JP2012104795A - コンデンサ素子、固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、コンデンサ素子、固体電解コンデンサ及びその製造方法に関する。
【解決手段】本発明は、焼結によって成形されるチップ体と、当該チップ体が外部に露出されるように当該チップ体の一領域に形成される陽極端子接触層と、当該陽極端子接触層が形成された一領域を除外した全領域又は一部領域に形成される絶縁層と、当該絶縁層上に積層される陰極層とを含むコンデンサ素子と、上記陰極層と電気的に連結されるように積層される陰極引出層と、当該陰極引出層に積層される陰極端子と、上記陽極端子接触層に積層される陽極端子とを含む固体電解コンデンサを提供する。
【選択図】図３

Description

本発明は、コンデンサ素子、固体電解コンデンサ及びその製造方法に関する。

一般的に固体電解コンデンサは、電気を蓄積する機能以外にも、直流電流を遮断し交流電流を通過させるための目的に用いられる電子部品の一つであって、代表的にタンタルコンデンサが製作されている。

タンタルコンデンサは、一般産業機器用はもちろん定格電圧使用範囲が低い応用回路にも用いられ、特に、周波数特性が問題となる回路や携帯通信機器のノイズ減少のために多く用いられる。

このような固体電解コンデンサは、基本的にタンタルからなるコンデンサ素子の中央部又は中央部を除外した箇所に陽極ワイヤーを挿入し、挿入された陽極ワイヤーのコンデンサ素子の外部に露出された部分をベンディング（ｂｅｎｄｉｎｇ）して製作する。

即ち、陽極端子とコンデンサ素子とを電気的に連結するためには、陽極ワイヤーをコンデンサ素子の中央部に挿入し、挿入された陽極ワイヤーのコンデンサ素子の外部に露出された部分をベンディングすべきである。

結局、固体電解コンデンサには、陽極ワイヤーによって陽極部の体積効率を減少させる領域が存在するという問題がある。即ち、固体電解コンデンサには、陽極ワイヤーによって用いられない内部空間が形成されるため、陽極部の体積効率が減少する問題がある。

さらに、陽極ワイヤーをコンデンサ素子に挿着することで、コンデンサ素子が陽極端子と電気的に連結されるため、陽極ワイヤーの太さによって電気抵抗特性の具現に限界があるという問題がある。即ち、陽極ワイヤーによって電気抵抗特性が悪くなる問題がある。

本発明は、陽極ワイヤーなしでも、チップ体から陽極端子が直接引き出されることができるコンデンサ素子、固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とする。

即ち、本発明は、陽極部の体積効率を向上させることができるコンデンサ素子、固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供すると共に、電気抵抗特性を向上させることができるコンデンサ素子、固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とする。

また、本発明は、陽極端子と陰極端子が外部衝撃によって破損されること を減少させることができる固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、陽極端子と陰極端子が外部衝撃によって破損されることを減少させることができると共に、体積効率を向上させることができる固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とする。

さらに、低い電気抵抗特性を具現できると共に、単位体積当たりのコンデンサ素子の表面積が拡大されて静電容量を増加させることができる固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係るコンデンサ素子は、焼結によって成形されるチップ体と、当該チップ体が外部に露出されるように当該チップ体の一領域に形成される陽極端子接触層とを含む。

上記陽極端子接触層は、上記チップ体の一領域に形成され、樹脂材質を含んで構成されることができる。

上記陽極端子接触層に含まれる樹脂は、耐熱性、耐食性及び機械的強度を有するように熱硬化性物質からなることができる。

上記陽極端子接触層に含まれる樹脂は、上記チップ体内への浸透が容易になるようにナノ粒子からなることができる。

上述したコンデンサ素子は、上記陽極端子接触層が形成された一領域を除外した全領域又は一部領域に形成され酸化皮膜が成長して形成される絶縁層と、当該絶縁層上に積層され二酸化マンガン層からなる陰極層と、当該陰極層上に積層されるカーボン層と、導電性が向上するように当該カーボン層上に積層される銀ペースト層とをさらに含むことができる。

本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサは、焼結によって成形されるチップ体と、当該チップ体が外部に露出されるように当該チップ体の一領域に形成される陽極端子接触層と、当該陽極端子接触層が形成された一領域を除外した全領域又は一部領域に形成される絶縁層と、当該絶縁層上に積層される陰極層とを含むコンデンサ素子と、上記陰極層と電気的に連結されるように積層される陰極引出層と、当該陰極引出層に積層される陰極端子と、上記陽極端子接触層に積層される陽極端子とを含む。

上述した固体電解コンデンサは、上記陰極端子と上記コンデンサ素子との間及び上記陽極端子と上記コンデンサ素子との間にそれぞれ介在されるように設けられて外部衝撃による当該陰極端子と当該陽極端子の破損を防止する強度補強部材と、当該強度補強部材間に充填されて上記コンデンサ素子の底面を封止する液状封止材とをさらに含むことができる。

上述した固体電解コンデンサは、上記陽極端子接触層と上記陰極引出層とを除外した箇所に積層されて上記コンデンサ素子を保護するモールディング層をさらに含むことができる。

上記陰極引出層は、ディスペンシング（ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）型、ディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）型又はプリンティング型に形成されることができる。

上記陰極引出層は、伝導性物質が含有された粘性のあるペースト状に構成されることができる。

上記陰極引出層は、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｎｉ及びＣｕの少なくとも一つを含有する粘性のある伝導性ペーストからなることができる。

