JP2010153690A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】漏れ電流が発生しにくい固体電解コンデンサを提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサは、コンデンサ素子１と、コンデンサ素子１を被覆する外装樹脂２とを具え、コンデンサ素子１は、陽極リード１２が引き出された陽極体１１と、陽極体１１の表面に形成された誘電体層１３と、誘電体層１３上に形成された陰極層１５とを有している。該固体電解コンデンサにおいて、陽極リード１２の内、陽極体１１から引き出されている引出し部１２ａには、その側面に突起部１６が形成されている。そして、コンデンサ素子１の外周面のうち陽極リード１２の引出し部１２ａが引き出されている面１ａと、突起部１６との間には、外装樹脂２の一部が介在している。具体的構成において、突起部１６は円柱状を呈し、該突起部１６は、その外周面が陽極リード１２の引出し部１２ａの側面に接触した状態で該陽極リード１２に固定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、構造に特徴を有する固体電解コンデンサ及びその製造方法に関する。

図１６は、従来の固体電解コンデンサを示す断面図である。従来の固体電解コンデンサは、図１６に示される様に、コンデンサ素子１００と、該コンデンサ素子１００を被覆する外装樹脂１０６と、陽極端子１０７と、陰極端子１０８とを具える。コンデンサ素子１００は、陽極リード１０２が引き出された陽極体１０１の表面に、誘電体層１０３、電解質層１０４及び陰極層１０５をこの順に形成することによって構成されている。陽極端子１０７は、陽極リード１０２の引出し部１０２ａに直接接続され、陰極端子１０８は、コンデンサ素子１００の陰極層１０５に導電性接着剤１０９を介して接続されている。

図１７は、従来の固体電解コンデンサについて、陽極リード１０２の引出し部１０２ａの根元部分を拡大して示した断面図である。コンデンサ素子１００を外装樹脂１０６によって被覆するモールド工程では、外装樹脂１０６が硬化収縮することにより、陽極リード１０２に対して応力がかかる。従って、従来の固体電解コンデンサでは、陽極リード１０２の根元部分に応力が集中して、図１７に示される様に誘電体層１０３にクラック等が生じ、その結果、漏れ電流が増大するという問題が生じ易かった。

そこで、陽極リード１０２の引出し部１０２ａの根元部分を熱硬化性樹脂によって固定することにより、外装樹脂１０６の硬化収縮に対する陽極リード１０２の引出し部１０２ａの根元部分の強度を高め、その結果としてクラックの発生を防止することが考えられる（特許文献１参照）。
特開２００１−２０３１２８号公報

しかし、特許文献１に開示の固体電解コンデンサでは、陽極リード１０２に対して軸方向にかかる応力を十分に緩和することが出来なかった。このため、外装樹脂１０６の硬化収縮により、陽極リード１０２の引出し部１０２ａがコンデンサ素子１００に向けて押し込まれ、引出し部１０２ａがコンデンサ素子１００にめり込む虞がある。引出し部１０２ａがコンデンサ素子１００にめり込むと、コンデンサ素子１００の誘電体層１０３にクラック等が生じて、漏れ電流が増大してしまう。

そこで本発明の目的は、漏れ電流が発生しにくい固体電解コンデンサを提供することである。

本発明に係る固体電解コンデンサは、コンデンサ素子と、該コンデンサ素子を被覆する外装樹脂とを具え、前記コンデンサ素子は、陽極リードが引き出された陽極体と、該陽極体の表面に形成された誘電体層と、該誘電体層上に形成された陰極層とを有している。
前記陽極リードの内、前記陽極体から引き出されている引出し部には、その側面に突起部が形成され、該突起部は前記外装樹脂に埋設されている。

具体的構成において、前記コンデンサ素子の外周面のうち前記陽極リードの引出し部が引き出されている面と、前記突起部との間には、前記外装樹脂の一部及び該外装樹脂とは異なる樹脂層の少なくとも何れか一方が介在している。

上記固体電解コンデンサによれば、外装樹脂が硬化収縮することによって、陽極リードに対してその軸方向に応力がかかった場合、即ち、陽極リードの先端面がコンデンサ素子に向けて押圧された場合であっても、突起部が、該突起部とコンデンサ素子との間に介在する外装樹脂又は樹脂層によって受け止められるので、陽極リードの引出し部がコンデンサ素子にめり込むことが抑制される。よって、外装樹脂が硬化収縮した場合であっても、コンデンサ素子の誘電体層にクラック（欠陥）等が発生しにくい。

更に具体的な構成において、前記突起部は棒状を呈し、該突起部は、その外周面が前記陽極リードの引出し部の側面に接触した状態で該陽極リードに固定されている。
或いは、前記突起部は筒状を呈し、該突起部は、前記陽極リードの引出し部の側面に沿って嵌め込まれた状態で該引出し部に固定されている。

他の具体的な構成において、上記固体電解コンデンサは、前記陽極リードに電気的に接続される陽極端子を更に具え、該陽極端子と前記突起部には、これらを互いに電気的に接続するための金属ワイヤが接続されている。
前記突起部は、前記金属ワイヤとの半田付けが可能な金属から構成され、該突起部には、金属ワイヤが半田付けによって接続されている。

該具体的構成によれば、半田付けによって突起部に金属ワイヤを接続することが可能であるので、陽極リードの引出し部と陽極端子とを溶接によって電気的に接続する場合に比べて、陽極リードの引出し部に対して加わる力が抑制され、その結果、該引出し部の根元に加わる応力が低減されることとなる。よって、陽極リードと陽極端子とを電気的に接続する過程においても、誘電体層にクラック（欠陥）等が発生しにくい。

