JP2004056040A - 固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子及びこのコンデンサ素子の製造方法並びにこのコンデンサ素子を用いた固体電解コンデンサ - Google Patents
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Abstract
【課題】弁作用金属の粉末を多孔質の直方体に焼結した陽極チップ体１２と、この陽極チップ体における一端面１２ａに固着した陽極ワイヤ１３と、前記陽極チップ体における金属粉末の表面に形成した誘電体膜と、この誘電体膜に重ねて形成した固体電解質層１４と、更に、前記陽極チップ体の表面に前記固体電解質に重ねて形成した陰極側電極膜１５とから成るコンデンサ素子において、前記陰極側電極膜１５を形成する工程での不良品を発生率を低減し、このコンデンサ素子を使用した固体電解コンデンサの小型・軽量化を図る。
【解決手段】前記陽極チップ体１２における四つの各側面１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆと前記一端面１２ａと反対の他端面１２ｂとが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺を、面取り面１２ｇ，１２ｈ又は丸角面１２ｇ′，１２ｈ′にする。
【選択図】 図５
【解決手段】前記陽極チップ体１２における四つの各側面１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆと前記一端面１２ａと反対の他端面１２ｂとが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺を、面取り面１２ｇ，１２ｈ又は丸角面１２ｇ′，１２ｈ′にする。
【選択図】 図５
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンタル、ニオブ又はアルミニウム等の弁作用金属を使用した固体電解コンデンサにおいて、これに使用するコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を製造する方法と、このコンデンサ素子を用いた固体電解コンデンサとに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の固体電解コンデンサに使用するコンデンサ素子を製造するに際しては、例えば、特開平７−６６０７９号公報等に記載され、且つ、以下に述べるような方法を採用している。
▲１▼．図１に示すように、タンタル等のような弁作用金属の粉末を、多孔質の直方体の陽極チップ体２に、当該陽極チップ体２における一端面２ａから弁作用金属による陽極ワイヤ３が突出するように固め成形したのち焼結する。
▲２▼．次いで、前記陽極チップ体２を、りん酸水溶液等の化成液中に浸漬し、この状態で直流電流を印加するという陽極酸化処理を行うことにより、前記陽極チップ体における各金属粒子の表面に五酸化タンタル等の誘電体膜を形成する。
▲３▼．次いで、前記陽極チップ体２を、図１に示すように、陽極ワイヤ３を上向きにした姿勢で、硝酸マンガン水溶液等の固体電解質用水溶液Ａ中に浸漬して、硝酸マンガン水溶液等の固体電解質用水溶液Ａを陽極チップ体２における多孔質組織内に浸透したのち固体電解質用水溶液Ａから引き揚げて乾燥・焼成することを複数回にわたって繰り返すことにより、図２及び図３に示すように、前記陽極チップ体２の表面に、二酸化マンガン等の金属酸化物による固体電解質層４を、前記誘電体膜に重ねて形成する。
▲４▼．次いで、前記陽極チップ体２のうち前記一端面２ａを除く表面に、グラファイト層を形成する。
▲５▼．次いで、前記陽極チップ体２を、銀等の金属ペースト中に、同じく、陽極ワイヤ３を上向きにした姿勢で浸漬したのち引き揚げて焼成することにより、当該陽極チップ体２のうち前記一端面２ａを除く表面に、図４に示すように、前記金属ペーストによる陰極側電極膜５を形成する。
ことにより、コンデンサ素子１を製造するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記陽極チップ体２に対して二酸化マンガン等の金属酸化物による固体電解質層４を誘電体膜に重ねて形成する工程において、前記陽極チップ体２を、固体電解質用水溶液Ａから引き揚げたとき、陽極チップ体２における多孔質組織内に浸透した固体電解質用水溶液のうち余分の固体電解質用水溶液が、陽極チップ体２における下端の他端面２ｂから垂れ落ちることになる。
【０００４】
そして、前記余分の固体電解質用水溶液が陽極チップ体２における他端面２ｂから垂れ落ちるとき、その一部が、前記陽極チップ体２のうち四つの総ての各側面２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆが前記他端面２ｂに対して交わる総てのコーナ辺、つまり、四つのコーナ辺２ｃ′，２ｄ′，２ｅ′，２ｆ′の部分に、表面張力にて水滴状になって集まり、この状態で、乾燥・焼成することにより、前記した工程において形成される固体電解質層４は、図２及び図３に示すように、前記他端面２ｂを囲う四つの総てのコーナ辺２ｃ′，２ｄ′，２ｅ′，２ｆ′の個所、つまり、他端面２ｂを囲う総ての周囲において、外向きに瘤状４′に盛り上がる一方、他端面２ｂにおける中央の部分において凹んだ形態になる。
【０００５】
すなわち、前記固体電解質層４のうち陽極チップ体２の他端面２ｂにおける部分は、その総ての周囲を瘤状４′に盛り上がり部分にて取り囲んだ形態になるから、前記工程に次いで、前記陽極チップ体２を、これにグラファイト層を形成したのち、陽極ワイヤ３を上向きにした姿勢で銀等の金属ペースト中に浸漬し、引き揚げて焼成することによって、図４に示すように、陰極側電極膜５を形成する工程において、前記陽極チップ体２を、金属ペースト中に浸漬した場合において、前記固体電解質層４のうち他端面２ｂにおいて凹んだ形態になる部分における空気が逃げることができずに、この部分に、図４に示すように、気泡６を抱き込むことによってボイドができることにより、この気泡によるボイドの発生によって不良品になる比率が可成り高いという問題があった。
