JP2004063543A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】高周波応答性に優れた大容量の固体電解コンデンサを提供することを目的とする。
【解決手段】表面に弁金属多孔質層２を形成した弁金属箔１の端部に陽極電極部１ａを形成し、前記弁金属多孔質層２の上に誘電体被膜、固体電解質層３、集電体層４を順次形成し、前記陽極電極部１ａと接続された陽極引出電極部５及び前記集電体層４と接続された陰極引出電極部６を形成し、無機フィラー８を含む樹脂からなる外装７を形成し、この外装７の両端に少なくとも前記陽極引出電極部５及び陰極引出電極部６の端部と接続された端面電極９から構成される。
【選択図】 図１
【解決手段】表面に弁金属多孔質層２を形成した弁金属箔１の端部に陽極電極部１ａを形成し、前記弁金属多孔質層２の上に誘電体被膜、固体電解質層３、集電体層４を順次形成し、前記陽極電極部１ａと接続された陽極引出電極部５及び前記集電体層４と接続された陰極引出電極部６を形成し、無機フィラー８を含む樹脂からなる外装７を形成し、この外装７の両端に少なくとも前記陽極引出電極部５及び陰極引出電極部６の端部と接続された端面電極９から構成される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器に使用される固体電解コンデンサ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の表面実装用の固体電解コンデンサとしては、陽極と陰極が形成された固体電解コンデンサのコンデンサ素子の陽極に陽極端子板を溶接にて接合し、陰極に導電性接着剤にて陰極端子板を取り付けた後、コンデンサ素子の周りに樹脂外装体を形成し、その樹脂の一部を除去して陽極端子板および陰極端子板の一部分を露出させ、樹脂外装体の両端面に露出された陽極端子板および陰極端子板上にハンダメッキを施して電極引出リードを形成する構造が提案されている（特開２０００−４９０４８号公報参照）。
【０００３】
又、同一形状のコンデンサ素子を複数個準備し、その陽極部を同一方向に揃えて陽極側リードフレーム上に積層固着するとともに、陰極側リードフレーム上に積層固着して積層コンデンサ素子とし、この積層コンデンサ素子の周囲を外装樹脂で被覆封止し、前記各々のリードフレームを外装樹脂からその一部を表出させて端面電極として構成する積層型の固体電解コンデンサなども提案されている（特開２０００−６８１５８号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のリードフレームの一部を外装に表出させてそのリードフレームの一部を端面電極として用いる構造においては、それを歩留まり良く生産するための工程を考えると、ある程度の寸法の余裕を考慮しなければならない。そのために、陽極部から端面電極までの距離がかなり必要とされ、より高周波領域で用いる小型大容量で低ＥＳＲ、低ＥＳＬ特性を有する固体電解コンデンサを実現することが困難であった。
【０００５】
又、表面実装部品としての固体電解コンデンサは耐熱性、耐熱衝撃性能などにおいて、より高信頼性を有するとともにはんだ濡れ性に優れた実装性にも優れた固体電解コンデンサが望まれている。
【０００６】
本発明は上記課題を解決し、小型大容量で高周波特性に優れ、高信頼性をも有する固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、表面に弁金属多孔質層を形成した弁金属箔の端部に陽極電極部を形成し、前記弁金属多孔質層の上に誘電体被膜を形成し、この誘電体被膜の上に固体電解質層、この固体電解質層の上に集電体層を形成し、前記陽極電極部と接続された陽極引出電極部を設け、前記集電体層と接合された陰極引出電極部を設け、前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部を表出するように無機フィラーを含む樹脂からなる外装を設け、この外装の両端に少なくとも前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部と接続された端面電極を設けた固体電解コンデンサであり、大容量で低ＥＳＲ特性を有する高信頼性の固体電解コンデンサを実現することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、表面に弁金属多孔質層を形成した弁金属箔の端部に陽極電極部を設け、前記弁金属多孔質層の上に誘電体被膜を形成し、この誘電体被膜の上に固体電解質層、この固体電解質層の上に集電体層を形成し、前記陽極電極部と接続された陽極引出電極部を設け、前記集電体層と接合された陰極引出電極部を設けて容量素子とし、この容量素子の前記集電体層どうしを積層固着して積層構造とし、前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部を表出するように無機フィラーを含む樹脂からなる外装を設け、この外装の両端に少なくとも前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部と接続された端面電極を設けた固体電解コンデンサであり、より大容量で低ＥＳＲ特性を有する高信頼性の固体電解コンデンサを実現することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、弁金属箔がタンタルもしくはニオブである請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、請求項１の作用に加えて小型の固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、陽極引出電極部が銀、銅、ニッケルの単体あるいはこれらの合金である請求項１及び２に記載の固体電解コンデンサであり、より低ＥＳＲ特性を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、陰極引出電極部が銀、銅、ニッケルの単体あるいはこれらの合金である請求項１及び２に記載の固体電解コンデンサであり、さらに低ＥＳＲ特性を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、陽極電極部と陽極引出電極部とが溶接にて金属接合された請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、低ＥＳＲ特性を有する小型の固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、陽極引出電極部及び陰極引出電極部が平板状である請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、請求項１の作用に加えて低背型の大容量固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、陽極引出電極部が２枚の平板状の銀、銅、ニッケルの単体あるいはこれらの合金にて陽極電極部の端部を挟持するように構成された請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、更に低ＥＳＲ（等価直列抵抗）特性を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、無機フィラーとしてＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＺｒＯ２を用いた請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、高信頼性の固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、無機フィラーの平均粒径が５μｍ以下である請求項９に記載の固体電解コンデンサであり、より高信頼性を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、外装の最表層において無機フィラーの表出面積が１０％以上である請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、接着強度に優れた端面電極を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、外装の樹脂材料がエポキシ樹脂、エポキシ−シリコン樹脂を用いた請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、高信頼性に優れた固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１９】
