JP2014049742A - 固体電解コンデンサ - Google Patents
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Abstract
【課題】 本発明は、製造工程の煩雑化を無くすことが可能であり、静電容量を増加させることができるとともに、引出抵抗の増加を抑制できる固体電解コンデンサを提供すること。
【解決手段】 陽極箔、陰極箔、並びに陽極箔及び陰極箔の間に介したセパレータによって巻回された巻回素子を直方体に扁平し、固体電解質を形成した直方体素子と、陽極引出端子と、陰極引出端子と、直方体素子を外装する外装体と、外装体から露出するリードフレームと、を備え、陽極引出端子及び陰極引出端子の両方が、直方体素子の巻芯に対して片側に配置されており、第二板状部は、第一板状部よりも巻芯から離れており、第一露出部は、第一板状部よりも厚く且つ巻芯側に突出しており、第二露出部は、第二板状部よりも厚く且つ第一板状部を超えて巻芯側に突出しており、第二露出部が第二板状部から突出した高さは、第一露出部が第一板状部から突出した高さよりも高い、固体電解コンデンサ。
【選択図】図１
【解決手段】 陽極箔、陰極箔、並びに陽極箔及び陰極箔の間に介したセパレータによって巻回された巻回素子を直方体に扁平し、固体電解質を形成した直方体素子と、陽極引出端子と、陰極引出端子と、直方体素子を外装する外装体と、外装体から露出するリードフレームと、を備え、陽極引出端子及び陰極引出端子の両方が、直方体素子の巻芯に対して片側に配置されており、第二板状部は、第一板状部よりも巻芯から離れており、第一露出部は、第一板状部よりも厚く且つ巻芯側に突出しており、第二露出部は、第二板状部よりも厚く且つ第一板状部を超えて巻芯側に突出しており、第二露出部が第二板状部から突出した高さは、第一露出部が第一板状部から突出した高さよりも高い、固体電解コンデンサ。
【選択図】図１
Description
本発明は、固体電解コンデンサに関する。
近年、電子機器の高性能化・小型化に伴い、部品の実装密度に配慮した、モールドチップ部品が主流となっている。アルミ電解コンデンサも例外ではなく、表面実装（Surfaced Mounting Technology， SMT）のアルミ電解コンデンサも大いに応用されている。
表面実装技術は新世代の電子組立技術であり、伝統型の電子部品を以前の体積の数十分の一に圧縮し、電子部品実装の高密度、高信頼性、小型化、低コスト及び生産の自動化を実現させた。しかし、アルミ電解コンデンサの場合、一般的な表面実装品は、縦型タイプ（通称Ｖチップ）であるが、低背が要求される電子機器には限界があった。
その欠点を克服すべく技術として、ポリアニリンを固体電解質層に用いた巻回型モールドチップが提案されている。しかし、円柱形の巻回素子をモールドするため、巻回素子径に制約が生じ、外装後、依然として比較的大きな厚さ方向のスペースを占め、より低背要求を満足させることが難しいという問題があった。また、二つ目の問題として、素子を薄く形成できる積層構造のモールドチップ型の固体電解コンデンサがあるが、固体電解質層であるポリピロールを形成するにあたり、第一層目に化学重合膜を形成し、第二層目を電解重合させる方法では電解重合に長時間を要し、更にこの電解重合は単層処理でしかも積層枚数分溶接しなければならず、工数がかかるという問題があった。
これらの問題に鑑み、陽極箔、陰極箔及び陽極箔と陰極箔との間に介したセパレータによって巻回され、更に直方体に扁平され固体電解質を化学重合で形成された直方体の素子と、素子に接続させた電極引出端子と、その直方体素子を外装する外装体とを備えた固体電解コンデンサが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図１２（ａ）は、従来の固体電解コンデンサを模式図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す固体電解コンデンサが備える直方体素子の模式図である。
固体電解コンデンサ１０１は、陽極箔、陰極箔及び陽極箔と陰極箔との間に介したセパレータによって巻回され、更に直方体に扁平され固体電解質を形成した直方体の素子１１０と、素子１１０に接続させた陽極引出端子１２１及び陰極引出端子１２２と、その直方体の素子１１０を外装する外装体１３０とを備えている。陽極引出端子１２１は、素子１１０の一方の端面１１０ａから露出し、リードフレーム１４０と接続されている。陰極引出端子１２２は、素子１１０の他方の端面１１０ｂから露出し、リードフレーム１４０と接続されている。
固体電解コンデンサ１０１は、陽極箔、陰極箔及び陽極箔と陰極箔との間に介したセパレータによって巻回され、更に直方体に扁平され固体電解質を形成した直方体の素子１１０と、素子１１０に接続させた陽極引出端子１２１及び陰極引出端子１２２と、その直方体の素子１１０を外装する外装体１３０とを備えている。陽極引出端子１２１は、素子１１０の一方の端面１１０ａから露出し、リードフレーム１４０と接続されている。陰極引出端子１２２は、素子１１０の他方の端面１１０ｂから露出し、リードフレーム１４０と接続されている。
特許文献１に記載の固体電解コンデンサによれば、より低背要求を満足させることができ、工数の増加を抑えることができる。更に、従来のタンタルコンデンサと比べると、銀やタンタル等の貴金属を用いる必要がないので、低コスト化が可能になる。
しかしながら、特許文献１に記載の固体電解コンデンサでは、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、陽極箔に接続された陽極引出端子１２１と、陰極箔に接続された陰極引出端子１２２とが、巻芯１１０ｃ（一点鎖線）を中心として両側（対称）に配置されているため、素子１１０の厚さ方向において、陽極引出端子１２１の位置（高さ）と、陰極引出端子１２２の位置（高さ）とが大きく異なる。ところが、固体電解コンデンサ１０１では、通常、素子１１０を樹脂で封止して外装体１３０を形成する際に、外装体１３０から露出するリードフレーム１４０の高さを揃えなければならない。そのため、特許文献１に記載の固体電解コンデンサでは、リードフレーム１４０に曲げ加工を施して段差１４０ａを設けることにより、リードフレーム１４０と陰極引出端子１２２との接続位置において、リードフレーム１４０の高さを調整しなければならず、製造工程が煩雑化するという問題があった。
また、リードフレーム１４０に段差１４０ａを設けると、その段差部分についても樹脂で封止しなければならないため、必然的に、電極箔（例えば、陽極箔）の幅を短くしなければならない。そのため、コンデンサの静電容量が制限されてしまうという問題があった。
そのような課題に対して、本発明者は、図１３に示すような固体電解コンデンサを提案している。
図１３（ａ）は、本発明者が先に提案した固体電解コンデンサの一例を示す模式図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す固体電解コンデンサが備える直方体素子の模式図である。なお、図１３では、図１２に示す構成に相当する構成に対して、図１２と同じ符号を付している。
図１３（ａ）は、本発明者が先に提案した固体電解コンデンサの一例を示す模式図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す固体電解コンデンサが備える直方体素子の模式図である。なお、図１３では、図１２に示す構成に相当する構成に対して、図１２と同じ符号を付している。
図１３に示す固体電解コンデンサ１０１´では、図１２に示す固体電解コンデンサ１０１と異なり、陽極引出端子１２１及び陰極引出端子１２２の両方が、素子１１０の巻芯１１０ｃに対して片側（図中下側）に配置されている。従って、陽極引出端子１２１及び陰極引出端子１２２の高さの差を小さくでき、リードフレーム１４０に段差１４０ａ（図１２）を設ける必要が無くなる。その結果、リードフレーム１４０の曲げ加工を省略できるので、製造工程の煩雑化を無くすことができる。また、リードフレーム１４０の段差１４０ａ（図１２）を無くすことができるので、電極箔の幅（面積）を広げることができる。従って、コンデンサの静電容量値を増加させることができる。
