JP4060657B2 - 固体電解コンデンサとその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体電解コンデンサとその製造方法に関し、特に、扁平な形状のコンデンサ素子を用いた固体電解コンデンサの封止、外装の技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばタンタルやアルミニウムのような弁作用金属を陽極側電極とし、その陽極側電極の母材である弁作用金属を酸化してこれを誘電体とし、その上に例えば二酸化マンガンや導電性高分子などの層を密着して形成し、更にその上にグラファイト層や銀ペースト層を積層するなどして陰極側電極とした固体電解コンデンサ、特に表面実装型の固体電解コンデンサには、これまで、コンデンサ素子を円柱や四角柱などの柱体にしたものがよく知られているが、その他にも、例えば特開平５−２７５２９０号公報に開示されているもののような、扁平な平板状の素子を用いたコンデンサもある。本発明は、そのような扁平なコンデンサ素子を用いた、表面実装型の固体電解コンデンサに関わるものである。
【０００３】
この種の固体電解コンデンサについて、上記公報の図１を再掲して示す図８を参照して説明する。尚、以下では、説明の便宜のため、コンデンサの各構成要素の名称や符号に、上記公報に用いられているものとは異なった名称や符号を用いることがある。図８を参照すると、エッチングによって拡面化したアルミニウム箔（エッチドアルミニウム箔）１が、紙面左側から外部陽極端子を接続するための領域と容量を発現するための領域とに分けられていて、アルミニウム箔１の紙面右側の大部を占める容量発現領域には、母材であるアルミニウム箔１を陽極酸化して得た、酸化アルミニウムの皮膜２が形成されている。更に、その酸化アルミニウム皮膜２の上に、これに密着して半導体層２３が設けられており、その半導体層の更に上に導電体層２４が密着して形成されている。半導体層２３はいわゆる固体電解質であって、ここでは二酸化鉛と硫酸鉛からなっているが、よく知られているように、二酸化マンガンやＴＣＮＱ或いは導電性高分子などもよく用いられる。特に、導電性高分子は導電率が高く、コンデンサとしての等価直列抵抗（ＥＳＲ：Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ Ｓｅｒｉｅｓ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を低くできるので、近年、多用されはじめてきている。導電体層２４は、通常、グラファイト層と銀ペースト層とをこの順に積層した構造のものが多い。
【０００４】
上述のアルミニウム箔１と、酸化アルミニウム皮膜２と、半導体層２３及び導電体層２４とで、コンデンサとしての基本構造（固体電解コンデンサ素子）が形づくられている。すなわち、アルミニウム箔１が陽極側電極であり、酸化アルミニウム皮膜２が誘電体であり、半導体層２３と導電体層２４とで陰極側電極としての役をなしている。そして、そのコンデンサ素子に、外部との電気的な接続のために、外部陽極端子６と外部陰極端子７とが取り付けられ、更に、素子の封止とコンデンサの外形形成のために、外装が施されている。
【０００５】
外部陽極端子６には４２合金製のリードフレームなどの、はんだ付けが可能な金属板が用いられ、上述のアルミニウム箔１の外部陽極端子接続領域に対し、アルミニウムワイヤのような良導電性の細線２５を介して接続されている。一方、外部陰極端子７にも外部陽極端子と同じ金属材料のリードフレームが用いられ、こちらの端子は、コンデンサ素子の陰極側電極の最外層である導電体層２４に、例えば銀ペースト８のような導電性接着剤によって導電的に固着されている。
【０００６】
そして、コンデンサ素子と、外部陽極端子６及び外部陰極端子７と、アルミニウムワイヤ２５とが、陽・陰２つの外部端子６，７の先端側（コンデンサ素子から遠い側）の一部を残して、外装のエポキシ樹脂体２６で覆われている。外装エポキシ樹脂体２６は、通常、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂のトランスファモールディングで形成されている。
【０００７】
扁平な素子を用いた固体電解コンデンサには、上に述べたものを一例として、その他にも、例えば上記公報の図４及び段落［０００２］〜［０００３］に記載されているような、外部陽極端子６を、陽極側電極であるアルミニウム箔１に溶接などの方法で直接固着接続したものがある。更には、プリント配線基板などの実装用基板に取り付けるときの実装面積を小さくするために、例えば図９に示すように、外部陽極端子６と外部陰極端子７とを外装樹脂体２６の側壁に沿って折り曲げ、更にその先で、コンデンサ素子の下側に折り込んだ端子構造にすることも考えられる。
【０００８】
これまで述べたいくつかの従来の表面実装型固体電解コンデンサの特徴を本発明との関連性の観点から言えば、いずれのコンデンサも、素子の周囲全体が熱硬化性樹脂のモールド成形によって形成された外装樹脂体２６で覆われていることである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の表面実装型の固体電解コンデンサにおいて、素子を扁平にすることは、コンデンサ全体を薄くするという効果をもたらした。しかしながら、その扁平なコンデンサ素子全体を、熱硬化性樹脂のモールド成形による外装樹脂体２６で包むという構造及び製造方法を採用したことで、以下のような改良すべき点が残された。