上記強度補強部材は、金属性材質又は合成樹脂材質からなることができる。

上記強度補強部材は、スチール又はＣｕ、Ｎｉの少なくとも一つの金属性材質を含有する材質からなることができる。

上記強度補強部材は、２０〜５０μｍの厚さに形成されることができる。

上記液状封止材は、上記コンデンサ素子の底面と上記強度補強部材の上面との間に介在されて当該コンデンサ素子と当該強度補強部材とを絶縁させることができる。

上記液状封止材は、上記強度補強部材の少なくとも二面以上と接触して当該強度補強部材の固着強度を向上させることができる。

上記陰極端子と上記陽極端子は、電解メッキ、無電解メッキ、ディッピング及びペースト塗布のいずれかの方式で形成されることができる。

上記陰極端子と上記陽極端子が無電解メッキで形成される場合、無電解ニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）で形成された内部メッキ層と、当該内部メッキ層上に銅（Ｃｕ）又はスズ（Ｓｎ）メッキで形成された外部メッキ層とからなることができる。

上記陰極端子及び上記陽極端子は、それぞれ、上記陽極端子接触層及び上記陰極引出層に形成され、当該陽極端子接触層及び当該陰極引出層にそれぞれ隣接する上記強度補強部材の底面まで延伸して形成されることができる。

上記コンデンサ素子は、複数が並列に配置されるように備えられることができる。

上記複数のコンデンサ素子は、縦方向又は横方向に並列配置されることができる。

本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法は、焼結によって多孔質のチップ体を成形する工程と、当該チップ体の一端部を樹脂材質が含有された含浸液に含浸させる工程とを含む。

上記含浸液に含有された樹脂は、耐熱性、耐食性及び機械的強度を有するように熱硬化性材質からなることができる。

上記含浸液に含有された樹脂は、上記チップ体内への浸透が容易になるようにナノ粒子からなることができる。

上述した固体電解コンデンサの製造方法は、上記チップ体の一端部を含浸液に含浸させる工程後に当該チップ体の一端部を除外した全領域又は一部領域に酸化皮膜を成長させて絶縁層を形成する工程と、当該絶縁層上に陰極層を積層する工程と、当該陰極層上にカーボン層を積層する工程と、導電性が向上するように当該カーボン層上に銀ペースト層を積層する工程とをさらに含むことができる。

上述した固体電解コンデンサの製造方法は、上記チップ体を成形する工程前に合成樹脂フィルムからなる実装シート上に強度補強部材を形成する工程と、当該実装シートと当該強度補強部材との上面に液状封止材を塗布する工程とをさらに含むことができる。

上述した固体電解コンデンサの製造方法は、上記銀ペースト層を積層する工程後に当該銀ペースト層が積層されたチップ体を上記液状封止材が塗布された上記実装シート上に実装する工程と、上記銀ペースト層が積層されたチップ体の他端部に陰極引出層を積層する工程と、当該陰極引出層が積層されたチップ体が内部に配置されるようにモールディングによってモールディング層を積層する工程と、上記チップ体の一端部と上記陰極引出層が外部に露出されるように切断するダイシング工程とをさらに含むことができる。

上述した固体電解コンデンサの製造方法は、上記ダイシング工程後、上記チップ体の一端部及び上記陰極引出層にそれぞれ陽極端子及び陰極端子を形成する工程をさらに含むことができる。

上述した固体電解コンデンサの製造方法は、上記ダイシング工程後、上記実装シートを上記強度補強部材の底面から除去する工程をさらに含むことができる。

上述した固体電解コンデンサの製造方法は、上記ダイシング工程後、ダイシング面に含有された不純物を除去するために、当該ダイシング面をグラインディング又はトリミングする工程をさらに含むことができる。

上記陰極引出層を積層する工程は、ディスペンシング方式、ディッピング方式及びプリンティング方式のいずれかの方式で当該陰極引出層を積層することができる。

上記強度補強部材は、エッチングによるパターン加工によって形成されたり、無電解メッキ又は電解メッキによるパターン加工によって形成されたりすることができる。

上記陽極端子と陰極端子は、電解メッキ、無電解メッキ、ディッピング及びペースト塗布のいずれかの方式で形成されることができる。

本発明によると、陽極ワイヤーなしでも、陽極端子接触層を介して陽極端子がチップ体から直接引き出されることができる効果がある。

これにより、陽極部の体積効率及び電気抵抗特性を向上させることができる効果がある。

また、本発明によると、強度補強部材によって、外部衝撃による陽極端子と陰極端子の破損を減少させることができる効果がある。

さらに、強度補強部材によって、陽極端子と陰極端子の破損を防止することができるため、体積効率を向上させることができる効果がある。

なお、コンデンサ素子が並列に積層形成されることで、低い電気抵抗特性を具現できると共に、同一体積内での静電容量を増加させることができる効果がある。

本発明の一実施形態に係るコンデンサ素子を示す縦断面図である。 図１のＡ部を示す拡大図である。 本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサを示す縦断面図である。 図３のＢ部の拡大図である。 本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサを示す横断面図である。 本発明の他の実施形態に係る固体電解コンデンサを示す縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を説明するための工程説明図である。 本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を説明するための工程説明図である。 本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を説明するための工程説明図である。 本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を説明するための工程説明図である。 本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を説明するための工程説明図である。 本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を説明するための工程説明図である。 本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を説明するための工程説明図である。 本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を説明するための工程説明図である。 本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を説明するための工程説明図である。 本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を説明するための工程説明図である。