ところが、本発明者は、図１３に示すように、陽極引出端子１２１及び陰極引出端子１２２の両方を、素子１１０の巻芯１１０ｃに対して片側に配置すると、固体電解コンデンサ１０１´の抵抗値が増大するという新たな問題が生じることを見出した。この問題について、以下に説明する。
図１４は、図１３に示す固体電解コンデンサ１０１´における陽極箔１１１と陽極引出端子１２１との位置関係、及び陰極箔１１２と陰極引出端子１２２との位置関係を示す図である。
固体電解コンデンサ１０１´（図１３）は、陽極箔１１１と、陰極箔１１２と、セパレータ（図示せず）とを巻回することにより得られる。陽極箔１１１の長手方向の一端１１１ａと、陰極箔１１２の長手方向の一端１１２ａとは、素子１１０´の巻芯１１０ｃ側の端部である。一方、陽極箔１１１の他端１１１ｂと、陰極箔１１２の他端１１２ｂとは、素子１１０´の外周側に位置する端部である。
図１３に示すように、陽極引出端子１２１及び陰極引出端子１２２の両方を、素子１１０の巻芯１１０ｃに対して片側に配置する場合、陽極引出端子１２１は、陽極箔１１１の長手方向の略中央に配置されるが、陰極引出端子１２２は、陰極箔１１２の巻芯側端部１１２ａの近くに配置される。
このように、陰極引出端子１２２が、陰極箔１１２の巻芯側端部１１２ａの近くに配置され、陰極箔１１２の長手方向の中央から遠くに離れてしまう。その結果、図１３に示す固体電解コンデンサ１０１´では抵抗値（所謂、引出抵抗）が増大するという問題が生じる。
固体電解コンデンサ１０１´（図１３）は、陽極箔１１１と、陰極箔１１２と、セパレータ（図示せず）とを巻回することにより得られる。陽極箔１１１の長手方向の一端１１１ａと、陰極箔１１２の長手方向の一端１１２ａとは、素子１１０´の巻芯１１０ｃ側の端部である。一方、陽極箔１１１の他端１１１ｂと、陰極箔１１２の他端１１２ｂとは、素子１１０´の外周側に位置する端部である。
図１３に示すように、陽極引出端子１２１及び陰極引出端子１２２の両方を、素子１１０の巻芯１１０ｃに対して片側に配置する場合、陽極引出端子１２１は、陽極箔１１１の長手方向の略中央に配置されるが、陰極引出端子１２２は、陰極箔１１２の巻芯側端部１１２ａの近くに配置される。
このように、陰極引出端子１２２が、陰極箔１１２の巻芯側端部１１２ａの近くに配置され、陰極箔１１２の長手方向の中央から遠くに離れてしまう。その結果、図１３に示す固体電解コンデンサ１０１´では抵抗値（所謂、引出抵抗）が増大するという問題が生じる。
本発明は、上述した課題に鑑みてなされた発明であって、その目的は、製造工程の煩雑化を無くすことが可能であり、静電容量を増加させることができるとともに、引出抵抗の増加を抑制できる固体電解コンデンサを提供することである。
本発明は、固体電解コンデンサであって、前記固体電解コンデンサは、陽極箔、陰極箔、並びに陽極箔及び陰極箔の間に介したセパレータによって巻回された巻回素子を直方体に扁平し、固体電解質を形成した直方体素子と、前記直方体素子内において前記陽極箔と接続された第一板状部と、前記直方体素子の一方の端面から露出した第一露出部とを有する陽極引出端子と、前記直方体素子内において前記陰極箔と接続された第二板状部と、前記直方体素子の他方の端面から露出した第二露出部とを有する陰極引出端子と、前記直方体素子を外装する外装体と、前記第一露出部及び前記第二露出部の各々に溶接され、前記外装体から露出するリードフレームと、を備える。
前記固体電解コンデンサでは、前記陽極引出端子及び前記陰極引出端子の両方が、前記直方体素子の巻芯に対して片側に配置されている。
前記固体電解コンデンサでは、前記直方体素子の厚さ方向において、前記第二板状部は、前記第一板状部よりも前記巻芯から離れており、前記第一露出部は、前記第一板状部よりも厚く且つ前記巻芯側に突出しており、前記第二露出部は、前記第二板状部よりも厚く且つ前記第一板状部を超えて前記巻芯側に突出しており、前記第二露出部が前記第二板状部から突出した高さは、前記第一露出部が前記第一板状部から突出した高さよりも高い。
前記固体電解コンデンサでは、前記陽極引出端子及び前記陰極引出端子の両方が、前記直方体素子の巻芯に対して片側に配置されている。
前記固体電解コンデンサでは、前記直方体素子の厚さ方向において、前記第二板状部は、前記第一板状部よりも前記巻芯から離れており、前記第一露出部は、前記第一板状部よりも厚く且つ前記巻芯側に突出しており、前記第二露出部は、前記第二板状部よりも厚く且つ前記第一板状部を超えて前記巻芯側に突出しており、前記第二露出部が前記第二板状部から突出した高さは、前記第一露出部が前記第一板状部から突出した高さよりも高い。
本発明の固体電解コンデンサでは、陽極引出端子及び陰極引出端子の両方が、直方体素子の巻芯に対して片側に配置され、直方体素子の厚さ方向において、第二板状部は、第一板状部よりも巻芯から離れている。従って、本発明では、陰極引出端子を陰極箔の巻芯側端部の近くに配置する必要がなく、陰極引出端子を陰極箔の長手方向の中央に近い位置（例えば、略中央）に配置できる。これにより、引出抵抗の増加を抑制できる。
また、陽極引出端子及び陰極引出端子の両方が、直方体素子の巻芯に対して片側に配置され、直方体素子の厚さ方向において、第一露出部は、第一板状部よりも厚く且つ巻芯側に突出しており、第二露出部は、第二板状部よりも厚く且つ第一板状部を超えて巻芯側に突出しており、第二露出部が第二板状部から突出した高さが、第一露出部が第一板状部から突出した高さよりも高い。従って、陽極引出端子及び陰極引出端子の段差を小さくし、リードフレームの曲げ加工を無くすことができるので、製造工程の煩雑化を無くすことができる。また、リードフレームの曲げ段差を無くすことができるので、電極箔の幅（面積）を広げることができる。従って、コンデンサの静電容量値を増加させることができる。
また、陽極引出端子及び陰極引出端子の両方が、直方体素子の巻芯に対して片側に配置され、直方体素子の厚さ方向において、第一露出部は、第一板状部よりも厚く且つ巻芯側に突出しており、第二露出部は、第二板状部よりも厚く且つ第一板状部を超えて巻芯側に突出しており、第二露出部が第二板状部から突出した高さが、第一露出部が第一板状部から突出した高さよりも高い。従って、陽極引出端子及び陰極引出端子の段差を小さくし、リードフレームの曲げ加工を無くすことができるので、製造工程の煩雑化を無くすことができる。また、リードフレームの曲げ段差を無くすことができるので、電極箔の幅（面積）を広げることができる。従って、コンデンサの静電容量値を増加させることができる。
本発明の上述の目的、特徴及びメリットをより理解し易くするために、以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施形態について詳しく説明する。本発明について理解し易くなるように、以下の説明では、詳細な内容を記載しているが、本発明は、以下に実施された形態以外でも実施可能であり、以下の実施形態に限定されない。さらに、図面は、実際の寸法に基づいて作成されたものではなく、概略図又は模式図に過ぎないので、図面によって、本発明は限定されない。また、図面においては、本発明の特徴部分を強調するために、一部の構成を省略して示している場合がある。
本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサについて説明する。
図１（ａ）は、本願発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサを模式的に示す概略縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す固体電解コンデンサが備える直方体素子を模式的に示す図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示す直方体素子の縦断面図である。
図２（ａ）は、図１に示す固体電解コンデンサにおける陽極箔と陽極引出端子との位置関係、及び陰極箔と陰極引出端子との位置関係を示す図であり、（ｂ）は、本発明に係る陰極箔の長手方向の中心と陰極引出端子の第二板状部との距離Ｄと、陰極箔の長手方向の長さＬとを説明するための図である。
図３（ａ）は、陽極箔を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、陰極箔を模式的に示す断面図である。
図４は、本願発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサの固体電解質形成前の分解構造を模式的に示す概略斜視図である。
