JP7593371B2 - Electrolytic capacitor and method for manufacturing the same - Google Patents
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Description
本発明は、電解コンデンサ及び電解コンデンサの製造方法に関する。 The present invention relates to an electrolytic capacitor and a method for manufacturing an electrolytic capacitor.
特許文献1には、素子を被覆する外装体が無機フィラーを含んでいる固体電解コンデンサが開示されている。 Patent document 1 discloses a solid electrolytic capacitor in which the exterior body that covers the element contains an inorganic filler.
また、特許文献2には、チップ型固体電解コンデンサのモールド外装樹脂に球状フィラー及び破砕フィラーが含まれることが開示されている。 Patent Document 2 also discloses that the molded exterior resin of a chip-type solid electrolytic capacitor contains spherical fillers and crushed fillers.
外装体はリフロー時の熱負荷や酸化からコンデンサ素子を保護し、汚れや結露からコンデンサ素子を保護する。
また、外装体は、実装後の実使用においても大気中の酸素や水蒸気を遮蔽する役割を持ち、電解コンデンサの信頼性の向上に寄与している。
The exterior body protects the capacitor element from thermal load and oxidation during reflow, and also protects the capacitor element from dirt and condensation.
In addition, the exterior body also serves to block oxygen and water vapor in the atmosphere during actual use after mounting, thereby contributing to improving the reliability of the electrolytic capacitor.
ここで、電解コンデンサの容量を増大させるには外装体が占める体積を小さくし、コンデンサ素子が占める体積を大きくすることが好ましい。
しかしながら、外装体を小さくすると外装体の厚さが小さくなるため外装体の強度が低下する。外装体の強度が不足すると、リフロー時に電解コンデンサが高温環境下に曝された際に、気化した水分による内圧上昇に耐えきれずに外装体にクラックが発生する。
Here, in order to increase the capacitance of the electrolytic capacitor, it is preferable to reduce the volume occupied by the exterior body and increase the volume occupied by the capacitor element.
However, making the exterior body smaller reduces the thickness of the exterior body, which reduces its strength. If the exterior body is not strong enough, when the electrolytic capacitor is exposed to a high-temperature environment during reflow, the exterior body cannot withstand the increase in internal pressure caused by vaporized moisture, and cracks occur in the exterior body.
外装体に発生したクラックは外装体を伝播し、外装体の外表面まで貫通して露出する。外装体にクラックが存在すると、リフロー後の電解コンデンサの使用時において、水分や酸素がクラックから外装体の内部に侵入するため内部のコンデンサ素子の劣化が加速され、電解コンデンサの電気特性の劣化が引き起こされる。従って、クラックが外装体の外表面に露出しないようにすることが電解コンデンサの信頼性の向上につながる。 Cracks that occur in the exterior body propagate through the exterior body, penetrating and exposing the exterior body's outer surface. If cracks are present in the exterior body, moisture and oxygen will penetrate into the interior of the exterior body through the cracks when the electrolytic capacitor is used after reflow, accelerating the deterioration of the internal capacitor elements and causing deterioration of the electrical characteristics of the electrolytic capacitor. Therefore, preventing cracks from being exposed on the exterior body's outer surface will improve the reliability of the electrolytic capacitor.
そこで、特許文献1及び2に示されるように、コンデンサ素子の外装体として樹脂にフィラーを含有させた材料が適用され、樹脂にフィラーを含有させることで外装体の強度を高めることが試みられている。
しかしながら、特許文献1及び2に記載される手法では、外装体の強度の向上は充分ではない。また、製造コストの増加を抑制する観点からは、フィラーを含有させる量を増やせばいいというものではない。
そこで、特許文献1及び2に記載される手法とは異なる方法により、外装体の強度の向上を図ることが求められていた。
Therefore, as shown in Patent Documents 1 and 2, a material in which a resin contains a filler is used as the exterior body of a capacitor element, and attempts have been made to increase the strength of the exterior body by including a filler in the resin.
However, the methods described in Patent Documents 1 and 2 do not sufficiently improve the strength of the exterior body. Moreover, from the viewpoint of suppressing an increase in manufacturing costs, it is not enough to simply increase the amount of filler contained.
Therefore, there has been a demand for improving the strength of the exterior body by a method different from the methods described in Patent Documents 1 and 2.
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、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。さらに、本発明は、信頼性に優れた電解コンデンサを実現可能な電解コンデンサの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide an electrolytic capacitor with excellent reliability. Furthermore, the present invention aims to provide a manufacturing method for an electrolytic capacitor that can realize an electrolytic capacitor with excellent reliability.
本発明の電解コンデンサは、それぞれ表面に誘電体層を有する陽極及び前記陽極と対向する陰極を含む複数のコンデンサ素子が第1方向に沿って配置された重畳体と、前記重畳体の周囲を封止する外装体とを備える直方体状の樹脂成形体を有し、前記樹脂成形体は、前記第1方向において対向する第1主面及び第2主面、前記第1方向と直交する第2方向において対向し前記陰極が露出する第1端面及び前記陽極が露出する第2端面、並びに、前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向において対向する第1側面及び第2側面を有し、前記外装体は絶縁体繊維を含み、前記絶縁体繊維が、前記第3方向及び/又は前記第1方向に配向している。 The electrolytic capacitor of the present invention has a rectangular resin molded body including a stack in which a plurality of capacitor elements, each of which includes an anode having a dielectric layer on its surface and a cathode facing the anode, are arranged along a first direction, and an exterior body that seals the periphery of the stack, and the resin molded body has a first main surface and a second main surface that face each other in the first direction, a first end surface and a second end surface that face each other in a second direction perpendicular to the first direction and expose the cathode and the anode, and a first side surface and a second side surface that face each other in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction, and the exterior body contains insulating fibers, and the insulating fibers are oriented in the third direction and/or the first direction.
本発明の電解コンデンサの製造方法は、それぞれ表面に誘電体層を有する陽極及び前記陽極と対向する陰極を含む複数のコンデンサ素子が第1方向に沿って配置された重畳体を準備する工程と、外装体により前記重畳体を封止する封止工程とを備え、製造される電解コンデンサにおいて、前記第1方向と直交し、前記陽極及び前記陰極が対向する方向を第2方向、前記第1方向及び前記第2方向に直交する方向を第3方向とした際に、前記封止工程では、樹脂と絶縁体繊維を含む樹脂組成物を、製造する電解コンデンサの第3方向又は第1方向となる方向に沿って流動させる。 The method for manufacturing an electrolytic capacitor of the present invention includes a step of preparing a stack in which a plurality of capacitor elements, each of which includes an anode having a dielectric layer on its surface and a cathode facing the anode, are arranged along a first direction, and a sealing step of sealing the stack with an exterior body. In the electrolytic capacitor to be manufactured, when the direction perpendicular to the first direction and in which the anode and the cathode face each other is defined as a second direction, and the direction perpendicular to the first direction and the second direction is defined as a third direction, in the sealing step, a resin composition containing a resin and insulating fibers is caused to flow along a direction that is the third direction or the first direction of the electrolytic capacitor to be manufactured.
本発明によれば、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。さらに、本発明によれば、信頼性に優れた電解コンデンサを実現可能な電解コンデンサの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electrolytic capacitor with excellent reliability. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a manufacturing method for an electrolytic capacitor that can realize an electrolytic capacitor with excellent reliability.
以下、本発明の電解コンデンサ及び電解コンデンサの製造方法について説明する。
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。
The electrolytic capacitor and the method for producing the electrolytic capacitor of the present invention will be described below.
However, the present invention is not limited to the following configurations, and can be modified and applied as appropriate within the scope of the present invention. Note that the present invention also includes a combination of two or more of the individual desirable configurations described below.
[電解コンデンサ]
図1は、本発明の実施形態に係る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に示す電解コンデンサのX-X線に沿った断面図である。図3は、図1に示す電解コンデンサが備えるコンデンサ素子の一例を模式的に示す断面図である。
[Electrolytic capacitor]
Fig. 1 is a perspective view showing an example of an electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line XX of the electrolytic capacitor shown in Fig. 1. Fig. 3 is a cross-sectional view showing an example of a capacitor element included in the electrolytic capacitor shown in Fig. 1.
電解コンデンサ100は、図1に示すように、略直方体状の外形を有している。電解コンデンサ100は、直方体状の樹脂成形体110と、第1外部電極120と、第2外部電極130と、を備える。
As shown in FIG. 1, the
また、図1及び図2においては、電解コンデンサ100及び樹脂成形体110の第2方向をL、第3方向をW、第1方向をTで示している。ここで、第2方向Lと第3方向Wと第1方向Tとは互いに直交している。電解コンデンサ100に含まれる複数のコンデンサ素子が重ねて配置される方向を第1方向とする。複数のコンデンサ素子が積層された場合、第1の方向を積層方向ともいう。第1方向と直交し、電解コンデンサの陽極及び陰極が対向する方向を第2方向とする。第2方向は長さ方向ともいう。第1方向及び第2方向に直交する方向を第3方向とする。第3方向は幅方向ともいう。
1 and 2, the second direction of the
樹脂成形体110は、直方体状の外形を有している。樹脂成形体110は、第1方向Tにおいて対向する第1主面110a及び第2主面110b、第3方向Wにおいて対向する第1側面110c及び第2側面110d、並びに、第2方向Lにおいて対向する第1端面110e及び第2端面110fを有している。
The resin molded
上記のように樹脂成形体110は、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付けられていてもよい。角部は、樹脂成形体110の3面が交わる部分であり、稜線部は、樹脂成形体110の2面が交わる部分である。
As described above, the resin molded
樹脂成形体110は、コンデンサ素子10を備え、複数のコンデンサ素子10が第1方向に沿って配置された重畳体11を備える。さらに、樹脂成形体110は、重畳体11の周囲を封止する外装体20と、集電電極30と、を備える。
なお、重畳体11に含まれるコンデンサ素子10の数は、2以上であれば特に限定されず、適宜設定可能である。
また、本明細書における重畳体は、後述する製造工程においてコンデンサ素子が「積層される工程」を経て得られたものであってもよく、「積層される工程」を経ずに得られたものであってもよい。電解コンデンサの構成要素としてコンデンサ素子が一定の方向(その方向を第1方向とする)に沿って配置された形態のものであれば「重畳体」とする。
樹脂成形体の110の第1端面110eにはコンデンサ素子10の陰極43が露出し、第2端面110fにはコンデンサ素子10の陽極40が露出する。
The resin molded
The number of
In addition, the term "superimposed body" in this specification may be obtained by subjecting capacitor elements to a "stacking step" in the manufacturing process described below, or may be obtained without subjecting the capacitor elements to a "stacking step." A "superimposed body" is defined as a body in which capacitor elements are arranged in a certain direction (this direction is referred to as a first direction) as components of an electrolytic capacitor.
The
外装体20は、複数のコンデンサ素子10を封止している。すなわち、外装体20には、複数のコンデンサ素子10の重畳体11が埋設されている。また、外装体20は、集電電極30を封止している。
図2に示す外装体20は、第1樹脂材料を含む第1部分21と、第2樹脂材料を含む第2部分22と、を有している。
The
The
第1部分21は、貫通孔23を有する管構造であり、貫通孔23内に複数のコンデンサ素子10(重畳体11)を収納している。第2部分22は、複数のコンデンサ素子10(重畳体11)の収納された貫通孔23内に存在している。
The
図2及び図3を参照して、コンデンサ素子の構成及び重畳体の構成について説明する。
各コンデンサ素子10は、略平板状であり、表面が多孔質状の弁作用金属基体から構成された平面視長方形状の薄膜(箔)である陽極40と、陽極40の基端面40bを除いて陽極40の表面上に設けられた誘電体層41(図3参照、図2では図示せず)と、陽極40の基端面40bに沿って誘電体層41上に設けられた直線状の(帯状に延在する)絶縁部材であるマスク層42と、マスク層42よりも陽極40の先端面40a側において誘電体層41上に設けられた陰極43と、を備える。各コンデンサ素子10において、陰極43は、誘電体層41を介して陽極40と対向している。
The configuration of the capacitor element and the configuration of the laminate will be described with reference to FIG. 2 and FIG.
