JP4071185B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、固体電解コンデンサに関するものである。

従来、固体電解コンデンサを構成するコンデンサ素子の陽極には、絶縁性酸化皮膜形成能力を有するアルミニウム、チタン、ニオブ、ジルコニウム、タンタルなどの金属、いわゆる弁金属が用いられる。そして、この弁金属の表面を陽極酸化して、絶縁性酸化皮膜を形成した後に、実質的に陰極として機能する電解質層を形成し、さらに、グラファイトや銀などの導電層を陰極として設けたものをコンデンサ素子としている。このコンデンサ素子の一部は、表面に陰極が形成された長方形薄片状の蓄電部と、蓄電部の長辺の側面から外方に突出する、陽極として機能する薄片状の複数対の電極部とで構成されている。このような形状のコンデンサ素子は、例えば、下記特許文献１に開示されている。なお、この文献に係るコンデンサ素子は、積層型セラミックコンデンサに適用するためのコンデンサ素子である。

米国特許第５８８０９２５号明細書

発明者らは、上述したような固体電解コンデンサに関する研究を重ね、コンデンサ素子の陽極及び陰極を複数に分岐して引き出す（多端子する）ことにより低ＥＳＬ化が可能であるとの知見を得た。そしてさらに、固体電解コンデンサの基板上に、このような形状を有するコンデンサ素子を複数並設することで、さらなる多端子化を図ることができると予測し、固体電解コンデンサのＥＳＬを有意に低減する技術について新たに見出した。

すなわち、本発明は、ＥＳＬが有意に低減された固体電解コンデンサを提供することを目的とする。

本発明に係る固体電解コンデンサは、基板と、基板上に並設された複数の固体電解コンデンサ素子と、隣り合う固体電解コンデンサ素子の陽極同士を接続する陽極導通路と、隣り合う固体電解コンデンサ素子の陰極同士を接続する陰極導通路とを有する略平行な導通路対とを備えることを特徴とする。

この固体電解コンデンサにおいては、隣り合う固体電解コンデンサ素子は、導通路対の陽極導通路によって各陽極が、導通路対の陰極導通路によって各陰極が接続されている。そのため、両固体電解コンデンサ素子の間において電子の移動がある場合には、略平行な導通路対には互いに逆向きの電流が流れる。そのため、一方の導通路を流れる電流に起因して発生する磁界は、他方の導通路を流れる電流に起因して発生する磁界によって打ち消されるため、両磁界の間で相殺が生じる。従って、固体電解コンデンサにおけるＥＳＬの低減が実現される。

なお、隣り合う固体電解コンデンサ素子の並設方向に陽極導通路及び陰極導通路が延在していることが好ましい。この場合、各導通路は、コンデンサ素子同士を最短距離で接続するため、導通路における電気抵抗を有意に抑制することができる。

また、導通路対は、基板の一方面上に印刷されたリード配線で構成されていることが好ましい。この場合、予めリード配線が印刷された基板を用意しておけば、固体電解コンデンサ素子を基板上に搭載するだけで、陽極導通路と各陽極との接続及び陰極導通路と各陰極との接続を容易におこなうことができる。

また、導通路対の各導通路の途中に形成された第１の端子対と、第１の端子対に対応するように基板の他方面に形成された第２の端子対とをさらに備え、第１の端子対と第２の端子対とは、基板の厚さ方向に貫設された貫設導通路対によってそれぞれ接続されていることが好ましい。この場合、この固体電解コンデンサの動作の際は、固体電解コンデンサが搭載されるプリント配線基板の陽極端子と、第２の端子対のうちの陽極導通路に接続された方の第２の端子とが接続され、一方、プリント配線基板の陰極端子と、第２の端子対のうちの陰極導通路に接続された方の第２の端子とが接続される。従って、固体電解コンデンサの充放電時には、第２の端子対と第１の端子対との間に介在する貫設導通路対には、互いに逆向きの電流が流れる。そのため、一方の貫設導通路を流れる電流に起因して発生する磁界は、他方の貫設導通路を流れる電流に起因して発生する磁界によって打ち消されるため、両磁界の間で相殺が生じる。すなわち、基板の厚さ方向に互いに逆向きの電流が流れることで、固体電解コンデンサにおけるＥＳＬの低減が実現されている。また、固体電解コンデンサの充放電時には、導通路対の陽極導通路を流れる電流と、導通路対の陰極導通路を流れる電流とはその向きが逆となる。そのため、基板の面方向に互いに逆向きに電流が流れることによっても、固体電解コンデンサにおけるＥＳＬの低減が実現されている。