請求項１３に記載の発明は、固体電解質として導電性高分子を用いた請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、低ＥＳＲ性能を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００２０】
請求項１４に記載の発明は、集電体層が導電性接着剤にて形成されるとともに容量素子間を積層固着する請求項２に記載の固体電解コンデンサであり、大容量、低ＥＳＲ特性を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００２１】
請求項１５に記載の発明は、端面電極の第１層目がニッケル層、第２層目がはんだ層または錫層の２層から構成された請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、はんだ濡れ性が良好で実装性に優れた端面電極を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００２２】
請求項１６に記載の発明は、端面電極の第１層目がニッケル層、第２層目が銅層、第３層目がはんだ層または錫層の３層から構成された請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、請求項１５の作用に加えて、より低ＥＳＲ特性が向上する。
【００２３】
請求項１７に記載の発明は、端面電極の第１層目がニッケル層、第２層目が銅層、第３層目がニッケル層そして第４層目がはんだ層または錫層の４層から構成された請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、請求項１６の作用に加えて、より高信頼性化を実現することができる。
【００２４】
請求項１８に記載の発明は、外装表面に窪みを設けた上に端面電極を設けた請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、端面電極の密着強度の優れた固体電解コンデンサを実現することができる。
【００２５】
請求項１９に記載の発明は、端面電極を設ける部分のみに窪みを設け、この窪みの上に端面電極を設けた請求項１８に記載の固体電解コンデンサであり請求項１８の作用に加えて実装時の吸着性を高めた固体電解コンデンサを実現することができる。
【００２６】
請求項２０に記載の発明は、弁金属箔の表面に弁金属多孔質層を形成する工程と、前記弁金属箔の端部に陽極電極部を形成する工程と、前記弁金属多孔質層の上に誘電体被膜を形成し、この誘電体被膜の上に固体電解質層、この固体電解質層の上に集電体層を形成する工程と、前記陽極電極部と陽極引出電極部を接続する工程と、前記集電体層と陰極引出電極部を接続する工程と、前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部を表出するように無機フィラーを含む樹脂からなる外装を形成する工程と、この外装の両端に少なくとも前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部と接続された端面電極を形成する工程からなる固体電解コンデンサの製造方法であり、大容量で低ＥＳＲ性能を有する固体電解コンデンサの製造方法を実現することができる。
【００２７】
請求項２１に記載の発明は、弁金属箔の表面に弁金属多孔質層を形成する工程と、前記弁金属箔の端部に陽極電極部を形成する工程と、前記弁金属多孔質層の上に誘電体被膜を形成し、この誘電体被膜の上に固体電解質層、この固体電解質層の上に集電体層を形成する工程と、前記陽極電極部と陽極引出電極部を金属接合するとともに前記集電体層と陰極引出電極部を接合して容量素子を形成する工程と、この容量素子の前記集電体どうしを積層固着して積層構造とする工程と、前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部を表出するように無機フィラーを含む樹脂からなる外装を形成する工程と、この外装の両端に少なくとも前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部と接続された端面電極を形成する工程から構成される固体電解コンデンサの製造方法であり、より大容量、低ＥＳＲ性能を有する固体電解コンデンサの製造方法を実現することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の固体電解コンデンサ及びその製造方法について実施の形態及び図面を用いて説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１及び図１〜図８により請求項１，３〜１４、１８〜２１に記載の発明を説明する。
【００３０】
図１は本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面図を示す。図１において、タンタル、ニオブなどの弁金属箔１の表面に弁金属粉末などを塗布した後、真空中で焼成することにより弁金属多孔質層２を形成し、この弁金属多孔質層２の表面に誘電体被膜（図示せず）を形成し、この誘電体被膜の上にポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子材料を用いて化学重合、電解重合などの方法により固体電解質層３を形成する。この時、弁金属箔１の端部は陽極電極部１ａとして用いるために前記弁金属多孔質層２は形成されていないので弁金属箔１が突き出た構造となっている。
【００３１】
次に、前記固体電解質層３の表面にカーボン及び銀ペーストを用いて集電体層４を形成している。この時、陽極電極部１ａと陰極である固体電解質層３および集電体層４とが導通しないように境界部分に絶縁樹脂などを塗布することによって陽陰極分離を確実に行ってもよい。
【００３２】
次に、陽極電極部１ａと陽極引出電極部５が溶接などの方法により電気的に接続されている。この陽極引出電極部５は固有抵抗が低抵抗である銀、銅、ニッケルの単体もしくはこれらの合金から構成されることが望ましい。この接続により弁金属箔１の表面に形成されている不働体膜を除去することができ、金属の低い固有抵抗による接続が陽極側において実現されることとなる。
【００３３】
又、集電体層４と陰極引出電極部６は導電性接着剤などにより接続されている。
【００３４】
次に、無機フィラー８を含んだ樹脂材により外装７をモールド成型する。これに用いる樹脂材としてはエポキシ樹脂、エポキシ−シリコン樹脂などが生産性、信頼性を確保する点で好ましい。この時、外装７の両端面には陽極引出電極部５及び陰極引出電極部６が表出することが望ましいが、外装７の成形後に両端面を研磨などの機械加工により表出させても良い。又この無機フィラー８は樹脂材のなかに混入されることによって弁金属箔１と外装７の膨張係数をより近づけることができるために固体電解コンデンサとしての信頼性を高めることができる。
【００３５】