以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳述する。但し、本発明の思想は、提示される実施形態に制限されることなく、本発明の思想を理解する当業者は、同一思想の範囲内で他の構成要素の追加、変更、削除などを通じて、退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施形態を容易に提案することができるが、これもまた本願発明の思想の範囲内に含まれると言えるはずである。

なお、本発明を説明するにおいて、関連した公知の機能又は構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要にできると判断される場合にはその詳細な説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係るコンデンサ素子を示す縦断面図であり、図２は、図１のＡ部を示す拡大図である。

図１及び図２を参照すると、本発明の一実施形態に係るコンデンサ素子１００は、チップ体１１０と、陽極端子接触層１２０とを含んで構成されることができる。

上記チップ体１１０は、焼結によって成形される。即ち、上記チップ体１１０は、タンタル又はニオブ（Ｎｂ）酸化物等の材質を用いて焼結製作されることができる。例えば、タンタル材質を用いて上記チップ体１１０を製作する場合、タンタルパウダーとバインダーとを一定比率で混合して攪拌させ、混合パウダーを圧縮して直方体に成形した後、これを高温及び高振動下で焼結させて製作される。

上記陽極端子接触層１２０は、上記チップ体１１０が外部に露出されるように当該チップ体１１０の一領域に形成される。また、上記陽極端子接触層１２０は、樹脂材質を含んで構成されることができるが、樹脂材質からなる含浸液に上記チップ体１１０の一端部を含浸させて樹脂が当該チップ体１１０の一端部に含浸されるようにし、以後、当該チップ体１１０が外部に露出されるように樹脂が含浸されたチップ体１１０の一領域を切断することで、当該陽極端子接触層１２０を形成することができる。

上記陽極端子接触層１２０に含まれる樹脂は、耐熱性、耐食性及び機械的強度を有するように熱硬化性物質からなることができる。さらに、上記陽極端子接触層１２０に含まれる樹脂は、上記チップ体１１０内への浸透が容易になるようにナノ粒子からなる。

なお、本発明の一実施形態に係るコンデンサ素子１００は、絶縁層１３０と、陰極層１４０と、カーボン層１５０と、銀ペースト層１６０とをさらに含んで構成されることができる。

上記絶縁層１３０は、上記陽極端子接触層１２０が形成された一領域を除外した全領域又は一部領域に形成され、酸化皮膜が成長して形成されることができる。即ち、上記絶縁層１３０は、電気化学反応を利用した化成工程によって、上記チップ体１１０の表面に酸化皮膜（Ｔａ_２Ｏ_５）を成長させて形成されることができる。この際、上記絶縁層１３０は、上記チップ体１１０を誘電体に変化させる。

上記陰極層１４０は、上記絶縁層１３０上に積層され、二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）からなることができる。即ち、硝酸−マンガン溶液に上記絶縁層１３０でフォーミングされたチップ体１１０を含浸させてその外表面に硝酸−マンガン溶液が塗布されるようにした後、これを焼成させることで、陰極を有する二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）層である陰極層１４０が形成されることができる。

上記カーボン層１５０は、上記陰極層１４０上に積層され、上記銀ペースト層１６０は、導電性が向上するように上記カーボン層１５０上に積層されることができる。即ち、上記カーボン層１５０と上記銀ペースト層１６０は、順次に上記陰極層１４０上に塗布されて積層されることができる。また、上記カーボン層１５０と上記銀ペースト層１６０は、上記陰極層１４０が有する極性に対する導電性が向上するようにすることで、極性の伝達のための電気的連結が容易になるようにする。

上述したように、上記陽極端子接触層１２０によって、陽極ワイヤーを上記チップ体１１０に設けなくても良いため、電気抵抗特性を向上させることができる。即ち、陽極ワイヤーによる電気抵抗特性の低下を減少させ、陽極ワイヤーの省略によって静電容量を増加させることができる。

換言すれば、コンデンサ素子の電気抵抗特性を確保するために、通常、太い陽極ワイヤーがチップ体に設けられるが、このような場合、太い陽極ワイヤーによって電気抵抗特性が減少する。しかしながら、上述したように、上記陽極端子接触層１２０によって陽極ワイヤーを上記チップ体１１０に設けなくても良いため、電気抵抗特性を向上させることができるのである。

さらに、上記チップ体１１０の一側面の全面積にわたって上記陽極端子接触層１２０が形成されるため、電気抵抗特性をさらにより向上させることができる。

さらに、陽極ワイヤーが省略されることによって、当該陽極ワイヤーが占める空間にもチップ体１１０が形成されるため、静電容量を増大させることができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサに対して説明する。但し、コンデンサ素子に対しては、前述した内容と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

図３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縦断面図であり、図４は、図３のＢ部の拡大図であり、図５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横断面図である。

図３から図５を参照すると、本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサ２００は、コンデンサ素子１００と、陰極引出層２１０と、陰極端子２２０と、陽極端子２３０とを含んで構成されることができる。

上記コンデンサ素子１００は、焼結によって成形されるチップ体１１０と、当該チップ体１１０が外部に露出されるように当該チップ体１１０の一領域に形成される陽極端子接触層１２０と、当該陽極端子接触層１２０が形成された一領域を除外した全領域又は一部領域に形成される絶縁層１３０と、当該絶縁層１３０上に積層される陰極層１４０とを含む。

上記陰極引出層２１０と上記陰極層１４０は、電気的に連結されるように積層される。即ち、上記陰極引出層２１０は、上記陽極端子接触層１２０の反対側の端部側に形成され、上記陰極端子２２０が安定的に接合されて引き出されることができるようにする役割を行う。