また、固体電解コンデンサ素子は、四角形状の蓄電部と、この蓄電部の対向する２辺から外方に突出する陽極電極部とを有し、陽極電極部と陽極導通路とが電気的に接続されていることが好ましく、また、隣り合う固体電解コンデンサ素子は、陽極電極部同士が対向するように基板上に配置されていることが好ましい。

本発明によれば、ＥＳＬが有意に低減された固体電解コンデンサが提供される。

以下、添付図面を参照して本発明に係る固体電解コンデンサの好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサを示した概略斜視図である。図１に示すように、固体電解コンデンサ１０は、４つの固体電解コンデンサ素子１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ，１２Ｄ）と、これらの固体電解コンデンサ素子１２が上面１４ａに載置される四角形薄片状の基板１４と、４つの固体電解コンデンサ素子１２及び基板１４をモールドするエポキシ樹脂製の樹脂モールド１６とを備えている。４つの固体電解コンデンサ素子（以下、単に「コンデンサ素子」と称す。）１２は、基板上面１４ａの、マトリクス状に配置された４つの素子載置領域１３（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ，１３Ｄ）にそれぞれ載置されている。この固体電解コンデンサ１０は、充放電時における電流の経路が多数に分岐される多端子型のコンデンサであり、基板１４の下面１４ｂ側からプリント配線基板１７上に実装される。

各コンデンサ素子１２は、表面１２ａが粗面化（拡面化）され且つ化成処理が施された、陽極として機能する箔状のアルミニウム基体上の一部領域（後述する陰極形成領域）に、陰極が形成されたものである。この陰極は、導電性高分子化合物を含む固体高分子電解質層、グラファイトペースト層及び銀ペースト層により構成されている。

図２を参照しつつ、コンデンサ素子１２の表面構造をより具体的に説明する。図２は、図１に示した各コンデンサ素子１２の要部を示す模式断面図である。図２に示すように、エッチングによって粗面化されたアルミニウム基体１８（厚さ１００μｍ）は、化成処理、すなわち陽極酸化によって、その表面１８ａに酸化アルミニウム皮膜２０が成膜されている。そして、アルミニウム基体１８の、粗面化により形成された凹部には、固体高分子電解質層２１が含浸されている。なお、固体高分子電解質層２１は、アルミニウム基体１８の凹部にモノマーの状態で含浸され、その後、化学酸化重合又は電解酸化重合の処理が施されて形成される。この固体高分子電解質層２１上には、グラファイトペースト層２２及び銀ペースト層２３が、スクリーン印刷法、浸漬法（ディップ法）及びスプレー塗布法のいずれかの方法によって順次形成されている。従って、陰極（固体高分子電解質層、グラファイトペースト層及び銀ペースト層）は、アルミニウム基体１９上に成膜された絶縁性の酸化アルミニウム皮膜によって、陽極であるアルミニウム基体１９との絶縁が図られている。

図１及び図３に示すとおり、各コンデンサ素子１２は、長方形薄片状の蓄電部１２ａと、蓄電部１２ａの長辺の側面から外方に突出する、薄片状の偶数対（例えば、２対）の陽極電極部１２ｂとで構成されている。なお、図３は、図１の固体電解コンデンサの要部を示した分解斜視図である。以下、説明の便宜上、各コンデンサ素子１２の蓄電部１２ａの長辺方向をＸ方向、各コンデンサ素子１２の蓄電部１２ａの短辺方向をＹ方向、Ｘ方向及びＹ方向に直交する方向をＺ方向として説明する。

図１及び図３においては、蓄電部１２ａの両面及びＸ方向の端面には、その略全域に亘って陰極形成領域２８が形成されており、この陰極形成領域２８に上述した固体高分子電解質層２１、グラファイトペースト層２２及び銀ペースト層２３が順次積層されている。陽極電極部１２ｂは、蓄電部１２ａの各長辺の側面に１対ずつ形成されており、いずれの陽極電極部１２ｂもＹ方向に延在している。蓄電部１２ａの表面領域のうち、陽極電極部１２ｂが設けられた側の縁領域１２ｃには、エポキシ樹脂又はシリコン樹脂からなる絶縁性樹脂層２７が設けられている。この絶縁性樹脂層２７により、蓄電部１２ａに設けられている陰極形成領域２８と陽極電極部１２ｂとの絶縁がより確実に図られている。