本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、陽極体形成工程と、陽極部作製工程と、コンデンサ素子作製工程と、外装樹脂形成工程とを有する。
陽極部形成工程では、陽極リードが引き出された陽極体を形成する。
陽極部作製工程では、前記陽極リードの内、前記陽極体から引き出されている引出し部の側面に形成された突起部を有し、該陽極体の外周面の内、前記陽極リードの引出し部が引き出されている面から離間した位置に前記突起部が配置されている陽極部を作製する。
コンデンサ素子形成工程では、前記陽極部作製工程の後、前記陽極体の表面に誘電体層及び陰極層をこの順に形成してコンデンサ素子を作製する。
外装樹脂形成工程では、軟化した樹脂材を用いて、該樹脂材内に前記突起部が埋設される様に前記コンデンサ素子を被覆した後、該樹脂材を硬化させることによって該コンデンサ素子を被覆した外装樹脂を形成する。具体的に、この工程では、前記コンデンサ素子の外周面のうち前記陽極リードの引出し部が引き出されている面と、前記突起部と間に、軟化した樹脂材の一部を介在させる。

上記固体電解コンデンサの製造方法によれば、コンデンサ素子形成工程で誘電体層を形成する前に、突起部を陽極部作製工程において形成することにより、該突起部の形成が原因となって誘電体層にクラック（欠陥）等が発生することが防止されることとなる。

具体的構成において、上記固体電解コンデンサの製造方法は、樹脂層形成工程を更に有する。
樹脂層形成工程では、前記外装樹脂形成工程の前に、該外装樹脂形成工程で形成される外装樹脂とは異なる樹脂層を、前記陽極リードの引出し部の根元部分に形成することによって、陽極リードの引出し部の根元部分の周囲に生じた隙間を塞ぐ。

該具体的構成によれば、外装樹脂形成工程で用いられる軟化した樹脂材が、陽極リードの引出し部の根元部分の周囲に生じた隙間からコンデンサ素子の内部に浸み込むことが、樹脂層によって防止される。又、外装樹脂形成工程で用いた樹脂材が硬化した後においては、何らかの事情で陽極リードの引出し部に力が加わったとしても、根元部分への応力の集中が樹脂層によって緩和される。

更に、作製された固体電解コンデンサにおいては、樹脂層は、突起部とコンデンサ素子の前面との間に位置することとなるので、樹脂層を構成する材質として軟らかい樹脂材を用いた場合でも、該樹脂材が陽極リードの側面を伝って外装樹脂の表面に浸み出すことが、突起部によって抑制されることとなる。

本発明によれば、漏れ電流の発生を防止することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
１．固体電解コンデンサの構成
図１は、本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサを示す断面図である。図１に示される固体電解コンデンサは、コンデンサ素子１、突起部１６、コンデンサ素子１と突起部１６を被覆する外装樹脂２、陽極端子３、陰極端子４、及び樹脂層６によって構成されている。外装樹脂２には、エポキシ樹脂等の樹脂材が用いられる。尚、図１では、樹脂層６の図示が省略されている。

＜コンデンサ素子及び突起部＞
コンデンサ素子１は、図１に示される様に、陽極体１１、陽極リード１２、誘電体層１３、電解質層１４、及び陰極層１５を具えている。陽極体１１は、弁作用を有する金属から成る多孔質焼結体によって構成されている。
尚、弁作用を有する金属からなる多孔質焼結体に替えて、焼結プロセスに依存しないポーラス金属材や三元網状金属材等の多孔質体を、陽極体１１として用いてもよい。

陽極リード１２は、陽極体１１から引き出されており、その一部１２ａ（以下、引出し部１２ａという。）が陽極体１１の１つの面１１ａから引き出されると共に、残りの部分１２ｂが陽極体１１内に埋設されている。そして、陽極リード１２は、陽極体１１を構成する金属と同種或いは異種の弁作用を有する金属によって構成されており、陽極体１１と電気的に接続している。

弁作用を有する金属には、例えばチタン、タンタル、アルミニウム、ニオブ、ハフニウム、ジルコニウム、亜鉛、タングステン、ビスマス、アンチモン等を用いることが出来る。特に、チタン、タンタル、アルミニウム、ニオブは、酸化物の誘電率が高く、且つ入手が容易な金属であるため、陽極体１１及び陽極リード１２を構成する材質として好ましい。但し、陽極体１１及び陽極リード１２を構成する材質は、例示した金属に限られるものではなく、酸化被膜を形成することが出来る金属であればよい。

誘電体層１３は、陽極体１１の表面、即ち陽極体１１を構成する多孔質焼結体の外周面と該多孔質焼結体に形成されている孔（以下、多孔質焼結体の孔という。）の内壁とに形成されている。具体的には、陽極体１１を酸化することにより、陽極体１１を構成する多孔質焼結体の外周面と該多孔質焼結体の孔の内壁とに、誘電体層１３となる酸化被膜が形成される。尚、図１では、誘電体層１３の内、陽極体１１の外周面に存在する部分だけが示されている。

陽極体１１を構成する金属がニオブである場合には、誘電体層１３の誘電率は、該金属がタンタルである場合に比べて１．５倍程度まで大きくなる。又、陽極体１１を構成する金属がチタンである場合には、誘電体層１３の誘電率は、該金属がタンタルである場合に比べて２〜３倍程度まで大きくなる。

誘電体層１３の厚みは、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましい。誘電体層１３の厚みが５００ｎｍよりも大きいと、静電容量が低下したり、誘電体層１３が陽極体１１の表面から剥離したりする虞がある。又、誘電体層１３の厚みが１０ｎｍよりも小さいと、耐電圧が低下したり、漏れ電流が増大したりする虞がある。

電解質層１４は、誘電体層１３の表面、即ち陽極体１１を構成する多孔質焼結体の外周面及び該多孔質焼結体の孔の内壁に形成されている誘電体層１３の表面に形成されている。尚、図１では、電解質層１４の内、陽極体１１の外周面上に存在する部分だけが示されている。

