JP2005142437A - 固体電解コンデンサ及び固体電解コンデンサデバイス - Google Patents

Abstract

【課題】 同一面側から陽極及び陰極との電気的な接続を図れ、且つ製造が容易な固体電解コンデンサ、及びその固体電解コンデンサを備える固体電解コンデンサデバイスを提供する。
【解決手段】 固体電解コンデンサ１は、弁金属基体１０、誘電体層２２、固体高分子電解質層２４、及び絶縁層１６を備えている。弁金属基体１０には、陽極端子形成領域の周囲をこの周囲の一部を残して囲むように開口１２が形成されている。弁金属基体１０の表面に、陽極端子形成領域の一部が露出するように誘電体層２２が形成されている。誘電体層２２の上には、固体高分子電解質層２４が形成されている。また、固体電解コンデンサ１には、弁金属基体１０における陽極端子形成領域と固体高分子電解質層２４とを電気的に絶縁する絶縁層１６が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、固体電解コンデンサ及び固体電解コンデンサデバイスに関する。

従来の固体電解コンデンサとしては、図１２に示すものがある。この固体電解コンデンサにおいては、陽極となるアルミニウム箔１０１の一面に、誘電体皮膜１０２及び陰極となる固体電解質層１０３が積層されている。アルミニウム箔１０１の他面には、接続端子１１１が接続されている。また、アルミニウム箔１０１及び誘電体皮膜１０２にはスルーホール１１２が形成されており、このスルーホール１１２に充填されたスルーホール電極１１３が固体電解質層１０３に接続されている。スルーホール１１２の内壁には、アルミニウム箔１０１とスルーホール電極１１３とを電気的に絶縁するための絶縁膜１１４が形成されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３１４３８号公報

図１２の固体電解コンデンサによれば、接続端子１１１及びスルーホール電極１１３を介して、固体電解コンデンサの同一面側からアルミニウム箔１０１及び固体電解質層１０３と電気的な接続を図ることができる。このように、固体電解コンデンサにおいて同一面側から陽極及び陰極との電気的な接続を図れれば、固体電解コンデンサを回路基板等に実装したときに配線長を短くすることができ、それゆえ等価直列抵抗（ＥＳＲ）及び等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）を低くすることが可能となる。

しかしながら、図１２の固体電解コンデンサを製造するためには、アルミニウム箔に誘電体皮膜１０２及び固体電解質層１０３を形成する工程の他に、スルーホール１１２を形成する工程、スルーホール１１２の内壁に絶縁膜１１４を形成する工程、及びスルーホール１１２にスルーホール電極１１３を充填する工程の３工程が少なくとも必要である。よって、図１２の固体電解コンデンサには、製造が複雑になるという問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、同一面側から陽極及び陰極との電気的な接続を図れ、且つ製造が容易な固体電解コンデンサ、及びその固体電解コンデンサを備える固体電解コンデンサデバイスを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明による固体電解コンデンサは、所定領域の周囲を該周囲の一部を残して囲むように開口が形成された弁金属基体と、弁金属基体の表面に、所定領域の一部が露出するように形成された誘電体層と、誘電体層の上に形成された固体電解質層と、弁金属基体における所定領域と、固体電解質層とを電気的に絶縁する絶縁層と、を備えることを特徴とする。

この固体電解コンデンサにおいては、弁金属基体における所定領域の一部が陽極として機能すべく露出している。また、この所定領域は、開口及び絶縁層によって固体電解質層と電気的に絶縁されている。さらに、所定領域以外の弁金属基体の誘電体層上に固体電解質層が形成されている。これにより、固体電解コンデンサの同一面側から陽極（弁金属基体における所定領域の一部）及び陰極（固体電解質層）と電気的な接続を図ることができる。このため、ＥＳＲ及びＥＳＬが共に低い固体電解コンデンサが実現される。

しかも、この固体電解コンデンサにおいては、同一面側から陽極及び陰極と電気的な接続を図るためにスルーホール電極を必要としない。それゆえ、この固体電解コンデンサの製造工程において、スルーホールを形成する工程、スルーホールの内壁に絶縁膜を形成する工程、及びスルーホールにスルーホール電極を充填する工程の何れをも省くことができる。よって、本発明による固体電解コンデンサは、製造が容易である。

固体電解質層は、弁金属基体の両面側に形成されていることが好適である。この場合、弁金属基体の両面が、共に蓄電に寄与することとなる。これにより、固体電解コンデンサにおいては、固体電解質層が弁金属基体の片面にのみ形成されている場合に比して略２倍の静電容量が得られる。したがって、特に静電容量が大きい固体電解コンデンサが実現される。