４つの陽極電極部１２ｂの位置は、蓄電部１２ａの重心点Ｇを中心として点対称の位置関係を有している。なお重心点Ｇは、蓄電部１２ａにおいて対角線が交差した蓄電部１２ａ表面上の一点として定義される。陽極電極部１２ｂをこのような位置関係にすることで、コンデンサ素子１２の極性配置が表裏反転及び１８０度回転しても同じになるので、基板１４に搭載する際の極性の誤接続を防止することもできる。また、

上述した形状のコンデンサ素子１２はそれぞれ、粗面化された表面に酸化アルミニウム皮膜が成膜されたアルミニウム箔を打ち抜いて成形されるが、この成形後に化成液に浸漬することで、その端面に酸化アルミニウム皮膜が形成される。化成液は、例えば、濃度３％のアジピン酸アンモニウム水溶液等が好ましい。

ここで、コンデンサ素子１２に施す各種処理について、図４を参照しつつ説明する。図４は、コンデンサ素子１２に陽極酸化処理を施している状態を示した図である。まず始めに、コンデンサ素子１２の蓄電部１２ａの表面領域のうち、陽極電極部１２ｂが設けられた側の縁領域１２ｃに絶縁樹脂層２７を形成する。このように所定領域１２ｃに絶縁樹脂層２７を形成することで、後段において形成される陰極と陽極との絶縁が確実に図られる。そして、コンデンサ素子１２の一端部側の陽極電極部１２ｂを、熱硬化型レジスト２４によってマスクする。そして、ステンレスビーカ２５中に収容されたアジピン酸アンモニウム水溶液よりなる化成溶液２６中に、他端側の陽極電極部１２ｂを支持してコンデンサ素子１２を浸漬する。

そして、支持された陽極電極部１２ｂをプラス、ステンレスビーカ２５をマイナスにして電圧を印加する。このときの電圧は、所望する酸化アルミニウム皮膜の膜厚に応じて適宜決定することができ、１０ｎｍ〜１μｍの膜厚を有する酸化アルミニウム皮膜２０を形成する場合には、通常、数ボルト〜２０ボルト程度である。電圧印加により陽極酸化が開始されると、化成溶液２６が、表面が粗面化されたコンデンサ素子１２の表面を毛細管現象によって上昇する。したがって、端面を含む表面が粗面化されているコンデンサ素子１２の全表面に酸化アルミニウム皮膜２０が形成される。こうして作製されたコンデンサ素子１２には、上述した陰極形成領域２８に公知の方法で陰極が形成される。最後に、レジスト２４を除去することでコンデンサ素子１２が完成する。

次に、基板１４上にコンデンサ素子１２が載置された状態について、図３及び図５を参照しつつ説明する。図５は、図１に示した固体電解コンデンサのＶ−Ｖ線断面図である。基板１４は、その上面１４ａに銅製のリード配線３０が印刷され、下面１４ｂに銅製のランド電極３２が印刷されたＦＲ４材（エポキシ樹脂材）製のプリント基板であり、銅製のリード配線３０とランド電極３２とを電気的に接続するビアホール３４が形成されている。このビアホール３４は、基板１４の厚さ方向（図のＺ方向）に貫通する貫通孔３６の内側面に銅メッキ３８が施されたものである。また、ビアホール３４は、方形状の素子載置領域１３の縁部のうち、基板１４の端部に近い縁部１３ａにＸ方向に沿って４つ等間隔で並んでいる。また、ビアホール３４は、コンデンサ素子１２が、隣り合うコンデンサ素子１２と対向する側にも、Ｘ方向に沿って４つ等間隔で並んでいる。隣り合うコンデンサ素子１２と対向する側に配置されたビアホール３４は、隣り合う両コンデンサ素子１２の中間に位置しており、縁部１３ａの各ビアホール３４とそれぞれ対をなしており、対となる２つのビアホール３４はＹ方向に並んでいる。これらのビアホール３４は、ドリル加工により基板１４に貫通孔３６を形成した後、この貫通孔３６の内側面に無電解銅メッキ３８をメッキ処理することにより形成される。

また、基板下面１４ｂにおいて、上述した８つのビアホール３４の端部３４ｂが露出する部分の周辺には、方形状のランド電極３２が８つ形成されており、各ランド電極３２はそれぞれ対応するビアホール３４の端部３４ｂと電気的に接続されている。なお、ランド電極３２は、陽極ランド電極３２Ａと陰極ランド電極３２Ｂで構成されており、Ｙ方向に並ぶビアホール３４の対に接続されるランド電極３２の対は、その一方が陽極ランド電極３２Ａ、他方が陰極ランド電極３２Ｂとなっている。また、基板上面１４ａの基板載置領域１３の縁部１３ａ及び隣り合うコンデンサ素子１２との中間で、それぞれＸ方向に並ぶ４つのビアホール３４の組に接続される４つのランド電極３２は、陽極ランド電極３２Ａと陰極ランド電極３２Ｂとが交互する配置となっている。以下、説明の便宜上、陰極ランド電極３２Ｂに接続されたビアホール３４を陰極ビアホールと称し、陽極ランド電極３２Ａに接続されたビアホール３４を陽極ビアホールと称する。

