JP5466722B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents
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Description
本発明は、電源回路等に用いられる固体電解コンデンサに関する。
従来から、弁作用金属として、タンタル、ニオブ等を用いた固体電解コンデンサがある。このような固体電解コンデンサは、小型で静電容量が大きく、周波数特性に優れ、低いＥＳＬ（等価直列インダクタンス）特性を持ち、ＣＰＵ（Central Processing Unit）のデカップリング回路あるいは電源回路等に広く使用されている。
また携帯型電子機器の発展に伴い、特に基板電極構造型の固体電解コンデンサの製品化が進んでいる。この種の固体電解コンデンサを電子回路基板に実装する際には、実装電極面の端子部分と共に、半田によるフィレットと呼ばれる端子部分と実装基板との接続部分の構造が重要になる。
特許文献１には、固体電解コンデンサにおいて、陽極端子及び陰極端子の側面部に窪みを形成する技術が記載されている。これらの窪みは、実装面側に、又は実装面側に加えてその反対側にも開いている。固体電解コンデンサを実装基板に半田を用いて装着する場合、半田は実装面側から窪みの底面に至って該底面と実装基板とを接合する。
特許文献２には、下面電極型固体電解コンデンサの変換基板の側面に上下方向に貫通する凹形状のフィレット形成面（特許文献２の図８の符号１５ｅ、１５ｆ）を形成する技術が記載されている。つまり、外側面に露出する面に切欠き部が設けられ、その内部にめっきが施された陽極端子形成部及び陰極端子形成部を備えた変換基板を使用してコンデンサ素子と接続し、外装樹脂（特許文献２の図８の符号１９）を形成した後、切断面に沿って切断することで、下面電極型固体電解コンデンサの陽極及び陰極の外側面にフィレット形成面を形成する。
特許文献３には、フィレット形成部を絶縁板の側面凹部に設ける技術が記載されている。また、特許文献４には、陽極リードフレーム、及び陰極リードフレームの実装面までの引き出し距離を短くすることで、低いＥＳＬ特性を導く技術が記載されている。
小型化が要求される固体電解コンデンサでは、さらに小型化するために固体電解コンデンサの外形に対するコンデンサ素子の体積効率を向上させることは不可欠である。しかしながら、前述したような、リードフレームに窪みを設けた構造（特許文献１）、又は電極基板にフィレット形成部を設けた構造（特許文献２及び３）にはそれぞれ、問題点が存在しており、これらを改善しながら安定したフィレット形成を設けることは困難であるとい課題がある。
特許文献１の構造の場合には、部分的にＬの字型を有した製造フレーム（リードフレーム）が外装樹脂に埋め込まれているので、体積効率を低下させてしまう。また、外装樹脂がリードフレーム実装端子表面に漏れてしまい、回路基板への実装時に不具合を起こしてしまう。
特許文献１には、コンデンサの陽極及び陰極の外側面に露出する面（凹部）にめっきが施され、このめっきが施された部分にフィレットが形成される構造が記載されている。しかし、フィレットが形成される部分がリードフレームの厚さに制限され、フィレットを形成する高さが不十分となる懸念がある。
特許文献２の構造の場合には、フィレット形成面に半田のねれ上がりが生じる。しかし、電極基板が外装樹脂よりも外側に突出しており、外装樹脂のサイズが制約される。そのため、陰極面積が小さくなってしまい大容量化に対して不利な構造になっている。
また、特許文献３の図１に示される第二の陽極上面端子（符号２５）は、製品端面まで延伸していない構造となっている。