弁金属基体を複数備え、当該複数の弁金属基体は、各々の所定領域が位置合わせされた状態で積層されていることが好適である。この場合、積層される弁金属基体の数に応じて固体電解コンデンサ全体の静電容量を大きくすることができる。

弁金属基体における所定領域が、折り曲げられて形成されていることが好適である。この場合、弁金属基体における所定領域を位置合わせの目印とすることにより、固体電解コンデンサと回路基板等との位置合わせが容易になる。また、弁金属基体を複数積層する場合においても、弁金属基体どうしの位置合わせが容易になる。例えば、このような所定領域は、弁金属基体におけるその他の残余領域の表面から突出するように折り曲げられて形成される。

本発明による固体電解コンデンサデバイスは、所定領域の周囲を該周囲の一部を残して囲むように開口が形成された弁金属基体、弁金属基体の表面に、所定領域の一部が露出するように形成された誘電体層、誘電体層の上に形成された固体電解質層、及び弁金属基体における所定領域と固体電解質層とを電気的に絶縁する絶縁層を有する固体電解コンデンサと、弁金属基体における所定領域に電気的に接続される陽極部、及び固体電解質層に電気的に接続される陰極部を有する基板と、を備えることを特徴とする。

この固体電解コンデンサデバイスにおいては、弁金属基体における所定領域の一部が陽極として機能すべく露出している。また、この所定領域は、開口及び絶縁層によって固体電解質層と電気的に絶縁されている。さらに、所定領域以外の弁金属基体の誘電体層上に固体電解質層が形成されている。これにより、固体電解コンデンサの同一面側から陽極及び陰極と電気的な接続を図ることができる。したがって、固体電解コンデンサの所定領域と基板の陽極部との接続、及び固体電解コンデンサの固体電解質層と基板の陰極部との接続の何れをも短い配線長で行うことができる。このため、ＥＳＲ及びＥＳＬが共に低い固体電解コンデンサデバイスが実現される。

しかも、固体電解コンデンサにおいて、同一面側から陽極及び陰極と電気的な接続を図るためにスルーホール電極を形成する必要がないので、スルーホールを形成する工程、スルーホールの内壁に絶縁膜を形成する工程、及びスルーホールにスルーホール電極を充填する工程の何れをも省くことができる。このため、この固体電解コンデンサは製造が容易となり、ひいては固体電解コンデンサデバイスの製造も容易となる。

陽極部及び陰極部は、基板を貫通して設けられていることが好適である。この場合、外部から固体電解コンデンサへの電荷の供給、及び固体電解コンデンサから外部への電荷の取出しの際に、電流経路を短縮することができる。これにより、固体電解コンデンサデバイスのＥＳＲ及びＥＳＬが一層低減される。

弁金属基体において、所定領域は複数設けられており、基板には、弁金属基体における所定領域のそれぞれに対応して陽極部が複数設けられ、陰極部は、複数の陽極部のうち互いに近接する複数の陽極部の間に設けられていることが好適である。この場合、陽極部を流れる電流と陽極部間に設けられた陰極部を流れる電流とが互いに逆向きであるため、陽極部及び陰極部の一方を流れる電流により生じる磁界が他方を流れる電流により生じる磁界を打ち消すこととなる。これにより、固体電解コンデンサデバイスのＥＳＬが一層低減される。

本発明によれば、同一面側から陽極及び陰極との電気的な接続を図れ、且つ製造が容易な固体電解コンデンサ、及びその固体電解コンデンサを備える固体電解コンデンサデバイスが実現される。

以下、図面とともに本発明による固体電解コンデンサ及び固体電解コンデンサデバイスの好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

図１は、本発明による固体電解コンデンサの一実施形態を示す斜視図である。また、図２は、図１の固体電解コンデンサ１を示すII−II線に沿った端面図である。固体電解コンデンサ１は、弁金属基体１０、誘電体層２２、固体高分子電解質層２４、及び絶縁層１６を備えている。弁金属基体１０は、絶縁性酸化皮膜形成能力を有する金属（弁金属）からなり、平板状をしている。かかる弁金属としては、例えば、アルミニウム、チタン、及びタンタル等が挙げられる。この弁金属基体１０は、固体電解コンデンサ１における陽極として機能する。

また、弁金属基体１０には、開口１２が複数形成されている。これらの開口１２は、弁金属基体１０上において斜格子状に等間隔で配列されている。開口１２は、弁金属基体１０上に設けられた四角形状の陽極端子形成領域の周囲に沿って形成されており、陽極端子形成領域の周囲を、この周囲の一部を残して囲んでいる。具体的には、開口１２は、陽極端子形成領域の周囲のうち３辺を囲んでいる。陽極端子形成領域の周囲のうち残りの１辺は、開口１２に囲まれておらず、陽極端子形成領域とその残余領域との境界をなしている。ここで、残余領域とは、弁金属基体１０のうち陽極端子形成領域を除いた部分を指す。

