JP4177322B2 - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、弁作用金属の多孔質焼結体を備えた固体電解コンデンサおよびその製造方法に関する。

固体電解コンデンサとしては、ＣＰＵなどのデバイスから発生するノイズ除去や、電子機器への電源供給の安定化のために用いられるものがある（たとえは、特許文献１参照）。図２１は、このような固体電解コンデンサの一例を示している。この固体電解コンデンサＸは、弁作用を有する金属の多孔質焼結体９０を備えている。陽極ワイヤ９１は、陽極導通部材の一例であり、その一部が多孔質焼結体９０から突出するように設けられている。多孔質焼結体９０の表面には、陰極を構成する導電層９２が形成されている。導体部材９３，９４は、それぞれ陽極ワイヤ９１および導電層９２と導通しており、それぞれのうち封止樹脂９５から露出した部分が、面実装用の陽極端子９３ａおよび陰極端子９４ａとなっている。ここで、固体電解コンデンサのインピーダンスＺの周波数特性は、数式１により決定される。

上記の式から理解されるように、自己共振点よりも周波数の低い低周波数領域においては、１／ωＣが支配的であるために、固体電解コンデンサＸの大容量化によりインピーダンスを小さくすることができる。自己共振点付近の高周波数領域においては、抵抗Ｒが支配的であるために、固定電解コンデンサＸの低ＥＳＲ（等価直列抵抗）化を図ることが望ましい。さらに自己共振点よりも周波数の高い超高周波数領域においては、ωＬが支配的となるために、固体電解コンデンサＸの低ＥＳＬ（等価直列インダクタンス）化が求められる。

近年、クロック周波数が高周波数化されたＣＰＵなどのデバイスからは、高調波成分を含む周波数の高いノイズが発生している。また、電子機器の高速化およびデジタル化に伴い、高速応答が可能な電源系が必要となっている。これらの用途に用いられる固体電解コンデンサＸとしても、低ＥＳＬ化が強く望まれている。低ＥＳＬ化に対応する手段としては、たとえば、多孔質焼結体９０の形状を扁平とすることが考えられる。しかしながら、多孔質焼結体９０を扁平とするほど、多孔質焼結体９０のうち陽極ワイヤ９１を覆う部分の厚みが薄くなる。たとえば固体電解コンデンサＸの製造工程において陽極ワイヤ９１に外力が作用すると、多孔質焼結体９０が破損し、陽極ワイヤ９１が多孔質焼結体９０から抜けるおそれがある。このように、低ＥＳＬ化を目的として多孔質焼結体９０の薄型化を図った場合に、陽極ワイヤ９０の接合強度が不足するという問題があり、低ＥＳＬ化を阻害する一因ともなっていた。

特開２００３−１６３１３７号公報（図１５）

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、低ＥＳＬ化を図りつつ、
陽極導通部材の接合強度を高めることが可能な固体電解コンデンサ、およびその製造方法を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明の第１の側面によって提供される固体電解コンデンサは、弁作用を有する金属の多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体に導通する陽極導通部材と、上記陽極導通部材に導通する面実装用の陽極端子と、面実装用の陰極端子と、を備えた固体電解コンデンサであって、上記多孔質焼結体は、第１の多孔質焼結体と、上記第１の多孔質焼結体および上記陽極導通部材間に介在する第２の多孔質焼結体とを含んでおり、上記陽極導通部材は、板状の貼付部を有しており、かつ、この貼付部において上記第２の多孔質焼結体を介して上記第１の多孔質焼結体に貼付されているとともに、上記貼付部には、孔が形成されており、かつ上記貼付部は、上記孔の内面から上記第１の多孔質焼結体と反対側の面にわたって上記第２の多孔質焼結体に覆われていることを特徴としている。

このような構成によれば、上記第１の多孔質焼結体内には、上記陽極導通部材が進入しない。このため、たとえば低ＥＳＬ化を目的として上記第１の多孔質焼結体を薄型としても、上記第１の多孔質焼結体に厚さが極端に薄い部分が形成されることがなく、上記第１の多孔質焼結体が破損するおそれが少ない。また、上記第２の多孔質焼結体は、上記第１の多孔質焼結体および上記陽極導通部材の双方と馴染みが良い。したがって、低ＥＳＬ化を図りつつ、上記陽極導通部材の接合強度を高めることができる。また、上記陽極導通部材と上記第１の多孔質焼結体との貼付面積を大きくするのに有利である。また、上記貼付部に上記孔が設けられることにより、上記貼付面積をより大きくするとともに、上記第２の多孔質焼結体のうち上記孔内にある部分により、いわゆるアンカー効果を発揮させることが可能である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２の多孔質焼結体は、ＮｂＯを含んでいる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２の多孔質焼結体は、Ｎｂをさらに含んでいる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第２の多孔質焼結体は、その平均粒径が上記第１の多孔質焼結体の平均粒径よりも小さい。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記陽極導通部材は、弁作用を有する金属製である。

