JP2001185460A - 固体電解コンデンサおよびその製造方法並びに回路基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 陽極である金属粉焼結体の薄型化が可能であ
り、且つ、製造プロセス上の金属粉焼結体の損傷に起因
した漏れ電流の増大を抑制することが可能な固体電解コ
ンデンサおよびその製造方法を提供する。 【解決手段】 金属板１０１に凹部を形成し、前記凹部
に金属粉体または金属粉体を含むペーストを充填した
後、金属板１０１および前記金属粉体を焼成して前記凹
部内に金属粉焼結体１０２を形成した。続いて、金属粉
焼結体１０２表面に酸化皮膜を形成した後、固体電解質
層１０３、カーボン層１０４、銀ペースト層１０５およ
び陰極端子１０６を順次形成し、封止樹脂１０７により
封止して、固体電解コンデンサを得た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源回路などに用
いられる固体電解コンデンサおよびその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】固体電解コンデンサは、タンタルなどの
弁金属の陽極酸化により形成された酸化皮膜を誘電体と
し、この誘電体に固体電解質層を接触させてなるコンデ
ンサであり、弁金属が陽極を構成し、固体電解質層が陰
極を構成している。

【０００３】図５は、従来のタンタル固体電解コンデン
サの構成を表す断面図である。図５において、５０１は
タンタルリード線、５０２はタンタル粉焼結体、５０３
は固体電解質層、５０４はカーボン層、５０５は銀ペー
スト層、５０６は陰極端子、５０７は封止樹脂、５０８
は陽極端子である。このタンタル固体電解コンデンサ
は、以下のようにして製造される。まず、タンタル粉末
をタンタルリード線５０１とともにプレス成形し、これ
を真空焼結して、タンタル粉焼結体５０２を形成する。
次に、このタンタル粉焼結体５０２表面に、陽極酸化に
よって酸化皮膜を形成した後、固体電解質層５０３を充
填する。次いで、カーボン層５０４および銀ペースト層
５０５を順次塗布した後、固体電解質層５０３に電気的
に接続された陰極端子５０６と、リード線５０１に電気
的に接続された陽極端子５０８とを形成して、コンデン
サ素子を形成する。更に、コンデンサ素子を、トランス
ファーモールド法により封止樹脂５０７で封止する。

【０００４】このようなタンタル固体電解コンデンサ
は、陽極として使用されるタンタル粉焼結体が多孔質で
あるため、実効電極面積が大きく、小型で大容量のコン
デンサとすることができるうえに、等価直列抵抗（以
下、「ＥＳＲ」とする。）が低いという特徴を有する。
近年では、より細かなタンタル粉を使用することによっ
て、更に小型、薄型且つ高容量としたタンタル固体電解
コンデンサが研究開発されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記製造方法において
は、陽極を構成するタンタル粉焼結体は、タンタル粉を
金型内で圧縮してなる成形体を焼成することによって形
成される。しかし、このとき、タンタル粉成形体には金
型から取り出された状態でも十分な強度を有することが
要求されるため、その薄型化には限界があった。従っ
て、従来の固体電解コンデンサにおいては、タンタル粉
焼結体の厚さが比較的大きかった。

【０００６】最近では、電子機器の薄型化に伴い、固体
電解コンデンサに対しても薄型化が要求される傾向にあ
る。しかし、従来の固体電解コンデンサは、タンタル焼
結体の厚さが大きいため、それに伴って固体電解コンデ
ンサの厚さも大きくなり、薄型化に適した構造を有する
とは言い難かった。また、一般に、陽極を積層すること
によって、コンデンサの大容量化および低ＥＳＲ化が可
能であることが知られているが、従来の固体電解コンデ
ンサのいては、タンタル粉焼結体の厚さが大きいため、
陽極の積層化が困難であるという問題があった。

【０００７】また、従来の固体電解コンデンサの製造に
おいては、陽極であるタンタル粉焼結体が、裸の状態、
すなわち角部が露出した状態で使用される。従って、そ
の製造過程において、焼結体、特に焼結体の角部が、衝
撃や封止樹脂の熱ストレスによる圧力などによって損傷
し易かった。焼結体の損傷は、漏れ電流（以下、「Ｌ
Ｃ」とする。）の増大などといったコンデンサの特性劣
化を招くため問題とされていた。

【０００８】本発明は、陽極の薄型化が可能な構造を有
し、且つ、ＬＣの小さい固体電解コンデンサおよびその
製造方法と、そのような固体電解コンデンサを内蔵した
回路基板を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の第１の固体電解コンデンサは、凹部を有す
る金属板と、前記凹部内に形成された、前記金属板と同
種の金属からなる金属粉焼結体と、前記金属粉焼結体表
面に酸化皮膜を介して形成された固体電解質層とを含む
ことを特徴とする。このような構成の固体電解コンデン
サは、金属粉焼結体が金属板の凹部内に形成されている
ため陽極の薄型化が容易であり、製品の薄型化に適して
いる。また、金属粉焼結体の損傷を抑制し、ＬＣを低減
することが可能である。

