に設けられており、回転軸３０７には、回転モータ（図示せず）により回転駆動力が付与されるようになっている。

また本体部３０１の内部には回転軸３０８が設けられ、回転軸３０８は、回転モータ（図示せず）により回転可能とされている。回転軸３０８には、磁気ヘッド組立体３０９が固定されている。磁気ヘッド組立体３０９は、回転軸３０８に固定されるアーム部３１０と、アーム部３１０の先端に設けられる磁気ヘッド３１２とで構成されており、磁気ヘッド３１２は、読出し部３１４及び書込み部３１６を有している。ここで、読出し部３１４はＧＭＲ素子を有しており、ＧＭＲ素子は、反強磁性層であるピン層３１５、固定磁性層であるピンド層３１８、非磁性層３２０、フリー層３２２を順次積層してなる積層体３２４を含んでいる。

ピン層３１５は、ＰｔＭｎ、ＮｉＯ等の反強磁性体を材料とし、ピン層３１５の厚みは通常、３ｎｍ〜５０ｎｍである。ピンド層３１８は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＣｏＮｉ等の強磁性体を材料とし、ピンド層３１８の厚みは通常、０．５ｎｍ〜５ｎｍである。非磁性層３２０は、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ａｕ、Ａｇ等の非磁性体を材料とし、非磁性層３２０の厚みは通常、１ｎｍ〜４ｎｍである。フリー層３２２は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＣｏＮｉ等の強磁性体を材料とし、フリー層３２２の厚みは通常、０．５ｎｍ〜１０ｎｍである。このように、積層体３２４は、極めて薄い膜を積層してなり、薄膜積層部を構成している。

上記ハードディスク装置３００においては、本体部３０１の収容穴３０３に電気二重層キャパシタ１００が着脱可能に収容されているが、電気二重層キャパシタ１００は、１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^１２Ωｃｍ以下の比抵抗を有する高抵抗材料を含んで構成される最外層１８を有する。特に、電気二重層キャパシタ１００においては、最外層１８が電気化学素体１６を上記塗料中に浸漬し乾燥してなるものである。このため、第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４のそれぞれが、１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^１２Ωｃｍ以下の比抵抗を有する高抵抗材料で十分に被覆されることになる。即ち第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４が露出されることが十分に防止される。

従って、静電気を帯びた作業者が、本体部３０１の収容穴３０３から電気二重層キャパシタ１００を取り外す場合でも、作業者から第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４への静電気の急激な流れが十分に防止される。従って、作業者から読出し部３１４への電流の急激な流れも十分に防止され、その結果、作業者の静電気に起因する読出し部３１４の損傷が十分に防止されることになる。

特に、最外層１８が電気化学素体１６を上記塗料中に浸漬し乾燥してなるため、第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４と最外層１８との間で隙間の形成が十分に防止され、隙間に起因する電荷のチャージが十分に防止される。このため、チャージした電荷による読出し部３１４への電流の急激な流れも十分に防止される。

よって、ハードディスク装置３００によれば、電気二重層キャパシタ１００を取り外す場合でも、読出し部３１４への悪影響を十分に防止でき、ハードディスク装置３００の損傷が十分に防止される。

次に、本発明に係る電子装置の第２実施形態について説明する。

図６は、本発明の電子装置の第２実施形態を示す斜視図であり、ハードディスク装置から電気二重層キャパシタ１００を取り外した状態が示されている。

図６に示すように、本実施形態のハードディスク装置４００は、まず、収容部としての嵌込部４０３が、本体部４０１の表面のうち磁気ディスク３０６と対向する表面４０１ａ側に形成されている点でハードディスク装置３００と相違する。また、嵌込部４０３は、電気二重層キャパシタ１００が嵌め込まれる形状とされ、嵌込部４０３の底部４０３ａに、電気二重層キャパシタ１００の露出された第１リード端子部２ｂ及び第２リード端子部４ｂと接触される接続端子４０４，４０５が設けられる点でもハードディスク装置３００と相違する。