このような構成によれば、上記第２の多孔質焼結体を、上記第１の多孔質焼結体および上記陽極導通部材とさらに馴染みやすいものとすることができる。ＮｂＯは、たとえばＮｂと比べて脆い材料であるため、平均粒径の小さい微粉末とするのに適している。また、上記第２の多孔質焼結体にＮｂが含まれていれば、この第２の多孔質焼結体を形成するための焼結温度を低くするのに適している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１の多孔質焼結体には、凹部が形成されており、かつ、この凹部に上記貼付部が貼付されている。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１の多孔質焼結体には、上記貼付部の上記孔に進入する突起が形成されている。このような構成によれば、上記第１の多孔質焼結体に設けられた上記突起により、上記アンカー効果を高めることができる。このように、本発明の好ましい実施形態によれば、上記陽極導通部材と上記第１の多孔質焼結体との接合強度を高めるのに好適である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記貼付部は、鋸刃状の縁部を有している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１の多孔質焼結体は、扁平であり、上記陽極導通部材は、上記貼付部と垂直に連結された板状の延出部を有しているとともに、上記貼付部は、上記第１の多孔質焼結体のうちその厚さ方向に垂直な方向を向く面に貼付されており、上記延出部は、上記第１の多孔質焼結体の厚さ方向に垂直な方向に延びており、かつ、この延出部には、上記陽極端子が接合されている。

このような構成によれば、上記陽極導通部材と上記第１の多孔質焼結体との接合強度を高めつつ、上記第１の多孔質焼結体の厚さ方向における上記陽極端子と上記陽極導通部材との距離を小さくすることが可能である。これにより、上記陽極端子と上記第１の多孔質焼結体との間を流れる電流の経路は、起立した部分の少ない平坦な形状となる。したがって、この固体電解コンデンサの低ＥＳＬ化を図るのに適している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１の多孔質焼結体は、扁平であり、上記陽極導通部材は、上記貼付部と同方向に連結された板状の延出部を有しているとともに、上記貼付部は、上記第１の多孔質焼結体のうちその厚さ方向を向く面に貼付されており、上記延出部は、上記第１の多孔質焼結体の厚さ方向と垂直な方向に延びており、かつ、この延出部には、上記陽極端子が接合されている。

このような構成によれば、上記貼付部は、上記第１の多孔質焼結体の表面のうち最も大きな面に貼付される。したがって、上記貼付部と上記第１の多孔質焼結体との貼付面積を大きくして、その接合強度を高めるのに好適である。

本発明の第２の側面によって提供される固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用を有する金属の多孔質体または多孔質焼結体からなる中間品に、弁作用を有する金属の微粉末を含むペーストを用いて弁作用を有する金属の陽極導通部材を貼付する工程と、上記中間品および上記ペーストを焼結することにより、上記中間品から第１の多孔質焼結体を形成し、かつ、上記ペーストから第２の多孔質焼結体を形成する工程と、を有することを特徴としている。

このような構成によれば、本発明の第１の側面により提供される固体電解コンデンサを適切に製造することができる。また、弁作用を有する金属の微粉末を加圧成形することにより上記中間品を形成する際には、上記微粉末中に上記陽極導通部材をあらかじめ進入させておく必要がない。したがって、上記中間品の形成が容易であり、上記固体電解コンデンサの製造効率を高めることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ペーストは、ＮｂＯの微粉末を含んでいる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ペーストは、Ｎｂの微粉末をさらに含んでいる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記ペーストに含まれる上記微粉末の平均粒径は、上記中間品を構成する上記多孔質体または上記多孔質焼結体の平均粒径よりも小さい。

このような構成によれば、上記ペーストを上記第２の多孔質焼結体とするための焼結温度を低くすることが可能である。焼結温度が低いほど、この焼結工程において、上記ペーストから上記第２の多孔質焼結体となる際の体積縮小が抑制される。したがって、上記第２の多孔質焼結体が上記陽極導通部材から剥離することなどを回避して、上記陽極導通部材を高い強度で接合することができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記陽極導通部材としては、それぞれが板状の延出部を有する複数の陽極導通部材を使用するとともに、上記複数の陽極導通部材のうち少なくとも１つの陽極導通部材は、その延出部の延出寸法が他の陽極導通部材の延出部の延出寸法よりも大きい。また、さらに好ましい実施の形態においては、上記陽極導通部材は、板状の貼付部を有しており、かつ、この貼付部において上記第２の多孔質焼結体を介して上記第１の多孔質焼結体に貼付する。また、上記第１の多孔質焼結体には、凹部が形成されており、かつ、この凹部に上記貼付部を貼付する。また、上記貼付部には、孔が形成されている。

このような構成によれば、上記延出部のうち他の延出部より長いものを挟持することにより、上記第１および第２の多孔質焼結体と上記陽極導通部材とを確実に保持することが可能である。したがって、たとえば、誘電体層や固体電解質層を形成するための処理液に、上記第１および第２の多孔質焼結体を浸漬させる作業を容易に行うことができる。