これは、製品実装時にリフロー時の熱履歴により、コンデンサ端子内部からのガス発生（蒸気、又は、樹脂からの溶媒揮発分など）に対して、絶縁板と外装樹脂との密着により、コンデンサ端子内部からのガス抜けが十分に行われないからである。これにより、ガスの圧力により、絶縁板の反りや絶縁板と外装樹脂との剥離などが生じる可能性がある。
また、特許文献４には、低ＥＳＬを目的としたリードフレーム構造を用いた技術が記載されている。リードフレーム構造の場合、基板構造と比べて加工が困難であり、製品サイズの変更に伴う実装端子、内部端子の変更に時間がかかり量産性に難がある。また、リードフレーム構造では外装部形成時に実装面側の電極端子に外装樹脂回り込みが生じることがあり、コンデンサを基板実装する際に外部端子の半田濡れ性問題が生じていた。
そこで、本発明の目的は、前述の問題点を解決し、生産性に優れ、大容量化を目的とした体積効率を向上させて、安定した実装時のフィレット形状を持つ固体電解コンデンサを提供することになる。
本発明は、前述の課題を解決するために、電極基板の端部には非貫通の電極基板窪み部を有し、さらに電極基板窪み部の側面及び上部にはめっきが施されていることにより、半田が側面のみならず上部にも半田が付着して安定した実装時のフィレット形成を可能とすると共に、また、前記素子接続用電極端子が第一方向（９００）の両端面まで達していることにより、コンデンサ素子内部から発生するガスが抜けやすくなり、前記電極基板と外装樹脂との剥離を防止できるとともに、陽極端子と陰極端子との電流経路を短くすることにより、低ＥＳＬ特性を有した固体電解コンデンサが得られる。
すなわち、本発明による固体電解コンデンサは、線状、箔状又は板状の弁作用金属を含む陽極体の少なくとも一方の端部に配置される陽極部と、前記陽極体における前記陽極部と絶縁樹脂によって分離された領域に配置される陰極部とを有するコンデンサ素子と、一方の面に形成され、前記コンデンサ素子の陽極部又は陰極部が電気的に接続される素子接続用の電極端子と、他方の面に形成され、回路基板の電極端子と電気的に接続される実装電極側の電極端子と、前記素子接続用の電極端子と前記実装電極側の電極端子とを電気的に接続する接続部と、を有する電極基板と、前記コンデンサ素子を被覆する被覆部材と、を備え、前記電極基板における第一方向に配置される側面に第一窪み部が形成されており、前記第一窪み部は、前記実装電極側の電極端子又は前記素子接続用の電極端子と電気的に接続されるように導電性部材で覆われ、前記素子接続用の電極端子は、少なくとも前記第一方向に沿って前記被覆部材の端面まで延伸し、前記第一窪み部の上部を覆うことを特徴とする。
本発明によれば、前記実装電極側の電極端子は、前記被覆部材における前記第一方向に配置される一方の端面まで延伸する第一電極端子と、前記被覆部材における前記第一方向に配置される他方の端面まで延伸する第二電極端子と、前記第一電極端子又は前記第二電極端子と電気的に接続される前記素子接続用の電極端子と異なる極性の電極端子に電気的に接続され、前記第二電極端子から離間された領域に配置される第三電極端子と、を備え、前記電極基板における前記第一方向と直交する第二方向に配置される側面に第二窪み部が形成されており、前記第二窪み部は、前記第三電極端子又は前記第三電極端子と電気的に接続される前記素子接続用の電極端子と電気的に接続されるように導電性部材で覆われ、前記第三電極端子は、前記第二方向に沿って前記被覆部材の端面まで延伸し、前記第二窪み部の上部を覆うことを特徴とする。また前記コンデンサ素子が一端より陽極リードが導出された弁作用金属の焼結体からなる多孔質体の表面に誘電体、固体電解質、陰極層が順次形成されたものであっても良いし、また前記コンデンサ素子が両端から陽極リードが導出され、中央部に弁作用金属の多孔質体の表面に誘電体、電解質、陰極層が順次形成された陰極部がある伝送線路構造を有するものであっても良い。