弁金属基体１０における陽極端子形成領域は、開口１２に囲まれることにより、突片部１４となっており、この突片部１４は、開口１２に張り出すように弁金属基体１０に形成されて設けられている。突片部１４の基端部、すなわち突片部１４の周囲のうち開口１２により囲まれていない部分に隣接する端部が、弁金属基体１０における残余領域と連設されている。この突片部１４上には、上述の固体高分子電解質層２４が形成されていない。

また、突片部１４の基端部には、絶縁層１６が形成されている。この絶縁層１６は、突片部１４を構成する弁金属基体１０と固体高分子電解質層とを電気的に絶縁している。一方、突片部１４の先端部には、絶縁層１６が形成されておらず、それゆえ弁金属基体１０が露出している。この突片部１４のうち弁金属基体１０が露出している部分が陽極端子部１４ａである。陽極端子部１４ａは、周囲を開口１２及び絶縁層１６によって完全に包囲されており、これらの開口１２及び絶縁層１６によって固体高分子電解質層２４と電気的に絶縁されている。なお、陽極端子部１４ａの表面については、上述した粗面化がなされていもよいし、なされていなくともよい。何れの場合であっても、固体電解コンデンサ１の機能には影響しない。

弁金属基体１０の表面は粗面化（拡面化）されており、この粗面化された表面に誘電体層２２（絶縁性酸化皮膜）が陽極酸化により形成されている（図２参照）。さらに、誘電体層２２上には、固体高分子電解質層２４が形成されている。この固体高分子電解質層２４は、固体電解コンデンサ１における陰極として機能するものである。また、固体高分子電解質層２４上には、例えばカーボンペースト又は銀ペーストからなる導電層２６が形成されている。固体高分子電解質層２４との電気的接続は導電層２６を介して行われる。

これらの誘電体層２２、固体高分子電解質層２４、及び導電層２６は、弁金属基体１０の一面だけでなく両面上に、さらには開口１２の内壁１２ａ上にも形成されている。ただし、突片部１４の表面には、固体高分子電解質層２４及び導電層２６の何れも形成されていない。特に、陽極端子部１４ａの表面については、誘電体層２２、固体高分子電解質層２４及び導電層２６の何れも形成されていない。

固体電解コンデンサ１の効果を説明する。固体電解コンデンサ１においては、突片部１４の先端部に弁金属基体１０が露出している。また、露出している弁金属基体１０は、開口１２及び絶縁層１６によって固体高分子電解質層２４と電気的に絶縁されている。これにより、固体電解コンデンサ１における固体高分子電解質層２４が形成されている側の面から、突片部１４の先端部に露出する弁金属基体１０と電気的な接続を図ることができる。つまり、固体電解コンデンサ１の同一面側から陽極（弁金属基体１０の露出部分）及び陰極（固体高分子電解質層２４）と電気的な接続を図ることができる。このため、ＥＳＲ及びＥＳＬが共に低い固体電解コンデンサ１が実現されている。また、陽極と陰極とを隣接させ、且つ交互に配置させることができるので、さらなる低ＥＳＲ化及び低ＥＳＬ化が実現されている。

しかも、固体電解コンデンサ１においては、同一面側から陽極及び陰極と電気的な接続を図るためにスルーホール電極を形成する必要がないので、スルーホールを形成する工程、スルーホールの内壁に絶縁膜を形成する工程、及びスルーホールにスルーホール電極を充填する工程の何れをも省くことができる。よって、固体電解コンデンサ１は、製造が容易である。

また、図１２に示す固体電解コンデンサのようにスルーホール電極が必要な構成では、製造工程において複雑なレジスト処理を要することとなる。この場合、レジストが弁金属基体表面の微細な粗面化構造内に残留することに起因して、固体電解コンデンサの容量出現率が不安定になるという問題がある。一方で、この問題を回避しようとすると入念な洗浄工程が必要となり、固体電解コンデンサの製造工程が複雑になってしまう。これに対して、固体電解コンデンサ１においては、スルーホール電極を形成する必要がないため、レジスト処理も簡略化される。したがって、固体電解コンデンサ１の製造においては、入念な洗浄工程が不要であるにも関わらず、容量出現率が不安定になるという問題を回避することができる。

また、弁金属基体１０の両面側に固体高分子電解質層２４が形成されているため、弁金属基体１０の両面が蓄電に寄与することとなる。これにより、固体電解コンデンサ１においては、固体高分子電解質層２４が弁金属基体１０の片面にのみ形成されている場合に比して略２倍の静電容量が得られる。したがって、特に静電容量が大きい固体電解コンデンサ１が実現されている。

