JP2015220247A - 固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法を提供すること。【解決手段】 弁作用金属からなり、陽極を構成する多孔質焼結体１と、多孔質焼結体１に一部が進入した陽極ワイヤ１１と、多孔質焼結体１上に形成された誘電体層と、前記誘電体層上に形成された固体電解質層と、前記固体電解質層上に形成された陰極層と、を備えた固体電解コンデンサであって、陽極ワイヤ１１の進入長さＬｅと、ｘ方向における多孔質焼結体１の全長Ｌとの比Ｌｅ／Ｌが、０．８０以上０．９５以下である。【選択図】図７

Description

本発明は、固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法に関する。

図２３は、従来の固体電解コンデンサの一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示された固体電解コンデンサＸは、多孔質焼結体９１、陽極ワイヤ９１ａ、誘電体層９２、固体電解質層９３、陰極層９４、封止樹脂９５、陽極導通部材９６および陰極導通部材９７を備えている。多孔質焼結体９１は、弁作用金属の微粉末の成形体が焼結されたものであり、固体電解コンデンサＸの陽極を構成する。陽極ワイヤ９１ａは、その一部が多孔質焼結体９１に進入している。誘電体層９２、固体電解質層９３および陰極層９４は、多孔質焼結体９１上に積層されている。陽極導通部材９６は、陽極ワイヤ９１ａを介して多孔質焼結体９１に導通しており、外部陽極端子を構成する。陰極導通部材９７は、陰極層９４に導通しており、外部陰極端子を構成する。封止樹脂９５は、多孔質焼結体９１、陽極ワイヤ９１ａ、誘電体層９２、固体電解質層９３、陰極層９４と、陽極導通部材９６および陰極導通部材９７の一部ずつとを覆っている。

固体電解コンデンサＸは、様々な電子機器などに搭載される電子部品であり、電子機器の仕様などにより、大きさや形を種々に設定することが要求され得る。特に、多孔質焼結体９１をより扁平に形成する際には、多孔質焼結体９１の変形が懸念される。

特開２００８−３１１５８２号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、多孔質焼結体の変形を抑制することが可能な固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法を提供することをその課題とする。

本発明の第一の側面によって提供される固体電解コンデンサは、弁作用金属からなり、陽極を構成する多孔質焼結体と、前記多孔質焼結体に一部が進入した陽極ワイヤと、前記多孔質焼結体上に形成された誘電体層と、前記誘電体層上に形成された固体電解質層と、前記固体電解質層上に形成された陰極層と、を備えた固体電解コンデンサであって、前記陽極ワイヤの進入長さＬｅと、前記陽極ワイヤの進入方向における前記多孔質焼結体の全長Ｌとの比Ｌｅ／Ｌが、０．８０以上０．９５以下であることを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記進入方向に対して直角である厚さ方向における前記多孔質焼結体の厚さＴと前記全長Ｌとの比Ｔ／Ｌが、０．１４以上０．１６以下である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記進入方向における前記多孔質焼結体の先端と前記陽極ワイヤの先端との距離Ｌｄと前記厚さＴとの比Ｌｄ／Ｔが、０．３以上１．４以下である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陽極ワイヤの直径Ｄｗと前記厚さＴとの比Ｄｗ／Ｔが、０．４以上０．９以下である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陽極ワイヤは、前記厚さ方向において前記多孔質焼結体の中央に位置する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記多孔質焼結体は、前記厚さ方向視において矩形状である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記多孔質焼結体は、前記進入方向に沿う二辺を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陽極ワイヤは、前記進入方向および前記厚さ方向のいずれに対しても直角である幅方向において、前記多孔質焼結体の中央に位置する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陽極ワイヤに導通し、かつその一部が外部陽極端子を構成する陽極導通部材を備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陽極ワイヤと前記陽極導通部材とは、溶接により接合されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陽極導通部材は、一体構造とされている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陽極導通部材は、前記陽極ワイヤに接合された中間部と、前記外部陽極端子を構成する露出部とを有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陰極層に導通し、かつその一部が外部陽極端子を構成する陰極導通部材を備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陽極導通部材は、板状であり、その片面が前記外部陽極端子を構成している。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記外部陽極端子および前記外部陰極端子は、前記厚さ方向における同じ側を向く。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陰極層をさらに覆う封止樹脂を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記露出部は、前記外部陽極端子と反対側に位置し且つ前記中間部を支持する支持面と、前記外部陽極端子と反対側に位置し且つ前記支持面よりも内方に位置する退避面と、を有し、前記退避面と前記外部陽極端子との距離は、前記支持面と前記外部陽極端子との距離より小さい。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記露出部の端部には、前記外部陽極端子から前記支持面側に凹むフィレット部が形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記退避面に形成された絶縁層を更に備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陰極層をさらに覆う封止樹脂を備え、前記陽極ワイヤおよび前記中間部は各々、前記封止樹脂から露出し、且つ、互いに面一である端面を有し、上記封止樹脂は、上記陽極ワイヤの端面と面一である端面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陽極ワイヤを向く第１面と前記第１面と反対側の第２面とを有する基材と、前記基材の第２面に形成され、且つ、前記陽極ワイヤと導通する実装陽極膜と、前記基材の第２面に形成され、且つ、前記固体電解質層と導通する実装陰極膜と、を更に備え、前記実装陽極膜が外部陽極端子を構成し、前記実装陰極膜が外部陰極端子を構成する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材の第１面に形成され、且つ、前記実装陽極膜と導通する表面陽極膜と、前記基材の第１面に形成され、且つ、前記実装陰極膜と導通する表面陰極膜とを更に備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記基材には、その一端に、前記第２面から前記第１面側に凹む段差部が形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記前記陽極ワイヤを支持する中間部を更に備え、前記表面陽極膜は前記習慣部を支持する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陽極ワイヤおよび前記中間部を覆う封止樹脂を更に備え、前記陽極ワイヤおよび前記中間具は各々、前記封止樹脂から露出し、且つ、互いに面一である端面を有し、前記封止樹脂は、前記陽極ワイヤの端面と面一である端面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陽極ワイヤを覆う封止樹脂を更に備え、前記陽極ワイヤは、前記封止樹脂から露出する端面を有し、前記封止樹脂、前記基材、および、前記実装陽極膜は各々、前記陽極ワイヤの端面と面一の端面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陽極ワイヤ、前記封止樹脂、前記基材、および、前記実装陽極膜の各端面を覆う側面陽極膜を更に備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記側面陽極膜は、メッキにより形成されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記封止樹脂は、前記多孔質焼結体と厚さ方向が共通である扁平形状である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記弁作用金属は、ＴａまたはＮｂである。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記陽極ワイヤは、前記多孔質焼結体の前記弁作用金属と同じ材質からなる。