その後、外装７の両端面に表出した前記陽極引出電極部５及び陰極引出電極部６の端部と接続するように端面電極９が外装７の両端面に形成されている。この端面電極９を形成する前に、あらかじめ外装７中に分散させて混入している無機フィラー８のうち、表面に露出している無機フィラー８のみをエッチングにより除去することによって外装７の表面に無機フィラー８の除去された後の窪み８ａを形成する。この窪み８ａが端面電極９をめっきなどの方法で形成するときにアンカー効果を発揮して端面電極９の外装７への接着強度が強化されることにより端面電極９の接続信頼性が向上するものである。又、この窪み８ａを端面電極９を形成する箇所のみに設けることにより中央部の平面性が維持できるので、非常に小型の固体電解コンデンサなどを実装する時における真空吸着などが確実にできる。更に、真空吸着が問題ないときには窪み８ａを全体に形成することにより、エッチングレジストなどを設ける必要がなくなり生産性を高めることができる。そして、これに用いる無機フィラー８としてはＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＺｒＯ２が良い結果を示すことが明らかとなった。さらにこの無機フィラー８の平均粒径は５μｍ以下でより好ましい結果を得ることが確認できた。
【００３６】
又、外装７の最表層における無機フィラー８の表出面積を１０％以上にすることによって、その効果がより大きくなることが実験の結果確認することができた。
【００３７】
この時、無機フィラー８を含有させないでモールド成型された外装７の両端面に上記と同様にしてめっき処理を行うとめっき膜が形成されない、もしくは非常に密着強度の弱いめっき膜が形成されることになり、表面実装電子部品として実用できる端面電極９を実現することは困難である。
【００３８】
次にこの固体電解コンデンサの製造方法を図２〜図７を用いて具体的に説明する。
【００３９】
図２に示すように、タンタル、ニオブなどの平板状の弁金属箔１を準備し、この弁金属箔１の表面に陽極電極部１ａになる部分を除いて、タンタル粉末などを塗布した後１６００℃の真空中で焼成し、シート状の焼結体からなる弁金属多孔質層２を形成する。
【００４０】
次に図３に示すように、前記弁金属箔１の陽極電極部１ａと弁金属多孔質層２の境界に樹脂などを塗布して陽陰極分離のための絶縁層（図示せず）を形成しておき、りん酸溶液中で陽極化成（１２Ｖ）して、弁金属多孔質体３の表面に誘電体被膜としてのタンタル酸化被膜層を形成した。その後、ピロールと水とエチレングリコールを重量比で１：１５：１の割合で含有するピロール液に浸漬し、硫酸第２鉄と水とエチレングリコールを重量比で１：１．５：１．８の割合で含有する酸化剤溶液に浸漬して化学酸化重合によりポリピロール膜を形成した。次いで、チオフェンとｐ−トルエンスルホン酸第二鉄とブタノールを重量比で１：０．１：０．２の割合で含有するチオフェン液に浸漬して固体電解質層３を形成した。
【００４１】
その後、固体電解質層３の上に集電体層４としてカーボン層、銀ペースト層を順次形成して陰極の電極とした。
【００４２】
次に図４に示すように、陽極引出電極部５の材料として厚さ１００μｍの銅箔を用いて、この陽極引出電極部５と陽極電極部１ａとを抵抗溶接により接続する。又、陰極集電体層４と陰極引出電極部６との接続は銀ペーストなどの導電性接着剤で接続した。
【００４３】
次に、図５に示すように陽極引出電極部５と陰極引出電極部６の端部のみが露出するように無機フィラー８として平均粒径３μｍの酸化珪素粒子を５０ｗｔ％含有したエポキシ樹脂でモールド成型することによって外装７を形成する。
【００４４】
その後、図６に示すように外装７の両端面を純水で洗浄した後エッチング処理を行うことにより陽極引出電極部５と陰極引出電極部６表面の酸化膜、汚れ等を除去するとともに、外装７の表面に表出している無機フィラー８である酸化珪素粒子をエッチングにより溶解除去することによって窪み８ａを形成する。この窪み８ａは後の工程で形成するめっき膜を形成するときのアンカー効果を持たせることを目的としている。
【００４５】
その後、純水で洗浄した後パラジウム溶液に浸漬して無電解めっきにおける触媒作用を有するパラジウムを端面電極９を形成する所定の箇所に吸着させた後、リンを含有するニッケルめっき液中に浸漬して無電解めっきすることにより、図７に示すように６重量％のリンを含有する膜厚５μｍのニッケル層を端面電極９が形成された固体電解コンデンサを作製することができる。
【００４６】
又、上記の固体電解コンデンサの製造方法と同様の方法により陽極引出電極部５及び陰極引出電極部６に使用する電極材料をニッケル（厚さ１００μｍ）、銀（厚さ１００μｍ）及びニッケル：銅＝３０：７０ｗｔ％の合金箔（厚さ１１０μｍ）に変えた固体電解コンデンサを作製した。
【００４７】
このようにして作製された固体電解コンデンサにおいて、ニッケルからなる端面電極９の両端面に測定用プローブを当てて静電容量とＥＳＲ値及びＥＳＬ値の測定を行った。又この試料を８５℃−８５％ＲＨの雰囲気下で７２時間曝露し、再び静電容量とＥＳＲ値の測定を行った。更に１ｍｍ２の面積の電極パッドにはんだ実装し垂直に引き上げ剥離する剥離強度も端面電極９の機械的特性を評価するために測定した。その評価結果を（表１）に示す。
【００４８】
又、比較例１として陽極引出電極部５を構成しないで、直接陽極電極部１ａを外装７の端面に表出させて上記端面電極９と同じ構成とした固体電解コンデンサを作製した。更に鉄を主成分とするコムリードを用いて、このコムリードに陽極電極部１ａを溶接により金属接合し、陰極である集電体層４に導電性接着剤などによりコムリードを接合した後モールド成型した固体電解コンデンサを比較例２として作製した。これら比較例１と比較例２の性能を（表１）に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
（表１）に示すように比較例１及び比較例２の構成と比較し、陽極引出電極部５を銅、銀、ニッケル及び銅−ニッケル合金のいずれかで構成することにより低ＥＳＲ、低ＥＳＬ性能を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００５１】
又、陽極引出電極部５が２枚の平板状の前記電極材料にて構成される固体電解コンデンサを作製した。この時の電気的性能はほぼ同じ性能を有しているが長期の信頼性において接続の信頼性を高められることが期待できる。
【００５２】
次に、図８を用いて図１の固体電解コンデンサを積層構造にした固体電解コンデンサの構成及びその製造方法について説明する。この固体電解コンデンサの基本構成は図３に示す構成を積層構造にしたものである。図３に示すコンデンサ素子の集電体層４側を図８に示すように、銀ペーストで積層、接着、接続し、さらにこの積層されたそれぞれのコンデンサ素子の陽極電極部１ａと陽極引出電極部５を溶接などにて接続している。又集電体層４と陰極引出電極部６を導電性接着剤等にて接合して接続するように構成している。図８では積層数を３層にした固体電解コンデンサについて一例として説明しているが２層以上であれば何層であっても良く、容量値に応じて積層すればよい。
【００５３】
その後、エポキシ樹脂などの樹脂材により無機フィラー８を含んだ外装１０となるように樹脂モールド成型し、それぞれ積層された陽極引出電極部５及び陰極引出電極部６を外装１０の端部に表出させ、表出された複数の陽極引出電極部５及び陰極引出電極部６と接続するように端面電極９が形成されている。このような構成とすることにより、更に低ＥＳＲ、大容量の固体電解コンデンサを実現することができる。
【００５４】
得られた３層積層品の固体電解コンデンサの初期特性を上記（表１）に示す。（表１）の結果より、より低ＥＳＲで大容量の固体電解コンデンサを実現できる。
【００５５】
次に、その製造方法について説明する。基本的な製造方法は図２〜図７の製造方法とほぼ同じ方法で製造することができる。ここでは図８に示す固体電解コンデンサを作製するために必要な製造工程のみについて説明し、それ以外の製造方法については省略する。
【００５６】
