JP2009010153A - 固体電解コンデンサ及び固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安定して低ＥＳＲ化が図られた固体電解コンデンサ及び当該固体電解コンデンサの製造方法の提供。
【解決手段】陰極部１２と第２の導電パターン５２Ａとを電気的に接続する導電性接着剤７１は、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向において最下層をなすコンデンサ素子１０の陰極部１２と第２の導電パターン５２Ａとの間の位置で、その端縁７１Ａがコンデンサ素子１０〜４０の積層方向に垂直をなす一の方向において素子積層体の輪郭であって最下層のコンデンサ素子１０の陰極部１２相当部分の輪郭１０Ｃよりも外方へ突出する位置関係にある。このため、導電性材料部７２の一部であって極めて薄くなっている部分、及び銀ペースト層１２Ｃの一部であって極めて薄くなっている部分が補われるようにして導電性材料部７２によって覆われている。
【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の製造方法に関し、特に複数のコンデンサ素子が積層され電気的に並列接続されてなる固体電解コンデンサ及び当該固体電解コンデンサの製造方法に関する。

固体電解コンデンサとしては、高い静電容量を確保するために複数のコンデンサ素子が積層され電気的に並列接続されている構成が従来より知られている。例えば、特開２００４−２８９１４２号公報（特許文献１参照）にはこの構成の積層型固体電解コンデンサが記載されている。積層型固体電解コンデンサを構成する複数のコンデンサ素子は、各陰極部が導電性接着剤により互いに電気的に接続されて積層されている。
特開２００４−２８９１４２号公報

上記公報記載の固体電解コンデンサでは、ＥＳＲ低減を十分且つ安定して図ることはできなかった。そこで本発明は、安定して低ＥＳＲ化が図られた固体電解コンデンサ及び当該固体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。

上記目的を達成するために、本発明は、表面に酸化膜層が形成され弁作用金属からなる陽極部と、該表面の所定の領域に固体電解質層を有して層状に形成された陰極部とにより構成されるコンデンサ素子を複数備え、該複数のコンデンサ素子は該陽極部の端部同士が互いに隣接して積層配置されるとともに該陰極部同士が互いに積層配置されて、互いに電気的に並列接続されてなる素子積層体を有し、該素子積層体は、該陰極部の端部において全ての該端部に跨って覆うようにして設けられた導電性材料部を有する固体電解コンデンサであって、ユーザ側陰極電極と、該ユーザ側陰極電極に電気的に接続された陰極側導電性接続具とを有し、最下層をなす該コンデンサ素子の該陰極部は導電性接着剤を介して該陰極側導電性接続具に電気的に接続され、該コンデンサ素子の積層方向において該最下層をなすコンデンサ素子の陰極部と該陰極側導電性接続具との間に位置する該導電性接着剤は、その端縁が該コンデンサ素子の積層方向に垂直をなす一の方向において該素子積層体の輪郭であって最下層をなす該コンデンサ素子の陰極部相当部分の輪郭と一致する位置関係にあるか又は該輪郭よりも外方へ突出する位置関係にある固体電解コンデンサを提供している。

素子積層体の最下層をなすコンデンサ素子の陰極部相当部分の輪郭は、最下層のコンデンサ素子の最外層が導電性材料部により覆われていない場合には、コンデンサ素子の積層方向に垂直をなす一の方向における最下層のコンデンサ素子の最外層の外表面からなり、導電性材料部により覆われている場合には、最下層のコンデンサ素子の最外層を覆う導電性材料部の部分であってコンデンサ素子の積層方向に垂直をなす一の方向における部分の外表面からなる。

コンデンサ素子の積層方向において最下層をなすコンデンサ素子の陰極部と陰極側導電性接続具との間に位置する導電性接着剤は、その端縁がコンデンサ素子の積層方向に垂直をなす一の方向において素子積層体の輪郭であって最下層をなすコンデンサ素子の陰極部相当部分の輪郭と一致する位置関係にあるか又は輪郭よりも外方へ突出する位置関係にあるため、コンデンサ素子の積層方向に垂直をなす一の方向において素子積層体の輪郭であって最下層をなすコンデンサ素子の陰極部相当部分の輪郭の一部が、導電性接着剤により覆われた状態とすることができる。このことによりＥＳＲを低減した固体電解コンデンサとすることができる。

ここで、該導電性接着剤の端縁は、該一の方向において該素子積層体の該導電性材料部の端縁と一致する位置関係にあるか又は該導電性材料部の端縁よりも外方へ突出する位置関係にあることが好ましい。

導電性接着剤の端縁は、一の方向において素子積層体の導電性材料部の端縁と一致する位置関係にあるか又は導電性材料部の端縁よりも外方へ突出する位置関係にあるため、コンデンサ素子の積層方向に垂直をなす一の方向において素子積層体の輪郭であって最下層をなすコンデンサ素子の陰極部相当部分の輪郭が導電性材料部の外表面からなり、この該表面を導電性接着剤により覆われた状態とすることができる。このことによりＥＳＲを更に低減した固体電解コンデンサとすることができる。

また、該導電性材料部を構成する材料と該導電性接着剤を構成する材料とは組成が異なることが好ましい。

導電性材料部を構成する材料と導電性接着剤を構成する材料とは組成が異なるため導電性材料部に要求される特性と、導電性接着剤に要求される特性とをそれぞれ満たした固体電解コンデンサとすることができる。

また、表面及び裏面に第１の導電パターンと第２の導電パターンとがそれぞれ設けられ、該表面の該第１導電パターン、該第２の導電パターンは、互いに近接配置されたスルーホールを介してそれぞれ該裏面の該第１の導電パターン、該第２の導電パターンと電気的に接続される基板を備え、該ユーザ側陰極電極は該第２の導電パターンからなり、該陰極側導電性接続具は該第１の導電パターンからなることが好ましい。