このハードディスク装置４００によれば、ハードディスク装置３００と同様に、電気二重層キャパシタ１００を取り外す場合でも、読出し部３１４への悪影響を十分に防止でき、ハードディスク装置４００の損傷が十分に防止される。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、電気化学素子として、電気二重層キャパシタ１００，２００が用いられているが、電気二重層キャパシタ１００，２００に代えて、１次電池やリチウムイオン電池等の２次電池が用いられても構わない。この場合、被挟持部は、蓄電部６ではなく、発電機能を有する発電部となる。但し、電気化学素子が電気二重層キャパシタである場合には、電気化学素子として電気二重層キャパシタ以外のものを用いる場合と比較して、瞬時に充放電が可能で、かつ、高エネルギーが得られるという利点がある。

また、上記実施形態では、電子装置として、ハードディスク装置が用いられているが、本発明の電子装置は、ハードディスク装置に限られるものでなく、ＰＣカード、ＩＣカード等であってもよい。ここで、ＰＣカード、ＩＣカード等における薄膜積層部は、ＭＯＳにおける絶縁膜やＦＥＴゲート絶縁膜等で構成される集積回路である。この場合でも、電気化学素子を取り外す場合に、薄膜積層部への悪影響を十分に防止でき、電子装置の機能が損なわれることを十分に防止することができる。

更に、本発明の電気化学素子に係る実施形態では、最外層１８が、塗料に浸漬して乾燥するか、シート状とし接着剤層を介して貼り付けることによって形成されているが、最外層１８がアルミナ又はジルコニアを含む薄膜である場合には、最外層１８は、気相合成によって製造することができる。この場合でも、塗料中に電気化学素体を浸漬塗布する場合と同様に、第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４の露出を十分に防止することができ、静電気を帯びた作業者から、第１の導電性外装体２及び第２の導電性外装体４を経て、磁気ヘッドの読出し部等へ急激に電流が流れることを十分に防止することができる。

ここで、気相合成は、容器内に、支持体と、アルミニウム又はジルコニウムのターゲットを配置し、容器内の真空度を例えば１０〜２０Ｐａとし、アルゴンガスと酸素ガスをそれぞれ２０ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃずつ真空容器内に導入しながら、支持体とターゲットとの間に、１３．５６ＨｚのＲＦ周波数の電界を印加することにより行えばよい。

なお、上記薄膜には、アルミナ又はジルコニアに代えて、マグネシア、シリカ、チタニア、炭化ケイ素、炭化チタン、窒化タンタル、窒化ニオブ、窒化バナジウムが含まれていてもよく、この場合でも、アルミナ又はジルコニアが含まれる場合と同様の効果が得られる。

更に、上記実施形態の電気二重層キャパシタ１００，２００では、第１リード端子部２ｂ及び第２リード端子部４ｂがそれぞれ本体部２ａ，４ａの外側に設けられているが、図７に示す電気二重層キャパシタ１５０のように、第１リード端子部２ｂ及び第２リード端子部４ｂがそれぞれ本体部２ａ，４ａの内側に設けられてもよい。この場合、電気二重層キャパシタ１５０の小型化を図ることができる。なお、図７において、露出している部分が第１リード端子部２ｂ及び第２リード端子部４ｂであり、この形態では、連結部２ｃ、４ｃは不要である。

以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
以下の手順により、図２に示した電気二重層キャパシタ１００と同様の構成を有する実施例１の電気二重層キャパシタを作製した。

（電気二重層キャパシタ素体の作製）
まず、電極を有する集電体を以下のようにして作製した。即ち、集電体には、アルミニウム箔（厚さ５０μｍ）を矩形状に切断したもの（１０×１０ｍｍ）を採用し、これら集電体上に電極を形成した。具体的には、賦活処理した活性炭（比表面積２０００ｍ^２／ｇ、クラレケミカル製ＢＰ−２０）と、バインダーとしてのフッ素ゴム（デュポン社製、Ｖｉｔｏｎ−ＧＦ）と、導電助剤としてのアセチレンブラック（電気化学工業製、ＤＥＮＫＡＢＬＡＣＫ）とを、所定量のメチルイソブチルケトンにそれぞれ８０重量％、１０重量％、１０重量％となるように混合・混練した後にペースト化し、メタルマスク法で集電体の主面（両面）の中央部（８×８ｍｍ）に塗布し、乾燥して電極とした。電極の乾燥後の厚さは５０μｍであった。

