JP2015233026A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】上蓋の熱変形および漏れ電流特性の悪化を防止できる固体電解コンデンサを提供する。【解決手段】本発明は、底壁３１の外周縁部に周側壁３２〜３４が立設されたケース本体３と、そのケース本体３の上端開口部に取り付けられた上蓋４とを有する箱型ケース２の内部に、コンデンサ素子１が内蔵されている固体電解コンデンサを対象とする。底壁３１の外面に、コンデンサ素子１の陽極リード１１に導通している外部陽極回路パターン２１ｂと、コンデンサ素子１の陰極部１５に導通している外部陰極回路パターン２５ｂとがそれぞれ形成されている。コンデンサ素子１の上面と上蓋４との間に充填された絶縁性接着剤５によって、コンデンサ素子１の上面の少なくとも一部が上蓋４に接続されている。【選択図】図３Ａ

Description

この発明は、コンデンサ素子が箱型ケースによって封止されている固体電解コンデンサに関する。

従来、固体電解コンデンサとして、コンデンサ素子が合成樹脂のモールド成形により封止された樹脂モールド封止型の固体電解コンデンサや、コンデンサ素子が箱型ケースによって封止された箱封止型の固体電解コンデンサが周知である。

このうち、樹脂モールド成形ではない箱封止型の固体電解コンデンサは下記特許文献１，２に示すように、その箱型ケースが、底壁の周囲四辺に側壁（周側壁）が設けられたケース本体と、そのケース本体の上端開口部を閉塞する上蓋とを備え、ケース本体の内部にコンデンサ素子が内蔵されて上蓋で封口されている。また箱型ケースの底壁外面には、コンデンサ素子の陽極および陰極にそれぞれ電気接続された陽極回路パターンおよび陰極回路パターンが形成されている。

そして、この固体電解コンデンサは、パーソナルコンピュータ等の電子機器における電子回路基板に実装されて、電子回路部品として使用される。

特開平８−１４８３６５号公報 特許第４８７９８４５号公報

しかしながら、上記従来の箱封止型の固体電解コンデンサにおいては、実装時に発生する高熱によって、上蓋が熱変形して凹んだり膨れ上がったりしてしまうという問題があった。さらにコンデンサ素子が高温になると熱応力によって誘電体が劣化して誘電体を通過する漏れ電流（ＬＣ：Ｌｅａｋ Ｃｕｒｒｅｎｔ）が増大し、極端なＬＣ特性の悪化（ショート品の発生）が生じるという問題があった。

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、上蓋の熱変形および極端な漏れ電流特性の悪化を少なくすることができる固体電解コンデンサを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を要旨とするものである。

［１］底壁の外周縁部に周側壁が立設されたケース本体と、そのケース本体の上端開口部に取り付けられた上蓋とを有する箱型ケースの内部に、コンデンサ素子が内蔵されている固体電解コンデンサにおいて、
前記底壁の外面に、前記コンデンサ素子の陽極に導通している外部陽極回路パターンと、前記コンデンサ素子の陰極部に導通している外部陰極回路パターンとがそれぞれ形成され、
前記コンデンサ素子の上面と前記上蓋との間に充填された絶縁性接着剤によって、前記コンデンサ素子の上面の少なくとも一部が前記上蓋に接続されていることを特徴とする固体電解コンデンサ。

［２］前記コンデンサ素子の上面の９０％以上が前記絶縁性接着剤によって前記上蓋に接続されている前項１に記載の固体電解コンデンサ。

［３］前記絶縁性接着剤に、ジルコニア粉およびシリカ粉のうち少なくともいずれか一方の粉が配合されている前項１または２のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。

［４］前記絶縁性接着剤に、前記粉が５〜２０質量％配合されている前項３に記載の固体電解コンデンサ。

［５］前記コンデンサ素子は、タングステンを主成分とする陽極体とし、その陽極体に誘電体層、半導体層および電極層が順次積層されることによって形成されている前項１〜４のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。

［６］前記絶縁性接着剤として、アクリル樹脂系接着剤またはエポキシ樹脂系接着剤が用いられている前項１〜５のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。

［７］前記底壁の内面に、前記コンデンサ素子の陰極部に電気的かつ機械的に接続される内部陰極回路パターンが形成されるとともに、
前記底壁に、内部陰極回路パターンおよび外部陰極回路パターンを導通するためのスルーホールが形成され、
そのスルーホールにおける前記外部陰極回路パターン面内の総開口面積が、外部陰極回路パターンの面積に対し７％以下に設定されている前項１〜６のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。

［８］前記ケース本体の周側壁上端と、前記コンデンサ素子の上面との間に、コンデンサ素子の上面が低くなるように高低差が設けられ、
前記高低差が２０μｍ〜２００μｍに設定されている前項１〜７のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。