表面及び裏面に第１の導電パターンと第２の導電パターンとがそれぞれ設けられ、表面の第１導電パターン、第２の導電パターンは、互いに近接配置されたスルーホールを介してそれぞれ裏面の第１の導電パターン、第２の導電パターンと電気的に接続される基板を備え、ユーザ側陰極電極は第２の導電パターンからなり、陰極側導電性接続具は第１の導電パターンからなるため、第１の導電パターンと陰極部の端部との間をＥＳＲを低減させた状態で電気的に接続された固体電解コンデンサとすることができる。

また、本発明は、表面に酸化膜層が形成され弁作用金属からなる陽極部と、該表面の所定の領域に固体電解質層を有して層状に形成された陰極部とにより構成されるコンデンサ素子を複数製造するコンデンサ素子製造工程と、該コンデンサ素子を、該陽極部の端部同士を互いに隣接させて積層配置するとともに該陰極部同士を互いに積層配置して、該陰極部同士を互いに電気的に接続して素子積層体を構成する積層工程と、該コンデンサ素子の該陰極部の全ての該端部に跨って覆うようにして導電性材料部を設ける端部処理工程と、ユーザ側陰極電極に電気的に接続された陰極側導電性接続具の表面の部分であって最下層をなす該コンデンサ素子の該陰極部の少なくとも端縁部分に対向させられる部分に導電性接着剤を塗布する塗布工程と、最下層をなす該コンデンサ素子の該陰極部を該陰極側導電性接続具に対向配置させ、積層された複数の該コンデンサ素子を該陰極側導電性接続具に押圧する押圧工程とを有する固体電解コンデンサの製造方法を提供している。

ユーザ側陰極電極に電気的に接続された陰極側導電性接続具の表面の部分であって最下層をなすコンデンサ素子の陰極部の少なくとも端縁部分に対向させられる部分に導電性接着剤を塗布する塗布工程と、最下層をなすコンデンサ素子の陰極部を陰極側導電性接続具に対向配置させ、積層された複数のコンデンサ素子を陰極側導電性接続具に押圧する押圧工程とを有するため、押圧工程における押圧によって、塗布工程において塗布された導電性接着剤を、その端縁がコンデンサ素子の積層方向に垂直をなす一の方向において素子積層体の輪郭であって最下層をなすコンデンサ素子の陰極部相当部分の輪郭と一致する位置関係とするか又は輪郭よりも外方へ突出する位置関係とすることができる。

このため、コンデンサ素子の積層方向に垂直をなす一の方向において素子積層体の輪郭であって最下層をなすコンデンサ素子の陰極部相当部分の輪郭の一部を導電性接着剤により覆うことができ、このことによりＥＳＲを低減することができる。

素子積層体の最下層をなすコンデンサ素子の陰極部相当部分の輪郭は、最下層のコンデンサ素子の最外層が導電性材料部により覆われていない場合には、コンデンサ素子の積層方向に垂直をなす一の方向における最下層のコンデンサ素子の最外層の外表面からなり、導電性材料部により覆われている場合には、最下層のコンデンサ素子の最外層を覆う導電性材料部の部分であってコンデンサ素子の積層方向に垂直をなす一の方向における部分の外表面からなる。

ここで、該塗布工程及び該押圧工程では、表面及び裏面に第１の導電パターンと第２の導電パターンとがそれぞれ設けられ該表面の該第１導電パターン、該第２の導電パターンは互いに近接配置されたスルーホールを介してそれぞれ該裏面の該第１の導電パターン、該第２の導電パターンと電気的に接続される基板の該第２の導電パターンを該ユーザ側陰極電極として用い、該第１導電パターンを該陰極側導電性接続具として用いることが好ましい。

塗布工程及び押圧工程では、表面及び裏面に第１の導電パターンと第２の導電パターンとがそれぞれ設けられ表面の第１導電パターン、第２の導電パターンは互いに近接配置されたスルーホールを介してそれぞれ裏面の第１の導電パターン、第２の導電パターンと電気的に接続される基板の第２の導電パターンをユーザ側陰極電極として用い、第１導電パターンを陰極側導電性接続具として用いるため、第１の導電パターンと陰極部の端部との間をＥＳＲを低減させた状態で電気的に接続することができる。

また、該端部処理工程において設けられる該導電性材料部となる材料の粘度と、該塗布工程で塗布される該導電性接着剤の材料の粘度とは異なることが好ましい。

端部処理工程において設けられる導電性材料部となる材料の粘度と、塗布工程で塗布される導電性接着剤の材料の粘度とは異なるため、導電性接着剤の粘度を導電性材料部の粘度よりも高くして、陰極側導電性接続具上から流出してしまうことを防止することができる。また、コンデンサ素子の積層方向に垂直をなす一の方向における素子積層体の輪郭であって最下層をなすコンデンサ素子の陰極部相当部分の輪郭に対する、コンデンサ素子の積層方向において最下層をなすコンデンサ素子の陰極部と陰極側導電性接続具との間に位置する導電性接着剤の端縁の位置を、容易に調整することを可能とすることができる。

以上により、本発明は、安定して低ＥＳＲ化が図られた固体電解コンデンサ及び当該固体電解コンデンサの製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの製造方法について図１乃至図６に基づき説明する。先ず、固体電解コンデンサの製造方法によって製造される固体電解コンデンサについて説明する。図１に示されるように固体電解コンデンサ１は、積層された４つのコンデンサ素子１０〜４０と、プリント基板５０と、接続部材６０と、４つのコンデンサ素子１０〜４０を覆うようにしてモールドする図示せぬモールド部とを備えている。

４つのコンデンサ素子１０〜４０は、それぞれ同一形状且つ同一の構成であり、図１に示されるように陽極部１１〜４１と、陰極部１２〜４２とを備えている。なお、図２を参照して説明する以下の説明では、４つのコンデンサ素子１０〜４０の構成は同一であることから、コンデンサ素子１０のみについて図示し、他のコンデンサ素子２０〜４０については説明を省略する。

