JP2010021317A - 電子部品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた電気的特性を維持すると同時に、小形、低背化を実現できる電子部品の提供。
【解決手段】正負の電極を両端面１１ａ、１１ｂから夫々取り出すように形成された巻回形のコンデンサ素子１１と、平板状の集電板１２ａの一端に外部接続用の端子１２ｂが接合され、集電板１２ａがコンデンサ素子１１の一方の端面１１ａに接合された正極集電体１２と、この正極集電体１２と同様に形成され、集電板１２ｂがコンデンサ素子１１の他方の端面１１ｂに接合された負極集電体１３と、正極・負極集電体１２、１３に夫々設けられた端子１２ｂ、１３ｂの一部が外部に露呈する状態でコンデンサ素子１１並びに正極・負極集電体１２、１３を一体に被覆して方形に形成された外装体１４からなる電子部品であり、上記正極・負極集電体１２、１３に設けられた端子部１２ｂ、１３ｂが方形の外装体１４の隣り合う角部１４ａ、１４ｂに夫々配設された構成としたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は各種電子機器に使用される電子部品の中で、特に、等価直列抵抗が低く、高周波特性の優れた電子部品およびその製造方法に関するものである。

近年、デジタル機器の発展により、等価直列抵抗（以下、ＥＳＲと記す）が低く、高周波特性の優れた電子部品が強く要望されている。このような電子部品の一例として、二酸化マンガン、ポロアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンなどの固体電解質を用いたコンデンサが開発され、商品化されている。そして、この種の固体電解質を用いたコンデンサにおいて、特に巻回形素子（電極箔を巻回した構造の素子）を用いた構成のものは、積層形素子（電極箔を垂直方向に積層した構成の素子）と比較して、構造的に静電容量の大容量化が容易で、合理的に生産できることから、その需要が益々拡大してきている。

ここで、図１１はこの種の従来の巻回形機能素子を用いた固体電解コンデンサの構成を示した断面図である。図１１において、エッチング処理により粗面化した表面に誘電体酸化皮膜を有した正の電極箔（図示せず）と、負の電極箔（図示せず）とを、その間にセパレータ（図示せず）を介在させて巻回することにより構成された素子である巻回形のコンデンサ素子１と、前記正の電極箔の表面に生成した固体電解質層（図示せず）と、正の電極箔と負の電極箔の夫々に一方の端部を接続し、他方の端部をコンデンサ素子１の同一端面より引出した一対の外部引き出し用のリード線２と、これらのリード線２の夫々一部を外部に露呈するようにしてコンデンサ素子１の周囲を覆った外装樹脂３とからなる固体電解コンデンサであり、前記固体電解質層が、正電極箔の表面にポリアニリン膜と化学重合により生成したポリピロール膜を順次生成したものとなっている。

ここで、このように構成された従来の巻回形素子を用いた固体電解コンデンサは、小形、低背化によって縮小されてしまった電極箔収納スペースを補うため、正の電極箔のエッチング倍率を上げ、エッチングピットを更に微細化することで表面積を拡大した場合に、微細なエッチングピット内にも、均一かつ緻密な固体電解質層を形成することができ、その結果として、固体電解コンデンサの小形、低背化を図ると同時に、高静電容量等の優れた電気的特性を得ることができるとされている。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平６−４５２０１号公報

しかしながら上記従来の巻回形のコンデンサ素子を用いた固体電解コンデンサでは、静電容量等の電気特性を維持しながら製品をさらに小形、低背化していくことに限界があった。

この従来の固体電解コンデンサを回路基板に実装した場合に実質的に占有される方形状の空間に対して、この従来の固体電解コンデンサの内部に収納されたコンデンサ素子が巻回形であるため、前記方形状の空間の四隅の角部にデッドスペースを生じてしまう。ここで、この従来の固体電解コンデンサを、さらに小形、低背化していくにあたり、上記デッドスペースを有効に活用することができないため、巻回形のコンデンサ素子を構成している電極箔の幅、長さ、厚さを益々小さくせねばならない。しかしながら、電極箔の幅、長さ、厚さを小さくするにつれて、エッチング倍率を上げる等によって電極箔の単位面積当たりの静電容量を高めていくと、微細化がさらに進んだエッチング箔表面を固体電解質で被覆することが困難になる他、電気的な抵抗値も上昇し、さらに電極箔強度の低下により、リード線接続や電極箔巻取といった生産上の制御も困難になってくる。これらの結果、従来の固体電解コンデンサは、さらに小形、低背化をしていくと、静電容量の低下や等価直列抵抗（以下、ＥＳＲと表す）の増大といった電気的特性への影響を避けられないものであった。

本発明はこのような従来の課題を解決し、優れた電気的特性を維持すると同時に、小形、低背化を実現できる電子部品およびその製造方法を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、正負の電極を両端面から夫々取り出すように形成された巻回形の素子と、平板状の集電板の一端に外部接続用の端子が接合され、上記集電板が上記素子の一方の端面に接合された正極集電体と、この正極集電体と同様に形成され、集電板が上記素子の他方の端面に接合された負極集電体と、上記正極集電体ならびに負極集電体を構成する各端子の少なくとも一部が外部に露呈する状態で上記素子ならびに正極集電体、負極集電体を一体に被覆して方形に形成された外装体からなり、上記正極集電体ならびに負極集電体を構成する各端子が上記方形に形成された外装体の隣り合う角部に夫々配設された構成の電子部品としたものである。

以上のように本発明の電子部品によれば、回路基板上で実質的に占有してしまう方形状のスペースに適合する方形の外装体を用い、この方形の外装体の内部素子を巻回形とした場合に方形の外装体の四隅の角部に生じたスペースに一対の端子を夫々配置することにより、回路基板上に電子部品を実装した時にデッドスペースとなっていた空間を有効に活用することができるため、素子を小さくすることなく、すなわち電気的特性を維持しつつ、外装体を小さくして電子部品を小形、低背化することができる。