【００１０】
その第一は、外装樹脂体２６も含めたコンデンサ全体としての厚さを薄くできず、せっかく素子を扁平にして薄形化できるようにした効果が減じてしまうことである。トランスファモールディングの際には、成形金型の中にコンデンサ素子（この素子には、陽・陰両外部端子６，７が取付け済みであり、更に、外部陽極端子６とアルミニウム箔１とを接続するアルミニウムワイヤ２５がボンディング済みである）を入れ、溶融させた熱硬化性樹脂を金型とコンデンサ素子との間の空間に圧入する。その場合、圧入された溶融樹脂が金型中を隈なく流動してゆくには、コンデンサ素子と金型の内壁との間に、溶融樹脂の流動に対して大きな抵抗にならない程度の隙間が最低限必要である。したがって、外装樹脂体２６の肉厚はどうしてもある程度以上にならざるを得ず、コンデンサ全体ではある限度以下には薄くできない。
【００１１】
そこで、外装樹脂体２６の肉厚を薄くしようとして、金型とコンデンサ素子との間の隙間を小さくすると、ちょっとした素子の寸法の違いや或いは金型中での傾きで、素子が外装樹脂体２６から露出してしまうような事故が生じやすくなってしまう。また、溶融樹脂の注入圧力を隙間を小さくしたぶん高くしなければならなくなるので、それでなくても樹脂の注入圧力で素子がストレスを受けて変形する事故が起こる可能性があるのに、注入圧力が高くなったぶん余計にその発生確率が高まり、製造時の良品率が低下してしまうことになる。
【００１２】
その第二は、外装樹脂体２６の封止性が必ずしも十分でないことである。モールド成形に用いる例えばエポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂には、モールディング後にコンデンサを金型から取り出すときの型離れをよくするために、離形剤を含ませてある。このことが原因で、外装樹脂体２６とリードフレーム材とはそもそも密着性が十分でないので、どうしても、外装樹脂体２６と外部陽極端子６、外部陰極端子７との界面から酸素や水分などが侵入してしまう。このことは、特に導電性高分子を固体電解質に用いた固体電解コンデンサにおいて、重大な問題を引き起こす。上述したように、導電性高分子は他の固体電解質に比べ導電率が高いことから、近年多用されるようになってきているのであるが、一方で、酸素の存在下では酸化作用が進み導電率が低下してしまうので、封止性が不十分なときは、長期間にわたってコンデンサのＥＳＲが次第に上昇してしまい、はなはだしい場合は使用に耐えられなくなってしまうからである。
【００１３】
従って、本発明は、扁平な固体電解コンデンサ素子を用いた表面実装型の固体電解コンデンサにおいて、外装をトランスファモールディングによることをなくして、外装にともなう素子へのストレス増加や良品率の低下なしに、コンデンサ全体の厚さを従来より薄くできるようにすることを目的とするものである。
【００１４】
本発明は、また、扁平な固体電解コンデンサ素子を用いた表面実装型の固体電解コンデンサにおいて、封止性を従来より高めることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る固体電解コンデンサは、扁平な固体電解コンデンサ素子と、その固体電解コンデンサ素子の一方の平坦面に導電的に固着された板状の外部陰極端子と、前記固体電解コンデンサの他方の平坦面に貼着された熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムと、前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムを介して前記固体電解コンデンサ素子の他方の面に固着された補強板とを含み、前記固体電解コンデンサ素子を、前記外部陰極端子と前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルム及び補強板とで挟み込んだ構造で、前記固体電解コンデンサ素子の側面が前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムに含浸されていた熱硬化性樹脂の溶出物で封止されていることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本発明の第１の実施例（実施例１）に係るアルミニウム固体電解コンデンサの縦断面及び横断面を示す図１（ａ），（ｂ）を参照して、本実施例に係る固体電解コンデンサは、コンデンサ素子そのものは、これまで述べた従来の固体電解コンデンサ（図８又は図９参照）と同一のものを用いているが、外装の仕方が異なっている。本実施例においては、外装にトランスファモールドを全く用いていない。以下では、主にその相違点を中心にして、述べる。
【００１７】