また、基板上面１４ａにおいて、隣り合うコンデンサ素子１２との中間でＸ方向に並ぶ４つのビアホール３４の端部３４ａが露出する部分の周辺には、Ｙ方向に延在する４本の素子接続リード配線（導通路）３９が形成されている。なお、本実施形態では図１に示したように、コンデンサ素子１２Ａとコンデンサ素子１２Ｂ、コンデンサ素子１２Ｃとコンデンサ素子１２Ｄとが並設されており、この並設方向に導通路３９が延在している。以下、説明の便宜上、陽極ランド電極３２Ａに接続されたビアホール３４に対応する２本の導通路３９を陽極導通路３９Ａ、陰極ランド電極３２Ｂに接続されたビアホール３４に対応する２本の導通路３９を陰極導通路３９Ｂと称す。各導通路３９は、対応するビアホール３４の端部３４ａと電気的に接続されており、各導通路３９の端部３９ａは、コンデンサ素子１２の搭載領域１３の内部にまで延びている。さらに、基板上面１４ａにおいて、素子載置領域１３の縁部１３ａでＸ方向に並ぶ４つのビアホール３４の端部が露出する部分の周辺には、リード配線３０が形成されている。このリード配線３０は、ビアホール３４を介して陽極ランド電極３２Ａと接続された陽極リード配線３０Ａと、ビアホール３４を介して陰極ランド電極３２Ｂと接続された陰極リード配線３０Ｂとで構成されている。これらのリード配線３０Ａ，３０Ｂは、対応するビアホール３４の端部３４ａと電気的に接続されている。

陰極リード配線３０Ｂは、陰極ランド電極３２Ｂに接続された２つのビアホール３４の端部周辺と上述した陰極導通路３９Ｂの端部３９ａとが接続され、且つ素子載置領域１３の中央部分を含まれるように一体的に形成されている。一方、陽極リード配線３０Ａは、陽極ランド電極３２Ａに接続された２つのビアホール３４の周辺それぞれに形成されており、ランド電極３２同様、方形状となっている。なお、１つの陰極リード配線３０Ｂ及び４つの陽極リード配線３０Ａとは、互いに電気的に隔離されている。

次に、基板１４上に各コンデンサ素子１２を搭載して、固体電解コンデンサ１０を作製する方法について、図１及び図３を参照しつつ説明する。

基板上面１４ａの各素子載置領域１３にコンデンサ素子１２を搭載する際、コンデンサ素子１２の陽極電極部１２ｂはそれぞれ、対応する位置に配置されている基板１４上の陽極リード配線３０Ａ及び陽極導通路３９Ａの端部３９ａと電気的に接続される。このとき、隣り合うコンデンサ素子１２は、陽極電極部１２ｂ同士が対向するように配置される。なお、電気的接続は抵抗溶接又はＹＡＧレーザスポット等の金属溶接手段によっておこなわれ、それにより、陽極電極部１２ｂのアルミニウム基体１８（図２参照）と陽極リード配線３０Ａ及び陽極導通路３９Ａとが電気的に接続される。従って、アルミニウム基体１８と基板下面１４ｂに形成された陽極ランド電極３２Ａとが、４本の陽極ビアホール３４を介して電気的に接続される。

また、基板上面１４ａの各素子載置領域１３にコンデンサ素子１２を搭載する際、コンデンサ素子１２の陰極形成領域２８に形成された最上層の銀ペースト層２３（図２参照）は、導電性接着剤（図示せず）によって陰極リード配線３０Ｂと電気的に接続される。従って、陰極形成領域２８に形成された陰極（すなわち、固体高分子電解質層２１、グラファイトペースト層２２及び銀ペースト層２３）と、基板下面１４ｂに形成された陰極ランド電極３２Ｂとが、４本の陰極ビアホール３４を介して電気的に接続される。そして、基板１４上にコンデンサ素子１２が上述の方法により搭載された後に、インジェクションモールド又はトランスモールドによって樹脂モールド１６が形成される。