また、開口１２が形成されていることにより、陰極上の電流経路を短縮することができる。これにより、弁金属基体１０の両面側に形成されている固体高分子電解質層２４に対して、弁金属基体１０の片面側から電気的な接続を図ることができる。さらに、弁金属基体１０に開口１２が形成されていないとすれば、弁金属基体１０の端部を通るような電流経路となるため、電流経路が長くなり、それゆえＥＳＲ及びＥＳＬの増大につながってしまう。これに対して、固体電解コンデンサ１においては、電子が開口１２を介して弁金属基体１０の両面間を移動することができるため、電流経路を短くすることができ、それゆえＥＳＲ及びＥＳＬを共に低くすることができる。

図３は、本発明による固体電解コンデンサデバイスの一実施形態を示す側面図である。固体電解コンデンサデバイス３は、固体電解コンデンサ１、基板３０、及び樹脂モールド３６を備えている。基板３０は、陽極部３２、及び陰極部３４を有しており、固体電解コンデンサ１を実装している。陽極部３２は、固体電解コンデンサ１における陽極端子部１４ａと電気的に接続されている。一方、陰極部３４は、固体電解コンデンサ１における固体高分子電解質層２４と導電層２６を介して電気的に接続されている。これらの陽極部３２及び陰極部３４は、基板３０を貫通しており、一端がそれぞれ陽極端子部１４ａ及び固体高分子電解質層２４と電気的に接続され、他端が基板３０における固体電解コンデンサ１と反対側の面に露出している。

固体電解コンデンサ１が実装された基板３０上には、樹脂モールド３６が形成されている。この樹脂モールド３６は、固体電解コンデンサ１の全体を覆っており、固体電解コンデンサ１を保護するとともに、固体電解コンデンサデバイス３全体の機械的強度を向上させている。

図４（ａ）及び図４（ｂ）を用いて基板３０の構成をより詳細に説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、それぞれ基板３０の表面３０ａ及び裏面３０ｂを示す平面図である。ここで、表面３０ａは固体電解コンデンサ１を実装する面であり、裏面３０ｂは基板３０がプリント基板等に実装される面である。図４（ａ）に示すように、表面３０ａ上において、その縁部を除く領域は銅箔４２に覆われている。この銅箔４２が形成された領域には、陽極部３２の一部をなす陽極ランド電極３２ａと陰極部３４の一部をなす陰極ランド電極３４ａとが形成されている。上記領域内において陽極ランド電極３２ａは、斜格子状に配列されており、この配列パターン及び配列ピッチは、固体電解コンデンサ１における陽極端子部１４ａに対応している。また、陽極ランド電極３２ａの周囲に隣接する円環状の領域４３は、銅箔不形成領域となっている。すなわち、この領域４３には、銅箔４２が形成されておらず、そのため、陽極ランド電極３２ａと陰極ランド電極３４ａとが銅箔４２を介して導通するのが防止されている。陰極ランド電極３４ａは、互いに近接する２つの陽極ランド電極３２ａの間に設けられている。本実施形態においては、特に、陰極ランド電極３４ａが互いに近接する２つの陽極ランド電極３４ａ同士を結ぶ線分の中点にあたる位置に設けられている。他方、図４（ｂ）に示すように、裏面３０ｂ上にも、表面３０ａ上の陽極ランド電極３２ａ及び陰極ランド電極３４ａそれぞれに対応する位置に、陽極ランド電極３２ｂ及び陰極ランド電極３４ｂが形成されている。図４（ｂ）においては、両電極３２ｂ、３４ｂを区別するために、陽極ランド電極３２ｂを模式的に塗り潰して示している。なお、基板３０の寸法の一例を挙げると、基板３０（表面３０ａ又は裏面３０ｂ）の全体が２０ｍｍ×２０ｍｍ、銅箔４２が形成された領域が１５ｍｍ×１５ｍｍ、陽極ランド電極３２ａ及び陰極ランド電極３４ａの直径が０．５ｍｍ、領域４３の直径が１．０ｍｍである。

固体電解コンデンサデバイス３の効果を説明する。固体電解コンデンサデバイス３は、同一面側から陽極及び陰極と電気的な接続を図ることができる固体電解コンデンサ１を備えている。これにより、固体電解コンデンサ１と基板３０との接続を短い配線長で行うことができる。このため、ＥＳＲ及びＥＳＬが共に低い固体電解コンデンサデバイス３が実現されている。しかも、固体電解コンデンサ１はスルーホール電極を必要としないため製造が容易であり、それゆえ固体電解コンデンサデバイス３も製造が容易である。