【０００６】
しかも、前記固体電解質層４に重ねて陰極側電極膜５を形成したとき、この陰極側電極膜５も、前記四つのコーナ辺２ｃ′，２ｄ′，２ｅ′，２ｆ′の個所において、前記固体電解質層４における外向き瘤状４′に盛り上がる部分に重ねて外向きの瘤状５′に盛り上がることになる。
【０００７】
つまり、コンデンサ素子１における固体電解質層４及び陰極側電極膜５が、陽極チップ体２のうち他端面２ｂを囲う四つの総てのコーナ辺２ｃ′，２ｄ′，２ｅ′，２ｆ′の個所において、外向きの瘤状４′，５′に盛り上がる形態になることにより、このコンデンサ素子１を、陽極側リード端子と陰極側リード端子との、その陽極ワイヤ３を陽極側リード端子に固着し陰極側電極膜４を陰極側リード端子に接続するように配設したのち、これらの全体をパッケージ体で密封することによって、パッケージ型の固体電解コンデンサの完成品にする場合において、前記パッケージ体における高さ寸法及び横幅寸法の両方を、前記したように陽極チップ体２のうち他端面２ｂを囲う四つの総てのコーナ辺２ｃ′，２ｄ′，２ｅ′，２ｆ′の個所において外向きの瘤状４′，５′に盛り上がる形態になる分だけ大きくしなければならず、大型化及び重量のアップを招来するという問題もあった。
【０００８】
本発明は、これらの問題を、コンデンサ容量の減少を招来することなく、解消できるようにしたコンデンサ素子、及び、その製造方法、並びにこのコンデンサ素子を使用した固体電解コンデンサを提供することを技術的課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明におけるコンデンサ素子は、
「弁作用金属の粉末を多孔質の直方体に焼結した陽極チップ体と、この陽極チップ体における一端面に固着した陽極ワイヤと、前記陽極チップ体における金属粉末の表面に形成した誘電体膜と、この誘電体膜に重ねて形成した固体電解質層と、更に、前記陽極チップ体の表面に前記固体電解質に重ねて形成した陰極側電極膜とから成るコンデンサ素子において、
前記陽極チップ体における四つの各側面と前記一端面と反対の他端面とが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺が、丸角面にされているか、面取り面にされている。」
ことを特徴している。
【００１０】
また、本発明におけるコンデンサ素子の製造方法は、
「弁用金属の粉末による多孔質の直方体に焼結し且つ一端面に陽極ワイヤを固着して成る陽極チップ体を、当該陽極チップ体における四つの各側面と前記一端面と反対の他端面とが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺を丸角面又は面取り面にして製造する工程と、前記陽極チップ体における金属粉末の表面に誘電体膜を形成する工程と、前記陽極チップ体の固体電解質用溶液中への陽極ワイヤを上向きしての浸漬及び引き揚げ・焼成にて固体電解質層を形成する工程と、この工程に次いで、前記陽極チップ体に金属ペーストによる陰極側電極膜を前記固体電解質層に重ねて形成する工程とから成る。」ことを特徴としている。
【００１１】
更にまた、本発明における固体電解コンデンサは、
「弁作用金属の粉末を多孔質の直方体に焼結した陽極チップ体と、この陽極チップ体における一端面に固着した陽極ワイヤと、前記陽極チップ体における金属粉末の表面に形成した誘電体膜と、この誘電体膜に重ねて形成した固体電解質層と、更に、前記陽極チップ体の表面に前記固体電解質に重ねて形成した陰極側電極膜とから成るコンデンサ素子を、陽極側リード端子板と陰極側リード端子板との間に配設し、このコンデンサ素子における陽極ワイヤを、前記陽極側リード端子板に固着する一方、前記コンデンサ素子における陰極側電極膜を、前記陰極側リード端子板に電気的に接続して成る固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極チップ体における四つの各側面と前記一端面と反対の他端面とが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺が、丸角面にされているか、面取り面にされている。」
ことを特徴としている。
【００１２】
【発明の作用・効果】
このように、陽極チップ体における四つの各側面と一端面と反対の他端面とが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺を、丸角面にするか、面取り面にすることにより、陽極チップ体に対して固体電解質層を誘電体膜に重ねて形成する工程において、前記陽極チップ体を固体電解質用水溶液から引き揚げたとき、この陽極チップ体における下端の他端面から垂れ落ちる固体電解質用水溶液が水滴状に集まるのは、前記他端面の周囲を囲う四つの総てのコーナ辺のうち前記丸角面又は面取り面にされていない二つのコーナ辺の個所に限られ、前記したように丸角面又は面取り面にされている二つのコーナ辺の個所に電解質用水溶液が水滴状に集まることを回避でき、ひいては、陽極チップ体に対して形成される固体電解質層が、前記丸角面又は面取り面にされている二つのコーナ辺の個所において外向きの瘤状に盛り上がる形態になることを確実に回避できる。
【００１３】
すなわち、陽極チップ体に対して形成した固体電解質層が陽極チップ体の他端面において外向き瘤状に盛り上がるのは、前記他端面の全周囲を囲う四つのコーナ辺のうち互いに平行な二つのコーナ辺の個所のみに限られ、前記固体電解質層のうち陽極チップ体の他端面における部分の総ての周囲が、外向き瘤状に盛り上がる部分にて取り囲んだ形態になることを回避できることにより、前記陽極チップ体に対して、固体電解質層を形成する工程に次いで銀等の金属ペーストへの浸漬及び引き揚げにて陰極側電極膜を形成するときにおいて、この陽極チップ体の他端面の個所における空気は容易に逃げて、この部分に空気が溜まること、つまり、陰極側電極膜を銀等の金属ペーストにて形成するときにおいて気泡の抱き込みによってボイドができることを少なくできるから、コンデンサ素子の製造に際して不良品が発生する率を確実に低減できる。