次に、導電性外装体を２枚作成した。２枚の導電性外装体は上記の集電体の中心軸に対し、図２のリード端子部（２ｂ、４ｂ）と、連結部（２ｃ、４ｃ）とを、中心軸から片方の側にずらした形状とした。このとき、リード端子部と連結部を除いた部分の形状は上記集電体と同一とした。

次に、上記２枚の導電性外装体に対し、上記集電体における電極の作製に用いたペーストと同じペーストを、上記導電性外装体における集電体と対応する部分（８×８ｍｍ）に塗布し、乾燥して電極を形成した。電極の乾燥後の厚さは５０μｍであった。電極形成面の位置は、２枚の導電性外装体を電極形成面同士が対向するように重ねたときに、一方の導電性外装体のリード端子部と連結部（例えば、２ｂと２ｃ）が、他方のリード端子部と連結部（例えば、４ｂと４ｃ）に重ならない位置を選択した。具体的には図１に示す構成となる。

次に、セパレータを用意した。セパレータは、厚さ５０μｍの紙（ニッポン高度紙工業製、ＴＦ４０５０）を、電極の面に対応する大きさ（８×８ｍｍ）に切り出して形成した。

続いて、単層の酸変性ポリエチレンシート（厚さ１５０μｍ）からなる封口材を２枚用意した。封口材は、酸変性ポリエチレンシートに対して中央部を打ち抜き、外形寸法が１０×１０ｍｍ、内形寸法が８．１×８．１ｍｍの枠状になるように作成した。

次に、一方の導電性外装体における電極が形成された面の周縁部上に、電極を取り囲むように枠状の封口材を載置した後、導電性外装体側から封口材を加熱して溶融し封口材と一方の集電体とを１７０℃で熱融着した。続いて、電極に適当量の電解質溶液を滴下し、この電極の上にセパレータを積層し、さらに、セパレータ上に適当量の電解質溶液を滴下した。電解質溶液としては、４フッ化トリエチルメチルアンモニウム塩をプロピレンカーボネート溶液に１．８ｍｏｌ／Ｌの濃度に溶解させたものを用いた。他方の導電性外装体にも同様の処理を行った。

続いて、集電体の電極上にも適当量の電解質溶液を滴下した。そして、集電体を挟み込むように、２枚の導電最外装体を重ね合わせた。このとき、集電体の電極が導電性外装体上のセパレータと接触し、また、全ての電極の周縁部が枠状の封口材で囲まれるようにした。これに１７０℃の加熱プレスをおこなって封口材を溶融させた。以上の手順で、電気二重層キャパシタ素体を得た。

（高抵抗外装体による被覆）
以上の手順で作製した電気二重層キャパシタ素体のリード端子部に、レジストによって約Φ２ｍｍの被覆を施した。

次に、ジルコニア−アルミナ粉体が混入されたセラミックコーティング材（東亜合成株式会社製、商品名：アラルダイトＥ）に電気二重層キャパシタ素体を浸漬した。浸漬処理の際は、リード端子部のレジスト塗布部分によって電気二重層キャパシタ素体を保持した。セラミックコーティング材への浸漬が完了した電気二重層キャパシタ素体をオーブン中で１５５℃に加熱して規定時間の効果処理を行い、膜厚２０μｍの最外層を形成した。以上の工程により、実施例１の電気二重層キャパシタを得た。

別途、溶融石英基板上に同様の手法でダミーの最外層を形成し、２端子プローブによって導電性外装体の影響を除去した最外層の比抵抗を測定した。５０点測定の結果、比抵抗は２．６〜７．２×１０^５Ωｃｍであった。

