JP2010165899A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】 高湿下における信頼性と低背化の両方を兼ね備えた固体電解コンデンサを提供する。
【解決手段】 陽極部９と陰極部１０からなるコンデンサ素子１５が基板３に搭載され、基板の電気絶縁材と陽極電極２ａと陰極電極２ｂとなる部分が２層以上から成る基板３で且つ１層目と２層目の前記電気絶縁材からなるコア層１と陰極電極２ｂの大きさが異なっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は基板とコンデンサ素子を備えた固体電解コンデンサに関する。

従来の、基板を備えた固体電解コンデンサとしては、例えば特許文献１に開示されたものがある。この固体電解コンデンサは、タンタル粉末に陽極導出リードを埋設し、所定の形状にプレス成形後、焼結してタンタル金属の多孔質体とし、多孔質体の表面に誘電体酸化皮膜層を形成し、コンデンサ陽極体を作製した後、固体電解質層を形成し、さらにカーボン層および銀層から成る陰極引出層を形成したコンデンサ素子と、電極基板を接続して作製される。

電極基板は、固体電解コンデンサの電極となる基板であり、孔あけ加工したポリイミドフィルムを絶縁層として、厚さ１８μｍの圧延銅板を配置しエッチング加工して陽極電極および陰極電極を形成した後、銅めっきにより陽極電極および陰極電極と電気的に接続する導通体を上記絶縁層の孔あき部へ埋め込み、さらにニッケルめっきと錫合金めっきとで陽極導電板及び陰極導電板と導通体の露出面を処理して厚さ８０μｍの電極基板を形成する。次に、上記コンデンサ素子の陽極導出リードと陰極引出層とをそれぞれ陽極導出金属と導電性接着剤とを介し、電極基板の陽極電極および陰極電極に接続した後、外装樹脂で被覆し、固体電解コンデンサが形成される。

従来の、電子装置用基板を用いた電子装置としては、例えば特許文献２に開示されたものが挙げられる。この電子装置用基板は、以下の工程を経て作製される。例えば厚さ１２μｍ、幅６１ｍｍの電解銅箔をコア基板として用意する。次にコア基板に第１の電気絶縁層としてフォトソルダーレジスト（以下、ＰＳＲという。）膜をスクリーン印刷法等により、例えば厚さ１５μｍに形成する。その後、ＰＳＲ膜上に開口部を形成するためのフォトマスクを形成して、フォトマスクを介してＰＳＲ膜に紫外線を照射した後、現像工程を経てＰＳＲ膜上に所望の形状に開口部を設ける。

次に、ＰＳＲ膜を施した面とコア基板の下面（露出面）を耐めっき薬品性電気絶縁テープで保護した後、第１のめっき膜を形成するため、基板を電気金めっき液に浸漬し、コア基板を陰極として開口部に例えば０．５μｍの厚さの金めっき膜を施し、その後、電気ニッケルめっき液に浸漬し、第１のめっき膜上に例えば厚さ１μｍのニッケルめっき膜を第２のめっき膜として施した後、直ちに電気金めっき液に浸漬し、第２のめっき膜上に、例えば０．５μｍの厚さの金めっき膜を第３のめっき膜として施し、金属電極を作製する。しかる後、コア基板から耐めっき薬品性電気絶縁テープを剥がして水洗及び乾燥を行う。この電子装置は、上述の工程で得た電子装置用基板及び電子部品の所定部分を金線によるボンディングワイヤで電気的に接続する。次に、封止樹脂で樹脂封止して下面のコア基板である銅箔を第１のめっき膜が露出するまで化学的に溶解除去することで完成する。

特開２００８−１４０９７６号公報 特開２００６−２９５１１４号公報

特許文献１に開示されている固体電解コンデンサは、陽極導出リードを具備し、誘電体酸化皮膜層、固体電解質層及び陰極引出層を順次形成してなるコンデンサ素子と、コンデンサ素子の陽極導出リードと陽極導出金属を介して接続される陽極電極、及びコンデンサ素子の陰極引出層と導電性接着剤を介して接続される陰極電極を具備した電極基板と、電極基板の下面を露出させた状態でコンデンサ素子および電極基板を封止する外装樹脂とを有している。電極基板は、孔あけ加工したポリイミドフィルムの孔あき部にめっきにて陽極導電板及び陰極導電板を形成している。そのため、孔あけ加工したポリイミドフィルムの孔あき部端面と孔あき部にめっきで形成した陽極導電板及び陰極導電板の端面は、金属結合の様に強固な結合はされておらず界面が存在する。また、水分子の透過性が高くなったような接着状態を含んでいる。従って、水蒸気は外部より界面を通り外装樹脂内部に侵入しやすくコンデンサ素子の耐湿性劣化を引き起こす欠点がある。

さらに、封入されているコンデンサ素子が吸湿すると、固体電解コンデンサを実装用基板にリフロー法により実装した際に内圧の上昇により強度の弱い部分に、クラックが生じ水蒸気が一気に噴射して実装するときの位置ずれが起こる。