また、上記陰極引出層２１０は、金（Ａｕ）、鉛（Ｐｂ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）等の粘性のある伝導性ペーストからなることができ、上記コンデンサ素子１００の一面に塗布されて乾燥、硬化、焼成等の加工を介して十分な強度と硬度を有するように形成されることができる。

なお、上記陰極引出層２１０は、約２３〜３００℃で硬化されることができる。

また、上記陰極引出層２１０は、上記コンデンサ素子１００の一面にディスペンシング（ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）方式、ペーストが上記コンデンサ素子１００の一面に一定量付着されるようにするディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）方式又はシート上にペーストをプリントしてこれを上記コンデンサ素子１１０の一面に付着されるようにするプリンティング（ｐｒｉｎｔｉｎｇ）方式等で形成されることができる。

上記陰極端子２２０は、上記陰極引出層２１０に積層され、上記陽極端子２３０は、上記陽極端子接触層１２０に積層される。なお、上記陰極端子２２０及び上記陽極端子２３０は、それぞれ、上記コンデンサ素子１００の両側面に形成され、さらに固体電解コンデンサ２００が主に表面実装（ＳＭＴ）される電子部品であるため当該コンデンサ素子１１０の両側面から底面に延伸して形成されることができる。

なお、上記陰極端子２２０と上記陽極端子２３０は、電解メッキ、無電解メッキ、ディッピング及びペースト塗布のいずれかの方式で形成されることができる。

若し、上記陰極端子２２０と上記陽極端子２３０が無電解メッキで形成される場合、無電解ニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）で形成された内部メッキ層２３２（陽極端子２３０の内部メッキ層（陰極端子２２０の内部メッキ層は図示せず））と、当該内部メッキ層上に銅（Ｃｕ）又はスズ（Ｓｎ）メッキで形成された外部メッキ層２３４（陽極端子２３０の外部メッキ層（陰極端子２２０の外部メッキ層は図示せず））とからなることができる。

なお、本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサ２００は、強度補強部材２４０と、液状封止材２５０とをさらに含んで構成されることができる。

上記強度補強部材２４０は、上記陰極端子２２０と上記コンデンサ素子１００との間及び上記陽極端子２３０と上記コンデンサ素子１００との間にそれぞれ介在されるように設けられて外部衝撃による当該陰極端子２２０と当該陽極端子２３０の破損を防止する。

即ち、上記強度補強部材２４０は、上記コンデンサ素子１００の底面の両側部に備えられる。

なお、本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサ２００は、製造工程中に電圧印加及び特性検査のため随時に検査装備に取り付けられるが、当該検査装備のプローブ（ｐｒｏｂｅ）を上記陰極端子２２０と上記陽極端子２３０に接触させる時、端子形成部位に付着された上記強度補強部材２４０によって衝撃が緩衝されるようにすることで、当該陰極端子２２０と当該陽極端子２３０の浮き上がりや破損を防止することができるようにする。

また、上記強度補強部材２４０は、所定強度以上の金属材質、合成樹脂材質又はセラミック等からなり、金属材質の場合、スチール（ｓｔｅｅｌ）や銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等の伝導性材質からなることができる。

さらに、上記強度補強部材２４０は、１００μｍ以内の厚さに形成されることができ、当該強度補強部材２４０が結合された上記コンデンサ素子１００が、制限された空間内で最適な体積効率を有するようにするために、２０〜５０μｍの厚さに形成されることができる。

なお、上記強度補強部材２４０は、上記液状封止材２５０によって上記コンデンサ素子１００の底面に付着されることができる。

上記液状封止材２５０は、上記強度補強部材２４０間に充填されて上記コンデンサ素子１００の底面を封止する。また、上記液状封止材２５０は、上記コンデンサ素子１００の底面を囲んで当該コンデンサ素子１００を保護する役割を行うと共に、当該コンデンサ素子１００と上記強度補強部材２４０との間に介在されて当該強度補強部材２４０を堅固に固着させる役割をする。

さらに、上記液状封止材２５０は、絶縁材からなり、上記陰極端子２２０と上記陽極端子２３０の端子形成部位に付着される導電性材質の上記強度補強部材２４０を絶縁させてショートを防止することができるようにする。

また、上記液状封止材は、通常、一定量の離型剤が含まれることができるが、この場合、上記コンデンサ素子１００と上記強度補強部材２４０との接合強度を弱化させることがあるため、本実施形態に係る液状封止材２５０には離型剤が含まれなくても良い。

なお、上記液状封止材２５０は、一定のフィラー（ｆｉｌｌｅｒ）含有量を有するエポキシ樹脂材質からなることができる。また、上記液状封止材２５０は、フィラーが５０〜９０％含有され、当該液状封止材２５０に含有されるフィラーは２０〜３０μｍのサイズを有することができる。これにより、上記コンデンサ素子１００の下部側に上記液状封止材２５０が未充填されることを防止し、結局、当該液状封止材２５０の未充填による成形不良を減少させることができる。

さらに、上記液状封止材２５０は、上記強度補強部材２４０の少なくとも二面以上と接触して当該強度補強部材２４０の固着強度を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサ２００は、上記陽極端子接触層１２０と上記陰極引出層２１０とを除外した箇所に積層されて上記コンデンサ素子１００を保護するモールディング層２６０をさらに含んで構成されることができる。

即ち、上記モールディング層２６０は、上記コンデンサ素子１００の外部に全体にわたって形成され、詳細には、上記コンデンサ素子１００の両側部に露出された上記陽極端子接触層１２０と上記陰極引出層２１０と上記コンデンサ素子１００の下部とを除外した箇所を囲むようにすることで、当該コンデンサ素子１００が外部環境から保護されるようにする。