陽極部１１は略長方形状をした板状をなしており、図１及び図２に示される左右方向に長辺が指向し、図１に示される左側の端部１１Ｂには、図３に示されるように外方へ略長方形状に突出する凸部１１Ｃが設けられている。陽極部１１は弁作用金属であるアルミニウムにより構成されており、図２に示されるように、その表面には、表面積を増やすためにエッチングが施されることにより粗面化（拡面化）されてポーラス状になっている。このポーラス状の表面全体は化成処理（陽極酸化）によって絶縁性の酸化膜層（誘電体層）１１Ａが形成されている。陽極部１１の寸法は、長手方向の長さが１０ｍｍ、幅が５ｍｍ程度であり、厚さ、即ち、図２に示される上下方向の幅は１００μｍ程度である。

陽極部１１の表面の所定の領域、即ち、図２に示される陽極部１１の右側の端部から左側の端部１１Ｂに向って陽極部１１の左右方向の長さの略２／３の位置に至るまでの領域全体には、導電性のポリマーにより構成される固体電解質層１２Ａが形成されている。固体電解質層１２Ａは酸化膜層１１Ａの上に積層して設けられており、酸化膜層１１Ａに対向する固体電解質層１２Ａの部分は、エッチングにより陽極部１１の表面に形成されたポーラスの中に入り込んでいる。

固体電解質層１２Ａ上には、カーボンペースト層１２Ｂと、銀ペースト層１２Ｃとがこの順で積層されており、固体電解質層１２Ａ、カーボンペースト層１２Ｂ、及び銀ペースト層１２Ｃは陰極部１２を構成する。カーボンペースト層１２Ｂ及び銀ペースト層１２Ｃは、固体電解質層１２Ａが形成されている陽極部１１及び酸化膜層（誘電体層）１１Ａの領域を覆うようにして固体電解質層１２Ａ上に形成されている。なお、銀ペースト層１２Ｃは、実際には、図２に示されるように均一の厚さを有しておらず、図１に示されるように、カーボンペースト層１２Ｂの図の右端に示される角部においては、極めて薄くなっている。

陽極部１１の図２に示される左側の端部１１Ｂであって陰極部１２が設けられていない領域と陰極部１２との境界位置には、絶縁性を有するエポキシ系樹脂等からなるレジスト１３が設けられている。レジスト１３は、固体電解質層１２Ａを陽極部１１上に形成するために陽極部１１となる化成箔を溶液に浸漬させているときに、ポーラス状になっている陽極部１１の表面において毛細管現象により溶液が所定の領域よりも図２の左側の方へ上がってくることを防止し、固体電解質層１２Ａが形成されていない陽極部１１の図２に示される左側の端部１１Ｂを確保するために設けられている。

４つのコンデンサ素子１０〜４０は、図１に示されるように、陰極部１２〜４２同士が互いに積層配置されて素子積層体をなしている。陰極部１２〜４２は、板状の陽極部１１〜４１上に形成されているため、陽極部１１〜４１の厚さ方向に対して略垂直な上面１０Ａ〜４０Ａと下面１０Ｂ〜４０Ｂとを有している。図１に示されるように、積層される４つのコンデンサ素子１０〜４０の第１層をなす第１コンデンサ素子１０の上面１０Ａと第２コンデンサ素子２０の下面２０Ｂとが導電性接着剤７１によって接着され、第２コンデンサ素子２０の上面２０Ａと第３コンデンサ素子３０の下面３０Ｂとが導電性接着剤７１によって接着され、第３コンデンサ素子３０の上面３０Ａと第４コンデンサ素子４０の下面４０Ｂとが導電性接着剤７１によって接着されている。

従って、４つのコンデンサ素子１０〜４０の陰極部１２〜４２は電気的に接続されており、後述のように４つのコンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１の図１に示される左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂ同士が電気的に接続されることと相まって、４つのコンデンサ素子１０〜４０は電気的に並列接続されている。導電性接着剤７１は、銀−エポキシ系接着剤、即ち、エポキシ樹脂と銀とを主成分とし、銀がエポキシ樹脂中に混合されて構成されている。

４つのコンデンサ素子１０〜４０の陰極部１２〜４２が設けられていない陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂの部分は、陰極部１２〜４２が設けられている部分と比較して銀ペースト層１２Ｃ等が形成されていないことから薄くなっている。このため、図１に示されるように、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向において、陽極部１１〜４１の図の左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂ同士が互いに所定の間隔で離間して隣接して積層配置されている。

また、４つのコンデンサ素子１０〜４０の陰極部１２〜４２の図１に示される右端部には、陰極部１２〜４２に跨って覆うようにして設けられた導電性材料部７２を有している。導電性材料部７２は、銀−エポキシ系接着剤、即ち、エポキシ樹脂と銀とを主成分とし、銀がエポキシ樹脂中に混合されてなる材料により構成されており、導電性接着剤７１とは組成が異なり導電性接着剤７１の材料の方が導電性材料部７２の材料よりも粘度が高い。後述のように導電性接着剤７１をプリント基板５０上に塗布した後に、導電性接着剤７１が流れてしまわないように、導電性材料部７２の材料よりも導電性接着剤７１の材料の方が高い粘度が要求されるが、導電性材料部７２を構成する材料と導電性接着剤７１を構成する材料とは組成が異なっているため、このような特性の要求を満たした固体電解コンデンサ１とすることができる。なお、図１の左から右へ向かう方向は一の方向に相当する。

導電性材料部７２の一部であって最下層のコンデンサ素子１０及び最上層のコンデンサ素子４０に相当する部分は、コンデンサ素子１０の銀ペースト層１２Ｃと場合と同様に、図１に示されるように、カーボンペースト層１２Ｂの図の右端に示される下側の角部と、カーボンペースト層４２Ｂの図の右端に示される上側の角部とにおいては、極めて薄くなっている。導電性材料部７２により陰極部１２〜４２の当該右端部同士が低ＥＳＲで互いに電気的に接続される。

積層された４つのコンデンサ素子１０〜４０は、陽極部１１〜４１と略同一形状をしたプリント基板５０上に載置されている。プリント基板５０は、例えば、エポキシ樹脂製のプリント基板５０である。４つのコンデンサ素子１０〜４０は、プリント基板５０に対して形状が一致して重なるようにプリント基板５０上に載置されている。プリント基板５０は、積層された４つのコンデンサ素子１０〜４０のうちの第１コンデンサ素子１０の陰極部１２及び陽極部１１の下面に対向している。