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。

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および図２は、固体電解コンデンサの参考例を示している。図１に示すように、固体電解コンデンサＡは、多孔質焼結体１、第１および第２の陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂ、陽極端子３Ａ，３Ｂ、陰極導通部材４１および封止樹脂７を備えている。なお、図２においては、封止樹脂７は、省略されている。

多孔質焼結体１は、図１に示すように、第１の多孔質焼結体１Ａと第２の多孔質焼結体１Ｂとにより構成されている。

図２に示すように、第１の多孔質焼結体１Ａは、扁平な矩形板状であり、弁作用を有する金属であるニオブ（Ｎｂ）の粉末を加圧成形し、これを焼結することにより形成されている。第１の多孔質焼結体１Ａは、ニオブの粉末どうしが焼結したものであり、これらの間に微小な隙間が形成された構造を有している。上記粉末の表面には、たとえば五酸化ニオブ（Ｎｂ₂Ｏ₅）からなる誘電体層（図示略）が形成されている。また、この誘電体層の表面上には、固体電解質層（図示略）が形成されている。この固体電解質層は、たとえば二酸化マンガンあるいは導電性ポリマーからなり、好ましくは上記隙間の全体を埋めつくすように形成されている。多孔質焼結体１の材質としては、弁作用を有する金属であればよく、ニオブに代えてたとえばタンタル（Ｔａ）などを用いても良い。

第１の多孔質焼結体１Ａの側面には、４つの凹部１Ａａが形成されている。これらの凹部１Ａａには、４つの第２の多孔質焼結体１Ｂを介して２つずつの陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂが貼付されている。

各第２の多孔質焼結体１Ｂは、弁作用を有する金属である酸化ニオブ（ＮｂＯ）の粉末を焼結することにより形成されている。各第２の多孔質焼結体１Ｂは、第１の多孔質焼結体１Ａと同様に微小な隙間が形成された構造を有しており、上記誘電体層および上記固体電解質層が形成されている。本参考例においては、第２の多孔質焼結体１Ｂを形成する酸化ニオブの微粉末は、その平均粒径が第１の多孔質焼結体１Ａを形成するニオブの微粉末の平均粒径よりも小さいものとされている。

２つずつの第１および第２の陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂは、略Ｌ字形状の板状であり、弁作用を有する金属であるニオブ製である。各陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂは、互いに垂直に連結された貼付部２１ａと延出部２１ｂとを有している。各陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂは、貼付部２１ａにおいて第２の多孔質焼結体１Ｂを介して第１の多孔質焼結体１Ａの凹部１Ａａに貼付されている。各貼付部２１ａには、孔２１ｃが形成されている。図１に示すように、第２の多孔質焼結体１Ｂは、各貼付部２１ａと各凹部１Ａａとの間の空間を埋めるとともに、各孔２１ｃの内面を覆うように形成されている。

図１に示すように、各延出部２１ｂは、第１の多孔質焼結体１Ａの厚さ方向と垂直な方向（図中左右方向）に延出している。第１の陽極導通部材２１Ａの延出部２１ｂの図中下面には、第１の陽極端子３Ａが接合されており、第２の陽極導通部材２１Ｂの延出部２１ｂの図中下面には、第２の陽極端子３Ｂが接合されている。これらの接合は、たとえば導電性樹脂６によりなされている。図２に示すように、第１および第２の陽極端子３Ａ，３Ｂは、長矩形状であり、たとえば銅製である。

第１の多孔質焼結体１Ａの図中下面には、陰極導通部材４１が設けられている。この陰極導通部材４１は、たとえば導電層５を介して第１の多孔質焼結体１Ａに接合されている。この導電層５は、第１の多孔質焼結体１Ａの表面に形成された上記固体電解質層（図示略）上にグラファイト層と銀ペーストの層とを積層させることにより形成されている。図２に示すように、陰極導通部材４１には、４つの延出部が形成されており、これらの延出部が２つずつの第１および第２の陰極端子４Ａ，４Ｂとなっている。

図１に示すように、封止樹脂７は、多孔質焼結体１、陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂなどを覆うことにより、これらを保護するためのものであり、樹脂パッケージを構成している。封止樹脂７は、たとえばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いて形成される。第１および第２の陽極端子３Ａ，３Ｂと、第１および第２の陰極端子４Ａ，４Ｂは、それぞれの下面が封止樹脂７から露出しており、固体電解コンデンサＡの面実装に用いられる。このように、固体電解コンデンサＡは、入力用および出力用としての第１および第２の陽極端子３Ａ，３Ｂと入力用および出力用としての第１および第２の陰極端子４Ａ，４Ｂとを備えることにより、いわゆる四端子型の固体電解コンデンサとして構成されている。

次に固体電解コンデンサＡの製造方法の一例について、図３〜図６を参照しつつ、以下に説明する。本製造方法は、本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例に相当する。