図８の固体電解コンデンサの製造方法は、図２〜図４の工程の後に図４の容量素子を３層に積層するために導電性接着剤を用いて集電体層４を積層接着させる。その後図５〜図７と同様の工程を経て図８に示す３層に積層した構成の固体電解コンデンサを作製することができる。
【００５７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２及び図９により請求項１５に記載の発明を説明する。
【００５８】
図９は前記実施の形態１の図８と同様の方法により形成した固体電解コンデンサの端面電極９を２層の積層電極とした構成を示したものである。
【００５９】
この端面電極９は第１層目端面電極９ａとしてニッケル電極を形成し、その後第２層目端面電極９ｂとして、はんだ又は錫の電解めっき液を用いてはんだ層または錫層からなる電極層を最表層に形成することにより、より実装性、信頼性に優れた端面電極９を有する固体電解コンデンサとしたものである。
【００６０】
このような構成の端面電極９を有する固体電解コンデンサは表面実装部品として回路基板などに実装する場合において、はんだ濡れ性を高めるとともに接続の信頼性を高める役割を果たすものである。このような構成を有する固体電解コンデンサ両端の端面電極９に測定用プローブをあて、静電容量、ＥＳＲ値及びＥＳＬ値の測定を行った。また８５℃−８５％ＰＨの雰囲気下で７２時間曝露し再び静電容量とＥＳＲ値の測定を行った。更に１ｍｍ２の面積の電極パッドにはんだ実装し垂直に引き上げ剥離する剥離強度を測定した。その結果を上記（表１）に示す。
【００６１】
（表１）の結果より、端面電極９を２層構成にすることにより曝露試験後のＥＳＲの劣化を低減できる固体電解コンデンサを実現できる。
【００６２】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３及び図１０により請求項１６に記載の発明を説明する。
【００６３】
図１０は前記実施の形態１の図８と同様の方法により形成した固体電解コンデンサの端面電極９を３層の積層電極とした構成を示したものである。
【００６４】
この端面電極９は第１層目端面電極９ａとしてニッケル電極を形成し、その後第２層目端面電極９ｂとして銅めっきにより銅電極を形成し、更に第３層目の端面電極９ｃとして、はんだ層または錫層からなる電極層を最表層に形成することにより、さらに実装性に優れた端面電極９を有する固体電解コンデンサとしたものである。錫層にすることは鉛フリーの観点から環境保護対策の観点からもより好ましい電極材料である。このような構成の端面電極９は表面実装部品として回路基板などに実装する場合において、はんだ濡れ性を高めるとともに接続の信頼性を高める役割を果たすものである。
【００６５】
このように構成された固体電解コンデンサは実施の形態２と同じ方法で評価した。その結果を上記（表１）に示す。
【００６６】
（表１）の結果より、端面電極９を３層構成することにより曝露試験後のＥＳＲの劣化をより低減できる固体電解コンデンサを実現することができる。
【００６７】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４及び図１１により請求項１７に記載の発明を説明する。
【００６８】
図１１は前記実施の形態１の図８と同様の方法により形成した固体電解コンデンサの端面電極９を４層の積層電極とした構成を示している。
【００６９】
この端面電極９は第１層目端面電極９ａとしてニッケル電極を形成し、その後第２層目端面電極９ｂとして銅電極を形成し、更に第３層目の端面電極９ｃとして再度ニッケル電極を形成し、最後に第４層目の端面電極９ｄとしてはんだ層または錫層からなる電極層を最表層に形成することにより、最も実装性に優れた端面電極９を有する固体電解コンデンサとしたものである。
【００７０】
このように構成された固体電解コンデンサを実施の形態２と同じ方法で評価した。その結果を上記（表１）に示す。
【００７１】
（表１）の結果より、端面電極９を４層構成にすることにより曝露試験後のＥＳＲの劣化を最も低減できる固体電解コンデンサを実現できる。
【００７２】
又、以上のような端面電極９の構成は表面実装部品として回路基板などにはんだ実装する場合において、はんだ濡れ性を高めるとともに接続の信頼性を高める役割を果たすものである。
【００７３】
【発明の効果】
以上のように本発明の固体電解コンデンサの構成によれば、低ＥＳＲ、低ＥＳＬ特性を有し且つ実装性、信頼性に優れた大容量の固体電解コンデンサを実現できるとともにその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面図
【図２】同製造方法を説明するための断面図
【図３】同断面図
【図４】同断面図
【図５】同断面図
【図６】同断面図
【図７】同断面図
【図８】同積層型の固体電解コンデンサの断面図
【図９】本発明の実施の形態２における固体電解コンデンサの断面図
【図１０】本発明の実施の形態３における固体電解コンデンサの断面図
【図１１】本発明の実施の形態４における固体電解コンデンサの断面図
【符号の説明】
１ 弁金属箔
１ａ 陽極電極部
２ 弁金属多孔質層
３ 固体電解質層
４ 集電体層
５ 陽極引出電極部
６ 陰極引出電極部
７ 外装
８ 無機フィラー
８ａ 窪み
９ 端面電極
９ａ 第１層目端面電極
９ｂ 第２層目端面電極
９ｃ 第３層目端面電極
９ｄ 第４層目端面電極
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器に使用される固体電解コンデンサ及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の表面実装用の固体電解コンデンサとしては、陽極と陰極が形成された固体電解コンデンサのコンデンサ素子の陽極に陽極端子板を溶接にて接合し、陰極に導電性接着剤にて陰極端子板を取り付けた後、コンデンサ素子の周りに樹脂外装体を形成し、その樹脂の一部を除去して陽極端子板および陰極端子板の一部分を露出させ、樹脂外装体の両端面に露出された陽極端子板および陰極端子板上にハンダメッキを施して電極引出リードを形成する構造が提案されている（特開２０００−４９０４８号公報参照）。
【０００３】
又、同一形状のコンデンサ素子を複数個準備し、その陽極部を同一方向に揃えて陽極側リードフレーム上に積層固着するとともに、陰極側リードフレーム上に積層固着して積層コンデンサ素子とし、この積層コンデンサ素子の周囲を外装樹脂で被覆封止し、前記各々のリードフレームを外装樹脂からその一部を表出させて端面電極として構成する積層型の固体電解コンデンサなども提案されている（特開２０００−６８１５８号公報参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のリードフレームの一部を外装に表出させてそのリードフレームの一部を端面電極として用いる構造においては、それを歩留まり良く生産するための工程を考えると、ある程度の寸法の余裕を考慮しなければならない。そのために、陽極部から端面電極までの距離がかなり必要とされ、より高周波領域で用いる小型大容量で低ＥＳＲ、低ＥＳＬ特性を有する固体電解コンデンサを実現することが困難であった。
【０００５】
又、表面実装部品としての固体電解コンデンサは耐熱性、耐熱衝撃性能などにおいて、より高信頼性を有するとともにはんだ濡れ性に優れた実装性にも優れた固体電解コンデンサが望まれている。
【０００６】
