JP2012124384A - 固体電解コンデンサ素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】陽極体への半導体層形成用溶液等の這い上がりを防止するワッシャーのリード線挿入孔をより小さくしてもリード線を短く切断して外部端子フレームへ接続可能な固体電解コンデンサ素子を提供する。
【解決手段】陽極リード線を有する陽極体の前記陽極リード線を、陽極リード線の外径より小さい内径の挿入孔を有するワッシャーに、陽極体から０．３ｍｍ以下の距離まで挿入し、誘電体酸化皮膜、半導体層及び電極層を順次積層してなる固体電解コンデンサ素子の製造方法において、前記陽極リード線を鉛直方向に挿入可能な孔を平面部に有する冶具の平面部の孔とワッシャーの挿入孔とを重ねて、ワッシャー側から陽極リード線を挿入した後、挿入冶具を外す固体電解コンデンサ素子の製造方法、及びその方法で作製した素子を樹脂封口してなる固体電解コンデンサ。
【選択図】図２

Description

本発明は、性能と信頼性が良好な固体電解コンデンサ素子の製造方法に関する。さらに詳しく言えば、陽極リード線を有する陽極体に誘電体酸化皮膜及び半導体層を形成する際の半導体層形成用溶液等の這い上がりを防止し、リード線部を短く切断して外部端子フレームへ接続することができ、固体電解コンデンサ素子の封止時の溶融樹脂による陽極体上面への応力が緩和され、漏れ電流特性の劣化が少なく、コンデンサの小型化が可能な固体電解コンデンサ素子の製造方法及びその方法により得られる固体電解コンデンサ素子を樹脂封口してなる固体電解コンデンサに関する。

各種電子機器に使用される高容量なコンデンサの一つとして、直方体形状の一面に陽極リード線を植設した陽極体に誘電体酸化皮膜、半導体層及び電極層を順次積層した固体電解コンデンサ素子を外装樹脂で封口した固体電解コンデンサがある。

固体電解コンデンサは、内部に微小な細孔を有するタンタル等の陽極体を一方の電極として、その電極の表層に形成した誘電体層とその誘電体層上に設けられた他方の電極（通常は半導体層）及び他方の電極上に積層された電極層とから構成された固体電解コンデンサ素子を樹脂封口して作製されている。同一体積の陽極体では、細孔が小さく細孔量が多いほど導電体内部の表面積が大きくなるために、その陽極体から作製したコンデンサの容量は大きなものとなる。

固体電解コンデンサは、低ＥＳＲ（等価直列抵抗）であることが要求されるために、内部の半導体層としてもっぱら導電性高分子が使用される。そのような半導体層は、化学重合または電解重合法で形成される。１例を挙げると、誘電体層まで形成した陽極体の陽極リード線を除く部分を別途用意した酸化剤及びドーパントが入った溶液とモノマーが入った溶液に交互に漬けることを複数回繰り返して半導体層を形成する。各溶液が這い上がって陽極リード線にも半導体層が形成されると、製造されるコンデンサ素子の漏れ電流が大きくなり、場合によっては短絡してしまうこともある。このようなことを防ぐために、通常、陽極リード線の外径より若干小さい内径を有する絶縁材料からなるワッシャーを陽極リード線に挿入し、陽極リード線とワッシャーとを密着するようにして、溶液の這い上がりを防ぐように設計されている（国際公開第２００７／００４５５４号パンフレット；特許文献１）。通常、ワッシャーは、その一部（外縁部等）を把持してリード線に挿入される。

特に、粒径が小さな粉体を焼結した陽極体ほど、半導体層の形成を徐々に進める必要があり、陽極体を処理溶液に浸漬・引き上げる操作をより多く繰り返すことになる。そのため、ワッシャーとリード線の隙間を通して溶液が這い上がる確率が増加する。そこで、一般に、図１に示すように内径のより小さいワッシャー（３）を用い、陽極リード線（２）とワッシャー（３）とがより強く密着するようにして溶液の這い上がる確率を抑えているが、そうすると陽極リード線に挿入されたワッシャーは、リード線に接する部位がリード線の移動方向へリードに沿ってずり上がる様に変形する。前述のように、溶液の這い上がる確率を抑えようとすると、極端な場合にはワッシャーの厚さ（ｔ）よりも変形（ａ）が大きくなる場合もある。