図１（ａ）は、本願発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサを模式的に示す概略縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す固体電解コンデンサが備える直方体素子を模式的に示す図であり、（ｃ）は、（ｂ）に示す直方体素子の縦断面図である。
図２（ａ）は、図１に示す固体電解コンデンサにおける陽極箔と陽極引出端子との位置関係、及び陰極箔と陰極引出端子との位置関係を示す図であり、（ｂ）は、本発明に係る陰極箔の長手方向の中心と陰極引出端子の第二板状部との距離Ｄと、陰極箔の長手方向の長さＬとを説明するための図である。
図３（ａ）は、陽極箔を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は、陰極箔を模式的に示す断面図である。
図４は、本願発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサの固体電解質形成前の分解構造を模式的に示す概略斜視図である。
図４に示すように、固体電解コンデンサ１は、陽極箔１１、陰極箔１２、及び陽極箔１１と陰極箔１２の間に配置されたセパレータ１３によって巻回された巻回素子を直方体に扁平し、固体電解質を形成した直方体素子１０と、陽極箔１１に接続された陽極引出端子２１と、陰極箔１２に接続された陰極引出端子２２と、直方体素子１０を樹脂モールドにより外装する外装体３０（図１参照）とを備える。
図４では、巻止テープ１４の端部が自由になっているが、実際には、巻止テープ１４の端部は直方体素子１０の側面に貼り付けられる。また、巻止テープを使用せず接着剤で貼り付ける方法もある。図４に示すように、陽極箔１１及び陰極箔１２は全体的に帯状である。陽極箔１１と陰極箔１２との間に、セパレータ１３が設けられている。陽極箔と陰極箔の各々の表面およびセパレータ１３で保持させる固体電解質として、導電性高分子が用いられている。導電性高分子としては、例えば、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン等が挙げられる。
陽極箔１１は、図３（ａ）に示すように、第一弁金属層１５と第一弁金属層１５の表面に形成された誘電体酸化皮膜１６からなる。ここでの弁金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン等の金属が挙げられる。本実施の形態では、アルミニウムが用いられている。誘電体酸化皮膜１６は、エッチング処理された第一弁金属層１５の表面に化成処理を経て形成される。本実施の形態では、誘電体酸化皮膜は、酸化アルミニウムである。
陰極箔１２は、図３（ｂ）に示すように、第二弁金属層１７及び第二弁金属層１７の表面に附着した炭化物粒子層１８からなる。ここでの弁金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン等の金属が挙げられる。本実施の形態には、アルミニウムが用いられている。なお、図３（ａ）、（ｂ）では、陽極箔１１及び陰極箔１２の各々の箔内における積層構造を示しているが、図３以外の図では、各電極箔内の積層構造を示していない。また、図２に示すように、陰極箔１２の箔長（陰極箔１２の長手方向における長さ）は、陽極箔１１の箔長（陽極箔１１の長手方法における長さ）よりも長く、後述するように陰極箔１２は陽極箔１１に対して巻回軸に対して外側に巻回される。
図１に示すように、固体電解コンデンサ１は、陽極引出端子２１と、陰極引出端子２２とを備える。陽極引出端子２１は、陽極箔１１（図４参照）に接続されている。陰極引出端子２２は、陰極箔１２（図４参照）に接続されている。
図１に示すように、陽極引出端子２１は、直方体素子１０内において陽極箔１１と接続された第一板状部２１ｂと、直方体素子１０の一方の端面１０ａから露出した第一露出部２１ａとを有する。陰極引出端子２２は、直方体素子１０内において陰極箔１２と接続された第二板状部２２ｂと、直方体素子１０の他方の端面１０ｂから露出した第二露出部２２ａとを有する。端面１０ａ、１０ｂは、直方体素子１０における陽極箔１１及び陰極箔１２の巻回の軸線（巻芯１０ｃ）と垂直な面である。言い換えれば、陽極箔１１と陰極箔１２の幅方向と垂直な面のことである。また、直方体素子１０における陽極箔１１と陰極箔１２との巻回の軸線と平行な面が直方体素子１０の側面である。なお、巻芯１０ｃは、最内周に位置するセパレータ１３からなり、巻回素子１９（図６）にプレス加工が施されることにより、図１（ｃ）に示すように、巻芯１０ｃの軸線方向からみて、端面１０ｂの長手方向に延びている。
陽極引出端子２１の第一露出部２１ａ及び陰極引出端子２２の第二露出部２２ａは、非弁金属からなる。陽極引出端子の第一板状部２１ｂ及び陰極引出端子の第二板状部２２ｂは、弁金属からなる。なお、陽極引出端子２１の第一露出部２１ａ及び陰極引出端子２２の第二露出部２２ａは、弁金属からなってもよい。陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２の両方が、直方体素子１０の巻芯１０ｃに対して片側に配置されている。これにより、直方体素子１０外における陽極引出端子２１と陰極引出端子２２との高さの差を小さくすることができる。
また、直方体素子１０の厚さ方向において、陰極引出端子２２の第二板状部２２ｂは、陽極引出端子２１の第一板状部２１ｂよりも巻芯１０ｃから離れている。第二板状部２２ｂと第一板状部２１ｂとの間には、例えば、固体電解質層（一枚のセパレータ１３）及び陰極箔１２（一枚の陰極箔１２）が配置されている。なお、第二板状部２２ｂと第一板状部２１ｂとの間に、固体電解質層（一枚のセパレータ１３）及び陽極箔１１（一枚の陽極箔１１）が配置されていてもよく、固体電解質層（一枚のセパレータ１３）のみが配置されていてもよい。このように、第二板状部２２ｂと第一板状部２１ｂとは、直方体素子１０の厚さ方向に間隔を空けて配置されており、直接接触しておらず、絶縁されている。
さらに、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、第二板状部２２ｂと第一板状部２１ｂとの少なくとも一部は、直方体素子１０の厚さ方向に重なり合っている。第二板状部２２ｂと第一板状部２１ｂとの少なくとも半分が重なり合っていてもよく、第二板状部２２ｂと第一板状部２１ｂとの２／３以上が重なり合っていてもよい。なお、本実施形態では、両端子は同じ幅を有しているが、両端子の幅が異なる場合には、両端子の重なり合いの程度は、幅の短い端子を基準として算出される。また、巻芯１０ｃと、第二板状部２２ｂ及び第一板状部２１ｂとは、直方体素子１０の厚さ方向に重なり合っている。端面１０ｂ（又は端面１０ａ）の長手方向において、第一板状部２１ｂ及び第二板状部２２ｂの幅は、巻芯１０ｃの幅よりも狭い。
さらに、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、第二板状部２２ｂと第一板状部２１ｂとの少なくとも一部は、直方体素子１０の厚さ方向に重なり合っている。第二板状部２２ｂと第一板状部２１ｂとの少なくとも半分が重なり合っていてもよく、第二板状部２２ｂと第一板状部２１ｂとの２／３以上が重なり合っていてもよい。なお、本実施形態では、両端子は同じ幅を有しているが、両端子の幅が異なる場合には、両端子の重なり合いの程度は、幅の短い端子を基準として算出される。また、巻芯１０ｃと、第二板状部２２ｂ及び第一板状部２１ｂとは、直方体素子１０の厚さ方向に重なり合っている。端面１０ｂ（又は端面１０ａ）の長手方向において、第一板状部２１ｂ及び第二板状部２２ｂの幅は、巻芯１０ｃの幅よりも狭い。