Each
ここで、各陰極43は、電解コンデンサ100の陰極の一部であり、各陽極40は、電解コンデンサ100の陽極の一部である。すなわち、複数のコンデンサ素子10の重畳体11は、複数の第1内部電極としての複数の陰極43と、複数の第2内部電極としての複数の陽極40と、を含んでいる。
Here, each
陽極40は、樹脂成形体110の第1端面110e及び第2端面110fの間に延設されており、第1端面110e側の第1部分40c及び第2端面110f側の第2部分40dを有している。
The
陰極43は、樹脂成形体110の第1端面110e及び第2端面110fの間に延設されており、第1端面110e側の第1部分43a及び第2端面110f側の第2部分43bを有している。また、陰極43は、誘電体層41上に設けられた固体電解質層44と、固体電解質層44上に設けられたカーボン層45と、カーボン層45上に設けられた陰極導体層46と、を有している。
The
図2に示したように、集電電極30は、複数のコンデンサ素子10の複数の陰極43と電気的に接続されている。集電電極30は、樹脂成形体110の第1端面110eに露出しており、少なくとも樹脂成形体110の第1端面110e側の部分に設けられている。また、集電電極30は、第1端面110e(第1部分21の端面21c)から奥まった位置に厚さを持った形状で形成されている。
As shown in FIG. 2, the collecting
そして、図2に示したように、各陰極43の少なくとも第1部分43aが集電電極30内に埋め込まれており、これにより、各陰極43と集電電極30との間の電気的接続が確保されている。
As shown in FIG. 2, at least the
集電電極30は、導電成分(導電材料)及び樹脂成分(樹脂材料)の複合材料であることが好ましい。導電成分は、銀、銅、ニッケル、錫等の金属単体、又は、これらの金属の少なくとも1種を含有する合金等を主成分として含むことが好ましい。樹脂成分は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を主成分として含むことが好ましい。集電電極30は、例えば、銀ペースト等の導電性ペーストを用いて形成可能である。
The collecting
図2に示したように、第1外部電極120は、樹脂成形体110の第1端面110eに設けられている。図1では、第1外部電極120は、樹脂成形体110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120は、第1端面110eにおいて樹脂成形体110から露出した集電電極30と電気的に接続されている。すなわち、第1外部電極120は、集電電極30を介して各陰極43と電気的に接続されている。
As shown in FIG. 2, the first
また、集電電極30は、複数のコンデンサ素子10(重畳体11)の収納された貫通孔23内に存在しており、集電電極30及び外装体20の第1部分21が樹脂成形体110の第1端面110eを形成しているため、第1外部電極120は、この第1端面110e上に形成することができる。したがって、第1外部電極120と集電電極30との電気的接続が容易であり、かつ、第1外部電極120を薄い厚さで形成することが可能となる。
In addition, the collecting
具体的には、第1外部電極120は、スパッタ法により形成される、いわゆるスパッタ膜を有していてもよい。スパッタ膜の材質としては、例えば、Ni、Sn、Ag、Cu、Au等が挙げられる。
Specifically, the first
また、第1外部電極120は、蒸着法により形成される、いわゆる蒸着膜を有していてもよい。蒸着膜の材質としては、例えば、Ni、Sn、Ag、Cu等が挙げられる。
The first
このように、第1外部電極120は、スパッタ膜及び/又は蒸着膜から形成可能であることから、第1外部電極120の膜厚は、第2外部電極130の膜厚に比べて薄くてもよい。具体的には、第1外部電極120の膜厚は、1μm以上、100μm以下であることが好ましく、5μm以上、50μm以下であることがより好ましく、10μm以上、30μm以下であることがさらに好ましい。
In this way, since the first
図2に示したように、第2外部電極130は、樹脂成形体110の第2端面110fに設けられている。図1では、第2外部電極130は、樹脂成形体110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130は、第2端面110fにおいて樹脂成形体110から露出するコンデンサ素子10の陽極40(弁作用金属基体)の第2部分40dと電気的に接続されている。第2外部電極130は、樹脂成形体110の第2端面110fにおいて陽極40と直接的に接続されてもよく、間接的に接続されてもよい。
As shown in FIG. 2, the second
第1外部電極120及び第2外部電極130の少なくとも一方は、導電成分と樹脂成分とを含む樹脂電極層を有していてもよい。導電成分は、銀、銅、ニッケル、錫等の金属単体、又は、これらの金属の少なくとも1種を含有する合金等を主成分として含むことが好ましい。樹脂成分は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等を主成分として含むことが好ましい。樹脂電極層は、例えば、銀ペースト等の導電性ペーストを用いて形成可能である。
At least one of the first
第1外部電極120及び第2外部電極130の少なくとも一方は、めっき法により形成される、いわゆるめっき層を有していてもよい。めっき層としては、例えば、亜鉛・銀・ニッケル層、銀・ニッケル層、ニッケル層、亜鉛・ニッケル・金層、ニッケル・金層、亜鉛・ニッケル・銅層、ニッケル・銅層等が挙げられる。これらのめっき層上には、例えば、銅めっき層と、ニッケルめっき層と、錫めっき層とが順に(あるいは、一部のめっき層を除いて)設けられることが好ましい。
At least one of the first
第1外部電極120及び第2外部電極130の少なくとも一方は、樹脂電極層及びめっき層をともに有していてもよい。例えば、第1外部電極120は、集電電極30に接続された樹脂電極層と、樹脂電極層の表面上に設けられた外層めっき層と、を有していてもよい。また、第1外部電極120は、集電電極30に接続された内層めっき層と、内層めっき層を覆うように設けられた樹脂電極層と、樹脂電極層の表面上に設けられた外層めっき層と、を有していてもよい。また、第2外部電極130は、陽極40(弁作用金属基体)に接続された樹脂電極層と、樹脂電極層の表面上に設けられた外層めっき層と、を有していてもよい。また、第2外部電極130は、陽極40(弁作用金属基体)に接続された内層めっき層と、内層めっき層を覆うように設けられた樹脂電極層と、樹脂電極層の表面上に設けられた外層めっき層と、を有していてもよい。
At least one of the first
本発明の電解コンデンサは、外装体にクラックが発生することを抑制するものであるが、ここで外装体に発生するクラックについて図面を参照して説明する。
図4及び図5は、外装体に発生するクラックの例を模式的に示す斜視図である。
図4には、樹脂成形体110の第1主面110aを構成する外装体に発生したクラック50aを示しており、図5には、樹脂成形体110の第1側面110cを構成する外装体に発生したクラック50cを模式的に示している。
図4に示すクラック50aは第2方向Lに沿って発生している。また、図5に示すクラック50cも第2方向Lに沿って発生している。
The electrolytic capacitor of the present invention is designed to prevent cracks from occurring in the exterior body. Here, cracks that occur in the exterior body will be described with reference to the drawings.
4 and 5 are perspective views each showing a schematic example of a crack occurring in an exterior body.
Figure 4 shows a
4 is generated along the second direction L. The
電解コンデンサが、コンデンサ素子を含む重畳体と重畳体の周囲を封止する外装体とを備える場合、クラックが発生する方向は、第2方向Lに沿った方向となることが多い。
樹脂成形体の主面(第1主面又は第2主面)においては、外装体を第3方向に引き裂く力(図4に両矢印Fwで示す方向の力)が加わることによって、第2方向Lに沿ってクラックが生じやすい。また、樹脂成形体の側面(第1側面又は第2側面)においては、外装体を第1方向に引き裂く力(図5に両矢印Ftで示す方向の力)が加わることによって、第2方向Lに沿ってクラックが生じやすい。
また、樹脂成形体の主面、又は樹脂成形体の側面にクラックが発生することが多く、樹脂成形体の端面にクラックが発生することは少ない。
これは、コンデンサ素子の主面が第2方向Lに沿っているために、リフロー時のガス発生の方向が第2方向Lに沿った方向になりやすいためであると推測される。
そのため、樹脂成形体の主面又は側面に対して、第2方向にクラックが発生することを抑制することが必要となる。
本発明の電解コンデンサはこのようなモードのクラックの発生を抑制することができる。
When the electrolytic capacitor includes an assembly including a capacitor element and an exterior body that seals the periphery of the assembly, the direction in which cracks occur is often along the second direction L.
In the main surface (first main surface or second main surface) of the resin molded body, cracks are likely to occur along the second direction L when a force that tears the exterior body in the third direction (force in the direction indicated by the double arrow Fw in FIG. 4 ) is applied. In addition, in the side surface (first side surface or second side surface) of the resin molded body, cracks are likely to occur along the second direction L when a force that tears the exterior body in the first direction (force in the direction indicated by the double arrow Ft in FIG. 5 ) is applied.
Furthermore, cracks often occur on the main surface or side surface of the resin molding, but rarely occur on the end surface of the resin molding.
This is presumably because the main surface of the capacitor element is aligned along the second direction L, and therefore the direction of gas generation during reflow tends to be along the second direction L.
Therefore, it is necessary to suppress the occurrence of cracks in the second direction on the main surface or side surface of the resin molded body.
The electrolytic capacitor of the present invention can suppress the occurrence of cracks of this type.
本発明の電解コンデンサでは、外装体は絶縁体繊維を含み、絶縁体繊維が第3方向及び/又は第1方向に配向している。外装体が含む絶縁体繊維が第3方向及び/又は第1方向に配向していると、第2方向にクラックが発生することを抑制することができる。 In the electrolytic capacitor of the present invention, the outer casing contains insulator fibers, and the insulator fibers are oriented in the third direction and/or the first direction. When the insulator fibers contained in the outer casing are oriented in the third direction and/or the first direction, the occurrence of cracks in the second direction can be suppressed.
絶縁体繊維が第3方向に配向している場合について図6及び図7を参照して説明する。
図6は、樹脂成形体の主面を構成する外装体における絶縁体繊維の配向の一例を示す模式図である。図6には樹脂成形体110の第1主面110aを示しているので、図6は樹脂成形体(外装体)を第1方向から見た、樹脂成形体(外装体)の上面図である。
The case where the insulating fibers are oriented in the third direction will be described with reference to Figs.
Fig. 6 is a schematic diagram showing an example of the orientation of the insulator fibers in the exterior body constituting the main surface of the resin molded body. Fig. 6 shows a first
図7は、樹脂成形体(外装体)を第2方向から見た際の絶縁体繊維の配向の一例を示す模式図である。なお、本明細書において「樹脂成形体(外装体)を第2方向から見た際の図」は、図7に示すような断面図を意味する。また、図1に示す電解コンデンサをY-Y線に沿った位置で切断した断面図であると考えてもよい。
なお、図7と、後述する図9及び図10では、コンデンサ素子10の内部構造の図示は省略している。
Fig. 7 is a schematic diagram showing an example of the orientation of the insulator fibers when the resin molded body (exterior body) is viewed from a second direction. In this specification, "a view of the resin molded body (exterior body) viewed from a second direction" means a cross-sectional view as shown in Fig. 7. It may also be considered as a cross-sectional view of the electrolytic capacitor shown in Fig. 1 cut at a position along line Y-Y.
It should be noted that the internal structure of the
樹脂成形体110の第1主面110a及び第2主面110bを構成する外装体は、外装体の第1部分21である。外装体の第1部分21に含まれる絶縁体繊維60は、第3方向Wに配向している。
絶縁体繊維が第3方向Wに配向しているとは、外装体において絶縁体繊維の向きを観察した際に特定の方向(第3方向W)に向いている絶縁体繊維が多く観察されることを意味している。
The exterior body constituting the first
When the insulation fibers are oriented in the third direction W, it means that when the orientation of the insulation fibers in the outer casing is observed, many of the insulation fibers are observed to be oriented in a specific direction (the third direction W).