また、往々にして前記の強度の弱い部分とは、孔あけ加工したポリイミドフィルムの孔あき部端面と孔あき部にめっきで形成した陽極導電板及び陰極導電板の端面であり、前記の界面にクラックが生じ、水蒸気は外部より前記のクラックを通り外装樹脂内部に侵入しやすくコンデンサ素子の耐湿性劣化が顕著に発生する。

特許文献２に開示されている電子装置用基板を用いた電子装置は、電解銅箔のコア基板に第１の電気絶縁層としてＰＳＲ膜を形成し、ＰＳＲ膜上に開口部を形成するためのフォトマスクを形成して、フォトマスクを介してＰＳＲ膜に紫外線を照射した後、現像工程を経てＰＳＲ膜上に所望の形状に開口部を設ける。さらに、ＰＳＲ膜を施した面とコア基板の下面（露出面）を耐めっき薬品性電気絶縁テープで保護した後、順次第１の金めっき膜、第２のニッケルめっき膜及び第３の金めっき膜を形成し金属電極を作製する。しかる後、コア基板から耐めっき薬品性電気絶縁テープを剥がして電子装置用基板が完成する。上述の様に作製した電子装置用基板においても電気絶縁層としてのＰＳＲ膜は任意の厚みにて作製可能であるが、ＰＳＲ膜の開口部の端面と開口部にめっきにて形成した金属電極の端面は、金属結合の様に強固な結合はされておらず界面が存在する。また、水分子の透過性が高い接着状態を含んでいる。従って、水蒸気は外部より界面を通り外装樹脂内部に侵入しやすい。電子部品が、コンデンサ特に固体電解コンデンサであった場合、耐湿性劣化を引き起こす欠点がある。

さらに、封入されているコンデンサ素子が吸湿すると、固体電解コンデンサを実装用基板にリフロー法により実装した際に内圧の上昇により、強度の弱い部分であるＰＳＲ膜の開口部の端面と開口部にめっきにて形成した金属電極の端面の界面にクラックが生じ、水蒸気は外部より前記のクラックを通り外装樹脂内部に侵入しやすくコンデンサ素子の耐湿性劣化が顕著に発生する。また、経路を長くするために基板を厚くするのは製品寸法上問題がある。

従って、本発明の課題は、高湿下における信頼性と低背化の両方を兼ね備えた固体電解コンデンサを提供することにある。

本発明は、上述した課題を解決する手段を提供するものであって、その構成は次の通りである。

本発明の固体電解コンデンサは、弁作用金属を陽極とし前記陽極の拡面化した表面に酸化皮膜を形成してなる誘電体酸化皮膜層と、前記誘電体酸化皮膜層上に固体電解質層と導電体層を順次形成してなる陰極部と、前記陽極の一部が導出されて形成される陽極部とを有するコンデンサ素子が、電気絶縁材と陽極電極及び陰極電極とを有する平板状の基板が複数枚積層された積層基板に搭載され外装樹脂で被覆された固体電解コンデンサであって、前記積層基板は電気絶縁材と陽極電極及び陰極電極とを有する隣接する基板の前記電気絶縁材及び陰極電極の形状が異なることを特徴とする。

本発明によれば、コンデンサ素子を搭載する積層基板が電気絶縁材と陽極電極と陰極電極とを有する平板上の基板を複数枚積層され且つ隣接する基板の前記電気絶縁材と陽極電極と陰極電極の形状が異なることにより、外部からコンデンサ素子までの水分子の侵入経路が長くなるため、コンデンサ素子の水の吸湿を遅延することが可能となる。すなわち、本発明によれば、 高湿下における信頼性と低背化の両方を兼ね備えた固体電解コンデンサを提供することができる。

本発明の実施の形態１の固体電解コンデンサを説明する図、図１（ａ）は固体電解コンデンサの外装樹脂を透視した平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ面の模式断面図。 本発明の実施の形態２の固体電解コンデンサを説明する図、図２（ａ）は固体電解コンデンサの外装樹脂を透視した平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ面の模式断面図。 本発明の実施の形態３の固体電解コンデンサを説明する図、図３（ａ）は固体電解コンデンサの外装樹脂を透視した平面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ面の模式断面図。 比較例１の固体電解コンデンサを説明する図、図４（ａ）は固体電解コンデンサの外装樹脂を透視した平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ面の模式断面図。 比較例２の固体電解コンデンサを説明する図、図５（ａ）は固体電解コンデンサの外装樹脂を透視した平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＥ−Ｅ面の模式断面図。 比較例３の固体電解コンデンサを説明する図、図６（ａ）は固体電解コンデンサの外装樹脂を透視した平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＦ−Ｆ面の模式断面図。

本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の固体電解コンデンサを説明する図であり図１（ａ）は固体電解コンデンサの外装樹脂を透視した平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ面の模式断面図である。

図１（ａ）、図１（ｂ）に示すように本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサは、コンデンサ素子１５と、このコンデンサ素子１５が搭載される基板３と、コンデンサ素子１５を覆う外装樹脂１３とを備えている。

コンデンサ素子１５は、例えばアルミニウムからなる板状または箔状の弁作用金属の母材を陽極とし、この陽極上の一部にエポキシ樹脂等からなるレジスト帯５を設けて、陽極と陰極とを分離しコンデンサ素子基体とし、このレジスト帯５で区切られた中央部分の誘電体酸化皮膜層４上に固体電解質層となる導電性高分子層６を形成し、グラファイト層７及び銀ペースト層８を塗布・硬化することにより導電体層を形成してコンデンサ素子の陰極部１０を設け、コンデンサ素子基体の端部には金属片等からなる陽極リードフレーム１１を接続し陽極部９を設けたものである。