コンデンサ素子１２Ａとコンデンサ素子１２Ｃにおける極性配置は同一であり、またコンデンサ素子１２Ｂとコンデンサ素子１２Ｄにおける極性配置も同一であり、図１に示したＶＩ−ＶＩ線に関してコンデンサ素子１２Ａとコンデンサ素子１２Ｃの極性配置と鏡像の関係にある。つまり、隣接する２つのコンデンサ素子が導通路３９によって接続される場合には、それらのコンデンサ素子の極性配置は、導通路３９と直交する仮想線に関して鏡像の関係を有する。

以上で詳細に説明したように、各コンデンサ素子１２の陽極（アルミニウム基体１８）及び陰極（固体高分子電解質層２１、グラファイトペースト層２２及び銀ペースト層２３）は、リード配線３０や陰極導通路３９Ｂ、ビアホール３４を介して、基板下面１４ｂのランド電極３２と電気的に接続されている。そして、図６に示すように、基板上面１４ａの基板載置領域１３の縁部１３ａ及び隣り合うコンデンサ素子１２との中間で、それぞれＸ方向に並ぶ４つのビアホール３４の組は、陽極ビアホール３４及び陰極ビアホール３４が交互して配置されている。なお、図６は、図１に示した固体電解コンデンサ１０のＶＩ−ＶＩ線断面図である。図６において、矢印Ａは、コンデンサ素子１２が充電状態であるときの電流の流れ、矢印Ｂはコンデンサ素子１２が放電状態であるときの電流の流れを示している。

この図６から明らかなように、コンデンサ素子１２が動作する場合、すなわちコンデンサ素子１２が充放電する場合、隣り合う陽極ビアホール３４及び陰極ビアホール３４にはそれぞれ逆向きの電流が流れる。つまり、両方のコンデンサ素子１２Ｃ，１２Ｄが動作する際には、陽極ビアホール３４を流れる電流に起因する磁界と、陰極ビアホール３４を流れる電流に起因する磁界とが発生し、これらの磁界同士が互いの磁界を弱め合う。それにより、コンデンサ素子１２の動作時においては、隣り合う両ビアホール３４を流れる電流に起因するＥＳＬが低減される。

ここで、各素子載置領域１３には、上述のような状態でコンデンサ素子１２が搭載されており、この素子載置領域１３は、Ｘ方向に２列、Ｙ方向に２列の４つが基板上面１４ａに密に配置されている。そして、４つのコンデンサ素子１２が配置され、各コンデンサ素子１２が搭載される各基板載置領域１３の縁部１３ａと、隣り合うコンデンサ素子１２の中間の位置とに４つのビアホール３４の組が６組配置されているため、コンデンサ素子１２を１つだけ有する固体電解コンデンサに比べて、より多くのビアホール３４が設けられているため、固体電解コンデンサ１０においては端子数の増加（多端子化）が実現されている。

次に、固体電解コンデンサ１０の動作状態について、図５、図６及び図７を参照しつつ説明する。ここで、図７は、図１の固体電解コンデンサの要部拡大平面図である。これらの図では、コンデンサ素子１２Ｃとコンデンサ素子１２Ｄとが示されており、これらの素子が基板１４を介してプリント配線基板１７上の電極（図示せず）に接続されている。そして、２つのコンデンサ素子１２Ｃ，１２Ｄが動作する場合、コンデンサ素子１２Ｃとコンデンサ素子１２Ｄとの間のビアホール３４には、図中の矢印Ａ（充電時）及び矢印Ｂ（放電時）に示すような電流が流れる。

すなわち、図７に示されている基板上面１４ａにおける電流の流れは、交互する２対の陽極導通路３９Ａ及び陰極導通路３９Ｂには、充放電時において互いに逆向きの電流が流れる。つまり、充電時（矢印Ａ参照）を例に説明すると、陽極導通路３９Ａではビアホール３４に向かう方向に電流が流れ、一方陰極導通路３９Ｂではビアホール３４から離れる方向に電流が流れる。従って、充放電時に、陽極導通路３９Ａに流れる電流に起因して発生する磁界と、陰極導通路３９Ｂに流れる電流に起因して発生する磁界とは互いに打ち消しあうため、ＥＳＬが低減される。