【００１０】前記第１の固体電解コンデンサにおいて
は、金属板が陽極端子として機能することが好ましい。
この好ましい例によれば、従来の固体電解コンデンサの
ようなトランスファーモールド法による樹脂封止が不要
であり、製品全体に対する陽極体の体積比率を大きく
し、製品体積当たりの容量を向上させることが可能であ
る。また、リード線および陽極端子の引き出し線が不要
であるため、等価直列インダクタンス（以下、「ＥＳ
Ｌ」とする。）を低くすることも可能である。

【００１１】前記目的を達成するため、本発明の第２の
固体電解コンデンサは、凹部を有する金属板と、前記凹
部内に形成された、前記金属板と同種の金属からなる金
属粉焼結体と、前記金属粉焼結体表面に酸化皮膜を介し
て形成された固体電解質層とを含むコンデンサユニット
が複数存在し、各コンデンサユニットを構成する前記金
属板同士が電気的に接続されていることを特徴とする。
このような構成の固体電解コンデンサは、金属粉焼結体
が金属板の凹部内に形成されているため陽極の薄型化が
容易であり、製品の薄型化および陽極の積層化に適して
いる。また、金属粉焼結体の損傷を抑制し、ＬＣを低減
することが可能である。

【００１２】前記第２の固体電解コンデンサにおいて
は、コンデンサユニットが、互いに積層されていること
が好ましい。この好ましい例によれば、コンデンサの大
容量化および低ＥＳＲ化を図ることができる。

【００１３】また、前記第２の固体電解コンデンサにお
いては、コンデンサユニットを、アレイ状に配置するこ
とも可能である。この場合、金属板が陽極端子として機
能することが好ましい。この好ましい例によれば、従来
の固体電解コンデンサのようなトランスファーモールド
法による樹脂封止が不要であり、製品全体に対する陽極
体の体積比率を大きくし、製品体積当たりの容量を向上
させることが可能である。また、リード線および陽極端
子の引き出し線が不要であるため、低ＥＳＬ化を図るこ
とが可能である。

【００１４】また、前記第１および第２の固体電解コン
デンサにおいては、金属板および金属粉焼結体が、タン
タルまたはニオブで構成されていることが好ましい。

【００１５】前記目的を達成するため、本発明の固体電
解コンデンサの製造方法は、金属板に凹部を形成する工
程と、前記金属板と同種の金属粉体または金属粉体を含
むペーストを前記凹部に充填する工程と、前記金属板お
よび前記金属粉体を焼成し、前記凹部内に金属粉焼結体
を形成する工程と、前記金属粉焼結体表面に酸化皮膜を
介して固体電解質層を形成する工程とを含むことを特徴
とする。このような製造方法は、金属粉焼結体を金属板
の凹部内に形成するため陽極の薄型化が容易であり、薄
型の製品の製造に適している。また、金属粉焼結体が、
凹部内に収容された状態、すなわち角部の露出がない状
態で後工程に使用されるため、金属粉焼結体が損傷し難
く、ＬＣを低減することが可能である。

【００１６】また、前記製造方法においては、金属板に
複数の凹部を形成する工程と、前記凹部の各々に金属粉
焼結体を形成する工程と、前記金属粉焼結体の各々の表
面に酸化皮膜を介して固体電解質層を形成する工程とを
実施し、前記金属板に複数の固体電解コンデンサを形成
した後、前記金属板を切断して個々の固体電解コンデン
サに分割することが好ましい。複数の固体電解コンデン
サを一括して製造でき、製造効率が向上するからであ
る。

【００１７】前記目的を達成することができるため、本
発明の回路基板は、前記第１の固体電解コンデンサまた
は前記第２の固体電解コンデンサを内蔵することを特徴
とする。このような構成によれば、薄型で、低インダク
タンスの電子部品内蔵型回路基板とすることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例につ
いて、図面を用いて詳細に説明する。

【００１９】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係る固体電解コンデンサの構造を示す断面
図である。

【００２０】この固体電解コンデンサにおいては、金属
板１０１が凹部を形成しており、前記凹部内に金属粉焼
結体１０２が形成されている。

【００２１】金属板１０１は、固体電解コンデンサの陽
極端子として機能し得る部材であり、例えば、タンタ
ル、ニオブ、アルミニウムなどの弁金属で構成される。
金属板１０１の厚さは、特に限定するものではないが、
通常０．０１〜２ｍｍ程度が適当である。また、凹部の
形状および寸法については、特に限定されるものではな
く、所望とするコンデンサの各特性に応じて設定でき
る。例えば、凹部の深さは、通常０．２〜１．５ｍｍ、
好ましくは０．５〜１ｍｍとするのが適当である。