電解質層１４を構成する材質には、導電性無機材料、ＴＣＮＱ（Tetracyano-quinodimethane）錯塩、導電性ポリマー等が用いられる。又、導電性無機材料には二酸化マンガン等が用いられ、導電性ポリマーには、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン等が用いられる。

陰極層１５は、カーボン層と銀ペースト層から構成されており、カーボン層は、電解質層１４の表面に形成され、銀ペースト層はカーボン層の表面に形成されている。これにより、陰極層１５は、電解質層１４と電気的に接続している。

本実施の形態では、図１に示される様に陰極層１５は、コンデンサ素子１の外周面の内、陽極リード１２が引き出されている面１ａとは異なる領域に形成されており、コンデンサ素子１の面１ａには電解質層１４の一部が露出している。

図２は、図１に示される固体電解コンデンサについて、陽極リード１２の引出し部１２ａ近傍の部分を拡大して示した斜視図である。尚、図２では、外装樹脂２の図示が省略されている。
図２に示される様に、陽極リード１２の引出し部１２ａには、その側面に突起部１６が形成されている。具体的には、突起部１６は、円柱状を呈する金属片によって構成されており、該突起部１６は、その外周面が陽極リード１２の引出し部１２ａの側面に横方から接触すると共に、その軸方向９２が陽極リード１２の軸方向９１と略垂直な方向を向く様に、陽極リード１２に固定されている。

そして、コンデンサ素子１の外周面のうち陽極リード１２が引き出されている面１ａと、突起部１６との間には、図１に示される様に、外装樹脂２の一部が介在している。斯くして突起部１６は、コンデンサ素子１との間に隙間を生じる様に陽極リード１２に配置され、外装樹脂２に埋設されている。

尚、突起部１６は、円柱状に限らず他の形状であってもよい。突起部１６の形状が円柱状である場合、陽極リード１２への突起部１６の取り付けが容易となる。突起部１６の他の形状として、棒状、球状、円錐状、四角錐状、楕円体等、種々の形状を採用することが可能である。つまり、突起部１６は、コンデンサ素子１との間に隙間を生じる様に配置することが出来、且つ外装樹脂２に埋設することが出来るものであればよい。

図３は、図１に示される固体電解コンデンサについて、陽極リード１２の引出し部１２ａ近傍の部分を横方から見た平面図である。尚、図３では、外装樹脂２の図示が省略されている。
陽極リード１２の引出し部１２ａの根元部分と陽極体１１との間には、陽極体１１及び陽極リード１２の焼成時に隙間が生じ易く、生じた隙間は、誘電体層１３や電解質層１４を形成した後も、誘電体層１３や電解質層１４によって埋められることなく残存する場合がある。

そこで、図３に示される様に樹脂層６を、陽極リード１２の引出し部１２ａの根元部分に形成することにより、該根元部分の周囲に生じた隙間（図示せず）は、樹脂層６によって塞がれることとなる。樹脂層６を構成する材質には、シリコン樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂材が用いられる。

＜陽極端子及び陰極端子＞
陽極端子３及び陰極端子４はそれぞれ、図１に示される様に外装樹脂２に埋設され、外装樹脂の下面２ｂに露出した陽極端子面３１及び陰極端子面４１を有している。尚、陽極端子３及び陰極端子４の材質には、ニッケル等の導電性材料が用いられる。

具体的には、陽極端子３は、その一端３２が陽極リード１２の引出し部１２ａに電気的に接続されると共に、外装樹脂２の表面の内、コンデンサ素子１の面１ａと対向する面２ａに引き出されている。そして、陽極端子３は、外装樹脂の面２ａを通って外装樹脂２の下面２ｂに引き回されており、陽極端子面３１を外装樹脂２の下面２ｂから露出させている。

一方、陰極端子４は、その一端４２がコンデンサ素子１の陰極層１５に導電性接着剤８を介して電気的に接続されると共に、外装樹脂２の表面の内、面２ａとは反対側の面２ｃに引き出されている。そして、陰極端子４は、外装樹脂２の面２ｃを通って外装樹脂２の下面２ｂに引き回されており、陰極端子面４１を外装樹脂２の下面２ｂから露出させている。

２．固体電解コンデンサの製造方法
次に、上記固体電解コンデンサの製造方法について説明する。該製造方法では、陽極体形成工程、陽極部作製工程、コンデンサ素子作製工程、端子接続工程、樹脂層形成工程及び外装樹脂形成工程がこの順に実行される。

陽極体形成工程では、弁作用を有する金属粉を直方体に成型して成型体を形成する。その後、陽極リード１２の一部（引出し部１２ａ）が成型体から引き出される様に、陽極リード１２の残りの部分１２ｂを成型体に埋設し、その状態で成型体を焼結させる。これにより、成型体から多孔質焼結体が形成され、該多孔質焼結体によって、面１１ａから陽極リード１２が引き出された陽極体１１が構成されることとなる。

陽極部作製工程では、陽極リード１２の引出し部１２ａの側面に、突起部１６となる円柱状の金属片を溶接によって固定することにより、陽極体１１、陽極リード１２及び突起部１６から構成される陽極部を作製する。
このとき、突起部１６は、その外周面が陽極リード１２の引出し部１２ａの側面に横方から接触すると共に、その軸方向９２が陽極リード１２の軸方向９１と垂直な方向を向く様に配置される。又、突起部１６は、次の様な位置に配置される。即ち、後述するコンデンサ素子形成工程においてコンデンサ素子１を作製したときに、コンデンサ素子１の外周面のうち引出し部１２ａが引き出されている面１ａから突起部１６が離間する様に、突起部１６は引出し部１２ａの側面に配置される。

例えば、陽極リード１２の直径が０．３ｍｍである場合には、突起部１６には、直径が陽極リード１２と同じ０．３ｍｍで、長さが０．８ｍｍの円柱状の金属片が用いられ、突起部１６は、突起部１６の中心を通る軸とコンデンサ素子１の面１ａとの距離が０．４ｍｍとなる様に配置される。この場合、突起部１６とコンデンサ素子１の面１ａとの間にはスペースが形成され、該スペースの幅ｄ（図１参照）は０．２５ｍｍとなる。
陽極リード１２の直径と同じ直径を有する突起部１６を用いることにより、陽極リード１２に突起部１６を溶接し易くなる。