（実施例２）
実施例２では、市販の帯電防止ポリイミドテープ（住友スリーエム製、商品名：ポリイミドテープＮｏ．５４１９）を電気二重層キャパシタ素体の全面に貼付け、リード端子部を切り抜きによって露出させた以外は実施例１と同様にして電気二重層キャパシタを作製した。溶融石英基板上に貼付けた帯電防止ポリイミドテープの比抵抗を実施例１と同様に測定したところ、比抵抗は６．３〜７．７×１０^１０Ωｃｍであった。

（実施例３）
実施例３では、プロピレンモノマー分散溶液中に市販のアセチレンブラック（電気化学工業製、商品名：デンカブラック）を２０重量部加えて混練したモノマー溶液に電気二重層キャパシタ素体を浸漬し、引き上げ後に重合反応させ、膜厚２０μｍの高分子膜を最外層として形成させた以外は実施例１と同様にして、実施例２の電気二重層キャパシタを作製した。溶融石英基板上に重合させた膜の比抵抗を実施例１と同様に測定したところ、比抵抗は４．３〜８．０×１０^７Ωｃｍであった。

（比較例１）
比較例１では、帯電防止処理をされていない市販のポリイミドテープ（住友スリーエム製、商品名：ポリイミドテープＮｏ．５４１３）を電気二重層キャパシタ素体の全面に貼付け、リード端子部を切り抜きによって露出させた以外は実施例１と同様にして、比較例１の電気二重層キャパシタを作製した。溶融石英基板上に貼付けたポリイミドテープの比抵抗を実施例１と同様に測定したところ、比抵抗は１．７〜９．１×１０^１３Ωｃｍであった。

（比較例２）
比較例２では、スパッタリング装置を用い、リード端子部以外の電気二重層キャパシタ素体表面に膜厚１０μｍのタングステン薄膜を形成した以外は実施例１と同様にして、比較例２の電気二重層キャパシタを作製した。溶融石英基板上に成膜したタングステン薄膜の比抵抗を実施例１と同様に測定したところ、比抵抗は１．７〜９．１×１０^２Ωｃｍであった。

（静電気破壊発生率の評価）
読み取り部分のみを形成した評価用ダミー薄膜磁気ヘッドを１００ピース作成した。これらダミー薄膜磁気ヘッドは全てサスペンション上に載置し、読み取り部分のみ外部に電気的に接続した。実施例１〜３、比較例１および２の電気二重層キャパシタを各々１０ピースのサスペンション部分に接触させた。作業時の室温は２４℃、湿度は３８％とした。また、作業時には、サスペンション付の磁気ヘッドを除電マット上に置き、除電シャワーを当て、作業者はリストバンド等の除電気具を装着した状態でおこなった。なお、電気二重層キャパシタには充電は行わなかった。

記録済みハードディスク用メディアを用意し、電気二重層キャパシタとの接触前後における磁気ヘッド読み取り特性変化を評価した。測定には、ハードディスク用ダイナミックテスター（ＧＵＺＩＫ社製、製品名： S1701A（スピンスタンド）、RWA2585（リードライトアナライザ））を中心とする評価装置を用いた。接触後に読み取り可能であったダミー薄膜磁気ヘッドの個数（正常個数）を表１に示す。

以上の結果から、本発明の実施によって電子部品への静電気による悪影響を防止することが可能であることを確認できた。

以上、実施例と比較例によって本発明を詳細に説明したが、本発明の実施の形態はこれに限定されるものではなく、多くの応用が可能である。

例えば、上記比較例では帯電防止処理のないポリイミドを外装体として用いた場合には電子部品への悪影響が生じることが証明されたが、同じく帯電防止処理のない高分子材料であっても、下地接着層を導電性の材料とすることで本発明と同じ効果を得ることができる。こうした接着層としては、金属やカーボンブラックなどのフィラーを混合したものを用いることができる。

あるいは、スパッタリングなどの真空製膜法や、めっき法等によって形成された金属薄膜を、酸化処理することによって抵抗値を調整し、用いることができる。酸化の方法は、熱酸化、プラズマやイオンによる酸化、オゾンによる酸化、紫外線などの光による酸化、電子線による酸化など、適宜選択して行なうことができる。