本発明の第二の側面によって提供される固体電解コンデンサは、弁作用金属からなり、陽極を構成するとともに、陽極ワイヤの一部が進入した多孔質焼結体を形成する工程と、前記多孔質焼結体上に誘電体層を形成する工程と、前記誘電体層上に固体電解質層を形成する工程と、前記固体電解質層上に陰極層を形成する工程と、を備えた固体電解コンデンサの製造方法であって、前記多孔質焼結体を形成する工程においては、前記陽極ワイヤの進入長さＬｅと、前記陽極ワイヤの進入方向における前記多孔質焼結体の全長Ｌとの比Ｌｅ／Ｌを、０．８０以上０．９５以下とすることを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記多孔質焼結体を形成する工程においては、前記進入方向に対して直角である厚さ方向における前記多孔質焼結体の厚さＴと前記全長Ｌとの比Ｔ／Ｌを、０．１４以上０．１６以下とする。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記多孔質焼結体を形成する工程においては、前記進入方向における前記多孔質焼結体の先端と前記陽極ワイヤの先端との距離Ｌｄと前記厚さＴとの比Ｌｄ／Ｔを、０．３以上１．４以下とする。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記多孔質焼結体を形成する工程においては、前記陽極ワイヤの直径Ｄｗと前記厚さＴとの比Ｄｗ／Ｔを、０．４以上０．９以下とする。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

本発明の第一実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す平面図である。 図１の固体電解コンデンサを示す正面図である。 図１の固体電解コンデンサを示す側面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図１の固体電解コンデンサを示す要部拡大断面図である。 図１の固体電解コンデンサの多孔質焼結体および陽極ワイヤを示す斜視図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１の固体電解コンデンサの製造方法の一例を示すフロー図である。 多孔質焼結体の反りを説明する断面図である。 多孔質焼結体の反りを示すグラフである。 本発明の第二実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。 本発明の第三実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。 図１３の固体電解コンデンサを示す側面図である。 本発明の第四実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。 図１５の固体電解コンデンサを示す側面図である。 本発明の第五実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。 本発明の第六実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。 図１８の固体電解コンデンサを示す側面図である。 本発明の第七実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。 本発明の第八実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。 本発明の第九実施形態に基づく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の一例を示す断面図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図６は、本発明の第一実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ１は、多孔質焼結体１、陽極ワイヤ１１、誘電体層２、固体電解質層３、陰極層４、封止樹脂５、陽極導通部材６および陰極導通部材７を備えている。固体電解コンデンサＡ１のサイズの一例を挙げると、ｘ方向寸法が３．５ｍｍ程度、ｙ方向寸法が２．８ｍｍ程度、ｚ方向寸法が０．８ｍｍ程度である。

図１は、固体電解コンデンサをＡ１示す平面図である。図２は、固体電解コンデンサＡ１を示す正面図である。図３は、固体電解コンデンサＡ１を示す側面図である。図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。図５は、図１のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。図６は、固体電解コンデンサＡ１を示す要部拡大断面図である。

多孔質焼結体１は、誘電体層２に対して陽極をなすものであり、弁作用金属であるたとえばＴａまたはＮｂなどからなる。本実施形態においては、多孔質焼結体１は、比較的扁平な直方体形状である。陽極ワイヤ１１は、多孔質焼結体１の内部にその一部がｘ方向に進入している。陽極ワイヤ１１は、たとえば弁作用金属であるたとえばＴａまたはＮｂなどからなる。多孔質焼結体１は、その内部に微小な多数の細孔を有している。陽極ワイヤ１１は、多孔質焼結体１を形成する弁作用金属と同じ弁作用金属によって形成されることが好ましい。

図７は、多孔質焼結体１および陽極ワイヤ１１を示す斜視図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。本実施形態における典型的な寸法例を挙げると、多孔質焼結体１のｘ方向における全長Ｌが２．４ｍｍ程度、ｚ方向における厚さＴが０．３４ｍｍ程度、ｙ方向における幅が２．５ｍｍ程度である。陽極ワイヤ１１の直径Ｄｗは、０．２ｍｍ程度である。また、陽極ワイヤ１１が多孔質焼結体１に進入している進入長さＬｅは、１．９ｍｍ以上２．２６ｍｍ以下程度である。陽極ワイヤ１１の先端１１ａと多孔質焼結体１の先端１ａとの距離Ｌｄは、０．１１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下程度である。なお、先端１１ａは、ｘ方向において陽極ワイヤ１１が進入する側における陽極ワイヤ１１の先端である。また、先端１ａは、ｘ方向において陽極ワイヤ１１が進入する側における多孔質焼結体１の先端である。また、本実施形態においては、陽極ワイヤ１１は、ｚ方向において多孔質焼結体１の中央に位置している。また、陽極ワイヤ１１は、ｙ方向において多孔質焼結体１の中央に位置している。