コンデンサ素子作製工程は、上記陽極部作製工程の後に実行される工程であり、誘電体層形成工程、電解質層形成工程、及び陰極層形成工程を有する。
誘電体層形成工程では、陽極体１１を、リン酸水溶液等の電解溶液に浸して電気化学的に酸化させる（陽極酸化）。このとき、電解溶液は、陽極体１１を構成する多孔質焼結体の孔の内部にまで浸透するので、多孔質焼結体の外周面だけでなく、多孔質焼結体の孔の内壁にも酸化被膜が形成され、該酸化被膜によって誘電体層１３が構成されることとなる。

電解質層形成工程では、陽極体１１の表面に形成されている誘電体層１３の表面に、導電性無機材料、ＴＣＮＱ錯塩、導電性ポリマー等の電解質を塗布することにより、陽極体１１の外周面上に電解質層１４が形成される。
塗布された電解質の一部は、多孔質焼結体の孔の内部に浸透し、該孔の内壁に形成されている誘電体層１３の表面をも覆うので、多孔質焼結体の内部においても、誘電体層１３の表面に電解質層１４が形成されることとなる。

陰極層形成工程では、電解質層１４上にカーボンペーストを塗布して乾燥することにより、カーボン粒子を含んだカーボン層を形成する。尚、本実施の形態ではカーボン層は、電解質層１４の外周面の内、引出し部１２ａが引き出されている面とは異なる領域に形成される。
その後、カーボン層の表面に銀ペーストを塗布して乾燥することによって、銀粒子を含んだ銀ペースト層を形成する。これにより、陰極層１５が形成される。

端子接続工程では、陽極端子３の一端３２を、陽極リード１２の引出し部１２ａに溶接によって電気的に接続する。尚、陽極端子３を陽極リード１２に溶接する前に、コンデンサ素子１の面１ａからの引出し部１２ａの長さが１．４〜１．５ｍｍとなる様に、陽極リード１２の先端部を切断する。
又、陰極端子４の一端４２を、コンデンサ素子１の陰極層１５に導電性接着材８によって電気的に接続する。

樹脂層形成工程では、例えばシリコン樹脂やエポキシ樹脂等の樹脂材を、陽極リード１２の引出し部１２ａの根元部分に塗布することにより、外装樹脂２とは異なる樹脂層６を形成する。これにより、該根元部分の周囲に生じた隙間が、樹脂層６によって塞がれる。

外装樹脂形成工程では、予備加熱により軟化したエポキシ樹脂等の樹脂材によってコンデンサ素子１を被覆すると共に、コンデンサ素子１の内、陽極リード１２の引出し部１２ａが引き出されている面１ａと、突起部１６との間に形成されているスペースを、軟化した樹脂材の一部によって充填した後、樹脂材を１６０℃で９０秒間保持して熱硬化させることにより、外装樹脂２を形成する。
その後、陽極端子３を外装樹脂２の面２ａと下面２ｂに沿って折り曲げ、陰極端子４を外装樹脂２の面２ｃと下面２ｂに沿って折り曲げる。これにより、外装樹脂２の下面２ｂに、陽極端子３の陽極端子面３１及び陰極端子４の陰極端子面４１が形成されることとなる。斯くして、図１に示される固体電解コンデンサが作製される。

３．効果及びその検証
３−１．効果
上記固体電解コンデンサによれば、外装樹脂２が硬化収縮することによって、陽極リード１２に対してその軸方向９１に応力がかかった場合、即ち、陽極リード１２の先端面１２ｃ（図１参照）がコンデンサ素子１に向けて押圧された場合であっても、突起部１６が、該突起部１６とコンデンサ素子１との間に介在する外装樹脂２によって受け止められるので、陽極リード１２の引出し部１２ａがコンデンサ素子１にめり込むことが抑制される。よって、外装樹脂２が硬化収縮した場合であっても、コンデンサ素子１の誘電体層１３にクラック（欠陥）等が発生しにくい。

但し、コンデンサ素子１の面１ａと突起部１６との間に介在する樹脂材も硬化収縮するため、陽極リード１２の引出し部１２ａは、該樹脂材の収縮量分だけコンデンサ素子１にめり込むこととなる。このため、コンデンサ素子１の面１ａと突起部１６との間のスペースの幅ｄは小さい方が良い。即ち、スペースの幅ｄが小さい程、該スペースに充填された樹脂材の収縮量は小さくなり、コンデンサ素子１の誘電体層１３にクラック（欠陥）等が発生しにくくなる。

好ましくは、スペースに充填された樹脂材の収縮量を０．２ｍｍ以下とすべきである。外装樹脂２に用いられる樹脂材の収縮率は０．２〜０．５％程度であるので、例えばスペースの幅ｄが０．２５ｍｍである場合には、該スペースに充填された樹脂材の収縮量は、０．５〜１．２５μｍ程度である。又、スペースの幅ｄが０．４ｍｍである場合には、該スペースに充填された樹脂材の収縮量は、０．８〜２μｍ程度である。

しかし、スペースの幅ｄを小さくし過ぎると、突起部１６のサイズや固定される位置にバラツキが生じた場合に、突起部１６が陰極層１５に接触してショートする虞がある。
このため、上記固体電解コンデンサにおいては、コンデンサ素子１の面１ａと突起部１６との間にスペースを設けることにより、突起部１６のサイズや固定される位置にバラツキが生じた場合でも、突起部１６が陰極層１５に接触することがないようにしている。