外装体を第1方向から見た際に、絶縁体繊維が第3方向に配向しており、絶縁体繊維の配向方向が第3方向となす角度のうち鋭角となる角度が、絶縁体繊維の少なくとも60%において40°以下であることが好ましい。
図6には、絶縁体繊維60と第3方向Wとがなす角度のうち、鋭角となる角度をθで示している。
外装体を第1方向から見た際に、図6にθで示す角度を、撮影した顕微鏡画像に映っている絶縁体繊維についてそれぞれ定める。
具体的には、測定対象とする外装体の表面をYVO4レーザーで30μm削り、露出させた第1主面側の第1部分において、1mm×1mmの領域を3箇所、同じく露出させた第2主面側の第1部分において、1mm×1mmの領域を3箇所、合計6箇所を観察し、第3方向と絶縁体繊維のなす角度を求める。
第3方向と絶縁体繊維のなす角度が、絶縁体繊維の少なくとも60%において40°以下であることが好ましい。「少なくとも60%」は顕微鏡画像の1mm×1mmの視野に映っている絶縁体繊維につき、第3方向と絶縁体繊維のなす角度の累積相対度数を計算して角度分布を得ることによって定める。
また、外装体を第1方向から見た際に、絶縁体繊維が第3方向に配向しており、絶縁体繊維の配向方向が第3方向となす角度のうち鋭角となる角度が、絶縁体繊維の少なくとも60%において20°以下であることが好ましい。
When the outer casing is viewed from a first direction, it is preferable that the insulator fibers are oriented in a third direction, and that the acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the third direction is 40° or less for at least 60% of the insulator fibers.
In FIG. 6, an acute angle among the angles formed by the insulating
When the exterior body is viewed from a first direction, the angle indicated by θ in FIG. 6 is determined for each of the insulation fibers shown in the photographed microscope image.
Specifically, the surface of the outer casing to be measured is removed by 30 μm using a YVO4 laser, and three areas of 1 mm x 1 mm are observed in the first portion of the exposed first main surface, and three areas of 1 mm x 1 mm are observed in the first portion of the exposed second main surface, for a total of six locations, to determine the angle between the third direction and the insulator fibers.
It is preferable that the angle between the third direction and the insulator fibers is 40° or less in at least 60% of the insulator fibers. "At least 60%" is determined by calculating the cumulative relative frequency of the angle between the third direction and the insulator fibers for the insulator fibers reflected in a 1 mm x 1 mm field of view of a microscope image to obtain an angle distribution.
In addition, when the outer casing is viewed from the first direction, it is preferable that the insulator fibers are oriented in a third direction, and that the acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the third direction is 20° or less for at least 60% of the insulator fibers.
外装体を第2方向から見た際に、絶縁体繊維が第3方向に配向しており、絶縁体繊維の配向方向が第3方向となす角度のうち鋭角となる角度が、絶縁体繊維の少なくとも60%において40°以下であることが好ましい。
この規定は、図7において、樹脂成形体110の主面(第1主面110a及び第2主面110b)を構成する部分(図7の上下の辺)の外装体(第1部分21)に含まれる絶縁体繊維60についての配向に関する。図7において、樹脂成形体110の側面(第1側面110c及び第2側面110d)を構成する部分(図7の左右の辺)の外装体(第1部分21)に含まれる絶縁体繊維60についての配向は考慮しない。
図7には、絶縁体繊維60と第3方向Wとがなす角度のうち、鋭角となる角度をθで示している。第1部分の厚みは、0.1mm(100μm)程度まで薄くする場合もある。絶縁体繊維の配向方向の測定については、測定対象とする外装体の表面をYVO4レーザーで30μm削り、露出させた第1端面側の第1部分において、0.1mm×1mmの領域を3箇所、同じく露出させた第2端面側の第1部分において、0.1mm×1mmの領域を3箇所、合計6箇所を観察し、第3方向と繊維のなす角度を求める。
角度の測定方法は図6を参照して説明した方法と同じである。
また、外装体を第2方向から見た際に、絶縁体繊維が第3方向に配向しており、絶縁体繊維の配向方向が第3方向となす角度のうち鋭角となる角度が、絶縁体繊維の少なくとも60%において20°以下であることが好ましい。
When the outer casing is viewed from the second direction, it is preferable that the insulator fibers are oriented in a third direction, and that the acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the third direction is 40° or less for at least 60% of the insulator fibers.
This regulation relates to the orientation of the
In Fig. 7, the acute angle between the
The method of measuring the angle is the same as that described with reference to FIG.
In addition, when the outer casing is viewed from the second direction, it is preferable that the insulator fibers are oriented in a third direction, and that the acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the third direction is 20° or less for at least 60% of the insulator fibers.
外装体に含まれる絶縁体繊維が第3方向に配向していると、樹脂成形体の主面(第1主面又は第2主面)を構成する外装体において第2方向Lに沿ってクラックが発生することを抑制することができる。すなわち、図4に示したようなクラックの発生モードが防止される。
樹脂成形体の主面において第2方向Lに沿ってクラックを生じさせる力は、外装体を第3方向に引き裂く力(図4に両矢印Fwで示す方向の力)となるが、絶縁体繊維が第3方向に配向していることにより外装体を構成する樹脂材料の第3方向における引張強度が強くなるため、樹脂成形体の主面において第2方向Lに沿ったクラックの発生が抑制される。
When the insulator fibers included in the exterior body are oriented in the third direction, it is possible to suppress the occurrence of cracks along the second direction L in the exterior body constituting the main surface (the first main surface or the second main surface) of the resin molded body. In other words, the crack occurrence mode as shown in FIG. 4 is prevented.
The force that causes cracks along the second direction L on the main surface of the resin molding is a force that tears the outer casing in a third direction (a force in the direction indicated by the double arrow Fw in Figure 4), but since the insulator fibers are oriented in the third direction, the tensile strength of the resin material that constitutes the outer casing in the third direction is increased, and the occurrence of cracks along the second direction L on the main surface of the resin molding is suppressed.
次に、絶縁体繊維が第1方向に配向している場合について図8及び図9を参照して説明する。
図8は、樹脂成形体の側面を構成する外装体における絶縁体繊維の配向の一例を示す模式図である。図8には樹脂成形体110の第1側面110cを示しているので、図8は樹脂成形体(外装体)を第3方向から見た、樹脂成形体(外装体)の側面図である。
Next, a case in which the insulating fibers are oriented in the first direction will be described with reference to FIGS.
Fig. 8 is a schematic diagram showing an example of the orientation of the insulating fibers in the exterior body constituting the side surface of the resin molded body. Fig. 8 shows the
図9は、樹脂成形体(外装体)を第2方向から見た際の絶縁体繊維の配向の一例を示す模式図である。図9と図7は同じ視点での断面図であるが、図9には図7に示す断面とは絶縁体繊維の配向が異なる形態の例を示している。 Figure 9 is a schematic diagram showing an example of the orientation of the insulator fibers when the resin molded body (outer body) is viewed from the second direction. Figures 9 and 7 are cross-sectional views taken from the same perspective, but Figure 9 shows an example in which the orientation of the insulator fibers is different from that of the cross-section shown in Figure 7.
樹脂成形体110の第1側面110c及び第2側面110dを構成する外装体は、外装体の第1部分21である。外装体の第1部分21に含まれる絶縁体繊維60は、第1方向Tに配向している。
絶縁体繊維が第1方向Tに配向しているとは、外装体において絶縁体繊維の向きを観察した際に特定の方向(第1方向T)に向いている絶縁体繊維が多く観察されることを意味している。
The exterior body constituting the
When the insulation fibers are oriented in the first direction T, it means that when the orientation of the insulation fibers in the outer casing is observed, many of the insulation fibers are observed to be oriented in a specific direction (the first direction T).
外装体を第3方向から見た際に、絶縁体繊維が第1方向に配向しており、絶縁体繊維の配向方向が第1方向となす角度のうち鋭角となる角度が、絶縁体繊維の少なくとも60%において40°以下であることが好ましい。
図8には、絶縁体繊維60と第1方向Tとがなす角度のうち、鋭角となる角度をφで示している。角度の測定方法は図6を参照して説明した方法と同じであり、第3方向と絶縁体繊維がなす角度に代えて第1方向と絶縁体繊維のなす角度を求める。
また、外装体を第3方向から見た際に、絶縁体繊維が第1方向に配向しており、絶縁体繊維の配向方向が第1方向となす角度のうち鋭角となる角度が、絶縁体繊維の少なくとも60%において20°以下であることが好ましい。
When the outer casing is viewed from a third direction, it is preferable that the insulator fibers are oriented in a first direction, and that the acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the first direction is 40° or less for at least 60% of the insulator fibers.
In Fig. 8, φ denotes an acute angle among the angles formed by the
In addition, when the outer casing is viewed from a third direction, it is preferable that the insulator fibers are oriented in the first direction, and that the acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the first direction is 20° or less for at least 60% of the insulator fibers.
外装体を第2方向から見た際に、絶縁体繊維が第1方向に配向しており、絶縁体繊維の配向方向が第1方向となす角度のうち鋭角となる角度が、絶縁体繊維の少なくとも60%において40°以下であることが好ましい。
この規定は、図9において、樹脂成形体110の側面(第1側面110c及び第2側面110d)を構成する部分(図9の左右の辺)の外装体(第1部分21)に含まれる絶縁体繊維60についての配向に関する。図9において、樹脂成形体110の主面(第1主面110a及び第2主面110b)を構成する部分(図9の上下の辺)の外装体(第1部分21)に含まれる絶縁体繊維60についての配向は考慮しない。
図9には、絶縁体繊維60と第1方向Tとがなす角度のうち、鋭角となる角度をφで示している。角度の測定方法は図7を参照して説明した方法と同じであり、第3方向と絶縁体繊維がなす角度に代えて第1方向と絶縁体繊維のなす角度を求める。
また、外装体を第2方向から見た際に、絶縁体繊維が第1方向に配向しており、絶縁体繊維の配向方向が第1方向となす角度のうち鋭角となる角度が、絶縁体繊維の少なくとも60%において20°以下であることが好ましい。
When the outer casing is viewed from a second direction, it is preferable that the insulator fibers are oriented in a first direction, and that the acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the first direction is 40° or less for at least 60% of the insulator fibers.
This regulation relates to the orientation of the
In Fig. 9, φ denotes an acute angle among the angles formed by the
In addition, when the outer casing is viewed from a second direction, it is preferable that the insulator fibers are oriented in a first direction, and that the acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the first direction is 20° or less for at least 60% of the insulator fibers.
外装体に含まれる絶縁体繊維が第1方向に配向していると、樹脂成形体の側面(第1側面又は第2側面)を構成する外装体において第2方向Lに沿ってクラックが発生することを抑制することができる。すなわち、図5に示したようなクラックの発生モードが防止される。
樹脂成形体の側面において第2方向Lに沿ってクラックを生じさせる力は、外装体を第1方向に引き裂く力(図5に両矢印Ftで示す方向の力)となるが、絶縁体繊維が第1方向に配向していることにより外装体を構成する樹脂材料の第1方向における引張強度が強くなるため、樹脂成形体の側面において第2方向Lに沿ったクラックの発生が抑制される。
When the insulator fibers included in the exterior body are oriented in the first direction, it is possible to suppress the occurrence of cracks along the second direction L in the exterior body constituting the side surface (first side surface or second side surface) of the resin molding. In other words, the crack occurrence mode as shown in FIG. 5 is prevented.
The force that causes cracks along the second direction L on the side of the resin molded body is a force that tears the outer casing in the first direction (a force in the direction indicated by the double arrow Ft in Figure 5), but since the insulator fibers are oriented in the first direction, the tensile strength of the resin material that makes up the outer casing in the first direction is increased, and the occurrence of cracks along the second direction L on the side of the resin molded body is suppressed.
外装体に含まれる絶縁体繊維が、第3方向及び第1方向に配向していてもよい。この場合について図10を参照して説明する。
図10は、樹脂成形体(外装体)を第2方向から見た際の絶縁体繊維の配向の一例を示す模式図である。図10は図7及び図9と同じ視点での断面図であるが、図10には図7及び図9に示す断面とは絶縁体繊維の配向が異なる形態の例を示している。
The insulating fibers contained in the exterior body may be oriented in the third direction and the first direction. This case will be described with reference to FIG.