【００２２】金属粉焼結体１０２は、固体電解コンデン
サの陽極体として機能する部材である。金属粉焼結体１
０２は、金属板１０１と同種の弁金属で構成された多孔
質の焼結体である。金属粉焼結体１０２の厚さは、所望
とするコンデンサの各特性に応じて設定される。特に限
定するものではないが、０．０５〜１．２ｍｍ、更には
０．１〜０．７ｍｍであることが好ましい。

【００２３】金属粉焼結体１０２表面（細孔内の表面を
含む。）には、固体電解質層１０３が形成されている。
なお、金属粉焼結体１０２と固体電解質層１０３との界
面、および、金属板１０１の内側表面には誘電体が介在
する。この誘電体は、通常、金属粉焼結体１０２および
金属板１０１の陽極酸化で得られる酸化皮膜である。

【００２４】固体電解質層１０３は、固体電解コンデン
サの陰極を構成する部材であり、例えば、二酸化マンガ
ン、ポリピロールおよびポリチオフェンなどを使用する
ことができる。

【００２５】また、金属板１０１の凹部の開口側には、
陰極端子１０６が配置されている。陰極端子１０６は、
導電層１０４および１０５を介して、固体電解質層１０
３と電気的に接続されている。陰極端子１０６として
は、例えば、鉄、ステンレス鋼、鉄−ニッケル合金など
の金属、または、前記金属からなる基材に銅、ニッケ
ル、錫、半田などのメッキを施したものを使用すること
ができる。また、導電層１０４は、例えば、カーボンな
どで構成することができ、導電層１０５は、例えば、銀
ペーストなどで構成することができる。

【００２６】更に、固体電解質層１０３および導電体層
表面であって、陰極端子１０６によって被覆されていな
い領域が、封止樹脂１０７で被覆されている。封止樹脂
１０７としては、例えば、エポキシ樹脂、シリカなどの
フィラーを含有するエポキシ樹脂などを使用することが
できる。

【００２７】また、本実施形態に係る固体電解コンデン
サにおいては、回路基板への実装を容易にするために、
陽極端子となる金属板１０１の外側表面および陰極端子
１０６の外側表面に、ニッケル、錫または半田などの金
属メッキ層が形成されていてもよい。

【００２８】図２は、図１に示した固体電解コンデンサ
の製造方法を説明するフロー図である。以下、図２を参
照しながら、本発明に係る固体電解コンデンサの製造方
法の一例について説明する。

【００２９】まず、少なくとも１つの凹部を有する金属
板１０１を形成する。金属板１０１の形成は、例えば、
金属平板に金型プレスなどの機械的な変形加工または除
去加工を施すことによって実施できる。

【００３０】次いで、金属板１０１の凹部内に金属粉体
を充填し、圧縮する（充填工程）。金属粉体としては、
金属板１０１と同種の金属が使用される。また、金属粉
体を圧縮する圧力は、使用する金属粉体の種類によって
も異なるが、好ましくは７．０×１０⁷〜１．０×１０⁸
Ｐａである。

【００３１】また、充填工程においては、金属粉体に代
えて、金属板１０１の凹部内に金属粉体を含むペースト
を充填してもよい。ペーストは、金属粉体と、例えばア
ルコールなどの溶媒とを混合することによって調整でき
る。

【００３２】次に、金属粉体が充填された金属板１０１
を焼成する（焼成工程）。これにより、金属粉体の焼結
によって金属粉焼結体１０２が形成されるとともに、金
属板１０１と金属粉焼結体１０２とが一体化する（以
下、金属板１０１と金属粉焼結体１０２とが一体化して
なる部材を、「陽極素子」とする。）。使用する金属粉
体の種類によって異なるが、焼成温度は、通常１１００
〜１６００℃、好ましくは１２００〜１４５０℃であ
り、焼成時間は、通常２０〜３０分程度である。また、
焼成雰囲気は真空とすることが好ましい。

【００３３】次に、金属板１０１の裏面（すなわち、金
属粉焼結体１０２が存在する側とは反対の面）をマスキ
ングした状態で陽極素子の陽極酸化を実施し、金属粉焼
結体１０２表面および金属板１０１の内側表面に酸化皮
膜を形成する。ここで、「金属粉焼結体表面」とは、金
属粉焼結体の細孔内の表面を含む。

【００３４】マスキングを除去した後、酸化皮膜が形成
された金属粉焼結体１０２に、固体電解質を充填する。
これにより、細孔内の表面を含む金属粉焼結体１０２表
面に、酸化皮膜を介して、固体電解質層１０３が形成さ
れる。

【００３５】この工程は、固体電解質層１０３として、
二酸化マンガンなどの金属酸化物を使用する場合は、酸
化皮膜を備えた金属粉焼結体１０２表面において、マン
ガン塩などの金属塩を熱分解することによって実施でき
る。なお、金属塩としては、硝酸塩などの無機酸塩を使
用することが好ましい。