誘電体層２は、多孔質焼結体１の表面に積層されている。また、誘電体層２は、陽極ワイヤ１１の一部の表面に積層され得る。多孔質焼結体１は、多数の細孔を有する構造であり、誘電体層２が覆う表面は、多孔質焼結体１の外観に表れる表面だけでなく、それぞれの細孔の内表面を含んでいる。誘電体層２は、一般的に弁作用金属の酸化物からなり、たとえば五酸化タンタルまたは五酸化ニオブなどからなる。

固体電解質層３は、誘電体層２を覆っている。固体電解質層３は、誘電体層２を挟んで多孔質焼結体１と電気的にコンデンサを構成しうるものであればよい。固体電解質層３の具体例を挙げると、図６によく表れているように、固体電解質層３は、内部電極層３１および外部電極層３２からなる。内部電極層３１は、誘電体層２のうち、多孔質焼結体１の細孔の内表面を覆っている部分を覆っており、多孔質焼結体１の細孔を埋める形態となっている。内部電極層３１は、たとえば二酸化マンガンまたは導電性ポリマーからなる。外部電極層３２は、内部電極層３１上に積層されており、多孔質焼結体１の外部において内部電極層３１を覆う形態となっている。本実施形態においては、外部電極層３２は、導電性ポリマーからなる。なお、固体電解質層３は、二酸化マンガンまたは導電性ポリマーなどの単一層によって構成されていてもよい。

陰極層４は、固体電解質層３の外部電極層３２上に積層されており、陰極導通部材７との導通を図る層である。陰極層４は、適切な導電性を有するものであればその構成は特に限定されない。陰極層４の具体例を挙げると、図６に示すように、陰極層４は、下地層４１および上層４２からなる。下地層４１は、たとえばグラファイトからなり、固体電解質層３を直接覆っている。上層４２は、下地層４１上に積層されており、たとえば銀からなる。

封止樹脂５は、多孔質焼結体１、陽極ワイヤ１１、誘電体層２、固体電解質層３、および陰極層４を覆っており、たとえばエポキシ樹脂からなる。

陽極導通部材６は、陽極ワイヤ１１に接合されており、その一部が封止樹脂５から露出している。陽極導通部材６は、たとえば銅メッキが施された、４２アロイなどのＮｉ−Ｆｅ合金からなる。陽極導通部材６のうち封止樹脂５から露出した部位は、固体電解コンデンサＡ１を面実装するための外部陽極端子６ａとして用いられる。本実施形態においては、陽極導通部材６は、中間部６１および露出部６２によって構成されている。中間部６１は、そのすべてが封止樹脂５に覆われており、陽極ワイヤ１１に対して溶接によって接合されている。露出部６２は、その一部が封止樹脂５から露出することにより外部陽極端子６ａを構成しており、中間部６１と接合されている。

陰極導通部材７は、たとえば銀などからなる導電性接合材７１を介して陰極層４に接合されており、その一部が封止樹脂５から露出している。陰極導通部材７は、たとえば銅メッキが施された、４２アロイなどのＮｉ−Ｆｅ合金からなり、本実施形態においては、板状部材である。陰極導通部材７のうち封止樹脂５から露出した面は、固体電解コンデンサＡ１を面実装するための外部陰極端子７ａとして用いられる。

次に、固体電解コンデンサＡ１の製造方法について、以下に説明する。

図９は、固体電解コンデンサＡ１の製造方法のフローを示している。まず、多孔質焼結体１を形成する（多孔質焼結体形成工程）。この工程においては、たとえばタンタルまたはニオブなどの弁作用金属の微粉末を用意する。次いで、弁作用金属の微粉末を陽極ワイヤ１１となるワイヤ材料とともに金型に装填する。そして、この金型によって加圧成形することにより、ワイヤ材料が進入した多孔質体が得られる（多孔質体成形）。この多孔質体および前記ワイヤ材料に焼結処理を施す。この焼結処理により、弁作用金属の微粉末どうしが焼結し、多数の細孔を有する多孔質焼結体１が形成される（焼結処理）。この際、焼結処理に伴う収縮によって、多孔質体の外形よりも多孔質焼結体１の外形は小となる。この収縮を考慮して、多孔質焼結体１および陽極ワイヤ１１が上述した全長Ｌ、厚さＴ、進入長さＬｅ、距離Ｌｄとなるように、多孔質体成形を行う。

次いで、誘電体層２を形成する（誘電体層形成工程）。たとえば、上記ワイヤ材料によって多孔質焼結体１を支持しながら、リン酸水溶液の化成液に多孔質焼結体１を漬ける。そして、この化成液中において、多孔質焼結体１に対して陽極酸化処理を施す。これにより、多孔質焼結体１の外表面および内表面を覆うようにたとえば五酸化タンタルまたは五酸化ニオブなどからなる誘電体層２が形成される。

次いで、固体電解質層３を形成する（固体電解質層形成工程）。固体電解質層３を形成する工程においては、まず、内部電極層３１を形成する（内部電極層形成）。たとえば、多孔質焼結体１を既知の酸化剤溶液に浸漬し、引き上げる。この多孔質焼結体１を既知のモノマー溶液に浸漬し、引き上げた後に乾燥させる。これにより、化学重合反応を起こさせる。そして、必要に応じて洗浄や再化成処理を行う。これにより、導電性ポリマーからなる内部電極層３１が形成される。または、モノマーおよびドーパントを含む電解質液を塗布し、電流を流すことにより導電性ポリマーからなる内部電極層３１を形成する電解重合法を用いてもよい。あるいは、多孔質焼結体１を硝酸マンガン水溶液に浸漬させた後に、多孔質焼結体１を硝酸マンガン水溶液から引き揚げる。そして、硝酸マンガン水溶液が付着した多孔質焼結体１に対して焼成処理を施す。これにより、二酸化マンガンからなる内部電極層３１が形成される。