また、前記一対の端子は、方形の外装体の四隅の角部のいずれに配置されてもよいのではなく、隣り合う角部に夫々配設されるようになっており、これにより、電子部品製造過程において、特に、素子を電解質形成用溶液などの液状物質に浸漬させる工程が必要な場合、端子の先端部分を素子の上方に保持したままの状態で、素子を液状物質に十分に浸漬できる一方で、端子の先端部分に液状物質を付着させないようにできる。この結果、素子内に液状物質を十分に充填し、素子性能を高めることができると共に、端子の先端部分と外装体との界面の気密性や、端子の先端部分のはんだ付け性を確保することができ、高品質の電子部品を極めて合理的に製造することができるという効果を得られるものである。

また、前記端子は、方形の外装体の角部の限られたスペースへ配置せねばならない一方で、集電板は、できる限り大きくして素子との接触面積を増やし、素子からの電極引出し抵抗を低減したいため、端子と集電板の大きさに差が生じる場合があり、この場合に、平板状の集電板の一端に外部接続用の端子を接合することによって集電体を形成すると、集電板と端子を一体に成形する方法と比較して、材料ロスを低減して生産性を向上することができると共に、折り曲げや捩りなどの形状加工の融通性も高めることができる。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜４、６〜８、１１〜１４に記載の発明について説明する。

図１は本発明の実施の形態１における電子部品の一例としての固体電解コンデンサの構成を示したものであり、この固体電解コンデンサの構成をわかりやすくするために内部を透視して示した斜視図、図２は同固体電解コンデンサを構成する外装体の角部をわかりやすくするために内部を透視して示した斜視図、図３（ａ）〜（ｆ）は同固体電解コンデンサの製造方法を説明するための製造工程図、図４（ａ）、（ｂ）は同固体電解コンデンサの集電体接合工程における側面図（端子引出面である側面）、図５は同固体電解コンデンサの集電体接合工程における側面図（端子引出面である側面に隣接した側面）である。

まず、本実施の形態における固体電解コンデンサの構成について図１を用いて説明する。

図１に示すように、本発明の固体電解コンデンサは、正負の電極を上下の両端面１１ａ、１１ｂから夫々取り出すように形成された巻回形のコンデンサ素子１１と、このコンデンサ素子１１の上部端面１１ａに平板状の集電板１２ａが接合されると共に、外部接続用の端子１２ｂが一端に接合された正極集電体１２と、同じくコンデンサ素子１１の下部端面１１ｂに平板状の集電板１３ａが接合されると共に、外部接続用の端子１３ｂが一端に接合された負極集電体１３と、上記正極集電体１２ならびに負極集電体１３に夫々設けられた端子１２ｂ、１３ｂの一部が外部に露呈する状態で上記コンデンサ素子１１ならびに正極集電体１２、負極集電体１３を一体に被覆して方形に形成された外装体１４からなっている。そして、上記正極集電体１２ならびに負極集電体１３を構成する端子１２ｂ、１３ｂが上記方形に形成された外装体１４の隣り合う角部１４ａ、１４ｂに夫々配設された構成となっている。

ここで、コンデンサ素子１１は、図示しないアルミニウム等の弁作用金属でエッチング処理等によって拡大された表面に誘電酸化皮膜を設けた正の電極箔と、アルミニウム等の弁作用金属からなる負の電極箔とを、その間にセルロースや合成繊維等からなるセパレータを介在させて重ね合わせ、略円筒状に巻回して最外周を粘着テープ等で巻き止めて形成した巻回形の素子である。

また、このコンデンサ素子１１は、前記正負の電極箔を、巻回軸方向において互いにずらして巻回されており、上部端面１１ａから正の電極、下部端面１１ｂから負の電極を夫々取り出せるように構成されている（図１において上下方向）。

また、このコンデンサ素子１１は、正負の電極箔間に電解質を保持しており、この電解質として、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンやこれらの誘導体に代表される導電性高分子等の固体状のものや、駆動用電解液等の液体状のものが用いられる。

また、巻回形コンデンサ素子１１は、アルミニウム箔からなる集電体上にカーボン材料からなる分極性電極層を有した正負一対の電極を、その間にセパレータを介在させて重ね合わせ、略円筒状に巻回して構成してもよい。

この他、コンデンサ素子１１は、正負の電極に金属化フィルムを用い、巻回して略円筒状としてもよい。この金属化フィルムは、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレンナフタレート、またはポリフェニレンサルファイド等のいずれかからなる誘電体フィルムの表面に、非蒸着部分と、アルミニウムなどの金属を蒸着した蒸着電極とを形成したものであり、この金属化フィルムを一対で重ね合わせ、互いの前記蒸着電極を接触させないようにする。

なお、素子とは、電気的機能を司る能動、受動素子全般のことを示し、例えば、コンデンサの場合はコンデンサ素子であり、電池の場合は電池素子、半導体の場合は半導体素子などである。

また、正極・負極集電体１２、１３を構成する集電板１２ａ、１３ａは、平板状の金属材であり、集電板１２ａ、１３ａをコンデンサ素子１１の上部端面１１ａ、下部端面１１ｂに接するように配置し、レーザー溶接等の手段によって、集電板１２ａと上部端面１１ａに突出した正の電極、および集電板１３ａと下部端面１１ｂに突出した負の電極とが、夫々機械的かつ電気的に接合されている。

なお、集電板１２ａと上部端面１１ａの間、および集電板１３ａと下部端面１１ｂの間に別の導電材、例えば金属微粒子を含むものなどを介して接合するようにしてもよい。

なお、集電板１２ａ、１３ａの材質としては、コンデンサ素子１１を構成する電極材料と機械的かつ電気的に接合できるものであればよく、例えば、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅の単体や、アルミニウム合金、鉄合金、ニッケル合金、銅合金などの金属基材からなり、特に、電極箔材料にアルミニウム基材を用いている場合は、アルミニウム製の板材が好ましく、コンデンサ素子１１の両端面１１ａ、１１ｂより突出した電極箔エッジとの接合を容易化し、かつ接合面積を広く確保することができる。