先ず、コンデンサ素子は陽極側電極にエッチドアルミニウム箔を用い、固体電解質に導電性高分子を用いたものであり、従来公知の方法で、以下のようにして準備した。すなわち、始めに陽極側電極となるアルミニウム箔１をエッチングして、拡面化する。エッチング液には、塩酸の水溶液などを用いる。そして、そのアルミニウム箔１の所定の領域（容量発現領域：図１（ａ）の紙面右側の大部）を陽極酸化して、そこに酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）の皮膜２を形成する。陽極酸化には、例えばアジピン酸や、クエン酸や、リン酸などのアンモニウム塩の水溶液を化成液に用いる。
【００１８】
次いで、上記陽極酸化アルミニウム皮膜２の上に、固体電解質としての導電性高分子の層３を形成し、更にその上にグラファイトの層４と銀ペーストの層５とを積層して、エッチドアルミニウム箔１を陽極側電極とし、酸化アルミニウム皮膜２を誘電体とし、導電性高分子層３とグラファイト層４と銀ペースと層５とを陰極側電極とする固体電解コンデンサ素子を得る。本実施例においては、導電性高分子にピロールモノマーを化学酸化重合させて得たポリピロールを用いたが、他の例えばポリチオフェン或いポリアニリンなどを用いることもできる。また、形成方法についても、化学酸化重合に限らず、電解酸化重合によって形成することもできる。尚、本実施例においては、導電性高分子層３の形成に先立って、容量発現領域の隣りの部分（この例の場合は、ポリピロール層３などが形成されている部分の左側）に、後に外部陽極端子６を取り付けるだけの分をあけて、予めエポキシ樹脂のような絶縁性樹脂を塗布し、硬化させてマスキングのための絶縁樹脂体１２を設けておいた。このようにしておくと、陽極側電極であるアルミニウム箔１と陰極側電極との間の短絡を防ぐことができるので、製造が容易になり良品率が向上する。
【００１９】
その後、アルミニウム箔１の上記外部陽極端子取付けのために空けておいた部分に、外部陽極端子６を取り付ける。外部陽極端子６は、例えば４２合金や銅の板にはんだめっきを施したもののような、はんだ付け可能な材料でできている。平板状で、アルミニウム箔１には超音波溶接や電気抵抗溶接などによって接合する。
【００２０】
そして、コンデンサ素子の上面（外部陽極端子６が取り付けられている面とは反対側の面）に、エポキシ樹脂を含浸させた両面熱接着性テ−プ（プリプレグ）１０を貼り付け、更にそのプリプレグ１０の上面に、プリプレグの接着性を利用して、素子の強度補強のための平板状の補強板９を貼り付ける。このとき、プリプレグ１０と補強板９とは、図１（ａ）に示す縦断面図および図１（ｂ）に示す横断面図に見られるように、コンデンサ素子の陰極側電極からはみ出す大きさにし、また、アルミニウム箔１の外部陽極端子６の取付け部分まで伸ばして、その取付け部分を裏打ちできるようにしておく。なお、本実施例では、エポキシ樹脂を含浸させたプリプレグを用いたが、含浸剤は、例えばポリイミド樹脂のような耐熱性のあるものであれば、別の熱硬化性樹脂でもよい。プリプレグ１０の上面に貼り付ける補強板９は、コンデンサ素子の強度補強という目的から、プリプレグ１0やアルミニウム箔１より剛性が高く、外力によって変形したり撓んだりしないことが必要である。本実施例では、厚さ０．１ｍｍの銅板を用いた。また、本実施例においては、先にプリプレグ１０をコンデンサ素子に貼り付けた後に、そのプリプレグに補強板９を貼着したが、この方法に限らず、予め補強板９にプリプレグ１０を貼り付けておいて、そのプリプレグ付きの補強板９を、コンデンサ素子に貼着するようにしてもよい。このようにすると、予めプリプレグ付きの大きな補強板からコンデンサ素子の平面形状に合う寸法のものを切り出しておいて、それを素子に貼り付けるという工法を採ることができるので、コンデンサ素子に先ずプリプレグを貼り付け、その後に補強板を貼り付けるという工法によったときとは違って、プリプレグ１０と補強板９との位置合せなどの困難さがなくなり作業能率が向上するので、都合がよい。
【００２１】
次に、外部陰極端子７にすべき平板状の補強板に予め銀ペーストなどの導電性接着剤８を塗布したものを用意しておき、これを素子の下面（プリプレグ貼着面とは反対の面）に仮接着する。この外部陰極端子７も、外部陽極端子６と同じはんだめっき可能な金属材料で作る。
【００２２】
そして、コンデンサ素子の上面側の補強板９と下面側の外部陰極端子７との間に加熱しながら圧力を加える。加熱、加圧にあたっては、加工対象であるコンデンサ素子の上面及び下面に平坦性のよい剛体（図示せず）をあてがうなどして、加熱、加圧が均一に行われるようにする。この加熱、加圧によって、プリプレグ１０に含浸されていたエポキシ樹脂が溶出して、素子の側面の、補強板９と外部陰極端子７とが素子から張り出している部分どうしの間の空間が、溶出エポキシ樹脂１１Ａで埋められる。また、補強板９と、アルミニウム箔１の外部陽極端子６取付け部の裏側との間の空間も、プリプレグ１０からの溶出エポキシ樹脂１１Ｂで埋められる。同時に、外部陰極端子７とコンデンサ素子との間に介在している銀ペースト（導電性接着剤８）が硬化して、外部陰極端子７が素子の陰極側電極に固着され、外装と同時に外部陰極端子７の取付けがなされて、本実施例に係る表面実装型のアルミニウム固体電解コンデンサが完成する。
【００２３】