次に、外部電極層３２を形成する（外部電極層形成）。まず、ポリマー分散体と溶媒とを混合する。前記ポリマー分散体は、あらかじめ重合反応させた導電性ポリマー粒子であり、たとえばポリピロール、ポリチオフェン、ポリ（Ｎ−メチルピロール）、ポリ（３−メチルチオフェン）、ポリ（３−メトキシチオフェン）、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）から選ばれる１種または２種からなる重合体または共重合体が導電率の観点から好適に用いられる。さらには、ポリピリロール、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）は、導電性をより向上させるとともに、耐熱性を高めることが可能である点から、より好ましい。前記溶媒は、前記ポリマー分散体を均一に分散させうるものであり、たとえば水、エタノール、有機溶剤などが適宜採用できる。これにより、分散体液が得られる。

次いで、前記分散体液を多孔質焼結体１に形成された内部電極層３１に塗布する。この塗布は、多孔質焼結体１を前記分散体液に浸漬させること、あるいは、多孔質焼結体１に前記分散体液を吹き付けること、など、多孔質焼結体１の内部電極層３１に適切に塗布可能な手法が採用される。次いで、塗布した前記分散体液をたとえば乾燥させることにより、前記溶媒を除去する。これにより、導電性ポリマーからなる外部電極層３２が構成される。

次いで、陰極層４を形成する（陰極層形成工程）。まず、下地層４１を形成する（下地層形成）。下地層４１の形成は、たとえば、グラファイトと有機溶剤との溶液に多孔質焼結体１を浸漬させ、引き上げた後に乾燥あるいは焼成する。次いで、上層４２を形成する（上層形成）。上層４２の形成は、たとえばＡｇフィラーと有機溶剤との溶液に多孔質焼結体１を浸漬させ、引き上げた後に、乾燥あるいは焼成する。これにより、上層４２が形成され、陰極層４が得られる。

次いで、陽極導通部材６を陽極ワイヤ１１に接合する（陽極導通部材接合工程）。たとえば、中間部６１となる母材と陽極ワイヤ１１とを溶接する。そして、この母材を所定の大きさに切断した後に、露出部６２に中間部６１を接合する。これにより、陽極導通部材６が得られる。次いで、陰極導通部材７を接合する（陰極導通部材接合工程）。たとえば、板状の金属部材を銀ペーストなどの導電性接合材７１によって陰極層４に接合する。そして、金型成型などにより、封止樹脂５を形成する（封止樹脂形成工程）。以上の工程を経ることにより、図１〜図６に示す固体電解コンデンサＡ１が得られる。

次に、固体電解コンデンサＡ１の作用について説明する。

多孔質焼結体１がある程度扁平な形状となると、図１０に示すように、多孔質焼結体１のうち陽極ワイヤ１１からｘ方向に突出した部分が反ってしまうことが、発明者らの研究によって明らかになった。反りがある程度以上過大であると、たとえば固体電解コンデンサＡ１の製造方法において、陽極ワイヤ１１と中間部６１とを溶接する際に、多孔質焼結体１を保持することによって多孔質焼結体１に割れなどが生じるおそれがある。

図１１は、図１０における反り量Ｃｄを種々の条件で試験した結果である。横軸は、全長Ｌに対する進入長さＬｅの比Ｌｅ／Ｌである。本実施形態においては、全長Ｌが２．４ｍｍ程度であり、進入長さＬｅが１．９ｍｍ以上２．２６ｍｍ以下程度である。これにより、比Ｌｅ／Ｌが、８０％、８５％、９０％、９５％の実施例を用意した。また、参考例として、比Ｌｅ／Ｌが７５％の多孔質焼結体１を用意した。これらの多孔質焼結体１を焼結処理によって形成した後に、それぞれの反り量Ｃｄを測定した。厚さＴが０．３４ｍｍ程度である場合、反り量Ｃｄが２０μｍを超えると、製造工程などにおける不具合が顕著となる。比Ｌｅ／Ｌが７５％である参考例では、反り量Ｃｄが２２μｍ程度となり、２０μｍを超えた。また、複数の参考例を作成した場合、反り量Ｃｄのばらつきが比較的大であった。一方、比Ｌｅ／Ｌが８０％、８５％、９０％、９５％の実施例の場合、反り量Ｃｄは、２０μｍを確実に下回る結果が得られた。また、各実施例を複数作成した場合、反り量Ｃｄのばらつきが比較的小であった。以上の結果より、比Ｌｅ／Ｌが０．８以上０．９５以下の場合に、多孔質焼結体１の変形を適切に抑制することができる。なお、比Ｌｅ／Ｌが０．９５を超えると、多孔質焼結体１のうち陽極ワイヤ１１から突出する部分が薄肉となり、欠けやすいなどの欠点が顕著となり好ましくない。

上述した反りの低減効果は、全長Ｌに対する厚さＴの比Ｔ／Ｌが０．１４以上０．１６以下である場合に、より顕著に得られることが判明した。また、厚さＴに対する距離Ｌｄの比Ｌｄ／Ｔが０．３以上１．４以下であることが、上述した反りの抑制効果を奏するのに好ましい条件であることが知見として得られた。

また、厚さＴに対する直径Ｄｗの比Ｄｗ／Ｔが０．４以上０．９以下である場合に、多孔質焼結体１の欠けを抑制しつつ、ＥＳＲの低減を図ることが可能である。

図１２〜図２２は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図１２に示す固体電解コンデンサＡ２においては、陽極導通部材６が一体的に形成されている。より具体的には、たとえば銅メッキが施された、４２アロイなどのＮｉ−Ｆｅ合金からなる金属板を折り曲げ加工することによって、陽極導通部材６が形成されている。このような実施形態によっても、多孔質焼結体１の変形を適切に抑制することができる。