コンデンサ素子は、陽極リード線を所定寸法で切断し、別途用意した外部端子となるフレームへ接続した後、外装樹脂で封口され、コンデンサ（製品）となる。このとき、リード線部位を可能な限り短くしてフレームに接続すると、接続部の封止に必要な樹脂の体積が減り、単位体積あたり容量がより大きいコンデンサを作製することができる。
陽極リード線とフレームとの接続には、通常、抵抗溶接やレーザー溶接が用いられているが、リード線部位をより短くしてフレームに溶接しようとすると、溶接部が前述したワッシャーの変形部に干渉することになり、不良品となるコンデンサ素子が増加する。すなわち、溶液の這い上がりを抑えるワッシャーの変形が大きくなると、コンデンサの小型化が難しくなる。

なお、前記干渉により不良製品が生じるのは、ワッシャー変形部近傍のリード線表面に付着している半導体（陰極）が、干渉による溶接応力により陽極リード線に押し付けられて、リード線表面に形成されている誘電体層を破壊することによる。この破壊量は僅かでも、陽極と陰極が電気的にわずかに短絡し、コンデンサの漏れ電流特性が悪化する。干渉が大きく誘電体層の破壊量が多くなると、コンデンサは完全に短絡する。

国際公開第２００７／００４５５４号パンフレット

本発明の課題は、陽極リード線を有する陽極体に誘電体酸化皮膜及び半導体層を形成する工程において、半導体層形成用溶液等の這い上がりを防止するワッシャーを陽極リード線に挿入する際に生じるワッシャーの変形による前記の問題を解消し、陽極リード線部を短く切断して外部端子フレームへ熔接することができ、コンデンサの小型化が可能な固体電解コンデンサ素子の製造方法を提供することにある。
また、固体電解コンデンサ素子の封止時の溶融樹脂による陽極体上面への応力を緩和することにより、性能と信頼性が良好な固体電解コンデンサを提供することにある。

本発明者等は、陽極リード線を有する陽極体の陽極リード線を、その外径よりも小さい内径の陽極リード線挿入孔を有するワッシャーに挿入して、半導体層形成用溶液等の這い上がりを防止する固体電解コンデンサ素子の製造方法における前記のワッシャーの変形の問題を解決すべく鋭意検討した。その結果、鉛直方向に陽極リード線を挿入可能な、前記陽極リード線の外径よりも若干大きい孔を平面部に有する冶具を用い、前記冶具の平面部の孔とワッシャーの挿入孔とを重ねて、ワッシャー側から陽極リード線を所定位置まで挿入しその後に冶具を外すことにより、ワッシャーのずりあがり（変形）が、たとえ溶接時の干渉が存在してもコンデンサ漏れ電流特性の劣化に繋がらない範囲に収まることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は以下の固体電解コンデンサ素子の製造方法、固体電解コンデンサ、そのコンデンサを使用した電子回路及び電子機器を提供するものである。
１．陽極リード線を有する陽極体の前記陽極リード線を、陽極リード線の外径よりも小さい内径の陽極リード線挿入孔を有する絶縁材料からなるワッシャーに、陽極体から０．３ｍｍ以下の距離まで挿入し、誘電体酸化皮膜、半導体層及び電極層を順次積層してなる固体電解コンデンサ素子の製造方法において、前記陽極リード線を鉛直方向に挿入可能な孔を平面部に有する冶具を用い、前記冶具の平面部の孔とワッシャーの挿入孔とを重ねて、ワッシャー側から陽極リード線を挿入した後冶具を外すことを特徴とする固体電解コンデンサ素子の製造方法。
２．平面部の孔の径が、陽極リード線の外径より０．０３ｍｍ以下大きい冶具を使用する前項１に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
３．冶具を外した後、下記式（１）
ｙ（％）＝（ａ／ｔ）×１００ （１）
（式中、ｔはワッシャーの厚みを表し、ａはワッシャーの挿入孔の周りに生ずる変形部分を除く上側（陽極体と反対側）の面から、ワッシャー変形部分の陽極体から最も離れた上側の部分までの鉛直方向の距離を表す。）
で定義されるワッシャーの変形率（ｙ）が０〜２０％である前項１または２に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
４．陽極リード線の材質が、タンタル、アルミニウム、ニオブ、チタン、またはこれら弁作用金属を主成分とする合金である前項１〜３のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
５．陽極体が、タンタル、ニオブ、チタン及びアルミニウムから選ばれる少なくとも１種を主成分とする金属あるいは合金、酸化ニオブ、またはこれら金属、合金及び酸化ニオブから選ばれる少なくとも２種以上の混合物である前項１〜４のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
６．半導体層が有機半導体層を含む層である前項１〜５のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
７．有機半導体層が、ドーパントをドープした導電性高分子を主成分とした半導体層である前項６に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
８．導電性高分子が、ポリアニリン、ポリオキシフェニレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリピロール、ポリメチルピロール、及びこれらの置換誘導体から選択される前項７に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
９．前項１から８のいずれかに記載の方法で得られる固体電解コンデンサ素子を外装樹脂で封口してなる固体電解コンデンサ。
１０．前項９に記載の固体電解コンデンサを使用した電子回路。
１１．前項９に記載の固体電解コンデンサを使用した電子機器。