第一露出部２１ａは、第一板状部２１ｂよりも厚く且つ巻芯１０ｃ側に突出している。なお、本実施形態では、第一露出部２１ａが、巻芯１０ｃと反対側にも突出している。また、第二露出部２２ａは、第二板状部２２ｂよりも厚く且つ第一板状部２１ｂを超えて巻芯１０ｃ側に突出している。第二露出部２２ａが第二板状部２２ｂから突出した高さＨ２は、第一露出部２１ａが第一板状部２１ｂから突出した高さＨ１よりも高い。第一露出部２１ａは、第一板状部２１ｂよりも厚く且つ巻芯１０ｃ側に突出しているので、Ｈ１は、０ではない。本実施形態では、図１（ａ）に示すように、第一露出部２１ａの巻芯１０ｃ側（図中上側）の表面２１ｃと、第二露出部２２ａの巻芯１０ｃ側（図中上側）の表面２２ｃとは、実質的に同一平面上に位置する。言い換えると、表面２１ｃと表面２２ｃとは、直方体素子１０の厚さ方向（図中上下方向）において、実質的に同じ高さに位置する。表面２１ｃ、２２ｃの夫々には、リードフレーム４０が溶接される。表面２１ｃと表面２２ｃとが実質的に同じ高さに位置するので、リードフレーム４０内に段差（図１２参照）が設けられていない状態で、表面２１ｃ、２２ｃとリードフレーム４０との溶接が行われている。本実施形態では、外装体３０内に位置するリードフレーム４０が平板状である。即ち、外装体３０内に位置するリードフレーム４０に曲げ加工が施されていない。
図１（ａ）に示したように、直方体素子１０の外部にリードフレーム４０が設けられている。リードフレーム４０が外装体３０に嵌め込まれている。また、各リードフレーム４０に、陽極引出端子２１の第一露出部２１ａ又は陰極引出端子２２の第二露出部２２ａが接続される。この構成では、固体電解コンデンサ１の製造時において、一つのリードフレーム４０に複数の直方体素子１０が接続される（図９、図１１参照）。
外装体３０内から露出したリードフレーム４０は、外装体３０の表面に沿って、図１における下側に向けて曲げられている。また、陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２は、巻芯１０ｃよりも図１における下側に位置している。即ち、陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２は、巻芯１０ｃに対して片側に位置し、リードフレーム４０は、同じ側に向けて曲げられている。
本実施形態において、第一露出部２１ａ及び第二露出部２２ａは扁平状である。当該部分が円柱状である場合に比べると、第一露出部２１ａ及び第二露出部２２ａと、直方体素子１０外部のリード線（例えばリードフレーム４０）とを接続させるときに面接触になるので、より大きな接触面積が得られ、電気的接続を確保することができる。本発明において、第一露出部２１ａ及び第二露出部２２ａは、第一板状部２１ｂ及び第二板状部２２ｂよりも厚ければよく、第一露出部２１ａ及び第二露出部２２ａの形状は、この例に限定されず、例えば、第一板状部２１ｂ及び第二板状部２２ｂよりも厚い板状であってもよい。第一露出部２１ａの表面２１ｃ及び第二露出部２２ａの表面２２ｃは、平面であってもよく、曲面であってもよく、平面と曲面とからなっていてもよい。
図１に示すように、外装体３０によって、直方体素子１０と、直方体素子１０と接続させたリードフレーム４０とが外装（封止）され、外部との絶縁が確保されている。外装体３０としては、例えば、エポキシ樹脂や液晶ポリマー等が挙げられる。また、外装体３０の形成には、一般的なモールド成型のプロセスが用いられる。外装体３０内において、リードフレーム４０は、平板状を有しており、陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２の各々と面接触している。外装体３０内において、リードフレーム４０には曲げ加工が施されていない。具体的に、直方体素子１０の端面１０ａ、１０ｂと、端面１０ａ、１０ｂと対向する外装体３０の表面との間において、リードフレーム４０には曲げ加工が施されておらず、リードフレーム４０は、巻芯１０ｃの軸線（図１における一点鎖線）方向と平行に延びている。従って、直方体素子１０の端面１０ａ、１０ｂと、端面１０ａ、１０ｂと対向する外装体３０の表面との間の距離を短くすることができる。その結果、陽極箔１１の幅を広くすることができ、静電容量を増加させることができる。
本実施形態では、直方体素子１０を適切な厚さ（例えば、１．８ｍｍ）に設定することにより、樹脂モールド時に、直方体素子の厚さによる制約が無く、より低背要求に応えることができるチップ型の固体電解コンデンサを実現できる。従って、本実施形態に係る固体電解コンデンサ１によれば、占める厚さ方向のスペースが少なく、電子機器の低背化に対する要求をより高いレベルで満足させることができる。
また、本実施形態では、陽極箔１１及び陰極箔１２が巻回されていない状況下で、陽極引出端子２１は、陽極箔１１の長手方向の中心Ｃ１と重なる位置に取り付けられている。また、陰極引出端子２２は、陰極箔１２の長手方向の中心Ｃ２と重なる位置に取り付けられている。これにより、引出抵抗の増加を抑制できる。その結果、固体電解コンデンサ１の抵抗値の増大を抑制できる。なお、各電極引出端子２１、２２の各電極箔１１、１２への取付は、例えば、カシメにより行われる。
このように、本発明では、図２（ａ）に示すように、各電極引出端子２１、２２が、各電極箔１１、１２の長手方向の中心Ｃ１、Ｃ２の近くに配置されることが好ましい。陰極引出端子２２について、本発明では、図１に示すように、陰極引出端子２２の第二板状部２２ｂが、直方体素子１０の厚さ方向において陽極引出端子２１の第一板状部２１ｂよりも巻芯１０ｃから離れた位置に配置されるので、図２（ａ）に示すように、陰極引出端子２２を陰極箔１２の長手方向の中心Ｃ２の近くに配置できる。
具体的に、図２（ｂ）に示すように、陰極箔１２が巻回されていない状況下で、陰極箔１２の長手方向の中心Ｃ２と、陰極引出端子２２の第二板状部２２ｂ（箔長手方向における第二板状部２２ｂの中心）との距離Ｄと、陰極箔１２の長手方向の長さＬとは、０≦Ｄ／Ｌ≦０．１５の関係を満たすことが好ましい。なお、Ｄ／Ｌ＝０とは、第二板状部２２ｂが陰極箔１２の長手方向の中心Ｃ２と接するように又は重なるように配置されていることを意味する。０≦Ｄ／Ｌ≦０．１５の関係を満たすことにより、引出抵抗の増加を効果的に抑制できる。さらに、本発明では、図２（ａ）に示すように、陰極引出端子２２が陰極箔１２の長手方向の中心Ｃ２と重なるように配置されていることがより好ましい。また、陰極引出端子２２が、陰極引出端子２２の幅方向の中心と陰極箔１２の長手方向の中心Ｃ２とが略重なり合うように配置されていることがさらに好ましい。引出抵抗の増加をより効果的に抑制できる。陽極箔１１及び陽極引出端子２１についても、同様である。
具体的に、図２（ｂ）に示すように、陰極箔１２が巻回されていない状況下で、陰極箔１２の長手方向の中心Ｃ２と、陰極引出端子２２の第二板状部２２ｂ（箔長手方向における第二板状部２２ｂの中心）との距離Ｄと、陰極箔１２の長手方向の長さＬとは、０≦Ｄ／Ｌ≦０．１５の関係を満たすことが好ましい。なお、Ｄ／Ｌ＝０とは、第二板状部２２ｂが陰極箔１２の長手方向の中心Ｃ２と接するように又は重なるように配置されていることを意味する。０≦Ｄ／Ｌ≦０．１５の関係を満たすことにより、引出抵抗の増加を効果的に抑制できる。さらに、本発明では、図２（ａ）に示すように、陰極引出端子２２が陰極箔１２の長手方向の中心Ｃ２と重なるように配置されていることがより好ましい。また、陰極引出端子２２が、陰極引出端子２２の幅方向の中心と陰極箔１２の長手方向の中心Ｃ２とが略重なり合うように配置されていることがさらに好ましい。引出抵抗の増加をより効果的に抑制できる。陽極箔１１及び陽極引出端子２１についても、同様である。
次に、図５〜図１１を参照にして、本実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法について説明する。
＜ステップＳ１＞
図５の通り、所定の幅に裁断された陽極箔１１および陰極箔１２を準備する。具体的に、陽極箔１１と陰極箔１２は共に帯状である。陽極箔１１及び陰極箔１２については、上述した通りであるので、ここでの説明は省略する。
図５の通り、所定の幅に裁断された陽極箔１１および陰極箔１２を準備する。具体的に、陽極箔１１と陰極箔１２は共に帯状である。陽極箔１１及び陰極箔１２については、上述した通りであるので、ここでの説明は省略する。
＜ステップＳ２＞
図５の通り、陽極箔１１及び陰極箔１２に各電極引出端子２１、２２を接合する。
具体的に、陽極箔１１に陽極引出端子２１を接合する工程（第一接合工程）と、陰極箔１２に陰極引出端子２２を接合する工程（第二接合工程）とを行う。なお、第一接合工程と第二接合工程との順序（先後）は特に限定されない。
陽極引出端子２１は、製造過程では、第一板状部２１ｂと、第一露出部２１ａと、第一柱状部２１ｅとからなる。