本発明は上記課題を解決し、小型大容量で高周波特性に優れ、高信頼性をも有する固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、表面に弁金属多孔質層を形成した弁金属箔の端部に陽極電極部を形成し、前記弁金属多孔質層の上に誘電体被膜を形成し、この誘電体被膜の上に固体電解質層、この固体電解質層の上に集電体層を形成し、前記陽極電極部と接続された陽極引出電極部を設け、前記集電体層と接合された陰極引出電極部を設け、前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部を表出するように無機フィラーを含む樹脂からなる外装を設け、この外装の両端に少なくとも前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部と接続された端面電極を設けた固体電解コンデンサであり、大容量で低ＥＳＲ特性を有する高信頼性の固体電解コンデンサを実現することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、表面に弁金属多孔質層を形成した弁金属箔の端部に陽極電極部を設け、前記弁金属多孔質層の上に誘電体被膜を形成し、この誘電体被膜の上に固体電解質層、この固体電解質層の上に集電体層を形成し、前記陽極電極部と接続された陽極引出電極部を設け、前記集電体層と接合された陰極引出電極部を設けて容量素子とし、この容量素子の前記集電体層どうしを積層固着して積層構造とし、前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部を表出するように無機フィラーを含む樹脂からなる外装を設け、この外装の両端に少なくとも前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部と接続された端面電極を設けた固体電解コンデンサであり、より大容量で低ＥＳＲ特性を有する高信頼性の固体電解コンデンサを実現することができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、弁金属箔がタンタルもしくはニオブである請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、請求項１の作用に加えて小型の固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、陽極引出電極部が銀、銅、ニッケルの単体あるいはこれらの合金である請求項１及び２に記載の固体電解コンデンサであり、より低ＥＳＲ特性を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、陰極引出電極部が銀、銅、ニッケルの単体あるいはこれらの合金である請求項１及び２に記載の固体電解コンデンサであり、さらに低ＥＳＲ特性を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、陽極電極部と陽極引出電極部とが溶接にて金属接合された請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、低ＥＳＲ特性を有する小型の固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、陽極引出電極部及び陰極引出電極部が平板状である請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、請求項１の作用に加えて低背型の大容量固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、陽極引出電極部が２枚の平板状の銀、銅、ニッケルの単体あるいはこれらの合金にて陽極電極部の端部を挟持するように構成された請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、更に低ＥＳＲ（等価直列抵抗）特性を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１５】
請求項９に記載の発明は、無機フィラーとしてＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＺｒＯ２を用いた請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、高信頼性の固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１６】
請求項１０に記載の発明は、無機フィラーの平均粒径が５μｍ以下である請求項９に記載の固体電解コンデンサであり、より高信頼性を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１７】
請求項１１に記載の発明は、外装の最表層において無機フィラーの表出面積が１０％以上である請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、接着強度に優れた端面電極を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１８】
請求項１２に記載の発明は、外装の樹脂材料がエポキシ樹脂、エポキシ−シリコン樹脂を用いた請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、高信頼性に優れた固体電解コンデンサを実現することができる。
【００１９】
請求項１３に記載の発明は、固体電解質として導電性高分子を用いた請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、低ＥＳＲ性能を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００２０】
請求項１４に記載の発明は、集電体層が導電性接着剤にて形成されるとともに容量素子間を積層固着する請求項２に記載の固体電解コンデンサであり、大容量、低ＥＳＲ特性を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００２１】
請求項１５に記載の発明は、端面電極の第１層目がニッケル層、第２層目がはんだ層または錫層の２層から構成された請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、はんだ濡れ性が良好で実装性に優れた端面電極を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００２２】
請求項１６に記載の発明は、端面電極の第１層目がニッケル層、第２層目が銅層、第３層目がはんだ層または錫層の３層から構成された請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、請求項１５の作用に加えて、より低ＥＳＲ特性が向上する。
【００２３】
請求項１７に記載の発明は、端面電極の第１層目がニッケル層、第２層目が銅層、第３層目がニッケル層そして第４層目がはんだ層または錫層の４層から構成された請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、請求項１６の作用に加えて、より高信頼性化を実現することができる。
【００２４】
請求項１８に記載の発明は、外装表面に窪みを設けた上に端面電極を設けた請求項１または２に記載の固体電解コンデンサであり、端面電極の密着強度の優れた固体電解コンデンサを実現することができる。
【００２５】
請求項１９に記載の発明は、端面電極を設ける部分のみに窪みを設け、この窪みの上に端面電極を設けた請求項１８に記載の固体電解コンデンサであり請求項１８の作用に加えて実装時の吸着性を高めた固体電解コンデンサを実現することができる。
【００２６】
請求項２０に記載の発明は、弁金属箔の表面に弁金属多孔質層を形成する工程と、前記弁金属箔の端部に陽極電極部を形成する工程と、前記弁金属多孔質層の上に誘電体被膜を形成し、この誘電体被膜の上に固体電解質層、この固体電解質層の上に集電体層を形成する工程と、前記陽極電極部と陽極引出電極部を接続する工程と、前記集電体層と陰極引出電極部を接続する工程と、前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部を表出するように無機フィラーを含む樹脂からなる外装を形成する工程と、この外装の両端に少なくとも前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部と接続された端面電極を形成する工程からなる固体電解コンデンサの製造方法であり、大容量で低ＥＳＲ性能を有する固体電解コンデンサの製造方法を実現することができる。