また、正極・負極集電体１２、１３を構成する端子１２ｂ、１３ｂは、扁平状の金属材であり、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅の単体、鉄合金、ニッケル合金、銅合金などの金属基材からなり、夫々平板状の集電板１２ａ、１３ａの一端に、レーザー溶接や抵抗溶接等の手段によって接合され、方形の外装体１４の隣り合った角部１４ａ、１４ｂに夫々配置されている。

また、上記正極・負極集電体１２、１３を構成する集電板１２ａ、１３ａは、コンデンサ素子１１の両端面１１ａ、１１ｂに夫々接合され、コンデンサ素子１１より電極を引出す役割を有しており、集電板１２ａ、１３ａの幅を広くすることにより、正極・負極集電体１２、１３自体の電気抵抗を低減する共に、コンデンサ素子１１の端面１１ａ、１１ｂと集電板１２ａ、１３ａとの接触面積を増やし、電極引出しの電気抵抗を低減することができる。このため、集電板１２ａ、１３ａは、外装体１４の角部１４ａ、１４ｂの限られたスペースに配置される端子１２ｂ、１３ｂと比較して幅広となるように構成されている。

ここで、方形の外装体１４の角部とは、図２に示すように、外装体１４の内部に巻回形のコンデンサ素子１１を収納した場合に、外装体１４の四隅に生じる各スペース１４ａ〜１４ｄ（図２中の濃色部）のことであり、コンデンサ素子１１の巻回軸方向（図２中の矢印方向）から見た状態を言う。

また、端子１２ｂ、１３ｂが外装体１４の外部へ露呈した部分は、回路基板との半田付け接続を良好にするため、外表面にメッキ層を形成してもよく、Ｎｉ、Ｓｎ単体、あるいはＳｎにＡｇ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｐｂなどが添加された錫合金からなる錫系メッキなどを用いることができる。

また、外装体１４は、端子１２ｂ、１３ｂの一部を外部へ露呈するようにして、コンデンサ素子１１を被覆しており、その材質は、エポキシ樹脂等からなる絶縁性の外装樹脂からなり、気密性、耐熱性、機械特性等に優れたものであればよい。

なお、図示はしないが、コンデンサ素子１１を、開口部を有する金属ケースに収納し、端子１２ｂ、１３ｂの一部を外部へ引出す貫通孔を備えたゴム等の弾性体により前記金属ケースの開口部を封止するようにしてもよい。

次に、以上のように構成した本実施の形態における固体電解コンデンサの製造方法について図３（ａ）〜（ｆ）を参照しながら説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、アルミニウムよりなり誘電体酸化皮膜を表面に有する正の電極である陽極箔１５と、アルミニウムよりなる負の電極である陰極箔１６と、絶縁性のセパレータ１７を、それぞれ一定の幅と長さに切断し、陽極箔１５と陰極箔１６との間にセパレータ１７を介在させ、ロール状に巻回して略円筒形とし、その外周側面を図示しない絶縁テープ等で巻き止めて固定し、巻回形のコンデンサ素子１１を形成する。このとき、本固体電解コンデンサを実装する回路基板の実装面に対して垂直な方向を巻回軸として、陽極箔１５を上方へ、陰極箔１６を下方へ夫々ずらして巻回することにより、コンデンサ素子１１の上部端面１１ａより陽極箔１５のエッジ、下部端面１１ｂより陰極箔１６のエッジを夫々突出させるようにする。

また、上記コンデンサ素子１１を形成する一方で、図３（ｂ）に示すように、アルミニウム製の平板状金属材である正極の集電板１２ａの一端に、この集電板１２ａよりも幅の狭い平板状金属材の端子１２ｂをレーザー溶接や抵抗溶接等の手段によって、接合した正極集電体１２を作製する。負極集電体１３についても、正極集電体１２と同様に作製する。

なお、後の外装体１４の形成工程において外装体１４より表出する端子１２ｂ、１３ｂの先端部分の表面には、はんだ付け性を良好とするため、錫系合金等からなるメッキ層を設けておくとよい。

またここで、次工程において正負一対の集電体１２、１３がコンデンサ素子１１に取り付けられた際に、正負一対の集電体１２、１３が夫々所定位置に配置されやすいようにするため、集電板１２ａの一部もしくは端子１２ｂの一部を、略直角に折り曲げ、さらに、上記折り曲げ方向に対して略直角に折り曲げ、上記集電板１２ａと端子１２ｂの先端が略平行になるようにしておく。また、負極集電体１３についても、上記正極集電体１２と同様に作製する。

なお、上記端子１２ｂ、１３ｂと集電板１２ａ、１３ａとの接合、および、上記折り曲げ加工は、次工程において、正負一対の集電体１２、１３をコンデンサ素子１１に取り付けた後に行ってもよい。

次に、上記正負一対の集電体１２、１３をコンデンサ素子１１に取り付ける。図３（ｃ）に示すように、後の工程で、外装体１４が巻回形コンデンサ素子１１を被覆すると仮想される範囲を仮想方形体２４（二点鎖線で示した範囲）として示した場合に、その仮想方形体２４の隣り合う角部２４ａ、２４ｂの位置に、端子１２ｂ、１３ｂを夫々合わせた状態で、正極の集電板１２ａとコンデンサ素子１１の上方端面１１ａから突出している陽極箔１５のエッジとを接合し、負極の集電板１３ａとコンデンサ素子１１の下方端面１１ｂから突出している陰極箔１６のエッジとを接合する。そして、端子１２ｂ、１３ｂの先端部分が、同一の方向を向くようにしておく。

その後、図３（ｄ）に示すように、上記同一の方向を向いた端子１２ｂ、１３ｂの先端部分を搬送用基材２０に粘着テープ等で固定し、コンデンサ素子１１を次工程へ搬送する。なお、上記端子１２ｂ、１３ｂの先端部分をチャッキング装置で挟んで保持してもよい。