Fig. 10 is a schematic diagram showing an example of the orientation of the insulator fibers when the resin molding (exterior body) is viewed from a second direction. Fig. 10 is a cross-sectional view taken from the same viewpoint as Figs. 7 and 9, but Fig. 10 shows an example in which the orientation of the insulator fibers is different from that of the cross-sections shown in Figs. 7 and 9.
図10において、樹脂成形体110の主面(第1主面110a及び第2主面110b)を構成する部分(図10の上下の辺)の外装体(第1部分21)に含まれる絶縁体繊維60は、図7と同様に第3方向に配向している。
また、図10において、樹脂成形体110の側面(第1側面110c及び第2側面110d)を構成する部分(図10の左右の辺)の外装体(第1部分21)に含まれる絶縁体繊維60は、図9と同様に第1方向に配向している。
In Figure 10, the insulating
Also, in Figure 10, the insulating
このような態様であると、樹脂成形体の主面(第1主面又は第2主面)を構成する外装体において第2方向Lに沿ってクラックが発生することを抑制することができる。また、樹脂成形体の側面(第1側面又は第2側面)を構成する外装体において第2方向Lに沿ってクラックが発生することを抑制することができる。すなわち、図4及び図5に示したようなクラックの発生モードがともに防止される。 In this embodiment, it is possible to suppress the occurrence of cracks along the second direction L in the exterior body constituting the main surface (first main surface or second main surface) of the resin molded body. It is also possible to suppress the occurrence of cracks along the second direction L in the exterior body constituting the side surface (first side surface or second side surface) of the resin molded body. In other words, both of the crack occurrence modes shown in Figures 4 and 5 are prevented.
外装体に含まれる絶縁体繊維が、樹脂成形体の主面を構成する部分において第3方向に配向しており、かつ、樹脂成形体の側面を構成する部分において第1方向に配向していることをもって、外装体に含まれる絶縁体繊維は第3方向及び第1方向に配向しているものとする。 When the insulating fibers contained in the exterior body are oriented in the third direction in the portion that constitutes the main surface of the resin molded body, and are oriented in the first direction in the portion that constitutes the side surface of the resin molded body, the insulating fibers contained in the exterior body are considered to be oriented in the third direction and the first direction.
外装体に含まれる絶縁体繊維が、第3方向及び第1方向に配向している場合においても、以下の態様であることが好ましい。
外装体を第1方向から見た際に、絶縁体繊維が第3方向に配向しており、絶縁体繊維の配向方向が第3方向となす角度のうち鋭角となる角度が、絶縁体繊維の少なくとも60%において40°以下であることが好ましく、20°以下であることがより好ましい。
外装体を第2方向から見た際に、絶縁体繊維が第3方向に配向しており、絶縁体繊維の配向方向が第3方向となす角度のうち鋭角となる角度が、絶縁体繊維の少なくとも60%において40°以下であることが好ましく、20°以下であることがより好ましい。
Even when the insulating fibers contained in the outer casing are oriented in the third direction and the first direction, the following aspect is preferable.
When the outer casing is viewed from a first direction, the insulator fibers are oriented in a third direction, and it is preferable that the acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the third direction is 40° or less for at least 60% of the insulator fibers, and more preferably 20° or less.
When the outer casing is viewed from the second direction, the insulator fibers are oriented in a third direction, and it is preferable that the acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the third direction is 40° or less for at least 60% of the insulator fibers, and more preferably 20° or less.
外装体を第3方向から見た際に、絶縁体繊維が第1方向に配向しており、絶縁体繊維の配向方向が第1方向となす角度のうち鋭角となる角度が、絶縁体繊維の少なくとも60%において40°以下であることが好ましく、20°以下であることがより好ましい。 When the outer casing is viewed from the third direction, the insulator fibers are oriented in the first direction, and the acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the first direction is preferably 40° or less for at least 60% of the insulator fibers, and more preferably 20° or less.
外装体を第2方向から見た際に、絶縁体繊維が第1方向に配向しており、絶縁体繊維の配向方向が第1方向となす角度のうち鋭角となる角度が、絶縁体繊維の少なくとも60%において40°以下であることが好ましく、20°以下であることがより好ましい。 When the outer casing is viewed from the second direction, the insulator fibers are oriented in the first direction, and the acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the first direction is preferably 40° or less for at least 60% of the insulator fibers, and more preferably 20° or less.
なお、クラックが樹脂成形体のどの面に、どの方向で発生するかは、樹脂成形体の寸法、コンデンサ素子の寸法、重畳体に含まれるコンデンサ素子の数、外装体を構成する樹脂の厚さ(第1部分の厚さ)などを考慮したシミュレーションを行うことである程度推測することもできる。
そのため、シミュレーションにより推測した面及び方向におけるクラックの発生を防止できるように、外装体に含有させる絶縁体繊維の配向方向を調整するとよい。樹脂成形体の主面にクラックが生じることが予想される場合には第3方向に絶縁体繊維を配向させるとよい。樹脂成形体の側面にクラックが生じることが予想される場合には第1方向に絶縁体繊維を配向させるとよい。
In addition, it is possible to predict to some extent which side of the resin molding and in which direction the crack will occur by performing a simulation that takes into account the dimensions of the resin molding, the dimensions of the capacitor element, the number of capacitor elements included in the laminate, the thickness of the resin that makes up the outer casing (the thickness of the first part), etc.
Therefore, it is advisable to adjust the orientation direction of the insulator fibers contained in the exterior body so as to prevent cracks from occurring in the surface and direction predicted by the simulation. If cracks are expected to occur on the main surface of the resin molding, it is advisable to orient the insulator fibers in the third direction. If cracks are expected to occur on the side surface of the resin molding, it is advisable to orient the insulator fibers in the first direction.
外装体を構成する樹脂の厚さ(第1部分の厚さ)を厚くすることでクラックの発生は防止できるが、樹脂の厚さを厚くすると部品のサイズが大きくなる点で不利である。製品に許容される部品のサイズ及び製品公差がどの程度許容されるかによって樹脂の厚さは決まってくる。一般的には、第1方向の樹脂の厚さ(樹脂成形体の主面を構成する外装体の樹脂の厚さ)を厚くすることは許容されやすいが、第3方向の樹脂の厚さ(樹脂成形体の側面を構成する外装体の樹脂の厚さ)を厚くすることが難しい場合が多い。その観点からは、樹脂成形体の側面に発生するクラックを、外装体の樹脂の厚さを厚くせずに防止できることが好ましい。従って、樹脂成形体の側面を構成する外装体に含まれる絶縁体繊維を第1方向に配向させることにより、外装体を構成する樹脂材料の第1方向における引張強度を強くして、樹脂成形体の側面において第2方向に沿ったクラックの発生が抑制されるようにすることが好ましい。 Although the occurrence of cracks can be prevented by increasing the thickness of the resin constituting the exterior body (the thickness of the first part), increasing the thickness of the resin is disadvantageous in that the size of the parts increases. The thickness of the resin is determined by the size of the parts and the tolerance of the product. In general, it is easy to tolerate increasing the thickness of the resin in the first direction (the thickness of the resin of the exterior body constituting the main surface of the resin molded body), but it is often difficult to increase the thickness of the resin in the third direction (the thickness of the resin of the exterior body constituting the side surface of the resin molded body). From that perspective, it is preferable to be able to prevent cracks occurring on the side surface of the resin molded body without increasing the thickness of the resin of the exterior body. Therefore, it is preferable to orient the insulating fibers contained in the exterior body constituting the side surface of the resin molded body in the first direction, thereby increasing the tensile strength of the resin material constituting the exterior body in the first direction and suppressing the occurrence of cracks along the second direction on the side surface of the resin molded body.
外装体に含まれる絶縁体繊維は、その平均繊維長が100μm以上であることが好ましく、300μm以上であることがより好ましい。また、平均繊維長が1000μm以下であってもよく、700μm以下であればさらによい。平均繊維長は、顕微鏡観察により視野内に観察される絶縁体繊維の長さの平均値として定めることができる。
絶縁体繊維の平均繊維長が長いと、配向した方向に対する外装体の引張強度を向上させる効果が高くなる。外装体に生じるクラックの幅が100μm程度であることが多いため、クラックの幅以上である100μm以上の平均繊維長を有する絶縁体繊維を使用することが好ましい。
The average fiber length of the insulating fibers contained in the exterior body is preferably 100 μm or more, more preferably 300 μm or more. The average fiber length may be 1000 μm or less, and even better, 700 μm or less. The average fiber length can be defined as the average value of the lengths of the insulating fibers observed within a field of view by microscope observation.
When the average fiber length of the insulating fibers is long, the effect of improving the tensile strength of the exterior body in the orientation direction is high. Since the width of cracks that occur in the exterior body is often about 100 μm, it is preferable to use insulating fibers having an average fiber length of 100 μm or more, which is equal to or greater than the width of the cracks.
外装体に含まれる絶縁体繊維は、無機繊維であることが好ましく、非晶質繊維であることがより好ましく、ガラス成分を含むガラス繊維であることがさらに好ましい。機械強度特性や絶縁性の観点からガラス繊維が好ましい。
また、絶縁体繊維は、アルミニウム酸化物又はケイ素酸化物を50重量%以上含有することが好ましい。絶縁体繊維はアルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ-シリカ繊維(ムライト繊維を含む)であってもよい。これらの繊維は機械強度特性の面で特に優れていることから好ましい。また、絶縁体繊維はアルミニウム酸化物又はケイ素酸化物を50重量%以上含有する非晶質繊維であってもよく、ガラス繊維であってもよい。
The insulating fiber contained in the exterior body is preferably an inorganic fiber, more preferably an amorphous fiber, and further preferably a glass fiber containing a glass component. From the viewpoint of mechanical strength characteristics and insulating properties, glass fiber is preferable.
The insulating fiber preferably contains 50% by weight or more of aluminum oxide or silicon oxide. The insulating fiber may be an alumina fiber, a silica fiber, or an alumina-silica fiber (including mullite fiber). These fibers are preferable because they are particularly excellent in terms of mechanical strength properties. The insulating fiber may be an amorphous fiber containing 50% by weight or more of aluminum oxide or silicon oxide, or may be a glass fiber.
外装体において絶縁体繊維が含まれる部分における樹脂(第1部分を構成する第1樹脂材料)としては、熱可塑性樹脂が好ましい。熱可塑性樹脂の融点は、260℃以上であることが好ましく、275℃以上であることがより好ましく、300℃以上であることがさらに好ましい。このような熱可塑性樹脂を使用することで、リフロー時の高温での外装体の強度を確保できる。 The resin in the portion of the exterior body that contains the insulating fibers (the first resin material that constitutes the first portion) is preferably a thermoplastic resin. The melting point of the thermoplastic resin is preferably 260°C or higher, more preferably 275°C or higher, and even more preferably 300°C or higher. By using such a thermoplastic resin, the strength of the exterior body at high temperatures during reflow can be ensured.
なお、熱可塑性樹脂の融点の上限に制限はないが、通常では400℃以下であり、好ましくは360℃以下であり、より好ましくは330℃以下である。 There is no upper limit to the melting point of the thermoplastic resin, but it is usually 400°C or less, preferably 360°C or less, and more preferably 330°C or less.
熱可塑性樹脂として、PPS(ポリフェニレンスルフィド)、LCP(液晶ポリマー)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、ポリイミド及びポリアミドからなる群より選択される少なくとも1種の樹脂を含むことが好ましい。これらの樹脂は、150℃以上での強度が高く、かつ熱可塑性樹脂の成形方法として一般に用いられる射出成形で第1部分21の形状である管形状に加工可能な材料であることから、第1樹脂材料として好適である。
As the thermoplastic resin, it is preferable to include at least one resin selected from the group consisting of PPS (polyphenylene sulfide), LCP (liquid crystal polymer), PBT (polybutylene terephthalate), polyimide, and polyamide. These resins are suitable as the first resin material because they have high strength at 150°C or higher and can be processed into a tubular shape, which is the shape of the
また、外装体の第2部分を構成する第2樹脂材料は、少なくとも1種の熱硬化性樹脂として、エポキシ樹脂、シリコン樹脂及びウレタン樹脂からなる群より選択される少なくとも1種の樹脂を含むことが好ましい。後述する電解コンデンサの製造方法では、常温でハンドリングすることから硬化前に常温で液状である材料が適切であり、これらの樹脂はそのような材料に該当し得る。また、これらの樹脂は、コンデンサ封止材としても絶縁性、耐熱性等の点で適切な材料である。 The second resin material constituting the second portion of the exterior body preferably contains at least one type of thermosetting resin selected from the group consisting of epoxy resin, silicone resin, and urethane resin. In the manufacturing method of the electrolytic capacitor described below, since the material is handled at room temperature, a material that is liquid at room temperature before curing is appropriate, and these resins may fall into this category. Furthermore, these resins are also suitable materials as capacitor sealing materials in terms of insulation, heat resistance, etc.