また、陽極部３２及び陰極部３４は基板３０を貫通している。これにより、外部から固体電解コンデンサ１への電荷の供給、及び固体電解コンデンサ１から外部への電荷の取出しの際に、電流経路を短縮することができる。これにより、固体電解コンデンサデバイス３のＥＳＲ及びＥＳＬが一層低減されている。

また、複数の陽極端子部１４ａにそれぞれ陽極部３２が接続され、陰極部３４は、複数の陽極部３２のうち互いに近接する２つの陽極部３２の間に設けられている。この場合、陽極部３２を流れる電流と陽極部３２間に設けられた陰極部３４を流れる電流とが互いに逆向きであるため、陽極部３２及び陰極部３４の一方を流れる電流により生じる磁界が他方を流れる電流により生じる磁界を打ち消すこととなる。これにより、固体電解コンデンサデバイス３のＥＳＬが一層低減される。

図５〜図７を用いて、図１の固体電解コンデンサ及び図３の固体電解コンデンサデバイス３を製造する方法の一例を説明する。まず、弁金属基体１０としてアルミニウム箔を準備する。ここで、アルミニウム箔の表面は、粗面化されているともに、陽極酸化されることによりＡｌ_２Ｏ_３からなる誘電体層２２が形成されている（図５（ａ））。次に、この弁金属基体１０の所定位置に開口１２を形成する。これにより、突片部１４が形成される。また、弁金属基体１０を陽極酸化することにより、開口１２の内壁にも誘電体層２２を形成する（図５（ｂ））。

次に、突片部１４における陽極端子部１４ａの表面の粗面化構造を圧縮等により破壊する。また、突片部１４の基端部に、例えば樹脂からなる絶縁層１６を形成する。さらに、弁金属基体１０の残余領域上に、固体高分子電解質層２４及び導電層２６（ともに図示せず）を順に積層する。このとき、突片部１４上に固体高分子電解質層２４及び導電層２６が形成されるのを防ぐため、突片部１４にレジストを成膜した状態で行う。固体高分子電解質層２４及び導電層２６を形成した後、レジスト層のみを剥離して、これにより、固体電解コンデンサ１を得る（図６（ａ））。そして、別に準備した基板３０の表面３０ａに、固体電解コンデンサ１を実装する。このとき、陽極端子部１４ａと陽極ランド電極３２ａとが接触するように、固体電解コンデンサ１と基板３０とを位置合わせする。陽極端子部１４ａと陽極ランド電極３２ａとの接続は、例えば溶接固定により行われる。また、導電層２６と陰極ランド電極３４ａとの接続は、例えば導電性接着剤を介して行われる（図６（ｂ））。

最後に、固体電解コンデンサ１が実装された基板３０上に、樹脂モールド３６を形成する。このとき、固体電解コンデンサ１の全体が樹脂モールド３６で覆われるようにする。これにより、固体電解コンデンサデバイス３を得る（図７）。

図８は、図１の固体電解コンデンサ１の一変形例を説明するための図である。この図は、変形例に係る固体電解コンデンサにおける図２と同様の端面を示している。なお、この図においては、弁金属基体１０のみを図示し、その他の要素の図示を省略している。この図に示すように、この変形例においては、突片部１４が弁金属基体１０における残余領域の表面Ｓ１から突出するように弁金属基体１０が折り曲げられて形成されている。この変形例によれば、突片部１４を位置合わせの目印とすることにより、固体電解コンデンサと回路基板等との位置合わせを容易にすることができる。また、陽極端子部１４ａと基板３０との陽極部３２（図８では図示せず）とを確実且つ容易に接触させることができる。

図９は、図１の固体電解コンデンサ１の他の変形例を説明するための図である。この図も、変形例に係る固体電解コンデンサの図２と同様の端面を示しており、弁金属基体以外の図示を省略している。この図に示すように、この変形例に係る固体電解コンデンサは、複数の弁金属基体１０_１，１０_２，１０_３を備えている。これらの弁金属基体１０_１，１０_２，１０_３は、各々の突片部１４_１，１４_２，１４_３が位置合わせされた状態で積層されている。この場合、積層される弁金属基体の数に応じて固体電解コンデンサ全体の静電容量を大きくすることができる。また、弁金属基体として、図８の変形例に係るものを用いることにより、弁金属基体どうしの位置合わせが容易化されている。