【００２７】
請求項２１に記載の発明は、弁金属箔の表面に弁金属多孔質層を形成する工程と、前記弁金属箔の端部に陽極電極部を形成する工程と、前記弁金属多孔質層の上に誘電体被膜を形成し、この誘電体被膜の上に固体電解質層、この固体電解質層の上に集電体層を形成する工程と、前記陽極電極部と陽極引出電極部を金属接合するとともに前記集電体層と陰極引出電極部を接合して容量素子を形成する工程と、この容量素子の前記集電体どうしを積層固着して積層構造とする工程と、前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部を表出するように無機フィラーを含む樹脂からなる外装を形成する工程と、この外装の両端に少なくとも前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部と接続された端面電極を形成する工程から構成される固体電解コンデンサの製造方法であり、より大容量、低ＥＳＲ性能を有する固体電解コンデンサの製造方法を実現することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の固体電解コンデンサ及びその製造方法について実施の形態及び図面を用いて説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１及び図１〜図８により請求項１，３〜１４、１８〜２１に記載の発明を説明する。
【００３０】
図１は本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面図を示す。図１において、タンタル、ニオブなどの弁金属箔１の表面に弁金属粉末などを塗布した後、真空中で焼成することにより弁金属多孔質層２を形成し、この弁金属多孔質層２の表面に誘電体被膜（図示せず）を形成し、この誘電体被膜の上にポリピロール、ポリチオフェンなどの導電性高分子材料を用いて化学重合、電解重合などの方法により固体電解質層３を形成する。この時、弁金属箔１の端部は陽極電極部１ａとして用いるために前記弁金属多孔質層２は形成されていないので弁金属箔１が突き出た構造となっている。
【００３１】
次に、前記固体電解質層３の表面にカーボン及び銀ペーストを用いて集電体層４を形成している。この時、陽極電極部１ａと陰極である固体電解質層３および集電体層４とが導通しないように境界部分に絶縁樹脂などを塗布することによって陽陰極分離を確実に行ってもよい。
【００３２】
次に、陽極電極部１ａと陽極引出電極部５が溶接などの方法により電気的に接続されている。この陽極引出電極部５は固有抵抗が低抵抗である銀、銅、ニッケルの単体もしくはこれらの合金から構成されることが望ましい。この接続により弁金属箔１の表面に形成されている不働体膜を除去することができ、金属の低い固有抵抗による接続が陽極側において実現されることとなる。
【００３３】
又、集電体層４と陰極引出電極部６は導電性接着剤などにより接続されている。
【００３４】
次に、無機フィラー８を含んだ樹脂材により外装７をモールド成型する。これに用いる樹脂材としてはエポキシ樹脂、エポキシ−シリコン樹脂などが生産性、信頼性を確保する点で好ましい。この時、外装７の両端面には陽極引出電極部５及び陰極引出電極部６が表出することが望ましいが、外装７の成形後に両端面を研磨などの機械加工により表出させても良い。又この無機フィラー８は樹脂材のなかに混入されることによって弁金属箔１と外装７の膨張係数をより近づけることができるために固体電解コンデンサとしての信頼性を高めることができる。
【００３５】
その後、外装７の両端面に表出した前記陽極引出電極部５及び陰極引出電極部６の端部と接続するように端面電極９が外装７の両端面に形成されている。この端面電極９を形成する前に、あらかじめ外装７中に分散させて混入している無機フィラー８のうち、表面に露出している無機フィラー８のみをエッチングにより除去することによって外装７の表面に無機フィラー８の除去された後の窪み８ａを形成する。この窪み８ａが端面電極９をめっきなどの方法で形成するときにアンカー効果を発揮して端面電極９の外装７への接着強度が強化されることにより端面電極９の接続信頼性が向上するものである。又、この窪み８ａを端面電極９を形成する箇所のみに設けることにより中央部の平面性が維持できるので、非常に小型の固体電解コンデンサなどを実装する時における真空吸着などが確実にできる。更に、真空吸着が問題ないときには窪み８ａを全体に形成することにより、エッチングレジストなどを設ける必要がなくなり生産性を高めることができる。そして、これに用いる無機フィラー８としてはＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＺｒＯ２が良い結果を示すことが明らかとなった。さらにこの無機フィラー８の平均粒径は５μｍ以下でより好ましい結果を得ることが確認できた。
【００３６】
又、外装７の最表層における無機フィラー８の表出面積を１０％以上にすることによって、その効果がより大きくなることが実験の結果確認することができた。
【００３７】
この時、無機フィラー８を含有させないでモールド成型された外装７の両端面に上記と同様にしてめっき処理を行うとめっき膜が形成されない、もしくは非常に密着強度の弱いめっき膜が形成されることになり、表面実装電子部品として実用できる端面電極９を実現することは困難である。
【００３８】
次にこの固体電解コンデンサの製造方法を図２〜図７を用いて具体的に説明する。
【００３９】
図２に示すように、タンタル、ニオブなどの平板状の弁金属箔１を準備し、この弁金属箔１の表面に陽極電極部１ａになる部分を除いて、タンタル粉末などを塗布した後１６００℃の真空中で焼成し、シート状の焼結体からなる弁金属多孔質層２を形成する。
【００４０】
次に図３に示すように、前記弁金属箔１の陽極電極部１ａと弁金属多孔質層２の境界に樹脂などを塗布して陽陰極分離のための絶縁層（図示せず）を形成しておき、りん酸溶液中で陽極化成（１２Ｖ）して、弁金属多孔質体３の表面に誘電体被膜としてのタンタル酸化被膜層を形成した。その後、ピロールと水とエチレングリコールを重量比で１：１５：１の割合で含有するピロール液に浸漬し、硫酸第２鉄と水とエチレングリコールを重量比で１：１．５：１．８の割合で含有する酸化剤溶液に浸漬して化学酸化重合によりポリピロール膜を形成した。次いで、チオフェンとｐ−トルエンスルホン酸第二鉄とブタノールを重量比で１：０．１：０．２の割合で含有するチオフェン液に浸漬して固体電解質層３を形成した。
【００４１】
その後、固体電解質層３の上に集電体層４としてカーボン層、銀ペースト層を順次形成して陰極の電極とした。
【００４２】
次に図４に示すように、陽極引出電極部５の材料として厚さ１００μｍの銅箔を用いて、この陽極引出電極部５と陽極電極部１ａとを抵抗溶接により接続する。又、陰極集電体層４と陰極引出電極部６との接続は銀ペーストなどの導電性接着剤で接続した。
【００４３】
次に、図５に示すように陽極引出電極部５と陰極引出電極部６の端部のみが露出するように無機フィラー８として平均粒径３μｍの酸化珪素粒子を５０ｗｔ％含有したエポキシ樹脂でモールド成型することによって外装７を形成する。
【００４４】
その後、図６に示すように外装７の両端面を純水で洗浄した後エッチング処理を行うことにより陽極引出電極部５と陰極引出電極部６表面の酸化膜、汚れ等を除去するとともに、外装７の表面に表出している無機フィラー８である酸化珪素粒子をエッチングにより溶解除去することによって窪み８ａを形成する。この窪み８ａは後の工程で形成するめっき膜を形成するときのアンカー効果を持たせることを目的としている。
【００４５】