【００３６】また、固体電解質層１０３として、ポリピ
ロールおよびポリチオフェンなどの高分子材料を使用す
る場合は、酸化皮膜を備えた金属粉焼結体１０２表面に
おいて、ピロールおよびチオフェンなどのモノマーを重
合させることによって実施できる。

【００３７】続いて、固体電解質層１０３表面に、導電
層１０４および１０５として、例えばカーボンおよび銀
ペーストを順次塗布し、乾燥する。更に、導電層１０５
表面に陰極端子１０６を接着する。そして、固体電解質
層１０３、導電層１０４および１０５の露出部を封止樹
脂１０７で被覆する。更に、エージングなどの処理を適
宜実施し、固体電解コンデンサを得る。

【００３８】なお、上記製造方法においては、複数の凹
部を有する金属板を使用し、複数の固体電解コンデンサ
を一括して製造することも可能である。この場合、封止
樹脂１０７による封止工程の終了後、好ましくはエージ
ング処理の終了後に、複数のコンデンサが作込まれた金
属板を切断し、個々のコンデンサに分割する工程（切断
工程）を実施する。

【００３９】前述したように、図５に示したような従来
の固体電解コンデンサにおいては、金属粉焼結体の薄型
化は非常に困難であり、金属焼結体の厚さを３００μｍ
以下とすることはできなかった。しかし、本実施形態に
よれば、金属粉焼結体が金属板の凹部内で成形および焼
結されるため、金属粉焼結体の薄型化が容易であり、金
属粉焼結体の厚さを３００μｍ以下、更には１００μｍ
以下とすることも可能である。

【００４０】また、金属粉焼結体は金属板の凹部内に形
成され、その状態のまま後工程に処されるため、取り扱
いが容易であるうえに、衝撃および圧力が加えられた場
合であっても損傷を受け難い。従って、得られるコンデ
ンサにおいて、金属焼結体の損傷に起因したＬＣ増大を
抑制することができる。

【００４１】更に、本実施形態によれば、金属板を陽極
端子として使用することが可能であるため、従来の固体
電解コンデンサのようなトランスファーモールド法によ
る樹脂封止が不要であり、製品全体に対する金属粉焼結
体の体積比率を大きくすることが可能である。一般に、
多孔質である金属粉焼結体を陽極として使用する場合、
金属粉焼結体の体積が大きいほどコンデンサの容量が大
きくなる。従って、本実施形態によれば、製品体積当た
りの容量を向上させることができる。

【００４２】更に、金属粉焼結体から引き出されるリー
ド線が不要であるため、低ＥＳＬ化が可能である。特
に、本固体電解コンデンサを回路基板に実装して使用す
る際に、金属板を回路基板の２ヶ所に接続して３端子で
使用すれば、大幅な低ＥＳＬ化を図ることが可能であ
る。

【００４３】本実施形態に係る固体電解コンデンサは、
薄型化に適し、陽極端子と陰極端子とが素子の上下面に
形成されており、尚且つ、金属焼結体が外部応力の影響
を受け難いことから、電子部品内蔵型の回路基板を構成
する電子部品として好適である。以下、このような回路
基板について説明する。

【００４４】この回路基板は、多層配線基板内に、本実
施形態に係る固体電解コンデンサが内蔵されて構成され
る。多層配線基板は、複数の基板層が互いに積層され、
基板層の層間または表面に配線層が形成されて構成され
る。固体電解コンデンサは、基板層の層間に配置され
る。固体電解コンデンサの陽極端子および陰極端子は、
配線層と、基板層を介して積層されて基板層に形成され
たビアを介して電気的に接続されるか、または、直接に
積層されて電気的に接続される。

【００４５】基板層としては、例えば、アルミナなどの
セラミックス材料とエポキシ樹脂などの樹脂とを混合し
た複合材料、ポリイミド樹脂など、従来から多層配線基
板に用いられている材料を使用することができる。ま
た、配線層としては、例えば、銅、銀、金、ニッケルな
どを使用することができる。

【００４６】なお、上記回路基板において固体電解コン
デンサは、例えば、電源ラインとグランドラインとの間
のデカップリングコンデンサ、ＣＰＵ電源に用いられる
電荷供給用コンデンサとして用いることができる。

【００４７】（第２の実施形態）図３（ａ）は、本実施
形態に係る固体電解コンデンサを構成するコンデンサユ
ニットの構造を示す斜視図であり、図３（ｂ）は、第２
の実施形態に係る固体電解コンデンサの構造を示す斜視
図である。

【００４８】この固体電解コンデンサは、複数のコンデ
ンサユニットがアレイ状に配置されて構成されている。
コンデンサユニットの数は、特に限定されるものではな
く、所望の容量に応じて設定することができる。