外装体に含まれる絶縁体繊維の配合割合は、外装体の30重量%以上であることが好ましく、45重量%以上であることがより好ましい。また、外装体の75重量%以下であることが好ましく、60重量%以下であることがより好ましい。
外装体に含まれる絶縁体繊維の配合割合は、電解コンデンサから外装体部分を削り出し、全体の重量を測定し、樹脂の熱分解温度以上の温度に加熱して樹脂成分を焼失させたのちに残った無機成分の重量から算出することができる。もしくは、樹脂成分のみを溶解させる溶媒に樹脂を溶解させて除去し、残った無機成分の重量から算出することができる。
The blending ratio of the insulating fibers in the exterior body is preferably 30% by weight or more, more preferably 45% by weight or more, and is preferably 75% by weight or less, more preferably 60% by weight or less.
The mixing ratio of the insulating fiber contained in the exterior body can be calculated from the weight of the inorganic components remaining after cutting out the exterior body part from the electrolytic capacitor, measuring the total weight, and heating to a temperature equal to or higher than the thermal decomposition temperature of the resin to burn off the resin components, or from the weight of the inorganic components remaining after dissolving and removing the resin in a solvent that dissolves only the resin components.
外装体が第1樹脂材料を含む第1部分と、第2樹脂材料を含む第2部分とを有していて、第1部分が管構造である場合は、第1部分に絶縁体繊維が含まれることが好ましい。上述した、外装体に含まれる絶縁体繊維の配合割合も、第1部分の重量に対する絶縁体繊維の重量割合として定めることが好ましい。
第1部分が管構造である場合の第1部分の厚さは、特定の方向に配向させた絶縁体繊維を配合させることで薄くすることが可能となる。第1部分の厚さは200μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがより好ましい。
When the exterior body has a first portion including a first resin material and a second portion including a second resin material, and the first portion has a tubular structure, it is preferable that the first portion includes an insulating fiber. It is also preferable that the blending ratio of the insulating fiber included in the exterior body described above is determined as the weight ratio of the insulating fiber to the weight of the first portion.
When the first portion has a tubular structure, the thickness of the first portion can be reduced by blending insulating fibers oriented in a specific direction. The thickness of the first portion is preferably 200 μm or less, and more preferably 100 μm or less.
樹脂成形体の主面を構成する外装体の第1部分に含まれる絶縁体繊維が第3方向に配向することにより、樹脂成形体の主面を構成する外装体の第1部分の厚さを薄くすることができる。そのため、樹脂成形体の主面を構成する外装体の第1部分の厚さが200μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがより好ましい。また、樹脂成形体の主面を構成する外装体の第1部分の厚さが30μm以上であってもよい。 By orienting the insulator fibers contained in the first portion of the exterior body that constitutes the main surface of the resin molded body in the third direction, the thickness of the first portion of the exterior body that constitutes the main surface of the resin molded body can be reduced. Therefore, the thickness of the first portion of the exterior body that constitutes the main surface of the resin molded body is preferably 200 μm or less, and more preferably 100 μm or less. In addition, the thickness of the first portion of the exterior body that constitutes the main surface of the resin molded body may be 30 μm or more.
また、樹脂成形体の側面を構成する外装体の第1部分に含まれる絶縁体繊維が第1方向に配向することにより、樹脂成形体の側面を構成する外装体の第1部分の厚さを薄くすることができる。そのため、樹脂成形体の側面を構成する外装体の第1部分の厚さが150μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがより好ましい。また、樹脂成形体の側面を構成する外装体の第1部分の厚さが30μm以上であってもよい。 In addition, by orienting the insulating fibers contained in the first portion of the exterior body that constitutes the side surface of the resin molded body in the first direction, the thickness of the first portion of the exterior body that constitutes the side surface of the resin molded body can be reduced. Therefore, the thickness of the first portion of the exterior body that constitutes the side surface of the resin molded body is preferably 150 μm or less, and more preferably 100 μm or less. In addition, the thickness of the first portion of the exterior body that constitutes the side surface of the resin molded body may be 30 μm or more.
一般的に、樹脂成形体の側面を構成する外装体の厚さを薄くすることが要請されることが多いため、樹脂成形体の側面を構成する外装体の厚さを相対的に薄くすることが好ましい。その観点から、樹脂成形体の側面を構成する外装体の第1部分の厚さを、樹脂成形体の主面を構成する外装体の第1部分の厚さよりも薄くすることが好ましい。例えば、樹脂成形体の側面を構成する外装体の第1部分の厚さの、樹脂成形体の主面を構成する外装体の第1部分の厚さに対する比(側面を構成する外装体の第1部分の厚さ/主面を構成する外装体の第1部分の厚さ)が0.15以上、0.75以下となるようにしてもよい。 In general, since there is often a demand to reduce the thickness of the exterior body constituting the side surface of the resin molded body, it is preferable to make the thickness of the exterior body constituting the side surface of the resin molded body relatively thin. From this viewpoint, it is preferable to make the thickness of the first part of the exterior body constituting the side surface of the resin molded body thinner than the thickness of the first part of the exterior body constituting the main surface of the resin molded body. For example, the ratio of the thickness of the first part of the exterior body constituting the side surface of the resin molded body to the thickness of the first part of the exterior body constituting the main surface of the resin molded body (thickness of the first part of the exterior body constituting the side surface/thickness of the first part of the exterior body constituting the main surface) may be 0.15 or more and 0.75 or less.
電解コンデンサの外装体は、第1部分と第2部分とを有している態様に限定されるものではなく、重畳体の周囲を単一種類の樹脂で封止するものであってもよい。重畳体の周囲を封止する外装体としての樹脂に絶縁体繊維が含まれていて、絶縁体繊維が第3方向及び/又は第1方向に配向していれば、外装体にクラックが発生することを抑制することができる。
重畳体の周囲を単一種類の樹脂で封止する外装体としては、トランスファーモールドやコンプレッションモールドといった方法により重畳体の周囲を封止する外装体を使用することができる。
The exterior body of the electrolytic capacitor is not limited to an embodiment having the first and second parts, and may be one in which the periphery of the laminate is sealed with a single type of resin. If the resin as the exterior body sealing the periphery of the laminate contains insulating fibers and the insulating fibers are oriented in the third direction and/or the first direction, the occurrence of cracks in the exterior body can be suppressed.
As an exterior body for sealing the periphery of the laminate with a single type of resin, an exterior body for sealing the periphery of the laminate by a method such as transfer molding or compression molding can be used.
[電解コンデンサの製造方法]
本発明の電解コンデンサの製造方法はそれぞれ表面に誘電体層を有する陽極及び前記陽極と対向する陰極を含む複数のコンデンサ素子が第1方向に沿って配置された重畳体を準備する工程と、外装体により前記重畳体を封止する封止工程とを備え、製造される電解コンデンサにおいて、前記第1方向と直交し、前記陽極及び前記陰極が対向する方向を第2方向、前記第1方向及び前記第2方向に直交する方向を第3方向とした際に、前記封止工程では、樹脂と絶縁体繊維を含む樹脂組成物を、製造する電解コンデンサの第3方向又は第1方向となる方向に沿って流動させる、電解コンデンサの製造方法である。
以下、本発明の電解コンデンサの製造方法の例について説明する。
[Method of manufacturing electrolytic capacitor]
The method for manufacturing an electrolytic capacitor of the present invention includes the steps of preparing a stack in which a plurality of capacitor elements, each of which includes an anode having a dielectric layer on its surface and a cathode facing the anode, are arranged along a first direction, and sealing the stack with an outer casing, wherein when, in the manufactured electrolytic capacitor, a direction perpendicular to the first direction and in which the anode and the cathode face each other is defined as a second direction, and a direction perpendicular to the first direction and the second direction is defined as a third direction, in the sealing step, a resin composition containing a resin and insulating fibers is caused to flow along a direction which is the third direction or the first direction in the electrolytic capacitor to be manufactured.
An example of the method for producing the electrolytic capacitor of the present invention will now be described.
まず、封止工程で使用する外装体のうち、外装体の第1部分を製造する工程について説明する。他の工程については後述する。 First, we will explain the process for manufacturing the first part of the exterior body used in the sealing process. The other processes will be described later.
図11は、本発明の実施形態に係る電解コンデンサの製造方法で使用する外装体の第1部分の一例を模式的に示す斜視図である。図11には、一部の貫通孔を透視した状態を示す。
図11に示すように、樹脂材料を含み、複数の貫通孔223を有する外装体220の第1部分221(外装体20の第1部分21となる部材)を製造する。
外装体220の第1部分221を製造する際に、所定の方向に絶縁体繊維を配向させることが好ましい。以下、その方法について説明する。
11 is a perspective view showing an example of a first part of an exterior body used in a method for manufacturing an electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention, in which some through holes are seen through.
As shown in FIG. 11, a
When manufacturing the
図12は、図11に示す外装体の第1部分を製造する工程の一例を模式的に示す平面図であり、図13は、図12に示す工程の正面図である。
第1部分221は、所定の厚さを有する平面視長方形状の平らな板材に、貫通孔223が縦横にそれぞれ複数ずつ設けられた部材である。各貫通孔223は、第1部分221の主面に対して直交する方向に設けられており、その両端部は開放されている。
FIG. 12 is a plan view that illustrates an example of a process for manufacturing the first portion of the exterior body illustrated in FIG. 11, and FIG. 13 is a front view of the process illustrated in FIG.
The
図12及び図13には、射出成形によって外装体の第1部分を製造する工程を示しており、射出成形に使用するランナー261とゲート262を示している。
射出成形を行う場合、熱可塑性樹脂と絶縁体繊維を含む樹脂組成物をゲート262から金型(図示しない)に流す。金型は貫通孔223に対応する部分が樹脂組成物が通過しない部分となっている。
図12及び図13にはゲートとしてフィルムゲートを示しているが、ゲートは他の種類のゲートであってもよい。
熱可塑性樹脂としてはPPS(ポリフェニレンスルフィド)、LCP(液晶ポリマー)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、ポリイミド及びポリアミドからなる群より選択される少なくとも1種の樹脂を使用することが好ましい。
12 and 13 show the process of manufacturing the first part of the exterior body by injection molding, and show a
When performing injection molding, a resin composition containing a thermoplastic resin and insulating fibers is poured into a mold (not shown) from a
Although the gate shown in Figures 12 and 13 is a film gate, the gate may be other types of gates.
As the thermoplastic resin, it is preferable to use at least one resin selected from the group consisting of PPS (polyphenylene sulfide), LCP (liquid crystal polymer), PBT (polybutylene terephthalate), polyimide and polyamide.
ゲート262の設けられる方向であるゲート方向が樹脂組成物が流れる方向であり、図12及び図13ではゲート方向がW方向となっている。このW方向は、電解コンデンサを製造した際の第3方向Wとなる方向である。
樹脂組成物に含まれる絶縁体繊維は、樹脂組成物が流れる方向に沿って配向する傾向がある。そのため、ゲート方向に沿って絶縁体繊維を配向させることができる。
図12及び図13には、W方向に絶縁体繊維60を配向させた様子を模式的に示している。外装体の第1部分を製造する工程においてW方向に絶縁体繊維を配向させると、樹脂成形体の主面において第3方向に絶縁体繊維が配向した電解コンデンサを得ることができる。
The gate direction, which is the direction in which the
The insulating fibers contained in the resin composition tend to be oriented along the flow direction of the resin composition, and therefore, it is possible to orient the insulating fibers along the gate direction.