その後、純水で洗浄した後パラジウム溶液に浸漬して無電解めっきにおける触媒作用を有するパラジウムを端面電極９を形成する所定の箇所に吸着させた後、リンを含有するニッケルめっき液中に浸漬して無電解めっきすることにより、図７に示すように６重量％のリンを含有する膜厚５μｍのニッケル層を端面電極９が形成された固体電解コンデンサを作製することができる。
【００４６】
又、上記の固体電解コンデンサの製造方法と同様の方法により陽極引出電極部５及び陰極引出電極部６に使用する電極材料をニッケル（厚さ１００μｍ）、銀（厚さ１００μｍ）及びニッケル：銅＝３０：７０ｗｔ％の合金箔（厚さ１１０μｍ）に変えた固体電解コンデンサを作製した。
【００４７】
このようにして作製された固体電解コンデンサにおいて、ニッケルからなる端面電極９の両端面に測定用プローブを当てて静電容量とＥＳＲ値及びＥＳＬ値の測定を行った。又この試料を８５℃−８５％ＲＨの雰囲気下で７２時間曝露し、再び静電容量とＥＳＲ値の測定を行った。更に１ｍｍ２の面積の電極パッドにはんだ実装し垂直に引き上げ剥離する剥離強度も端面電極９の機械的特性を評価するために測定した。その評価結果を（表１）に示す。
【００４８】
又、比較例１として陽極引出電極部５を構成しないで、直接陽極電極部１ａを外装７の端面に表出させて上記端面電極９と同じ構成とした固体電解コンデンサを作製した。更に鉄を主成分とするコムリードを用いて、このコムリードに陽極電極部１ａを溶接により金属接合し、陰極である集電体層４に導電性接着剤などによりコムリードを接合した後モールド成型した固体電解コンデンサを比較例２として作製した。これら比較例１と比較例２の性能を（表１）に示す。
【００４９】
【表１】
（表１）に示すように比較例１及び比較例２の構成と比較し、陽極引出電極部５を銅、銀、ニッケル及び銅−ニッケル合金のいずれかで構成することにより低ＥＳＲ、低ＥＳＬ性能を有する固体電解コンデンサを実現することができる。
【００５１】
又、陽極引出電極部５が２枚の平板状の前記電極材料にて構成される固体電解コンデンサを作製した。この時の電気的性能はほぼ同じ性能を有しているが長期の信頼性において接続の信頼性を高められることが期待できる。
【００５２】
次に、図８を用いて図１の固体電解コンデンサを積層構造にした固体電解コンデンサの構成及びその製造方法について説明する。この固体電解コンデンサの基本構成は図３に示す構成を積層構造にしたものである。図３に示すコンデンサ素子の集電体層４側を図８に示すように、銀ペーストで積層、接着、接続し、さらにこの積層されたそれぞれのコンデンサ素子の陽極電極部１ａと陽極引出電極部５を溶接などにて接続している。又集電体層４と陰極引出電極部６を導電性接着剤等にて接合して接続するように構成している。図８では積層数を３層にした固体電解コンデンサについて一例として説明しているが２層以上であれば何層であっても良く、容量値に応じて積層すればよい。
【００５３】
その後、エポキシ樹脂などの樹脂材により無機フィラー８を含んだ外装１０となるように樹脂モールド成型し、それぞれ積層された陽極引出電極部５及び陰極引出電極部６を外装１０の端部に表出させ、表出された複数の陽極引出電極部５及び陰極引出電極部６と接続するように端面電極９が形成されている。このような構成とすることにより、更に低ＥＳＲ、大容量の固体電解コンデンサを実現することができる。
【００５４】
得られた３層積層品の固体電解コンデンサの初期特性を上記（表１）に示す。（表１）の結果より、より低ＥＳＲで大容量の固体電解コンデンサを実現できる。
【００５５】
次に、その製造方法について説明する。基本的な製造方法は図２〜図７の製造方法とほぼ同じ方法で製造することができる。ここでは図８に示す固体電解コンデンサを作製するために必要な製造工程のみについて説明し、それ以外の製造方法については省略する。
【００５６】
図８の固体電解コンデンサの製造方法は、図２〜図４の工程の後に図４の容量素子を３層に積層するために導電性接着剤を用いて集電体層４を積層接着させる。その後図５〜図７と同様の工程を経て図８に示す３層に積層した構成の固体電解コンデンサを作製することができる。
【００５７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２及び図９により請求項１５に記載の発明を説明する。
【００５８】
図９は前記実施の形態１の図８と同様の方法により形成した固体電解コンデンサの端面電極９を２層の積層電極とした構成を示したものである。
【００５９】
この端面電極９は第１層目端面電極９ａとしてニッケル電極を形成し、その後第２層目端面電極９ｂとして、はんだ又は錫の電解めっき液を用いてはんだ層または錫層からなる電極層を最表層に形成することにより、より実装性、信頼性に優れた端面電極９を有する固体電解コンデンサとしたものである。
【００６０】
このような構成の端面電極９を有する固体電解コンデンサは表面実装部品として回路基板などに実装する場合において、はんだ濡れ性を高めるとともに接続の信頼性を高める役割を果たすものである。このような構成を有する固体電解コンデンサ両端の端面電極９に測定用プローブをあて、静電容量、ＥＳＲ値及びＥＳＬ値の測定を行った。また８５℃−８５％ＰＨの雰囲気下で７２時間曝露し再び静電容量とＥＳＲ値の測定を行った。更に１ｍｍ２の面積の電極パッドにはんだ実装し垂直に引き上げ剥離する剥離強度を測定した。その結果を上記（表１）に示す。
【００６１】
（表１）の結果より、端面電極９を２層構成にすることにより曝露試験後のＥＳＲの劣化を低減できる固体電解コンデンサを実現できる。
【００６２】
（実施の形態３）
本発明の実施の形態３及び図１０により請求項１６に記載の発明を説明する。
【００６３】
図１０は前記実施の形態１の図８と同様の方法により形成した固体電解コンデンサの端面電極９を３層の積層電極とした構成を示したものである。
【００６４】
この端面電極９は第１層目端面電極９ａとしてニッケル電極を形成し、その後第２層目端面電極９ｂとして銅めっきにより銅電極を形成し、更に第３層目の端面電極９ｃとして、はんだ層または錫層からなる電極層を最表層に形成することにより、さらに実装性に優れた端面電極９を有する固体電解コンデンサとしたものである。錫層にすることは鉛フリーの観点から環境保護対策の観点からもより好ましい電極材料である。このような構成の端面電極９は表面実装部品として回路基板などに実装する場合において、はんだ濡れ性を高めるとともに接続の信頼性を高める役割を果たすものである。
【００６５】
このように構成された固体電解コンデンサは実施の形態２と同じ方法で評価した。その結果を上記（表１）に示す。
【００６６】
（表１）の結果より、端面電極９を３層構成することにより曝露試験後のＥＳＲの劣化をより低減できる固体電解コンデンサを実現することができる。
【００６７】
（実施の形態４）
本発明の実施の形態４及び図１１により請求項１７に記載の発明を説明する。
【００６８】
図１１は前記実施の形態１の図８と同様の方法により形成した固体電解コンデンサの端面電極９を４層の積層電極とした構成を示している。
【００６９】
この端面電極９は第１層目端面電極９ａとしてニッケル電極を形成し、その後第２層目端面電極９ｂとして銅電極を形成し、更に第３層目の端面電極９ｃとして再度ニッケル電極を形成し、最後に第４層目の端面電極９ｄとしてはんだ層または錫層からなる電極層を最表層に形成することにより、最も実装性に優れた端面電極９を有する固体電解コンデンサとしたものである。
【００７０】
このように構成された固体電解コンデンサを実施の形態２と同じ方法で評価した。その結果を上記（表１）に示す。
【００７１】
（表１）の結果より、端面電極９を４層構成にすることにより曝露試験後のＥＳＲの劣化を最も低減できる固体電解コンデンサを実現できる。
【００７２】
又、以上のような端面電極９の構成は表面実装部品として回路基板などにはんだ実装する場合において、はんだ濡れ性を高めるとともに接続の信頼性を高める役割を果たすものである。
【００７３】