突起部１６と陰極層１５との接触を確実に防止するためには、スペースの幅ｄを０．１ｍｍ以上にしておくことが好ましい。

よって、誘電体層１３へのクラック（欠陥）等の発生と、突起部１６と陰極層１５との接触の両方を防止するためには、スペースの幅ｄを０．１〜０．４ｍｍにすることが好ましい。

本実施の形態においては、コンデンサ素子形成工程で誘電体層１３を形成する前に、突起部１６が、陽極部作製工程において溶接によって陽極リード１２に固定されているので、陽極リード１２への突起部１６の固定が原因となって誘電体層１３にクラック（欠陥）等が発生することが防止されることとなる。

又、誘電体層１３にクラック等を発生させずに突起部１６を陽極リード１２に溶接することができるので、突起部１６と陽極リード１２との溶接強度を高めることが出来る。よって、外装樹脂２が硬化収縮することにより突起部１６に応力がかかっても、突起部１６が陽極リード１２から外れてしまうことがない。

更に本実施の形態においては、外装樹脂形成工程が実行される前に、樹脂層形成工程において樹脂層６が形成され、該樹脂層６によって、陽極リード１２の引出し部１２ａの根元部分の周囲に生じた隙間が塞がれている。従って、外装樹脂形成工程で用いられる軟化した樹脂材が、該隙間からコンデンサ素子１の内部に浸み込むことがない。
又、外装樹脂形成工程で用いた樹脂材が硬化した後においては、何らかの事情で陽極リード１２の引出し部１２ａに力が加わったとしても、根元部分への応力の集中が樹脂層６によって緩和される。

尚、外装樹脂形成工程において軟化した樹脂材がコンデンサ素子１の内部に隙間から浸み込む虞がない場合や、浸み込んだとしてもコンデンサ素子１の特性に影響がない場合、更には樹脂材が硬化した後においては引出し部１２ａの根本部分に応力が殆ど集中しない場合には、上述した樹脂層６を形成しなくてもよく、従って製造方法において樹脂層形成工程を設けなくてもよい。
樹脂層６を形成しなかった場合でも、突起部１６を設けたことによる効果、即ち陽極リード１２の引出し部１２ａがコンデンサ素子１にめり込むことが抑制されるという効果が妨げられることはない。

更に、作製された固体電解コンデンサにおいては、樹脂層６は、コンデンサ素子１の面１ａと突起部１６との間に位置することとなる。従って、樹脂層６を構成する材質として軟らかい樹脂材を用いた場合でも、該樹脂材が陽極リード１２の側面を伝って外装樹脂２の表面に浸み出すことが、突起部１６によって抑制されることとなる。

３−２．効果の検証
下掲の表１は、上記効果を検証するための実験の結果を示したものである。該検証実験では、図１に示される固体電解コンデンサであってスペースの幅ｄがそれぞれ０．２５ｍｍ及び０．６５ｍｍであるサンプルＳ１及びサンプルＳ２と、突起部１６がない比較サンプルＸをそれぞれ１０個ずつ用意した。そして、各サンプルに対して１０Ｖの電圧を印加して、印加開始から３００秒後の時点における漏れ電流を測定した。尚、表１では、１０個のサンプルに対する漏れ電流の平均値が示されている。

＜サンプルＳ１，Ｓ２の作製＞
サンプルＳ１，Ｓ２のいずれについても、上述した固体電解コンデンサの製造方法と同じ方法で作製した。具体的には、まず陽極体形成工程において、１次粒子の粒径が約０．５μｍのニオブ金属粉を直方体に成型し、この成型体から陽極リード１２の一部（引出し部）１２ａを引き出した状態で、該成型体を真空中で焼結させた。これにより、陽極体１１となる多孔質焼結体を形成した。
尚、本実験では、多孔質焼結体の高さを約４．４ｍｍ、幅を約１．０ｍｍ、長さを約３．３ｍｍとした。又、陽極リード１２には、ニオブから形成された直径０．３ｍｍのリードを用いた。

陽極部作製工程では、陽極リード１２の引出し部１２ａの側面に、突起部１６となる円柱状の金属片を溶接によって固定した。このとき、該突起部１６を、その外周面が陽極リード１２の引出し部１２ａの側面に横方から接触すると共に、その軸方向９２が陽極リード１２の軸方向９１と略垂直な方向を向く様に配置した。

尚、突起部１６には、直径が０．３ｍｍ、長さが０．８ｍｍであって、ニオブから成る円柱状の金属片を用いた。尚、突起部１６の直径は、陽極リード１２の直径と同じである。
そして、サンプルＳ１については、突起部１６を、突起部１６の中心を通る軸とコンデンサ素子１の面１ａとの距離が０．４ｍｍとなる様に配置した。つまり、突起部１６とコンデンサ素子１の面１ａとの間に形成されるスペースの幅ｄ（図１参照）を０．２５ｍｍとした。
又、サンプルＳ２については、突起部１６を、突起部１６の中心を通る軸とコンデンサ素子１の面１ａとの距離が０．８ｍｍとなる様に配置した。つまり、突起部１６とコンデンサ素子１の面１ａとの間に形成されるスペースの幅ｄ（図１参照）を０．６５ｍｍとした。

コンデンサ素子作製工程では、誘電体層形成工程において、陽極体１１である多孔質焼結体を、約３０℃に保たれたリン酸水溶液（約０．４ｗｔ％）に浸漬させて、５０Ｖの電圧を１０時間印加することによって、誘電体層１３を多孔質焼結体の表面に形成した。

そして、電解質層形成工程において、化学重合法によって、ポリピロールを誘電体層１３の表面に塗布することによって、誘電体層１３の表面に電解質層１４を形成した。
その後、陰極層形成工程において、カーボンペースト及び銀ペーストを順に塗布・乾燥させることによって、陰極層１５を構成するカーボン層及び銀ペースト層を形成した。