発明［１］の固体電解コンデンサによれば、コンデンサ素子の上面を絶縁性接着剤によって上蓋に接続固定しているため、上蓋が、コンデンサ素子およびケース本体に安定状態に支持される。このため、このコンデンサを電子回路基板に実装した際に、発生する高熱によっても、上蓋が凹んだり、膨れ上がったりするのを防止することができる。さらに本発明においては、コンデンサ素子および上蓋間に充填されている接着剤として絶縁性のものが用いられ、コンデンサ素子の漏れ電流特性が極端に悪化するのを有効に防止することができる。

発明［２］の固体電解コンデンサによれば、上記の効果をより確実に得ることができる。

発明［３］［４］の固体電解コンデンサによれば、コンデンサ素子の漏れ電流特性の悪化をより確実に防止することができる。

発明［５］の固体電解コンデンサによれば、小さい容積でも容量を大きく確保できるため、高性能を維持しつつ小型化を図ることができる。

発明［６］の固体電解コンデンサによれば、コンデンサ素子の上面を上蓋に絶縁性接着剤によって、より一層確実に接続することができる。

発明［７］の固体電解コンデンサによれば、コンデンサの漏れ電流特性の悪化をより一層確実に防止することができる。

発明［８］の固体電解コンデンサによれば、コンデンサ素子の上面を上蓋に絶縁性接着剤によって、なお一層確実に接続することができる。

図１はこの発明の実施形態である固体電解コンデンサをその上蓋を取り外した状態で示す斜視図である。 図２は実施形態の固体電解コンデンサをその上蓋を取り除いた状態で示す平面図である。 図３Ａは実施形態の固体電解コンデンサを示す側面断面図である。 図３Ｂは実施形態の固体電解コンデンサをその上蓋を取り除いた状態で示す側面断面図である。 図４は実施形態の固体電解コンデンサのケース本体を示す図であって、図（ａ）は上面図、図（ｂ）は側面断面図、図（ｃ）は下面図である。 図５は実施形態の固体電解コンデンサの上蓋を示す図であって、図（ａ）は上面図、図（ｂ）は側面図である。

図１はこの発明の実施形態である固体電解コンデンサをその上蓋を外した状態で示す斜視図、図２は上蓋を取り除いた状態で示す平面図、図３Ａは側面断面図、図３Ｂは上蓋を取り除いた状態で示す側面断面図である。

なお発明の理解を容易にするため、以下の説明においては、図３Ａの紙面に向かって左側（左方）を「前側（前方）」とし、右側（右方）を「後側（後方）」とし、上側（上方）を「上側（上方）」とし、下側（下方）を「下側（下方）」として説明する。

これらの図に示すように、この固体電解コンデンサは、直方形の箱型ケース２と、このケース２内に収容された２つのコンデンサ素子１，１とを基本的な構成要素として備えている。

本実施形態において、コンデンサ素子１は、陽極として、金属粉を焼結した焼結体の内部における細孔表層を主として電荷保存場所としたものが用いられている。すなわち本実施形態のコンデンサ素子１は、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、タングステンのうち、少ないとも１つを主成分とする金属材料を陽極体として、誘電体層、半導体層、電極層が順次積層されることによって形成されている。これらの焼結体、誘電体層、半導体層、電極層は、例えば、従来公知の方法で形成することができる。

このコンデンサ素子１は、前端面から陽極としての線状または箔状の陽極リード１１が引き出されている。この陽極リード１１は、コンデンサ１を製造する際の焼結時に植立しておいたり、あるいは事後的に、溶接によって陽極体に接続するようにしている。陽極リード１１は、一般に焼結体の厚みよりも薄くなっている。前端面と陽極リード１１の焼結体に近い部分とには、誘電体層を挟んで半導体層が形成されている。さらに陽極リード１１は、電極層に接触することがないように取り付けられている。

また本実施形態において、コンデンサ素子１における最外側に積層される電極層、つまり前端面を除く５つの面（上下面、両側面および後端面）が、陰極部１５として機能するものである。

本実施形態において、陽極体としての金属材料は、単体に限られず、合金や他の元素との組成物であっても良い。さらに当該金属材料には、コンデンサとしての特性に影響しない範囲内おいて、合金や組成物を１種以上含んでいても良い。金属材料に含まれる合金としては、単体の一部が単体表層で合金化したものも含まれる。

本発明においては、陽極体としての焼結体の中でも、タングステンを主成分とする焼結体は、小さい容積であっても容量を大きく確保できるため、固体電解コンデンサ素子用の陽極体として用いるのが好ましい。