【００１４】
しかも、陽極チップ体に対して形成した固体電解質層及び陰極側電極膜が陽極チップ体の他端面において外向き瘤状に盛り上がるのを、前記他端面の全周囲を囲う四つのコーナ辺のうち丸角面又は面取り面にした少なくとも二つのコーナ辺以外のコーナ辺の個所のみに限定できることにより、このコンデンサ素子を、以下の実施の形態において述べるように、パンケージ型の固体電解コンデンサの完成品に組み立てる場合に、このパッケージ型固体電解コンデンサにおける高さ寸法又は横幅寸法のうち一方を、前記陽極チップ体の他端面を囲う四つのコーナ辺のうち丸角面又は面取り面にした少なくとも二つのコーナ辺の個所において固体電解質層及び陰極側電極膜が外向き瘤状に盛り上がることがない分だけ小さくできるから、固体電解コンデンサを小型・軽量化できる。
【００１５】
特に、請求項２に記載したように、丸角面又は面取り面にするコーナ辺を、二つのコーナ辺のみに限定することにより、コーナ辺を丸角面又は面取り面にしたことによる体積の減少を、四つのコーナ辺の総てを丸角面又は面取り面にする場合よりも小さくでき、コンデンサ素子におけるコンデンサ容量の減少を小さくできるという利点がある。
【００１６】
また、請求項５に記載した構成にすることにより、コンデンサ素子における固体電解質層及び陰極側電極膜のうち陽極チップ体の他端面の部分において外向き瘤状に盛り上がっている部分が、陰極側リード端子板に対して接触する又は接近することを回避できるから、前記した盛り上がっている部分に欠け等の欠損が発生することを確実に低減できるとともに、陰極側電極膜と陽極側リード端子板との電気的な接続が確実且つ容易にできるという利点がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、タンタル固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子に適用した場合の図面（図５〜図１３）について説明する。
【００１８】
図５は、タンタルの粉末を直方形に固め成形したのち焼結して成る多孔質の陽極チップ体１２を示し、この陽極チップ１２には、タンタルによる陽極ワイヤ１３が当該陽極チップ体１２における一端面１２ａから突出するように固着されている。
【００１９】
また、前記陽極チップ体１２における陽極ワイヤ１３と直角な断面は、長い寸法Ｄ１を一つの辺とし、短い寸法Ｄ２を他の辺とする長方形であり、その高さ寸法はＬである。
【００２０】
前記陽極チップ体１２に固め成形するに際しては、当該陽極チップ体１２における四つのの側面１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのうち互いに平行で広い面積の二つの側面１２ｃ，１２ｅが前記一端面１２ａと反対側の他端面１２ｂに対して交わる二つの稜線、つまり二つのコーナ辺を、図５及び図６に示すように、面取り面１２ｇ，１２ｈに形成するか、或いは、図８に示すように、丸角面１２ｇ′，１２ｈ′に形成するように固め成形する。
【００２１】
そして、この陽極チップ体１２を、従来と同様に、りん酸水溶液等の化成液中に浸漬し、この状態で直流電流を印加するという陽極酸化処理を行うことにより、前記陽極チップ体１２における各金属粒子の表面に五酸化タンタル等の誘電体膜を形成する。
【００２２】
次いで、前記陽極チップ体１２を、前記図１の場合と同様に、陽極ワイヤ１３を上向きにした姿勢で、硝酸マンガン水溶液等の固体電解質用水溶液中に浸漬して、硝酸マンガン水溶液等の固体電解質用水溶液を陽極チップ体１２における多孔質組織内に浸透したのち固体電解質用水溶液から引き揚げて乾燥・焼成することを複数回にわたって繰り返すことにより、図９及び図１０に示すように、前記陽極チップ体１２の表面に、二酸化マンガン等の金属酸化物による固体電解質層１４を、前記誘電体膜に重ねて形成する。
【００２３】
このように、陽極チップ体１２に対して固体電解質層１４を誘電体膜に重ねて形成する工程において、前記陽極チップ体１４を固体電解質用水溶液から引き揚げたとき、この陽極チップ体１２における下端の他端面１２ｂから垂れ落ちる固体電解質用水溶液が水滴状に集まるのは、陽極チップ体１２における四つの各側面１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのうち互いに平行で面積の狭い二つの側面１２ｄ，１２ｆが他端面１２ｂに対して交わる二つの稜線、つまり二つのコーナ辺１２ｉ，１２ｊのみに限られ、前記二つの面取り面１２ｇ，１２ｈ又は丸角面１２ｇ′，１２ｈ′の個所に、電解質用水溶液が水滴状に集まることを回避できる。
【００２４】
従って、前記陽極チップ体１２に対して固体電解質層１４を形成するに際して、この固体電解質層１４が陽極チップ体１２の他端面１２ｂにおいて外向き瘤状１４′に盛り上がるのは、前記他端面１２ｂの全周囲を囲う四つのコーナ辺のうち面取り面１２ｇ，１２ｈ又は丸角面１２ｇ′，１２ｈ′に形成されていない二つのコーナ辺１２ｉ，１２ｊの個所のみに限られ、前記固体電解質層１４のうち陽極チップ体１２の他端面１２ｂにおける部分の総ての周囲が、外向き瘤状１４′に盛り上がる部分にて取り囲んだ形態になることを回避できる。
【００２５】
次いで、前記陽極チップ体１２を、その表面に下地としてのグラファイト層を形成したのち、銀等の金属ペースト中に、同じく、陽極ワイヤ１３を上向きにした姿勢で浸漬したのち引き揚げて焼成して、図１１及び図１２に示すように、当該陽極チップ体１２のうち前記一端面１２ａを除く表面に、前記金属ペーストとによる陰極側電極膜１５を形成することにより、コンデンサ素子１１にする。
【００２６】
この陰極側電極膜１５の形成に際して、陽極チップ体１２を金属ペースト中に浸漬したとき、この陽極チップ体１２の他端面１２ｂの個所における空気は容易に逃げることになるから、この部分に空気が溜まること、つまり、陰極側電極膜１５を銀等の金属ペーストにて形成するときにおいて気泡の抱き込みによってボイドができることを少なくできる。