【００４９】各コンデンサユニットは、第１の実施形態
に係る固体電解コンデンサと実質的に同様の構造を有す
る。すなわち、金属板２０１の凹部に金属粉焼結体が形
成されており、金属粉焼結体表面に酸化皮膜を介して固
体電解質層が形成されている。更に、金属板２０１の凹
部の開口側においては、固体電解質層と電気的に接続さ
れた陰極端子２０６が配置されており、陰極端子２０６
で被覆されていない部分が封止樹脂２０７で封止されて
いる。

【００５０】各コンデンサユニットの金属板２０１同士
は互いに電気的に接続されており、好ましくは金属板２
０１同士が一体化されている。すなわち、複数のコンデ
ンサユニットが、共通した１枚の金属板で構成されてい
ることが好ましい。

【００５１】本実施形態に係る固体電解コンデンサの製
造方法は、第１の実施形態と実質的にして実施すること
ができる。

【００５２】簡単に説明すると、金属平板の機械的な成
形加工または除去加工によって、複数の凹部がアレイ状
に配置された金属板を形成する。次に、各凹部に金属粉
体を充填して圧縮した後、金属板および金属粉体を焼成
する。更に、酸化皮膜の形成、固体電解質層の形成、陰
極端子の形成、樹脂封止などの工程を順次実施し、固体
電解コンデンサを得る。

【００５３】なお、本実施形態においても、１枚の金属
板に、複数の凹部がアレイ状に配置されてなる単位を複
数単位形成して、複数の固体電解コンデンサを一括して
製造することも可能である。この場合、第１の実施形態
と同様に、樹脂封止工程の終了後に、複数のコンデンサ
ユニットで構成される製品単位が複数単位作込まれた金
属板を切断し、個々の製品単位に分割する工程（切断工
程）を実施する。

【００５４】本実施形態に係る固体電解コンデンサによ
っても、第１の実施形態と同様の効果を達成することが
できる。

【００５５】また、第１の実施形態と同様に、本実施形
態の固体電解コンデンサを用いて電子部品内蔵型回路基
板を構成することも可能である。

【００５６】（第３の実施形態）図４は、第３の実施形
態に係る固体電解コンデンサの構造を示す断面図であ
る。この固体電解コンデンサは、複数のコンデンサユニ
ットが互いに積層されて構成されている。コンデンサユ
ニットの数は、特に限定されるものではなく、所望の容
量に応じて設定することができる。

【００５７】各コンデンサユニットは、第１の実施形態
に係る固体電解コンデンサと実質的に同様の構造を有す
る。すなわち、金属板４０１の凹部に金属粉焼結体４０
２が形成されており、金属粉焼結体４０２表面に酸化皮
膜を介して固体電解質層４０３が形成されている。更
に、金属板４０１の凹部の開口側においては、固体電解
質層４０３と導電層４０４および４０５を介して電気的
に接続された、陰極端子４０６ａが配置されている。

【００５８】複数のコンデンサユニットが積層して積層
体を構成しており、この積層体が封止樹脂４０７によっ
て封止されている。積層方法は特に限定するものではな
いが、図４に示すように、金属板４０１同士、陰極端子
４０６ａ同士が対向するように積層されることが好まし
い。

【００５９】更に、積層体の一側面には、各コンデンサ
ユニットの金属板４０１と電気的に接続された陽極端子
４０８が形成されている。これにより、金属板４０１同
士が互いに電気的に接続されている。また、積層体の別
の一側面には、各コンデンサユニットの陰極端子４０６
ａと電気的に接続された陰極端子４０６ｂが形成されて
いる。これにより、陰極端子４０６ａ同士が互いに電気
的に接続されている。

【００６０】更に、本実施形態に係る固体電解コンデン
サにおいては、回路基板への実装を容易にするために、
陽極端子４０８の一部および陰極端子４０６ｂの一部
に、ニッケルまたは半田などのメッキ層が形成されてい
てもよい。

【００６１】本実施形態に係る固体電解コンデンサの製
造方法について説明する。

【００６２】凹部を有する金属板を作製し、前記凹部に
金属粉体を充填して圧縮した後、金属板および金属粉体
を焼成する。更に、酸化皮膜の形成工程、固体電解質層
の形成工程、陰極端子の形成工程を順次実施して、コン
デンサユニットを得る。なお、上記各工程は、第１の実
施形態と実質的に同様に実施することができる。

【００６３】なお、複数の凹部を有する金属板を使用し
て、複数のコンデンサユニットを一括して製造すること
も可能である。この場合、陰極端子４０６ａの形成工程
の終了後に、複数のコンデンサユニットが作込まれた金
属板を切断し、個々のコンデンサユニットに分割する工
程が実施される。

【００６４】上記操作により複数のコンデンサユニット
を作製し、これらを互いに積層する。前述したように、
積層は、金属板４０１同士、陰極端子４０６ａ同士が対
向するように実施することが好ましい。また、このと
き、対向する陰極端子４０６ａ同士間には、導電性ペー
スト４０９を介在させることが好ましい。