上記により得られた固体電解コンデンサを固体基板に形成されているランドに半田実装した際に、半田のフィレット形成部分である前記窪み部の少なくとも一部に半田が塗布されている。また前記第一窪み部は前記第一方向に開口部を有し、前記開口部における前記第一方向と直交する前記第二方向への長さは、前記第一窪み部近傍の前記実装電極側の電極端子の前記第二方向への長さに対して１０％以上有することが好ましく、さらに前記第二窪み部は前記第二方向に開口部を有し、前記開口部における前記第二方向と直交する前記第一方向への長さは、前記第二窪み部近傍の前記実装電極側の電極端子の前記第一方向への長さに対して１０％以上有することが好ましい。
本発明によれば、電極基板の所定部に窪み部を設けることにより、実装電極側の陽極端子及び陰極端子を回路基板に半田付けする際に形成されるフィレットを安定的に設けることができる。
また、本発明によれば、素子接続用の電極端子が固体電解コンデンサの端面まで達していることから、コンデンサ端子の内部等から発生するガスが抜けやすい（外装樹脂と端子では樹脂と金属であり、外装樹脂と電極基板（樹脂）よりも隙間が生じやすい）。
さらに本発明によれば、リードフレームを用いた構造でないので、生産性が高く、しかも体積効率を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、以下の説明において、重複する説明は省略する。
（実施の形態１）
実施の形態１について、図１Ａ〜Ｄ及び図５Ａ、Ｂを用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態１に係る固体電解コンデンサの構成を示す図であり、図１Ａは１個の固体電解コンデンサの断面図、図１Ｂは実装電極側から見た製品底面図、図１Ｃは素子接続用電極端子側から見た上面図を示す。図１Ｄは図１Ｂの符号１１２部分の拡大図を示す。
実施の形態１について、図１Ａ〜Ｄ及び図５Ａ、Ｂを用いて説明する。
図１は本発明の実施の形態１に係る固体電解コンデンサの構成を示す図であり、図１Ａは１個の固体電解コンデンサの断面図、図１Ｂは実装電極側から見た製品底面図、図１Ｃは素子接続用電極端子側から見た上面図を示す。図１Ｄは図１Ｂの符号１１２部分の拡大図を示す。
固体電解コンデンサ５００は、以下のように製作して得ることができる。先ず、線状、箔状又は板状の弁作用金属を含む陽極体の一方のコンデンサ素子陽極部（陽極部）１０１と、絶縁樹脂１０２によって分離された当該陽極体の他方の表面に順次形成された誘電体層、固体電解質層、グラファイト層及び銀ペースト層を含むコンデンサ素子陰極部（陰極部）１０３と、を有するコンデンサ素子を製作する。
次に、コンデンサ素子陽極部１０１に金属片１０５を溶接する。その後、コンデンサ素子陰極部１０３は導電性接着剤１０４を介して他層のコンデンサ素子陰極部１０３と接続され、コンデンサ素子陽極部１０１は金属片１０５を介して他層のコンデンサ素子陽極部１０１と接続されるように、コンデンサ素子を積層してコンデンサ積層体素子６００を製作する。
次に、コンデンサ積層体素子６００の陽極部の最下部の金属片１０５と電極基板８００の素子接続用陽極端子１０７、及びコンデンサ積層体素子６００の最下部のコンデンサ素子陰極部１０３と電極基板８００の素子接続用陰極端子１０９とを導電性接着剤１０４を介して接続する。なお、電極基板８００の構成については後述する。