【００２７】
また、ここに形成した陰極側電極膜１５は、前記固体電解質層１４のうち陽極チップ体１２の他端面１２ｂの部分が外向き瘤状１４′に盛り上がる部分に重ねて外向きの瘤状１５′に盛り上がるだけで、前記他端面１２ｂにおける四つのコーナ辺のうち前記二つの面取り面１２ｇ，１２ｈ又は丸角面１２ｇ′，１２ｈ′の個所において、この陰極側電極膜１５が外向き瘤状に盛り上がることを回避できる。
【００２８】
このようにして製造されたコンデンサ素子１１を、以下に述べるように、パッケージ型の固体電解コンデンサ１００に組み立てられる。
【００２９】
すなわち、図１２及び図１３に示すように、左右一対のリード端子板１６，１７の間に、前記コンデンサ素子１１を、その陽極チップ体１２における各側面１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのうち互いに平行で広い面積を有する二つの側面１２ｃ，１２ｅが前記両リード端子板１６，１７の表面と平行又は略平行にして配設して、このコンデンサ素子１１における陽極ワイヤ１３を、前記両リード端子板１６，１７のうち一方の陽極側リード端子板１６に対して溶接等にて固着する一方、このコンデンサ素子１における陰極側電極膜４に、他方の陰極側リード端子１７を重ねて導電性ペースト１８等にて直接に電気的に接続し、そして、これらの全体を合成樹脂製のパッケージ体１９にて密封することにより、パッケージ型固体電解コンデンサ１００に組み立てる。
【００３０】
この構成において、前記コンデンサ素子１１における陽極チップ体１２に対して形成した固体電解質層１４及び陰極側電極膜１５のうち陽極チップ体１２の他端面１２ｂにおいて外向き瘤状１４′，１５′に盛り上がる部分は、陽極チップ体１２における各側面１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのうち上面及び下面になる二つの側面１２ｃ，１２ｅより突出していないことにより、前記パッケージ型固体電解コンデンサ１００における高さ寸法Ｈを、前記外向き瘤状１４′，１５′に盛り上がる部分が前記二つの側面１２ｃ，１２ｅより突出していない分だけ低くできて、小型・軽量化を図ることができる。
【００３１】
しかも、前記外向き瘤状１４′，１５′に盛り上がる部分が前記二つの側面１２ｃ，１２ｅより突出していないことにより、前記外向き瘤状１４′，１５′に盛り上がる部分が、陰極側リード端子板１７に対して接触することを回避できるから、固体電解コンデンサへの組み立てに際して、前記外向き瘤状１４′，１５′に盛り上がる部分に欠け等の欠損が発生することを低減できるとともに、陰極側電極膜１５に対する陰極側リード端子板１７の電気的な接続が確実且つ容易にできる。
【００３２】
なお、固体電解コンデンサへの組み立てに際しては、前記コンデンサ素子１１を、その陽極チップ体１２における各側面１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのうち他端面１２ｂに対するコーナ辺に面取り面１２ｇ，１２ｈ又は丸角面１２ｇ′，１２ｈ′に形成されていない二つの側面１２ｄ，１２ｆが両リード端子板１６，１７の表面と平行又は略平行に配設することにより、前記固体電解コンデンサ１０における横幅寸法Ｗを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のコンデンサ素子に使用する陽極チップ体を示す斜視図である。
【図２】前記従来における陽極チップ体に固体電解質層を形成した状態を示す縦断正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ −ＩＩＩ 視断面図である。
【図４】従来におけるコンデンサ素子を示す縦断正面図である。
【図５】本発明のコンデンサ素子に使用する陽極チップ体を示す斜視図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ視断面図である。
【図７】図５のＶＩＩ −ＶＩＩ 視断面図である。
【図８】本発明のコンデンサ素子に使用する別の陽極チップ体を示す斜視図である。
【図９】本発明における陽極チップ体に固体電解質層を形成した状態を示す縦断正面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ視断面図である。
【図１１】本発明におけるコンデンサ素子を示す縦断正面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ −ＸＩＩ 視断面図である。
【図１３】本発明におけるコンデンサ素子を使用した固体電解コンデンサの縦断正面図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ −ＸＩＶ 視断面図である。
【符号の説明】
１１ コンデンサ素子
１２ 陽極チップ体
１２ａ 一端面
１２ｂ 他端面
１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ 側面
１２ｇ，１２ｈ 面取り面
１２ｇ′，１２ｈ′ 丸角面
１２ｉ，１２ｊ コーナ辺
１３ 陽極ワイヤ
１４ 固体電解質層
１５ 陰極側電極膜
１６，１７ リード端子板
１９ パッケージ体
１００ 固体電解コンデンサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンタル、ニオブ又はアルミニウム等の弁作用金属を使用した固体電解コンデンサにおいて、これに使用するコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を製造する方法と、このコンデンサ素子を用いた固体電解コンデンサとに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の固体電解コンデンサに使用するコンデンサ素子を製造するに際しては、例えば、特開平７−６６０７９号公報等に記載され、且つ、以下に述べるような方法を採用している。