【００６５】次に、積層体の一側面において、露出した
各金属板の端部を陽極端子４０８に接続させる。また、
積層体の別の一側面において、露出した各陰極端子４０
６ａの端部を陰極端子４０６ｂに接続させる。この接続
は、例えば、レーザー接合により実施することができ
る。

【００６６】続いて、上記積層体を、封止樹脂４０７に
よって封止する。このとき、陽極端子４０８ａおよび陰
極端子４０６ｂの一部は封止樹脂４０７の外部に露出さ
せる。その後、エージングなどの処理を適宜実施し、固
体電解コンデンサを得る。

【００６７】本実施形態によれば、陽極である金属粉焼
結体が複数積層されているため、容量が大きく、ＥＳＲ
の低い固体電解コンデンサとすることができる。特に、
第１の実施形態と同様に金属粉焼結体の薄型化が容易で
あり、金属粉焼結体の厚さを３００μｍ以下、更には１
００μｍ以下とすることも可能であるため、このような
積層化が容易であるという利点を有する。また、プレー
ト状の金属板を使用することにより、低ＥＳＬ化を図る
ことが可能である。

【００６８】更に、第１の実施形態と同様に、金属粉焼
結体が金属板の凹部内に形成されるため、金属粉焼結体
の取り扱いが容易であり、尚且つ、金属焼結体の損傷に
起因したＬＣ増大を抑制することが可能である。

【００６９】また、第１の実施形態と同様に、本実施形
態の固体電解コンデンサを用いて電子部品内蔵型回路基
板を構成することも可能である。

【００７０】

【実施例】以下、実施例および比較例を用いて本発明を
更に詳細に説明する。なお、実施例および比較例で作製
した固体電解コンデンサの特性評価は、下記方法に従っ
て実施した。

【００７１】（容量、ＥＳＲおよびＥＳＬ）インピーダ
ンスアナライザ（ヒューレットパッカード社製４１９４
Ａ）を用いて４端子法にて測定した。なお、測定周波数
は、容量測定においては１２０Ｈｚ、ＥＳＲ測定におい
ては１００ｋＨｚとした。また、ＥＳＬは共振法にて測
定した。

【００７２】（ＬＣ）コンデンサに定格電圧を印加し、
電圧印加を停止してから６０秒後の電流値を測定した。
なお、本実施例および比較例で作製したコンデンサの定
格電圧は、６．３Ｖである。

【００７３】（実施例１）図１と同様の構造を有する固
体電解コンデンサを、以下の要領で作製した。まず、１
００μｍ厚のタンタル箔を金型でプレスし、４ｍｍ×７
ｍｍの複数の凹部を有するタンタル板を成形した。凹部
の深さは５００μｍとした。次に、タンタル粉を凹部に
充填し圧縮した。圧縮後のタンタル粉体層の厚みは約２
００μｍであった。次に、このタンタル板を高真空中で
１３００℃で焼成し、陽極素子を得た。陽極素子の裏面
をマスキングした後、陽極素子の陽極酸化を、リン酸を
主成分とする電解液中において１２Ｖの条件で行った。
次いで、陽極素子のタンタル粉焼結体表面に硝酸マンガ
ン溶液を滴下した後、これを加熱して二酸化マンガン層
を形成した。二酸化マンガン層の形成は数回繰り返して
行った。陽極素子の陽極酸化を、二酸化マンガン層を電
解質として再度実施した後、二酸化マンガン層表面にカ
ーボン層および銀ペースト層を順次形成し、ステンレス
ベースの陰極端子を銀ペーストで接着し、無機フィラー
入りのエポキシ樹脂で封止した。その後、タンタル板を
切断し、個々の固体電解コンデンサに分割した。得られ
た固体電解コンデンサのサイズは、７．３ｍｍ×４．３
ｍｍ×０．７ｍｍであった。

【００７４】（実施例２）図１と同様の構造を有する固
体電解コンデンサを、以下の要領で作製した。まず、１
ｍｍ厚のタンタル板を機械加工して、３．５ｍｍ×６．
５ｍｍの複数の凹部を有するタンタル板を成形した。凹
部の深さは８００μｍとした。次に、実施例１で使用し
たものと同様のタンタル粉を凹部に充填し圧縮した。圧
縮後のタンタル粉体層の厚みは約４００μｍであった。
次に、このタンタル板を高真空中で１３００℃で焼成し
て、陽極素子を得た。陽極素子の裏面をマスキングした
後、リン酸を主成分とする電解液中において１２Ｖの条
件で、陽極素子の陽極酸化を行った。次いで、陽極素子
のタンタル粉焼結体に、チオフェンモノマー溶液を滴下
した後、酸化剤溶液を滴下し、これを乾燥してポリチオ
フェン層を形成した。なお、ポリチオフェン層の形成は
数回繰り返して実施した。ポリチオフェン層表面にカー
ボン層および銀ペースト層を順次形成し、ステンレスベ
ースの陰極端子を銀ペーストで接着した後、無機フィラ
ー入りのエポキシ樹脂で封止した。その後、金属板を切
断し、個々の固体電解コンデンサに分割した。得られた
固体電解コンデンサのサイズは、７．３ｍｍ×４．３ｍ
ｍ×１．１ｍｍであった。