図１３および図１４は、本発明の第三実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ３は、陽極導通部材６の構成が上述した実施形態と異なっている。図１３は、図４と同様の断面における固体電解コンデンサＡ３の断面図である。図１４は、図１３の図中左方から見た固体電解コンデンサＡ３の側面図である。

露出部６２は、厚肉部６２１と、厚肉部６２１よりも厚さ（ｚ方向寸法）が薄い薄肉部６２２とを含む。厚肉部６２１にて外部陽極端子６ａと反対側に位置する面は、中間部６１を支持する支持面６２４となっている。支持面６２４は、外部陽極端子６ａと平行である。厚肉部６２１のｘ方向図中左端の部分には、外部陽極端子６ａから支持面６２４側に凹むフィレット部６２１ａが形成されている。これにより、外部陽極端子６ａと回路基板Ｓ１ａとを接着するハンダ８９の一部は、ハンダフィレットとして形成される。

薄肉部６２２は、露出部６２が導電層１６ないし固体電解質層３や陰極層４に接触するのを防止するために形成されている。薄肉部６２２にて外部陽極端子６ａと反対側に位置する面は、退避面６２５となっている。退避面６２５は、外部陽極端子６ａと平行である。退避面６２５は、露出部６２において、ｘ方向における右端側に位置している。退避面６２５は薄肉部６２２におけるものであるから、退避面６２５と外部陽極端子６ａとの距離は、支持面６２４と外部陽極端子６ａとの距離よりも小さい。退避面６２５は、必ずしも外部陽極端子６ａと平行である必要はなく、支持面６２４からｘ方向図中右方に向かうにつれて、徐々に外部陽極端子６ａに接近する面であってもよい。本実施形態では、退避面６２５は、支持面６２４と起立面６２６を介してつながっている。起立面６２６は、退避面６２５に対し垂直である面であり、退避面６２５から支持面６２４に延びる。

図１４に示すように、露出部６２は、封止樹脂５からｘ方向に露出している。フィレット部６２１ａのｙ方向寸法は、露出部６２のｙ方向寸法よりも小である。フィレット部６２１ａは、ｙ方向において露出部６２の略中央に位置している。

陰極導通部材７は、陰極層４および導電性接合材７１を介して固体電解質層３と導通している。陰極導通部材７は、厚肉部７２１と、厚肉部７２１よりも厚さ（ｚ方向寸法）が薄い薄肉部７２２とを含む。陰極導通部材７の一部は、封止樹脂５から露出している。陰極導通部材７において封止樹脂５から露出している面は、固体電解コンデンサＡ１を回路基板Ｓ１ａに実装するための外部陰極端子７ａとなっている。外部陰極端子７ａがハンダ８９によって回路基板Ｓ１ａに対し接着されることにより、固体電解コンデンサＡ１は回路基板Ｓ１ａに対し実装される。外部陰極端子７ａの面積と外部陽極端子６ａの面積とが同一であるならば、セルフアライメントに効果的である。陰極導通部材７のｘ方向図中右端には、露出部６２と同様に、フィレット部７２１ａが形成されている。陰極導通部材７にて外部陰極端子７ａと反対側に位置する面は、等価直列抵抗（ＥＳＲ）を向上させる観点から、大きい方が好ましい。

図１５および図１６は、本発明の第四実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。本実施形態の固体電解コンデンサＡ４は、陽極ワイヤ１１および中間部６１が封止樹脂５から露出している点において、固体電解コンデンサＡ３と相違する。陽極ワイヤ１１の端面１１ｂ、中間部６１の端面６１ａ、および封止樹脂５の端面５ａは、面一となっている。このような固体電解コンデンサＡ４は、切断線ＣＬ１に沿って切断されることにより製造されたものである。

図１７は、本発明の第五実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。同図に示す固体電解コンデンサＡ５は、退避面６２５および起立面６２６に形成された絶縁層６２８を更に備えている点において、固体電解コンデンサＡ３と相違する。このような構成によると、露出部６２が固体電解質層３や陰極層４と接触し導通することを、防止することができる。絶縁層６２８を備える構成は、上述の固体電解コンデンサＡ４にも適用できる。

図１８および図１９は、本発明の第六実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ６は、中間部６１を備えておらず、且つ、陽極導通部材６と陰極導通部材７との断面がＬ字状である点において、固体電解コンデンサＡ１〜Ａ７と主に相違する。

陽極ワイヤ１１は、封止樹脂５から露出している。陽極ワイヤ１１は、封止樹脂５から露出している端面１１ｂを有する。

陽極導通部材６は、外部陽極端子６ａと端面６ｂとを有する。外部陽極端子６ａおよび端面６ｂは封止樹脂５から露出している。外部陽極端子６ａは矩形状を呈する。図１９に示すように、本実施形態において端面６ｂは、台形状部分を有する。端面６ｂは、陽極ワイヤ１１の端面１１ｂと面一となっている。陽極導通部材６は、表面にメッキが施された一つの板状部材を折り曲げ成形されている。そのため、外部陽極端子６ａおよび端面６ｂにはいずれも、メッキが施されている。これにより、固体電解コンデンサＡ６が回路基板Ｓ１ａに実装される際には、外部陽極端子６ａのみならず端面６ｂにも、回路基板Ｓ１ａと接着するためのハンダ８９を付着させることができる。したがって、このような構成によれば、視認性の高いハンダフィレットを形成することができる。