▲１▼．図１に示すように、タンタル等のような弁作用金属の粉末を、多孔質の直方体の陽極チップ体２に、当該陽極チップ体２における一端面２ａから弁作用金属による陽極ワイヤ３が突出するように固め成形したのち焼結する。
▲２▼．次いで、前記陽極チップ体２を、りん酸水溶液等の化成液中に浸漬し、この状態で直流電流を印加するという陽極酸化処理を行うことにより、前記陽極チップ体における各金属粒子の表面に五酸化タンタル等の誘電体膜を形成する。
▲３▼．次いで、前記陽極チップ体２を、図１に示すように、陽極ワイヤ３を上向きにした姿勢で、硝酸マンガン水溶液等の固体電解質用水溶液Ａ中に浸漬して、硝酸マンガン水溶液等の固体電解質用水溶液Ａを陽極チップ体２における多孔質組織内に浸透したのち固体電解質用水溶液Ａから引き揚げて乾燥・焼成することを複数回にわたって繰り返すことにより、図２及び図３に示すように、前記陽極チップ体２の表面に、二酸化マンガン等の金属酸化物による固体電解質層４を、前記誘電体膜に重ねて形成する。
▲４▼．次いで、前記陽極チップ体２のうち前記一端面２ａを除く表面に、グラファイト層を形成する。
▲５▼．次いで、前記陽極チップ体２を、銀等の金属ペースト中に、同じく、陽極ワイヤ３を上向きにした姿勢で浸漬したのち引き揚げて焼成することにより、当該陽極チップ体２のうち前記一端面２ａを除く表面に、図４に示すように、前記金属ペーストによる陰極側電極膜５を形成する。
ことにより、コンデンサ素子１を製造するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記陽極チップ体２に対して二酸化マンガン等の金属酸化物による固体電解質層４を誘電体膜に重ねて形成する工程において、前記陽極チップ体２を、固体電解質用水溶液Ａから引き揚げたとき、陽極チップ体２における多孔質組織内に浸透した固体電解質用水溶液のうち余分の固体電解質用水溶液が、陽極チップ体２における下端の他端面２ｂから垂れ落ちることになる。
【０００４】
そして、前記余分の固体電解質用水溶液が陽極チップ体２における他端面２ｂから垂れ落ちるとき、その一部が、前記陽極チップ体２のうち四つの総ての各側面２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆが前記他端面２ｂに対して交わる総てのコーナ辺、つまり、四つのコーナ辺２ｃ′，２ｄ′，２ｅ′，２ｆ′の部分に、表面張力にて水滴状になって集まり、この状態で、乾燥・焼成することにより、前記した工程において形成される固体電解質層４は、図２及び図３に示すように、前記他端面２ｂを囲う四つの総てのコーナ辺２ｃ′，２ｄ′，２ｅ′，２ｆ′の個所、つまり、他端面２ｂを囲う総ての周囲において、外向きに瘤状４′に盛り上がる一方、他端面２ｂにおける中央の部分において凹んだ形態になる。
【０００５】
すなわち、前記固体電解質層４のうち陽極チップ体２の他端面２ｂにおける部分は、その総ての周囲を瘤状４′に盛り上がり部分にて取り囲んだ形態になるから、前記工程に次いで、前記陽極チップ体２を、これにグラファイト層を形成したのち、陽極ワイヤ３を上向きにした姿勢で銀等の金属ペースト中に浸漬し、引き揚げて焼成することによって、図４に示すように、陰極側電極膜５を形成する工程において、前記陽極チップ体２を、金属ペースト中に浸漬した場合において、前記固体電解質層４のうち他端面２ｂにおいて凹んだ形態になる部分における空気が逃げることができずに、この部分に、図４に示すように、気泡６を抱き込むことによってボイドができることにより、この気泡によるボイドの発生によって不良品になる比率が可成り高いという問題があった。
【０００６】
しかも、前記固体電解質層４に重ねて陰極側電極膜５を形成したとき、この陰極側電極膜５も、前記四つのコーナ辺２ｃ′，２ｄ′，２ｅ′，２ｆ′の個所において、前記固体電解質層４における外向き瘤状４′に盛り上がる部分に重ねて外向きの瘤状５′に盛り上がることになる。
【０００７】
つまり、コンデンサ素子１における固体電解質層４及び陰極側電極膜５が、陽極チップ体２のうち他端面２ｂを囲う四つの総てのコーナ辺２ｃ′，２ｄ′，２ｅ′，２ｆ′の個所において、外向きの瘤状４′，５′に盛り上がる形態になることにより、このコンデンサ素子１を、陽極側リード端子と陰極側リード端子との、その陽極ワイヤ３を陽極側リード端子に固着し陰極側電極膜４を陰極側リード端子に接続するように配設したのち、これらの全体をパッケージ体で密封することによって、パッケージ型の固体電解コンデンサの完成品にする場合において、前記パッケージ体における高さ寸法及び横幅寸法の両方を、前記したように陽極チップ体２のうち他端面２ｂを囲う四つの総てのコーナ辺２ｃ′，２ｄ′，２ｅ′，２ｆ′の個所において外向きの瘤状４′，５′に盛り上がる形態になる分だけ大きくしなければならず、大型化及び重量のアップを招来するという問題もあった。
【０００８】
本発明は、これらの問題を、コンデンサ容量の減少を招来することなく、解消できるようにしたコンデンサ素子、及び、その製造方法、並びにこのコンデンサ素子を使用した固体電解コンデンサを提供することを技術的課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この技術的課題を達成するため本発明におけるコンデンサ素子は、
「弁作用金属の粉末を多孔質の直方体に焼結した陽極チップ体と、この陽極チップ体における一端面に固着した陽極ワイヤと、前記陽極チップ体における金属粉末の表面に形成した誘電体膜と、この誘電体膜に重ねて形成した固体電解質層と、更に、前記陽極チップ体の表面に前記固体電解質に重ねて形成した陰極側電極膜とから成るコンデンサ素子において、
前記陽極チップ体における四つの各側面と前記一端面と反対の他端面とが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺が、丸角面にされているか、面取り面にされている。」
ことを特徴している。
【００１０】
また、本発明におけるコンデンサ素子の製造方法は、