まず、図３に示すように、弁作用を有する金属としてのニオブの多孔質焼結体１１を準備する。具体的には、ニオブ（Ｎｂ）の微粉末を金型に充填し、加圧成形することによりニオブの多孔質体を形成する。この多孔質体に焼結を施すことにより多孔質焼結体１１が得られる。上記焼結は、焼結温度および焼結時間を調節することにより、多孔質焼結体１１の焼結度合いが図１に示す第１の多孔質焼結体１Ａよりも小さくなるように、焼結させ
る程度を弱めて行う。この多孔質焼結体１１は、本発明でいう第１の多孔質焼結体の中間品の一例に相当するものである。

多孔質焼結体１１を形成した後は、その凹部１１ａにペースト１２を塗布する。ペースト１２は、酸化ニオブ（ＮｂＯ）の微粉末とたとえばアクリルなどの有機溶媒とを混ぜ合わせたものである。酸化ニオブの微粉末は、その平均粒径が上記多孔質体を形成する際に用いたニオブの微粉末の平均粒径よりも小さいものとしておく。

ペースト１２を塗布した後は、略Ｌ字形状の陽極導通部材２１Ａ，２１Ａ’，２１Ｂを凹部１１ａに貼付する。陽極導通部材２１Ａ，２１Ａ’，２１Ｂの貼付は、それぞれの貼付部２１ａを凹部１１ａ内のペースト１２に押し付けるようにして行う。各貼付部２１ａには３つずつの孔２１ｃが形成されている。このため、上記貼付の際には、各孔２１ｃ内にペースト１２が充填された状態となる。陽極導通部材２１Ａ，２１Ａ’，２１Ｂには、延出部２１ｂ，２１ｂ’が形成されている。このうち、陽極導通部材２１Ａ’の延出部２１ｂ’は、その他の延出部２１ｂよりも長いものとされている。陽極導通部材２１Ａ，２１Ａ’，２１Ｂを貼付した状態で、所定時間放置しておくことにより、ペースト１２に含まれる上記有機溶媒が蒸発し、ペースト１２の固化が進行する。

次いで、陽極導通部材２１Ａ，２１Ａ’，２１Ｂが貼付された多孔質焼結体１１に対して、再度焼結を施す。多孔質焼結体１１は、上述したようにこれに先立って既に焼結を施されているために、計２回の焼結が施されることとなる。その結果、多孔質焼結体１１は、図４に示すように、第１の多孔質焼結体１Ａとなる。図３に示すペースト１２においては、有機溶媒が焼結によりさらに蒸発され、もしくは高温により分解される。この有機溶媒の蒸発および分解の過程において、ペースト１２に含まれる酸化ニオブの微粉末は互いに密着しあうように凝縮する。この酸化ニオブの微粉末は、平均粒径が比較的小さいために、１回だけの焼結により十分に焼結されることとなる。この結果、ペースト１２は、図４に示すように、第２の多孔質焼結体１Ｂとなる。

酸化ニオブは、たとえばニオブと比べて脆い材料であるために、微細化が容易であり、平均粒径の小さい微粉末とするのに適している。また、酸化ニオブの微粉末の平均粒径が小さいほど、より低い焼結温度で第２の多孔質焼結体１Ｂを得ることができる。焼結温度が低ければ、第１および第２の多孔質焼結体１Ａ，１Ｂを形成する際の体積縮小を小さくすることが可能であり、陽極導通部材２１Ａ，２１Ａ’，２１Ｂの貼付部２１ａの貼付面において、第２の多孔質焼結体１Ｂが滑るように剥離することを防止することができる。なお、ペースト１２に、酸化ニオブの微粉末に加えてニオブの微粉末を混入しても良い。ニオブの混入により、平均粒径が同程度であっても、焼結温度をさらに下げることが可能である。

図５に示すように、孔２１ｃ内は、ペースト１２により充填された状態とされる。第２の多孔質焼結体１Ｂは、上記蒸発および焼結の工程を経て形成されるために、ペースト１２よりもその体積が縮小される。このため、第２の多孔質焼結体１Ｂは、孔２１ａの内面を覆うように形成される。

なお、本実施形態とは異なり、第１の多孔質焼結体１Ａの中間品として、多孔質焼結体１１にかえて焼結を施す前の多孔質体を用いても良い。この場合、焼結処理は、陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂを貼付した後に１回だけ施される。

第１および第２の多孔質焼結体１Ａ，１Ｂを形成した後は、第１および第２の多孔質焼結体１Ａ，１Ｂに誘電体層（図示略）および固体電解質層（図示略）を形成する。上記誘電体層の形成においては、図４に示す陽極導通部材２１Ａ’の延出部２１ｂ’を挟持しな
がら、第１および第２の多孔質焼結体１Ａ，１Ｂをたとえばリン酸水溶液の化成液に浸漬させる。これにより、第１および第２の多孔質焼結体１Ａ，１Ｂに陽極酸化処理が施され、五酸化ニオブ（Ｎｂ₂Ｏ₅）からなる上記誘電体層が形成される。また、上記固体電解質層の形成は、第１および第２の多孔質焼結体１Ａ，１Ｂをたとえば硝酸マンガンの水溶液に浸漬させ、これを引き揚げてから焼成することを複数回にわたって繰り返すことにより行う。延出部２１ｂ’は、たとえばその他の延出部２１ｂよりも長いものとされているため、これを挟持して上述した浸漬させる作業を行うのに便利である。