なお、上記モールディング層２６０は、エポキシ材質からなることができる。また、上記モールディング層２６０は、５０〜１００μｍのサイズを有するフィラー（ｆｉｌｌｅｒ）が６０〜９０％含有されたエポキシ材質からなることができる。

上述したように、陽極ワイヤーなしでも、上記陽極端子接触層１２０を介して上記陽極端子２３０が上記チップ体１１０から直接引き出されることができる。

これにより、陽極部の体積効率及び電気抵抗特性を向上させることができる。

また、上記強度補強部材２４０によって、外部衝撃による上記陽極端子２３０と上記陰極端子２２０の破損を減少させることができる。

さらに、上記強度補強部材２４０によって、上記陽極端子２３０と上記陰極端子２２０の破損を防止することができるため、体積効率を向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の他の実施形態に係る固体電解コンデンサに対して説明する。但し、上述した構成要素と同一の構成要素に対しては、前述した内容と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

図６は、本発明の他の実施形態に係る固体電解コンデンサ３００を示す縦断面図である。

図６を参照すると、本発明の他の実施形態に係る固体電解コンデンサ３００は、複数のコンデンサ素子１００と、陰極引出層３１０と、陰極端子３２０と、陽極端子３３０と、強度補強部材３４０と、液状封止材３５０と、モールディング層３６０とを含んで構成されることができる。

なお、本発明の他の実施形態に係る固体電解コンデンサ３００は、上述した本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサ２００に備えられるコンデンサ素子１００の個数のみに差異があり、他の構成は同一である。

したがって、以下では、その差異点に対してのみ説明し、他の構成に対しては、上述した本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサ２００と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

上記固体電解コンデンサ３００は、上記コンデンサ素子１００が並列に配置されるようにしたものであって、当該コンデンサ素子１００の含浸性を改善して容量を増大させ、低い電気抵抗特性の具現を可能にしたものである。

即ち、比較的薄い複数のコンデンサ素子１００を並列に連結するにつれ、単位体積当たりの当該コンデンサ素子１００の表面積を拡大させ、静電容量を拡張させることができるようにしたものである。

より詳細には、複数の上記コンデンサ素子１００と同一体積の単一コンデンサ素子の場合、当該コンデンサ素子を構成するチップ体のサイズが大きくなって当該チップ体の中心部まで含浸液が浸透するのが困難になるのに対し、チップ体の厚さが薄いほど当該チップ体の中心部まで含浸液を浸透させるのが容易になるため、チップ体の厚さを薄く維持するほど含浸性の向上によって低い電気抵抗特性を維持するのが容易になる。

したがって、図６に示されるように、比較的薄い厚さを有する複数のコンデンサ素子１００を並列に配置し、各コンデンサ素子１００の両側に陰極端子３２０及び陽極端子３３０を連結する。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法に対して説明する。

なお、上述した構成要素と同一の構成要素に対しては、上記の図面符号を付して説明する。

図７から図１６は、本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を説明するための工程説明図である。

本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサ２００の製造方法は、焼結によって多孔質のチップ体１１０を成形する工程と、当該チップ体１１０の一端部を樹脂材質が含有された含浸液に含浸させる工程とを含んで構成されることができる。

まず、タンタル又はニオブ（Ｎｂ）酸化物等の材質のパウダーとバインダーとを一定比率で混合して攪拌させ、混合パウダーを押出して直方体に成形した後、これを高温及び高振動下で焼結して、図７に示されるチップ体１１０を成形する。

その後、上記チップ体１１０の一端部を樹脂材質が含有された含浸液に含浸させる。これにより、図８に示されるように、上記チップ体１１０の一端部に樹脂が含浸される。

なお、上記チップ体１１０の一端部に含浸された（浸透及びディッピングされた）樹脂は、耐熱性、耐食性及び機械的強度を有する熱硬化性材質からなり、当該チップ体１１０の微細気孔を介してより容易に含浸されることができるようにナノ粒子からなることができる。

これにより、陰極引出に用いる薬品から上記チップ体１１０の一端部を保護してショートを防止し、さらに当該チップ体１１０の一端部から陽極を安定的に引き出すことができる。

本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサ２００の製造方法は、上記チップ体１１０の一端部を除外した全領域又は一部領域に酸化皮膜を成長させて絶縁層１３０を形成する工程と、当該絶縁層１３０上に陰極層１４０を積層する工程と、当該陰極層１４０上にカーボン層１５０を積層する工程と、導電性が向上するように当該カーボン層１５０上に銀ペースト層１６０を積層する工程とをさらに含んで構成されることができる。

即ち、上記チップ体１１０の一端部を含浸液に含浸させる工程後、当該チップ体１１０の一端部を除外した全領域又は一部領域に酸化皮膜を成長させることで、図８に示されるような絶縁層１３０を形成する。

上記絶縁層１３０は、誘電体酸化皮膜層からなり、上記陰極層１４０と絶縁される。即ち、上記絶縁層１３０は、上記チップ体１１０を誘電体に変化させる。また、上記絶縁層１３０は、電気化学反応を利用した化成工程によって、上記チップ体１１０の表面に酸化皮膜（Ｔａ_２Ｏ_５）を成長させて形成される。