「弁用金属の粉末による多孔質の直方体に焼結し且つ一端面に陽極ワイヤを固着して成る陽極チップ体を、当該陽極チップ体における四つの各側面と前記一端面と反対の他端面とが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺を丸角面又は面取り面にして製造する工程と、前記陽極チップ体における金属粉末の表面に誘電体膜を形成する工程と、前記陽極チップ体の固体電解質用溶液中への陽極ワイヤを上向きしての浸漬及び引き揚げ・焼成にて固体電解質層を形成する工程と、この工程に次いで、前記陽極チップ体に金属ペーストによる陰極側電極膜を前記固体電解質層に重ねて形成する工程とから成る。」ことを特徴としている。
【００１１】
更にまた、本発明における固体電解コンデンサは、
「弁作用金属の粉末を多孔質の直方体に焼結した陽極チップ体と、この陽極チップ体における一端面に固着した陽極ワイヤと、前記陽極チップ体における金属粉末の表面に形成した誘電体膜と、この誘電体膜に重ねて形成した固体電解質層と、更に、前記陽極チップ体の表面に前記固体電解質に重ねて形成した陰極側電極膜とから成るコンデンサ素子を、陽極側リード端子板と陰極側リード端子板との間に配設し、このコンデンサ素子における陽極ワイヤを、前記陽極側リード端子板に固着する一方、前記コンデンサ素子における陰極側電極膜を、前記陰極側リード端子板に電気的に接続して成る固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極チップ体における四つの各側面と前記一端面と反対の他端面とが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺が、丸角面にされているか、面取り面にされている。」
ことを特徴としている。
【００１２】
【発明の作用・効果】
このように、陽極チップ体における四つの各側面と一端面と反対の他端面とが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺を、丸角面にするか、面取り面にすることにより、陽極チップ体に対して固体電解質層を誘電体膜に重ねて形成する工程において、前記陽極チップ体を固体電解質用水溶液から引き揚げたとき、この陽極チップ体における下端の他端面から垂れ落ちる固体電解質用水溶液が水滴状に集まるのは、前記他端面の周囲を囲う四つの総てのコーナ辺のうち前記丸角面又は面取り面にされていない二つのコーナ辺の個所に限られ、前記したように丸角面又は面取り面にされている二つのコーナ辺の個所に電解質用水溶液が水滴状に集まることを回避でき、ひいては、陽極チップ体に対して形成される固体電解質層が、前記丸角面又は面取り面にされている二つのコーナ辺の個所において外向きの瘤状に盛り上がる形態になることを確実に回避できる。
【００１３】
すなわち、陽極チップ体に対して形成した固体電解質層が陽極チップ体の他端面において外向き瘤状に盛り上がるのは、前記他端面の全周囲を囲う四つのコーナ辺のうち互いに平行な二つのコーナ辺の個所のみに限られ、前記固体電解質層のうち陽極チップ体の他端面における部分の総ての周囲が、外向き瘤状に盛り上がる部分にて取り囲んだ形態になることを回避できることにより、前記陽極チップ体に対して、固体電解質層を形成する工程に次いで銀等の金属ペーストへの浸漬及び引き揚げにて陰極側電極膜を形成するときにおいて、この陽極チップ体の他端面の個所における空気は容易に逃げて、この部分に空気が溜まること、つまり、陰極側電極膜を銀等の金属ペーストにて形成するときにおいて気泡の抱き込みによってボイドができることを少なくできるから、コンデンサ素子の製造に際して不良品が発生する率を確実に低減できる。
【００１４】
しかも、陽極チップ体に対して形成した固体電解質層及び陰極側電極膜が陽極チップ体の他端面において外向き瘤状に盛り上がるのを、前記他端面の全周囲を囲う四つのコーナ辺のうち丸角面又は面取り面にした少なくとも二つのコーナ辺以外のコーナ辺の個所のみに限定できることにより、このコンデンサ素子を、以下の実施の形態において述べるように、パンケージ型の固体電解コンデンサの完成品に組み立てる場合に、このパッケージ型固体電解コンデンサにおける高さ寸法又は横幅寸法のうち一方を、前記陽極チップ体の他端面を囲う四つのコーナ辺のうち丸角面又は面取り面にした少なくとも二つのコーナ辺の個所において固体電解質層及び陰極側電極膜が外向き瘤状に盛り上がることがない分だけ小さくできるから、固体電解コンデンサを小型・軽量化できる。
【００１５】
特に、請求項２に記載したように、丸角面又は面取り面にするコーナ辺を、二つのコーナ辺のみに限定することにより、コーナ辺を丸角面又は面取り面にしたことによる体積の減少を、四つのコーナ辺の総てを丸角面又は面取り面にする場合よりも小さくでき、コンデンサ素子におけるコンデンサ容量の減少を小さくできるという利点がある。
【００１６】
また、請求項５に記載した構成にすることにより、コンデンサ素子における固体電解質層及び陰極側電極膜のうち陽極チップ体の他端面の部分において外向き瘤状に盛り上がっている部分が、陰極側リード端子板に対して接触する又は接近することを回避できるから、前記した盛り上がっている部分に欠け等の欠損が発生することを確実に低減できるとともに、陰極側電極膜と陽極側リード端子板との電気的な接続が確実且つ容易にできるという利点がある。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、タンタル固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子に適用した場合の図面（図５〜図１３）について説明する。
【００１８】
図５は、タンタルの粉末を直方形に固め成形したのち焼結して成る多孔質の陽極チップ体１２を示し、この陽極チップ１２には、タンタルによる陽極ワイヤ１３が当該陽極チップ体１２における一端面１２ａから突出するように固着されている。
【００１９】
また、前記陽極チップ体１２における陽極ワイヤ１３と直角な断面は、長い寸法Ｄ１を一つの辺とし、短い寸法Ｄ２を他の辺とする長方形であり、その高さ寸法はＬである。
【００２０】