次に、図３（ｅ）に示すように、所定の容器２５内に入れられたピロールやチオフェン等の重合性モノマー材料および酸化剤を含んだ電解質形成用溶液２６に、上記端子１２ｂ、１３ｂの先端部分をコンデンサ素子１１よりも上方に配置し、コンデンサ素子１１を降下させて電解質形成用溶液２６中に浸漬し、コンデンサ素子１１を構成する電極箔間に電解質形成用溶液を満たすようにする。このとき、端子１２ｂ、１３ｂの先端部分を、電解質形成用溶液２６に浸漬しないように、コンデンサ素子１１の上方の位置に保っておく。そして、コンデンサ素子１１を電解質形成用溶液２６から引き上げ、所定の温度、時間条件の下、化学重合によって電極箔表面およびセパレータ空隙にポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子からなる固体電解質層を形成する。

なお、電解質形成用溶液２６は、重合性モノマー溶液と酸化剤溶液とを別々に分け、コンデンサ素子１１を夫々の溶液に順次浸漬するようにしてもよく、浸漬順序の前後は適宜変えてよい。

なお、電解質形成用溶液２６は、重合反応の主体となる重合性モノマーと酸化剤の他、溶媒や界面活性剤等の添加剤を加えて調製する。

なお、重合方法としては、電解重合法を用いてもよく、または電解重合法と化学重合法を併用してもよい。

なお、導電性高分子以外に、ＴＣＮＱ錯塩や二酸化マンガン等の固体電化質層を形成するための電解質形成用溶液２６を用いてもよい。

また、電解質形成溶液２６として、エチレングリコールやγ−ブチロラクトン等の有機溶媒にイオン電導性の電解質材料を含んだ駆動用電解液を用いてもよい。

その後、図３（ｆ）に示すように、コンデンサ素子１１をエポキシ等からなる絶縁樹脂材料で被覆して方形状の外装体１４を形成する。このとき、端子１２ｂ、１３ｂを、外装体１４の隣り合う角部１４ａ、１４ｂに夫々配置すると共に、端子１２ｂ、１３ｂの一部を夫々外部へ露呈するようにする。

そして、適宜、端子１２ｂ、１３ｂ間に電圧を印加して、電極箔の誘電体酸化皮膜の欠陥部の修復やその周辺の固体電解質の絶縁化処理を行い、固体電解コンデンサの漏れ電流を低減させる。

なお、コンデンサ素子１１に正極・負極集電体１２、１３を取り付けた後に、コンデンサ素子１１を再化成溶液に浸漬し、端子１２ｂ、１３ｂ間に電圧を印加して再化成を行い、電極箔の誘電体酸化皮膜の修復を行ってもよい。この場合、図３（ｅ）に示したコンデンサ素子１１を電解質形成溶液２６に浸漬する方法と同様に、コンデンサ素子１１を再化成溶液に浸漬するようにするとよい。このようにして本実施の形態における固体電解コンデンサを作製する。

以上のように、本実施の形態における固体電解コンデンサによれば、コンデンサ素子１１の上下の両端面１１ａ、１１ｂから夫々突出した正負の電極箔のエッジに、正極・負極集電体１２、１３の集電板１２ａ、１３ａを夫々接合した構成により、図１１に示した従来の固体電解コンデンサのように、コンデンサ素子１の巻回の途中で電極箔に集電板を接続した構成と比較して、電極引出しの電気抵抗をより小さくすることができるため、固体電解コンデンサを低ＥＳＲ化することができる。

さらに、コンデンサ素子１１の巻回時に、集電板１２ａ、１３ａを巻き込むことがないため、極めて真円状態に巻回することができ、図１１に示した従来の固体電解コンデンサのように、コンデンサ素子１内で応力が集中しやすい集電板エッジと電極箔の接触によるショート不良を低減することができる。

また、回路基板上で実質的に占有してしまう方形状のスペースに適合する方形の外装体１４を用い、この外装体１４の内部素子を巻回形のコンデンサ素子１１とした場合に、外装体１４の四隅の角部１４ａ〜１４ｄに生じたスペースに一対の端子１２ｂ、１３ｂを夫々配置することにより、回路基板上に固体電解コンデンサを実装した時にデッドスペースとなっていた空間を有効に活用することができるため、コンデンサ素子１１を小さくすることなく、すなわち電気的特性を維持しつつ、外装体１４を小さくして固体電解コンデンサを小形、低背化することができる。

また、前記一対の端子１２ｂ、１３ｂは、外装体１４の四隅の角部１４ａ〜１４ｄのいずれに配置されてもよいのではなく、隣り合う角部１４ａ、１４ｂ（または１４ｂと１４ｃ、または１４ｃと１４ｄ、または１４ｄと１４ａ）に夫々配設されるようになっており、これにより、固体電解コンデンサ製造過程において、特に、コンデンサ素子１１を電解質形成用溶液２６などの液状物質に浸漬させる工程が必要な場合、端子１２ｂ、１３ｂの先端部分をコンデンサ素子１１の上方に保持したままの状態で、コンデンサ素子１１を液状物質に十分に浸漬できる一方で、端子１２ｂ、１３ｂの先端部分に液状物質を付着させないようにできる。この結果、コンデンサ素子１１内に液状物質を十分に充填して緻密な電解質層を形成し、コンデンサ素子１１を低抵抗化、高容量化できると共に、端子１２ｂ、１３ｂの先端部分と外装体１４との界面の気密性や、端子１２ｂ、１３ｂの先端部分のはんだ付け性を確保することができ、高品質の固体電解コンデンサを極めて合理的に製造することができるという効果を得られるものである。