このようなコンデンサ素子１５が導電性接着銀等からなる導電性接着剤１２により接続され搭載される基板３の構成は、同一平面上に例えばＰＳＲからなる電気絶縁材と、ＰＳＲにてそれぞれ周囲を囲まれた陽極電極２ａ及び陰極電極２ｂとからなる。この陽極電極２ａおよび陰極電極２ｂは、電気絶縁材からなるコア層１を介さずにそれぞれコンデンサ素子の陽極部９及び陰極部１０に電気的に接続される。この陽極電極２ａおよび陰極電極２ｂは、コンデンサ素子搭載面から見れば陽極搭載部及び陰極搭載部となり、固体電解コンデンサ１６の実装面から見れば外部陽極端子及び外部陰極端子となり、例えば金めっき、ニッケルめっき及び金めっきの組み合わせで層状に形成して成る。

そして、基板３に搭載されたコンデンサ素子１５は外装樹脂１３で全面覆われている。基板３においてＰＳＲからなる電気絶縁材と、ＰＳＲにてそれぞれ周囲を囲まれた陽極電極２ａ及び陰極電極２ｂは各々が２層から成り且つ１層目と２層目の前記電気絶縁材と陰極電極の形状または大きさ(平面積)が異なることによって、基板３のＰＳＲからなるコア層１の端面とめっきにて形成した陰極電極２ｂとの端面の結合力が低下して、水分子の透過性が高くなったような接着状態において水分子のコンデンサ素子の陰極部１０への到達距離（通気路）を長くすることが可能である。故に、耐湿性においては良好な状態を得ることができる。

（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について図面を参照して説明する。図２は本発明の実施の形態２の固体電解コンデンサを説明する図であり、図２（ａ）は固体電解コンデンサの外装樹脂を透視した平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ面の模式断面図である。

本発明の実施の形態２の固体電解コンデンサは図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、コンデンサ素子１５と、このコンデンサ素子１５が搭載される基板３と、コンデンサ素子１５を覆う外装樹脂１３とを備えている。

コンデンサ素子１５は、以下のように作製する。公知の技術によってコンデンサ素子１５の陽極導出部となるタンタル線からなる陽極リード１４が導出されたタンタル金属粉末からなる多孔質のプレス体を高真空、高温で処理し、多孔質性を維持したまま焼結体とする。その後、陽極酸化処理によってタンタル金属表面に誘電体酸化皮膜層(図示省略)を形成する。次いで、誘電体酸化皮膜層の上に固体電解質である導電性高分子層６を形成し、グラファイト層７及び銀ペースト層８を塗布・硬化することによりコンデンサ素子の陰極部１０を順次形成し設けたものである。続いて、陽極リード１４に、４２合金等からなる陽極リードフレーム１１を例えば、抵抗溶接にて接続し、陽極部９とする。

このようなコンデンサ素子１５が導電性接着銀等からなる導電性接着剤１２により搭載される基板３は、２層からなり、１層目として例えばポリイミドからなる電気絶縁材と、ポリイミドに孔あけ加工して形成した孔あき部に陽極電極２ａの一部及び陰極電極２ｂの一部とを有する。さらに２層目として前記の１層目上に例えばＰＳＲからなる電気絶縁材と、ＰＳＲにてそれぞれ周囲を囲まれた陽極電極２ａの一部及び陰極電極２ｂの一部を形成して成る。陽極電極２ａおよび陰極電極２ｂは、電気絶縁材からなるコア層を介さずにそれぞれコンデンサ素子の陽極部９及び陰極部１０に電気的に接続される。この陽極電極２ａおよび陰極電極２ｂは、コンデンサ素子搭載面から見れば陽極搭載部及び陰極搭載部、固体電解コンデンサ１６の実装面から見れば外部陽極端子及び外部陰極端子であり、例えば銅めっき、ニッケルめっき及び金めっきの組み合わせで層状に形成して成る。また、基板３に搭載されたコンデンサ素子１５は外装樹脂１３で全面覆われている。

基板３において１層目ではポリイミドからなる電気絶縁材と、ポリイミドにてそれぞれ周囲を囲まれた陽極電極２ａの一部及び陰極電極２ｂの一部上に２層目としてＰＳＲからなる電気絶縁材と、ＰＳＲにてそれぞれ周囲を囲まれた陽極電極２ａの一部及び陰極電極２ｂの一部を形成して成る。また、前記の１層目と２層目の陽極電極の一部は同じ形状、大きさであり１層目と２層目の陰極電極の一部の形状または大きさ(平面積)は異なることによって、基板３のポリイミドからなるコア層１及びＰＳＲからなるコア層１の端面とめっきにて形成した陰極電極２ｂとの端面の結合力が低下して、水分子の透過性が高くなったような接着状態において水分子のコンデンサ素子の陰極部１０への到達距離（通気路）を長くすることが可能である。故に、耐湿性においては良好な状態を得ることができる。