前記陽極チップ体１２に固め成形するに際しては、当該陽極チップ体１２における四つのの側面１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのうち互いに平行で広い面積の二つの側面１２ｃ，１２ｅが前記一端面１２ａと反対側の他端面１２ｂに対して交わる二つの稜線、つまり二つのコーナ辺を、図５及び図６に示すように、面取り面１２ｇ，１２ｈに形成するか、或いは、図８に示すように、丸角面１２ｇ′，１２ｈ′に形成するように固め成形する。
【００２１】
そして、この陽極チップ体１２を、従来と同様に、りん酸水溶液等の化成液中に浸漬し、この状態で直流電流を印加するという陽極酸化処理を行うことにより、前記陽極チップ体１２における各金属粒子の表面に五酸化タンタル等の誘電体膜を形成する。
【００２２】
次いで、前記陽極チップ体１２を、前記図１の場合と同様に、陽極ワイヤ１３を上向きにした姿勢で、硝酸マンガン水溶液等の固体電解質用水溶液中に浸漬して、硝酸マンガン水溶液等の固体電解質用水溶液を陽極チップ体１２における多孔質組織内に浸透したのち固体電解質用水溶液から引き揚げて乾燥・焼成することを複数回にわたって繰り返すことにより、図９及び図１０に示すように、前記陽極チップ体１２の表面に、二酸化マンガン等の金属酸化物による固体電解質層１４を、前記誘電体膜に重ねて形成する。
【００２３】
このように、陽極チップ体１２に対して固体電解質層１４を誘電体膜に重ねて形成する工程において、前記陽極チップ体１４を固体電解質用水溶液から引き揚げたとき、この陽極チップ体１２における下端の他端面１２ｂから垂れ落ちる固体電解質用水溶液が水滴状に集まるのは、陽極チップ体１２における四つの各側面１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのうち互いに平行で面積の狭い二つの側面１２ｄ，１２ｆが他端面１２ｂに対して交わる二つの稜線、つまり二つのコーナ辺１２ｉ，１２ｊのみに限られ、前記二つの面取り面１２ｇ，１２ｈ又は丸角面１２ｇ′，１２ｈ′の個所に、電解質用水溶液が水滴状に集まることを回避できる。
【００２４】
従って、前記陽極チップ体１２に対して固体電解質層１４を形成するに際して、この固体電解質層１４が陽極チップ体１２の他端面１２ｂにおいて外向き瘤状１４′に盛り上がるのは、前記他端面１２ｂの全周囲を囲う四つのコーナ辺のうち面取り面１２ｇ，１２ｈ又は丸角面１２ｇ′，１２ｈ′に形成されていない二つのコーナ辺１２ｉ，１２ｊの個所のみに限られ、前記固体電解質層１４のうち陽極チップ体１２の他端面１２ｂにおける部分の総ての周囲が、外向き瘤状１４′に盛り上がる部分にて取り囲んだ形態になることを回避できる。
【００２５】
次いで、前記陽極チップ体１２を、その表面に下地としてのグラファイト層を形成したのち、銀等の金属ペースト中に、同じく、陽極ワイヤ１３を上向きにした姿勢で浸漬したのち引き揚げて焼成して、図１１及び図１２に示すように、当該陽極チップ体１２のうち前記一端面１２ａを除く表面に、前記金属ペーストとによる陰極側電極膜１５を形成することにより、コンデンサ素子１１にする。
【００２６】
この陰極側電極膜１５の形成に際して、陽極チップ体１２を金属ペースト中に浸漬したとき、この陽極チップ体１２の他端面１２ｂの個所における空気は容易に逃げることになるから、この部分に空気が溜まること、つまり、陰極側電極膜１５を銀等の金属ペーストにて形成するときにおいて気泡の抱き込みによってボイドができることを少なくできる。
【００２７】
また、ここに形成した陰極側電極膜１５は、前記固体電解質層１４のうち陽極チップ体１２の他端面１２ｂの部分が外向き瘤状１４′に盛り上がる部分に重ねて外向きの瘤状１５′に盛り上がるだけで、前記他端面１２ｂにおける四つのコーナ辺のうち前記二つの面取り面１２ｇ，１２ｈ又は丸角面１２ｇ′，１２ｈ′の個所において、この陰極側電極膜１５が外向き瘤状に盛り上がることを回避できる。
【００２８】
このようにして製造されたコンデンサ素子１１を、以下に述べるように、パッケージ型の固体電解コンデンサ１００に組み立てられる。
【００２９】
すなわち、図１２及び図１３に示すように、左右一対のリード端子板１６，１７の間に、前記コンデンサ素子１１を、その陽極チップ体１２における各側面１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのうち互いに平行で広い面積を有する二つの側面１２ｃ，１２ｅが前記両リード端子板１６，１７の表面と平行又は略平行にして配設して、このコンデンサ素子１１における陽極ワイヤ１３を、前記両リード端子板１６，１７のうち一方の陽極側リード端子板１６に対して溶接等にて固着する一方、このコンデンサ素子１における陰極側電極膜４に、他方の陰極側リード端子１７を重ねて導電性ペースト１８等にて直接に電気的に接続し、そして、これらの全体を合成樹脂製のパッケージ体１９にて密封することにより、パッケージ型固体電解コンデンサ１００に組み立てる。
【００３０】
この構成において、前記コンデンサ素子１１における陽極チップ体１２に対して形成した固体電解質層１４及び陰極側電極膜１５のうち陽極チップ体１２の他端面１２ｂにおいて外向き瘤状１４′，１５′に盛り上がる部分は、陽極チップ体１２における各側面１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのうち上面及び下面になる二つの側面１２ｃ，１２ｅより突出していないことにより、前記パッケージ型固体電解コンデンサ１００における高さ寸法Ｈを、前記外向き瘤状１４′，１５′に盛り上がる部分が前記二つの側面１２ｃ，１２ｅより突出していない分だけ低くできて、小型・軽量化を図ることができる。
【００３１】
しかも、前記外向き瘤状１４′，１５′に盛り上がる部分が前記二つの側面１２ｃ，１２ｅより突出していないことにより、前記外向き瘤状１４′，１５′に盛り上がる部分が、陰極側リード端子板１７に対して接触することを回避できるから、固体電解コンデンサへの組み立てに際して、前記外向き瘤状１４′，１５′に盛り上がる部分に欠け等の欠損が発生することを低減できるとともに、陰極側電極膜１５に対する陰極側リード端子板１７の電気的な接続が確実且つ容易にできる。