なお本実施形態においては、固体電解コンデンサ素子の陽極体として、金属粉を焼結した焼結体を用いるが、それだけに限られず、本発明においては、金属板や金属箔の表面をエッチングし、エッチング細孔表層を主として電荷保持場所とした陽極体を有するコンデンサ素子を用いることもできる。このコンデンサ素子は、金属板や金属箔の一部が陽極となり、該陽極に誘電体層を形成し、その誘電体層上に半導体層と電極層とが順次積層される。このタイプのコンデンサ素子は、一般に陽極体を複数枚積層して使用されるのが通例である。なお、これらの陽極体、誘電体層、半導体層、電極層も、上記と同様、従来公知の方法で形成することができる。

図４は実施形態の固体電解コンデンサにおける箱型ケース２のケース本体３を示す図、図５は箱型ケース２の上蓋４を示す図である。

図１〜図５に示すように、本実施形態の固体電解コンデンサにおける箱型ケース２は、凹状断面を有するケース本体３と、そのケース本体３の上端開口部に設けられる上蓋４とを備えている。

ケース本体３は、凹状の断面を有するものであって、平面視長方形状の底壁３１と、底壁３１の周囲四辺に立ち上がり状に設けられる前壁３２、後壁３３および両側壁３４，３４とを備えている。なお本実施形態においては、ケース本体３の底壁３１を除く壁部３２〜３４を、周側壁と称する。

また周側壁３２〜３４の内側コーナー部は、必ずしも９０°に調整する必要はなく、図１，２に示すように適当なアールが付いた丸みのあるコーナー部としても良い。

本発明において、ケース本体３の作製方法は限定されるものではないが、例えば底壁３１を構成する平板状の底壁部材に、周側壁３２〜３４を構成する矩形枠状の周側壁部材を絶縁性接着剤で熱加圧して接続することによって作製することができる。この作製時において、底壁部材と周側壁部材との接続部分にガラスクロス等の耐熱性材料を挟み込んでおき、その耐熱性材料に接着剤を保持させることによって、接着剤のはみ出しを防止するようにしても良い。

また底壁部材および周側壁部材は、その素材として、エポキシ樹脂等を好適に採用することができ、例えばエポキシ部材を適宜加工することによって作製することができる。

さらに平板状の底壁部材における周囲四側面と、枠状の周側壁部材における内周四側面および外周四側面とには、毛羽立たないように加工を施しておくのが良い。

一方、上蓋４は、ケース本体３における上端の外周形状に対応して長方形の平板状に形成されており、ケース本体３の上端開口部を閉塞できるようになっている。

この上蓋４は、上記ケース本体３と同様、素材として、エポキシ樹脂等を好適に採用することができ、エポキシ部材を適宜加工することによって作製することができる。

さらに上蓋４においても、上記ケース本体３と同様、毛羽立たないように周囲四側面に加工を施しておくのが良い。

ケース本体３における底壁３１の上面側（内面側）には、内部陽極回路パターン２１ａおよび内部陰極回路パターン２５ａが形成されている。

内部陽極回路パターン２１ａは、ケース本体３内に収容されるコンデンサ素子１，１の陽極リード１１，１１に対応する位置に、コンデンサ素子１，１の併設方向（巾方向）に連続して形成されている。さらに内部陰極回路パターン２５ａは、収容されるコンデンサ素子１，１の下面全域にほぼ対応する位置に形成されている。

またケース本体３における底壁３１の下面（外面）には、外部陽極回路パターン２１ｂおよび外部陰極回路パターン２５ｂが形成されている。

外部陽極回路パターン２１ｂは、底壁３１の下面における前端部に巾方向に連続して形成されている。さらに外部陰極回路パターン２５ｂは、底壁３１の下面における後端部に巾方向に連続して形成されている。

各回路パターン２１ａ，２１ｂ，２５ａ，２５ｂは、銅箔等の金属箔によって構成されており、その金属箔の表面にニッケル下地の錫メッキ等のメッキが施されている。

また内部陽極回路パターン２１ａと、外部陽極回路パターン２１ｂとは、内周面に導電層が形成されたスルーホール（図示省略）を介して導通されている。さらに内部陰極回路パターン２５ａと、外部陰極回路パターン２５ｂとは、同様なスルーホール（図示省略）を介して導通されている。スルーホールは陰陽極の内外部回路パターンの間にそれぞれ最低１つあればよいが、複数あってもよい。