上記固体電解質層を形成した後は、たとえばグラファイト層および銀ペースト層からなる導電層５を形成する。この際、図６に示すように、第１の多孔質焼結体１Ａの図中下面には、導電層５を介して陰極導通部材４１を接合する。一方、陽極導通部材２１Ａ’の延出部２１ｂ’をその他の延出部２１ｂと同じ寸法となるように切断する。これにより陽極導通部材２１Ａ’は、延出部２１ｂを有する陽極導通部材２１Ａとなる。２つずつの第１および第２の陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂの延出部２１ｂの図中下面には、第１および第２の陽極端子３Ａ，３Ｂをたとえば導電性樹脂を用いて接合する。

こののちは、エポキシ系樹脂を用いたモールド成形を施すことにより、図１に示すように封止樹脂７を備えた樹脂パッケージ型の固体電解コンデンサＡが得られる。

次に、固体電解コンデンサＡの作用について説明する。

本参考例によれば、低ＥＳＬ化を図るとともに、陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂの接合強度を高めることができる。すなわち、第１の多孔質焼結体１Ａとしては、扁平な形状であるほど、第１の多孔質焼結体１Ａ内のインダクタンスを小さくして低ＥＳＬ化を図るのに有利となる。本参考例の第１の多孔質焼結体１Ａは、扁平な矩形板状となっており、低ＥＳＬ化に適した構成となっている。一方、本参考例と異なり、たとえば金属ワイヤを陽極導通部材として用い、この金属ワイヤの一部を多孔質焼結体内に進入させた構成がある。このような場合、上記多孔質焼結体を薄型とするほど、上記金属ワイヤを進入させることが困難となる。また、上記金属ワイヤの直径と上記多孔質焼結体の高さとの寸法差が小さくなるほど、上記多孔質焼結体のうち上記金属ワイヤを覆う部分が薄くなる。このようなことでは、上記金属ワイヤに力が作用した場合に、上記多孔質焼結体が破損して上記金属ワイヤが抜け落ちるなどの不具合が生じる。このような不具合を回避するために、たとえば、上記金属ワイヤの細径化を図ることも可能であるが、上記金属ワイヤ自体の抵抗が大きくなり、固体電解コンデンサ全体としてもＥＳＲが大きくなってしまう。本参考例によれば、陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂは、第１の多孔質焼結体１Ａに貼付される構成であるために、第１の多孔質焼結体１Ａを薄型としても、第１の多孔質焼結体１Ａが破損するなどのおそれがない。

また、図１に示すように、陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂの延出部２１ｂは、第１の多孔質焼結体１Ａの図中下面と同程度の高さにおいて、図中左右方向に延出している。このため、第１および第２の陽極端子３Ａ，３Ｂと第１の多孔質焼結体１Ａとの間の電流経路は、おおむね平坦な形状となっており、大きく起立する部分がない。したがって、上記電流経路におけるインダクタンスを小さくすることが可能であり、固体電解コンデンサＡの低ＥＳＬ化を図ることができる。

第２の多孔質焼結体１Ｂは、酸化ニオブの微粉末を用いて形成されていることにより、第１の多孔質焼結体１Ａと陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂとを適切に接合させることができる。図３に示すように、あらかじめ焼結を施された多孔質焼結体１１とペースト１２に含まれた酸化ニオブの微粉末とは互いによく馴染み、その後の焼結により図１に示すように一体の多孔質焼結体１として形成することができる。また、陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂ
は、ニオブ製であるために、図３に示すペースト１２に含まれる酸化ニオブの微粉末とよく馴染む。さらに、第２の多孔質焼結体１Ｂを形成するための焼結工程は、その平均粒径が小さいことにより焼結温度が低く、焼結時間も短い。このため、図５に示すペースト１２から第２の多孔質焼結体１Ｂが形成される過程における体積縮小を小さくすることができる。したがって、第２の多孔質焼結体１Ｂを形成する過程において、上記体積縮小により、陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂが剥離することを防止可能である。

図１に示すように、陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂの貼付部２１ａに設けられた孔２１ｃは、その内面が第２の多孔質焼結体１Ｂにより覆われている。このため、固体電解コンデンサＡの製造工程などにおいて陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂに力が作用しても、第２の多孔質焼結体１Ｂのうち孔２１ｃ内にある部分により、いわゆるアンカー効果が発揮される。したがって、陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂの接合強度を高めるのに好適である。また、陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂは、凹部１Ａａ内に貼付部２１ａが収納されるように接合されている。このため、上記アンカー効果との相乗効果により、陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂが横ずれすることなどを防止できる。