プリント基板５０の表面５０Ａ及び裏面５０Ｂには、第１の導電パターン５１Ａ、５１Ｂと第２の導電パターン５２Ａ、５２Ｂとがそれぞれ設けられている。表面５０Ａの第１導電パターン５１Ａ、第２の導電パターン５２Ａは、それぞれ裏面５０Ｂの第１の導電パターン５１Ｂ、第２の導電パターン５２Ｂと、スルーホール５０ａ、５０ｂを介して電気的に接続されている。第１の導電パターン５１Ａは、第１コンデンサ素子１０の陽極部１１の図１に示される左側の端部１１Ｂに対向する位置に配置されており、第２の導電パターン５２Ａは、第１コンデンサ素子１０の陰極部１２に対向する位置に配置されている。

プリント基板５０の裏面の第１の導電パターン５１Ｂ、第２の導電パターン５２Ｂは、それぞれ図示せぬ電子回路等に実装されるいわゆるユーザ端子であり、プリント基板５０の表面の第１の導電パターン５１Ａ、第２の導電パターン５２Ａと同様の金属材料により構成されている。第２の導電パターン５２Ｂはユーザ側陰極電極に相当し、第２の導電パターン５２Ａは陰極側導電性接続具に相当する。陽極部１１の図１に示される左側の端部１１Ｂは、プリント基板５０の表面の第１の導電パターン５１Ａに電気的に後述の接続部材６０を介して接続されている。また、陰極部１２が導電性接着剤７１によって第２の導電パターン５２Ａに電気的に接続されている。導電性接着剤７１としては、例えば、陰極部１２〜４２間に設けられた導電性接着剤７１と同一の銀−エポキシ系接着剤が用いられる。

陰極部１２と第２の導電パターン５２Ａとを電気的に接続する導電性接着剤７１は、図１に示されるように、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向において最下層をなすコンデンサ素子１０の陰極部１２と第２の導電パターン５２Ａとの間の位置で、その端縁７１Ａがコンデンサ素子１０〜４０の積層方向に垂直をなす一の方向、即ち、図の左から右へ向かう方向において素子積層体の輪郭であって最下層のコンデンサ素子１０の陰極部１２相当部分の輪郭１０Ｃよりも外方へ突出する位置関係にある。輪郭１０Ｃに対する端部７１Ａの突出量は１０μｍ〜１００μｍ程度である。このため、前述のように導電性材料部７２の一部であって極めて薄くなっている部分、及び銀ペースト層１２Ｃの一部であって極めて薄くなっている部分を補うようにして、当該薄くなっている部分を導電性材料部７２によって覆った状態とすることができる。

この結果、第２の導電パターン５２Ａと陰極部１２の図１の右端部との間をＥＳＲを低減させた状態で電気的に接続することができ、ＥＳＲを低減した固体電解コンデンサ１とすることができる。更に、陰極部１２の図１に示される右端部が導電性材料部７２によっても覆われているため、ＥＳＲを更に低減した固体電解コンデンサ１とすることができる。また、導電性接着剤７１の材料の粘度を調整することにより、前述の突出量を調整することが可能である。ここで、素子積層体の最下層をなすコンデンサ素子１０の陰極部１２相当部分の輪郭１０Ｃは、最下層のコンデンサ素子１０の最外層たる銀ペースト層１２Ｃを覆う導電性材料部７２の部分であってコンデンサ素子１０〜４０の積層方向に垂直をなす一の方向における部分の外表面からなる。

４つのコンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１の図１に示される左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂの位置には、接続部材６０が設けられている。接続部材６０は、図３に示されるように、それぞれ略長方形状の板状をなす接続部本体６１と底部６２と上壁部６３とを有している。

接続部本体６１は、図１に示されるように、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向に沿って延出し、陽極部１１〜４１の各端部１１Ｂ〜４１Ｂにそれぞれ跨って当接して固定されている。接続部本体６１は、すべての陽極部１１〜４１の図１に示される左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂの凸部１１Ｃ〜４１Ｃに対向した状態で、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向に交差する方向であって、且つ陽極部１１〜４１の端部の凸部１１Ｃ〜４１Ｃが当接している側とは反対の側である接続部材６０の外側から、即ち、図１の左側から右側へ向けてレーザの照射を受けることにより、陽極部１１〜４１の各端部１１Ｂ〜４１Ｂにそれぞれ電気的に接続される。接続部材６０はＮｉにより構成されている。

接続部本体６１は、図１に示されるように、積層されたコンデンサ素子１０〜４０よりも積層方向上方に突出する上方余肉部６０Ａと積層方向下方に突出する下方余肉部６０Ｂとを備えている。上方余肉部６０Ａ、下方余肉部６０Ｂは、それぞれ接続部本体６１と同一の材料で接続部本体６１と一体に設けられている。

上壁部６３は、接続部本体６１と同一の材料で接続部本体６１と一体に設けられており、接続部本体６１に関してコンデンサ素子１０〜４０側の方向、即ち、図１の右方向へ上方余肉部６０Ａから延出し、接続部本体６１と略垂直の角度をなして接続されている。上壁部６３は、積層された複数のコンデンサ素子１０〜４０の最上層のコンデンサ素子４０の上方に位置しており、図１に示される最上層のコンデンサ素子４０の上面と所定の隙間を介して対向している。上壁部６３の延出方向に垂直の方向であって図３における左右方向に相当する上壁部６３の長さは、同方向における接続部本体６１の長さよりも短い。

接続部材６０の底部６２は、接続部本体６１と同一の材料で接続部本体６１と一体に設けられており、接続部本体６１に関してコンデンサ素子１０〜４０側の方向、即ち、図１の右方向へ下方余肉部６０Ｂから延出し、接続部本体６１と略垂直の角度をなして接続されている。従って、接続部材６０は、図１に示されるように、底部６２と接続部本体６１と上壁部６３とで略コの字状をなしている。底部６２の長手方向の幅、即ち、図３における左右方向の長さは、同方向における接続部本体６１の長さに等しい。