本発明によれば、陽極体に誘電体酸化皮膜及び半導体層を形成する際の半導体層形成用溶液等の這い上がりを防止するワッシャーの陽極リード線挿入孔の径をより小さくしても、リード線部を短く切断して外部端子フレームへ接続することができる固体電解コンデンサ素子が得られる。本発明の固体電解コンデンサ素子を樹脂封口してなる固体電解コンデンサは小型化が可能であり、漏れ電流特性の劣化が少なく、信頼性も良好である。

陽極リード線を挿入する際のワッシャーのリード線接触部におけるずり上がり（変形）の説明図である。 （Ａ）は冶具の上面図、（Ｂ）はワッシャーの上面図、（Ｃ）は冶具を用いてワッシャーを陽極線リードに挿入した状態の陽極体の側面図である。 図２において、冶具を外した状態の陽極体の側面図である。

本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法を、添付図面（図２及び図３）を参照して説明する。
図２（Ａ）は、本発明の方法で使用するワッシャー挿入補助具としての冶具の一例の上面図であり、（Ｂ）はワッシャーの上面図であり、（Ｃ）は冶具を用いてワッシャーを陽極線リードに挿入した状態の陽極体の側面図であり、図３は図２で冶具を外した状態の陽極体の側面図である（図２及び図３では各部の大きさは説明の便宜のために誇張して示してある。）。

ワッシャーを使用して溶液の這い上がりを抑制する方法では、陽極リード線（２）が設けられた陽極体（１）の陽極リード線（２）を、その外径（ｄ２）よりも小さい内径（ｄ１）の陽極リード挿入孔（４）を有し、絶縁材料からなるワッシャー（３）に、陽極体（１）から０．３ｍｍ以下の距離まで差し込むが、このとき先述（図１）のように、ワッシャー（３）は陽極リード線との接触部分がリード線の移動方向に沿ってずり上がる（変形する）。

そこで、本発明の固体電解コンデンサ素子の製造方法では、このワッシャーの挿入時に、陽極リード線の外径（ｄ２）と同径または若干大きい内径（ｄ３）の、鉛直方向にリード線を挿入可能な孔（６）を平面部に有する冶具（５）を挿入補助具として使用し、冶具（５）の平面部の孔（６）とワッシャーの挿入孔（４）とを重ねて、ワッシャー側から陽極リード線を所定位置まで挿入し（図２（Ｃ））、その後冶具を外す。このようにすると、冶具を用いずに挿入した場合（図１）に比べ、ワッシャー挿入時のワッシャー（３）の陽極リード線との接触部分の移動方向に沿ったずり上がり（変形）を抑えることができる。変形が抑えられると、漏れ電流特性が劣化するコンデンサを少なくすることが出来る。

ここで、ワッシャーの変形とは、下記式（１）
ｙ（％）＝（ａ／ｔ）×１００ （１）
（式中、ｔはワッシャーの厚みを表し、ａはワッシャーの挿入孔の周りに生ずる変形部分を除く上側（陽極体と反対側）の面から、ワッシャー変形部分の陽極体から最も離れた上側の部分までの鉛直方向の距離（変形距離）を表す。）
で定義される。