【００７５】（比較例１）図５と同様の構造を有する固
体電解コンデンサを、以下の要領で作製した。まず、実
施例１で使用したものと同様のタンタル粉を、タンタル
リード線とともにプレス成形し、これを高真空中で１３
００℃で焼成してタンタル粉焼結体を得た。タンタル粉
焼結体のサイズは３ｍｍ×４．５ｍｍ×０．７ｍｍであ
った。次に、タンタル粉焼結体を陽極として、リン酸を
主成分とする電解液中において１２Ｖの条件で陽極酸化
を行った。次いで、タンタル粉焼結体を、チオフェンモ
ノマー溶液と酸化剤液とに交互に浸漬し、電解重合を行
ってポリチオフェン層を形成した。更に、ポリチオフェ
ン層表面にカーボン層および銀ペースト層を順次形成
し、陰極端子および陽極端子を接続した後、トランスフ
ァーモールド法によりエポキシ樹脂で封止した。得られ
た固体電解コンデンサのサイズは、７．３ｍｍ×４．３
ｍｍ×２ｍｍであった。

【００７６】（比較例２）図５と同様の構造を有する固
体電解コンデンサを、以下の要領で作製した。まず、実
施例１で使用したものと同様のタンタル粉を、タンタル
リード線とともにプレス成形し、これを高真空中で１３
００℃で焼成してタンタル粉焼結体を得た。タンタル粉
焼結体のサイズは３ｍｍ×４．５ｍｍ×０．７ｍｍであ
った。次に、タンタル粉焼結体を陽極として、リン酸を
主成分とする電解液中において１２Ｖの条件で陽極酸化
を行った。次いで、タンタル粉焼結体を硝酸マンガン溶
液に浸漬した後、これを加熱して二酸化マンガン層を形
成した。更に、二酸化マンガン層表面にカーボン層およ
び銀ペースト層を順次形成し、陰極端子および陽極端子
を接続した後、トランスファーモールド法によってエポ
キシ樹脂で封止した。得られた固体電解コンデンサのサ
イズは、７．３ｍｍ×４．３ｍｍ×２ｍｍであった。

【００７７】上記実施例１および２、比較例１および２
で作製した各固体電解コンデンサの特性を評価した。結
果を表１に示す。

【００７８】

【表１】

【００７９】表１に示すように、実施例の固体電解コン
デンサは、比較例と比べて、ＥＳＬが小さく、ＬＣも低
減されていた。また、実施例の固体電解コンデンサは、
薄型で、且つ、体積当たりの容量が大きいことが確認で
きた。

【００８０】（実施例３）図４と同様の構造を有する固
体電解コンデンサを、以下の要領で作製した。まず、１
００μｍ厚のタンタル箔を金型でプレスして、４ｍｍ×
７ｍｍの複数の凹部を有するタンタル板を成形した。凹
部の深さは２５０μｍとした。次に、実施例１で使用し
たものと同様のタンタル粉を凹部に充填し圧縮した。圧
縮後のタンタル粉体層の厚みは約２００μｍであった。
次に、このタンタル板を高真空中で、１３００℃で焼成
して、陽極素子を得た。陽極素子の裏面をマスキングし
た後、リン酸を主成分とする電解液中において１２Ｖの
条件で、陽極素子の陽極酸化を行った。次いで、硝酸マ
ンガン溶液を凹部に滴下した後、これを加熱して二酸化
マンガン層を形成した。二酸化マンガン層の形成は数回
行った。陽極素子の陽極酸化を、二酸化マンガン層を電
解質として再度実施した後、カーボン層および銀ペース
ト層を順次形成し、ステンレスベースの陰極端子を銀ペ
ーストで接着した。その後、タンタル板を切断し、個々
のコンデンサユニットに分割した。次に、６個のコンデ
ンサユニットを、銀ペーストで陰極端子同士を接着して
互いに積層した。その後、無機フィラー入りのエポキシ
樹脂で封止して、固体電解コンデンサを得た。

【００８１】得られた固体電解コンデンサの各特性は、
容量が約１０００μＦ、ＥＳＲが７ｍΩ、ＥＳＬが２ｎ
Ｈ、ＬＣが１０μＡであった。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の固
体電解コンデンサによれば、凹部を有する金属板と、前
記凹部内に形成された、前記金属板と同種の金属からな
る金属粉焼結体と、前記金属粉焼結体表面に酸化皮膜を
介して形成された固体電解質層とを含むため、陽極の薄
型化が容易であり、且つ、ＬＣが小さいという利点を有
する。