底部６２は、第１コンデンサ素子１０の陽極部１１の図１に示される左側の端部１１Ｂと、プリント基板５０の第１の導電パターン５１Ａとの間に配置されており、最下層のコンデンサ素子１０の端部１１Ｂの下面とプリント基板５０の第１の導電パターン５１Ａとにそれぞれ当接している。底部６２は、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向、即ち、図１において上から下に向う方向へレーザの照射を受けることによりプリント基板５０の第１の導電パターン５１Ａに電気的に接続される。

前述のように、陽極部１１〜４１の図１に示される左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂには凸部１１Ｃ〜４１Ｃが設けられているため、図３に示されるように、端部１１Ｂ〜４１Ｂはあたかも長方形状の一の短辺を挟む２つの角部を、それぞれ切欠いて取除いたたような形状をなしている。これに対して、図３に示されるように底部６２は長方形状をしている。底部６２は、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向において、陽極部１１〜４１の図１に示される左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂの凸部１１Ｃ〜４１Ｃと重なるように配置されるのであるが、底部６２の長手方向の幅、即ち、図３における左右方向の長さは、陽極部１１〜４１の幅方向における凸部１１Ｃ〜４１Ｃの幅、即ち図３における凸部１１Ｃ〜４１Ｃの左右方向の長さよりも大きい。また、底部６２の長手方向の幅、即ち、図３における左右方向の長さは、図３における上壁部６３の左右方向の長さよりも大きい。このため、底部６２は、結果的にコンデンサ素子１０〜４０の積層方向においていずれのコンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１とも重ならず、また、上壁部６３とも重ならない非重畳部６２Ａを有する。

固体電解コンデンサの製造方法では、先ず、コンデンサ素子製造工程を行う。実際に行われるコンデンサ素子製造工程では、複数のコンデンサ素子が同時に製造されるが、ここでは、説明の便宜上１つのコンデンサ素子１０が製造される工程を一回のコンデンサ素子製造工程とする。先ず、表面に酸化膜層１１Ａが形成され陽極部１１となるアルミニウム板、即ち、化成箔を打抜いて一端を略陰極部１２の形状とする。このとき、後述のように陽極部となる化成箔の部分は、複数同時に製造される他のコンデンサ素子の陽極部が形成される化成箔の部分と、製品にならない余分な化成箔の部分を介して接続された状態となっている。後述の積層工程を行う直前に行う切断の工程において、この余分な化成箔の部分は切断され除去される。

次に、スクリーン印刷法を用いて、陽極部１１の所定の位置であって陰極部１２と陽極部１１との境界となる位置にレジスト１３を形成する。次に、前述のように化成箔を打抜いたときに、打抜いた断面には酸化膜層１１Ａが形成されていない部分が生ずるが、この部分に酸化膜層１１Ａを生成するために再度酸化させる再化成を行う。

次に、レジスト１３を境とする所定の領域、即ち図１に示される陽極部１１のレジスト１３よりも右側の部分に相当する化成箔の部分を、固体電解質層１２Ａを形成するための反応溶液中に浸漬し、化学酸化重合を行うことにより固体電解質層１２Ａ、即ち、導電性ポリマー層を形成する。陽極部１１の表面はエッチングによりポーラス状になっているので、直接銀ペースト層１２Ｃを形成することができないため、銀ペースト層１２Ｃを形成する準備のために固体電解質層１２Ａを形成するのである。

次に、何らかの原因により、化成箔の表面に形成されている酸化膜層１１Ａに破損が生じることがある。この部分を修正するために再度酸化させる修復工程を行う。次に、導電性高分子層の上にカーボンペースト層１２Ｂと、銀ペースト層１２Ｃとをこの順で積層して形成する。カーボンペースト層１２Ｂ、銀ペースト層１２Ｃの形成は、ディップ法やスクリーン印刷法やスプレー塗布法等が用いられる。以上がコンデンサ素子製造工程である。このコンデンサ素子製造工程を４回行うことによって、４つのコンデンサ素子１０〜４０を製造する。

次に、陽極部となる化成箔の部分から前述の余分な化成箔の部分を切断し除去し、複数のコンデンサ素子が余分な化成箔の部分によって繋がれている状態から、ばらばらにされた４つのコンデンサ素子１０〜４０の状態とする。

次に、積層工程を行う。積層工程では、４つのコンデンサ素子１０〜４０を、陽極部１１〜４１の図１に示される左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂ同士が互いに隣接するように積層配置するとともに、陰極部１２〜４２同士を互いに積層配置して素子積層体を製造する。陰極部１２〜４２間には、銀−エポキシ系接着剤たる導電性接着剤７１が塗布され、陰極部１２〜４２同士が導電性接着剤７１によって互いに電気的に接続される。

より具体的には、先ず、コンデンサ素子１０の陰極部１２の上面に導電性接着剤７１を塗布し、コンデンサ素子２０の陰極部２２の下面を、導電性接着剤７１を介してコンデンサ素子１０の陰極部１２に電気的に接続し固定する。また、コンデンサ素子２０の陰極部２２の上面に導電性接着剤７１を塗布し、コンデンサ素子３０の陰極部３２の下面を、導電性接着剤７１を介してコンデンサ素子２０の陰極部２２に電気的に接続し固定する。また、コンデンサ素子３０の陰極部３２の上面に導電性接着剤７１を塗布し、コンデンサ素子４０の陰極部４２の下面を、導電性接着剤７１を介してコンデンサ素子３０の陰極部３２に電気的に接続し固定する。

次に端部処理工程を行う。端部処理工程では、導電性材料部７２となる材料が貯留されている貯留漕に浸漬させた図示せぬへら、若しくは導電性材料部７２となる材料を吐出可能なディスペンサーを用いて、陰極部１２〜４２の図１に示される右端部に当該導電性材料部７２となる材料を供給することにより、導電性材料部７２を設ける端部処理を行うか、又は、陰極部１２〜４２の図１に示される右端部を、導電性材料部７２となる材料が貯留されている貯留漕中に浸漬させることにより、導電性材料部７２を設ける端部処理を行う。