本参考例においては、第２の多孔質焼結体１Ｂを形成する酸化ニオブの微粉末を平均粒径の小さいものとするほど、陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂの接合強度を高めるのに有利である。すなわち、上記酸化ニオブの微粉末の平均粒径が小さければ、図５に示すように、ペースト１２に含まれる有機溶媒が蒸発する際に、上記微粉末どうしにいわゆるファンデルワールス力（分子間力）が作用しやすく、強固な結合が促進される。一方、このような作用は、第２の多孔質焼結体１Ｂを高密度化させるとともに、その内部の隙間を縮小化させるが、図１に示すように多孔質焼結体１はその大部分が第１の多孔質焼結体１Ａにより構成されている。このため、第１の多孔質焼結体１Ａを十分な隙間を有するものとしておけば、固体電解コンデンサＡの大容量化を適切に図ることができる。

図７〜図１２、および図１７〜２０は、固体電解コンデンサの他の参考例を示し、図１３〜図１６は、本発明に係る固体電解コンデンサの例を示している。これらの図７〜図２０に示す固体電解コンデンサは、本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法によって製造できる。なお、これらの図においては、上記参考例と類似の要素については、同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。

図７に示す固体電解コンデンサの参考例においては、陽極導通部材２２Ａ，２２Ｂの形状が、上述した参考例の陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂと異なる。なお、本図においては、陽極端子、陰極端子、および封止樹脂が省略されている。具体的には、陽極導通部材２２Ａ，２２Ｂは、それぞれ２つの直角部を有する断面カギ形状とされている。陽極導通部材２２Ａ，２２Ｂのそれぞれのうち、図中上部と中央部とがそれぞれ貼付部２２ａ，２２ａ’となっている。各貼付部２２ａ，２２ａ’は、第１の多孔質焼結体１Ａの図中上面から図中側面にわたる部分に第２の多孔質焼結体１Ｂを介して貼付されている。

このような参考例によれば、陽極導通部材２２Ａ，２２Ｂと第１の多孔質焼結体１Ａとの貼付面積を大きくすることが可能である。また、互いに垂直に連結された貼付部２２ａ，２２ａ’を用いて貼付することにより、その貼付方向は２方向となっている。したがって、陽極導通部材２２Ａ，２２Ｂの接合強度を高めるのに有利である。

図８は、固体電解コンデンサの他の参考例の変形例を示している。本参考例においては、陽極導通部材２２Ａ，２２Ｂとしては、幅広状のものが１つずつ用いられている。このような参考例によれば、陽極導通部材２２Ａ，２２Ｂの貼付面積をさらに大きくすることができる。

図９は、固体電解コンデンサの他の参考例を示している。本参考例においては、陽極導通部材２３Ａ，２３Ｂは、ニオブ製の帯板である。これらの陽極導通部材２３Ａ，２３Ｂの中央寄りの部分が貼付部２３ａとなっており、第１の多孔質焼結体１Ａの図中上面に貼付されている。陽極導通部材２３Ａ，２３Ｂのうち貼付部２３ａを挟んで両側に延びる部分が、延出部２３ｂとなっており、これらの延出部に陽極端子（図示略）が接合される。

このような参考例によっても、低ＥＳＬ化と陽極導通部材２３Ａ，２３Ｂの接合強度の向上とを図ることができる。帯板状の陽極導通部材２３Ａ，２３Ｂは、たとえばニオブの平板材料を切断することにより容易に作成することが可能である。

図１０は、固体電解コンデンサの参考例の変形例を示している。本参考例においては、陽極導通部材２３Ａ，２３Ｂに、４つずつの孔２３ｃが形成されている。これにより、いわゆるアンカー効果が発揮されて、陽極導通部材２３Ａ，２３Ｂの接合強度をさらに高めることができる。

図１１は、固体電解コンデンサの参考例の他の変形例を示している。本参考例においては、陽極導通部材２３Ａ，２３Ｂのうち幅方向に離間する縁部２３ｄが鋸刃状とされている。これらの縁部２３ｄのうち、谷にあたる部分は、第２の多孔質焼結体１Ｂにより覆われている。このような参考例によっても、アンカー効果が発揮され、陽極導通部材２３Ａ，２３Ｂの接合強度の向上を図ることができる。

図１２は、固体電解コンデンサの参考例の他の変形例を示している。本参考例においては、帯板状の陽極導通部材２３の貼付部２３ａが、第１の多孔質焼結体１Ａに形成された溝１Ａｂ内に収納されている。また、溝１Ａｂのうち貼付部２３ａ以外の空間は、第２の多孔質焼結体１Ｂにより埋められている。このような参考例によれば、陽極導通部材２３の接合強度を高めるとともに、貼付部２３ａを第１の多孔質焼結体１Ａから突出させないことが可能である。したがって、固体電解コンデンサ全体としても、小型化を図ることができる。