【００３２】
なお、固体電解コンデンサへの組み立てに際しては、前記コンデンサ素子１１を、その陽極チップ体１２における各側面１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆのうち他端面１２ｂに対するコーナ辺に面取り面１２ｇ，１２ｈ又は丸角面１２ｇ′，１２ｈ′に形成されていない二つの側面１２ｄ，１２ｆが両リード端子板１６，１７の表面と平行又は略平行に配設することにより、前記固体電解コンデンサ１０における横幅寸法Ｗを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のコンデンサ素子に使用する陽極チップ体を示す斜視図である。
【図２】前記従来における陽極チップ体に固体電解質層を形成した状態を示す縦断正面図である。
【図３】図２のＩＩＩ −ＩＩＩ 視断面図である。
【図４】従来におけるコンデンサ素子を示す縦断正面図である。
【図５】本発明のコンデンサ素子に使用する陽極チップ体を示す斜視図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ視断面図である。
【図７】図５のＶＩＩ −ＶＩＩ 視断面図である。
【図８】本発明のコンデンサ素子に使用する別の陽極チップ体を示す斜視図である。
【図９】本発明における陽極チップ体に固体電解質層を形成した状態を示す縦断正面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ視断面図である。
【図１１】本発明におけるコンデンサ素子を示す縦断正面図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ −ＸＩＩ 視断面図である。
【図１３】本発明におけるコンデンサ素子を使用した固体電解コンデンサの縦断正面図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ −ＸＩＶ 視断面図である。
【符号の説明】
１１ コンデンサ素子
１２ 陽極チップ体
１２ａ 一端面
１２ｂ 他端面
１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ 側面
１２ｇ，１２ｈ 面取り面
１２ｇ′，１２ｈ′ 丸角面
１２ｉ，１２ｊ コーナ辺
１３ 陽極ワイヤ
１４ 固体電解質層
１５ 陰極側電極膜
１６，１７ リード端子板
１９ パッケージ体
１００ 固体電解コンデンサ
Claims (5)
- 弁作用金属の粉末を多孔質の直方体に焼結した陽極チップ体と、この陽極チップ体における一端面に固着した陽極ワイヤと、前記陽極チップ体における金属粉末の表面に形成した誘電体膜と、この誘電体膜に重ねて形成した固体電解質層と、更に、前記陽極チップ体の表面に前記固体電解質に重ねて形成した陰極側電極膜とから成るコンデンサ素子において、
前記陽極チップ体における四つの各側面と前記一端面と反対の他端面とが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺が、丸角面にされているか、面取り面にされていることを特徴とする固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子。 - 前記請求項１の記載において、前記丸角面又は面取り面にするコーナ辺が、二つのコーナ辺にしたことを特徴とする固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子。
- 弁用金属の粉末による多孔質の直方体に焼結し且つ一端面に陽極ワイヤを固着して成る陽極チップ体を、当該陽極チップ体における四つの各側面と前記一端面と反対の他端面とが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺を丸角面又は面取り面にして製造する工程と、前記陽極チップ体における金属粉末の表面に誘電体膜を形成する工程と、前記陽極チップ体の固体電解質用溶液中への陽極ワイヤを上向きしての浸漬及び引き揚げ・焼成にて固体電解質層を形成する工程と、この工程に次いで、前記陽極チップ体に金属ペーストによる陰極側電極膜を前記固体電解質層に重ねて形成する工程とから成ることを特徴とする固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子の製造方法。
- 弁作用金属の粉末を多孔質の直方体に焼結した陽極チップ体と、この陽極チップ体における一端面に固着した陽極ワイヤと、前記陽極チップ体における金属粉末の表面に形成した誘電体膜と、この誘電体膜に重ねて形成した固体電解質層と、更に、前記陽極チップ体の表面に前記固体電解質に重ねて形成した陰極側電極膜とから成るコンデンサ素子を、陽極側リード端子板と陰極側リード端子板との間に配設し、このコンデンサ素子における陽極ワイヤを、前記陽極側リード端子板に固着する一方、前記コンデンサ素子における陰極側電極膜を、前記陰極側リード端子板に電気的に接続して成る固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極チップ体における四つの各側面と前記一端面と反対の他端面とが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺が、丸角面にされているか、面取り面にされていることを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 前記請求項４の記載において、前記陽極チップ体における四つの各側面のうち少なくとも二つの側面が前記両リード端子板の表面と平行又は略平行であり、この少なくとも二つの側面が前記一端面と反対側の他端面に対して交わる二つのコーナ辺が、丸角面にされているか、面取り面にされていることを特徴とする固体電解コンデンサ。
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