次に、接続工程を行う。接続工程では、図３に示されるように、４つの積層されたコンデンサ素子１０〜４０とは別体として用意された接続部材６０を、積層した複数のコンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１の図１に示される左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂに、電気的に接続することにより、４つのコンデンサ素子１０〜４０を互いに電気的に並列接続する接続部材固定工程を行う。

具体的には、先ず、積層された４つのコンデンサ素子１０〜４０の第１層をなす第１コンデンサ素子１０の陽極部１１の図１に示される左側の端部１１Ｂの凸部１１Ｃと平行に底部６２を対向配置させた状態で、接続部材６０の接続部本体６１をすべての陽極部１１〜４１の当該端部１１Ｂ〜４１Ｂの凸部１１Ｃ〜４１Ｃに跨って当接させる。このことにより、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向においていずれのコンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１とも重ならない非重畳部６２Ａを底部６２に規定する。

なお、図３において二点鎖線で示される矢印は、単に積層された４つのコンデンサ素子１０〜４０と、接続部材６０と、プリント基板５０との位置関係を示しているだけであって、必ずしもこの方向に移動させることによりこれら３つを接続するという意味ではない。

次に、陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂに当接する接続部本体６１の側に対する反対の側、即ち、図１に示される左側から、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向に交差する方向、具体的には、積層方向に垂直の方向に向けて接続部本体６１に対してレーザを照射する。レーザはＹＡＧレーザ溶接が用いられ、レーザの照射は、陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂの凸部１１Ｃ〜４１Ｃに当接する接続部本体６１の位置にのみにスポットで間欠的に照射する。例えば、光ファイバとしてφ０．４ｍｍのＳＩファイバを用いた場合には、１回の照射エネルギーは３Ｊから１５Ｊ程度である。このことにより接続部本体６１を陽極部１１〜４１の各端部１１Ｂ〜４１Ｂに電気的に接続する。以上が接続部材固定工程である。

次に、プリント基板接続工程を行う。プリント基板接続工程では塗布工程と押圧工程とレーザ照射工程とを行い、図３に示されるように、４つの積層されたコンデンサ素子１０〜４０、接続部材６０とは別体として用意されたプリント基板５０上に、当該４つの積層されたコンデンサ素子１０〜４０及び接続部材６０を載置し電気的に接続する。具体的には、塗布工程では、図５に示されるように、後述の押圧工程においてプリント基板５０の第２の導電パターン５２Ａ上であって最下層をなすコンデンサ素子１０の陰極部１２の図１の右端部（図５の下端部）に対向させられる部分に、当該右端部に沿って導電性接着剤７１を塗布する。また、後述の押圧工程においてプリント基板５０の第２の導電パターン５２Ａ上であってレジスト１３近傍の陰極部１２に対向させられる部分に、レジスト１３に沿って（図６）導電性接着剤７１を塗布する。

平面視において塗布される導電性接着剤７１の形状は、図５に示されるように長細い略長方形状をなしており、長手方向の長さは４．５ｍｍ程度であり、幅Ａは０．２ｍｍ程度であり、導電性接着剤７１からプリント基板５０の第２の導電パターン５２Ａの図５の下端縁までの距離Ｂは０．３ｍｍ程度である。

次に押圧工程では、図６に示されるように、略長方形状をしたコンデンサ素子１０とプリント基板５０とを、互いに略一致した位置関係で対向配置させ、導電性接着剤７１を間に介在させた状態でコンデンサ素子１０をプリント基板５０に対して相対的に押圧する。コンデンサ素子１０の陰極部１２の図６の下縁部からプリント基板５０の第２の導電パターン５２Ａの図６の下端縁までの距離Ｃは０．２ｍｍ程度である。

この押圧により、図６に示されるように導電性接着剤７１は、コンデンサ素子１０の陰極部１２の図６に示される下端縁からはみ出し、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向において最下層をなすコンデンサ素子１０の陰極部１２と第２の導電パターン５２Ａとの間の位置で、その端縁７１Ａがコンデンサ素子１０の積層方向に垂直をなす一の方向、即ち、図１の左から右へ向かう方向において素子積層体の輪郭であって最下層のコンデンサ素子１０の陰極部１２相当部分の輪郭１０Ｃ（図１）よりも外方へ突出する。この突出した部分は、前述のように導電性材料部７２の一部であって極めて薄くなっている部分、及び銀ペースト層１２Ｃの一部であって極めて薄くなっている部分を補うようにして、当該薄くなっている部分を覆う。

レーザ照射工程では、接続部材６０の底部６２を第１の導電パターン５１Ａ上に当接させ、非重畳部６２Ａに対してコンデンサ素子１０〜４０の積層方向から、即ち、図１に示される上方向から、図３の破線で示される円の位置にレーザを照射する。このことにより、接続部材６０の底部６２をプリント基板５０の第１の導電パターン５１Ａに電気的に接続する。

その後、固体電解コンデンサ１を保護するためにモールドを行い、切断を行い、更に、損傷している部分を修復するためのエージングを行い、特性検査、外観検査を経て固体電解コンデンサの製造方法の全工程を終了する。

次に、本発明の効果を試す試験を行った。試験では、本実施の形態による固体電解コンデンサ１を本発明品として６つ製造し、ＥＳＲ（１００ｋＨｚ）の値を測定した。また、固体電解コンデンサの製造方法における塗布工程で、プリント基板５０の第２の導電パターン５２Ａ上の中央位置に、図７に示されるように円形に導電性接着剤７１を塗布することにより製造した固体電解コンデンサを、従来品として６つ製造し、ＥＳＲ（１００ｋＨｚ）の値を測定した。本発明品の図５に示される導電性接着剤７１の塗布面積と、従来品の図７に示される導電性接着剤７１の塗布面積とは同一であり、導電性接着剤７１の塗布量も同一である。試験結果は表１に示されるとおりである。