各スルーホールは、エポキシ樹脂等のケース本体３を構成する樹脂等が充填されることによって閉塞されている。さらにその閉塞部分には、必要に応じてメッキが施されている。

本実施形態においては、陰極回路パターン２５ａ，２５ｂに形成されるスルーホールにおける外部陰極回路パターン２５ｂ面内の総開口面積を、外部陰極回路パターン２５ｂの面積に対し、７％以下、好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下に設定しておくのが好ましい。同様に陽極回路パターン２１ａ，２１ｂに形成されるスルーホールにおける外部陽極回路パターン２１ｂ面内の総開口面積を、外部陽極回路パターン２１ｂの面積に対し、７％以下、好ましくは５％以下、より好ましくは３％以下に設定しておくのが好ましい。すなわちこの構成を採用する場合には、高熱伝導の経路を小さくしておくことにより実装時にコンデンサ素子１に加わる熱応力を緩和させることができる。

なお実施形態において、スルーホールの閉塞部分にメッキを施す場合、そのメッキと、上記回路パターン２１ａ，２１ｂ，２５ａ，２５ｂに施されるメッキとは、導電性の点から金属種を同様に調整するとともに、外観検査の観点から色を同様に調整しておくのが好ましい。

さらに本実施形態においては、外部陽極回路パターン２１ｂと、外部陰極回路パターン２５ｂとは、同一形状かつ同一面積に形成するのが好ましい。

本実施形態においては、ケース本体３内に２個のコンデンサ素子１，１が並列配置に収容される。この際、コンデンサ素子１，１の下面側に配置される陰極部１５，１５が、ケース本体３における底壁３１の内部陰極回路パターン２５ａに導電性接着剤２６（図３Ａ，３Ｂ参照）を介して電気的および機械的に接続される。

さらに各コンデンサ素子１，１の陽極リード１１，１１が、ケース本体３における底壁３１の内部陽極回路パターン２１ａに抵抗溶接処理によって電気的および機械的に接続される。

この場合、陽極リード１１，１１と、内部陽極回路パターン２１ａとの隙間には、金属材２２が介在されている。この金属材２２としては、導電性を備える必要があり、好ましくは抵抗溶接が容易な銅合金、例えば洋白（ニッケルシルバー）を用いるのが良い。金属材２２の内部陽極回路パターン２１ａへの電気的および機械的接続には銀ペーストなどの導電性接着剤を用いてもよい。

なお、陽極リード１１と内部陽極回路パターン２１ａとの間に隙間がない場合、あるいはその隙間が非常に小さい場合には、陽極リード１１を内部陽極回路パターン２１ａに抵抗溶接等によって直接接続するようにしても良い。

ここで図３Ｂに示すように、本実施形態においては、ケース本体３に固定されたコンデンサ素子１の上面と、ケース本体３における周側壁３２〜３４の上端面との間に、コンデンサ素子１の上面側が僅かに低くなるように高低差Ｓが設けられ、周側壁３２〜３４の内側におけるコンデンサ素子１の上面と、装着予定の上蓋４の下面（閉塞面）との間に、接着剤充填用隙間３０が形成されている。

この接着剤充填用隙間３０を形成するには、例えばコンデンサ素子１の厚さ（コンデンサ素子１をケース本体３に固定した状態においてコンデンサ素子１の垂直方向の寸法）を、ケース本体３の周側壁３２〜３４の高さ（底壁３１の上面から周側壁３２〜３４の上端面までの寸法）に対し、小さくなるように形成しておく。すなわち、コンデンサ素子１における誘電体の厚さ、半導体層の厚さ、電極層の厚さ、内部陰極回路パターン２５ａに塗布する導電性接着剤の硬化後の厚さ等を考慮しつつ各厚さを適宜調整することによって、コンデンサ素子１の上面が、ケース本体３における周側壁３２〜３４の上端面に対し低くなるように調整する。

本実施形態においては、周側壁３２〜３４の上端面とコンデンサ素子１の上面との高低差Ｓを２０μｍ〜２００μｍに、好ましくは２５μｍ〜１８０μｍに、より好ましくは３０μｍ〜１５０μｍに調整するのが好ましい。箱型ケース内に封止されるコンデンサ素子を大きくすることができる点から高低差Ｓは小さい方が好ましい。ただし、コンデンサ素子や箱型ケースの寸法精度に幅があるため、高低差Ｓが生じる余地を持たせておくことが好ましい。すなわち前記範囲内に調整することによって、後述するように、コンデンサ素子１の上面を上蓋４に接着剤５によって確実に接続固定することができる。

なおコンデンサ素子１として、上記したように陽極体が金属板や金属箔によって構成されるものを用いる場合には、各層の個別の厚さ、各積層体の厚さを考慮して、上記の高低差Ｓを形成し、接着剤充填用隙間３０を形成するようにすれば良い。