陰極導通部材７は、外部陰極端子７ａと端面７ｂとを有する。外部陰極端子７ａおよび端面７ｂは封止樹脂５から露出している。外部陰極端子７ａおよび端面７ｂは矩形状を呈する。陰極導通部材７は、陽極導通部材６と同様に、一つの板状部材を折り曲げ成形されている。そのため、外部陰極端子７ａおよび端面７ｂにはいずれも、銅などのメッキが施されている。これにより、固体電解コンデンサＡ６が回路基板Ｓ１ａに実装される際には、外部陰極端子７ａのみならず端面７ｂにも、回路基板Ｓ１ａと接着するためのハンダ８９を付着させることができる。したがって、このような構成によれば、視認性の高いハンダフィレットを形成することができる。

図２０は、本発明の第七実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。同図に示す固体電解コンデンサＡ７は、陽極導通部材６および陰極導通部材７の形状が、固体電解コンデンサＡ６と相違する。

本実施形態においても、陽極導通部材６は陽極ワイヤ１１に接合している。陽極導通部材６は、外部陽極端子６ａと、露出面６ｂ，６ｃと、端面６ｄとを有する。外部陽極端子６ａは、ｘ方向に沿って延びている。露出面６ｂは、外部陽極端子６ａとつながり、ｘ方向を向いている。露出面６ｃは、露出面６ｂとつながり、ｘ方向を向いている。端面６ｄは、露出面６ｃとつながり、陽極ワイヤ１１の端面１１ｂと面一となっている。陰極導通部材７も陽極導通部材６と同一形状であり、外部陰極端子７ａと、露出面７ｂ，７ｃと、端面７ｄとを有する。

このような固体電解コンデンサＡ７は、切断線ＣＬに沿って切断されることにより製造されたものである。また、陽極導通部材６は、一つの板状部材を折り曲げ成形されている。そのため、外部陽極端子６ａ、露出面６ｂ，６ｃにはいずれも、銅などのメッキが施されている。これにより、固体電解コンデンサＡ７が回路基板Ｓ１ａに実装される際には、外部陽極端子６ａのみならず露出面６ｂ，６ｃにも、回路基板Ｓ１ａと接着するためのハンダ８９を付着させることができる。したがって、このような構成によれば、陽極導通部材６に、視認性の高いハンダフィレットを形成することができる。同様の理由により、陰極導通部材７にも視認性の高いハンダフィレットを形成することができる。

図２１は、本発明の第八実施形態にかかる固体電解コンデンサを示す断面図である。

同図に示す固体電解コンデンサＡ８は、露出部６２、および陰極導通部材７を備えておらず、プリント基板８を備えている点において、上述したいずれの実施形態とも相違する。

プリント基板８は、基材８１と、表面陽極膜８２と、表面陰極膜８３と、実装陽極膜８４と、実装陰極膜８５と、スルーホール電極８６，８７とを含む。

基材８１は、たとえばガラスエポキシ樹脂よりなる。基材８１は、陽極ワイヤ１１を向く第１面８１１と、第１面８１１と反対側の第２面８１２とを有する。基材８１には、段差部８１７が形成されている。段差部８１７は、第２面８１２のｘ方向における端部において、第２面８１２から第１面８１１側に凹む形状である。

表面陽極膜８２、表面陰極膜８３、実装陽極膜８４、および実装陰極膜８５を構成する材料は、たとえばＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉなどの導電性材料から適宜選択される。

表面陽極膜８２および表面陰極膜８３はいずれも、第１面８１１に形成されている。本実施形態において、表面陽極膜８２は中間部６１を支持している。これにより表面陽極膜８２は、中間部６１を介して、陽極ワイヤ１１と導通している。

表面陰極膜８３は、導電性接合材７１により陰極層４と接着されている。これにより、表面陰極膜８３は、導電性接合材７１を介して、陰極層４や固体電解質層３と導通している。表面陰極膜８３は、第１面８１１の大部分を占めている。これは、等価直列抵抗（ＥＳＲ）を向上させるのに適している。

実装陽極膜８４および実装陰極膜８５は、第２面８１２に形成されている。実装陽極膜８４は、基材８１に形成されたスルーホール電極８６を介して、表面陽極膜８２と導通している。これにより、実装陽極膜８４は、陽極ワイヤ１１と導通している。実装陰極膜８５は、基材８１に形成されたスルーホール電極８７を介して、表面陰極膜８３と導通している。これにより、実装陰極膜８５は、陰極層４や固体電解質層３と導通している。実装陽極膜８４の図中下面は、外部陽極端子６ａとされており、実装陰極膜８５の図中下面は、外部陰極端子７ａとされている。外部陽極端子６ａおよび外部陰極端子７ａがハンダ８９によって回路基板Ｓ１ａに対し接着されることにより、固体電解コンデンサＡ８は回路基板Ｓ１ａに対し実装される。

固体電解コンデンサＡ８を回路基板Ｓ１ａに実装する際には、基材８１にハンダ８９は付着せず、ハンダ８９は、実装陽極膜８４や実装陰極膜８５に付着するのみである。また、基材８１には、段差部８１７が形成されている。そのため、固体電解コンデンサＡ８によると、ｘ方向において基材８１や封止樹脂５と重なる領域に、ハンダフィレットを形成することができる。これにより、固体電解コンデンサＡ８の実装密度を向上させることが可能となる。

図２２は、本発明の第九実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。同図に示す固体電解コンデンサＡ９は、基材８１と、実装陽極膜８４と、実装陰極膜８５と、側面陽極膜８８ａと、側面陰極膜８８ｂとを備える。

基材８１は、たとえばガラスエポキシ樹脂よりなる。基材８１の厚さは、たとえば５０μｍである。基材８１にはスルーホール電極が形成されていない。基材８１は、陽極ワイヤ１１を向く第１面８１１と、第１面８１１と反対側の第２面８１２とを有する。第１面８１１は、導電性接合材７１によって、陰極層４と接着されている。