従来の、エポキシ樹脂のモ−ルド成形で外装を施した固体電解コンデンサ（図８又は図９参照）では、前述した理由により、コンデンサ素子に対して外装樹脂体２６の肉厚を、上下それぞれで少なくとも０．３〜０．５ｍｍずつ以上にしなければならない。これに対し、本実施例に係るコンデンサにおいては、コンデンサ素子に対して、その上面にプリプレグ１０と補強板９の厚さが加わるが、補強板９は金属製であるため、厚みを０．０５から０．１５ｍｍ程度まで薄くすることができ、これにプリプレグ１０の芯材の厚さ０．３ｍｍを加えても、素子以外の厚さはせいぜい０．４５ｍｍで済み、コンデンサ全体の厚さを薄くすることができる。
【００２４】
また、本実施例においては、外装に熱硬化性樹脂のトランスファモールディングを用いていないので、この種の従来の固体電解コンデンサに見られた、成形金型とコンデンサ素子との位置関係の変動や外形寸法の誤差あるいは、溶融樹脂の注入圧力による素子の撓みなどが原因の不良発生は、原理上、ない。
【００２５】
更に、本発明に係る固体電解コンデンサは、熱硬化性樹脂のトランスファモールディングによって外装を施す場合とは違って、加工後に金型から取り出す必要がない。すなわち、プリプレグ１０に含浸させるエポキシ樹脂に離形剤を含ませることによって型離れをよくすることの副作用として、外装樹脂体２６（図８または図９参照）とリードフレームとの密着力が低下してしまうことはない。極論すれば、プリプレグからの溶出エポキシ樹脂体１１Ａ，１１Ｂと外部陰極端子７やアルミニウム箔１との間の密着力を、純粋なエポキシ樹脂と金属材料との間の本来の密着力にまで高めることができる。同様のことが、外部陽極端子６と陰極側の導電性高分子層３との間にマスキング材として設けたエポキシ樹脂体１２についても言える。
【００２６】
図２に、本実施例に係る表面実装型アルミニウム固体電解コンデンサを信頼性試験に供した結果を示す。また、比較のため、外装を施していないコンデンサ素子だけのものと、本実施例に係るコンデンサと同じ素子を用い、エポキシ樹脂のトランスファモールディングで外装した従来の構造のアルミニウム固体電解コンデンサ（図９参照）を同じ試験に供した結果を示す。試験は、高温放置試験であって、温度：１５０℃の雰囲気中に試料を放置し、試料の電気的特性を時間の経過を追って測定する試験である。電気的特性の評価には、周波数１００ｋＨｚにおける等価直列抵抗（ＥＳＲ）の値を用いた。図２を参照して、どの試料の場合も、試験開始前の初期値は５ｍΩ前後でほぼ同等な値を示しているが、試験開始後は、外装を施さない素子だけの試料では、早い時期からＥＳＲが上昇し始め、１００時間を過ぎたあたりから急激に立ち上がっている。一方、従来のコンデンサと本実施例に係るコンデンサとは、当初、２００時間程度まではほぼ同じ曲線を描いているが、それ以後、従来のコンデンサのＥＳＲは上昇傾向を見せ始め、本実施例に係るコンデンサの曲線とは乖離してゆく。そして、１０００時間経過後には、本実施例に係るコンデンサのＥＳＲは約１０ｍΩで初期値の約２倍程度に止まっているのに対し、従来のコンデンサのＥＳＲは約３０ｍΩに増加して、初期値の約６倍にも達している。
【００２７】
上述の試験結果の相違は、コンデンサ素子に対して外装のあり、なし及び外装方法の違いに基づくものであり、本実施例に係るコンデンサは、従来の熱硬化性樹脂のトランスファモールディングによって外装を施したコンデンサに比べ、外部からの酸素や水分の侵入阻止能力が高く、封止性に優れていることを示すものである。本実施例に係るコンデンサにおける高封止能力は、特に、酸素や水分の存在下で導電率の低下傾向が大きい導電性高分子を固体電解質に用いたときに、ＥＳＲの経時劣化の改善、特性の安定性向上、高信頼性化、長寿命化に大きな効果をもたらす。
【００２８】
次に、本発明の第２の実施例（実施例２）に係るアルミニウム固体電解コンデンサの縦断面図を示す図３を参照して、本実施例に係る固体電解コンデンサは、アルミニウム箔１の外部陽極端子取付け部とポリピロール層３の形成部との間に設けたエポキシ樹脂体１２の露出面にもプリプレグ１０を貼り付けた点が、実施例１に係る固体電解コンデンサと異なっている。このようにすると、実施例１に係るコンデンサに比べ、外部からの酸素や水分などの侵入阻止能力をより一層高めることができる。
【００２９】
次に、本発明の第３の実施例（実施例３）に係るアルミニウム固体電解コンデンサの縦断面図を示す図４（ａ）及び、これに用いたプリプレグの平面図を示す図４（ｂ）を参照して、本実施例に係る固体電解コンデンサは、プリプレグ１０に表裏を通じる開口１３をあけ、その開口１３内に導電性接着剤である銀ペ−スト１４を充填して、補強板９とコンデンサ素子の最外層の銀ペースト層５とを導電的に結合した点が、実施例１に係る固体電解コンデンサと異なっている。かかる構造にすることで、コンデンサ素子に発生する熱を、プリプレグより熱伝導率の高い銀ペーストによって効率よく補強板９へ伝えることができ、放熱をよくすることができる。
【００３０】
一般に、動作中のコンデンサにはリプル電流（サージ電流）が流れるのであるが、リプル電流ｉが流れると、コンデンサには、コンデンサ自体の等価直列抵抗ｒに対応して、次式に従う温度上昇△Ｔが生じる。
△Ｔ＝（ｉ² ｒ）／b・Ｓ（℃）
ここで、bはコンデンサの放熱係数、Ｓはコンデンサの放熱面積である。導電性高分子を固体電解質とするコンデンサは、等価直列抵抗が小さく、低インピーダンスで周波数特性が良好であることが特徴のコンデンサであるが、温度が高くなるほど等価直列抵抗の経時変化が大きくなる傾向にある。そこで、上述の温度上昇△Ｔを抑制することは、コンデンサの長寿命化、高信頼化のために重要になるのであるが、本実施例に係る固体電解コンデンサの構造は、そのような温度上昇抑制に大きな効果をもたらす。