また、コンデンサ素子１１の両端面１１ａ、１１ｂに接合された集電板１２ａ、１３ａと、その一端に接合された外部接続用の端子１２ｂ、１３ｂとからなる正極・負極集電体１２、１３において、端子１２ｂ、１３ｂは、外装体１４の角部１４ａ、１４ｂの限られたスペースへ配置せねばならず、あまり大きくすることができないが、集電板１２ａ、１３ａは、コンデンサ素子１１の端面１１ａ、１１ｂに配置されるため、端子１２ａ、１３ａの大きさと比較的してより大きく構成することができる。この構成により、正極・負極集電体１２、１３自体の電気抵抗を低減できると共に、コンデンサ素子１１の端面１１ａ、１１ｂと集電板１２ａ、１３ａとの接触面積を増やして電極引出しの電気抵抗を低減することができ、固体電解コンデンサをより低ＥＳＲ化することができる。

一方、正極・負極集電体１２、１３を構成する集電板１２ａ、１３ａと端子１２ｂ、１３ｂの大きさに差を生じる結果となり、集電板１２ａ、１３ａと端子１２ｂ、１３ｂを一体に成形する場合には、寸法差の増加に伴い材料ロスの増加を招いてしまうが、平板状の集電板１２ａ、１３ａの一端に、外部接続用の端子１２ｂ、１３ｂを接合することによって正極・負極集電体１２、１３を形成すると、材料ロスを低減して生産性を向上することができると共に、折り曲げや捩りなどの形状加工の融通性も高めることができる。

また、図５に示すように、集電板１２ａ、１３ａ上の一端に、端子１２ｂ、１３ｂを夫々接合し、その接合部１２ｆ、１３ｆどうしを互いに対向するようにして端子１２ｂ、１３ｂを配置することにより、回路基板の実装面に対してコンデンサ素子１１の巻回軸が垂直方向となる構成（縦置き巻回形素子タイプ）の固体電解コンデンサでは、外装体１４の角部１４ａ、１４ｂのスペースを有効に活用できるため、端子１２ｂ、１３ｂの部材厚み分を固体電解コンデンサの高さ寸法に加算しなくてよい。

また、図６に示すように、回路基板の実装面に対してコンデンサ素子３１の巻回軸が水平方向となる構成（横置き巻回形素子タイプ）の固体電解コンデンサでも、同様に、集電板３２ａ、３３ａ上の一端に、端子３２ｂ、３３ｂを夫々接合し、その接合部３２ｆ、３３ｆどうしを互いに対向するようにして端子３２ｂ、３３ｂを配置することにより、外装体３４の角部３４ａ、３４ｂのスペースを有効に活用でき、端子部３２ｂ、３３ｂの部材厚み分を固体電解コンデンサの幅寸法に加算しなくてよい。なお、方形の外装体３４の角部とは、外装体３４の内部に巻回形のコンデンサ素子３１を収納した場合に、外装体３４の四隅に生じる各スペース３４ａ〜３４ｄ（図６中の濃色部）のことであり、コンデンサ素子３１の巻回軸方向（図６中の矢印方向）から見た状態を言う。

この結果として、固体電解コンデンサを低背化、小形化することができるという効果を得られるものである。

また、集電板１２ａ（１３ａ）と端子１２ｂ（１３ｂ）に夫々異なる金属材料を用い、抵抗溶接法やレーザー溶接法等の溶接によって集電板１２ａ（１３ａ）と端子１２ｂ（１３ｂ）とを接合すると、その接合部分では、互いの金属材が溶融して拡散した状態になり、金属材料の組み合わせによっては、高湿度、温度サイクル等の環境下でウィスカを発生させてしまう場合があり、上記接合部分が固体電解コンデンサの外部に露出していると、外部端子間でショートする恐れがある。

ここで、その具体的例として、正極・負極集電体１２（１３）を、平板状のアルミニウム基材よりなる集電板１２ａ（１３ａ）と、平板状の鉄基材をベースとしてその表面に銅を下地層とした錫メッキ層を設けた端子１２ｂ（１３ｂ）とを溶接によって接合して形成した場合、この接合部分は、アルミニウムと錫が拡散した状態になっており、このアルミと錫が拡散した状態は、一般的に、高温高湿やヒートサイクルがかかる環境下に放置されること等によって錫ウィスカを生じ易く、錫ウィスカの成長によってショートを引き起こす場合がある。

そこで、上記接合部分を、エポキシ樹脂等からなる絶縁性の外装樹脂からなる外装体１４によって被覆した構成とすることにより、異種金属部材間を溶接して接合した接合部分が外部に露出しないようにし、高湿度、温度サイクル等の環境下で生じやすいウィスカによる外部端子間のショートを防止することができる。

また、集電板１２ａ（１３ａ）と端子１２ｂ（１３ｂ）との接合部分を被覆するために外装樹脂の厚みを増やさなくても、端子１２ｂ（１３ｂ）が外装体１４の角部１４ａ（１４ｂ）のスペースに配置されているため、十分な外装樹脂量を確保することができる。

また、図３（ｅ）に示すように、固体電解コンデンサの製造過程において、コンデンサ素子１１を電解質形成用溶液２６などの液状物質に浸漬する場合、正極・負極集電体１２、１３を構成する板状の集電板１２ａ、１３ａが、巻回形コンデンサ素子１１の両端面１１ａ、１１ｂの一部を覆っているため、集電板１２ａ、１３ａの位置関係がほぼ対称の場合、コンデンサ素子１１の両端面１１ａ、１１ｂを塞いでしまう部分が多くなり、液状物質がコンデンサ素子１１内部へ浸透しにくくなってしまう。

そこで、正極・負極集電体１２、１３をコンデンサ素子１１に取り付ける際に、図３（ｃ）に示すように、集電板１２ａ、１３ａを互いに非対称にずらすように配置した構成とすることにより、集電板１２ａ、１３ａによってコンデンサ素子１１の両端面１１ａ、１１ｂとも塞いでしまう部分を極力小さくすることができるため、コンデンサ素子１１への液状物質の浸透性を高めることができる。この結果、コンデンサ素子１１内に液状物質を十分に充填して緻密な電解質層を形成し、コンデンサ素子１１を低抵抗化、高容量化できると共に、コンデンサ素子１１への液状物質の含浸時間を短縮することができ、高品質の固体電解コンデンサを極めて合理的に製造することができるという効果を得られるものである。