第一板状部２１ｂは、陽極引出端子２１の一端に位置する。第一板状部２１ｂは、陽極箔１１と重なり合い、陽極箔１１に接合される。
第一露出部２１ａは、第一板状部２１ｂと連続している。第一露出部２１ａは、図５に示すように、第一板状部２１ｂが陽極箔１１に接合される時、陽極箔１１の長手方向（図中左右方向）の一辺（図中下側の辺）よりも、陽極箔１１の短手方向（図中上下方向）における外側（図中下側）に突出しており、陽極箔１１と重なり合っていない。
第一柱状部２１ｅは、第一露出部２１ａの第一板状部２１ｂと連続する側（図中上側）と反対側（図中下側）から延出している部分である。従って、第一板状部２１ｂが陽極箔１１と接合されるとき、第一露出部２１ａ及び第一柱状部２１ｅは、陽極箔１１の長手方向の一辺（図中下側の辺）から突出している。
陰極引出端子２２は、製造過程では、第二露出部２２ａと、第二板状部２２ｂと、接続部２２ｄと、第二柱状部２２ｅとからなる。
第二露出部２２ａは、陰極引出端子２２の一端に位置する。第二露出部２２ａは、図５に示すように、第二板状部２２ｂが陰極箔１２に接合される時、陰極箔１２の長手方向（図中左右方向）の一辺（図中上側の辺）よりも、陰極箔１２の短手方向（図中上下方向）における外側（図中上側）に突出しており、陰極箔１２と重なり合っていない。
第二板状部２２ｂは、第二露出部２２ａと連続している。第二板状部２２ｂは、陰極箔１２と重なり合い、陰極箔１２に接合される。
接続部２２ｄは、第二板状部２２ｂと連続している。接続部２２ｄは、図５に示すように、第二板状部２２ｂが陰極箔１２に接合される時、陽極箔１１の長手方向（図中左右方向）の他辺（図中下側の辺）よりも、陰極箔１２の短手方向（図中上下方向）における外側（図中下側）に突出しており、陰極箔１２と重なり合っていない。
第二柱状部２２ｅは、接続部２２ｄと連続している。即ち、接続部２２ｄ及び第二柱状部２２ｅは、第二板状部２２ｂが陰極箔１２に接合される時、第二板状部２２ｂから陰極箔１２の長手方向の他辺（図中下側の辺）を越えて陰極箔１２の短手方向における外側（図中下側）に延出している部分である。
ステップＳ２では、第二板状部２２ｂを陰極箔１２に接合するとともに、第二板状部２２ｂから陰極箔１２の長手方向の他辺（図中下側の辺）を越えて陰極箔１２の短手方向の外側（図中下側）に延出している部分（接続部２２ｄ及び第二柱状部２２ｅ）を切除する（第二切除工程）。本実施形態では、直方体素子１０の厚さ方向における陽極引出端子２１と陰極引出端子２２との距離が短く、且つ陽極引出端子２１の第一露出部２１ａが第一板状部２１ｂよりも厚いので、陽極引出端子２１と陰極引出端子２２との短絡を防止するために、陰極引出端子２２の接続部２２ｄが丁寧に取り除かれる。従って、図１に示すように、直方体素子１０において、陰極引出端子２２は、直方体素子１０の端面１０ｂから突出するが、直方体素子１０の端面１０ａからほとんど突出しない。本発明では、陰極引出端子２２（第二板状部２２ｂ）が直方体素子１０の端面１０ａから突出しないことが好ましい。但し、短絡防止の観点からみて、若干量（例えば、製造時の不可避的誤差）の突出であれば許容される。なお、各電極引出端子２１、２２と、電極箔１１、１２との接合は、カシメや超音波溶接等により行われる。
図５の通り、陽極箔１１及び陰極箔１２に各電極引出端子２１、２２を接合する。
具体的に、陽極箔１１に陽極引出端子２１を接合する工程（第一接合工程）と、陰極箔１２に陰極引出端子２２を接合する工程（第二接合工程）とを行う。なお、第一接合工程と第二接合工程との順序（先後）は特に限定されない。
陽極引出端子２１は、製造過程では、第一板状部２１ｂと、第一露出部２１ａと、第一柱状部２１ｅとからなる。
第一板状部２１ｂは、陽極引出端子２１の一端に位置する。第一板状部２１ｂは、陽極箔１１と重なり合い、陽極箔１１に接合される。
第一露出部２１ａは、第一板状部２１ｂと連続している。第一露出部２１ａは、図５に示すように、第一板状部２１ｂが陽極箔１１に接合される時、陽極箔１１の長手方向（図中左右方向）の一辺（図中下側の辺）よりも、陽極箔１１の短手方向（図中上下方向）における外側（図中下側）に突出しており、陽極箔１１と重なり合っていない。
第一柱状部２１ｅは、第一露出部２１ａの第一板状部２１ｂと連続する側（図中上側）と反対側（図中下側）から延出している部分である。従って、第一板状部２１ｂが陽極箔１１と接合されるとき、第一露出部２１ａ及び第一柱状部２１ｅは、陽極箔１１の長手方向の一辺（図中下側の辺）から突出している。
陰極引出端子２２は、製造過程では、第二露出部２２ａと、第二板状部２２ｂと、接続部２２ｄと、第二柱状部２２ｅとからなる。
第二露出部２２ａは、陰極引出端子２２の一端に位置する。第二露出部２２ａは、図５に示すように、第二板状部２２ｂが陰極箔１２に接合される時、陰極箔１２の長手方向（図中左右方向）の一辺（図中上側の辺）よりも、陰極箔１２の短手方向（図中上下方向）における外側（図中上側）に突出しており、陰極箔１２と重なり合っていない。
第二板状部２２ｂは、第二露出部２２ａと連続している。第二板状部２２ｂは、陰極箔１２と重なり合い、陰極箔１２に接合される。
接続部２２ｄは、第二板状部２２ｂと連続している。接続部２２ｄは、図５に示すように、第二板状部２２ｂが陰極箔１２に接合される時、陽極箔１１の長手方向（図中左右方向）の他辺（図中下側の辺）よりも、陰極箔１２の短手方向（図中上下方向）における外側（図中下側）に突出しており、陰極箔１２と重なり合っていない。
第二柱状部２２ｅは、接続部２２ｄと連続している。即ち、接続部２２ｄ及び第二柱状部２２ｅは、第二板状部２２ｂが陰極箔１２に接合される時、第二板状部２２ｂから陰極箔１２の長手方向の他辺（図中下側の辺）を越えて陰極箔１２の短手方向における外側（図中下側）に延出している部分である。
ステップＳ２では、第二板状部２２ｂを陰極箔１２に接合するとともに、第二板状部２２ｂから陰極箔１２の長手方向の他辺（図中下側の辺）を越えて陰極箔１２の短手方向の外側（図中下側）に延出している部分（接続部２２ｄ及び第二柱状部２２ｅ）を切除する（第二切除工程）。本実施形態では、直方体素子１０の厚さ方向における陽極引出端子２１と陰極引出端子２２との距離が短く、且つ陽極引出端子２１の第一露出部２１ａが第一板状部２１ｂよりも厚いので、陽極引出端子２１と陰極引出端子２２との短絡を防止するために、陰極引出端子２２の接続部２２ｄが丁寧に取り除かれる。従って、図１に示すように、直方体素子１０において、陰極引出端子２２は、直方体素子１０の端面１０ｂから突出するが、直方体素子１０の端面１０ａからほとんど突出しない。本発明では、陰極引出端子２２（第二板状部２２ｂ）が直方体素子１０の端面１０ａから突出しないことが好ましい。但し、短絡防止の観点からみて、若干量（例えば、製造時の不可避的誤差）の突出であれば許容される。なお、各電極引出端子２１、２２と、電極箔１１、１２との接合は、カシメや超音波溶接等により行われる。
＜ステップＳ３＞
図６に示すように、陽極箔１１及び陰極箔１２、並びに陽極箔１１と陰極箔１２との間に配置されたセパレータ１３を巻回して所定の長さで切断することにより、円柱体を形成し、端部を巻止テープ１４により円柱体の側面に固定する。ここで、陰極箔１２は陽極箔１１に対して巻回軸に対して外側に巻回され、陰極箔１２が円柱体の最外周に位置する。この構成によれば、陽極箔１１に形成された誘電体酸化皮膜１６を抵抗の低い陰極箔で覆う（誘電体酸化皮膜１６に陰極箔１６を近づける）ことにより、ＥＳＲを低下させることができる。また、陽極箔１１より陰極箔１２の方が柔らかいので、陰極箔１２を陽極箔１１の外側に配置して巻回することにより、モールド樹脂による素子へのストレスを緩和することができる。なお、端部を円柱体の側面に固定する方法としては、端部を巻止テープ１４により円柱体の側面に固定する方法以外に、例えば、巻止テープを使用せず接着剤で貼り付ける方法もある。これにより巻回素子１９が形成される。このとき、陽極引出端子２１の第一板状部２１ｂ及び陰極引出端子２２の第二板状部２２ｂは、巻回素子１９の内部に位置する。また、陽極引出端子２１の第一露出部２１ａ及び第一柱状部２１ｅは、巻回素子１９の一端から露出する。また、陰極引出端子２２の第二露出部２２ａは、巻回素子１９の他端から露出する。セパレータ１３は、例えば、天然繊維（セルロース）または、化学繊維からなる。セパレータ１３として使用され得る天然繊維や化学繊維は、特に限定されるものではない。化学繊維としては、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、ポリイミド繊維、ナイロン繊維等の合成繊維を用いることができる。