【００３１】
実施例３に係る固体電解コンデンサに取り入れた技術、すなわち、プリプレグ１０に開口１３を設け、その開口に銀ペースト１４などの導電性接着剤を充填して、補強板９とコンデンサ素子の陰極側電極とを導電的に結合する技術を用いると、次に述べる第４の実施例（実施例４）に係るコンデンサのように、外部陰極端子７とコンデンサ素子との間にもプリプレグを介挿させて、封止性をより高めることができる。実施例４に係るアルミニウム固体電解コンデンサの縦断面図を示す図５を参照して、本実施例に係る固体電解コンデンサは、コンデンサ素子の外部陰極端子７側の面にもプリプレグ１０Ｂを貼着し、そのプリプレグ１０Ｂによって外部陰極端子７をコンデンサ素子に貼着している点が、これまでの実施例と異なっている。外部陰極端子７側のプリプレグ１０Ｂには、実施例３におけると同じように、表裏を通じる開口が設けてあり、その開口に導電性接着剤である銀ペースト１４が充填してある。外部陰極端子７は、この銀ペースト１４によってコンデンサ素子の陰極側電極と電気的に導通している。本実施例のような構造にすることによって、素子の側面の、補強板９と外部陰極端子との間の空間は、上下両方のプリプレグ１０Ａ，１０Ｂから十分な量の溶出エポキシ樹脂を供給される。同時に、容量発現領域と外部陰極端子接続領域との間に設けられたマスキング材のエポキシ樹脂体１２の上にもプリプレグ１０Ｂが貼着され、これら二つの作用で、封止性がより向上する。本実施例においては、外部陰極端子７側のプリプレグ１０Ｂにのみ開口を設け、銀ペースト１４を充填したが、勿論、上面側（外部陰極端子７とは反対側の面）のプリプレグ１０Ａにも開口をあけ、銀ペーストを充填するようにしてもよい。
【００３２】
外部陰極端子７側にも開口付きのプリプレグ１０Ｂを貼着し、開口に充填した銀ペーストで外部陰極端子７とコンデンサ素子の陰極側電極とを導電的に結合する技術は、次に述べる第５の実施例（実施例５）に係る固体電解コンデンサのように変形することができる。本発明の実施例５に係る固体電解コンデンサの横断面を示す図６を参照して、本実施例は、コンデンサ素子の（上下二つの面ばかりではなく）４つの周面を、プリプレグ１０で連続して取り巻いている点が、実施例４と異なっている。外部陰極端子７が貼着されている側のプリプレグには、実施例４におけると同様に、開口が設けられ、銀ペースト１４が充填されていて、その銀ペースト１４によって外部陰極端子７と固体電解コンデンサ素子の陰極側電極とが導電的に結合されている。
【００３３】
次に、本発明の第６の実施例（実施例６）に係るアルミニウム固体電解コンデンサの１０断面を示す図７を参照して、本実施例に係る固体電解コンデンサは外部陽極端子を２つにして、外部陰極端子と併せて三端子の、伝送線路構造にした点が、実施例１に係る固体電解コンデンサと異なっている。すなわち、本実施例に係る固体電解コンデンサにおいては、アルミニウム箔１の中央部分に容量発現領域（酸化アルミニウム皮膜２、ポリピロール層３、グラファイト層４及び銀ペースト層５の形成領域）を設け、その左右にこれを挟むようにして、２つの外部陽極端子取付け領域を設け、それぞれの外部陽極端子取付け領域に一つずつ、外部陽極端子６Ａと外部陽極端子６Ｂとを設けている。尚、どちらの外部端子取付け領域に対しても、容量発現領域との間に、陽極側電極と陰極側電極とを絶縁するための、マスキング用のエポキシ樹脂体１２を設けてある。
【００３４】
本実施例に係る固体電解コンデンサの構造は、平板状の金属板（アルミニウム箔１）を誘電体（酸化アルミニウム皮膜２）を介在させて対向金属板（外部陰極端子）７で挟んだ、いわゆるストリップ線路と呼ばれる伝送線路構造となっているので、分布定数形のノイズフィルタとして用いるのに適している。すなわち、本実施例に係るコンデンサをプリント配線基板のような実装用基板に、ＬＳＩのような電子回路部品と一緒に搭載して、例えば紙面右側の外部陽極端子６Ｂを実装用基板のＤＣ電源の配線に接続し、紙面左側の外部陽極端子６ＡをＬＳＩの電源端子に接続し、外部陰極端子７を実装用基板のグランド配線に接続すれば、分布定数形のノイズフィルタとして作用し、単なる２端子のコンデンサを電源のデカップリング用素子として用いる場合に比べ、広い周波数領域にわたって電気的ノイズの除去に効果を示す。本実施例において、プリプレグ１０に実施例３におけるプリプレグの構造を適用して、コンデンサ素子と導電性の金属からなる補強板９とを銀ペーストで接続するように変形すると、シールド効果により、ノイズ除去により効果的である。
【００３５】
なお、これまでの実施例はいずれも、コンデンサ素子の強度補強用の板９に銅板を用いた例であるが、剛性が高く外力で変形したり撓んだりしないものであれば、金属以外の他の材料も用いることができる。本実施例に用いた補強用銅板９と同じ程度の厚さのガラス板やセラミック板或いはプラスチック板で、十分実用に耐える強度が得られる。但し、金属は導電性、放熱性に優れているので、例えば実施例３のような構造にして放熱をよくしようとしたり、実施例６の変形例のような構造にして伝送線路構造のノイズフィルタ効果を高めようとするときなどは、補強板９に金属板などの導電板を用いると効果的である。