また、端子１２ｂ、１３ｂの先端が、外装体１４の同一面から夫々表出し、かつ、同一方向に向かうように構成することにより、図３（ｄ）に示すように、固体電解コンデンサの製造過程において、両方の端子１２ｂ、１３ｂの先端位置を揃え、ひとつの搬送用基材２０に固定することが容易にでき、生産性を合理化できるという効果を奏する。

また、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、端子１２ｂ、１３ｂの先端どうしを結ぶ線（図４（ａ）、（ｂ）中の一点鎖線）が、コンデンサ素子１１の両端面１１ａ、１１ｂと略平行になるように構成することにより、コンデンサ素子１１の両端面１１ａ、１１ｂと、端子１２ｂ、１３ｂの先端どうしを結ぶ線との捩れをなくすことができる。この結果として、固体電解コンデンサの製造過程において、図３（ｄ）に示すように、搬送用基材２０に端子１２ｂ、１３ｂの先端を固定した複数のコンデンサ素子１１間の隙間を極小化して整列させることができ、この結果として、固体電解コンデンサの生産性を落とすことなく、生産装置のコンパクト化や生産スペースの縮小化を図ることができる。具体的事例として、図３（ｅ）において、搬送用基材２０に固定した同一数量のコンデンサ素子１１を電解質形成用溶液２６などの液状物質に浸漬する場合、液状物質を入れた容器２５をより小さくすることができ、品質面でも管理し易くなるという効果を得ることができる。

また、図４（ａ）に示すように、コンデンサ素子１１の両端面１１ａ、１１ｂに平行で、かつ両端面１１ａ、１１ｂの中間に位置する平面上に、端子１２ｂ、１３ｂの先端を配置した構成とすることにより、正負極の集電体１２、１３を同一の形状とすることができ、部品を標準化して生産性を合理化できるという効果を奏する。

また、上記集電板１２ａ、１３ａ、もしくは端子１２ｂ、１３ｂを複数回折り曲げた後に、端子１２ｂ、１３ｂの先端を外装体１４の外部へ引出すことにより、端子１２ｂ、１３ｂと外装体１４の界面より進入する空気や水分等の進入経路を長くすることができ、コンデンサ素子１１の特性劣化の原因となる空気や水分等の外部要素が、コンデンサ素子１１に到達するのを遅延させることができる。この結果、長期的に優れた耐環境性能を有する固体電解コンデンサを得ることができる。

また、本実施の形態では、図１に示すように、回路基板の実装面に対して巻回形のコンデンサ素子１１の巻回軸が垂直方向となる構成（縦置き巻回形素子タイプ）を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図６に示すように、回路基板の実装面に対して巻回形のコンデンサ素子３１の巻回軸が水平方向となる構成（横置き巻回形素子タイプ）であってもよい。ただし、固体電解コンデンサを低背化していく場合、この横置き巻回形素子タイプは、コンデンサ素子３１の両端面３１ａ、３１ｂの面積が小さくなると共に、電気的性能を確保するためは巻回方向に対して垂直方向の電極箔寸法を延ばしていかざるを得ないため、コンデンサ素子３１への液状物質の浸透性の悪化を招くことになる。

一方、縦置き巻回形素子タイプは、図１に示すように、コンデンサ素子１１の両端面１１ａ、１１ｂの面積が小さくなることはなく、電気的性能を確保するためには巻回方向の電極箔寸法をさらに延ばせばよく、コンデンサ素子１１への液状物質の浸透性の悪化を招くこともない。よって、固体電解コンデンサを低背化していくには、横置き巻回形素子タイプよりも縦置き巻回形素子タイプのほうが有利といえる。

（実施の形態２）
以下、実施の形態２を用いて、本発明の特に請求項５に記載の発明について説明する。
図７は本発明の実施の形態２における電子部品の一例としての固体電解コンデンサの構成を示したものであり、この固体電解コンデンサの構成をわかりやすくするために内部を透視して示した斜視図である。

なお、実施の形態１における固体電解コンデンサと同様の構成については、同一符号を付しその説明を省略し、異なる部分についてのみ以下に説明する。

図７において、図１に示した実施の形態１における固体電解コンデンサと相違する点は、正極・負極集電体５２、５３が、平板材である集電板５２ａ、５３ａの一端に、端子１２ｂ、１３ｂを夫々接合したものである場合に、集電板５２ａの端子１２ｂと接合される側の端部形状を錐状に突出させて錐状突出部５２ｈとすると共に、他端側の端部形状を、上記錐状突出部５２ｈが嵌まり込む錐状に窪ませた錐状窪部５２ｉとし、集電板５３ａについても同様に、端子１３ｂと接合される側の端部形状を、錐状に突出させて錐状突出部５３ｈとすると共に、他端側の端部形状を、上記錐状突出部５３ｈが嵌まり込む錐状に窪ませた錐状窪部５３ｉとした点である。

以上のように本実施の形態における固体電解コンデンサの構成によれば、集電板５２ａの端子１２ｂと接合される側の端部は、外装体１４の角部１４ａに位置するため、その形状を錐状に突出させることで、角部１４ａのスペースを有効に活用し、端子１２ｂを接合する集電板５２ａのエリアを最大限に広く確保でき、集電板５２ａと端子１２ｂとの接合強度の向上、および接合作業性の容易化を図ることができるものである。

また、集電板５２ａの端子１２ｂが接合される側の端部とは他端側にある端部において、その端部形状が、上記錐状突出部５２ｈが嵌まり込むように錐状に窪んでいるため、コンデンサ素子１１の端面１１ａに液状物質を浸透させる部分を確保できると同時に、集電板５２ａをコンデンサ素子１１の端面１１ａの中央部から放射状に溶接して固定でき、接合強度を向上することができる。

また、上記錐状突出部５２ｈが、上記錐状窪部５２ｉに嵌まり込む形状とすることにより、集電板５２ａの作製は、細長い金属平板をカッターで連続的に切断して行うことができると共に、廃棄材料をほとんど発生させないことができ、集電板５２ａを非常に合理的に生産することができるという効果を奏する。