（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について図面を参照して説明する。図３は本発明の実施の形態３の固体電解コンデンサを説明する図であり、図３（ａ）は固体電解コンデンサの外装樹脂を透視した平面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ−Ｃ面の模式断面図である。

図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように本発明の実施の形態３における固体電解コンデンサは、コンデンサ素子１５と、このコンデンサ素子１５が搭載される基板３と、コンデンサ素子１５を覆う外装樹脂１３とを備えている。

コンデンサ素子１５は、例えばアルミニウムからなる板状または箔状の弁作用金属の母材を陽極とし、この陽極上の一部にエポキシ樹脂等からなるレジスト帯５を設けて、陽極と陰極とを分離しコンデンサ素子基体とし、このレジスト帯５で区切られた中央部分の誘電体酸化皮膜層４上に導電性高分子層６を形成し、グラファイト層７及び銀ペースト層８を塗布・硬化することによりコンデンサ素子の陰極部１０を設け、コンデンサ素子基体の端部には金属片等からなる陽極リードフレーム１１を接続し陽極部９を設けたものである。

このようなコンデンサ素子１５が導電性接着銀等からなる導電性接着剤１２により接続され搭載される基板３の構成は、同一平面上に例えばＰＳＲからなる電気絶縁材と、ＰＳＲにてそれぞれ周囲を囲まれた陽極電極２ａ及び陰極電極２ｂとからなる３層構造である。この陽極電極２ａおよび陰極電極２ｂは、各層の電気絶縁材からなるコア層１のいずれも介さずにそれぞれコンデンサ素子の陽極部９及び陰極部１０に電気的に接続される。この陽極電極２ａおよび陰極電極２ｂは、コンデンサ素子搭載面から見れば陽極搭載部及び陰極搭載部となり、固体電解コンデンサ１６の実装面から見れば外部陽極端子及び外部陰極端子となり、例えば金めっき、ニッケルめっき及び金めっきの組み合わせで層状に形成して成る。そして、基板３に搭載されたコンデンサ素子１５は外装樹脂１３で全面覆われている。

基板３において、１層目ではＰＳＲからなる電気絶縁材と、ＰＳＲにてそれぞれ周囲を囲まれた陽極電極２ａの一部及び陰極電極２ｂ一部上に２層目としてＰＳＲからなる電気絶縁材と、ＰＳＲにてそれぞれ周囲を囲まれた陽極電極２ａの一部及び陰極電極２ｂの一部を形成して成る。また、前記の１層目と２層目の陽極電極の一部は同じ形状、大きさであり１層目と２層目の陰極電極の一部の形状または大きさ(平面積)は異なる。さらに、前記の２層目上に３層目としてＰＳＲからなる電気絶縁材と、ＰＳＲにてそれぞれ周囲を囲まれた陽極電極２ａの一部及び陰極電極２ｂの一部を形成する。尚、２層目と３層目の陽極電極の一部は同じ形状、大きさであり２層目と３層目の陰極電極の一部の形状または大きさ(平面積)は異なり且つ１層目と３層目の大きさは同じである。

故に、基板３のＰＳＲからなるコア層１の端面とめっきにて形成した陰極電極２ｂとの端面の結合力が低下して、水分子の透過性が高くなったような接着状態において水分子のコンデンサ素子の陰極部１０への到達距離（通気路）を長くすることが可能である。故に、耐湿性においては良好な状態を得ることができる。

尚、本発明は上記の実施の形態１乃至３に限定されるものではない。例えば上記の陽極電極２ａまたは陰極電極２ｂのコンデンサ素子搭載面の陽極搭載部及び陰極搭載部、且つ外部陽極端子及び外部陰極端子の少なくとも一つの表面部は、ニッケル、クロム、錫、銀及び銅のいずれかを主成分とする金属材料で構成してもよい。

また、上記の実施の形態１乃至３ではコンデンサ素子１５の陽極を形成する弁作用金属基体としてアルミニウムやタンタルを用いたが、弁作用金属基体としては、他にニオブ、チタン、ハフニウム及びジルコニウムを用いてもよい。さらに、基板３の電気絶縁材であるコア層１として、ＰＳＲやポリイミドを用いたが他にソルダーレジスト、液晶ポリマーを用いてもよい。

上記の実施の形態１乃至３における固体電解コンデンサ１６は、基板実装面に外部陽極端子を２つ且つ外部陰極端子を１つ有する３端子固体電解コンデンサや外部陽極端子及び外部陰極端子を１つずつ有する２端子型固体電解コンデンサであるが、本発明は、基板実装部に複数の外部陽極端子及び外部陰極端子を有する多端子型固体電解コンデンサにも適応は可能である。また、上記の実施の形態１乃至３における固体電解コンデンサ１６は、コンデンサ素子１個で形成し用いているが、本発明は、コンデンサ素子を積層して得るコンデンサ素子積層体であっても適応は可能である。さらに、上記の実施の形態１乃至３における固体電解コンデンサ１６は、基板において２層及び３層構造から成る陰極電極２ｂのみ１層目と２層目及び１層目と２層目且つ２層目と３層目の大きさを変えているが、本発明は前述と同様なことを、同時に陽極電極２ａに行っても適応は可能である。加えて、上記の実施の形態１乃至３における固体電解コンデンサ１６は、基板において２層及び３層構造であるが４層以上の層構造であっても適応は可能である。