こうしてケース本体３内にコンデンサ素子１を固定した後、ケース本体３の上端開口部を閉塞するように上蓋４が取り付けられる。この場合、上蓋４の下面側（内面側）における周縁部と、ケース本体３における周側壁３２〜３４の上端面とが接着剤で接着されることに加えて、コンデンサ素子１，１の陰極部１５の上面と上蓋４の内面（裏面）との間にも接着剤５が充填されて、コンデンサ素子１，１の上面と上蓋４の内面とが接着剤５を介して接着固定されている。

この接着剤５の付着方法としては、例えば上蓋４をケース本体３に取り付ける前に、予め上蓋４の裏面側の所要領域に接着剤５を塗布しておき、その接着剤付きの上蓋４をケース本体３の上端開口部に取り付けるようにしたり、あるいは、ケース本体３に収容されたコンデンサ素子１の上面と、ケース本体３の周側壁３２〜３４の上端面とに接着剤５を塗布しておいて、そのケース本体３の上端開口部に上蓋４を取り付けるようにしたりしても良い。言うまでもなく、本発明において、接着剤５の付着方法は限定されるものではなく、どのような方法で接着剤５を付着するようにしても良い。要は、コンデンサ素子１の上面と上蓋４との間に接着剤５が充填されるようにすれば良い。

本実施形態においては、接着剤５の熱伝導性が特に高いものでなければコンデンサ素子に対する熱応力を抑えることができ、好ましいと考えられる。コンデンサ製造では銀などの金属粉を導電性が得られる量以上に配合させた金属粉ペーストなどの導電性接着剤が一般的に用いられているが、このような導電性接着剤は熱伝導性が高すぎることがある。本実施形態において接着剤５としては、前記導電性接着剤は避け、絶縁性接着剤、特に、アクリル樹脂系の接着剤またはエポキシ樹脂系の接着剤を好適に使用することができる。一般には１０^６Ω／ｍ以上のものが絶縁体と分類される。

さらに本実施形態において、接着剤５は、接着成分（接着用樹脂）以外に必要に応じて溶媒が混合されてもよい。また本実施形態においては、さらに、熱伝導性の高くないフィラー、例えば、ジルコニアやシリカを代表とする酸化物微粉を配合すると好ましいと考えられる。より好ましくは、前記フィラーの熱伝導性は２５℃において１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である。

本実施形態において、接着剤５は、コンデンサ素子１の上面の少なくとも一部に塗布されていれば良いが、好ましくは、コンデンサ素子１の上面全域に塗布し、その上面全域を上蓋４に接着するのが良い。具体的には、コンデンサ素子１の上面における９０％以上の領域を接着剤５によって上蓋４に接続するのが好ましい。すなわち、コンデンサ素子１の上蓋４に対する接着面積が多くなる程、上蓋４を安定状態に取り付けることができ、後述する上蓋４の熱変形をより確実に防止することができる。

さらに、接着剤５は、箱型ケース２内に収まる限り、コンデンサ素子１の上面をはみ出してもよい。ただし、陽極リードへの応力を避けるため、陽極リード（特に、陽極体への付け根部分）の周りに空隙が残るようにすることが好ましい。

なおコンデンサ素子１として、陽極体が金属板や金属箔によって構成されたものを用いる場合には、コンデンサ素子１の上面における陰極部の一部、あるいは陰極部の全域を接着剤５によって上蓋４に接着するようにしても良い。

こうしてコンデンサ素子１を内蔵した本実施形態の箱封止型（チップ状）の固体電解コンデンサが作製される。

本実施形態の箱封止型の固体電解コンデンサによれば、コンデンサ素子１の上面に対し、上蓋４を接着剤５を介して接着固定してるため、上蓋４のほぼ全域が、コンデンサ素子１およびケース本体３に安定状態に支持される。このため、この固体電解コンデンサを電子回路基板に実装した際に、上蓋４に対し高熱が作用したとしても、上蓋４が凹んだり、膨れ上がったりするような不具合を確実に防止することができる。

さらに本実施形態においては、接着剤５として前述の絶縁性のものを用い、実装時にコンデンサ素子にかかる熱応力の影響を抑えることができるため、コンデンサ素子１の漏れ電流が極端に増大するようなことがなく、漏れ電流特性の悪化を防止でき、コンデンサとして高い性能を得ることできると考えられる。

なお上記実施形態においては、箱型ケース２内に、コンデンサ素子１が２個並列に内蔵された固体電解コンデンサを例に挙げて説明したが、それだけに限られず、本発明は、箱型ケース２内にコンデンサ素子が１個だけ、または３個以上内蔵された固体電解コンデンサにも適用することができる。また本発明において、陽極体が焼結体によって構成されるコンデンサ素子を複数個内蔵させる場合には、上記実施形態のように並列に配置しておくのが好ましい。

また本発明においては、既述したように陽極体が金属板や金属箔によって構成されたコンデンサ素子を用いることができるとともに、このコンデンサ素子と、陽極体が焼結体によって構成された上記実施形態のようなコンデンサ素子１とを併用することも可能である。