【００８３】また、本発明の第２の固体電解コンデンサ
によれば、凹部を有する金属板と、前記凹部内に形成さ
れた、前記金属板と同種の金属からなる金属粉焼結体
と、前記金属粉焼結体表面に酸化皮膜を介して形成され
た固体電解質層とを含むコンデンサユニットが複数存在
し、各コンデンサユニットを構成する前記金属板同士が
電気的に接続されているため、陽極の薄型化が容易であ
り、且つ、ＬＣが小さいという利点を有する。

【００８４】また、本発明の製造方法によれば、本発明
の固体電解コンデンサの製造方法は、金属板に凹部を形
成する工程と、前記金属板と同種の金属粉体または金属
粉体を含むペーストを前記凹部に充填する工程と、前記
金属板および前記金属粉体を焼成し、前記凹部内に金属
粉焼結体を形成する工程と、前記金属粉焼結体表面に酸
化皮膜を介して固体電解質層を形成する工程とを含むた
め、陽極の薄型化が容易であり、且つ、ＬＣが小さい固
体電解コンデンサを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態に係る固体電解コン
デンサの構造を示す断面図である。

【図２】 本発明の固体電解コンデンサの製造方法の一
例を説明するためのフロー図である。

【図３】 本発明の第２の実施形態に係る固体電解コン
デンサを示す斜視図である。

【図４】 本発明の第２の実施形態に係る固体電解コン
デンサの構造を示す断面図である。

【図５】 従来の固体電解コンデンサの構成を示す断面
図である。

【符号の説明】

１０１、２０１、４０１ 金属板 １０２、４０２ 金属粉焼結体 １０３、４０３ 固体電解質層 １０４、４０４ 導電層 １０５、４０５ 導電層 １０６、２０６、４０６ａ 陰極端子 １０７、２０７、４０７ 封止樹脂 ４０６ｂ 陰極端子 ４０８ 陽極端子 ４０９ 導電性ペースト ５０１ リード線 ５０２ タンタル粉焼結体 ５０３ 固体電解質層 ５０４ カーボン層 ５０５ 銀ペースト層 ５０６ 陰極端子 ５０７ 封止樹脂 ５０８ 陽極端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白石 誠吾 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 田口 豊 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5E082 AB09 CC02 EE02 EE13 EE15 EE23 EE45 FF05 FG03 FG27 FG44 FG54 GG08 GG09 GG28 KK07 KK08 LL03 LL13 LL15 LL21

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 凹部を有する金属板と、前記凹部内に形
   成された、前記金属板と同種の金属からなる金属粉焼結
   体と、前記金属粉焼結体表面に酸化皮膜を介して形成さ
   れた固体電解質層とを含むことを特徴とする固体電解コ
   ンデンサ。
2. 【請求項２】 凹部を有する金属板と、前記凹部内に形
   成された、前記金属板と同種の金属からなる金属粉焼結
   体と、前記金属粉焼結体表面に酸化皮膜を介して形成さ
   れた固体電解質層とを含むコンデンサユニットが複数存
   在し、各コンデンサユニットを構成する前記金属板同士
   が電気的に接続されていることを特徴とする固体電解コ
   ンデンサ。
3. 【請求項３】 コンデンサユニットが、互いに積層され
   ている請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
4. 【請求項４】 コンデンサユニットが、アレイ状に配置
   されている請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
5. 【請求項５】 金属板が陽極端子として機能する請求項
   １または４に記載の固体電解コンデンサ。
6. 【請求項６】 金属板および金属粉焼結体が、タンタル
   またはニオブで構成されている請求項１〜５のいずれか
   に記載の固体電解コンデンサ。
7. 【請求項７】 金属板に凹部を形成する工程と、前記金
   属板と同種の金属粉体または金属粉体を含むペーストを
   前記凹部に充填する工程と、前記金属板および前記金属
   粉体を焼成し、前記凹部内に金属粉焼結体を形成する工
   程と、前記金属粉焼結体表面に酸化皮膜を介して固体電
   解質層を形成する工程とを含むことを特徴とする固体電
   解コンデンサの製造方法。
8. 【請求項８】 金属板に複数の凹部を形成する工程と、
   前記凹部の各々に金属粉焼結体を形成する工程と、前記
   金属粉焼結体の各々の表面に酸化皮膜を介して固体電解
   質層を形成する工程とを実施し、前記金属板に複数の固
   体電解コンデンサを形成した後、前記金属板を切断して
   個々の固体電解コンデンサに分割する請求項７に記載の
   固体電解コンデンサの製造方法。
9. 【請求項９】 請求項１〜６のいずれかに記載の固体電
   解コンデンサを内蔵した回路基板。