以下に、本発明の固体電解コンデンサについて、幾つかの実施例を挙げて比較例と共に具体的に説明する。

（実施例１）
実施例１の固体電解コンデンサのコンデンサ素子搭載側を示す平面図は既に説明した図１（ａ）と同様であり、実施例１の固体電解コンデンサの図１（ａ）におけるＡ−Ａ面に対応する模式断面構造は実施の形態１で説明した図１（ｂ）と同様である。実施例１について図１（ａ）、図１（ｂ）を参照して説明する。

まず、アルミ電解コンデンサ用として販売されている粗面化した（エッチングした）アルミエッチング箔において、箔の厚みが１００μｍであり単位平方センチメートル当たりの箔容量が２９５μＦで誘電体を形成する際の化成電圧が４Ｖの箔を選択し、コンデンサ素子の形状になるように矩形に打ち抜き加工した。次に、陽陰極を分離するためにエポキシ樹脂をスクリーン印刷法にて、幅０．８ｍｍ、厚さ２０μｍのレジスト帯５を設け、アジピン酸水溶液中で化成し、誘電体酸化皮膜層４を形成した。その後、陰極形成領域の誘電体酸化皮膜層４上にモノマーとしてピロール、酸化剤としてペルオキソ二硫酸アンモニウム、ドーパントとしてパラトルエンスルホン酸を用いて、化学酸化重合することにより導電性高分子層６を形成した。その上に、スクリーン印刷法によりグラファイト層７を塗布し、硬化することで厚さ２０μｍに形成した。続いて、前記グラファイト層７上にスクリーン印刷法により銀ペースト層８を塗布し、硬化することで厚さ３０μｍに形成し、コンデンサ素子の陽極部９に対してＹＡＧレーザを用いて、陽極を露出させ、この陽極とニッケル、銅及び銀メッキが施された銅母材の陽極リードフレーム１１を超音波溶接してコンデンサ素子１５とした。さらに、前記コンデンサ素子１５を導電性接着剤１２にて基板３に接続した。しかる後、エポキシ樹脂でトランスファーモールドによって樹脂外装をし、本実施例１の固体電解コンデンサ１６を作製した（サイズ：７．３×４．３×２．０ｍｍ）。

基板３は、以下の工程を経て作製した。初めに厚さ１２μｍ、幅６１ｍｍの電解銅をコア基板として用意し、コア基板に１層目として第１の電気絶縁層であるＰＳＲ膜をスクリーン印刷法により、１０μｍに形成した。その後、ＰＳＲ膜上に開口部を形成するためのフォトマスクを形成して、フォトマスクを介してＰＳＲ膜に紫外線を照射した後、現像工程を経てＰＳＲ膜上に図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すような基板３の陽極電極２ａの一部及び陰極電極２ｂの一部となる部分に開口部を設けた。次に、ＰＳＲ膜を施した面とコア基板の下面（露出面）を耐めっき薬品性電気絶縁テープで保護した後、第１のめっき膜を形成するため、基板を電気金めっき液に浸漬し、コア基板を陰極として開口部に０．３μｍの厚さの金めっき膜を施して、その後、電気ニッケルめっき液に浸漬し、第１のめっき膜上に厚さ９．７μｍの厚さのニッケルめっき膜を第２のめっき膜を形成して耐めっき薬品性電気絶縁テープを剥がして水洗及び乾燥後１層目とした。さらに、前記の１層目上に２層目として第２の電気絶縁層であるＰＳＲ膜をスクリーン印刷法により、１５μｍに形成した。その後、ＰＳＲ膜上に開口部を形成するためのフォトマスクを形成して、フォトマスクを介してＰＳＲ膜に紫外線を照射した後、現像工程を経てＰＳＲ膜上に図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すような基板３の陽極電極２ａの一部及び陰極電極２ｂの一部となる部分に開口部を設けた。

次に、ＰＳＲ膜を施した面とコア基板の下面（露出面）を耐めっき薬品性電気絶縁テープで保護した後、その後、電気ニッケルめっき液に浸漬し、１層目のニッケルめっき膜上に厚さ１４．８μｍの厚さのニッケルめっき膜を第３のめっき膜として施した後、直ちに電気金めっき液に浸漬し、第３のめっき膜上に、０．２μｍの厚さの金めっき膜を第４のめっき膜として施し、陽極電極２ａおよび陰極電極２ｂを作製した。しかる後、コア基板から耐めっき薬品性電気絶縁テープを剥がして水洗及び乾燥を行うことで基板３が完成した。
尚、基板３の陰極電極２ｂにおける１層目の陰極電極２ｂの一部と２層目の陰極電極２ｂの一部の大きさが異なり、１層目の陰極電極２ｂの一部と２層目の陰極電極２ｂの一部の大きさの関係は、１層目の陰極電極２ｂの一部の端より５００μｍ内側に２層目の陰極電極２ｂの一部の端となるようにした。ここで、１層目の陰極電極２ｂの図１（ａ）におけるＡ−Ａ面方向の寸法は３．５ｍｍであり、２層目の陰極電極２ｂの図１（ａ）におけるＡ−Ａ面方向の寸法は３．４ｍｍとした。