表１に示されるように、本発明品ではいずれもＥＳＲ（１００ｋＨｚ）の値は、４．６６〜５．４１であり５．００前後になっており、安定して良好な低い値を得ることができている。これに対して従来品では、全体としてＥＳＲ（１００ｋＨｚ）の値は高く９．００を超えており、また、値もばらつきが大きく、９．７３〜１６．３０となっている。この結果より、本発明品の導電性接着剤７１の塗布面積と、従来品の導電性接着剤７１の塗布面積とは同一であり、導電性接着剤７１の塗布量は同一であっても、本発明品では、ＥＳＲ（１００ｋＨｚ）の値は低くなり、且つ、ＥＳＲ（１００ｋＨｚ）の値は安定していることが分かる。

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の製造方法は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、積層されたコンデンサ素子１０〜４０からなる素子積層体はプリント基板５０上に配置されたが、これに限定されない。例えば、プリント基板５０に代えてリードフレーム上に載置されるようにしてもよい。この場合には、ユーザ端子となるリードフレームの部分はユーザ側陰極電極に相当し、導電性接着剤７１を介して最下層のコンデンサ素子１０の陰極部１２に電気的に接続されるリードフレームの部分は陰極側導電性接続具に相当する。

また、導電性材料部７２は、４つのコンデンサ素子１０〜４０の陰極部１２〜４２の図１に示される右端部に設けられたが、この位置に限定されない。例えば、図１に示される素子積層体の、図１の紙面の手前又は奥に位置する左右方向に沿った正面全体又は背面全体を覆うようにして、４つのコンデンサ素子１０〜４０の陰極部１２〜４２の図の手前又は奥の端部において全ての当該端部に跨って覆うようにして設けられてもよい。この場合、素子積層体の最下層をなすコンデンサ素子１０の陰極部１２相当部分の輪郭は、紙面の手前と奥とを結ぶ方向における最下層のコンデンサ素子１０の銀ペースト層１２Ｃの外表面からなる。

また、陰極部１２と第２の導電パターン５２Ａとを電気的に接続する導電性接着剤７１は、図１に示されるように、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向において最下層をなすコンデンサ素子１０の陰極部１２と第２の導電パターン５２Ａとの間の位置で、その端縁７１Ａがコンデンサ素子１０〜４０の積層方向に垂直をなす一の方向、即ち、図の左から右へ向かう方向において素子積層体の輪郭であって最下層のコンデンサ素子１０の陰極部１２相当部分の輪郭１０Ｃよりも外方へ突出する位置関係にあったが、突出せず、当該端縁と当該輪郭とが一致する位置関係にあってもよい。

また、塗布工程において導電性接着剤７１を塗布する位置は上述の実施の形態に限定されない。第２の導電パターン５２Ａ等の陰極側導電性接続具の表面の部分であって最下層をなすコンデンサ素子１０の陰極部１２の少なくとも端縁部分に対向させられる部分に導電性接着剤７１を塗布すればよい。従って、例えば、陰極部１２〜４２に対向する第２の導電パターン５２Ａの全面に塗布してもよい。

また、導電性材料部７２を構成する材料の組成と、導電性接着剤７１を構成する材料の組成とは異なり、導電性接着剤７１を構成する材料の方が導電性材料部７２を構成する材料よりも粘度が高かったが、これに限定されない。例えば、組成を同じとして粘度も同じにしてもよいし、また組成は異なるが粘度を同じにしてもよい。

また、導電性接着剤７１は、エポキシ樹脂と銀とを主成分とし、銀がエポキシ樹脂中に混合されて構成されていたが、これに限定されない。例えば、エポキシ樹脂に代えてポリイミド、シリコーン、アクリル、フェノキシ、ポリエステル等の樹脂を用いてもよい。また、陰極部１２〜４２間に設けられた導電性接着剤７１は、銀−エポキシ系接着剤が用いられたが、これに代えて、例えば銀等の導電性成分を含まないエポキシ樹脂、アクリル樹脂等の、導電性ではない接着剤が用いられてもよい。

また、レーザを照射する位置は、図３において破線で示される円の位置には限られない。また、接続部材のレーザ照射を受ける表面は粗面化されていてもよい。粗面化されていることにより、レーザ光の反射を低減することができる。このため、接続部材におけるレーザ光の吸収を増加させることができる。

また、接続部材６０はＮｉにより構成されていたが、これに限定されない。例えば、ＳＵＳ、鉄、アルミニウム、銅、リン青銅、Ｍｏ、Ｃｒ等の導電性の金属、又は、Ｆｅ―Ｎｉ合金に代表されるようなこれらを含む合金であればよい。また、表面に導電性材料がメッキされたものを用いてもよい。この場合メッキとしては、例えば、Ｓｎメッキ、Ｚｎメッキ、半田メッキ、Ｎｉメッキ等が用いられる。これらは、レーザを反射する等のレーザ照射に対する悪影響の少ないものであるため用いられる。また、例えば、日立電線株式会社により製造されている商品名「日立ハイクラッド」のような、異種金属を金属学的に接合させたいわゆるクラッド材等を用いてもよい。また、コンデンサ素子１０〜４０は４つ設けられていたが、個数は４つに限定されない。

また、接続部本体６１と底部６２と上壁部６３とは一体に接続されていたが、これに限定されず、予め別体として用意された接続部本体と底部とを溶接等により接続して構成してもよい。

また、レーザの照射は、陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂの凸部１１Ｃ〜４１Ｃに当接する接続部本体６１の位置にのみにスポットで間欠的に照射したが、これに限定されない。例えば、接続部本体６１の長手方向の一端から他端へ向って波を描くようにして照射してもよく、接続部本体６１の幅方向の一端から他端へ向って波を描くようにして照射してもよい。また、レーザの強度は略一定であってもよく、また、照射する位置によって強度を変えてもよい。