図６に示すように、陽極箔１１及び陰極箔１２、並びに陽極箔１１と陰極箔１２との間に配置されたセパレータ１３を巻回して所定の長さで切断することにより、円柱体を形成し、端部を巻止テープ１４により円柱体の側面に固定する。ここで、陰極箔１２は陽極箔１１に対して巻回軸に対して外側に巻回され、陰極箔１２が円柱体の最外周に位置する。この構成によれば、陽極箔１１に形成された誘電体酸化皮膜１６を抵抗の低い陰極箔で覆う（誘電体酸化皮膜１６に陰極箔１６を近づける）ことにより、ＥＳＲを低下させることができる。また、陽極箔１１より陰極箔１２の方が柔らかいので、陰極箔１２を陽極箔１１の外側に配置して巻回することにより、モールド樹脂による素子へのストレスを緩和することができる。なお、端部を円柱体の側面に固定する方法としては、端部を巻止テープ１４により円柱体の側面に固定する方法以外に、例えば、巻止テープを使用せず接着剤で貼り付ける方法もある。これにより巻回素子１９が形成される。このとき、陽極引出端子２１の第一板状部２１ｂ及び陰極引出端子２２の第二板状部２２ｂは、巻回素子１９の内部に位置する。また、陽極引出端子２１の第一露出部２１ａ及び第一柱状部２１ｅは、巻回素子１９の一端から露出する。また、陰極引出端子２２の第二露出部２２ａは、巻回素子１９の他端から露出する。セパレータ１３は、例えば、天然繊維（セルロース）または、化学繊維からなる。セパレータ１３として使用され得る天然繊維や化学繊維は、特に限定されるものではない。化学繊維としては、ポリアミド繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、ポリイミド繊維、ナイロン繊維等の合成繊維を用いることができる。
＜ステップＳ４＞
図７の通り、巻回素子１９を直方体素子１０に変形する。具体的に、所定の冶具（図示せず）に巻回素子１９を固定し、荷重を加えて変形することにより、所定寸法の直方体素子１０を形成する。次に、直方体素子１０をバーに固定する。さらに、本実施形態では、第一露出部２１ａが円柱状である場合には、陽極引出端子２１の円柱状の第一露出部２１ａをプレスし、扁平状に成形する。
図７の通り、巻回素子１９を直方体素子１０に変形する。具体的に、所定の冶具（図示せず）に巻回素子１９を固定し、荷重を加えて変形することにより、所定寸法の直方体素子１０を形成する。次に、直方体素子１０をバーに固定する。さらに、本実施形態では、第一露出部２１ａが円柱状である場合には、陽極引出端子２１の円柱状の第一露出部２１ａをプレスし、扁平状に成形する。
＜ステップＳ５＞
直方体素子１０に化成処理及び熱処理を行う。具体的に、直方体素子１０を化成液容器中の化成液に浸し、化成容器を陰極とし、陽極引出端子２１を陽極として、陽極箔１１に化成処理を施す。化成液に用いる溶質は、カルボン酸基を有する有機酸塩類、リン酸塩等の無機酸塩等の溶質である。本実施の形態においては、化成液としてアジピン酸アンモニウムを用いる。この化成処理は、アジピン酸アンモニウム濃度０．５ｗｔ％〜３ｗｔ％を主体とした化成液を用いて、誘電体酸化皮膜の耐電圧に近似した電圧で行う。次に、直方体素子１０を化成液から取り出し、熱処理を行う。熱処理は２００℃〜３００℃の温度範囲で数分間〜十数分間程度行う。化成および熱処理の動作を数回繰り返す。これらの処理により、陽極箔１１の断面に露出した弁金属、または端子接続による傷等に起因する金属露出面に酸化皮膜が形成されている。それにより、より耐熱性に優れた誘電体酸化皮膜を形成することができる。
直方体素子１０に化成処理及び熱処理を行う。具体的に、直方体素子１０を化成液容器中の化成液に浸し、化成容器を陰極とし、陽極引出端子２１を陽極として、陽極箔１１に化成処理を施す。化成液に用いる溶質は、カルボン酸基を有する有機酸塩類、リン酸塩等の無機酸塩等の溶質である。本実施の形態においては、化成液としてアジピン酸アンモニウムを用いる。この化成処理は、アジピン酸アンモニウム濃度０．５ｗｔ％〜３ｗｔ％を主体とした化成液を用いて、誘電体酸化皮膜の耐電圧に近似した電圧で行う。次に、直方体素子１０を化成液から取り出し、熱処理を行う。熱処理は２００℃〜３００℃の温度範囲で数分間〜十数分間程度行う。化成および熱処理の動作を数回繰り返す。これらの処理により、陽極箔１１の断面に露出した弁金属、または端子接続による傷等に起因する金属露出面に酸化皮膜が形成されている。それにより、より耐熱性に優れた誘電体酸化皮膜を形成することができる。
＜ステップＳ６＞
上述の直方体素子の陽極箔１１と陰極箔１２の間に固体電解質層１３の形成を行う。本実施の形態においては、固体電解質は導電性高分子であり、モノマーである３，４−エチレンジオキシチオフェンと酸化剤であるｐ−トルエンスルホン酸鉄塩の化学重合によって形成される。具体的に、まず、モノマー溶液は、例えば、エタノールで希釈され２５ｗｔ％濃度とされる。直方体素子１０をモノマー溶液に浸し、そして、加熱乾燥により溶剤であるエタノールを除去させ、モノマーのみを残す。加熱乾燥の温度は、好ましくは４０℃〜６０℃であり、例えば５０℃とすることができる。６０℃を超える温度では、エタノールの沸点に近くなり急激な蒸発を招き、直方体素子１０内部にモノマーが均一に残らなくなる。また、４０℃以下では蒸発に時間を要する。乾燥時間は、直方体素子１０の体積によるが、直方体素子１０では、１０分〜２０分程度が好ましい。次にモノマーを残留させた直方体素子１０に酸化剤を含浸させ、３，４−エチレンジオキシチオフェンを形成させる。上述の酸化剤の含浸は、減圧含浸法により直方体素子１０に含浸させる。酸化剤としては、ｐ−トルエンスルホン酸鉄塩の５５ｗｔ％のブタノール溶液を用い、直方体素子１０を酸化剤に浸漬させ、減圧含浸させる。次に、直方体素子１０を３０℃から１８０℃まで段階的に昇温させ、化学重合反応により、導電性高分子であるポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェンを形成させることができる。なお、直方体素子に形成する導電性高分子は、直方体素子内で化学重合により形成する方法だけでなく、予め導電性高分子を合成し、溶媒に分散させた溶液に直方体素子を浸漬し乾燥して形成してもよく、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェンに替えて、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の公知の導電性高分子を単独または複数で使用することができる。なお、本実施形態では、第一露出部２１ａが、直方体素子１０の厚さ方向において、巻芯側に突出するとともに、巻芯側と反対側に突出しているので、固体電解質を形成するために直方体素子１０を含浸する際に、モノマー、酸化剤等の第一露出部２１ａへの這い上がりを抑制できる。
上述の直方体素子の陽極箔１１と陰極箔１２の間に固体電解質層１３の形成を行う。本実施の形態においては、固体電解質は導電性高分子であり、モノマーである３，４−エチレンジオキシチオフェンと酸化剤であるｐ−トルエンスルホン酸鉄塩の化学重合によって形成される。具体的に、まず、モノマー溶液は、例えば、エタノールで希釈され２５ｗｔ％濃度とされる。直方体素子１０をモノマー溶液に浸し、そして、加熱乾燥により溶剤であるエタノールを除去させ、モノマーのみを残す。加熱乾燥の温度は、好ましくは４０℃〜６０℃であり、例えば５０℃とすることができる。６０℃を超える温度では、エタノールの沸点に近くなり急激な蒸発を招き、直方体素子１０内部にモノマーが均一に残らなくなる。また、４０℃以下では蒸発に時間を要する。乾燥時間は、直方体素子１０の体積によるが、直方体素子１０では、１０分〜２０分程度が好ましい。次にモノマーを残留させた直方体素子１０に酸化剤を含浸させ、３，４−エチレンジオキシチオフェンを形成させる。上述の酸化剤の含浸は、減圧含浸法により直方体素子１０に含浸させる。酸化剤としては、ｐ−トルエンスルホン酸鉄塩の５５ｗｔ％のブタノール溶液を用い、直方体素子１０を酸化剤に浸漬させ、減圧含浸させる。次に、直方体素子１０を３０℃から１８０℃まで段階的に昇温させ、化学重合反応により、導電性高分子であるポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェンを形成させることができる。なお、直方体素子に形成する導電性高分子は、直方体素子内で化学重合により形成する方法だけでなく、予め導電性高分子を合成し、溶媒に分散させた溶液に直方体素子を浸漬し乾燥して形成してもよく、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェンに替えて、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の公知の導電性高分子を単独または複数で使用することができる。なお、本実施形態では、第一露出部２１ａが、直方体素子１０の厚さ方向において、巻芯側に突出するとともに、巻芯側と反対側に突出しているので、固体電解質を形成するために直方体素子１０を含浸する際に、モノマー、酸化剤等の第一露出部２１ａへの這い上がりを抑制できる。