このようにして得られた固体電解コンデンサ１０個のサンプルの電気特性について、静電容量：Ｃａｐ.(１２０Ｈｚ)、等価直列抵抗：ＥＳＲ（１００ｋＨｚ）を交流インピーダンスブリッジ法で１Ｖｒｍｓ・ＤＣバイアス０Ｖの条件にて測定した。

上記の測定後、６５℃−９５％恒温恒湿雰囲気下において無負荷で試験に供し、時系列的に１００、２５０、５００、７５０、１０００時間後の１２０Ｈｚの静電容量と１００ｋＨｚのＥＳＲを測定し、初期値（試験前の値）に対する変化率をそれぞれの初期値を０、及び１として算出し、各々の平均値を表１に示した。

（実施例２）
実施例２の固体電解コンデンサのコンデンサ素子搭載側を示す平面図は既に説明した図２（ａ）と同様であり、実施例２の固体電解コンデンサの図２（ａ）におけるＢ−Ｂ面に対応する模式断面構造は、実施の形態２で説明した図２（ｂ）と同様である。実施例２について図２（ａ）、図２（ｂ）を参照して説明する。

先ず、縦３．５ｍｍ、横３．０ｍｍ、厚さ１．５ｍｍのタンタル微粉末の焼結体を作製した。これをリン酸水溶液中、１０Ｖの電圧を印加して陽極酸化し、タンタル微粉末表面全体が誘電体酸化皮膜層(図示省略)で被覆された陽極体を得た。次に、酸化剤である２０ｗｔ％（重量％）のドデシルベンゼンスルホン酸第二鉄メタノール溶液にこの誘電体酸化皮膜層で被覆された陽極体を１０分間浸漬し、次いで６０℃で３０分乾燥させた後、５０ｗｔ％（重量％）のピロール溶液に１０分間浸漬して室温で３０分間保持してピロールの重合を行った。

上記工程を５回繰り返して、厚みが５〜１０μｍ範囲の分布を持つポリピロール層からなる導電性高分子層６を形成した。続いて、エタノールで洗浄し、乾燥後、ポリピロール層の表面にグラファイト層７を塗布し硬化することで、厚さ１０〜３０μｍに形成した。続いて、前記グラファイト層７上に銀ペースト層８を塗布し、硬化することで厚さ２０〜５０μｍに形成し、陰極層を形成しコンデンサ素子１５を作製した。さらに、前記コンデンサ素子の陰極部１０を導電性接着銀からなる導電性接着剤１２にて、且つコンデンサ素子の陽極側は、予めタンタル焼結体から引き出された陽極リード１４であるタンタルワイヤーとニッケル、銅及び銀メッキが施された銅母材の陽極リードフレーム１１を抵抗溶接で接続し陽極部９とし、導電性接着剤を用いて基板３に接続した。しかる後、エポキシ樹脂でトランスファーモールドによって樹脂外装をし、本実施例２の固体電解コンデンサ１６を作製した（サイズ：７．３×４．３×２．０ｍｍ）。

基板３は、以下の工程を経て作製した。初めに１２．５μｍのポリイミドフィルムから成る接着剤付きのポリイミドテープにパンチング法で微細開口の孔あき部を設け第１の電気絶縁材のコア層１とした。陽極電極２ａおよび陰極電極２ｂの基材として厚さ１２μｍの圧延銅板を前記のコア層１上にロールラミネータで熱圧着して配置した。そしてコア層１の孔あき部の一部へ無電解及び電解銅めっきで銅めっきを充填した。次いでフォトエッチング法で銅箔を加工し銅めっき上の銅箔を残す加工により微細配線を形成した。さらに銅めっき上にニッケルめっきと錫合金めっきを施し１層目を形成した。次に２層目として前記１層目上のコア層１上に第２の電気絶縁層であるＰＳＲ膜をスクリーン印刷法により、５．５μｍに形成した。その後、ＰＳＲ膜上に開口部を形成するためのフォトマスクを形成して、フォトマスクを介してＰＳＲ膜に紫外線を照射した後、現像工程を経てＰＳＲ膜上に図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すような基板３の陽極電極２ａの一部及び陰極電極２ｂの一部となる部分に開口部を設けた。

次に、ＰＳＲ膜を施した面とコア基板の下面（露出面）を耐めっき薬品性電気絶縁テープで保護した後、無電解及び電解銅めっきし、コア層１の孔あき部へ埋め込み、さらにニッケルめっきと錫合金めっきとで陽極電極２ａおよび陰極電極２ｂのコンデンサ素子の陽極搭載部且つ外部陽極端子及びコンデンサ素子の陰極搭載部且つ外部陰極端子の露出面を処理して厚さ３０μｍの電極基板を完成した。

尚、基板３の陰極電極２ｂにおける１層目の陰極電極２ｂの一部と２層目の陰極電極２ｂの一部の大きさが異なり、１層目の陰極電極２ｂの一部と２層目の陰極電極２ｂの一部の大きさの関係は、１層目の陰極電極２ｂの一部の端より５００μｍ内側に２層目の陰極電極２ｂの一部の端となるようにした。