実施形態に係る固体電解コンデンサ及び固体電解コンデンサデバイスを作製した。

（１）固体電解コンデンサの作製
図１０（ａ）は、本実施例において作製された固体電解コンデンサ１を示す平面図である。まず、粗面化処理が施され、酸化アルミニウム皮膜が形成されている厚さ１００μｍで、１５０μＦ／ｃｍ^２の静電容量が得られるアルミニウム箔シートから、アルミニウム陽極電極体（弁金属基体）１０を、１５ｍｍ×１５ｍｍの平板状となるように、打ち抜き加工により作製した。

打ち抜き加工された電極体１０に、打ち抜き加工又はレーザー・トリミング加工により、４６個の開口部１２を形成した。各開口部１２の寸法を図１０（ｂ）を用いて説明すると、ｄ１＝ｄ４＝０．３ｍｍ、ｄ２＝０．４ｍｍ、ｄ３＝０．７ｍｍである。

電極体１０において、開口部１２に囲まれた突片部１４の粗面化構造を押圧処理により破壊した。

こうして作製された電極体１０において、突片部１４の基端部（ここでは０．４ｍｍ×０．３ｍｍの領域）にのみ、絶縁層１６（図１０（ａ）に斜線で示す）としてシリコーン樹脂をスクリーン印刷で塗布してコーティングした。

その後、突片部１４にのみ、紫外線硬化型レジストを両面塗布してコーティングした。

さらに得られた電極体１０にアルミ箔からなる電極を一端部に形成し、これを陽極側補助電極とした。続いて、７重量％の濃度で、６．０のｐＨに調整されたアジピン酸アンモニウム水溶液中に、電極体１０が完全に浸漬され、補助電極の一部が水溶液中から突出するように、アジピン酸アンモニウム水溶液中にセットした。

次いで、その補助電極体を陽極とし、化成電流密度が５０〜１００ｍＡ／ｃｍ²、化成電圧が８ボルトの条件下で、アジピン酸アンモニウム水溶液中に浸漬されている電極体１０の開口部１２の切断部端面を中心に陽極酸化させ、酸化アルミニウム皮膜を形成した。

その後、電極体１０をアジピン酸アンモニウム水溶液から引き上げ、洗浄後、さらに電極体１０の表面上に、化学酸化重合によって、ポリピロールからなる固体高分子電解質層を形成した。

ポリピロールからなる固体高分子電解質層は、精製した０．１モル／リットルのピロールモノマー、０．１モル／リットルのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムおよび０．０５モル／リットルの硫酸鉄（III）を含むエタノール水混合溶液セル中に、電極体１０全体が浸漬されるようにし、１０分間にわたって、攪拌し、化学酸化重合を進行させ、同じ操作を３回にわたって繰り返して生成した。その結果、表面最大厚さが、約１μｍの固体高分子電解質層が形成された。

さらに、こうして得られた固体高分子電解質層の表面に、カーボンペーストを塗布し、さらに、カーボンペーストの表面に、銀ペーストを塗布して、導電体層を形成し、形成後、突片部１４に塗布しておいたレジスト層を有機溶媒にて溶解させ、レジストを除去し、突片部１４の陽極端子部１４ａを露出させた。以上の処理によって、固体電解コンデンサ１を作製した。

以上の作業を繰り返して、固体電解コンデンサ１を１３８個（４６×３個）用意した。

（２）基板の作製（各表面の処理）
固体電解コンデンサ１を実装する基板３０（図３参照）を作製した。

銅箔厚３６μｍ、厚さ０．３ｍｍのガラスクロス含有耐熱性エポキシ樹脂基板（以下ＦＲ４基板と略す）３００を、２２０ｍｍ×２２０ｍｍの寸法に加工した。図１１は、このＦＲ４基板３００を示す平面図である。ＦＲ４基板３００の片面３００ａ（固体電解コンデンサを実装する側の面）には、２０．０ｍｍ×２０．０ｍｍの領域内に、コンデンサ素子（１５ｍｍ×１５ｍｍ）の配線パターン（図６（ｂ）参照）となるように、レジスト層をパターニング形成した。パターンが形成された２０．０ｍｍ×２０．０ｍｍの領域を、面３００ａ上に１００個形成した。他方の面３００ｂ（図示せず）には、先にレジスト形成した３００ａ上のランド電極３２ａ，３４ａのパターンと位置ずれしないように、陽極・陰極ランド電極３２ｂ，３４ｂ（図４参照）部分を形成するため、面３００ａと同様の仕様でレジスト層を形成し、パターニングした。その後、既知の手法に基づき、銅箔の不要部分を化学的にエッチングし、所定の配線及び、ランド電極パターンを形成した。以下は、２２０ｍｍ×２２０ｍｍの基板寸法上に形成された、各２０．０ｍｍ×２０．０ｍｍの領域の処理について説明する。