その後、例えばエポキシ樹脂からなる外装樹脂２００でコンデンサ積層体素子６００を被覆・密閉後、ダイシング加工又はレーザ加工などで製品外形形状に切断して、固体電解コンデンサ５００を製作する。
切断する位置は、図１Ｂ及びＣに示す切断線５１、５２である。切断線５１は、第二方向９０１に延びる。切断線５１で切断することにより、固体電解コンデンサ５００の奥行方向の製品外形寸法が規定される。本実施の形態の切断線５１は、詳細は後述する電極基板８００の基材１０６に形成される長孔の短手方向の略中央位置を通るように設定される。
切断線５２は、第二方向９０１と直交する第一方向９００に延びる。切断線５２で切断することにより、固体電解コンデンサ５００の幅方向の製品外形寸法が規定される。本実施の形態の切断線５２は、隣接する切断線５２との間で、後述するように電極基板８００に形成される窪み部１１２が略中央位置に配置されるように設定される。また、本実施の形態の切断線５２は、隣接する切断線５２との間で、実装電極側陽極端子１０８及び実装電極側陰極端子１１０が略中央位置に配置されるように設定される。さらに、本実施の形態の切断線５２は、隣接する切断線５２との間で、素子接続用陽極端子１０７及び素子接続用陰極端子１０９が略中央位置に配置されるように設定される。
次に、電極基板８００の構成について詳細に説明する。電極基板８００の基材１０６には、図１Ｂ及びＣに示すように、予め第一方向９００に間隔を開け、第二方向９０１を長手方向とする長孔が形成される。この基材１０６を上述の切断位置で切断して個片化すると、長孔は短手方向の略中央位置で切断され、個片化された基材１０６における第一方向９００に配置される両側面に窪み部１１２が形成される。このとき、窪み部１１２は第一方向９００に開口部を有する形状となるが、当該開口部の第二方向９０１への長さＬ１は、当該窪み部１１２近傍の実装電極側の電極端子の第二方向９０１への長さＬ２に対して１０％以上有することが好ましい。開口部が１０％未満であると、フィレットに半田が集中して寄ってしまう可能性がある。ちなみに、当該開口部の第二方向９０１への長さＬ１は、当該第一窪み部１１２近傍の実装電極側の電極端子の第二方向９０１への長さＬ２に対して５０％以上有することがより好ましい。また、図１Ｄに示すように、窪み部１１２における固体電解コンデンサ５００の端面と平行な部分（本実施の形態では、切断線５１と平行な部分）３００は直立した平面であることが好ましく、これは、実装後の半田によるフィレット形成部の視認性が良好になるためである。
そして、個片化した基材１０６に対して、窪み部１１２を含む側面全周を覆い、且つ基材１０６の上面の所定の領域に素子接続用陽極端子１０７及び素子接続用陰極端子１０９が形成され、基材１０６の下面の所定の領域に実装電極側陽極端子１０８及び実装電極側陰極端子１１０が形成されるように、導電性部材が形成される。導電性部材として例えばめっきが施される。
このとき、素子接続用陽極端子１０７及び素子接続用陰極端子１０９は、固体電解コンデンサ５００の端面（即ち、外装樹脂２００の端面である切断線５１）まで延伸し、窪み部１１２の上部を覆うように形成される。また、素子接続用陽極端子１０７及び実装電極側陽極端子１０８は一方の窪み部１１２の導電性部材と電気的に接続され、素子接続用陰極端子１０９及び実装電極側陰極端子１１０は他方の窪み部１１２の導電性部材と電気的に接続される。このような非貫通の窪み部１１２は、フィレット形成部４００とされる。ここで、窪み部１１２の上部は非貫通、即ち素子接続用の電極端子で覆われるので、外装樹脂２００でコンデンサ積層体素子６００を被覆する際に、当該窪み部１１２に外装樹脂２００が漏れることがない。なお、窪み部１１２の形状は、半長穴形状、多角形の穴形状でも同様の効果が得られる。また、窪み部１１２の導電性部材は、素子接続用の電極端子又は実装電極側の電極端子の少なくとも一方に電気的に接続されれば良い。