このようにして得られた固体電解コンデンサ１０個のサンプルの電気特性について、Ｃａｐ.(１２０Ｈｚ)、ＥＳＲ（１００ｋＨｚ）を交流インピーダンスブリッジ法で１Ｖｒｍｓ・ＤＣバイアス１．５Ｖの条件にて測定した。上記の測定後、６５℃−９５％恒温恒湿雰囲気下において無負荷で試験に供し、時系列的に１２０Ｈｚの静電容量と１００ｋＨｚのＥＳＲを測定し、初期値（試験前の値）に対する変化率をそれぞれの初期値を０、及び１として算出し、各々の平均値を表１に示した。

（実施例３）
実施例３の固体電解コンデンサのコンデンサ素子搭載側を示す平面図は既に説明した図３（ａ）と同様であり、実施例３の固体電解コンデンサの図３（ａ）におけるＣ−Ｃ面に対応する模式断面構造は、実施の形態３で説明した図３（ｂ）と同様である。実施例３について図３（ａ）、図３（ｂ）を参照して説明する。

まず、アルミ電解コンデンサ用として販売されている粗面化した（エッチングした）アルミエッチング箔において、箔の厚みが１００μｍであり単位平方センチメートル当たりの箔容量が２９５μＦで誘電体を形成する際の化成電圧が４Ｖの箔を選択し、コンデンサ素子の形状になるように打ち抜き加工した。次に、陽陰極を分離するためにエポキシ樹脂をスクリーン印刷法にて、幅０．８ｍｍ、厚さ２０μｍのレジスト帯５を設け、アジピン酸水溶液中で化成し、誘電体酸化皮膜層４を形成した。その後、陰極形成領域の誘電体酸化皮膜層４上にモノマーとしてピロール、酸化剤としてペルオキソ二硫酸アンモニウム、ドーパントとしてパラトルエンスルホン酸を用いて、化学酸化重合することにより導電性高分子層６を形成した。その上に、スクリーン印刷法によりグラファイト層７を塗布し、硬化することで厚さ２０μｍに形成した。続いて、前記グラファイト層７上にスクリーン印刷法により銀ペースト層８を塗布し、硬化することで厚さ３０μｍに形成し、コンデンサ素子の陽極部９に対してＹＡＧレーザを用いて、陽極を露出させ、この陽極とニッケル、銅及び銀メッキが施された銅母材の陽極リードフレーム１１を超音波溶接してコンデンサ素子１５とした。さらに、前記コンデンサ素子１５を導電性接着剤１２にて基板３に接続した。しかる後、エポキシ樹脂でトランスファーモールドによって樹脂外装をし、本実施例１の固体電解コンデンサ１６を作製した（サイズ：７．３×４．３×２．０ｍｍ）。

基板３は、下記の工程を経て作製した。初めに厚さ１２μｍ、幅６１ｍｍの電解銅をコア基板として用意し、コア基板に１層目として第１の電気絶縁層であるＰＳＲ膜をスクリーン印刷法により、８μｍに形成した。その後、ＰＳＲ膜上に開口部を形成するためのフォトマスクを形成して、フォトマスクを介してＰＳＲ膜に紫外線を照射した後、現像工程を経てＰＳＲ膜上に図３（ｂ）に示すような基板３の陽極電極２ａの一部及び陰極電極２ｂの一部となる部分に開口部を設けた。さらに、前記の１層目上に２層目として第２の電気絶縁層であるＰＳＲ膜をスクリーン印刷法により、９μｍに形成した。その後、ＰＳＲ膜上に開口部を形成するためのフォトマスクを形成して、フォトマスクを介してＰＳＲ膜に紫外線を照射した後、現像工程を経てＰＳＲ膜上に図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すような基板３の陽極電極２ａの一部及び陰極電極２ｂの一部となる部分に開口部を設けた。次に、ＰＳＲ膜を施した面とコア基板の下面（露出面）を耐めっき薬品性電気絶縁テープで保護した後、第１のめっき膜を形成するため、基板を電気金めっき液に浸漬し、コア基板を陰極として開口部に０．３μｍの厚さの金めっき膜を施して、その後、電気ニッケルめっき液に浸漬し、第１のめっき膜上に厚さ１６．７μｍの厚さのニッケルめっき膜を第２のめっき膜として１層目及び２層目を形成し、耐めっき薬品性電気絶縁テープを剥がして水洗及び乾燥した。続いて前記の２層目上に３層目として第３の電気絶縁層であるＰＳＲ膜をスクリーン印刷法により、８μｍに形成した。その後、ＰＳＲ膜上に開口部を形成するためのフォトマスクを形成して、フォトマスクを介してＰＳＲ膜に紫外線を照射した後、現像工程を経てＰＳＲ膜上に図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すような基板３の陽極電極２ａの一部及び陰極電極２ｂの一部となる部分に開口部を設けた。