図１３は、本発明に係る固体電解コンデンサの一例を示している。本実施形態においては、平板状の陽極導通部材２４の貼付部２４ａに孔２４ｃが設けられている。第２の多孔質焼結体１Ｂは、陽極導通部材２４のうち孔２４ｃの内面から貼付部２４ａの図中上面にわたる領域を覆うように形成されている。このような実施形態によれば、陽極導通部材２４の接合強度を高めることができる。本実施形態の固体電解コンデンサは、図３〜図６に示した固体電解コンデンサの製造方法において、陽極導通部材２１Ａ，２１Ａ’，２１Ｂに代えて孔２４ｃを有する陽極導通部材２４を用いることにより製造することができる。

さらに、図１４に示す変形例においては、第１の多孔質焼結体１Ａに、孔２４ｃに進入する突起１Ａｃが形成されている。突起１Ａｃは、円錐の頂部を切断したような形状とされている。このような実施形態によれば、アンカー効果をさらに高めることができる。また、図１５に示すように、この陽極導通部材２４を中間品１１に貼付する際に、凹部１１ａに形成された突起１１ｃが孔２４ｃに挿入されながらいわゆるセンタリング効果を発揮する。したがって、陽極導通部材２４を中間品１１に対してより高い位置精度で貼付することができる。

図１６は、図１４および図１５に示した実施形態と類似の接合構造を有する固体電解コンデンサの一例である。本実施形態においては、第１の多孔質焼結体１Ａの図中下面に凹部１Ａａが形成されており、この凹部１Ａａの底面に突起１Ａｃが設けられている。陽極導通部材２４は、その孔２４ｃに突起１Ａｃが進入しており、この状態で、突起１Ａｃおよび貼付部２４ａは、第２の多孔質焼結体１Ｂに覆われている。また、凹部１Ａａの下方領域は、導電層５が充填されている。これにより、第１の多孔質焼結体１Ａの下面は、平滑な面とされている。このような平滑面としておけば、陰極導通部材４１としても、大き
なサイズのものを採用することができる。また、本実施形態においては、陽極導通部材２４には、段差部２４ｅが形成されており、延出部２４ｂが図中下方寄りに位置している。これにより、この延出部２４ｂに接合された陽極端子３は、陰極導通部材４１に設けられた陰極端子（図示略）とともに、この固体電解コンデンサの下面において面一状に設けられる。このような構成は、上述したとおり、低ＥＳＬ化を図るのに好適である。

図１７は、固体電解コンデンサの他の参考例を示している。本参考例においては、陽極導通部材２５Ａ，２５Ｂには、起立した貼付面２５ａと、この貼付面２５ａと垂直に連結された貼付面２５ａ’とが形成されている。これらの貼付面２５ａ，２５ａ’は、第１の多孔質焼結体１Ａの側面および図中下面に貼付されている。貼付面２５ａ’からは延出部２５ｂが延出している。この延出部２５ｂには、段差部２５ｅが形成されている。これにより、延出部２５ｂの先端寄りの部分は、陰極端子４Ａ，４Ｂと同じ高さとなっており、この部分が陽極端子３Ａ，３Ｂを兼ねた構造となっている。このような参考例によれば、陽極端子３Ａ，３Ｂと陰極端子４Ａ，４Ｂとを同じ方向に向くように配置することが可能であり、この固体電解コンデンサを実装する基板上のパターンをまとめて配置することができる。

図１８〜図２０は、固体電解コンデンサの他の参考例を示している。これらの参考例においては、陽極導通部材として陽極ワイヤが用いられている点が、上述した参考例と異なっている。

図１８に示した参考例においては、陽極導通部材としての陽極ワイヤ２６Ａ，２６Ｂが、第１の多孔質焼結体１Ａの両側面に貼付されている。陽極ワイヤ２６Ａ，２６Ｂの両端部は、本発明でいう延出部２６ｂとなっており、この部分に陽極端子（図示略）が接合される。陽極ワイヤ２６Ａ，２６Ｂと第１の多孔質焼結体１Ａの側面との間の領域は、第２の多孔質焼結体１Ｂにより埋められている。この領域は円弧形状面と平面とにより囲まれたものであるため、比較的大きな隙間となっているが、本参考例においては、第２の多孔質焼結体１Ｂは、酸化ニオブの微粉末を含んだペーストから形成されるために、不当な空隙などを生じることなく第２の多孔質焼結体１Ｂが密に充填されている。したがって、抵抗が不当に大きくなることが無く、低ＥＳＲ化に好ましい。

図１９に示した参考例においては、陽極ワイヤ２６は、その一部が第１の多孔質焼結体１Ａに形成された凹部１Ａａ内に進入しており、第２の多孔質焼結体に覆われている。このような参考例によれば、たとえば第１の多孔質焼結体１Ａの中間品にあたる多孔質体を形成する際に、陽極ワイヤ２６を進入させておく必要がない。そのため、製造効率を高めることが可能である。また、図２０に示す参考例のように、陽極ワイヤ２６Ａ，２６Ｂを、第１の多孔質焼結体１Ａに形成した溝１Ａｂを貫通するように設ける構成としても良い。

本発明に係る固体電解コンデンサは、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の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