前述のように、溶液の這い上がる確率を抑えようとすると、冶具を使わず挿入（外延部を把持して挿入する等）した場合、変形率（ｙ）は２５％以上、場合によっては１００％以上となることがある。

そのようなワッシャーであっても、冶具を用いて本発明の方法により挿入することで、冶具を用いない場合に比べて前記変形率を低く抑えることができる。好ましくは、ワッシャーの変形率（ｙ）が０％より大きく２０％以下となる範囲に抑える。なお、ずり上がりの大きさである変形距離は、実体顕微鏡下の写真撮影により求めることが出来る。ワッシャーの変形率（ｙ）が前記範囲内であれば、溶接時の干渉応力の発生により、漏れ電流特性が不良なコンデンサが出現する頻度は極めて少なくなる。

本発明で使用する冶具（５）は、ワッシャーに密接する平面部を有し、前記陽極リード線を鉛直方向に挿入可能な孔を有するものである。好ましくは、その平面部に内径（ｄ３）が陽極リード線の外径（ｄ２）と同径、乃至はｄ２＋０．０３ｍｍまでの大きさの孔を有するものである。この範囲内であれば、ワッシャーの変形率（ｙ）は、通常、２０％以内に収まる。冶具の内径（ｄ３）が陽極リード線の外径（ｄ２）＋０．０３ｍｍを超えるとワッシャーの変形率（ｙ）は増加するが、それでも変形率（ｙ）が２０％を超えなければよい。

冶具（５）の形状は、挿入時にワッシャーに密接させて陽極リード線を挿入できるものであればよく、例えば、板状、リング状、筒状等が挙げられる。冶具の材料は特に限定されないが、例えば、ステンレス等の金属や、アルミナ等のセラミックスなどが挙げられ、ワッシャーよりも固い材質のものが好ましい。

上述のように、冶具を使用して、好ましくはワッシャーの変形率が上述のように０〜２０％となるように陽極リード線に挿入し、誘電体酸化皮膜層、半導体層及び電極層を順次積層して製造されるコンデンサ素子を樹脂封口して得られる固体電解コンデンサは、リード線とフレームとの溶接時に干渉が生じ難く、漏れ電流特性の劣化が少なく、信頼性も良好であり、従来よりも一層の小型化が可能となる。

本発明の方法は、好ましくは、体積効率（定格容量と定格電圧の積を外装体積で除した数値）が３０μＦＶ／ｍｍ³以上のチップ状固体電解コンデンサに適用される。

本発明で好ましく使用される陽極体は、例えば、陽極リード線を成形体面に植設した導電体の粉末の成形体を焼結して作製される焼結体である。成形圧力（例えば、０．１〜５０Ｋｇｆ／ｍｍ²）と焼結条件（例えば、温度８００〜１８００℃・時間１分〜１０時間）を適宜選択することにより、焼結体の表面積を大きくすることができる。焼結後に焼結体の表面積をさらに増加させるために、焼結体表面を化学的及び／または電気的にエッチング処理を行っていてもよい。

陽極体の形状は特に限定されず、通常は柱状形状のものが用いられる。角柱形状の陽極体を用いる場合には、各隅のうち少なくとも１隅を面取りするか、または球面状にＲをとって、焼結体を使用して作製される固体電解コンデンサの漏れ電流（ＬＣ）値の平均値を良好にしておいてもよい。また、成形時に金型から成形体が脱離しやすいようにテーパを設けてもよい。この場合、作製焼結体の形状は略角錐台状となる。

本発明においては、陽極リード線は、例えば成形体に植設してもよく、あるいは焼結体を作製した後に接続してもよい。陽極リード線の材質としては、タンタル、アルミニウム、ニオブ、チタン、これら弁作用金属を主成分とする合金が使用される。また、陽極リード線の一部を、炭化、燐化、ホウ化、窒化、硫化または酸化から選ばれた少なくとも１種の処理を行ってから使用してもよい。
なお、本発明において主成分とは、５０質量％以上含まれる成分である。

陽極リード線を成形体に植設する場合、陽極リード線の焼結体内の深さは、焼結体の１／３以上、好ましくは２／３以上とすると焼結体の強度が維持できて後述するコンデンサ素子の外装封口時の熱的、物理的な封止応力に耐えることができるために好ましい。