12 and 13 are schematic diagrams showing the state in which the
図14は、図11に示す外装体の第1部分を製造する工程の別の一例を模式的に示す平面図であり、図15は、図14に示す工程の右側面図である。
図14に示す第1部分221の形状は、図12に示す第1部分221の形状と同様である。
図14及び図15には、射出成形によって外装体の第1部分を製造する工程を示しており、射出成形に使用するランナー271とゲート272を示している。
射出成形を行う場合、熱可塑性樹脂と絶縁体繊維を含む樹脂組成物をゲート272から金型(図示しない)に流す。金型は貫通孔223に対応する部分が樹脂組成物が通過しない部分となっている。
14 is a plan view that illustrates another example of a process for manufacturing the first portion of the exterior body illustrated in FIG. 11, and FIG. 15 is a right side view of the process illustrated in FIG.
The shape of the
14 and 15 show the process of manufacturing the first part of the exterior body by injection molding, and show a
When performing injection molding, a resin composition containing a thermoplastic resin and insulating fibers is poured into a mold (not shown) from a
ゲート272の設けられる方向であるゲート方向が樹脂組成物が流れる方向であり、図14及び図15ではゲート方向がT方向となっている。このT方向は、電解コンデンサを製造した際の第1方向Tとなる方向である。
図14及び図15には、T方向に絶縁体繊維60を配向させた様子を模式的に示している。外装体の第1部分を製造する工程においてT方向に絶縁体繊維を配向させると、樹脂成形体の主面において第1方向に絶縁体繊維が配向した電解コンデンサを得ることができる。
The gate direction, which is the direction in which the
14 and 15 are schematic diagrams showing the state in which the
ここまで説明した通り、樹脂として熱可塑性樹脂を用いて射出成形工程を行う場合に樹脂組成物を流す方向を調整することによって絶縁体繊維の配向を調整することができる。その他、樹脂組成物の粘度、温度、流入速度、金型の形状等の射出成形条件を調整することによっても、絶縁体繊維の配向を調整することができ、これらの条件を調整することによっても絶縁体繊維の配向を調整することができる。射出成形条件の調整次第では、絶縁体繊維が第3方向及び第1方向に配向した樹脂成形体を得るための、外装体の第1部分を製造することができる。 As explained so far, when performing an injection molding process using a thermoplastic resin as the resin, the orientation of the insulator fibers can be adjusted by adjusting the direction in which the resin composition flows. In addition, the orientation of the insulator fibers can also be adjusted by adjusting the injection molding conditions such as the viscosity, temperature, and flow rate of the resin composition, and the shape of the mold, and the orientation of the insulator fibers can also be adjusted by adjusting these conditions. Depending on the adjustment of the injection molding conditions, it is possible to manufacture the first part of the exterior body to obtain a resin molded body in which the insulator fibers are oriented in the third direction and the first direction.
以下、上記の通り製造した外装体の第1部分を用いた電解コンデンサの製造方法について説明する。以下の例では、大判の弁作用金属基体を用いて、複数のコンデンサ素子を同時に製造する方法について説明する。 Below, we will explain a method for manufacturing an electrolytic capacitor using the first part of the exterior body manufactured as described above. In the following example, we will explain a method for simultaneously manufacturing multiple capacitor elements using a large valve metal substrate.
図16は、本発明の実施形態に係る電解コンデンサの製造方法で使用するワークの一例を模式的に示す平面図である。 Figure 16 is a plan view showing a schematic example of a workpiece used in a method for manufacturing an electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention.
まず、図16に示すように、帯状の保持部211に素子部212(複数のコンデンサ素子10)が一定間隔で短冊状に連結されたワーク210を準備する。
First, as shown in FIG. 16, a
詳細には、まず、表面に多孔質部を有する弁作用金属基体をレーザー加工又は打ち抜き加工等で切断することにより、複数の素子部212と保持部211とを含む形状に加工する。
In detail, first, a valve metal substrate having a porous portion on its surface is cut by laser processing, punching processing, or the like, to form a shape including a plurality of
弁作用金属基体は、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム等の金属単体、又は、これらの金属を含む合金等の弁作用金属によって構成されている。
なお、弁作用金属基体は、芯部と当該芯部の少なくとも一方の主面に設けられた多孔質部とによって構成されていればよく、金属箔の表面をエッチングしたもの、金属箔の表面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。
The valve metal substrate is made of a valve metal such as an elemental metal such as aluminum, tantalum, niobium, titanium, or zirconium, or an alloy containing these metals.
The valve metal base need only be composed of a core and a porous portion provided on at least one of the main surfaces of the core, and may be, for example, a metal foil having an etched surface or a metal foil having a porous sintered powder formed on the surface.
次に、各々の素子部212の短辺に沿うように、素子部212の両主面及び両側面にマスク層を形成する。
Next, a mask layer is formed on both main surfaces and both side surfaces of each
マスク層は、例えば、絶縁性樹脂を含む組成物等のマスク材をスクリーン印刷、ローラー転写、ディスペンサ、インクジェット印刷等により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等)、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。 The mask layer is formed by applying a mask material such as a composition containing an insulating resin by screen printing, roller transfer, dispenser, inkjet printing, etc. Examples of insulating resins include polyphenylsulfone (PPS), polyethersulfone (PES), cyanate ester resin, fluororesin (tetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-perfluoroalkylvinylether copolymer, etc.), a composition consisting of soluble polyimidesiloxane and epoxy resin, polyimide resin, polyamideimide resin, and derivatives or precursors thereof.
この後、マスク層に親水性部材を塗布してもよいし、塗布しなくてもよい。 After this, a hydrophilic material may or may not be applied to the mask layer.
次に、弁作用金属基体に陽極酸化処理を行うことにより、弁作用金属基体の表面に誘電体層となる酸化被膜を形成する。例えば、誘電体層は、アルミニウムの酸化物で構成されている。この際、レーザー加工又は打ち抜き加工等で切断された素子部212の側面にも酸化被膜が形成される。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弁作用金属基体として用いてもよい。この場合も、切断後の弁作用金属基体に陽極酸化処理を行うことにより、切断された素子部212の側面に酸化被膜を形成する。
Next, an oxide film that will become a dielectric layer is formed on the surface of the valve metal substrate by anodizing the valve metal substrate. For example, the dielectric layer is made of aluminum oxide. At this time, an oxide film is also formed on the side of the
次に、素子部212の誘電体層上に固体電解質層を形成する。具体的には、素子部212を、固体電解質を含有する処理液に浸漬することにより、処理液が弁作用金属基体の多孔質部に含浸される。所定時間の浸漬後、素子部212を処理液から引き上げ、所定温度及び所定時間で乾燥させる。処理液への浸漬、引き上げ及び乾燥を所定回数繰り返すことにより、固体電解質層が形成される。
Next, a solid electrolyte layer is formed on the dielectric layer of the
固体電解質を含有する処理液として、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の分散液が用いられる。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。導電性高分子の分散液を誘電体層の外表面に付着し乾燥させることで、導電性高分子膜を形成することができる。あるいは、固体電解質を含有する処理液として、重合性モノマー、例えば3,4-エチレンジオキシチオフェン等の重合性モノマーと酸化剤との含有液が用いられてもよい。この含有液を誘電体層の外表面に付着させて、化学重合により導電性高分子膜を形成することができる。この導電性高分子膜が、固体電解質層となる。 As the treatment liquid containing a solid electrolyte, for example, a dispersion liquid of a conductive polymer such as polypyrroles, polythiophenes, polyanilines, etc. is used. Among these, polythiophenes are preferred, and poly(3,4-ethylenedioxythiophene) called PEDOT is particularly preferred. The conductive polymer may also contain a dopant such as polystyrene sulfonic acid (PSS). A conductive polymer film can be formed by attaching a dispersion liquid of a conductive polymer to the outer surface of the dielectric layer and drying it. Alternatively, as the treatment liquid containing a solid electrolyte, a liquid containing a polymerizable monomer, for example, a polymerizable monomer such as 3,4-ethylenedioxythiophene, and an oxidizing agent may be used. This containing liquid can be attached to the outer surface of the dielectric layer to form a conductive polymer film by chemical polymerization. This conductive polymer film becomes the solid electrolyte layer.
その後、カーボンペーストに素子部212を浸漬、引き上げ及び乾燥することにより、カーボン層を所定の領域に形成する。カーボンペーストは、導電成分としてのカーボン粒子と、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の樹脂成分とを含有する導電性ペーストである。
Then, the
そして、導電性ペーストに素子部212を浸漬、引き上げ及び乾燥することにより、陰極導体層を所定の領域に形成する。陰極導体層形成用の導電性ペーストとしては、例えば、導電成分としての金属粒子と、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の樹脂成分とを含有するものが挙げられる。金属粒子としては、例えば、金、銀、銅、白金等が挙げられる。なかでも、陰極導体層形成用の導電性ペーストとしては、導電成分として銀粒子を含有する銀ペーストが好適である。
Then, the
以上の結果、各素子部212にコンデンサ素子10が形成されたワーク210が作成される。
As a result of the above, a
続いて、チップ化の工程について説明する。 Next, we will explain the chipping process.
まず、図11に示したように、複数の貫通孔223の空いた第1部分221を準備する。第1部分221には短冊状のワーク210のコンデンサ素子10と同じ個数とピッチで略直方体状の貫通孔223が空いており、そのような貫通孔223の列を複数備えている。
First, as shown in FIG. 11, a
図17は、粘着性シートを外装体の第1部分に貼り付ける工程の一例を模式的に示す図である。 Figure 17 is a diagram showing a schematic diagram of an example of a process for attaching an adhesive sheet to a first portion of an exterior body.
次に、図17に示したように、各貫通孔223の第1の開口223aを閉じるように粘着性シート250(以下、単に「シート250」と略記する場合がある)を第1部分221に貼り付ける。すなわち、粘着性を有するシート250を第1部分221の片面全面に貼り付けて各貫通孔223の片側を閉じるようにする。これにより、封止後にシート250を剥離することで樹脂成形体110の第1端面110eに集電電極30の端面を容易に露出することが可能となる。
Next, as shown in FIG. 17, an adhesive sheet 250 (hereinafter, sometimes simply abbreviated as "
なお、各貫通孔223は、第1の開口223a(下側の開口)が蓋をされた状態となればよく、粘着性シート250を貼り付ける代わりに、例えば、第1部分221を平らな台に配置することによって第1の開口223aに蓋をしてもよい。
Note that it is sufficient for each through
図18は、粘着性シート上に導電性ペーストを供給する工程の一例を模式的に示す図である。 Figure 18 is a schematic diagram showing an example of a process for supplying conductive paste onto an adhesive sheet.
次に、図18に示したように、各貫通孔223の第1の開口223aを粘着性シート250で蓋をした状態で、各貫通孔223の第2の開口223b(上側の開口)からシート250上に導電性ペースト230を供給する。この結果、各貫通孔223内においてシート250上に導電性ペースト230が塗布される。導電性ペースト230としては、例えば、導電成分としての金属粒子と、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等の樹脂成分とを含有するものが挙げられる。金属粒子としては、例えば、銀、銅、ニッケル、錫等が挙げられる。なかでも、導電性ペースト230としては、導電成分として銀粒子を含有する銀ペーストが好適である。また、導電性ペースト230の供給には、例えばディスペンサ等を用いることが可能である。
Next, as shown in FIG. 18, with the
次に、複数のコンデンサ素子10(重畳体11)を準備し、樹脂硬化工程を行う。 Next, multiple capacitor elements 10 (superimposed body 11) are prepared and a resin curing process is carried out.
図19Aは、複数のコンデンサ素子の重畳体を準備する工程の一例を模式的に示す図である。図19Bは、重畳体を貫通孔内に挿入する工程の一例を模式的に示す図である。図19Cは、各コンデンサ素子の先端側の第1部分を導電性ペースト内に埋め込む工程の一例を模式的に示す図である。図19Dは、貫通孔内に挿入された各コンデンサ素子(重畳体)と外装体の第1部分との間の隙間に液状材料を充填する工程の一例を模式的に示す図である。 Figure 19A is a diagram showing an example of a process for preparing a stack of multiple capacitor elements. Figure 19B is a diagram showing an example of a process for inserting the stack into a through hole. Figure 19C is a diagram showing an example of a process for embedding a first portion of the tip side of each capacitor element in a conductive paste. Figure 19D is a diagram showing an example of a process for filling a liquid material into a gap between each capacitor element (stack) inserted into a through hole and a first portion of the exterior body.