さらに素子接続用陽極端子１０７と実装電極側陽極端子１０８、及び素子接続用陰極端子１０９と実装電極側陰極端子１１０とは、ビア１１１を介して電気的に接続される。なお、ビア１１１の構成については後述する。
次に、フィレット形成部４００及びビア１１１の構造について述べる。
図５は、電極基板８００の一部を詳細に説明する図であり、図５Ａはフィレット形成部４００の詳細図であり、半田実装後の半田塗布状態、図５Ｂはビア部分の詳細図を示す。
図５は、電極基板８００の一部を詳細に説明する図であり、図５Ａはフィレット形成部４００の詳細図であり、半田実装後の半田塗布状態、図５Ｂはビア部分の詳細図を示す。
図５Ａに示す通り、フィレット形成部４００は非貫通構造となっている。つまり、フィレット形成部４００の上部が素子接続用陽極端子１０７又は素子接続用陰極端子１０９で覆われている。言い換えると、素子接続用陽極端子１０７又は素子接続用陰極端子１０９は、固体電解コンデンサ５００の第一方向９００の端面まで達している。要するに、窪み部１１２の上部には基材１０６が配置されず、素子接続用陽極端子１０７及び素子接続用陰極端子１０９は固体電解コンデンサ５００の端面から露出する。この素子接続用陽極端子１０７及び素子接続用陰極端子１０９としてめっきが施されており、コンデンサ積層体素子６００を外装樹脂２００で被覆した際に、当該外装樹脂２００との間に微細な隙間が生じる。そのため、実装時に導電性接着剤１０４及びコンデンサ素子内から発生するガスを矢印Ａ方向に沿って外に逃がすことができる。
また、フィレット形成部４００の側面及び上部がめっきで覆われているため、実装時の半田２１３がフィレット部の側面のみならず上部にも濡れることから安定した半田フィレットが形成される。
このとき、外装樹脂２００と金属である素子接続用電極端子ではなく、基材１０６であった場合には、外装樹脂２００と基材１０６とは樹脂同士で密着性が高く、ガスが抜けづらくなり、該ガスが膨張して外装樹脂２００と電極基板との剥離が生じる原因となる。
図５Ｂには、ビア１１１の詳細な構造を示す。本図のように、ビア１１１は銅箔２１０ｂまでレーザを用いて穴を開けた後、銅めっき及び金めっきによるめっき層２１１を銅箔２１０ａ、２１０ｂの表面、及びビア１１１の内部表面に施す。
このような固体電解コンデンサ５００は、図５Ａに示すように、窪み部１１２において半田２１３を介して回路基板（実装基板）２１２に固着されることが好ましい。このとき、窪み部１１２及び素子接続用の電極端子の一部は半田２１３で形成されるフィレットで覆われることになる。
（実施の形態２）
実施の形態２について図２を用いて説明する。
図２は、本発明の実施の形態２に係る固体電解コンデンサの構成を示す図であり、図２Ａは１個の固体電解コンデンサの断面図、図２Ｂは実装電極側から見た製品底面図、図２Ｃは素子接続用電極側から見た上面図を示す。
実施の形態２について図２を用いて説明する。
図２は、本発明の実施の形態２に係る固体電解コンデンサの構成を示す図であり、図２Ａは１個の固体電解コンデンサの断面図、図２Ｂは実装電極側から見た製品底面図、図２Ｃは素子接続用電極側から見た上面図を示す。
コンデンサ積層体素子６００の製造については、実施の形態１と同様であることから省略する。本実施の形態の電極基板８００は、図２Ａに示すように、実装電極が３端子とされている。