＜ステップＳ７＞
図８の通り、陽極引出端子２１の第一露出部２１ａを残して、第一露出部２１ａの第一板状部２１ｂと連続する側と反対側から延出している部分（第一柱状部２１ｅ）を切除する（第一切除工程）。
続いて、図９の通り、直方体素子１０の各電極引出端子２１、２２を、リードフレーム４０に接続させる。リードフレーム４０が外部引き出し端子となる。接続方法としては、例えば、レーザー溶接や抵抗溶接等で行う方法や、銀ペースト等で接着接続する方法が用いられる。製造コスト及び接続抵抗を考慮すれば、レーザー溶接や抵抗溶接等の金属間結合による接続方法が好ましい。従来の積層型固体電界コンデンサでは、通常、陽極箔に固体電解質層形成後、コート銀ペーストが用いられ、更にコートした直方体素子とリードフレームとの接合に銀ペーストが用いられ、コスト上昇の一因となっていたが、本発明では、レーザー溶接や抵抗溶接等の金属間結合による接続が可能であるため、銀等の貴金属が不要であり、コストを抑えることができる。
図８の通り、陽極引出端子２１の第一露出部２１ａを残して、第一露出部２１ａの第一板状部２１ｂと連続する側と反対側から延出している部分（第一柱状部２１ｅ）を切除する（第一切除工程）。
続いて、図９の通り、直方体素子１０の各電極引出端子２１、２２を、リードフレーム４０に接続させる。リードフレーム４０が外部引き出し端子となる。接続方法としては、例えば、レーザー溶接や抵抗溶接等で行う方法や、銀ペースト等で接着接続する方法が用いられる。製造コスト及び接続抵抗を考慮すれば、レーザー溶接や抵抗溶接等の金属間結合による接続方法が好ましい。従来の積層型固体電界コンデンサでは、通常、陽極箔に固体電解質層形成後、コート銀ペーストが用いられ、更にコートした直方体素子とリードフレームとの接合に銀ペーストが用いられ、コスト上昇の一因となっていたが、本発明では、レーザー溶接や抵抗溶接等の金属間結合による接続が可能であるため、銀等の貴金属が不要であり、コストを抑えることができる。
なお、具体的な接続方法について、図１０を用いて説明する。
図１０（ａ）に示すように、先端が錐形状である針（図示せず）をリードフレーム４０に貫通させることにより、リードフレーム４０に、突起部４０ａを形成する。突起部４０ａは、針で貫通した時の針の周縁に沿うように形成される。突起部４０ａは、陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２との接続時に陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２に向かうように形成されている。突起部４０ａの数は特に限定されない。第二露出部２２ａの厚さは、突起部４０ａのリードフレーム４０の表面からの高さよりも大きい。また、第一露出部２１ａの厚さは、突起部４０ａのリードフレーム４０の表面からの高さよりも大きい。これにより溶接を安定して行うことができる。また、溶接強度向上や溶接抵抗低減が可能になる。
図１０（ａ）に示すように、先端が錐形状である針（図示せず）をリードフレーム４０に貫通させることにより、リードフレーム４０に、突起部４０ａを形成する。突起部４０ａは、針で貫通した時の針の周縁に沿うように形成される。突起部４０ａは、陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２との接続時に陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２に向かうように形成されている。突起部４０ａの数は特に限定されない。第二露出部２２ａの厚さは、突起部４０ａのリードフレーム４０の表面からの高さよりも大きい。また、第一露出部２１ａの厚さは、突起部４０ａのリードフレーム４０の表面からの高さよりも大きい。これにより溶接を安定して行うことができる。また、溶接強度向上や溶接抵抗低減が可能になる。
次に、図１０（ｂ）に示すように、陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２とリードフレーム４０の突起部４０ａとが接触するように、直方体素子１０をリードフレーム４０上に配置する。
次に、図１０（ｃ）に示すように、抵抗溶接等の方法により、陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２とをリードフレーム４０に接合する。例えば、陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２がアルミニウムからなり、リードフレーム４０が銅からなる場合、溶接時に陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２が溶融する。直方体素子１０外における陽極引出端子２１と陰極引出端子２２との厚さの差が大きい場合、陽極引出端子２１と陰極引出端子２２との溶融の程度の差が大きくなり、精度良くモールドすることが難しくなるおそれがある。従って、直方体素子１０外における陽極引出端子２１と陰極引出端子２２との厚さの差は、なるべく小さいことが好ましい。
本実施形態では、第二露出部２２ａが第二板状部２２ｂから巻芯１０ｃ側に突出した高さＨ２が、第一露出部２１ａが第一板状部２１ｂから巻芯１０ｃ側に突出した高さＨ１よりも高くなっているが、第一露出部２１ａが、巻芯１０ｃと反対側にも突出している。これにより、第一露出部２１ａと第二露出部２２ａとの厚さの差が小さくなっている。
本実施形態では、第二露出部２２ａが第二板状部２２ｂから巻芯１０ｃ側に突出した高さＨ２が、第一露出部２１ａが第一板状部２１ｂから巻芯１０ｃ側に突出した高さＨ１よりも高くなっているが、第一露出部２１ａが、巻芯１０ｃと反対側にも突出している。これにより、第一露出部２１ａと第二露出部２２ａとの厚さの差が小さくなっている。
＜ステップＳ８＞
図１１及び図１の通り、そのリードフレーム４０に接続させた直方体素子１０をモールド外装することにより、外装体３０を形成し、続いてリードフレーム４０の端子を成形し、チップ型の固体電解コンデンサ１が完成する。
本実施形態に係る固体電解コンデンサ１０の製造方法は、上述したように、第一接合工程、第一切除工程、第二接合工程及び第二切除工程を含んでおり、簡易な方法で精度良く固体電解コンデンサ１０を製造できる。また、陰極引出端子２２の第二露出部２１ａが第二板状部２１ｂよりも厚いので、陰極箔１２の短手方向（幅方向）における陰極箔１２に対する陰極引出端子２２の位置決めが容易になる。さらに、陰極引出端子２２の第二露出部２２ａが第二板状部２２ｂよりも厚いので、固体電解質層１３の形成過程において第二露出部２２ａの表面２２ｃに液溜まりが生じ難くなり、第二露出部２２ａの表面２２ｃに形成される固体電解質の厚さがより均一になるので、第二露出部２２ａの表面２２ｃの固体電解質の除去が容易になる。
図１１及び図１の通り、そのリードフレーム４０に接続させた直方体素子１０をモールド外装することにより、外装体３０を形成し、続いてリードフレーム４０の端子を成形し、チップ型の固体電解コンデンサ１が完成する。