次に、上記絶縁層１３０上に、図８に示されるような陰極層１４０を積層する。上記陰極層１４０は、硝酸−マンガン溶液に、上記絶縁層１３０でフォーミングされた上記チップ体１１０を含浸させてその外表面に硝酸−マンガン溶液が塗布されるようにした後、これを焼成させて陰極を有する二酸化マンガン（ＭｎＯ_２）が形成されるようにすることによって形成される。

次いで、上記陰極層１４０上にカーボン層１５０が積層され、当該カーボン層１５０の積層が完了すると、銀ペースト層１６０が積層される。即ち、図９に示されるように、上記カーボン層１５０と上記銀ペースト層１６０は、順次に上記陰極層１４０上に塗布されて積層されることができる。

また、上記カーボン層１５０と上記銀ペースト層１６０は、上記陰極層１４０が有する極性に対する導電性が向上するようにすることで、極性の伝達のための電気的連結が容易になるようにする。

なお、上記チップ体１１０の一端部には、樹脂が含浸されているため、上記絶縁層１３０、上記陰極層１４０、上記カーボン層１５０及び上記銀ペースト層１６０の積層時、当該チップ体１１０の一端部には当該絶縁層１３０、当該陰極層１４０、当該カーボン層１５０及び当該銀ペースト層１６０が積層されないようにすることができる。

上述した工程を介して、本発明の一実施形態に係るコンデンサ素子１００が製造される。

本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサ２００の製造方法は、上記チップ体１１０を成形する工程前に合成樹脂フィルムからなる実装シートＳ上に強度補強部材２４０を形成する工程と、当該実装シートＳと当該強度補強部材２４０の上面に液状封止材２５０を塗布する工程とをさらに含んで構成されることができる。

なお、合成樹脂フィルムからなる上記実装シートＳ上に上記強度補強部材２４０を形成するが、この際、当該強度補強部材２４０は、エッチングによるパターン加工によって形成されたり、無電解メッキ又は電解メッキによるパターン加工によって形成されたりすることができる。

まず、図１０に示されるエッチングによるパターン加工によって上記強度補強部材２４０が形成される場合について説明すると、上記強度補強部材２４０を形成するために、合成樹脂フィルムからなる上記実装シートＳ上に、銅（Ｃｕ）又はニッケル（Ｎｉ）等の伝導性ホイル（ｆｏｉｌ）Ｆを約１５０μｍ以下の厚さに塗布する。

次に、上記実装シートＳ上に均一に塗布された伝導性ホイルＦの上面、即ち、上記強度補強部材２４０が形成される位置にフィルム状のマスクパターンＰを付着し、当該伝導性ホイルＦをエッチングしてパターン加工がされるようにする。

次いで、パターン加工が完了すると、上記伝導性ホイルＦの上面から上記マスクパターンＰを除去することで、一対の強度補強部材２４０が形成された実装シートＳの製作を完了する。

一方、図１１に示される無電解メッキ又は電解メッキによるパターン加工によって上記強度補強部材２４０が形成される場合について説明すると、合成樹脂フィルムからなる実装シートＳ上に、メッキ厚さと同一厚さの粘着フィルムＦ１を粘着し、メッキ部位にパターンＰを形成する。

次に、上記パターンＰが形成されたフィルムをメッキ槽に浸漬させ、無電解メッキ又は電解メッキを行うことで、パターン形成部位に銅（Ｃｕ）又はニッケル（Ｎｉ）メッキ層を成長させる。

次いで、パターン形成部位のメッキが完了すると、他の箇所の粘着フィルムＦ１を除去することで、一対の強度補強部材２４０が形成された実装シートＳの製作を完了する。

本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサ２００の製造方法は、銀ペースト層１６０を積層する工程後に当該銀ペースト層１６０が積層されたチップ体１１０を液状封止材２５０が塗布された実装シートＳ上に実装する工程と、当該銀ペースト層１６０が積層されたチップ体１１０の他端部に陰極引出層２１０を積層する工程と、当該陰極引出層２１０が積層されたチップ体１１０が内部に配置されるようにモールディングによってモールディング層２６０を形成する工程と、当該チップ体１１０の一端部と陰極引出層２１０が外部に露出されるように切断するダイシング工程とをさらに含んで構成されることができる。

上記実装シートＳ上に上記強度補強部材２４０の形成が完了すると、その後、図１２に示されるように、当該実装シートＳと当該強度補強部材２４０の上面に液状封止材２５０を塗布する。

この際、上記液状封止材２５０は、上記強度補強部材２４０の少なくとも二面以上と接触して当該強度補強部材２４０の固着強度を向上させることができる。

次に、上記銀ペースト層１６０が積層されたチップ体１１０を上記液状封止材２５０が塗布された実装シートＳ上に実装する。即ち、上記液状封止材２５０が上記強度補強部材２４０の上部にまで塗布された実装シートＳ上にコンデンサ素子１００を実装する。

この際、上記コンデンサ素子１００の両側部の下面は、上記強度補強部材２４０の上面に安着されて当該強度補強部材２４０と当該コンデンサ素子１００の下面との間に介在される上記液状封止材２５０によって相互に堅固に固着され、当該コンデンサ素子１００の下面は、当該実装シートＳ上に塗布された液状封止材２５０によって保護される。

次いで、上記銀ペースト層１６０が積層されたチップ体１１０の他端部に陰極引出層２１０を積層する。即ち、上記コンデンサ素子１００の他端部に陰極引出層２１０を積層する。