つまり、実装電極側の第一陰極端子１１０ａ（実施の形態１の実装電極側陰極端子１１０）に対して第一方向９００に間隔Ｒを開けて離間された位置に、実装電極側の第二陰極端子１１０ｂが配置されている。この第二陰極端子１１０ｂは、図２Ｂに示すように第二方向９０１に延伸している。
このような電極基板８００を用いて、実施の形態１と同様にコンデンサ積層体素子６００の最下部の金属片１０５と素子接続用陽極端子１０７、及びコンデンサ積層体素子６００の最下部のコンデンサ素子陰極部１０３と素子接続用陰極端子１０９とが導電性接着剤１０４を介して接続される。
その後、実施の形態１と同様に、外装樹脂２００にて被覆した後に、切断線５１、５２に沿ってダイシング加工又はレーザ加工等で切断することにより、固体電解コンデンサ５００を製作する。ここで、切断線５１、５２は、４側面に窪み部（１１２ａ〜１１２ｄ）をそれぞれ形成するために基材１０６に形成される、長孔の略中央位置を通るように設定される。ちなみに、切断した際に窪み部１１２ａ及び１１２ｂは第一方向９００に開口部を有する形状となるが、当該開口部の第二方向９０１への長さＬ１は、当該窪み部１１２ａ又は１１２ｂ近傍の実装電極側の電極端子の第二方向９０１への長さＬ２に対して１０％以上有することが好ましい。また、窪み部１１２ｃ及び１１２ｄは第二方向９０1に開口部を有する形状となるが、当該開口部の第一方向９００への長さＬ３は、当該窪み部１１２ｃ又は１１２ｄ近傍の実装電極側の電極端子の第一方向９００への長さＬ４に対して１０％以上有することが好ましい。
このような固体電解コンデンサ５００は、実施の形態１の固体電解コンデンサ５００と比較して第二陰極端子１１０ｂが実装電極側陽極端子１０８に近いので、ＥＳＬを低減することができる。つまり、実装電極側陽極端子１０８と第二陰極端子１１０ｂとの距離が近いほど、電流経路が短くなるため、ＥＳＬの低減効果は大きくなる。
ここで、実装電極側の第二陰極端子１１０ｂは、固体電解コンデンサ５００における第二方向９０１に配置される端面まで達しており、端面部に実施の形態１で示したフィレット形成部４００が同様に存在することが好ましい。
これにより、本実施の形態では、３端子存在すると共に、フィレット形成部４００が４箇所（窪み部１１２ａ〜１１２ｄ）存在することにより、より安定した実装特性を得ると共にＥＳＬ特性を低減することができる。
なお、ビア１１１及びフィレット形成部４００の詳細については、前述した図５に基づくものと同様であるので、説明を省略する。
（実施の形態３）
実施の形態３について、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。
図３Ａは実装電極側から見た製品底面図、図３Ｂは素子接続用電極側から見た上面図を示す。
実施の形態３について、図３Ａ及び図３Ｂを用いて説明する。
図３Ａは実装電極側から見た製品底面図、図３Ｂは素子接続用電極側から見た上面図を示す。
実施の形態３は前述の実施の形態２と比較して、窪み部１１２ｃ及び１１２ｄがなく、第二陰極端子１１０ｂ及び素子接続用陰極端子１０９は第二方向９０１に延伸しているものの、切断線５２までは延伸しておらず、切断線５２の手前で止まっている。
上記以外は、実施の形態２と同様の形態とする。尚、実施の形態２と実施の形態３ではＥＳＬ値に差は認められない。
上記以外は、実施の形態２と同様の形態とする。尚、実施の形態２と実施の形態３ではＥＳＬ値に差は認められない。
（実施の形態４）
図４は、本発明の実施の形態４に係る固体電解コンデンサの構成を示す図であり、図４Ａは１個の固体電解コンデンサの断面図、図４Ｂは実装電極側から見た製品底面図、図４Ｃは素子接続用電極側から見た上面図を示す。