なお、集電板５３ａについても、上記集電板５２ａと同様の効果を得ることができる。

（実施の形態３）
以下、実施の形態３を用いて、本発明の特に請求項９、１０に記載の発明について説明する。

図８は本発明の実施の形態３における電子部品の一例としての固体電解コンデンサの構成を示した底面側からの斜視図、図９、図１０は同固体電解コンデンサの他の例を示した底面側からの斜視図である。

なお、実施の形態１における固体電解コンデンサと同様の構成については、同一符号を付しその説明を省略し、異なる部分についてのみ以下に説明する。

図８において、図１に示した実施の形態１における固体電解コンデンサと相違する点は、外装体１４から表出した端子部１２ｂ、１３ｂを外装体１４の表面に沿って折り曲げた構成とした点である。

以上のように本実施の形態における固体電解コンデンサの構成によれば、外装体１４の外部へ引出した端子１２ｂ、１３ｂを、外装体１４の表面に沿って折り曲げることにより、本固体電解コンデンサを面実装可能な形状とすることができる。この場合、外装体１４の下部面に予め溝部１８を設けておき、端子先端部１２ｃ、１３ｃを嵌め込むようにして固定するとよい。

また、図９に示すように、外装体１４の下部面に配置された端子先端部１２ｃ、１３ｃの一部に、外装体１４の側面より外部へ突出させた突出部１２ｄ、１３ｄを設けることにより、本固体電解コンデンサを回路基板上にはんだ付けする際に、外装体１４の下部面に配置されて外部より視認できない端子先端部１２ｃ、１３ｃが、はんだ付けされたかどうかを間接的にチェックすることができる。

また、外装体１４の表面に沿って折り曲げ、外装体１４の下部面の溝部１８内に配置した端子先端部１２ｃ、１３ｃを固定する手段として、溝部１８内壁に、突起部１８ａを設けることにより、端子先端部１２ｃ、１３ｃを夫々挟み込んで溝部１８内に固定することができる。

また、図１０に示すように、外装体１４の下部面の溝部１８内に配置した端子先端部１２ｃ、１３ｃの端部に、外装体１４の側面に沿って屈曲した立ち上げ部１２ｅ、１３ｅを設けると共に、これら立ち上げ部１２ｅ、１３ｅの先端に相対した外装体１４側面に夫々凹部１４ｅを設け、立ち上げ部１２ｅ、１３ｅの先端を夫々凹部１４ｅに嵌め込むようにしてもよい。この構成であれば、端子先端部１２ｃ、１３ｃを溝部１８に嵌め込むために、端子先端部１２ｃ、１３ｃと溝部１８の幅寸法を高精度で制御しなくても、容易に端子先端部１２ｃ、１３ｃを溝部１８内に固定することができる。

なお、凹部１４ｅを、端子１２ｂ、１３ｂが配置されていない方形の外装体１４の角部１４ｃ、１４ｄを構成している側面に設けることが好ましく、外装体１４の大きさを変えずにスペースを有効に活用することができる。

また、本固体電解コンデンサが極性を有する場合、その極性を外観形状によって視認できるように適宜形状を調整してもよい。例えば、図８に示すように、外装体１４の下部面の溝部１８内に配置した端子先端部１２ｃ、１３ｃの長さを相違するようにしたり、また、方形の外装体１４の四隅の角部１４ａ〜１４ｄのうち、一対の端子１２ｂ、１３ｂを配置していない角部１４ｃ、１４ｄのいずれか一方にのみ面取り部１９を施したりすればよい。

なお、図９に示すように、前記角部１４ｃ、１４ｄの双方に面取り部１９を設ければ、外装樹脂材料量を必要最低限まで減らし、生産性を合理化することができる。

なお、面取り形状は、平面、曲面いずれであってもよく、極性の表示機能を果たし、外装体１４が気密性、耐熱性、耐衝撃性、耐振動性等の必要最低限の性能を確保できる範囲であればよい。

本発明による電子部品は、回路基板上で実質的に占有してしまう方形状のスペースに適合する方形の外装体を用い、この外装体の内部素子を巻回形とした場合に外装体の四隅の角部に生じたスペースに一対の端子を夫々配置することにより、回路基板上に電子部品を実装した時にデッドスペースとなっていた空間を有効に活用することができるため、素子を小さくすることなく、すなわち電気的特性を維持しつつ、外装体を小さくして電子部品を小形、低背化することができる。

また、前記一対の端子は、外装体の四隅の角部のいずれに配置されてもよいのではなく、隣り合う角部に夫々配設されるようになっており、これにより、電子部品製造過程において、特に、素子を電解質形成用溶液などの液状物質に浸漬させる工程が必要な場合、端子の先端部分を素子の上方に保持したままの状態で、素子を液状物質に十分に浸漬できる一方で、端子の先端部分に液状物質を付着させないようにできる。この結果、素子内に液状物質を十分に充填し、素子性能を高めることができると共に、端子の先端部分と外装体との界面の気密性や、端子の先端部分のはんだ付け性を確保することができ、高品質の電子部品を極めて合理的に製造することができる。

また、前記端子は、外装体の角部の限られたスペースへ配置せねばならない一方で、集電板は、できる限り大きくして素子との接触面積を増やし、素子からの電極引出し抵抗を低減したいため、端子と集電板の大きさに差が生じる場合があり、この場合に、平板状の集電板の一端に外部接続用の端子を接合することによって集電体を形成すると、集電板と端子を一体に成形する方法と比較して、材料ロスを低減して生産性を向上することができると共に、折り曲げや捩りなどの形状加工の融通性も高めることができるものである。