なお、上記陰極引出層２１０は、ディスペンシング方式、ディッピング方式及びプリンティング方式のいずれかの方式で積層されることができる。

また、上記陰極引出層２１０は、金（Ａｕ）、鉛（Ｐｂ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）等の粘性のある伝導性ペーストからなることができ、上記コンデンサ素子１００の一面に塗布されて約３０〜３００℃で乾燥、硬化、焼成等を介して十分な強度と硬度を有することになる。

次いで、図１３に示されるように、上記陰極引出層２１０が積層されたチップ体１１０が内部に配置されるようにモールディングによってモールディング層１６０を積層する。即ち、上記実装シートＳ上に実装され上記陰極引出層２１０が積層された上記コンデンサ素子１００の外部にモールディング層２６０を積層する。

上記モールディング層２６０は、比較的大きな粒子のフィルターが含有されたエポキシ樹脂材質からなることができる。

次いで、図１４に示されるように、上記チップ体１１０の一端部と上記陰極引出層２１０が外部に露出されるように切断するダイシング工程が行われる。即ち、上記コンデンサ素子１００に陽極端子接触層１２０が形成されるように上記チップ体１１０の一端部を、ブレードを利用したダイシング方法又はレーザーを利用したダイシング方法で切断する。さらに、上記陰極引出層２１０が外部に露出されるように切断する。

次いで、ダイシング面に含有された不純物を除去するために、当該ダイシング面をグラインディング又はトリミングする。

次いで、上記陽極端子接触層１２０及び上記陰極引出層２１０をグラインディング及びトリミングすることで、当該陽極端子接触層１２０及び当該陰極引出層２１０に陽極端子２３０及び陰極端子２２０がより容易に積層されるようにする。

次いで、図１５に示されるように、上記強度補強部材２４０の形成及び上記液状封止材２５０の塗布のための実装シートＳを除去し、当該実装シートＳの除去は、熱的方法、化学的方法又は機械的方法で行うことができる。

次いで、図１６に示されるように、上記陽極端子接触層１２０、上記陰極引出層２１０及び上記強度補強部材２４０の底面に、上記陽極端子２３０及び上記陰極端子２２０を形成する。この際、上記陽極端子２３０と上記陰極端子２２０は、電解メッキ又は無電解メッキで形成され、ペーストを利用したディッピング又は塗布による方式で形成されることができる。

上述したように、陽極ワイヤーなしでも、上記陽極端子接触層１２０を介して上記陽極端子２３０がチップ体１１０から直接引き出されることができる固体電解コンデンサ２００を製造することができる。

これにより、陽極部の体積効率及び電気抵抗特性を向上させることができる固体電解コンデンサ２００を製造することができる。

また、上記強度補強部材２４０によって、外部衝撃による上記陽極端子２３０と上記陰極端子２２０の破損を減少させることができる固体電解コンデンサ２００を製造することができる。

さらに、上記強度補強部材２４０によって、上記陽極端子２３０と上記陰極端子２２０の破損を防止することができるため、体積効率を向上させることができる固体電解コンデンサ２００を製造することができる。

１００ コンデンサ素子
１１０ チップ体
１２０ 陽極端子接触層
１３０ 絶縁層
１４０ 陰極層
１５０ カーボン層
１６０ 銀ペースト層
２００ 固体電解コンデンサ
２１０ 陰極引出層
２２０ 陰極端子
２３０ 陽極端子
２４０ 強度補強部材
２５０ 液状封止材
２６０ モールディング層

Claims (33)