まず、図19Aに示すように、短冊状に複数のコンデンサ素子10が形成されたワーク210を複数枚準備し、複数のコンデンサ素子10が第1方向に沿って配置されるように所定枚数のワーク210を束ねた状態でクランプ等の治具(図示せず)で固定する。これにより、複数のコンデンサ素子10の重畳体11が一列(図19Aの紙面に対して垂直方向に並んだ列)に配列される。
First, as shown in FIG. 19A,
そして、各貫通孔223内に複数のコンデンサ素子10を挿入する。すなわち、図19Bに示すように、固定した複数のワーク210を第1部分221に対して相対的に移動させ、同一列の貫通孔223内に、第2の開口223bから重畳体11(陰極及び陽極)を挿入する。
Then,
このように、保持部211に複数のコンデンサ素子10が一定間隔で短冊状に連結されたワーク210を用いることによって、第1部分221へのコンデンサ素子10(陰極及び陽極)の挿入を短冊単位で実施できるため、コンデンサ素子10を一枚ずつ、又は重畳体11を1体ずつ第1部分221へ挿入するよりも、大幅に生産性を向上することができる。
In this way, by using the
このとき、図19Cに示すように、各コンデンサ素子10の先端部、すなわち、陰極43の第1部分43aで導電性ペースト230を押し広げ、各コンデンサ素子10の陰極43の少なくとも先端側の第1部分43aを導電性ペースト230内に埋め込む。すなわち、全てのコンデンサ素子10に導電性ペースト230が接続されるようにする。
At this time, as shown in FIG. 19C, the
そして、各陰極43が埋め込まれた状態で、シート250上で導電性ペースト230を例えば加熱することによって硬化させる。この結果、各コンデンサ素子10の陰極43の少なくとも先端側の第1部分43aが集電電極30内に埋め込まれた状態で集電電極30(図2参照)が形成される。
Then, with each
続いて、図19Dに示すように、各貫通孔223内に挿入された各コンデンサ素子10(陰極及び陽極)、すなわち重畳体11と第1部分221との間の隙間に液状材料222を充填する。例えば、液状材料222を各貫通孔223内にディスペンサ等により注入し、真空脱泡を行うことによって、第1部分221と各コンデンサ素子10(陰極及び陽極)、すなわち重畳体11との隙間に液状材料222を充填する。注入や真空脱泡の際に加熱して液状材料222の粘度を下げてもよい。液状材料222は、上述の第2樹脂材料(ただし、硬化前の液状のもの)を含んでいる。液状の第2樹脂材料に含まれる樹脂は、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂が好適である。
Next, as shown in FIG. 19D, the
硬化前の液状材料222は、25℃で、100Pa・s以下の粘度であることが好ましい。100Pa・s以下の粘度であれば、真空オーブンで脱泡と加熱するだけで容易に充填可能であるため、生産性を上げることができる。硬化前の液状材料222の粘度は、25℃で、30Pa・s以下であることがより好ましく、5Pa・s以下であることがさらに好ましい。
The
なお、硬化前の液状材料222の粘度の下限に制限はないが、液状材料222を充填した後から加熱硬化するまでの間に、第1部分221とシート250との隙間から液状材料222が漏れることがないように、粘度は低すぎないことが好ましい。より具体的には、硬化前の液状材料222の粘度は、25℃で、通常では0,01Pa・s以上であり、好ましくは0.1Pa・s以上であり、より好ましくは0,3Pa・s以上である。
Although there is no lower limit to the viscosity of the
そして、各コンデンサ素子10(重畳体11)と第1部分221との間の隙間に充填された液状材料222を硬化する。例えば、真空オーブンで液状材料222を加熱して硬化させて外装体220の第2部分222a(外装体20の第2部分22となる部分)とする。
なお、液状材料222の硬化物である第2部分222aには気泡がわずかに残っていてもよい。また、第2部分222aと第1部分221との間、及び/又は、第2部分222aと少なくとも1つのコンデンサ素子10との間には、隙間がわずかに残っていてもよい。
Then, the
A small number of air bubbles may remain in the
その後、他の列の貫通孔223についても、列毎に、導電性ペースト230の供給、複数のコンデンサ素子10(重畳体11)の挿入、液状材料222の充填、及び液状材料222の硬化を行い、全ての貫通孔223内に複数のコンデンサ素子10(重畳体11)及び第2部分222aを収納する。
Then, for the other rows of through
樹脂硬化工程の後は、第1部分221からシート250を剥離する。剥離面には各コンデンサ素子10が接続された集電電極30が露出し、この剥離面が樹脂成形体110の第1端面110eになる。少なくとも1つの陰極の端面がこの剥離面に露出してもよい。
After the resin curing process, the
他方、第1部分221の上部には各コンデンサ素子10の不要部分や液状材料222の不要な部分、さらにはワーク210の保持部211が存在する。また、第1部分221の高さはチップの長手方向の長さになるため、所定長さに整える必要がある。そのため、第1部分221の上部の不要部分をグラインダ等で削り取る。不要部分が削り取られて露出した面が、樹脂成形体110の第2端面110fになる。第2端面110fには各コンデンサ素子10の陽極40(弁作用金属基体から構成された箔)が露出している。
On the other hand, the upper part of the
次に、個片化のためにカットを行う。 Next, cutting is done to separate the pieces.
図20は、貫通孔の周囲において外装体の第1部分を切断する工程の一例を模式的に示す図である。 Figure 20 is a schematic diagram showing an example of a process for cutting the first portion of the exterior body around the through hole.
図20に示すように、各貫通孔223の周囲において第1部分221を切断する。これにより、第1部分221から管構造の第1部分21を容易に形成することができる。例えば、各貫通孔223の外側の所定のカットライン(図20中の一点鎖線)をダイサー等で切断する。
As shown in FIG. 20, the
以上によりコンデンサ素子10の重畳体11を備える樹脂成形体110を得る。
This results in a resin molded
この後、樹脂成形体110をバレル研磨してもよい。具体的には、樹脂成形体110を、バレル槽に研磨材とともに封入し、当該バレル槽を回転させることにより、樹脂成形体110を研磨してもよい。これにより、樹脂成形体110の角部及び稜線部に丸みがつけられる。
The resin molded
なお、必要に応じてバレル研磨された樹脂成形体110の第2端面110f(陽極端面)には、エアロゾルデポジション法により金属微粒子を噴出して衝突させてもよい。これにより、樹脂成形体110の第2端面110f(陽極端面)に露出した陽極40のそれぞれの基端面40b上に金属膜を形成してもよい。
If necessary, metal particles may be sprayed and collided by an aerosol deposition method onto the
次に、樹脂成形体110の第1端面110e(陰極端面)及び第2端面110f(陽極端面)にそれぞれ第1外部電極120及び第2外部電極130を形成する。例えば、導電性ペーストをスクリーン印刷法等で塗布して硬化し、第1外部電極120及び第2外部電極130として樹脂電極層をそれぞれ形成する。樹脂電極層形成用の導電性ペーストとしては、導電成分として銀粒子を含有する銀ペーストが好適である。その後、めっきすることによって樹脂電極層上にめっき層を形成してもよい。
Next, the first
このとき、第1外部電極120として、スパッタ法や蒸着法により例えば数μm厚の薄いスパッタ膜及び/又は蒸着膜を形成してもよい。
At this time, the first
上記方法により電解コンデンサ100を得ることができる。
The above method can be used to obtain an
なお、上記実施形態では、集電電極30を有する場合について説明したが、集電電極30を設けずに各コンデンサ素子10の陰極43を第1外部電極120に直接的に接続してもよい。この場合は、例えば、粘着性シート250の剥離後にシート250が貼り付けられていた第1部分221の下部をグラインダ等で削り取ることによって樹脂成形体110の第1端面110e(陰極端面)に各陰極43を露出させ、第1端面110eに露出した各陰極43上に第1外部電極120を形成してもよい。
In the above embodiment, the case where the
また、集電電極30を設けない場合は、樹脂硬化工程は、以下の工程に従って実施してもよい。すなわち、まず、第1部分221の各貫通孔223内に液状材料222をディスペンサ等により注入して充填する。次に、液状材料222が充填された各貫通孔223内に複数のコンデンサ素子10(重畳体11)を挿入し、挿入された複数のコンデンサ素子10(重畳体11)と第1部分221との間の隙間に液状材料222を充填する。例えば、複数のコンデンサ素子10の挿入後に真空脱泡を行うことによって、複数のコンデンサ素子10と第1部分221との間の隙間に液状材料222を充填する。そして、各コンデンサ素子10(重畳体11)と第1部分221との間の隙間に充填された液状材料222を、例えば真空オーブンで加熱することによって、硬化する。
In addition, when the collecting
また、上記実施形態では、外装体20が2種類の樹脂材料、すなわち第1部分21及び第2部分22のみから構成される場合について説明したが、電解コンデンサにおける外装体は3種類の樹脂材料から構成されてもよい。例えば、第1部分及び第2部分の間に樹脂材料からなる1層以上の中間樹脂層を設けてもよい。このような中間樹脂層は、例えば、複数のコンデンサ素子の重畳体を封止する第2部分を、第1部分の貫通孔より小さい寸法でトランスファ成形等により形成しておき、その後、コンデンサ素子の重畳体を第2部分ごと第1部分の貫通孔内に挿入し、そして、第2部分と第1部分との間の隙間に液状の樹脂材料を充填して硬化することによって形成することができる。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、複数の貫通孔223の空いた第1部分221を用いて複数の樹脂成形体110を同時に作製する場合について説明したが、本発明の電解コンデンサの製造方法では、貫通孔が1つだけ空いた第1部分を用いて樹脂成形体を1個ずつ作製してもよい。
In addition, in the above embodiment, a case has been described in which multiple resin molded
また、外装体が1種類の部分のみから構成されていてもよく、複数のコンデンサ素子の重畳体をトランスファーモールドやコンプレッションモールドにより封止して樹脂成形体を得てもよい。樹脂成形体を得るための樹脂組成物として樹脂成分と絶縁体繊維を含む樹脂組成物を使用して、絶縁体繊維の配向を調整することにより本発明の電解コンデンサを得ることができる。 The exterior body may be composed of only one type of part, or a laminate of multiple capacitor elements may be encapsulated by transfer molding or compression molding to obtain a resin molded body. The electrolytic capacitor of the present invention can be obtained by using a resin composition containing a resin component and insulating fibers as the resin composition for obtaining the resin molded body, and adjusting the orientation of the insulating fibers.
また、上記実施形態では、電解コンデンサ100が固体電解コンデンサである場合について説明したが、本発明の電解コンデンサは、コンデンサ素子と外装体とを備える電解コンデンサであれば特に限定されず、固体電解コンデンサの他に、例えば、フィルムコンデンサ、電気二重層コンデンサ、固体電池等であってもよい。
In the above embodiment, the
本明細書には以下の事項が開示されている。 The following items are disclosed in this specification:
本開示(1)は、それぞれ表面に誘電体層を有する陽極及び前記陽極と対向する陰極を含む複数のコンデンサ素子が第1方向に沿って配置された重畳体と、前記重畳体の周囲を封止する外装体とを備える直方体状の樹脂成形体を有し、
前記樹脂成形体は、前記第1方向において対向する第1主面及び第2主面、前記第1方向と直交する第2方向において対向し前記陰極が露出する第1端面及び前記陽極が露出する第2端面、並びに、前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向において対向する第1側面及び第2側面を有し、
前記外装体は絶縁体繊維を含み、前記絶縁体繊維が、前記第3方向及び/又は前記第1方向に配向している、電解コンデンサである。
The present disclosure (1) provides a rectangular parallelepiped resin molded body including a stack in which a plurality of capacitor elements, each of which includes an anode having a dielectric layer on a surface thereof and a cathode facing the anode, are arranged along a first direction, and an exterior body that seals a periphery of the stack,
the resin molded body has a first main surface and a second main surface opposing each other in the first direction, a first end surface from which the cathode is exposed and a second end surface from which the anode is exposed, which face each other in a second direction perpendicular to the first direction, and a first side surface and a second side surface opposing each other in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction,
The electrolytic capacitor includes an outer casing including insulating fibers, the insulating fibers being oriented in the third direction and/or the first direction.