焼結体の材質としては、タンタル、アルミニウム、ニオブ、チタン、これら弁作用金属を主成分とする合金または酸化ニオブであるか、または前記弁作用金属、合金及び導電性酸化物から選択される２種以上の混合物が挙げられる。

焼結体の作製に用いる弁作用金属または導電性酸化物の形状は、通常粉体である。前記弁作用金属または前記合金または導電性化合物の粉体、あるいは前記焼結体について、それらの一部を、炭化、燐化、ホウ素化、窒化、硫化または酸化から選ばれた少なくとも１種の処理を行ってから使用してもよい。

本発明においてワッシャーとして使用される絶縁板としては、ウレタン樹脂、フェノール樹脂、アリルエステル樹脂、アクリル樹脂、アルキッド樹脂、フッ素樹脂、エステル樹脂、エポキシ樹脂、イミド樹脂、アミド樹脂、イミドアミド樹脂、スチレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、シリコン樹脂等の樹脂から作製した板が挙げられる。

ワッシャーの大きさは、陽極体に誘電体酸化皮膜及び半導体層を形成する際の半導体層形成用溶液等の這い上がりが防止できる大きさであればよい。半導体層形成時の溶液這い上がりを防止するためには、ワッシャーは大きい方が効果的である。ただし、ワッシャーの大きさの上限は、最終的なコンデンサの形状を考慮すると、コンデンサとして外装可能な範囲内である。

ワッシャーには、陽極リード線を通すための孔を設ける。リード線が円形線状の場合にはリード線の径に対応する円形の孔を設け、リード線の断面が矩形状の板の場合には、断面の矩形に対応する矩形の孔を設ける。ワッシャーの孔にリード線を差し込み、前述の方法でワッシャーを設置する。陽極体とワッシャーとの間にできるだけ隙間を設けない方がコンデンサの小型化には好ましい。ただし、適当な隙間があるとその部分に半導体層が形成され、作製したコンデンサの耐湿性能が増す。

焼結体とワッシャーとの隙間は０．３ｍｍ以下が好ましく、０．００５〜０．２ｍｍがさらに好ましい。隙間が０．３ｍｍを超えると、樹脂封口時に溶融樹脂が進入し、漏れ電流特性の悪化の原因となることがある。

本発明の固体電解コンデンサは、前記陽極リード線を備えたワッシャーを設けた誘電体酸化皮膜層を有する陽極体に、半導体層、電極層を順次積層して陰極部を形成した固体電解コンデンサ素子の陽極リード線の一部と陰極部の一部を、陽極端子と陰極端子に各々接続して前記陰陽両端子の一部を残して外装封口して作製される。

本発明においては、陽極体及び陽極リード線の一部の表面に誘電体酸化皮膜層を形成させる。誘電体酸化皮膜層としては、Ｔａ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃、ＴｉＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅等の金属酸化物から選ばれる少なくとも１つを主成分とする誘電体層が挙げられる。該誘電体層は、前記陽極基体を電解液中で化成することによって得ることができる。また、金属酸化物から選ばれた少なくとも１つを主成分とする誘電体層とセラミックコンデンサで使用される誘電体層を混合した誘電体層であってもよい（国際公開第００／７５９４３号パンフレット）。

本発明の誘電体層上に形成される半導体層の代表例として、有機半導体から選ばれる少なくとも１種の化合物が挙げられる。

有機半導体としては、ドーパントをドープした導電性高分子を主成分とした有機半導体が挙げられる。ドーパントは特に限定されず公知のドーパントを使用できる。

導電性高分子としては、例えば、ポリアニリン、ポリオキシフェニレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリピロール、ポリメチルピロール、及びこれらの置換誘導体などが挙げられる。中でもポリピロール、ポリチオフェン及びこれらの置換誘導体（例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）等）が好ましい。

前述した半導体層は、化学重合法、電解重合法、あるいはこれらの方法を組み合わせて形成される。

本発明においては、半導体層を形成する際に生じる誘電体層の微小な欠陥を修復するために、再化成を行ってもよい。また、半導体層形成と再化成を複数回繰り返してもよいし、繰り返し時の半導体層形成条件と再化成条件を変更してもよい。