図４は、本発明の実施の形態４に係る固体電解コンデンサの構成を示す図であり、図４Ａは１個の固体電解コンデンサの断面図、図４Ｂは実装電極側から見た製品底面図、図４Ｃは素子接続用電極側から見た上面図を示す。
本実施の形態のコンデンサ積層体素子７００は、両側にコンデンサ素子陽極部１０１を有し、中央にコンデンサ素子陰極部１０３を有する伝送線路素子の積層体の構造を有している。
電極基板８００は、当該伝送線路素子の構造に対応しており、両側に素子接続用陽極端子１０７及び実装電極側陽極端子１０８がそれぞれ配置され、その間に素子接続用陰極端子１０９及び実装電極側陰極端子１１０が配置されている。素子接続用陽極端子１０７と実装電極側陽極端子１０８とはビア１１１で電気的に接続されている。素子接続用陰極端子１０９と実装電極側陰極端子１１０ともビア１１１で電気的に接続されている。
このような伝送線路構造を有するコンデンサ積層体素子７００と電極基板８００とを用いて、当該コンデンサ積層体素子７００の両側にある陽極部の最下部の金属片１０５と素子接続用陽極端子１０７、及びコンデンサ積層体素子７００の最下部のコンデンサ素子陰極部１０３と素子接続用陰極端子１０９とが導電性接着剤１０４を介して接続される。
その後、実施の形態１と同様に、外装樹脂２００にて被覆した後に、切断線５１、５２に沿ってダイシング加工又はレーザ加工等で切断することにより、固体電解コンデンサ５００を製作する。ここで、切断線５１、５２は、窪み部（１１２ａ〜１１２ｄ）を形成するために基材１０６に形成される、長孔の略中央位置を通るように設定される。ちなみに、切断した際に窪み部１１２ａ及び１１２ｂは第一方向９００に開口部を有する形状となるが、当該開口部の第二方向９０１への長さＬ１は、当該窪み部１１２ａ又は１１２ｂ近傍の実装電極側の電極端子の第二方向９０１への長さＬ２に対して１０％以上有することが好ましい。また、窪み部１１２ｃ及び１１２ｄは第二方向９０1に開口部を有する形状となるが、当該開口部の第一方向９００への長さＬ３は、当該窪み部１１２ｃ又は１１２ｄ近傍の実装電極側の電極端子の第一方向９００への長さＬ４に対して１０％以上有することが好ましい。
なお、ビア１１１及びフィレット形成部４００の詳細については、前述した図５に基づくものと同様であるので、説明を省略する。
実施の形態２乃至５に示している３端子構造については、従来技術にリードフレームにおける同様の技術が既知となっているが、リードフレームの場合、スパッタリングによるリードフレームの切削加工などが必要となり、加工に困難を要するが、本実施の形態のように電極基板での端子形成は、パターン形成のみで済むことから、リードフレームの複雑な加工形成よりも容易である点も特徴として挙げられる。しかも、リードフレームを外装樹脂に埋め込む構造でないので、体積効率を向上させることができる。
（実施例１）
実施例１について、実施の形態に用いた図１Ａ〜Ｄを用いて説明する。
表面がエッチングにより拡面化された長さ６．０ｍｍ、幅３．５ｍｍ、厚さ３５０μｍのアルミニウム箔を用いて、その表面に電気化学的処理により誘電体皮膜を形成してアルミ化成箔とした。陽極部と陰極部との絶縁を図る為に、アルミ化成箔のエッチング部を除去した後に絶縁樹脂１０２を塗布形成した。
実施例１について、実施の形態に用いた図１Ａ〜Ｄを用いて説明する。
表面がエッチングにより拡面化された長さ６．０ｍｍ、幅３．５ｍｍ、厚さ３５０μｍのアルミニウム箔を用いて、その表面に電気化学的処理により誘電体皮膜を形成してアルミ化成箔とした。陽極部と陰極部との絶縁を図る為に、アルミ化成箔のエッチング部を除去した後に絶縁樹脂１０２を塗布形成した。