次に、ＰＳＲ膜を施した面とコア基板の下面（露出面）を耐めっき薬品性電気絶縁テープで保護した後、第３のめっき膜を形成するため、電気ニッケルめっき液に浸漬し、第２のめっき膜上に厚さ７．８μｍの厚さのニッケルめっき膜を第３のめっき膜として施した後、直ちに電気金めっき液に浸漬し、第３のめっき膜上に、０．２μｍの厚さの金めっき膜を第４のめっき膜として施し、陽極電極２ａおよび陰極電極２ｂを作製した。しかる後、コア基板から耐めっき薬品性電気絶縁テープを剥がして水洗及び乾燥を行うことで基板３が完成した。

尚、基板３の陰極電極２ｂにおける１層目の陰極電極２ｂの一部と２層目の陰極電極２ｂの一部の大きさが異なり、１層目の陰極電極２ｂの一部と２層目の陰極電極２ｂの一部の大きさの関係は、１層目の陰極電極２ｂの一部の端より５００μｍ外側に２層目の陰極電極２ｂの一部の端となるようにした。さらに、基板３の陰極電極２ｂにおける２層目の陰極電極２ｂの一部と３層目の陰極電極２ｂの一部の大きさが異なり、２層目の陰極電極２ｂの一部と３層目の陰極電極２ｂの一部の大きさの関係は、２層目の陰極電極２ｂの一部の端より５００μｍ内側に３層目の陰極電極２ｂの一部の端となるようにした。然るに１層目の陰極電極２ｂの一部と３層目の陰極電極２ｂの一部の大きさは同様とした。

このようにして得られた固体電解コンデンサ１０個のサンプルの電気特性について、静電容量：Ｃａｐ.(１２０Ｈｚ)、等価直列抵抗：ＥＳＲ（１００ｋＨｚ）を交流インピーダンスブリッジ法で１Ｖｒｍｓ・ＤＣバイアス０Ｖの条件にて測定した。

上記の測定後、６５℃−９５％恒温恒湿雰囲気下において無負荷で試験に供し、時系列的に１２０Ｈｚの静電容量と１００ｋＨｚのＥＳＲを測定し、初期値（試験前の値）に対する変化率をそれぞれの初期値を０、及び１として算出し、各々の平均値を表１に示した。

（比較例１）
図４は比較例１の固体電解コンデンサを説明する図であり、図４（ａ）は固体電解コンデンサの外装樹脂を透視した平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ面の模式断面図である。基板３の１層目と２層目の陰極電極２ｂの一部の大きさが等しいこと以外は実施例１と同様の条件で固体電解コンデンサを製造し、試験を行い結果を表１に示した。

（比較例２）
図５は比較例２の固体電解コンデンサを説明する図であり、図５（ａ）は固体電解コンデンサの外装樹脂を透視した平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＥ−Ｅ面の模式断面図である。基板３の１層目と２層目の陰極電極２ｂの一部の大きさが等しいこと以外は実施例２と同様の条件で固体電解コンデンサを製造し、試験を行い結果を表１に示した。

（比較例３）
図６は比較例３の固体電解コンデンサを説明する図であり、図６（ａ）は固体電解コンデンサの外装樹脂を透視した平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＦ−Ｆ面の模式断面図である。基板３の１層目乃至３層目の陰極電極２ｂの一部の大きさが等しいこと以外は実施例３と同様の条件で固体電解コンデンサを製造し、試験を行い結果を表１に示した。

表１に示すように、６５℃−９５％雰囲気下において無負荷で試験に供し、時系列的に１２０Ｈｚの静電容量と１００ｋＨｚのＥＳＲを測定し、初期値（試験前の値）に対する変化率をそれぞれの初期値を０、及び１として算出した各々の平均値において、１２０Ｈｚの静電容量に対する変化率は実施例１〜３又は比較例１〜３では１０００Ｈ(時間)までの評価にて、１８．６％程度の上昇率で差はない。しかし、実施例１と比較例１、実施例２と比較例２及び実施例３と比較例３を比べると上昇率が鈍化する時簡に差が見られる。
さらに、１００ｋＨｚのＥＳＲに対する変化率は、実施例１〜３においては１．７倍程度、比較例１〜３においては２．７倍程度の上昇率が１０００Ｈまでの評価にて見られた。

１ コア層
２ａ 陽極電極
２ｂ 陰極電極
３ 基板
４ 誘電体酸化皮膜層
５ レジスト帯
６ 導電性高分子層
７ グラファイト層
８ 銀ペースト層
９ 陽極部
１０ 陰極部
１１ 陽極リードフレーム
１２ 導電性接着剤
１３ 外装樹脂
１４ 陽極リード
１５ コンデンサ素子
１６ 固体電解コンデンサ

Claims (1)

1. 弁作用金属を陽極とし前記陽極の拡面化した表面に酸化皮膜を形成してなる誘電体酸化皮膜層と、前記誘電体酸化皮膜層上に固体電解質層と導電体層を順次形成してなる陰極部と、前記陽極の一部が導出されて形成される陽極部とを有するコンデンサ素子が電気絶縁材と陽極電極及び陰極電極とを有する平板状の基板が複数枚積層されて形成された積層基板に搭載され外装樹脂で被覆された固体電解コンデンサであって、前記積層基板は電気絶縁材と陽極電極及び陰極電極とを有する平板状の隣接する基板の前記電気絶縁材及び陰極電極の形状または平面積が異なることを特徴とする固体電解コンデンサ。

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