本発明では、形成した半導体層の上に電極層を設ける。電極層は、例えば、導電ペーストの固化、メッキ、金属蒸着、耐熱性の導電樹脂フィルムの付着等により形成することができる。導電ペーストとしては、銀ペースト、銅ペースト、アルミニウムペースト、カーボンペースト、ニッケルペースト等が好ましい。導電ペーストを適用した後は空気中に放置するか、または加熱して固化させる。

具体的には、例えば、形成した半導体層上にカーボンペースト、銀ペーストを順次積層して電極層が形成される。このようにして陽極体に電極層まで積層して固体電解コンデンサ素子が作製される。

以上のような構成の本発明の固体電解コンデンサ素子は、例えば、樹脂モールドなどにより外装して各種用途の固体電解コンデンサ製品とすることができる。

樹脂モールド外装について具体的に説明すると、例えば、本発明のコンデンサは、前記コンデンサ素子の電極層の一部を、別途用意した一対の対向して配置された先端部を有するリードフレームの一方の先端部に載置し、さらに陽極リード線の一部を前記リードフレームの他方の先端部に載置する。ついで前者（リードフレームの一方の先端部）は、導電ペーストの固化で、後者（リードフレームの他方の先端部）は、溶接で各々電気的・機械的に接合した後、前記リードフレームの先端部の一部を残して樹脂封口し、樹脂封口外の所定部でリードフレームを切断折り曲げ加工して作製される（なお、リードフレームが樹脂封口の下面にあってリードフレームの下面または下面と側面のみを残して封口されている場合は、切断加工のみでもよい）。

樹脂モールド外装に使用される樹脂の種類としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂、エステル樹脂、アリルエステル樹脂等コンデンサの封止に使用される公知の樹脂が採用できる。また、樹脂封口するためには、トランスファーマシンが好んで使用される。

このように作製された固体電解コンデンサは、電極層形成時や外装時の熱的及び／または物理的な誘電体層の劣化を修復するために、エージング処理を行ってもよい。

本発明によって製造される固体電解コンデンサは、例えば、中央演算回路や電源回路等の小型高容量のコンデンサを用いる回路に好ましく用いることができ、これらの回路は、パソコン、カメラ、ゲーム機、ＡＶ機器、携帯電話等の各種デジタル機器や、各種電源等の電子機器に利用可能である。本発明で製造された固体電解コンデンサは、容量が大きく、高信頼性があるために、顧客の満足度の高い電子回路及び電子機器を得ることができる。

以下、本発明の具体例についてさらに詳細に説明するが、以下の例により本発明は限定されるものではない。

実施例１：
１０万ＣＶ/ｇのタンタル粉を成形、焼結して、大きさ１．０±０．０５×１．５±０．０５×４．５±０．０１ｍｍ（１．０×１．５ｍｍ面の中央に垂直に０．４０ｍｍφのタンタル線が内部に３．５ｍｍ、外部に１０ｍｍ植設されている。なお、タンタル線の先端は後述するワッシャーの孔に挿入しやすいように斜めに切断されている。）の焼結体を複数個作製し陽極体とした。別途用意した厚さ０．２０±０．０２ｍｍ、外径０．９０ｍｍφ、内径０．３６ｍｍの円形の孔の開いているテトラフルオロエチレン製の円形のワッシャーを、厚さ０．５０ｍｍ、外径０．９０ｍｍφ、内径０．４１ｍｍφの円形の孔の開いている円形のステンレス板上に、孔の中心をそろえて置き、これにテトラフルオロエチレン製のワッシャー側からリード線を一部挿入し、一旦固定した。ついでステンレス板側よりリード線を引き、陽極体の陽極リード線の植設面からワッシャーを０．２ｍｍ離して固定すると同時に、ステンレス板を抜き取った。ワッシャーの変形量（ずり上がり部の高さ）は、０〜１０μｍで、変形率は０〜６％の範囲であった。その後、定法に従って、燐酸化成による誘電体層、３，４−エチレンジオキシチオフェンモノマーを電解重合した半導体層、カーボンペースト及び銀ペースト塗布による導電体層を陽極体に順次形成し固体電解コンデンサ素子を複数個作製した。なお、コンデンサ素子の半導体層と導電体層の厚さは、合計１２０±３５μｍであり、リード線植設面には、導電体層は設けていない。