以下、本発明に関連した実施例、および本発明の要旨を逸脱する比較例について詳細に説明する。

＜実施例１＞
図１〜図５に示す実施形態の箱封止型の固体電解コンデンサと同様に箱封止型の固体電解コンデンサを作製した。すなわちケース本体３の底壁３１を作製するための底壁部材として、長さ７．３ｍｍ、幅４．３ｍｍ、厚さ０．３ｍｍのガラスエポキシ基板を準備した。そのガラスエポキシ基板の上面には図４（ａ）に示すように、３．５ｍｍ×４．７ｍｍの内部陰極回路パターン２５ａを形成した。なおこの３．５ｍｍは巾方向（コンデンサ素子１の並列方向）の寸法に相当し、４．７ｍｍは前後方向の寸法に相当する。

さらにガラスエポキシ基板の上面に、上記内部陰極回路パターン２５ａに対し前方へ１．０ｍｍの間隔を空けて３．５ｍｍ×０．６ｍｍの内部陽極回路パターン２１ａを形成した。なおこの３．５ｍｍは巾方向（コンデンサ素子１の並列方向）の寸法に相当し、０．６ｍｍは前後方向の寸法に相当する。

さらに底壁部材としての基板の下面には、図４（ｃ）に示すように、底壁部材の下面の前部に、３．４ｍｍ×１．３ｍｍの外部陽極回路パターン２１ｂを形成するとともに、後部に同じ大きさの外部陰極回路パターン２５ｂを形成した。なおこの３．４ｍｍは巾方向（コンデンサ素子１の並列方向）の寸法に相当し、１．３ｍｍは前後方向の寸法にそれぞれ相当する。

各回路パターン２１ａ，２１ｂ，２５ａ，２５ｂは、底壁部材としてのガラスエポキシ基板に貼られた銅箔からなり表面にニッケル下地の錫メッキが施されている。また底壁部材としての基板上下の陽極回路パターン２１ａ，２１ｂ同士と、陰極回路パターン２５ａ，２５ｂ同士は、基板上下の回路パターンの重なり合う範囲の中心のそれぞれ１か所に形成されたφ０．４ｍｍのスルーホールで導通している。このスルーホールは、エポキシ樹脂によって底壁部材としての基板と表面が同一になるように塞がれている。また、スルーホールの両端面には、各回路パターン２１ａ，２１ｂ，２５ａ，２５ｂと同様なメッキが施されている。

なお、この実施例１において、外部陰極回路パターン２５ｂの面積に対し、スルーホールにおける外部陰極回路パターン２５ｂ面内の総開口面積の比率（％）は、２．８％となっている。

またケース本体３の周側壁３２〜３４を作製するための周側壁部材として、長さ７．３ｍｍ、幅４．３ｍｍ、厚さ１．２ｍｍのガラスエポキシ部材を、その四方（幅方向０．５ｍｍ、長手方向０．４ｍｍ）を残して内部を切削削除した矩形枠状ないし矩形環状の部材を準備した。この周側壁部材としての枠状部材を、上記底壁部材としての基板の上面に方向を揃えて配置し、絶縁性接着剤を用いて熱加圧して接合し、断面凹状の箱（ケース本体３）を作製した（図４（ｂ）参照）。このケース本体３における底壁３１の上面から周側壁３２〜３４の上端面までの距離（周壁高さ）Ｈは、接着剤の厚みを加味して１．５８〜１．６５ｍｍであった。

一方、体積平均粒径０．６μｍ（０．１μｍ〜１５μｍ）の市販のタングステン粉に体積平均粒径１μｍ（０．３μｍ〜３．４μｍ）の市販の珪素粉を０．３質量％混合した粉を１０^−２Ｐａの真空下１４２０℃で３０分処理した。さらにこの粉を室温に戻し塊状物を解砕して体積平均粒径９６μｍ（２６μｍ〜１８０μｍ）の造粒粉を作製した。この造粒粉を０．２９ｍｍφのタンタル線（陽極リード１１）を植立させて成形した後、１０^−２Ｐａの真空下１５３０℃で２０分間焼結して、大きさが１．０ｍｍ×１．５ｍｍ×４．４５ｍｍの直方形状の焼結体を２０００個準備した。なおこの焼結体は、１．０ｍｍ×１．５ｍｍ面中央に前記タンタル線が内部に０．３７ｍｍ埋設され、外部に０．６ｍｍ引き出されるように植立されて陽極リード１１として構成されている。