本開示(2)は、前記外装体を前記第1方向から見た際に、前記絶縁体繊維が前記第3方向に配向しており、前記絶縁体繊維の配向方向が前記第3方向となす角度のうち鋭角となる角度が、前記絶縁体繊維の少なくとも60%において40°以下である本開示(1)に記載の電解コンデンサである。 Disclosure (2) is the electrolytic capacitor according to disclosure (1), in which, when the exterior body is viewed from the first direction, the insulator fibers are oriented in the third direction, and an acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the third direction is 40° or less for at least 60% of the insulator fibers.
本開示(3)は、前記外装体を前記第1方向から見た際に、前記絶縁体繊維が前記第3方向に配向しており、前記絶縁体繊維の配向方向が前記第3方向となす角度のうち鋭角となる角度が、前記絶縁体繊維の少なくとも60%において20°以下である本開示(2)に記載の電解コンデンサである。 The present disclosure (3) is an electrolytic capacitor according to the present disclosure (2), in which, when the exterior body is viewed from the first direction, the insulator fibers are oriented in the third direction, and an acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the third direction is 20° or less for at least 60% of the insulator fibers.
本開示(4)は、前記外装体を前記第2方向から見た際に、前記絶縁体繊維が前記第3方向に配向しており、前記絶縁体繊維の配向方向が前記第3方向となす角度のうち鋭角となる角度が、前記絶縁体繊維の少なくとも60%において40°以下である本開示(1)~(3)のいずれかとの任意の組合せの電解コンデンサである。 The present disclosure (4) is an electrolytic capacitor in any combination with any of the present disclosures (1) to (3), in which, when the exterior body is viewed from the second direction, the insulator fibers are oriented in the third direction, and an acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the third direction is 40° or less for at least 60% of the insulator fibers.
本開示(5)は、前記外装体を前記第2方向から見た際に、前記絶縁体繊維が前記第3方向に配向しており、前記絶縁体繊維の配向方向が前記第3方向となす角度のうち鋭角となる角度が、前記絶縁体繊維の少なくとも60%において20°以下である本開示(4)に記載の電解コンデンサである。 The present disclosure (5) is the electrolytic capacitor according to the present disclosure (4), in which, when the exterior body is viewed from the second direction, the insulator fibers are oriented in the third direction, and an acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the third direction is 20° or less for at least 60% of the insulator fibers.
本開示(6)は、前記外装体を前記第3方向から見た際に、前記絶縁体繊維が前記第1方向に配向しており、前記絶縁体繊維の配向方向が前記第1方向となす角度のうち鋭角となる角度が、前記絶縁体繊維の少なくとも60%において40°以下である本開示(1)~(5)のいずれかとの任意の組合せの電解コンデンサである。 The present disclosure (6) is an electrolytic capacitor in any combination with any of the present disclosures (1) to (5), in which, when the exterior body is viewed from the third direction, the insulator fibers are oriented in the first direction, and an acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the first direction is 40° or less for at least 60% of the insulator fibers.
本開示(7)は、前記外装体を前記第3方向から見た際に、前記絶縁体繊維が前記第1方向に配向しており、前記絶縁体繊維の配向方向が前記第1方向となす角度のうち鋭角となる角度が、前記絶縁体繊維の少なくとも60%において20°以下である本開示(6)に記載の電解コンデンサである。 The present disclosure (7) is the electrolytic capacitor according to the present disclosure (6), in which, when the exterior body is viewed from the third direction, the insulator fibers are oriented in the first direction, and an acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the first direction is 20° or less for at least 60% of the insulator fibers.
本開示(8)は、前記外装体を前記第2方向から見た際に、前記絶縁体繊維が前記第1方向に配向しており、前記絶縁体繊維の配向方向が前記第1方向となす角度のうち鋭角となる角度が、前記絶縁体繊維の少なくとも60%において40°以下である本開示(1)~(7)のいずれかとの任意の組合せの電解コンデンサである。 The present disclosure (8) is an electrolytic capacitor in any combination with any of the present disclosures (1) to (7), in which, when the exterior body is viewed from the second direction, the insulator fibers are oriented in the first direction, and an acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the first direction is 40° or less for at least 60% of the insulator fibers.
本開示(9)は、前記外装体を前記第2方向から見た際に、前記絶縁体繊維が前記第1方向に配向しており、前記絶縁体繊維の配向方向が前記第1方向となす角度のうち鋭角となる角度が、前記絶縁体繊維の少なくとも60%において20°以下である本開示(8)に記載の電解コンデンサである。 The present disclosure (9) is the electrolytic capacitor according to the present disclosure (8), in which, when the exterior body is viewed from the second direction, the insulator fibers are oriented in the first direction, and an acute angle between the orientation direction of the insulator fibers and the first direction is 20° or less for at least 60% of the insulator fibers.
本開示(10)は、前記絶縁体繊維の平均繊維長が100μm以上である本開示(1)~(9)のいずれかとの任意の組合せの電解コンデンサである。 The present disclosure (10) is an electrolytic capacitor in any combination with any of the present disclosures (1) to (9), in which the average fiber length of the insulating fibers is 100 μm or more.
本開示(11)は、前記絶縁体繊維が非晶質繊維である本開示(1)~(10)のいずれかとの任意の組合せの電解コンデンサである。 The present disclosure (11) is an electrolytic capacitor in any combination with any of the present disclosures (1) to (10) in which the insulating fibers are amorphous fibers.
本開示(12)は、前記絶縁体繊維がアルミニウム酸化物又はケイ素酸化物を50重量%以上含有する本開示(1)~(11)のいずれかとの任意の組合せの電解コンデンサである。 The present disclosure (12) is an electrolytic capacitor in any combination with any of the present disclosures (1) to (11), in which the insulating fibers contain 50% by weight or more of aluminum oxide or silicon oxide.
本開示(13)は、それぞれ表面に誘電体層を有する陽極及び前記陽極と対向する陰極を含む複数のコンデンサ素子が第1方向に沿って配置された重畳体を準備する工程と、外装体により前記重畳体を封止する封止工程とを備え、
製造される電解コンデンサにおいて、前記第1方向と直交し、前記陽極及び前記陰極が対向する方向を第2方向、前記第1方向及び前記第2方向に直交する方向を第3方向とした際に、
前記封止工程では、樹脂と絶縁体繊維を含む樹脂組成物を、製造する電解コンデンサの第3方向又は第1方向となる方向に沿って流動させる、電解コンデンサの製造方法である。
The present disclosure (13) provides a method for manufacturing a capacitor comprising: preparing a stack in which a plurality of capacitor elements, each of which includes an anode having a dielectric layer on a surface thereof and a cathode facing the anode, are arranged along a first direction; and sealing the stack with an exterior body,
In the electrolytic capacitor to be manufactured, when a direction perpendicular to the first direction and in which the anode and the cathode face each other is defined as a second direction, and a direction perpendicular to the first direction and the second direction is defined as a third direction,
In the sealing step, a resin composition containing a resin and insulating fibers is caused to flow along a direction that will be the third direction or the first direction of the electrolytic capacitor to be manufactured.
本開示(14)は、前記樹脂は熱可塑性樹脂であり、前記封止工程では、射出成形工程を行う本開示(13)に記載の電解コンデンサの製造方法である。 The present disclosure (14) is a method for producing an electrolytic capacitor according to the present disclosure (13), in which the resin is a thermoplastic resin and the sealing step includes an injection molding step.
本開示(15)は、前記射出成形工程におけるゲート方向に沿って前記絶縁体繊維を配向させる本開示(14)に記載の電解コンデンサの製造方法である。 The present disclosure (15) is a method for manufacturing an electrolytic capacitor according to the present disclosure (14), in which the insulator fibers are oriented along the gate direction in the injection molding process.
10 コンデンサ素子
11 重畳体
20 外装体
21 第1部分
21c 第1部分の端面
22 第2部分
23 貫通孔
30 集電電極
40 陽極
40a 陽極の先端面
40b 陽極の基端面
40c 陽極の第1部分
40d 陽極の第2部分
41 誘電体層
42 マスク層
43 陰極
43a 陰極の第1部分
43b 陰極の第2部分
44 固体電解質層
45 カーボン層
46 陰極導体層
50a 樹脂成形体の第1主面に発生したクラック
50c 樹脂成形体の第1側面に発生したクラック
60 絶縁体繊維
100 電解コンデンサ
110 樹脂成形体
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
120 第1外部電極
130 第2外部電極
210 ワーク
211 保持部
212 素子部
220 外装体
221 外装体の第1部分
222 液状材料
222a 外装体の第2部分
223 貫通孔
223a 貫通孔の第1の開口
223b 貫通孔の第2の開口
230 導電性ペースト
250 粘着性シート
261、271 ランナー
262、272 ゲート
10
Claims (15)
前記樹脂成形体は、前記第1方向において対向する第1主面及び第2主面、前記第1方向と直交する第2方向において対向し前記陰極が露出する第1端面及び前記陽極が露出する第2端面、並びに、前記第1方向及び前記第2方向に直交する第3方向において対向する第1側面及び第2側面を有し、
前記外装体は絶縁体繊維を含み、前記絶縁体繊維が、前記第1主面及び前記第2主面を構成する部分において前記第3方向に配向し、並びに/又は、前記第1側面及び第2側面を構成する部分において前記第1方向に配向している、電解コンデンサ。 a rectangular parallelepiped resin molded body including a stack in which a plurality of capacitor elements, each of which includes an anode having a dielectric layer on a surface thereof and a cathode facing the anode, are arranged along a first direction, and an exterior body that seals the periphery of the stack;
the resin molded body has a first main surface and a second main surface opposing each other in the first direction, a first end surface from which the cathode is exposed and a second end surface from which the anode is exposed, which face each other in a second direction perpendicular to the first direction, and a first side surface and a second side surface opposing each other in a third direction perpendicular to the first direction and the second direction,
An electrolytic capacitor, wherein the outer casing contains insulating fibers, and the insulating fibers are oriented in the third direction in the portions constituting the first main surface and the second main surface , and/or are oriented in the first direction in the portions constituting the first side surface and the second side surface .
製造される電解コンデンサにおいて、前記第1方向と直交し、前記陽極及び前記陰極が対向する方向を第2方向、前記第1方向及び前記第2方向に直交する方向を第3方向とした際に、
前記封止工程では、樹脂と絶縁体繊維を含む樹脂組成物を、製造する電解コンデンサの第3方向となる方向に沿って流動させて前記外装体の前記第1方向において対向する第1主面及び第2主面を構成する部分を形成する、又は、製造する電解コンデンサの第1方向となる方向に沿って流動させて前記外装体の前記第3方向において対向する第1側面及び第2側面を構成する部分を形成する、電解コンデンサの製造方法。 The method includes the steps of: preparing a stack in which a plurality of capacitor elements, each of which includes an anode having a dielectric layer on a surface thereof and a cathode facing the anode, are arranged along a first direction; and sealing the stack with an exterior body,
In the electrolytic capacitor to be manufactured, when a direction perpendicular to the first direction and in which the anode and the cathode face each other is defined as a second direction, and a direction perpendicular to the first direction and the second direction is defined as a third direction,
A method for manufacturing an electrolytic capacitor, in which the sealing process involves flowing a resin composition containing resin and insulator fibers along a direction that will be the third direction of the electrolytic capacitor to be manufactured to form portions that constitute the first and second main surfaces of the outer casing that face each other in the first direction, or flowing the resin composition along a direction that will be the first direction of the electrolytic capacitor to be manufactured to form portions that constitute the first and second side surfaces of the outer casing that face each other in the third direction .
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