実装陽極膜８４および実装陰極膜８５はいずれも第２面８１２に形成されている。実装陽極膜８４および実装陰極膜８５を構成する材料は、たとえばＣｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉなどの導電性材料から適宜選択される。実装陽極膜８４の図中下面は、外部陽極端子６ａとされており、実装陰極膜８５の図中下面は、外部陰極端子７ａとされている。

陽極ワイヤ１１の端面１１ｂ、封止樹脂５の端面５ａ、基材８１の端面８１ａ、および、実装陽極膜８４の端面８４ａは、面一となっている。同様に、封止樹脂５の端面５ｂ、導電性接合材７１の端面７１ｂ、基材８１の端面８１ｂ、および、実装陰極膜８５の端面８５ｂは、面一となっている。

側面陽極膜８８ａは、たとえばＡｕまたはＮｉなどのめっきが施されたＣｕなどの金属からなり、端面１１ｂ，５ａ，８１ａ，８４ａを覆っている。側面陽極膜８８ａは、陽極ワイヤ１１および実装陽極膜８４のいずれとも接している。これにより、側面陽極膜８８ａを介して、実装陽極膜８４が陽極ワイヤ１１と導通している。

側面陰極膜８８ｂは、たとえばＡｕまたはＮｉなどのめっきが施されたＣｕなどの金属からなり、端面５ｂ，７１ｂ，８１ｂ，８５ｂを覆っている。側面陰極膜８８ｂは、導電性接合材７１および実装陰極膜８５のいずれとも接している。これにより、側面陰極膜８８ｂおよび導電性接合材７１を介して、実装陰極膜８５が陰極層４や固体電解質層３と導通している。

このような実施形態によれば、固体電解コンデンサＡ９のｚ方向寸法を縮小することができる。また、固体電解コンデンサＡ９を実装基板に実装する際には、実装陽極膜８４および実装陰極膜８５に加えて、側面陽極膜８８ａおよび側面陰極膜８８ｂにはんだが付着することが期待される。これにより、固体電解コンデンサＡ９の実装強度を高めることができる。

本発明に係る固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１〜Ａ９ 固体電解コンデンサ
１ 多孔質焼結体
１ａ 先端
１１ 陽極ワイヤ
１１ａ 先端
１１ｂ 端面
２ 誘電体層
３ 固体電解質層
３１ 内部電極層
３２ 外部電極層
４ 陰極層
４１ 下地層
４２ 上層
５ 封止樹脂
５ａ，５ｂ 端面
６ 陽極導通部材
６ａ 外部陽極端子
６ｂ，６ｃ 露出面
６ｄ 端面
６１ 中間部
６１ａ 端面
６２ 露出部
６２１ 厚肉部
６２２ 薄肉部
６２１ａ フィレット部
６２５ 退避面
６２６ 起立面
６２８ 絶縁層
７ 陰極導通部材
７ａ 外部陰極端子
７ｂ，７ｃ 露出面
７ｄ 端面
７１ 導電性接合材
７１ｂ 端面
７２１ 厚肉部
７２２ 薄肉部
７２１ａ フィレット部
８ プリント基板
８１ 基材
８１１ 第１面
８１２ 第２面
８１７ 段差部
８２ 表面陽極膜
８３ 表面陰極膜
８４ 実装陽極膜
８５ 実装陰極膜
８６，８７ スルーホール電極
８８ａ 側面陽極膜
８８ｂ 側面陰極膜
Ｌ 全長
Ｌｅ 進入長さ
Ｔ 厚さ
Ｌｄ 距離
Ｄｗ 直径

Claims (34)