陽極体の植設面から２．２ｍｍの位置でリード線を切断し、別途用意した厚さ１００μｍの銅合金製リードフレーム（下地０．６μｍ、表面５μｍの無光沢メッキを施したものであり、陰極部が載置される部所が幅３．５ｍｍ、長さ４．５ｍｍあって、４．５ｍｍの位置に高さ０．４５ｍｍの段差加工があり、幅３．５ｍｍの陽極側とは０．８ｍｍの隙間を有している。）の段差加工面に、２個の素子を方向を揃えて隙間無く、陽極体の１．５×４．５面を載置し、陰極部は銀ペーストの固化により、陽極リード線は先端１．０ｍｍφの銅合金溶接棒による抵抗溶接で接続した。溶接位置は、フレームの０．８ｍｍの隙間の陽極端から０．６ｍｍとした。
その後、トランスファー成形によりエポキシ樹脂で外装し、長手方向から樹脂外に出たフレームを所定位置で切断後、外装体に沿って２回折り曲げ、定格電圧２．５Ｖ、定格容量６８０μＦの大きさ７．３×４．３×１．８ｍｍのチップ状固体電解コンデンサを作製した。

実施例２：
２０万ＣＶ/ｇのタンタル粉を成形・焼結して、大きさ０．４３±０．０２×０．５３±０．０２×０．８０±０．０２ｍｍ（０．４３×０．５３ｍｍの面の中央に垂直に０．１５ｍｍφのタンタル線が内部に０．６ｍｍ、外部に８ｍｍ植設されている。なお、タンタル線の先端は斜めに切断されている。）の焼結体を複数個作製し陽極体とした。別途用意した厚さ０．１０±０．０１ｍｍ、外径０．４０ｍｍφ、内径０．１３ｍｍの円形の孔が開いているテトラフルオロエチレン製の円形のワッシャーを、長さ１０ｍｍ、外径３ｍｍφ、内径０．１６ｍｍφの円柱状のステンレス製チューブの端面に、孔の中心をそろえて乗せ、リード線を挿入し、植設面まで隙間を空けずに押し込み、その後、ステンレス製チューブを外した。ワッシャーの変形量（ずり上がり部の高さ）は０〜１０μｍで、変形率は０〜１１％の範囲であった。その後、定法に従って、燐酸化成による誘電体層、３，４−エチレンジオキシチオフェンモノマーを電解重合した半導体層、カーボンペースト及び銀ペーストを塗布した導電体層を陽極体に順次形成し、固体電解コンデンサ素子を複数個作製した。なお、コンデンサ素子の半導体層と導電体層の厚さは合計３５±５μｍであり、リード線植設面には導電体層は設けていない。

別途、下面電極用のリードフレームを用意した。リードフレームの陽極側は、幅０．６３ｍｍ、先端から０．２ｍｍの所に左右対称に０．１×０．１ｍｍの凹部を設け、さらに、先端左右対称に設けた２箇所の０．２×０．２ｍｍの出っ張りを９０度折り曲げ、続いて先端０．２ｍｍの位置を長手方向と平行に９０度折り曲げて、補助部を有する、リード線を溶接部（陽極端子の側面）を設けている。前記曲げによって陰陽端子間隔は０．３ｍｍとなっている。
リードフレームの陰極側の幅は０．６３ｍｍであり、先端から０．７０ｍｍの位置に左右対照に配置した０．１×０．１ｍｍの出っ張りがあり、フレーム幅端から０．０３ｍｍ離して９０度折り曲げた、高さ０．１７ｍｍ幅、０．１ｍｍのガイド部がある。また、先端から０．７０ｍｍまで、コンデンサ素子が載置される裏面がハーフエッチングされていて、フレーム基材の厚さが０．０５ｍｍになっている。
陽極体の植設面から０．５５ｍｍの位置でリード線を切断し、別途用意した厚さ１００μｍの銅合金製リードフレームの段差加工面に、１個の素子を方向を揃えて隙間無く、陽極体の０．５３×０．８０ｍｍ面を載置し、陰極部は銀ペーストの固化により、陽極リード線は先端０．５ｍｍφの銅合金溶接棒による抵抗溶接で接続した。溶接位置はフレームの０．８ｍｍ隙間の陽極端から０．６ｍｍとした。
その後、トランスファー成形によりエポキシ樹脂で外装し、長手方向から樹脂外に出たフレームを所定位置で切断し、定格電圧６．３Ｖ、定格容量１０μＦの大きさ１．６×０．８×０．８ｍｍのチップ状固体電解コンデンサを作製した。