本発明の電気化学素子の一実施形態を示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。 本発明の電気化学素子の他の実施形態を示す断面図である。 本発明の電子装置の一実施形態を示す斜視図である。 図５の薄膜積層部を拡大して示す平面図である。 本発明の電子装置の他の実施形態を示す斜視図である。 本発明の電気化学素子のさらに他の実施形態を示す断面図である。

符号の説明

２ｂ…第１リード端子部、２…第１の導電性外装体、４ｂ…第２リード端子部、４…第２の導電性外装体、６…蓄電部（被挟持部）、１８，１８ａ，１８ｂ…最外層、２０，２２…電極、２４…セパレータ、２０１…接着剤層、３００，４００…ハードディスク装置（電子装置）、３０１…本体部（電子装置本体部）、３０３…収容部、３０４，３０５…接続端子、３０６…磁気ディスク、３１２…磁気ヘッド、３１４…読出し部（薄膜積層部）。

Claims (11)

1. 第１リード端子部を有する第１の導電性外装体と、
   前記第１の導電性外装体に対向して配置され、第２リード端子部を有する第２の導電性外装体と、
   前記第１の導電性外装体と前記第２の導電性外装体とによって挟まれる被挟持部と、
   前記第１の導電性外装体及び前記第２の導電性外装体を被覆する最外層とを備えており、
   前記被挟持部が、一対の電極と、前記一対の電極の間に設けられる電解質とを備えており、
   前記第１リード端子部の少なくとも一部、及び前記第２リード端子部の少なくとも一部が露出しており、
   前記最外層が、１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^１２Ωｃｍ以下の比抵抗を有する高抵抗材料を含んで構成されている、
   ことを特徴とする電気化学素子。
2. 前記被挟持部が、前記一対の電極間にセパレータを更に備えることを特徴とする請求項１に記載の電気化学素子。
3. 前記最外層が、
   前記第１の導電性外装体と、前記第２の導電性外装体と、前記被挟持部とを備える電気化学素体を、前記第１リード端子部の少なくとも一部及び前記第２リード端子部の少なくとも一部が露出されるように、１．０×１０^４Ωｃｍ以上１．０×１０^１２Ωｃｍ以下の比抵抗を有する高抵抗材料を含む塗料中に浸漬して乾燥することにより得られるものである、
   ことを特徴とする１又は２に記載の電気化学素子。
4. 前記最外層がシート状となっており、接着剤層を介して前記第１の導電性外装体及び前記第２の導電性外装体のそれぞれを被覆していることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気化学素子。
5. 前記高抵抗材料が、アルミナ、マグネシア、シリカ、チタニア、炭化ケイ素、炭化チタン、窒化タンタル、窒化ニオブ、窒化バナジウム及びジルコニアからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気化学素子。
6. 前記高抵抗材料が、アルミナ、マグネシア、シリカ、チタニア、炭化ケイ素、炭化チタン、窒化タンタル、窒化ニオブ、窒化バナジウム及びジルコニアからなる群より選ばれる少なくとも１種を含み、前記最外層が薄膜であることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気化学素子。
7. 前記高抵抗材料が、ポリイミド及びポリアミドからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気化学素子。
8. 前記ポリイミド及び前記ポリアミドが、帯電防止構造を有することを特徴とする請求項７に記載の電気化学素子。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の電気化学素子と、
   前記電気化学素子を収容する収容部及び薄膜積層部を有する電子装置本体部とを備えており、
   前記収容部には、前記電気化学素子を構成する前記第１リード端子部及び前記第２リード端子部と接触される接続端子が設けられており、
   前記収容部が、前記電子装置本体部の表面側に設けられており、
   前記電気化学素子が前記収容部に対して着脱可能に収容されている、
   ことを特徴とする電子装置。
10. 前記電気化学素子が、電気二重層キャパシタであることを特徴とする請求項９に記載の電子装置。
11. 前記電子装置本体部が、
    少なくとも１枚の磁気ディスクと、
    前記磁気ディスクに記録された磁気情報を読み出す読出し部を有する磁気ヘッドと、
    を備えており、
    前記読出し部が、前記薄膜積層部を有する、
    ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の電子装置。

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