多孔質焼結体および陽極導通部材の材質としては、ニオブ、酸化ニオブあるいはタンタルなどの弁作用を有する金属であればよい。また、本発明に係る固体電解コンデンサは、その具体的な用途も限定されない。

固体電解コンデンサの参考例の断面図である。 固体電解コンデンサの参考例の要部斜視図である。 本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を説明する斜視図である。 本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を説明する斜視図である。 本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を説明する要部断面図である。 本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を説明する斜視図である。 固体電解コンデンサの参考例の要部斜視図である。 固体電解コンデンサの参考例の要部斜視図である。 固体電解コンデンサの参考例の要部斜視図である。 固体電解コンデンサの参考例の要部斜視図である。 固体電解コンデンサの参考例の要部斜視図である。 固体電解コンデンサの参考例の要部斜視図である。 本発明に係る固体電解コンデンサの一例の要部断面図である。 本発明に係る固体電解コンデンサの一例の要部断面図である。 本発明に係る固体電解コンデンサの一例の要部斜視図である。 本発明に係る固体電解コンデンサの一例の断面図である。 固体電解コンデンサの参考例の要部斜視図である。 固体電解コンデンサの参考例の要部斜視図である。 固体電解コンデンサの参考例の要部斜視図である。 固体電解コンデンサの参考例の要部斜視図である。 従来の固体電解コンデンサの一例の断面図である。

符号の説明

Ａ 固体電解コンデンサ
１ 多孔質焼結体
１Ａ 第１の多孔質焼結体
１Ａａ 凹部
１Ａｂ 溝
１Ｂ 第２の多孔質焼結体
１０ 微粉末
１１ 多孔質体
１２ ペースト
２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂ，２３，２３Ａ，２３Ｂ，２４，２５Ａ，２５Ｂ，２６，２６Ａ，２６Ｂ 陽極導通部材
２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ，２６ａ 貼付部
２１ｂ，２２ｂ，２３ｂ，２４ｂ，２５ｂ，２６ｂ 延出部
３，３Ａ，３Ｂ 陽極端子
４，４Ａ，４Ｂ 陰極端子
５ 導電層
６ 導電性樹脂
７ 封止樹脂

Claims (12)

1. 弁作用を有する金属の多孔質焼結体と、
   上記多孔質焼結体に導通する陽極導通部材と、
   上記陽極導通部材に導通する面実装用の陽極端子と、
   面実装用の陰極端子と、
   を備えた固体電解コンデンサであって、
   上記多孔質焼結体は、第１の多孔質焼結体と、上記第１の多孔質焼結体および上記陽極導通部材間に介在する第２の多孔質焼結体とを含んでおり、
   上記陽極導通部材は、板状の貼付部を有しており、かつ、この貼付部において上記第２の多孔質焼結体を介して上記第１の多孔質焼結体に貼付されているとともに、
   上記貼付部には、孔が形成されており、かつ上記貼付部は、上記孔の内面から上記第１の多孔質焼結体と反対側の面にわたって上記第２の多孔質焼結体に覆われていることを特徴とする、固体電解コンデンサ。
2. 上記第１の多孔質焼結体には、凹部が形成されており、かつ、この凹部に上記貼付部が貼付されている、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 上記第１の多孔質焼結体には、上記貼付部の上記孔に進入する突起が形成されている、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
4. 上記第２の多孔質焼結体は、その平均粒径が上記第１の多孔質焼結体の平均粒径よりも小さい、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. 弁作用を有する金属の多孔質体または多孔質焼結体からなる中間品に、弁作用を有する金属の微粉末を含むペーストを用いて弁作用を有する金属の陽極導通部材を貼付する工程と、
   上記中間品および上記ペーストを焼結することにより、上記中間品から第１の多孔質焼結体を形成し、かつ、上記ペーストから第２の多孔質焼結体を形成する工程と、を有することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
6. 上記ペーストは、ＮｂＯの微粉末を含んでいる、請求項５に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
7. 上記ペーストは、Ｎｂの微粉末をさらに含んでいる、請求項６に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
8. 上記ペーストに含まれる上記微粉末の平均粒径は、上記中間品を構成する上記多孔質体または上記多孔質焼結体の平均粒径よりも小さい、請求項５ないし７のいずれかに記載の固定電解コンデンサの製造方法。
9. 上記陽極導通部材としては、それぞれが板状の延出部を有する複数の陽極導通部材を使用するとともに、
   上記複数の陽極導通部材のうち少なくとも１つの陽極導通部材は、その延出部の延出寸法が他の陽極導通部材の延出部の延出寸法よりも大きい、請求項５ないし８のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造の方法。
10. 上記陽極導通部材は、板状の貼付部を有しており、かつ、この貼付部において上記第２の多孔質焼結体を介して上記第１の多孔質焼結体に貼付する、請求項５に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
11. 上記第１の多孔質焼結体には、凹部が形成されており、かつ、この凹部に上記貼付部を貼付する、請求項１０に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
12. 上記貼付部には、孔が形成されている、請求項１０または１１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。

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