コンデンサ素子作製工程で作製されたコンデンサ素子１を用いて、端子接続工程では、陽極端子３を、溶接によって陽極リード１２の引出し部１２aに電気的に接続し、陰極端子４を、コンデンサ素子１の陰極層１５に導電性接着材８によって電気的に接続した。

樹脂層形成工程では、９５℃で予備加熱（３０分間）したモメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ製のシリコン樹脂ＴＳＥ３０５１Ｌを、ディスペンサを用いて、陽極リード１２の引出し部１２ａの根元部分に塗布した。そして、シリコン樹脂ＴＳＥ３０５１Ｌを１００℃で硬化（３０分間）させることによって、樹脂層６を形成した。尚、硬化したＴＳＥ３０５１Ｌの針入度は６５である。

尚、サンプルＳ１については、樹脂層６を、陽極リード１２の側面に沿って、コンデンサ素子１の面１ａから突起部１６まで形成した。一方、サンプルＳ２については、樹脂層６を、陽極リード１２の側面に沿って、コンデンサ素子１の面１ａから０．６ｍｍ離れた位置まで形成した。

外装樹脂形成工程では、トランスファーモールド法を用いて、エポキシ樹脂及びイミダゾール化合物を含む封止材によってコンデンサ素子１を被覆することにより、外装樹脂２を形成した。具体的には、１６０℃に予備加熱した封止材を８０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で金型内に注入することにより、コンデンサ素子１を封止材によって被覆した。そして、金型内において封止材を１６０℃で硬化（９０秒）させた。

＜比較サンプルＸの作製＞
比較サンプルＸは、上述したサンプルＳ２の製造方法と同じ方法で作製した。但し、比較サンプルＸの作製においては、陽極部作製工程は省略した。つまり、比較サンプルＸは、従来の固体電解コンデンサであり、陽極リード１２に突起部１６がない形態のものである（図１６参照。図１６では陽極リードに符号１０２が付されている）。

＜実験結果＞
サンプルＳ１，Ｓ２及び比較サンプルＸの漏れ電流を測定した結果、漏れ電流は、表１に示されるようにサンプルＳ１で３２μＡ、サンプルＳ２で８３μＡ、サンプルＸで９１μＡとなった。

サンプルＳ１，Ｓ２を比較サンプルＸと比較すると、サンプルＳ１，Ｓ２において漏れ電流の発生が防止されていることがわかる。これは、サンプルＳ１，Ｓ２において、突起部１６が、該突起部１６とコンデンサ素子１との間に介在する外装樹脂２によって受け止められ、コンデンサ素子１の誘電体層１３にクラック（欠陥）等が発生しにくくなっているからであると考えられる。

更に、サンプルＳ１とサンプルＳ２と比較すると、サンプルＳ１において漏れ電流が顕著に低減されていることがわかる。これは、サンプルＳ１において、コンデンサ素子１の面１ａと突起部１６との間のスペースの幅ｄを小さくすることにより、該スペースに充填された樹脂材の収縮量が小さくなったため、誘電体層１３に発生するクラック（欠陥）等の数が顕著に低減されたからであると考えられる。

４．変形例
４−１．変形例１
図４（ａ）は、本変形例に係る固体電解コンデンサの一例を横方から見た平面図であり、図４（ｂ）は、該固体電解コンデンサの斜視図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示される様に、円柱状を呈する突起部１６は、その外周面が陽極リード１２の引出し部１２ａの側面に上方から接触すると共に、その軸方向９２が陽極リード１２の軸方向９１と略垂直な方向を向く様に、陽極リード１２に固定されてもよい。

図５（ａ）は、本変形例に係る固体電解コンデンサの他の例を横方から見た平面図であり、図５（ｂ）は、該固体電解コンデンサの斜視図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示される様に、円柱状を呈する２つの突起部１６が陽極リード１２の側面に固定されてもよい。本変形例においては、一方の突起部１６は、その外周面が陽極リード１２の引出し部１２ａの側面に上方から接触し、他方の突起部１６は、その外周面が陽極リード１２の引出し部１２ａの側面に下方から接触している。そして、２つの突起部１６，１６の何れについても、それらの軸方向９２は、陽極リード１２の軸方向９１と略垂直な方向を向いている。

本変形例に係る固体電解コンデンサによれば、上記一例及び他の例の何れにおいても、図１に示される固体電解コンデンサと同様に、コンデンサ素子１の誘電体層１３にクラック（欠陥）等が発生しにくくなる。

図１０及び図１１はそれぞれ、上記一例及び他の例に係る固体電解コンデンサにおける樹脂層６の状態を示す平面図である。図１０及び図１１に示される様に、本変形例に係る固体電解コンデンサにおいても、樹脂層６を構成している樹脂材が陽極リード１２の側面を伝って外装樹脂２の表面に浸み出すことが、突起部１６によって防止される。

但し、上記他の例に係る固体電解コンデンサ（図５）の方が、上記一例に係る固定電解コンデンサ（図４）よりも多くの突起部１６が陽極リード１２に固定されているので、樹脂層６を構成している樹脂材が、図１１に示す様にコンデンサ素子１の面１ａと突起部１６との間のスペースに留まりやすくなっている。

４−２．変形例２
図６（ａ）は、本変形例に係る固体電解コンデンサを横方から見た平面図であり、図６（ｂ）は、該固体電解コンデンサの斜視図である。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示される様に、円柱状を呈する突起部１６は、その外周面が陽極リード１２の引出し部１２ａの側面に上方から接触すると共に、その軸方向９２が陽極リード１２の軸方向９１と略平行となる様に、陽極リード１２に固定されてもよい。

本変形例に係る固体電解コンデンサにおいても、図１に示される固体電解コンデンサと同様に、コンデンサ素子１の誘電体層１３にクラック（欠陥）等が発生しにくくなる。しかも、図１に示される固体電解コンデンサに比べて、突起部１６と陽極リード１２との接触面積が大きくなるので、突起部１６と陽極リード１２との溶接強度を高めることが出来る。よって、外装樹脂２が硬化収縮することにより突起部１６に応力がかかっても、突起部１６が陽極リード１２から外れてしまうことがない。