【００３６】
また、これまでの実施例はいずれも、陽極側電極の弁作用金属がアルミニウムであり、且つエッチングによって拡面化したエッチドアルミニウム箔を用いた例であるが、本発明はこれに限らない。例えばタンタルやニオブのような他の弁作用金属も利用できる。拡面化の方法も、例えば特開昭５９−２１９９２３号公報に開示されているような、弁作用金属の薄板の上に弁作用金属の粉末の層を堆積させ、焼結して層状の焼結体にする方法でもよい。更には、陽極側電極としての弁作用金属の形態は、薄い板状であればよく、剛性の高いものでもよいし、或いは箔のように柔らかいものでもよい。
【００３７】
尚また、プリプレグについてはこれと同様の機能をもつ、フィルム状の材料に熱硬化性樹脂を含浸させた両面熱接着性の材料で代替できることはいうまでもない。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、扁平な固体電解コンデンサ素子を用いた表面実装型の固体電解コンデンサにおいて、外装をトランスファモールディングによることをなくして、外装にともなう素子へのストレス増加や良品率の低下なしに、コンデンサ全体の厚さを従来より薄くすることができる。
【００３９】
また、トランスファモールディングによって外装を施した従来のコンデンサに比べ、封止性をより高めることができる。
【００４０】
本発明は、固体電解質に導電性高分子を用いた固体電解コンデンサに適用して、特に顕著な効果をもたらす。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るアルミニウム固体電解コンデンサの縦断面を示す図および、横断面を示す図である。
【図２】高温放置試験によるＥＳＲの経時変化の様子を、外装なしのコンデンサ素子だけの場合と、従来の技術に係る固体電解コンデンサと、実施例１に係る固体電解コンデンサとで比較して示す図である。
【図３】実施例２に係るアルミニウム固体電解コンデンサの縦断面を示す図である。
【図４】実施例３に係るアルミニウム固体電解コンデンサの縦断面を示す図である。
【図５】実施例４に係るアルミニウム固体電解コンデンサの縦断面を示す図である。
【図６】実施例５に係るアルミニウム固体電解コンデンサの横断面を示す図である。
【図７】実施例６に係るアルミニウム固体電解コンデンサの縦断面を示す図である。
【図８】従来の技術に係る一例のアルミニウム固体電解コンデンサの断面を示す図である。
【図９】従来の技術に係る他の例のアルミニウム固体電解コンデンサの断面を示す図である。
【符号の説明】
１ エッチドアルミニウム箔
２ 酸化アルミニウム皮膜
３ ポリピロール層
４ グラファイト層
５ 銀ペースト層
６，６Ａ，６Ｂ 外部陽極端子
７ 外部陰極端子
８ 銀ペースト
９ 補強板
１０，１０Ａ，１０Ｂ プリプレグ
１１ プリプレグからの溶出エポキシ樹脂体
１２ エポキシ樹脂体
１３ 開口
１４ 銀ペースト

Claims (15)

1. 扁平な固体電解コンデンサ素子と、前記固体電解コンデンサ素子の一方の面側に設けられた板状で前記固体電解コンデンサ素子の容量発現領域からはみ出す大きさを有し外部との電気的接続に供する金属製の外部陰極端子と、前記外部陰極端子と同じ側に配置した板状で金属製の外部陽極端子と、前記固体電解コンデンサ素子のもう一方の面に貼着され前記固体電解コンデンサ素子からはみ出す大きさの熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムと、前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムに固着され前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムと同等平面寸法の金属製の補強板とを含み、
   前記外部陰極端子と前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムの固体電解コンデンサ素子からはみ出した部分どうしの間が、前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムに含浸されていた熱硬化性樹脂の溶出物で充填され封止されていることを特徴とする固体電解コンデンサ。
2. 扁平な固体電解コンデンサ素子の一方の面側に、外部との電気的接続のための板状の外部陽極端子と外部陰極端子とが、水平方向に沿って面一になるように、間をあけて並べて設けられている構造の表面実装型の固体電解コンデンサであって、
   前記固体電解コンデンサ素子は、弁作用金属の薄板からなる陽極側電極であって、容量発現に充てられた領域と外部陽極端子の取付けに充てられた領域とが間をあけて並んでいる構造の陽極側電極と、前記陽極側電極の前記容量発現に充てられた領域に形成された母材弁作用金属の酸化物の皮膜と、その酸化物の皮膜に密着してこれを覆う固体電解質層を含む層状の陰極側電極と、前記陽極側電極の前記外部陽極端子の取付けに充てられた領域と容量発現に充てられた領域との間の領域に設けられた絶縁物とを含んでなり、
   前記陽極側電極の前記外部陽極端子の取付けに充てられた領域には、前記板状の外部陽極端子が導電的に固着され、