1. 焼結によって成形されるチップ体と、
   当該チップ体が外部に露出されるように当該チップ体の一領域に形成される陽極端子接触層と
   を含む、コンデンサ素子。
2. 前記陽極端子接触層は、前記チップ体の一領域に形成され、樹脂材質を含んで構成される、請求項１に記載のコンデンサ素子。
3. 前記陽極端子接触層に含まれる樹脂は、耐熱性、耐食性及び機械的強度を有するように熱硬化性物質からなる、請求項２に記載のコンデンサ素子。
4. 前記陽極端子接触層に含まれる樹脂は、前記チップ体内への浸透が容易になるようにナノ粒子からなる、請求項２または３に記載のコンデンサ素子。
5. 前記陽極端子接触層が形成された一領域を除外した全領域又は一部領域に形成され、酸化皮膜が成長して形成される絶縁層と、
   当該絶縁層上に積層され、二酸化マンガン層からなる陰極層と、
   当該陰極層上に積層されるカーボン層と、
   導電性が向上するように当該カーボン層上に積層される銀ペースト層と
   をさらに含む、請求項１から４の何れか１項に記載のコンデンサ素子。
6. 焼結によって成形されるチップ体と、当該チップ体が外部に露出されるように当該チップ体の一領域に形成される陽極端子接触層と、当該陽極端子接触層が形成された一領域を除外した全領域又は一部領域に形成される絶縁層と、当該絶縁層上に積層される陰極層とを含むコンデンサ素子と、
   前記陰極層と電気的に連結されるように積層される陰極引出層と、
   当該陰極引出層に積層される陰極端子と、
   前記陽極端子接触層に積層される陽極端子と
   を含む、固体電解コンデンサ。
7. 前記陰極端子と前記コンデンサ素子との間及び前記陽極端子と前記コンデンサ素子との間にそれぞれ介在されるように設けられて外部衝撃による当該陰極端子と当該陽極端子の破損を防止する強度補強部材と、
   当該強度補強部材間に充填されて前記コンデンサ素子の底面を封止する液状封止材と、
   をさらに含む、請求項６に記載の固体電解コンデンサ。
8. 前記陽極端子接触層と前記陰極引出層とを除外した箇所に積層されて前記コンデンサ素子を保護するモールディング層をさらに含む、請求項７に記載の固体電解コンデンサ。
9. 前記陰極引出層は、ディスペンシング（ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ）型、ディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）型又はプリンティング型に形成される、請求項６から８の何れか１項に記載の固体電解コンデンサ。
10. 前記陰極引出層は、伝導性物質が含有された粘性のあるペースト状に構成される、請求項９に記載の固体電解コンデンサ。
11. 前記陰極引出層は、Ａｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｎｉ及びＣｕの少なくとも一つを含有する粘性のある伝導性ペーストからなる、請求項９または１０に記載の固体電解コンデンサ。
12. 前記強度補強部材は、金属性材質又は合成樹脂材質からなる、請求項７に記載の固体電解コンデンサ。
13. 前記強度補強部材は、スチール又はＣｕ、Ｎｉの少なくとも一つの金属性材質を含有する材質からなる、請求項１２に記載の固体電解コンデンサ。
14. 前記強度補強部材は、２０〜５０μｍの厚さに形成される、請求項１２に記載の固体電解コンデンサ。
15. 前記液状封止材は、前記コンデンサ素子の底面と前記強度補強部材の上面との間に介在されて当該コンデンサ素子と当該強度補強部材とを絶縁させる、請求項７に記載の固体電解コンデンサ。
16. 前記液状封止材は、前記強度補強部材の少なくとも二面以上と接触して当該強度補強部材の固着強度を向上させる、請求項１５に記載の固体電解コンデンサ。
17. 前記陰極端子と前記陽極端子は、電解メッキ、無電解メッキ、ディッピング及びペースト塗布のいずれかの方式で形成される、請求項６から１６の何れか１項に記載の固体電解コンデンサ。
18. 前記陰極端子と前記陽極端子が無電解メッキで形成される場合、無電解ニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）で形成された内部メッキ層と、当該内部メッキ層上に銅（Ｃｕ）又はスズ（Ｓｎ）メッキで形成された外部メッキ層とからなる、請求項１７に記載の固体電解コンデンサ。
19. 前記陰極端子及び前記陽極端子は、それぞれ、前記陽極端子接触層及び前記陰極引出層に形成され、当該陽極端子接触層及び当該陰極引出層にそれぞれ隣接する前記強度補強部材の底面まで延伸して形成される、請求項８に記載の固体電解コンデンサ。
20. 前記コンデンサ素子は、複数が並列に配置されるように備えられる、請求項６から１９の何れか１項に記載の固体電解コンデンサ。
21. 前記複数のコンデンサ素子は、縦方向又は横方向に並列配置される、請求項２０に記載の固体電解コンデンサ。
22. 焼結によって多孔質のチップ体を成形する工程と、
    前記チップ体の一端部を樹脂材質が含有された含浸液に含浸させる工程と
    を含む、固体電解コンデンサの製造方法。
23. 前記含浸液に含有された樹脂は、耐熱性、耐食性及び機械的強度を有するように熱硬化性材質からなる、請求項２２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
24. 前記含浸液に含有された樹脂は、前記チップ体内への浸透が容易になるようにナノ粒子からなる、請求項２２または２３に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
25. 前記チップ体の一端部を含浸液に含浸させる工程後に、
    前記チップ体の一端部を除外した全領域又は一部領域に酸化皮膜を成長させて絶縁層を形成する工程と、
    前記絶縁層上に陰極層を積層する工程と、
    前記陰極層上にカーボン層を積層する工程と、
    導電性が向上するように前記カーボン層上に銀ペースト層を積層する工程と
    をさらに含む、請求項２２から２４の何れか１項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
26. 前記チップ体を成形する工程前に、
    合成樹脂フィルムからなる実装シート上に強度補強部材を形成する工程と、
    前記実装シートと前記強度補強部材の上面に液状封止材を塗布する工程と
    をさらに含む、請求項２５に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
27. 前記銀ペースト層を積層する工程後に、
    前記銀ペースト層が積層されたチップ体を前記液状封止材が塗布された前記実装シート上に実装する工程と、
    前記銀ペースト層が積層されたチップ体の他端部に陰極引出層を積層する工程と、
    前記陰極引出層が積層されたチップ体が内部に配置されるようにモールディングによってモールディング層を積層する工程と、
    前記チップ体の一端部と前記陰極引出層が外部に露出されるように切断するダイシング工程と
    をさらに含む、請求項２６に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
28. 前記ダイシング工程後に、
    前記チップ体の一端部及び前記陰極引出層にそれぞれ陽極端子及び陰極端子を形成する工程をさらに含む、請求項２７に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
29. 前記ダイシング工程後に、
    前記実装シートを前記強度補強部材の底面から除去する工程をさらに含む、請求項２７または２８に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
30. 前記ダイシング工程後に、
    ダイシング面に含有された不純物を除去するために、当該ダイシング面をグラインディング又はトリミングする工程をさらに含む、請求項２７から２９の何れか１項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
31. 前記陰極引出層を積層する工程は、ディスペンシング方式、ディッピング方式及びプリンティング方式のいずれかの方式で当該陰極引出層を積層する、請求項２７から３０の何れか１項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
32. 前記強度補強部材は、
    エッチングによるパターン加工によって形成されたり、無電解メッキ又は電解メッキによるパターン加工によって形成されたりする、請求項２６から３１の何れか１項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
33. 前記陽極端子と前記陰極端子は、電解メッキ、無電解メッキ、ディッピング及びペースト塗布のいずれかの方式で形成される、請求項２８に記載の固体電解コンデンサの製造方法。

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