1. 弁作用金属からなり、陽極を構成する多孔質焼結体と、
   前記多孔質焼結体に一部が進入した陽極ワイヤと、
   前記多孔質焼結体上に形成された誘電体層と、
   前記誘電体層上に形成された固体電解質層と、
   前記固体電解質層上に形成された陰極層と、を備えた固体電解コンデンサであって、
   前記陽極ワイヤの進入長さＬｅと、前記陽極ワイヤの進入方向における前記多孔質焼結体の全長Ｌとの比Ｌｅ／Ｌが、０．８０以上０．９５以下であることを特徴とする、固体電解コンデンサ。
2. 前記進入方向に対して直角である厚さ方向における前記多孔質焼結体の厚さＴと前記全長Ｌとの比Ｔ／Ｌが、０．１４以上０．１６以下である、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 前記進入方向における前記多孔質焼結体の先端と前記陽極ワイヤの先端との距離Ｌｄと前記厚さＴとの比Ｌｄ／Ｔが、０．３以上１．４以下である、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
4. 前記陽極ワイヤの直径Ｄｗと前記厚さＴとの比Ｄｗ／Ｔが、０．４以上０．９以下である、請求項１ないし３のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
5. 前記陽極ワイヤは、前記厚さ方向において前記多孔質焼結体の中央に位置する、請求項１ないし４のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
6. 前記多孔質焼結体は、前記厚さ方向視において矩形状である、請求項１ないし５のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
7. 前記多孔質焼結体は、前記進入方向に沿う二辺を有する、請求項６に記載の固体電解コンデンサ。
8. 前記陽極ワイヤは、前記進入方向および前記厚さ方向のいずれに対しても直角である幅方向において、前記多孔質焼結体の中央に位置する、請求項７に記載の固体電解コンデンサ。
9. 前記陽極ワイヤに導通し、かつその一部が外部陽極端子を構成する陽極導通部材を備える、請求項１ないし８のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
10. 前記陽極ワイヤと前記陽極導通部材とは、溶接により接合されている、請求項９に記載の固体電解コンデンサ。
11. 前記陽極導通部材は、一体構造とされている、請求項１０に記載の固体電解コンデンサ。
12. 前記陽極導通部材は、前記陽極ワイヤに接合された中間部と、前記外部陽極端子を構成する露出部とを有する、請求項１０に記載の固体電解コンデンサ。
13. 前記陰極層に導通し、かつその一部が外部陽極端子を構成する陰極導通部材を備える、請求項９ないし１２のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
14. 前記陽極導通部材は、板状であり、その片面が前記外部陽極端子を構成している、請求項１３に記載の固体電解コンデンサ。
15. 前記外部陽極端子および前記外部陰極端子は、前記厚さ方向における同じ側を向く、請求項１３または１４に記載の固体電解コンデンサ。
16. 前記露出部は、前記外部陽極端子と反対側に位置し且つ前記中間部を支持する支持面と、前記外部陽極端子と反対側に位置し且つ前記支持面よりも内方に位置する退避面と、を有し、
    前記退避面と前記外部陽極端子との距離は、前記支持面と前記外部陽極端子との距離より小さい、請求項１２に記載の固体電解コンデンサ。
17. 前記露出部の端部には、前記外部陽極端子から前記支持面側に凹むフィレット部が形成されている、請求項１５に記載の固体電解コンデンサ。
18. 前記退避面に形成された絶縁層を更に備える、請求項１６または１７に記載の固体電解コンデンサ。
19. 前記陰極層をさらに覆う封止樹脂を備え、
    前記陽極ワイヤおよび前記中間部は各々、前記封止樹脂から露出し、且つ、互いに面一である端面を有し、
    上記封止樹脂は、上記陽極ワイヤの端面と面一である端面を有する、請求項１６ないし１８のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
20. 前記陽極ワイヤを向く第１面と前記第１面と反対側の第２面とを有する基材と、
    前記基材の第２面に形成され、且つ、前記陽極ワイヤと導通する実装陽極膜と、
    前記基材の第２面に形成され、且つ、前記固体電解質層と導通する実装陰極膜と、を更に備え、
    前記実装陽極膜が外部陽極端子を構成し、
    前記実装陰極膜が外部陰極端子を構成する、請求項１ないし８のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
21. 前記基材の第１面に形成され、且つ、前記実装陽極膜と導通する表面陽極膜と、
    前記基材の第１面に形成され、且つ、前記実装陰極膜と導通する表面陰極膜とを更に備える、請求項２０に記載の固体電解コンデンサ。
22. 前記基材には、その一端に、前記第２面から前記第１面側に凹む段差部が形成されている、請求項２１に記載の固体電解コンデンサ。
23. 前記前記陽極ワイヤを支持する中間部を更に備え、
    前記表面陽極膜は前記習慣部を支持する、請求項２１または２２に記載の固体電解コンデンサ。
24. 前記陽極ワイヤおよび前記中間部を覆う封止樹脂を更に備え、
    前記陽極ワイヤおよび前記中間具は各々、前記封止樹脂から露出し、且つ、互いに面一である端面を有し、
    前記封止樹脂は、前記陽極ワイヤの端面と面一である端面を有する、請求項２３に記載の固体電解コンデンサ。
25. 前記陽極ワイヤを覆う封止樹脂を更に備え、
    前記陽極ワイヤは、前記封止樹脂から露出する端面を有し、
    前記封止樹脂、前記基材、および、前記実装陽極膜は各々、前記陽極ワイヤの端面と面一の端面を有する、請求項２０に記載の固体電解コンデンサ。
26. 前記陽極ワイヤ、前記封止樹脂、前記基材、および、前記実装陽極膜の各端面を覆う側面陽極膜を更に備える、請求項２５に記載の固体電解コンデンサ。
27. 前記側面陽極膜は、メッキにより形成されている、請求項２６に記載の固体電解コンデンサ。
28. 前記封止樹脂は、前記多孔質焼結体と厚さ方向が共通である扁平形状である、請求項２４ないし２７のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
29. 前記弁作用金属は、ＴａまたはＮｂである、請求項１ないし２８のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
30. 前記陽極ワイヤは、前記多孔質焼結体の前記弁作用金属と同じ材質からなる、請求項２９に記載の固体電解コンデンサ。
31. 弁作用金属からなり、陽極を構成するとともに、陽極ワイヤの一部が進入した多孔質焼結体を形成する工程と、
    前記多孔質焼結体上に誘電体層を形成する工程と、
    前記誘電体層上に固体電解質層を形成する工程と、
    前記固体電解質層上に陰極層を形成する工程と、を備えた固体電解コンデンサの製造方法であって、
    前記多孔質焼結体を形成する工程においては、前記陽極ワイヤの進入長さＬｅと、前記陽極ワイヤの進入方向における前記多孔質焼結体の全長Ｌとの比Ｌｅ／Ｌを、０．８０以上０．９５以下とすることを特徴とする、固体電解コンデンサの製造方法。
32. 前記多孔質焼結体を形成する工程においては、前記進入方向に対して直角である厚さ方向における前記多孔質焼結体の厚さＴと前記全長Ｌとの比Ｔ／Ｌを、０．１４以上０．１６以下とする、請求項３１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
33. 前記多孔質焼結体を形成する工程においては、前記進入方向における前記多孔質焼結体の先端と前記陽極ワイヤの先端との距離Ｌｄと前記厚さＴとの比Ｌｄ／Ｔを、０．３以上
    １．４以下とする、請求項３１または３２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
34. 前記多孔質焼結体を形成する工程においては、前記陽極ワイヤの直径Ｄｗと前記厚さＴとの比Ｄｗ／Ｔを、０．４以上０．９以下とする、請求項３１ないし３３のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。

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