   前記固体電解コンデンサ素子の、前記外部陽極端子取付け側の面の陰極側電極には、その陰極側電極からはみ出す大きさの板状の金属製の外部陰極端子が導電的に固着され、
   前記固体電解コンデンサ素子の、前記外部陰極端子が固着されている側とは反対側の面には、固体電解コンデンサ素子からはみ出す大きさの熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムが貼着されていると共に、その熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムに前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムと同等平面寸法の金属製の補強板が固着され、
   前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムと、前記陽極側電極の外部陽極端子が取り付けられている側とは反対側の面との間及び、前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムと前記外部陰極端子の前記陰極側電極からはみ出した部分どうしの間が、前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムに含浸されていた熱硬化性樹脂の溶出物で充填され封止されていることを特徴とする固体電解コンデンサ。
3. 前記陽極側電極上の、前記外部陽極端子の取付けに充てられた領域と前記容量発現に充てられた領域との間に設けられている前記絶縁物の、前記外部陽極端子及び外部陰極端子取付け側の面上にも熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムが貼着されていることを特徴とする、請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
4. 前記外部陰極端子を、前記固体電解コンデンサ素子の陰極側電極に直接固着されているのに替えて、前記固体電解コンデンサ素子の外部陰極端子取付け側の面の陰極側電極に、陰極側電極からはみ出す大きさの第２の熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムが貼着され、その第２の熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムに外部陰極端子が貼着されている構造で、
   前記第２の熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムには表裏を通じる開口が設けられていて、その開口内に金属粉末のペースト状物からなる導電体が、固体電解コンデンサ素子の陰極側電極と外部陰極端子とを導電的に接続するように充填されていることを特徴とする、請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
5. 前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムと前記第２の熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムとが一続きのものであって、固体電解コンデンサ素子を横断面の外周に沿って取り巻いて筒状になっていることを特徴とする、請求項４に記載の固体電解コンデンサ。
6. 前記固体電解コンデンサ素子と前記補強板との間に介在する熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムに表裏を通じる開口が設けられていて、その開口内に高導電性金属の粉末のペースト状物からなる導電体が、固体電解コンデンサ素子と前記補強板とに共に接触するように充填されていることを特徴とする、請求項２乃至５の何れか１項に記載の固体電解コンデンサ。
7. 外部陽極端子の取付けに充てられた領域を二つと、容量発現に充てられた領域を一つ有し、二つの外部陽極端子の取付けに充てられた領域で容量発現に充てられた領域を挟むようにして、同電位にある二つの外部陽極端子と一つの外部陰極端子とを有する三端子の伝送線路構造にしたことを特徴とする、請求項２乃至６の何れか１項に記載の固体電解コンデンサ。
8. 前記固体電解質が導電性高分子であることを特徴とする請求項２乃至７の何れか１項に記載の固体電解コンデンサ。
9. 陽極側電極がエッチングによって拡面化したエッチドアルミニウム箔であることを特徴とする請求項８に記載の固体電解コンデンサ。
10. 扁平な固体電解コンデンサ素子を製造する過程と、
    前記固体電解コンデンサの一方の面に前記固体電解コンデンサ素子からはみ出す大きさの熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムを貼着し、しかる後に、前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムに前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムと同等の平面寸法の金属製の補強板を貼着する過程と、
    前記固体電解コンデンサ素子のもう一方の面側に、前記固体電解コンデンサ素子からはみ出す大きさの板状の金属製の外部陰極端子を固定的に設ける過程と、