次いで、この焼結体を陽極体として、３質量％の過硫酸カリウム水溶液中で４５℃、１０Ｖ、６時間化成した後にアルコール洗浄して速やかに空気中１９０℃で３０分高温処理した後、室温に戻すことにより陽極体とリード線の一部に誘電体層を形成して、誘電体を作製した。

さらにこの誘電体の誘電体層上に従来公知の方法でポリエチレンジオキシチオフェンにアントラキノンスルホン酸をドープした導電性高分子の半導体層、カーボン層、銀層を順次積層してタングステン固体電解コンデンサ素子１を作製した。なお、陽極リード線１１が稙立している焼結体の１．０ｍｍ×１．５ｍｍの面（前面）と、陽極リード線１１とにはカーボン層と銀層は形成していない。

こうして作製したコンデンサ素子１の陽極リード１１における先端の一部を切断除去して所定寸法にしたものを２個用意し、焼結体寸法で１．５ｍｍ×４．４５ｍｍの面（下面）を、上記したケース本体３の内部における内部陰極回路パターン２５ａ上に該素子２個水平並列に配置し銀ペースト（導電性接着剤２６）で接続硬化させると共に、各陽極リード１１を内部陽極回路パターン２１ａ上に、陽極リード線１１に対し水平面内で直交して配置した０．４５ｍｍφの洋箔白線（金属材２２）を介して抵抗溶接で接続固定した。同様にしてケース本体３の内部に、コンデンサ素子１が２個並列に回路パターン２１ａ，２５ａに接続された状態の上蓋未装着のコンデンサを計１００個作製した。なお、内部陰極回路パターン２５ａ上に接続したコンデンサ素子１の高さ（底壁内面からコンデンサ素子１の上面までの高さ寸法）は、１．２１ｍｍ〜１．２５ｍｍであった。

最後に、上蓋４として、大きさが７．３ｍｍ×４．３ｍｍ、厚さが０．３ｍｍのガラスエポキシ部材を準備し、その上蓋４の下面（裏面）全域に接着剤５を付着させ、上蓋４をケース本体３の上部に重ねて接着すると同時に、上蓋４をコンデンサ素子１の上面で構成される陰極部１５に接続させて、接着剤５を養生硬化した。この接着剤５としては、ジルコニア粉（関東化学製）を１０質量％配合したアクリル樹脂系接着剤（Ａｌｄｒｉｃｈ製Ｐｏｌｙ（ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）粉（Ｍ．Ｗ．６０，０００）を６質量％酢酸ブチルに溶解させた）を使用した。

こうして作製したチップ状（箱封止型）の固体電解コンデンサを１０５℃で２時間エージングし、ＬＣを安定化させた後に、別途用意した試験用実装基板に半田クリームで仮接続し、最高温度２６０℃で時間５秒の温度パターンのリフロー炉を通過させて実装した。

そして実装後のチップ状の固体電解コンデンサを目視で観察したところ、コンデンサの上面（上蓋４）のへこみや膨れは認められなかった。また、実装による極端なＬＣ特性の悪化（ショート品の発生）も無かった。

＜実施例２＞
コンデンサ素子１を内蔵したケース本体３に上蓋４を接続するための接着剤５として、ジルコニア粉の代わりにシリカ粉（関東化学製ＮａｎｏＴｅｋ＜登録商標＞）を１５質量％配合し、アクリル樹脂系接着剤の代わりにエポキシ樹脂系接着剤アラルダイト（昭和高分子製）を使用した以外は、上記実施例１と同様にしてチップ状固体電解コンデンサを作製した。

そして、このコンデンサに対し、上記実施例１と同様にリフロー炉を通過させて実装した。さらに実装後のコンデンサを目視で観察したところ、上面（上蓋４）のへこみや膨れは認められなかった。また、実装による極端なＬＣ特性の悪化（ショート品の発生）は無かった。

＜実施例３＞
スルーホールの大きさを０．６ｍｍφにした以外は実施例１と同様にしてチップ状固体電解コンデンサを１００個作製し、実装試験を行った。その結果、１００個のコンデンサ全てで上面のへこみや膨れが観察されなかったが、実装による極端なＬＣ特性の悪化（ショート品の発生）が６個測定された。

なお、この実施例３において、外部陰極回路パターン２５ｂの面積に対し、スルーホールにおける外部陰極回路パターン２５ｂ面内の総開口面積の比率（％）は、６．４％となっている。

＜実施例４＞
コンデンサ素子１を内蔵したケース本体３に上蓋４を接続するための接着剤として、ジルコニア粉を配合しなかったアクリル樹脂系接着剤を用いた以外は、上記実施例１と同様にしてチップ状固体電解コンデンサを１００個作製し、上記と同様に実装試験を行った。その結果、１００個のコンデンサ全てにおいて上面（上蓋４）のへこみや膨れが観察されなかったが、実装による極端なＬＣ特性の悪化（ショート品の発生）が１個測定された。