配線・ランド電極パターンが完了したＦＲ４基板３００の面３００ａにおける２０．０ｍｍ×２０．０ｍｍの領域内に形成された４６個の陽極ランド電極３２ａおよび、４６個の陰極ランド電極３４ａと、もう一方の基板面３００ｂ上の、４６個の陽極ランド電極（３２ｂおよび、４６個の陰極ランド電極３４ｂの所定の位置とが貫設するように、それぞれ、ビアーホール（０．２ｍｍ径）を形成した。ビアホール内壁と、３００ａ面のパターニング面、３００ｂ面のランド電極面の上に、無電解メッキによって、３μｍのニッケルメッキを施し、さらに、その上に、０．０８μｍの金メッキを施した。

（３）基板上への固体電解コンデンサの実装
作製済みの固体電解コンデンサ１Ａにおける陽極端子部１４ａが、ＦＲ４基板３００の３００ａ面の陽極ランド電極３２ａにすべて重なり合うように揃えるように配置し、かつ陰極部である３４ａには、銀系のエポキシ導電性接着剤を予め塗布しておき、接着して一体化した。この処理を２２０．０ｍｍ×２２０．０ｍｍの領域内に形成された他のパターン上にも同様に施した。

上記のように実装された固体電解コンデンサ１Ａの陽極端子部１４ａは、陽極ランド電極３２ａ部分と、それぞれＮＥＣ製ＹＡＧレーザスポット溶接機で溶接して、一体化した。この処理を２０．０ｍｍ×２０．０ｍｍの領域内に形成された４６個の陽極端子部１４ａ全てに対し同様に施した。このようにして基板３００上に４６個の固体電解コンデンサ１を実装した。以下、本実施例において実装した４６個の固体電解コンデンサ１を、特に固体電解コンデンサ１Ａと表す。

（４）外装・加工から評価まで
ＦＲ４基板３００の面３００ａ上に固体電解コンデンサ１Ａが固定・一体化された後に、面３００ａ上の樹脂厚みが１．２ｍｍとなるように、真空印刷方法によって、ＦＲ４基板３００の固体電解コンデンサ実装部分をエポキシ樹脂でモールドした。

モールドされたＦＲ４基板３００の面３００ａを上にし、パターンが形成された２０．０ｍｍ×２０．０ｍｍの各領域が互いに分断されるように、所定のマーキング位置を基準にしてダイシング切断を行った。洗浄後、図７に示すような２０．０ｍｍ×２０．０ｍｍのディスクリートタイプの固体電解コンデンサデバイス＃１を４６個得た。その後、既知の方法にて、固体電解コンデンサに一定の電圧を印加して、エージング処理を行い、漏れ電流を充分に低減させて、完成させた。

実施例１と同様に、コンデンサ実装用のＦＲ４基板３００を用意し、実施例１と同様に基板両面に陽極・陰極ランド電極パターンを形成した。

実施例１で作製済みの固体電解コンデンサ１の陽極端子部１４ａが、基板３００の面３００ａの陽極ランド電極３２ａにすべて重なり合うように揃えるように配置し、かつ基板３００の面３００ａの陰極ランド電極３４ｂには、銀系のエポキシ導電性接着剤を予め塗布しておき、接着して一体化した。この処理を２２０．０ｍｍ×２２０．０ｍｍの領域内に形成された他のパターン上にも同様に施した。これにより、面３００ａ上に４６個の固体電解コンデンサ１が実装された。以下、ここで実装した４６個の固体電解コンデンサ１を固体電解コンデンサ１Ｂと表す。

さらに、本実施例では、実施例１で作製した残りの４６個の固体電解コンデンサ１（以下、固体電解コンデンサ１Ｃと表す）を既に基板３００に固定された固体電解コンデンサ１Ｂ上に積層した。すなわち、固体電解コンデンサ１Ｃの陽極端子部１４ａが、固体電解コンデンサ１Ｂの陽極端子部１４ａと図９のような積層関係になるように、面３００ａの陽極ランド電極３２ａにすべて重なり合うように揃えるように配置し、かつ固体電解コンデンサ１Ｂの導電体層部分に銀系のエポキシ導電性接着剤を予め塗布しておき、この部分と、固体電解コンデンサ素子１Ｃの導電体層部分とを接着して一体化した。この処理を２２０．０ｍｍ×２２０．０ｍｍの領域内に形成された他のパターン上にも同様に施した。

上記のように実装された固体電解コンデンサ１Ｂの陽極電極部１４ａは、面３００ａに形成された陽極ランド電極３２ａと、それぞれＮＥＣ製ＹＡＧレーザスポット溶接機で溶接して、一体化した。この処理を２０．０ｍｍ×２０．０ｍｍの領域内に形成された４６個の陽極端子部１４ａ全てに同様に施した。このようにして基板３００上に固体電解コンデンサ１Ｂ，１Ｃを実装した。