また、図６に示されているＸ方向に沿う固体電解コンデンサ１０の断面における電流の流れも、交互する２対の陰極ビアホール３４と陽極ビアホール３４には、充放電時において互いに逆向きの電流が流れる。つまり、充電時（矢印Ａ参照）を例に説明すると、陰極ビアホール３４ではプリント配線基板１７に向かう下方向に電流が流れ、一方陽極ビアホール３４ではプリント配線基板１７から離れる上方向に電流が流れる。従って、充放電時に、陽極ビアホール３４に流れる電流に起因して発生する磁界と、陰極ビアホール３４に流れる電流に起因して発生する磁界とは互いに打ち消しあうため、ＥＳＬが低減される。なお以上では、コンデンサ素子１２Ｃとコンデンサ素子１２Ｄとの間に位置する、陽極導通路３９Ａ、陰極導通路３９Ｂ及びビアホール３４について説明したが、これらと同様の配置関係を有する、コンデンサ素子１２Ａとコンデンサ素子１２Ｂとの間に位置する、陽極導通路３９Ａ、陰極導通路３９Ｂ及びビアホール３４についても同様に、低ＥＳＬ化に寄与していることはいうまでもない。

つまり、固体電解コンデンサ１０においては、並列する陽極導通路３９Ａ及び陰極導通路３９Ｂからなる導通路対３９Ａ，３９Ｂにより、基板１４の上面１４ａにおいてＥＳＬの低減が実現されている。また、固体電解コンデンサ１０においては、Ｘ方向に並列する陽極ビアホール３４及び陰極ビアホール３４からなるビアホール対により、基板１４の厚さ方向においてＥＳＬを低減する構造となっている。従って、固体電解コンデンサ１０が搭載されるプリント配線基板の高周波対応が実現されると共に、電流容量の増加、発熱量の抑制が図られる。また、固体電解コンデンサ１０を、電源の一次側や二次側の比較的大きな電流が流れる回路へ適用することが可能となる。

また、上述したように、予めリード配線３０が印刷された基板１４を用意しておくことにより、コンデンサ素子１２を基板１４上に搭載するだけで、陽極導通路３９Ａと各陽極との接続及び陰極導通路３９Ｂと各陰極との接続を容易におこなうことができる。

さらに、固体電解コンデンサ１０は、一面１４ｂ内に多数の端子が設置されているため、ＣＰＵ等の半導体の直下に配置して該半導体と電気的に接続することにより、導通経路を大幅に短縮することができるため、デカップリング効果が改善される。

なお、上述した実施形態では、導通路３９が配置されている場所にビアホール３４が形成されている態様を示したが、このビアホール３４が形成されていない態様であってもよい。この場合、例えば、コンデンサ素子１２Ｃとコンデンサ素子１２Ｄとは直列接続となる。この場合には、素子載置領域１３の縁部のうち、基板１４の端部に近い縁部１３ａに沿って並んでいるビアホール３４の組に、所定の入力電圧（例えば、パルス入力電圧）を印加して、両コンデンサ素子１２Ｃ，１２Ｄ間の導通路３４に電流を流す（電子を移動させる）ことにより、陽極導通路３９Ａと陰極導通路３９Ｂとには互いに逆向きの電流が流れるので、やはりＥＳＬが低減されることとなる。

実施態様にかかる固体電解コンデンサを、以下のようにして、作製した。

（コンデンサ素子の作製）
まず、粗面化処理が施され、酸化アルミニウム皮膜が形成されている厚さ１００μｍで、１５０μＦ／ｃｍ^２の静電容量が得られるアルミニウム箔シートから、アルミニウム陽極電極体を、図３に示したコンデンサ素子１２Ａ（コンデンサ素子１２Ｃ）とコンデンサ素子１２Ｂ（コンデンサ素子１２Ｄ）の２種類の形状で、打ち抜き加工により作成した。これらの電極体の面積はいずれも０．６ｃｍ²である。

そしてこの電極体の表面のうち、陰極形成領域となる領域だけを残して、それ以外の領域の粗面化構造を押圧処理により破壊した。そして、所定領域（図３の符号１２ｃ参照）にシリコン樹脂をスクリーン印刷で塗布してコーティングした。その後、陽極電極部（図３の符号１２ｂ参照）のうち、片側の陽極電極部にのみ、紫外線硬化型レジストを塗布してコーティングした。

このようにして得られた電極体を、酸化アルミニウム皮膜が形成され、粗面化処理が施されているアルミニウム箔が完全に浸漬されるように、３重量％の濃度で、６．０のｐＨに調整されたアジピン酸アンモニウム水溶液中にセットした。この際、レジストによってコーティングされた陽極電極部は水溶液中に浸され、またコーティングされていない側の陽極電極部の一部も、アジピン酸アンモニウム水溶液中に浸された。