以上のことから、本発明は、高静電容量や低ＥＳＲ等の優れた電気的特性を有すると共に、小形、低背を要求される高信頼性の電子部品に適用することができる。

本発明の実施の形態１における電子部品の一例としての固体電解コンデンサの構成を示した斜視図（内部を透視して示した斜視図） 同固体電解コンデンサを構成する外装体の角部をわかりやすくするために内部を透視して示した斜視図 （ａ）〜（ｆ）同固体電解コンデンサの製造方法を説明するための製造工程図 （ａ）、（ｂ）同固体電解コンデンサの集電体接合工程における側面図（端子引出面である側面図） 同固体電解コンデンサの集電体接合工程における側面図（端子引出面である側面に隣接した側面図） 同固体電解コンデンサの他の例を示した斜視図（内部を透視して示した斜視図） 本発明の実施の形態２における電子部品の一例としての固体電解コンデンサの構成を示した斜視図（内部を透視して示した斜視図） 本発明の実施の形態３における電子部品の一例としての固体電解コンデンサの構成を示した底面側からの斜視図 同固体電解コンデンサの他の例を示した底面側からの斜視図 同固体電解コンデンサの他の例を示した底面側からの斜視図 従来の電子部品の一例としての固体電解コンデンサの構成を示した断面図

符号の説明

１１、３１ コンデンサ素子
１１ａ、３１ａ 端面
１１ｂ、３１ｂ 端面
１２、３２、５２ 正極集電体
１３、３３、５３ 負極集電体
１２ａ、１３ａ、３２ａ、３３ａ、５２ａ、５３ａ 集電板
１２ｂ、１３ｂ、３２ｂ、３３ｂ 端子
１２ｃ、１３ｃ 端子先端部
１２ｄ、１３ｄ 突出部
１２ｅ、１３ｅ 立ち上げ部
１２ｆ、１３ｆ、３２ｆ、３３ｆ 接合部
１４、３４ 外装体
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ 角部
１４ｅ 凹部
１５ 陽極箔
１６ 陰極箔
１７ セパレータ
１８ 溝部
１８ａ 突起部
１９ 面取り部
２０ 搬送用基材
２４ 仮想方形体
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ 角部
２５ 容器
２６ 電解質形成用溶液
５２ｈ、５３ｈ 錐状突出部
５２ｉ、５３ｉ 錐状窪部

Claims (14)

1. 正負の電極を両端面から夫々取り出すように形成された巻回形の素子と、平板状の集電板の一端に外部接続用の端子が接合され、上記集電板が上記素子の一方の端面に接合された正極集電体と、この正極集電体と同様に形成され、集電板が上記素子の他方の端面に接合された負極集電体と、上記正極集電体ならびに負極集電体を構成する各端子の少なくとも一部が外部に露呈する状態で上記素子ならびに正極集電体、負極集電体を一体に被覆して方形に形成された外装体からなり、上記正極集電体ならびに負極集電体を構成する各端子が上記方形に形成された外装体の隣り合う角部に夫々配設された電子部品。
2. 正極集電体ならびに負極集電体を構成する平板状の集電板の幅が、外部接続用の端子の幅よりも広くなるようにした請求項１に記載の電子部品。
3. 正極集電体ならびに負極集電体を構成する各集電板に接合された夫々の端子どうしが対向するようにして各集電板を素子の両端面に夫々接合した請求項１に記載の電子部品。
4. 正極集電体ならびに負極集電体を構成する集電板と端子の接合部分が外装体に被覆されるようにした請求項１に記載の電子部品。
5. 正極集電体ならびに負極集電体を構成する平板状の集電板の端子と接合される側の端部を錐状に突出させると共に、他端側の端部を上記錐状に突出した部分が嵌まり込むような錐状に窪ませた請求項１に記載の電子部品。
6. 正極集電体ならびに負極集電体を構成する各集電板が、素子の両端面に非対称になるように位置をずらして接合された請求項１に記載の電子部品。
7. 正極集電体ならびに負極集電体を構成する端子の先端が夫々外装体の同一面から表出し、かつ、同一方向に向かうように構成された請求項１に記載の電子部品。
8. 外装体の同一面から夫々表出した端子の先端どうしを結ぶ線が、外装体に被覆された素子の両端面と略平行になるようにした請求項１に記載の電子部品。
9. 外装体から表出した端子を外装体の表面に沿って折り曲げた請求項１に記載の電子部品。
10. 正極集電体ならびに負極集電体を構成する夫々の端子が配設された隣り合う角部を除く外装体の角部の少なくとも一つに面取り部を設けた請求項１に記載の電子部品。
11. 正負の電極を両端面から夫々取り出すように形成された巻回形の素子が、陽極箔と陰極箔をその間にセパレータを介在させた状態で巻回すると共に、上記セパレータに電解質を保持させることにより形成されたものである請求項１に記載の電子部品。
12. 正負の電極を両端面から夫々取り出すようにした巻回形の素子を作製する工程と、平板状の集電板の一端に外部接続用の端子が接合された正極集電体と、同様に形成された負極集電体の上記夫々の端子が同一方向に向かうようにして上記正極集電体ならびに負極集電体の各集電板を上記素子の両端面に夫々接合する工程と、この素子に接合された正極集電体ならびに負極集電体の夫々の端子を保持した状態で素子を電解質形成用溶液に浸漬して正負電極間に電解質を形成する工程と、この電解質が形成された素子の上記正極集電体ならびに負極集電体の端子の少なくとも一部が外部に露呈する状態で上記素子ならびに正極集電体、負極集電体を一体に被覆する方形の外装体を作製する工程とを有し、この方形に形成された外装体の隣り合う角部に上記正極集電体ならびに負極集電体の夫々の端子が配設されると共に、この端子の先端が外装体の同一面から夫々表出し、かつ、同一方向に向かうようにした電子部品を作製する電子部品の製造方法。
13. 正負電極間に電解質を形成する工程で用いる電解質形成用溶液が、重合性モノマーと酸化剤溶液を少なくとも含むものである請求項１２に記載の電子部品の製造方法。
14. 正負電極間に電解質を形成する工程で用いる電解質形成用溶液が、駆動用電解液を含むものである請求項１２に記載の電子部品の製造方法。

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