    前記外部陰極端子と同じ側に板状で金属製の外部陽極端子を配置する過程と、
    前記補強板と前記板状の外部陰極端子との間に熱と圧力とを加えて前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムに含浸されている熱硬化性樹脂を溶出させ、前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルム及び前記外部陰極端子それぞれの、前記固体電解コンデンサ素子からはみ出している部分どうしの間に充填して封止し外装する過程とを少なくとも含むことを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
11. 前記固体電解コンデンサ素子の一方の面に熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムを貼着し、しかる後に、その熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムに補強板を貼着するのに替えて、前記固体電解コンデンサ素子の一方の面に、予め熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムを貼着した補強板を、前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムを介して貼着することを特徴とする、請求項１０に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
12. 扁平な固体電解コンデンサ素子の一方の面側に、外部との電気的接続のための板状の外部陽極端子と外部陰極端子とが、水平方向に沿って面一になるように、間をあけて並べて設けられている構造の表面実装型の固体電解コンデンサを製造する方法であって、
    弁作用金属の薄板からなる陽極側電極の容量発現に充てられた領域に、母材弁作用金属の酸化物の皮膜を形成する過程と
    前記陽極側電極の容量発現に充てられた領域に隣接する領域に絶縁物を設ける過程と、
    前記母材弁作用金属の酸化物の皮膜上に、その酸化物の皮膜に密着してこれを
    覆う固体電解質層を含む層状の陰極側電極を形成する過程と、
    前記陽極側電極の前記絶縁物が設けられた領域の外側に、外部との電気的接続のための板状の外部陽極端子を導電的に固着する過程と、
    前記固体電解コンデンサ素子の、前記外部陽極端子が固着された側とは反対側の面に、固体電解コンデンサ素子からはみ出す大きさの熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムを貼着し、しかる後、その熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムにこれと同等の平面寸法を有する金属製の補強板を貼着する過程と、
    前記固体電解コンデンサ素子の前記外部陽極端子が固着された側に、陰極側電極からはみ出す大きさの板状の金属製の外部陰極端子を固定的に設ける過程と、
    前記補強版と前記外部陰極端子との間を加熱加圧して、熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムに含浸されている熱硬化性樹脂を溶出させ、前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルム及び前記外部陰極端子それぞれの、前記固体電解コンデンサ素子からはみ出している部分どうしの間に充填して封止して外装する過程、とを含む固体電解コンデンサの製造方法。
13. 前記固体電解コンデンサ素子の、前記外部陽極端子が固着された側とは反対側の面に固体電解コンデンサ素子からはみ出す大きさの熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムを貼着し、しかる後、その熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムにこれと同等の平面寸法を有する補強板を貼着するのに替えて、
    前記固体電解コンデンサ素子の、前記外部陽極端子が固着された側とは反対側の面に、予め一方の熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムが貼着された、前記固体電解コンデンサ素子からはみ出す大きさの補強板を、前記熱硬化性樹脂含浸両面熱接着性フィルムを介して貼着することを特徴とする請求項１２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
14. 前記固体電解質に導電性高分子を用いることを特徴とする請求項１２又は１３の何れか１項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
15. 前記陽極側電極にエッチングによって拡面化したエッチドアルミニウム箔を用いることを特徴とする、請求項１４に記載の固体電解コンデンサの製造方法。

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