次いで、電極体のレジスト処理されておらず、粗面化構造が破壊された陽極電極部側を陽極とし、上記水溶液中に浸漬されている電極体を、化成電流密度が５０〜１００ｍＡ／ｃｍ²、化成電圧が１２Ｖの条件下で酸化させ、電極体の切断部端面に酸化アルミニウム皮膜を形成した。

その後、電極体を上記水溶液から引き上げ、粗面化処理が施されているアルミニウム箔の表面（陰極形成領域）上に、化学酸化重合によって、ポリピロールからなる固体高分子電解質層を形成した。より具体的に説明すると、ポリピロールからなる固体高分子電解質層は、粗面化処理が施され、酸化アルミニウム皮膜が形成されたアルミニウム箔部分のみに含浸するように、精製した０．１ｍｏｌ／ｌのピロールモノマー、０．１ｍｏｌ／ｌのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム及び０．０５ｍｏｌ／ｌの硫酸鉄（ＩＩＩ）を含むエタノール水混合溶液セル中にセットし、３０分間にわたって攪拌して化学酸化重合を進行させ、同じ操作を３回にわたって繰り返すことにより生成した。その結果、最大厚さが約１０μｍの固体高分子電解質層が形成された。

さらに、こうして得られた固体高分子電解質層の表面にカーボンペーストを塗布し、さらに、カーボンペーストの表面に銀ペーストを塗布して、陰極電極を形成した。カーボンペースト及び銀ペーストからなるペースト層を形成した後、上述したレジスト層を有機溶媒で溶解してレジストを除去し、粗面化処理が施されていない陽極電極部を露出させた。以上の処理によって、上述した２種類４個のコンデンサ素子を作製した。

（基板の作製）
一方、厚さ３６μｍのＣｕ配線パターンとランド電極が各面に形成され、厚さ０．２ｍｍで、１２．０ｍｍ×９．０ｍｍのサイズを有するガラスクロス含有耐熱性エポキシ樹脂基板（図１の基板１４に相当）を以下のようにして準備した。以下、説明の便宜上、このガラスクロス含有耐熱性エポキシ樹脂基板を「ＦＲ４基板」と称す。

表裏面に厚さ３６μｍの銅箔が積層されたＦＲ４基板を、１１０ｍｍ×９０ｍｍの寸法に加工した。そして、ＦＲ４基板の一方面の銅箔上に配線パターンに対応するレジストを形成した。この配線パターンは、リード配線パターン（図３のリード配線３０参照）であり、１２．０ｍｍ×９．０ｍｍの所定領域（素子群搭載領域）内に上述した２種類４個のコンデンサ素子が収容されるようなパターンである。なお、ＦＲ４基板上に、素子群搭載領域を２５個設け、そのそれぞれに上記配線パターンを形成した。また、ＦＲ４基板の他方面には、上記リード配線パターンと位置ずれしないように、ランド電極パターン（図３のランド電極３２参照）に対応するレジスト膜を形成した。その後、公知の方法を用いて銅箔を化学的にエッチングし、所定の配線パターンを形成した。

続いて、ＦＲ４基板の一方面のリード配線パターンと、他方面のランド電極パターンとを、所定位置に配した３２本のビアホール（０．２ｍｍ径、図３の符号３４参照）を用いて電気的に接続した。すなわち、ビアホールによって、ＦＲ４基板の一方面の１６個の陽極リード配線（図３の陽極リード配線３０Ａ参照）と、他方面の１６個の陽極ランド電極（図３の陽極ランド電極３２Ａ参照）とを接続した。また、ビアホールによって、ＦＲ４基板の一方面の４個の陰極リード配線（図３の陰極リード配線３０Ｂ参照）と、他方面の１６個の陰極ランド電極（図３の陰極ランド電極３２Ｂ参照）とを接続した。なお適宜、ビアホール内壁部分及び銅箔パターン部分に無電解メッキによってニッケルメッキ（３μｍ）及び金メッキ（厚さ０．０８μｍ）を施し、リード配線パターンとランド電極パターンとのより確実な導通を図った。

（コンデンサ素子の基板上への実装）
上述した配線パターンが形成された各素子群搭載領域に、４つのコンデンサ素子を搭載した。その際、各コンデンサ素子の４つの各陽極電極部と、素子群搭載領域の各陽極リード配線とが重なり合うようにした。また、対面する各コンデンサ素子の陰極形成領域と陰極リード配線とを銀系のエポキシ導電性接着剤で接着し、コンデンサ素子と陰極リード配線とを電気的に接続した。なお、各コンデンサ素子の各陽極電極部の端部と、対応する陽極リード配線とをＮＥＣ製ＹＡＧレーザスポット溶接機で溶接し、各コンデンサ素子の各陽極電極部と陽極リード配線とを電気的に接続した。