以下は実施例１と同様にして、樹脂モールドを行った後、所定の加工を行い、２０．０ｍｍ×２０．０ｍｍのディスクリートタイプの積層型固体電解コンデンサデバイス＃２を得た。その後、既知の方法にて、固体電解コンデンサに一定の電圧を印加して、エージング処理を行い、漏れ電流を十分に低減させて、完成させた。

こうして得られた固体電解コンデンサデバイス＃１，＃２を、所定の評価用基板に半田固定し、その電気的特性について、アジレントテクノロジー社製インピーダンスアナライザー４１９４Ａ、ネットワークアナライザー８７５３Ｄを用いて、静電容量およびＳ₂₁特性を測定し、得られたＳ₂₁特性をもとに、等価回路シミュレーションを行い、静電容量、ＥＳＲ、ＥＳＬ値を決定した。

その結果、固体電解コンデンサデバイス＃１，＃２に形成された固体電解コンデンサの特性は、表１のように得られた。

本発明は、以上の実施形態および実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

上述した実施例による構成によれば、互いに隣り合う陽極リード電極および陰極リード電極を流れる電流によって生ずる磁場が相殺される効果を産み出すことができるので、電解コンデンサのＥＳＬを低減させることが可能である。

本発明による固体電解コンデンサの一実施形態を示す斜視図である。 図１の固体電解コンデンサ１を示すII−II線に沿った端面図である。 本発明による固体電解コンデンサデバイスの一実施形態を示す側面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、それぞれ図３の基板３０の表面３０ａ及び裏面３０ｂを示す平面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、図１の固体電解コンデンサ及び図３の固体電解コンデンサデバイス３を製造する方法の一例を示す工程図である。 （ａ）及び（ｂ）は、図１の固体電解コンデンサ及び図３の固体電解コンデンサデバイス３を製造する方法の一例を示す工程図である。 図１の固体電解コンデンサ及び図３の固体電解コンデンサデバイス３を製造する方法の一例を示す工程図である。 図１の固体電解コンデンサ１の一変形例を説明するための図である。 図１の固体電解コンデンサ１の他の変形例を説明するための図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施例に係る固体電解コンデンサ１を説明するための図である。 実施例に係る基板３０を説明するための図である。 従来の固体電解コンデンサを示す断面図である。

符号の説明

１…固体電解コンデンサ、３…固体電解コンデンサデバイス、１０…弁金属基体、１２…開口、１４…突片部、１４ａ…陽極端子部、１６…絶縁層、２２…誘電体層、２４…固体高分子電解質層、２６…導電層、３０…基板、３２…陽極部、３４…陰極部、３６…樹脂モールド。

Claims (7)

1. 所定領域の周囲を該周囲の一部を残して囲むように開口が形成された弁金属基体と、
   前記弁金属基体の表面に、前記所定領域の一部が露出するように形成された誘電体層と、
   前記誘電体層の上に形成された固体電解質層と、
   前記弁金属基体における前記所定領域と、前記固体電解質層とを電気的に絶縁する絶縁層と、
   を備えることを特徴とする固体電解コンデンサ。
2. 前記固体電解質層は、前記弁金属基体の両面側に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 前記弁金属基体を複数備え、当該複数の弁金属基体は、各々の前記所定領域が位置合わせされた状態で積層されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体電解コンデンサ。
4. 前記弁金属基体における前記所定領域が、折り曲げられて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の固体電解コンデンサ。
5. 所定領域の周囲を該周囲の一部を残して囲むように開口が形成された弁金属基体、前記弁金属基体の表面に、前記所定領域の一部が露出するように形成された誘電体層、前記誘電体層の上に形成された固体電解質層、及び前記弁金属基体における前記所定領域と前記固体電解質層とを電気的に絶縁する絶縁層を有する固体電解コンデンサと、
   前記弁金属基体における前記所定領域に電気的に接続される陽極部、及び前記固体電解質層に電気的に接続される陰極部を有する基板と、
   を備えることを特徴とする固体電解コンデンサデバイス。
6. 前記陽極部及び前記陰極部は、前記基板を貫通して設けられていることを特徴とする請求項５に記載の固体電解コンデンサデバイス。
7. 前記弁金属基体において、前記所定領域は複数設けられており、
   前記基板には、前記弁金属基体における前記所定領域のそれぞれに対応して前記陽極部が複数設けられ、
   前記陰極部は、複数の前記陽極部のうち互いに近接する複数の陽極部の間に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の固体電解コンデンサデバイス。

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