また、レーザはＹＡＧレーザ溶接が用いられたが、これに限定されず、例えば、第二高調波レーザや、ＬＤ（半導体）レーザ、エキシマレーザ等を用いてもよい。

また、接続部本体６１は、すべての陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂの凸部１１Ｃ〜４１Ｃに当接した状態でレーザ照射されたが、当接せずに接続部本体６１と凸部１１Ｃ〜４１Ｃとの間に僅かな隙間を介して近接対向した状態でレーザ照射されてもよい。この場合には、接続部本体６１と凸部１１Ｃ〜４１Ｃとの間の距離は５０μｍ以下であることが好ましく、更に、３０μｍ以下であることがより好ましい。このように近接対向した状態でレーザ照射された場合であっても、レーザ照射によって接続部本体６１が溶融して陽極部１１〜４１の凸部１１Ｃ〜４１Ｃに当接した状態となると考えられ、凸部１１Ｃ〜４１Ｃと接続部本体６１とは電気的に接続されると考えられる。

また、コンデンサ素子１０〜４０は４つ設けられていたが、個数は４つに限定されない。また、陽極部１１〜４１を構成する弁作用金属はアルミニウムにより構成されたが、これに限定されない。例えばタンタルやニオブ等であってもよい。

また、接続部材は、本実施の形態による接続部材６０の形状に限定されない。また、接続部材が固定されるコンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂの位置は、本実施の形態による位置に限られない。

本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、多数のコンデンサ素子が積層されて構成される固体電解コンデンサ及び当該固体電解コンデンサの製造方法の分野において有用である。

本発明の実施の形態による固体電解コンデンサを示す断面図。 本発明の実施の形態による固体電解コンデンサを構成するコンデンサ素子を示す断面図。 本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの製造方法を示す斜視図。 本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの製造方法の塗布工程を示す概略斜視図。 本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの製造方法の塗布工程を示す概略平面図。 本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの製造方法の押圧工程を示す概略平面図。 比較品の固体電解コンデンサのプリント基板上に導電性接着剤が塗布された状態を示す概略平面図。

符号の説明

１ 固体電解コンデンサ
１０〜４０ コンデンサ素子
１０Ｃ 輪郭
１１〜４１ 陽極部
１１Ａ 酸化膜層
１１Ｂ〜４１Ｂ 端部
１２〜４２ 陰極部
１２Ａ 固体電解質層
１２Ｂ カーボンペースト層
１２Ｃ 銀ペースト層
７１ 導電性接着剤
７１Ａ 端縁

Claims (7)

1. 表面に酸化膜層が形成され弁作用金属からなる陽極部と、該表面の所定の領域に固体電解質層を有して層状に形成された陰極部とにより構成されるコンデンサ素子を複数備え、該複数のコンデンサ素子は該陽極部の端部同士が互いに隣接して積層配置されるとともに該陰極部同士が互いに積層配置されて、互いに電気的に並列接続されてなる素子積層体を有し、該素子積層体は、該陰極部の端部において全ての該端部に跨って覆うようにして設けられた導電性材料部を有する固体電解コンデンサであって、
   ユーザ側陰極電極と、該ユーザ側陰極電極に電気的に接続された陰極側導電性接続具とを有し、最下層をなす該コンデンサ素子の該陰極部は導電性接着剤を介して該陰極側導電性接続具に電気的に接続され、
   該コンデンサ素子の積層方向において該最下層をなすコンデンサ素子の陰極部と該陰極側導電性接続具との間に位置する該導電性接着剤は、その端縁が該コンデンサ素子の積層方向に垂直をなす一の方向において該素子積層体の輪郭であって最下層をなす該コンデンサ素子の陰極部相当部分の輪郭と一致する位置関係にあるか又は該輪郭よりも外方へ突出する位置関係にあることを特徴とする固体電解コンデンサ。
2. 該導電性接着剤の端縁は、該一の方向において該素子積層体の該導電性材料部の端縁と一致する位置関係にあるか又は該導電性材料部の端縁よりも外方へ突出する位置関係にあることを特徴とする請求項１記載の固体電解コンデンサ。
3. 該導電性材料部を構成する材料と該導電性接着剤を構成する材料とは組成が異なることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の固体電解コンデンサ。
4. 表面及び裏面に第１の導電パターンと第２の導電パターンとがそれぞれ設けられ、該表面の該第１導電パターン、該第２の導電パターンは、互いに近接配置されたスルーホールを介してそれぞれ該裏面の該第１の導電パターン、該第２の導電パターンと電気的に接続される基板を備え、
   該ユーザ側陰極電極は該第２の導電パターンからなり、該陰極側導電性接続具は該第１の導電パターンからなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一記載の固体電解コンデンサ。
5. 表面に酸化膜層が形成され弁作用金属からなる陽極部と、該表面の所定の領域に固体電解質層を有して層状に形成された陰極部とにより構成されるコンデンサ素子を複数製造するコンデンサ素子製造工程と、
   該コンデンサ素子を、該陽極部の端部同士を互いに隣接させて積層配置するとともに該陰極部同士を互いに積層配置して、該陰極部同士を互いに電気的に接続して素子積層体を構成する積層工程と、
   該コンデンサ素子の該陰極部の全ての該端部に跨って覆うようにして導電性材料部を設ける端部処理工程と、
   ユーザ側陰極電極に電気的に接続された陰極側導電性接続具の表面の部分であって最下層をなす該コンデンサ素子の該陰極部の少なくとも端縁部分に対向させられる部分に導電性接着剤を塗布する塗布工程と、
   最下層をなす該コンデンサ素子の該陰極部を該陰極側導電性接続具に対向配置させ、積層された複数の該コンデンサ素子を該陰極側導電性接続具に押圧する押圧工程とを有することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
6. 該塗布工程及び該押圧工程では、表面及び裏面に第１の導電パターンと第２の導電パターンとがそれぞれ設けられ該表面の該第１導電パターン、該第２の導電パターンは互いに近接配置されたスルーホールを介してそれぞれ該裏面の該第１の導電パターン、該第２の導電パターンと電気的に接続される基板の該第２の導電パターンを該ユーザ側陰極電極として用い、該第１導電パターンを該陰極側導電性接続具として用いることを特徴とする請求項５記載の固体電解コンデンサの製造方法。
7. 該端部処理工程において設けられる該導電性材料部となる材料の粘度と、該塗布工程で塗布される該導電性接着剤の材料の粘度とは異なることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の固体電解コンデンサの製造方法。

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