本実施形態に係る固体電解コンデンサ１０の製造方法は、上述したように、第一接合工程、第一切除工程、第二接合工程及び第二切除工程を含んでおり、簡易な方法で精度良く固体電解コンデンサ１０を製造できる。また、陰極引出端子２２の第二露出部２１ａが第二板状部２１ｂよりも厚いので、陰極箔１２の短手方向（幅方向）における陰極箔１２に対する陰極引出端子２２の位置決めが容易になる。さらに、陰極引出端子２２の第二露出部２２ａが第二板状部２２ｂよりも厚いので、固体電解質層１３の形成過程において第二露出部２２ａの表面２２ｃに液溜まりが生じ難くなり、第二露出部２２ａの表面２２ｃに形成される固体電解質の厚さがより均一になるので、第二露出部２２ａの表面２２ｃの固体電解質の除去が容易になる。
上述した実施形態は、本発明の好適な実施形態であり、本発明を何ら制限するものではない。本発明の当業者であれば、本発明の範囲内において、上記の方法及び技術内容を用いて、本発明に対して、種々の改変が可能であり、又は均等な実施形態に変更できる。従って、本発明の内容から逸脱しない限り、本発明に基づく実施形態に対する全ての改変、均等物への置換及び修飾は、本発明の範囲内にある。
＜実施例＞
実施例として、上述した本実施形態に示す固体電解コンデンサ１（２．５Ｖ、２２０μＦ）を製造した（図１）。この固体電解コンデンサ１の外装ケースのサイズは、７．３ｍｍ×４．３ｍｍ×２．８ｍｍであった。リードフレーム４０としては、表面にニッケルメッキ処理が施された厚さ１００μｍの銅フレーム材を用いた。なお、製造時において、第一板状部２１ｂが陽極箔１１の長手方向の中心Ｃ１と重なるように、陽極引出端子２１を陽極箔１１に接合し、第二板状部２２ｂが陰極箔１２の長手方向の中心Ｃ２と重なるように、陰極引出端子２２を陰極箔１２に接合した。また、リードフレーム４０と陽極引出端子２１（アルミ製陽極タブ）及び陰極引出端子２２（アルミ製陰極タブ）とを接続する前に、リードフレーム４０における陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２との接続位置に針を貫通させ、これにより、前記接続位置に突起部４０ａを形成した。針としては、先端が四角錐形状であるφ０．２６ｍｍの針を用いた。突起物４０ａの高さは、約０．３ｍｍであった。インバーター式抵抗溶接機を用いて、リードフレーム４０と、陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２との接続を行った。
実施例として、上述した本実施形態に示す固体電解コンデンサ１（２．５Ｖ、２２０μＦ）を製造した（図１）。この固体電解コンデンサ１の外装ケースのサイズは、７．３ｍｍ×４．３ｍｍ×２．８ｍｍであった。リードフレーム４０としては、表面にニッケルメッキ処理が施された厚さ１００μｍの銅フレーム材を用いた。なお、製造時において、第一板状部２１ｂが陽極箔１１の長手方向の中心Ｃ１と重なるように、陽極引出端子２１を陽極箔１１に接合し、第二板状部２２ｂが陰極箔１２の長手方向の中心Ｃ２と重なるように、陰極引出端子２２を陰極箔１２に接合した。また、リードフレーム４０と陽極引出端子２１（アルミ製陽極タブ）及び陰極引出端子２２（アルミ製陰極タブ）とを接続する前に、リードフレーム４０における陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２との接続位置に針を貫通させ、これにより、前記接続位置に突起部４０ａを形成した。針としては、先端が四角錐形状であるφ０．２６ｍｍの針を用いた。突起物４０ａの高さは、約０．３ｍｍであった。インバーター式抵抗溶接機を用いて、リードフレーム４０と、陽極引出端子２１及び陰極引出端子２２との接続を行った。
＜比較例＞
実施例における固体電解コンデンサ１に代えて、図１３に示す固体電解コンデンサ１０１（２．５Ｖ、２２０μＦ）を製造した以外、実施例と同様にして、比較例を行った。この固体電解コンデンサ１０１の外装ケースのサイズは、実施例と同様であり、７．３ｍｍ×４．３ｍｍ×２．８ｍｍであった。
実施例における固体電解コンデンサ１に代えて、図１３に示す固体電解コンデンサ１０１（２．５Ｖ、２２０μＦ）を製造した以外、実施例と同様にして、比較例を行った。この固体電解コンデンサ１０１の外装ケースのサイズは、実施例と同様であり、７．３ｍｍ×４．３ｍｍ×２．８ｍｍであった。
実施例の固体電解コンデンサ１と、比較例の固体電解コンデンサ１０１との性能比較を行った。その結果を表１に示す。なお、Tanδは、損失角の正接を示す。LCは、漏れ電流を示す。 ESRは、等価直列抵抗を示す。
表１に示すように、実施例の固体電解コンデンサ１では、比較例の固体電解コンデンサ１０１に比べると、ＥＳＲの低減が確認され、本発明の有効性が明確に確認された。
１ 固体電解コンデンサ
１０ 直方体素子
１０ａ、１０ｂ 端面
１１ 陽極箔
１２ 陰極箔
１３ セパレータ（固体電解質層）
１４ 巻止テープ
２１ 陽極引出端子
２２ 陰極引出端子
３０ 外装体
４０ リードフレーム
１０ 直方体素子
１０ａ、１０ｂ 端面
１１ 陽極箔
１２ 陰極箔
１３ セパレータ（固体電解質層）
１４ 巻止テープ
２１ 陽極引出端子
２２ 陰極引出端子
３０ 外装体
４０ リードフレーム
Claims (6)
- 固体電解コンデンサであって、
前記固体電解コンデンサは、
陽極箔、陰極箔、並びに陽極箔及び陰極箔の間に介したセパレータによって巻回された巻回素子を直方体に扁平し、固体電解質を形成した直方体素子と、
前記直方体素子内において前記陽極箔と接続された第一板状部と、前記直方体素子の一方の端面から露出した第一露出部とを有する陽極引出端子と、
前記直方体素子内において前記陰極箔と接続された第二板状部と、前記直方体素子の他方の端面から露出した第二露出部とを有する陰極引出端子と、
前記直方体素子を外装する外装体と、
前記第一露出部及び前記第二露出部の各々に溶接され、前記外装体から露出するリードフレームと、
を備え、
前記陽極引出端子及び前記陰極引出端子の両方が、前記直方体素子の巻芯に対して片側に配置されており、
前記直方体素子の厚さ方向において、前記第二板状部は、前記第一板状部よりも前記巻芯から離れており、前記第一露出部は、前記第一板状部よりも厚く且つ前記巻芯側に突出しており、前記第二露出部は、前記第二板状部よりも厚く且つ前記第一板状部を超えて前記巻芯側に突出しており、前記第二露出部が前記第二板状部から突出した高さは、前記第一露出部が前記第一板状部から突出した高さよりも高い。 - 請求項１に記載の固体電解コンデンサであって、
前記リードフレームの前記第二露出部との溶接位置には、前記第二露出部側に突出する突起物が形成されており、
前記第二露出部の厚さは、前記突起物の前記リードフレームの表面からの高さよりも大きい。 - 請求項１又は２に記載の固体電解コンデンサであって、
前記陰極箔が巻回されていない状況下で、前記陰極箔の長手方向の中心と前記陰極引出端子の前記第二板状部との距離Ｄと、前記陰極箔の長手方向の長さＬとは、０≦Ｄ／Ｌ≦０．１５の関係を満たし、
但し、Ｄ／Ｌ＝０とは、前記第二板状部が前記陰極箔の長手方向の中心と接するように又は重なるように配置されている。 - 請求項３に記載の固体電解コンデンサであって、
前記第二板状部は、前記陰極箔の長手方向の中心と接するように又は重なるように配置されている。 - 請求項１〜４のいずれか１に記載の固体電解コンデンサであって、
前記第一露出部は、前記直方体素子の厚さ方向において、前記巻芯と反対側にも突出している。 - 請求項１〜５のいずれか１に記載の固体電解コンデンサを製造する方法であって、
前記方法は、
前記陽極引出端子の一端に位置する前記第一板状部と連続する前記第一露出部を前記陽極箔の長手方向の一辺よりも前記陽極箔の短手方向の外側に突出させた状態で、前記陽極引出端子の前記第一板状部を前記陽極箔に接合する第一接合工程と、
前記第一接合工程の後、前記第一露出部を残して、前記第一露出部の前記第一板状部と連続する側と反対側から延出している部分を切除する第一切除工程と、
前記陰極引出端子の一端に位置する前記第二露出部を前記陰極箔の長手方向の一辺よりも前記陰極箔の短手方向における外側に突出させた状態で、前記陰極引出端子の前記第二板状部を前記陰極箔に接合する第二接合工程と、
前記第二接合工程の後、前記第二板状部から前記陰極箔の長手方向の他辺を越えて前記陰極箔の短手方向の外側に延出している部分を切除する第二切除工程と
を含む。
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