図１２は、本変形例に係る固体電解コンデンサにおける樹脂層６の状態を示す平面図である。図１２に示される様に、本変形例に係る固体電解コンデンサにおいても、樹脂層６を構成している樹脂材が陽極リード１２の側面を伝って外装樹脂２の表面に浸み出すことが、突起部１６によって防止される。

４−３．変形例３
図７（ａ）は、本変形例に係る固体電解コンデンサを横方から見た平面図であり、図７（ｂ）は、該固体電解コンデンサに係るコンデンサ素子１の面１ａを、陽極リード１２の軸方向９１から見た平面図である。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示される様に、突起部１６は筒状を呈し、該突起部１６は、陽極リード１２の引出し部１２ａの側面に沿って嵌め込まれた状態で引出し部１２ａに固定されてもよい。この場合、陽極部作製工程においては、突起部１６の内周面が引出し部１２ａの側面に溶接されることとなる。尚、筒状の突起部１６は、かしめ加工によって引出し部１２ａの側面に固定されてもよい。

筒状の突起部１６には、例えば真鍮チューブが用いられる。又、陽極リード１２の直径が０．３ｍｍである場合には、筒状を呈する突起部１６には、例えば内径が０．４ｍｍ、外径が０．６ｍｍのサイズのものが用いられる。

本変形例に係る固体電解コンデンサにおいても、図１に示される固体電解コンデンサと同様に、コンデンサ素子１の誘電体層１３にクラック（欠陥）等が発生しにくくなる。

図１３は、本変形例に係る固体電解コンデンサにおける樹脂層６の状態を示す平面図である。図１３に示される様に、本変形例に係る固体電解コンデンサにおいては、突起部１６が陽極リード１２の軸周り全体に形成されることとなるので、樹脂層６を構成している樹脂材は、コンデンサ素子１の面１ａと突起部１６との間のスペースに留まることとなる。従って、樹脂層６を構成している樹脂材が陽極リード１２の側面を伝って外装樹脂２の表面に浸み出すことが、突起部１６によって抑制されることとなる。

４−４．変形例４
図８（ａ）は、本変形例に係る固体電解コンデンサの一例を横方から見た平面図であり、図８（ｂ）は、該固体電解コンデンサに係るコンデンサ素子１の面１ａを、陽極リード１２の軸方向９１から見た平面図である。
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示される様に、金属ワイヤ５によって陽極端子３と陽極リード１２とが電気的に接続されてもよい。具体的には、突起部１６は筒状を呈し、金属ワイヤ５との半田付けが可能な金属、例えば真鍮、鉄、鋼などから構成されている。突起部１６には、金属ワイヤ５が半田付けによって接続されると共に、金属ワイヤ５を介して陽極端子３が電気的に接続されている。尚、図８（ａ）及び図８（ｂ）には半田が符号５１によって示されている。

金属ワイヤ５による陽極端子３と陽極リード１２との接続には、半田付けに限らず、超音波接合などを用いることも可能である。

図９（ａ）は、本変形例に係る固体電解コンデンサの他の例を横方から見た平面図であり、図９（ｂ）は、該固体電解コンデンサの斜視図である。金属ワイヤ５との半田付けが可能な金属から構成された突起部１６は、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示される様に、円柱状を呈していてもよい。

陽極リード１２にニオブやタンタルを用いた場合、陽極リード１２に金属ワイヤ５を半田付けによって取り付けることが困難であった。しかし、本変形例によれば、突起部１６に半田付けが可能な金属材料、例えば真鍮、鉄、鋼などを用いることにより、半田付けによって金属ワイヤ５を陽極リード１２に接続することが可能となる。

従って、本変形例に係る固体電解コンデンサによれば、上記一例及び他の例の何れにおいても、半田付けによって突起部１６に金属ワイヤ５を接続することが可能であるので、陽極リード１２の引出し部１２ａと陽極端子３とを溶接によって電気的に接続する場合に比べて、陽極リード１２の引出し部１２ａに対して加わる力が抑制され、その結果、該引出し部１２ａの根元に加わる応力が低減されることとなる。よって、陽極リード１２と陽極端子３とを電気的に接続する過程においても、誘電体層１３にクラック（欠陥）等が発生しにくい。

又、本変形例に係る固体電解コンデンサにおいても、図１に示される固体電解コンデンサと同様、外装樹脂２が硬化収縮した場合であってもコンデンサ素子１の誘電体層１３にクラック（欠陥）等が発生しにくい。

図１４及び図１５はそれぞれ、上記一例及び他の例に係る固体電解コンデンサにおける樹脂層６の状態を示す平面図である。図１４及び図１５に示される様に、本変形例に係る固体電解コンデンサにおいても、樹脂層６を構成している樹脂材が陽極リード１２の側面を伝って外装樹脂２の表面に浸み出すことが、突起部１６によって防止される。

４−５．変形例５
上述した実施の形態では、陽極体形成工程で成型体を焼結させて多孔質焼結体を形成した後に、突起部１６を、陽極部形成工程において溶接によって陽極リード１２に固定したが、突起部１６として金属片を用いる場合には、成型体を焼結させる前に、突起部１６を溶接によって陽極リード１２に固定することが可能である。なぜなら、成型体を焼結させる温度では、突起部１６となる金属片は変形しないからである。
これにより、陽極リード１２への突起部１６の固定が原因となってコンデンサ素子１が損傷すること、特に陽極体１１が損傷することが防止されることとなる。

又、成型体を焼結させる前に突起部１６を陽極リード１２に固定した場合、成型体の焼結時に加わる熱を利用して、陽極リード１２と突起部１６との接着強度を更に高めることが出来る。

尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、突起部１６の形状及び陽極リード１２への固定の態様は、上述したものに限られるものではなく、コンデンサ素子１の面１ａと突起部１６との間に介在した外装樹脂２によって突起部１６を受け止めることが出来るものであれば、種々の形状及び固定の態様を採用することが出来る。

又、突起部１６には、固体電解コンデンサの製造過程で発生する陽極リードの切れ端を利用することが出来る。これにより、資源を有効に活用することが出来、固体電解コンデンサの製造コストを低減することが出来る。
又、陽極リード１２と突起部１６とを一体に形成してもよい。

更には、突起部１６が弁作用金属により構成されている場合、陽極酸化により、突起部１６の露出表面にも誘電体層を形成することが出来る。このような場合、突起部１６と陰極層１５との接触を、突起部１６に形成された誘電体層によって抑制することが出来る。又、突起部１６に形成された誘電体層１３の表面にも、電解質層１４及び陰極層１５を形成してもよい。

更に又、コンデンサ素子１の外周面のうち陽極リード１２が引き出されている面１ａと、突起部１６との間には、樹脂層６のみを介在させてもよい。この場合、樹脂層６には、外装樹脂２と同程度又はそれよりも軟らかい材質が用いられる。これにより、コンデンサ素子１の面１ａと突起部１６との間に外装樹脂２の一部を介在させた場合と同様、突起部１６は樹脂層６によって受け止められるので、陽極リード１２の引出し部１２ａがコンデンサ素子１にめり込むことが抑制される。

本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサを示す断面図である。 該固体電解コンデンサについて、陽極リードの引出し部近傍の部分を拡大して示した斜視図である。 該固体電解コンデンサについて、陽極リードの引出し部近傍の部分を横方から見た平面図である。 （ａ）変形例１に係る固体電解コンデンサの一例を横方から見た平面図、及び（ｂ）該固体電解コンデンサの斜視図である。 （ａ）変形例１に係る固体電解コンデンサの他の例を横方から見た平面図、及び（ｂ）該固体電解コンデンサの斜視図である。 （ａ）変形例２に係る固体電解コンデンサを横方から見た平面図、及び（ｂ）該固体電解コンデンサの斜視図である。 （ａ）変形例３に係る固体電解コンデンサを横方から見た平面図、及び（ｂ）該固体電解コンデンサの斜視図である。 （ａ）変形例４に係る固体電解コンデンサの一例を横方から見た平面図、及び（ｂ）該固体電解コンデンサの斜視図である。 （ａ）変形例４に係る固体電解コンデンサの他の例を横方から見た平面図、及び（ｂ）該固体電解コンデンサの斜視図である。 上記変形例１に係る固体電解コンデンサの一例における樹脂層の状態を示す平面図である。 上記変形例１に係る固体電解コンデンサの他の例における樹脂層の状態を示す平面図である。 上記変形例２に係る固体電解コンデンサにおける樹脂層の状態を示す平面図である。 上記変形例３に係る固体電解コンデンサにおける樹脂層の状態を示す平面図である。 上記変形例４に係る固体電解コンデンサの一例における樹脂層の状態を示す平面図である。 上記変形例４に係る固体電解コンデンサの他の例における樹脂層の状態を示す平面図である。 従来の固体電解コンデンサを示す断面図である。 該固体電解コンデンサについて、陽極リードの引出し部の根元部分を拡大して示した断面図である。

符号の説明

１ コンデンサ素子
１１ 陽極体
１２ 陽極リード
１２ａ 引出し部
１３ 誘電体層
１４ 電解質層
１５ 陰極層
１６ 突起部
２ 外装樹脂
３ 陽極端子
３１ 陽極端子面
４ 陰極端子
４１ 陰極端子面
５ 金属ワイヤ
６ 樹脂層

Claims (6)

1. コンデンサ素子と、該コンデンサ素子を被覆する外装樹脂とを具え、前記コンデンサ素子は、陽極リードが引き出された陽極体と、該陽極体の表面に形成された誘電体層と、該誘電体層上に形成された陰極層とを有している固体電解コンデンサにおいて、
   前記陽極リードの内、前記陽極体から引き出されている引出し部には、その側面に突起部が形成され、該突起部は前記外装樹脂に埋設されていることを特徴とする固体電解コンデンサ。
2. 前記コンデンサ素子の外周面のうち前記陽極リードの引出し部が引き出されている面と、前記突起部との間には、前記外装樹脂の一部及び該外装樹脂とは異なる樹脂層の少なくとも何れか一方が介在している請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 前記突起部は棒状を呈し、該突起部は、その外周面が前記陽極リードの引出し部の側面に接触した状態で該陽極リードに固定されている請求項１又は請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
4. 前記突起部は筒状を呈し、該突起部は、前記陽極リードの引出し部の側面に沿って嵌め込まれた状態で該引出し部に固定されている請求項１又は請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
5. 前記陽極リードに電気的に接続される陽極端子を更に具え、該陽極端子と前記突起部には、これらを互いに電気的に接続するための金属ワイヤが接続されている請求項１乃至請求項４の何れかに記載の固体電解コンデンサ。
6. 陽極リードが引き出された陽極体を形成する陽極体形成工程と、
   前記陽極リードの内、前記陽極体から引き出されている引出し部の側面に形成された突起部を有し、該陽極体の外周面の内、前記陽極リードの引出し部が引き出されている面から離間した位置に前記突起部が配置されている陽極部を作製する陽極部作製工程と、
   前記陽極部作製工程の後、前記陽極体の表面に誘電体層及び陰極層をこの順に形成してコンデンサ素子を作製するコンデンサ素子形成工程と、
   軟化した樹脂材を用いて、該樹脂材内に前記突起部が埋設される様に前記コンデンサ素子を被覆した後、前記樹脂材を硬化させることによって前記コンデンサ素子を被覆する外装樹脂を形成する外装樹脂形成工程と
   を有する固体電解コンデンサの製造方法。

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