比較例１〜２：
実施例１及び２で、ステンレス板を用いずに、外縁部を把持してワッシャーにリード線を挿入し、コンデンサを作製したこと以外は、実施例１及び２と同様にしてチップ状固体電解コンデンサを作製した。比較例１では、挿入されたワッシャーの変形量は５５μｍ以上であり、変形率は２５％以上であった。また、比較例２では、挿入されたワッシャーの変形量は５０μｍ程度であり、変形率は約５０％であった。

実施例及び比較例で作製した各々６４０個（計２５６０個）のリードフレーム付素子についての漏れ電流（ＬＣ）を測定した。各素子の漏れ電流値は、各定格電圧印加して３０秒後の値である。表１に漏れ電流（ＬＣ）が、下記式で表される基準値０．１ＣＶμＡ（Ｖは定格電圧（Ｖ）、Ｃは定格容量（μＦ）である。）以下であるコンデンサの個数を示す。
基準値（μＡ）＝定数（μＡ／Ｖ・μＦ）×定格容量（μF）×定格電圧（Ｖ）
定数＝０．１μＡ／Ｖ・μＦ

表１から、冶具を用いて陽極リード線をワッシャーに挿入した実施例１及び２は、冶具を使用しない場合（比較例１及び２）に比べて、リード線を植設面から短い距離で切断してリードフレームに熔接したにも関わらず、初期漏れ電流値が良好になっていることがわかる。

１ 陽極体
２ 陽極リード線
３ ワッシャー
４ ワッシャーの孔
５ 冶具
６ 冶具の孔

Claims (11)

1. 陽極リード線を有する陽極体の前記陽極リード線を、陽極リード線の外径よりも小さい内径の陽極リード線挿入孔を有する絶縁材料からなるワッシャーに、陽極体から０．３ｍｍ以下の距離まで挿入し、誘電体酸化皮膜、半導体層及び電極層を順次積層してなる固体電解コンデンサ素子の製造方法において、前記陽極リード線を鉛直方向に挿入可能な孔を平面部に有する冶具を用い、前記冶具の平面部の孔とワッシャーの挿入孔とを重ねて、ワッシャー側から陽極リード線を挿入した後冶具を外すことを特徴とする固体電解コンデンサ素子の製造方法。
2. 平面部の孔の径が、陽極リード線の外径より０．０３ｍｍ以下大きい冶具を使用する請求項１に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
3. 冶具を外した後、下記式（１）
   ｙ（％）＝（ａ／ｔ）×１００ （１）
   （式中、ｔはワッシャーの厚みを表し、ａはワッシャーの挿入孔の周りに生ずる変形部分を除く上側（陽極体と反対側）の面から、ワッシャー変形部分の陽極体から最も離れた上側の部分までの鉛直方向の距離を表す。）
   で定義されるワッシャーの変形率（ｙ）が０〜２０％である請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
4. 陽極リード線の材質が、タンタル、アルミニウム、ニオブ、チタン、またはこれら弁作用金属を主成分とする合金である請求項１〜３のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
5. 陽極体が、タンタル、ニオブ、チタン及びアルミニウムから選ばれる少なくとも１種を主成分とする金属あるいは合金、酸化ニオブ、またはこれら金属、合金及び酸化ニオブから選ばれる少なくとも２種以上の混合物である請求項１〜４のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
6. 半導体層が有機半導体層を含む層である請求項１〜５のいずれかに記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
7. 有機半導体層が、ドーパントをドープした導電性高分子を主成分とした半導体層である請求項６に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
8. 導電性高分子が、ポリアニリン、ポリオキシフェニレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリピロール、ポリメチルピロール、及びこれらの置換誘導体から選択される請求項７に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の方法で得られる固体電解コンデンサ素子を外装樹脂で封口してなる固体電解コンデンサ。
10. 請求項９に記載の固体電解コンデンサを使用した電子回路。
11. 請求項９に記載の固体電解コンデンサを使用した電子機器。

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