【発明の効果】
以上のように本発明の固体電解コンデンサの構成によれば、低ＥＳＲ、低ＥＳＬ特性を有し且つ実装性、信頼性に優れた大容量の固体電解コンデンサを実現できるとともにその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面図
【図２】同製造方法を説明するための断面図
【図３】同断面図
【図４】同断面図
【図５】同断面図
【図６】同断面図
【図７】同断面図
【図８】同積層型の固体電解コンデンサの断面図
【図９】本発明の実施の形態２における固体電解コンデンサの断面図
【図１０】本発明の実施の形態３における固体電解コンデンサの断面図
【図１１】本発明の実施の形態４における固体電解コンデンサの断面図
【符号の説明】
１ 弁金属箔
１ａ 陽極電極部
２ 弁金属多孔質層
３ 固体電解質層
４ 集電体層
５ 陽極引出電極部
６ 陰極引出電極部
７ 外装
８ 無機フィラー
８ａ 窪み
９ 端面電極
９ａ 第１層目端面電極
９ｂ 第２層目端面電極
９ｃ 第３層目端面電極
９ｄ 第４層目端面電極
Claims (21)
- 表面に弁金属多孔質層を形成した弁金属箔の端部に陽極電極部を設け、前記弁金属多孔質層の上に誘電体被膜を形成し、この誘電体被膜の上に固体電解質層、この固体電解質層の上に集電体層を形成し、前記陽極電極部と接続された陽極引出電極部を設け、前記集電体層と接続された陰極引出電極部を設け、前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部を表出するように無機フィラーを含む樹脂からなる外装を設け、この外装の両端に少なくとも前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部と接続された端面電極を設けた固体電解コンデンサ。
- 表面に弁金属多孔質層を形成した弁金属箔の端部に陽極電極部を設け、前記弁金属多孔質層の上に誘電体被膜を形成し、この誘電体被膜の上に固体電解質層、この固体電解質層の上に集電体層を形成し、前記陽極電極部と接続された陽極引出電極部を設け、前記集電体層と接続された陰極引出電極部を設けて容量素子とし、この容量素子の前記集電体層どうしを積層固着して積層構造とし、前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部を表出するように無機フィラーを含む樹脂からなる外装を設け、この外装の両端に少なくとも前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部と接続された端面電極を設けた固体電解コンデンサ。
- 弁金属箔がタンタルもしくはニオブである請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
- 陽極引出電極部が銀、銅、ニッケルの単体あるいはこれらの合金である請求項１及び２に記載の固体電解コンデンサ。
- 陰極引出電極部が銀、銅、ニッケルの単体あるいはこれらの合金である請求項１及び２に記載の固体電解コンデンサ。
- 陽極電極部と陽極引出電極部とが溶接にて接続された請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
- 陽極引出電極部及び陰極引出電極部が平板状である請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
- 陽極引出電極部が２枚の平板状の銀、銅、ニッケルの単体あるいはこれらの合金にて陽極電極部の端部を挟持するように構成された請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
- 無機フィラーとしてＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，ＭｇＯ，ＺｒＯ２を用いた請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
- 無機フィラーの平均粒径が５μｍ以下である請求項９に記載の固体電解コンデンサ。
- 外装の最表層において無機フィラーの表出面積が１０％以上である請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
- 外装の樹脂材料がエポキシ樹脂、エポキシ−シリコン樹脂を用いた請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
- 固体電解質として導電性高分子を用いた請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
- 集電体層が導電性接着剤にて形成されるとともに容量素子間を積層固着する請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
- 端面電極の第１層目がニッケル層、第２層目がはんだ層または錫層の２層から構成された請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
- 端面電極の第１層目がニッケル層、第２層目が銅層、第３層目がはんだ層または錫層の３層から構成された請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
- 端面電極の第１層目がニッケル層、第２層目が銅層、第３層目がニッケル層そして第４層目がはんだ層または錫層の４層から構成された請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
- 外装表面に窪みを設けた上に端面電極を設けた請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
- 端面電極を設ける部分のみに窪みを設け、この窪みの上に端面電極を設けた請求項１８に記載の固体電解コンデンサ。
- 弁金属箔の表面に弁金属多孔質層を形成する工程と、前記弁金属箔の端部に陽極電極部を形成する工程と、前記弁金属多孔質層の上に誘電体被膜を形成し、この誘電体被膜の上に固体電解質層、この固体電解質層の上に集電体層を形成する工程と、前記陽極電極部と陽極引出電極部を接続する工程と、前記集電体層と陰極引出電極部を接続する工程と、前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部を表出するように無機フィラーを含む樹脂からなる外装を形成する工程と、この外装の両端に少なくとも前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部と接続された端面電極を形成する工程からなる固体電解コンデンサの製造方法。
- 弁金属箔の表面に弁金属多孔質層を形成する工程と、前記弁金属箔の端部に陽極電極部を形成する工程と、前記弁金属多孔質層の上に誘電体被膜を形成し、この誘電体被膜の上に固体電解質層、この固体電解質層の上に集電体層を形成する工程と、前記陽極電極部と陽極引出電極部を接続するとともに前記集電体層と陰極引出電極部を接続して容量素子を形成する工程と、この容量素子の前記集電体どうしを積層固着して積層構造とする工程と、前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部を表出するように無機フィラーを含む樹脂からなる外装を形成する工程と、この外装の両端に少なくとも前記陽極引出電極部及び陰極引出電極部の端部と接続された端面電極を形成する工程からなる固体電解コンデンサの製造方法。
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-
2002
- 2002-07-25 JP JP2002216338A patent/JP2004063543A/ja active Pending
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