＜比較例１＞
コンデンサ素子１を内蔵したケース本体３に上蓋４を接続するときに、コンデンサ素子１の上面に対応する位置に接着剤５を付着させなかった以外は、上記実施例１と同様にしてチップ状固体電解コンデンサを１００個作製し、上記と同様に実装試験を行った。その結果、１００個中７４個のコンデンサで上面（上蓋４）のへこみや膨れが観察された。また、実装による極端なＬＣ特性の悪化（ショート品の発生）は無かった。

＜比較例２＞
コンデンサ素子１を内蔵したケース本体３に上蓋４を接続するための接着剤として、ジルコニア粉の代わりに体積平均粒径１．５μｍの銀粉を７０質量％配合した導電性アクリル樹脂系接着剤を用いた以外は、上記実施例１と同様にしてチップ状固体電解コンデンサを１００個作製し、上記と同様に実装試験を行った。その結果、１００個のコンデンサ全てにおいて上面（上蓋４）のへこみや膨れが観察されなかったが、実装による極端なＬＣ特性の悪化（ショート品の発生）が２４個測定された。

＜評価＞
以上の結果から明らかなように、本発明に関連した実施例１〜４のコンデンサは、良好な評価が得られた。特に外部陰極回路パターン２５ｂの面積に対して、外部陰極回路パターン２５ｂ面内のスルーホールの総開口面積が７％以下の実施例１，２のコンデンサは、上蓋４の熱変形や、極端なＬＣ特性の悪化が一切認められず、コンデンサとして最適な評価が得られた。なお、実施例３，４のコンデンサは、ＬＣ特性の悪化が僅かに認められたものの、まずまずの評価が得られた。

これに対し、本発明の要旨を逸脱する比較例１，２のコンデンサは、上蓋４の熱変形、またはＬＣ特性の悪化が多く認められ、高評価を得ることはできなかった。

この発明の固体電解コンデンサは、パーソナルコンピュータ等の電子機器における電子回路基板に実装される電子部品として利用可能である。

１：コンデンサ素子
１１：陽極リード（陽極）
１５：陰極部
２：箱型ケース
２１ａ：内部陽極回路パターン
２１ｂ：外部陽極回路パターン
２５ａ：内部陰極回路パターン
２５ｂ：外部陰極回路パターン
３：ケース本体
３１：底壁
３２：前壁（周側壁）
３３：後壁（周側壁）
３４：側壁（周側壁）
４：上蓋
５：接着剤
Ｓ：高低差
Ｈ：底壁３１の上面から周側壁３２〜３４の上端面までの寸法

Claims (8)

1. 底壁の外周縁部に周側壁が立設されたケース本体と、そのケース本体の上端開口部に取り付けられた上蓋とを有する箱型ケースの内部に、コンデンサ素子が内蔵されている固体電解コンデンサにおいて、
   前記底壁の外面に、前記コンデンサ素子の陽極に導通している外部陽極回路パターンと、前記コンデンサ素子の陰極部に導通している外部陰極回路パターンとがそれぞれ形成され、
   前記コンデンサ素子の上面と前記上蓋との間に充填された絶縁性接着剤によって、前記コンデンサ素子の上面の少なくとも一部が前記上蓋に接続されていることを特徴とする固体電解コンデンサ。
2. 前記コンデンサ素子の上面の９０％以上が前記絶縁性接着剤によって前記上蓋に接続されている請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 前記絶縁性接着剤に、ジルコニア粉およびシリカ粉のうち少なくともいずれか一方の粉が配合されている請求項１または２のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
4. 前記絶縁性接着剤に、前記粉が５〜２０質量％配合されている請求項３に記載の固体電解コンデンサ。
5. 前記コンデンサ素子は、タングステンを主成分とする陽極体とし、その陽極体に誘電体層、半導体層および電極層が順次積層されることによって形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
6. 前記絶縁性接着剤として、アクリル樹脂系接着剤またはエポキシ樹脂系接着剤が用いられている請求項１〜５のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
7. 前記底壁の内面に、前記コンデンサ素子の陰極部に電気的かつ機械的に接続される内部陰極回路パターンが形成されるとともに、
   前記底壁に、内部陰極回路パターンおよび外部陰極回路パターンを導通するためのスルーホールが形成され、
   そのスルーホールにおける前記外部陰極回路パターン面内の総開口面積が、外部陰極回路パターンの面積に対し７％以下に設定されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
8. 前記ケース本体の周側壁上端と、前記コンデンサ素子の上面との間に、コンデンサ素子の上面が低くなるように高低差が設けられ、
   前記高低差が２０μｍ〜２００μｍに設定されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
   

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