（外装、加工及び評価）
その後、ＦＲ４基板上のコンデンサ素子を封止するために、樹脂厚みが１．０ｍｍであるエポキシ樹脂モールド（図１の符号１６参照）を真空印刷方法により形成した。そして、エポキシ樹脂モールドを上にし、１２．０ｍｍ×９．０ｍｍの寸法で切断して、チップ化した。これを洗浄した後、図１に示したようなディスクリートタイプの固体電解コンデンサ＃１を得た。その後、既知の方法にて、固体電解コンデンサに一定の電圧を印加して、エージング処理を行い、漏れ電流を十分に低減させた。

こうして得られた固体電解コンデンサ＃１について、その電気的特性を評価した。具体的には、固体電解コンデンサ＃１を所定の評価用基板に半田固定し、アジレントテクノロジー社製インピーダンスアナライザー４１９４Ａ、ネットワークアナライザー８７５３Ｄを用いて、静電容量およびＳ₂₁特性を測定した。また、得られたＳ₂₁特性に基づいて等価回路シミュレーションをおこない、静電容量、ＥＳＲ値及びＥＳＬ値を求めた。その結果を下記表１に示す。この表１は、固体電解コンデンサ＃１に内蔵されている４つの各電解コンデンサ素子（＃１−Ａ、＃１−Ｂ、＃１−Ｃ、＃１−Ｄ）の特性を示した表である。

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、基板上に配置されるコンデンサ素子の数の数は、４つに限定されず、２つや３つ、５つ以上であってもよい。また、コンデンサ素子の形状は、適宜多端子型の種々の素子形状に変更することができる。さらに、コンデンサ素子の基体は、アルミニウムに限定されず、その他の弁金属基体を利用してもよい。さらに、中空のビアホールは、適宜中実のビアに変更することができる。

また、上述したコンデンサ素子においては、蓄電部の対向する２端部からそれぞれ２組の電極（陽極及び電極）が引き出される構造を有しているが、例えば、四角形状のコンデンサ素子の４端部からそれぞれ１組以上の電極が引き出される構造や、コンデンサ素子の少なくとも一端部から１組以上の電極が引き出される構造であってもよい。コンデンサ素子がこのような構造を有する場合、互いに隣り合う電極リードを流れる電流に起因する磁場が相殺されるため、固体電解コンデンサの低ＥＳＬ化が図られる。

本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサの概略斜視図である。 図１に示した各コンデンサ素子の要部を示す模式断面図である。 図１の固体電解コンデンサの要部を示した分解斜視図である。 コンデンサ素子に陽極酸化処理を施している状態を示す図である。 図１に示した固体電解コンデンサのＶ−Ｖ線断面図である。 図１に示した固体電解コンデンサのＶＩ−ＶＩ線断面図である。 図１の固体電解コンデンサの要部拡大平面図である。

符号の説明

１０…固体電解コンデンサ、１２…コンデンサ素子、１４…基板、３４…ビアホール、３９…導通路、３９Ａ…陽極導通路、３９Ｂ…陰極導通路。

Claims (5)

1. 基板と、
   前記基板の一方面に並設された複数の固定電解コンデンサ素子と、
   隣り合う前記固体電解コンデンサ素子の陽極同士を接続する陽極導通路と、前記隣り合う固体電解コンデンサ素子の陰極同士を接続する陰極導通路とを有する略平行な導通路対と、
   前記陽極導通路における前記陽極同士の間と前記陰極導通路における前記陰極同士の間とにそれぞれ形成された第１の端子対と、
   前記第１の端子対に対応するように前記基板の他方面に形成された第２の端子対と、を備え、
   前記第１の端子対と前記第２の端子対とは、前記基板の厚さ方向に貫設された貫設導通路対によってそれぞれ接続されている、固体電解コンデンサ。
2. 前記導通路対は、前記基板の一方面上に印刷されたリード配線で構成されている、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 前記固体電解コンデンサ素子は、四角形状の蓄電部と、この蓄電部の対向する２辺から外方に突出する前記陽極電極部とを有し、
   前記陽極電極部と前記陽極導通路とが電気的に接続されている、請求項１又は２に記載の固体電解コンデンサ。
4. 前記隣り合う固体電解コンデンサ素子は、前記陽極電極部同士が対向するように前記基板上に配置されている、請求項３に記載の固体電解コンデンサ。
5. 前記導通路対は、前記基板の一方面上に形成されている、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。

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