更に、アルミ化成箔の表面に固体電解質層として、ベンゼンスルホン酸鉄塩を酸化剤とし、３，４−エチレンジオキシチオフィンをモノマーとした化学酸化重合により、導電性高分子ポリチオフェンの層を形成した。さらにその表面にグラファイト層及び銀ペースト層を形成して、コンデンサ素子陰極部１０３を製作した。
しかる後、コンデンサ素子陽極部１０１に、厚さ６０μｍの銅板に銀めっきが施されている金属片１０５を超音波溶接により接合した。さらに、コンデンサ素子陰極部１０３に導電性接着剤１０４を塗布してコンデンサ素子陰極部１０３を３枚積層した後、１５０℃で６０分間乾燥することにより、コンデンサ素子陰極部１０３同士を電気的に接続した。
さらに、コンデンサ素子陽極部１０１同士を接合するために、当該コンデンサ素子陽極部１０１を構成するアルミ基板と金属片１０５とをレーザ溶接により接合し、３枚積層したコンデンサ積層体素子６００を製作した。その際の定格電圧は２Ｖ、定格容量は４７０μＦであった。
しかる後、材質をガラスエポキシとした厚さが１００μｍの基材１０６に、厚さ２０μｍの銅箔を施し、その上にめっき厚２０μｍの銅めっきを施し、素子接続用陽極端子１０７及び素子接続用陰極端子１０９、実装電極側陽極端子１０８及び実装電極側陰極端子１１０を形成した。この時、レーザにて掘り込んだ複数箇所のビア１１１にも同時に銅めっきを施し、前述の陽極部と陰極部とのそれぞれの素子接続用電極端子と実装電極側電極端子とを導通させた。また、同様にフィレット形成部４００（窪み部）の側面を含めて全周にも銅めっきを形成した。
その後、前述の銅めっきが形成された上面に０．０６μｍの金めっきを施し、さらに回路形成を行うことにより、厚さ２００μｍの電極基板８００を得た。
続いて、製作したコンデンサ積層体素子６００の陽極部の最下部の金属片１０５と素子接続用陽極端子１０７、及びコンデンサ積層体素子６００の陰極部の最下部の陰極部１０３と素子接続用陰極端子１０９とをそれぞれ銀を含む導電性接着剤１０４を所定箇所に塗布後、１５０℃６０分間、硬化・乾燥することにより接合した。
その後、エポキシ樹脂である外装樹脂２００で被覆し、予め銅めっきを施した窪み部１１２を切断線５１で切断することにより、フィレット形成部４００（陽極部及び陰極部）を形成することができた。また、固体電解コンデンサの幅方向の製品外形寸法となる切断線５２で切断することにより、安定したフィレットが形成され、かつ体積効率を向上させ、また、実装後の視認性も容易となった、幅４．３ｍｍ、長さ７．３ｍｍ、高さ１．９ｍｍの固体電解コンデンサ５００を得た。出来上がった固体電解コンデンサ５００の定格電圧は２Ｖ、定格容量は４７０μＦであった。
（実施例２）
実施例２について、図２Ａ〜Ｃを用いて説明する。実施例１との相違点を中心に説明する。
コンデンサ積層体素子６００の製造例、又はコンデンサ積層体素子６００の電極基板８００への搭載方法は、実施例１と同様であり省略する。
実施例２について、図２Ａ〜Ｃを用いて説明する。実施例１との相違点を中心に説明する。
コンデンサ積層体素子６００の製造例、又はコンデンサ積層体素子６００の電極基板８００への搭載方法は、実施例１と同様であり省略する。
実施例２に用いた電極基板の上面図を図２Ａに示すが、本図から、電極基板８００の第一方向端面に配置されている実装電極側の第一陰極端子１１０ａから１．５ｍｍ（図２ＢのＲ）離間した箇所に実装電極側の第二陰極端子１１０ｂを配置した。形状は略Ｔ字型であり、実装電極側の第二陰極端子１１０ｂの第二方向に延伸する端子は、第二方向の端面まで達しており、端面部に実施の形態１で示したフィレット形成部４００を得た。つまり、本実施例では、端子が３端子存在すると共に、フィレット形成部４００が４箇所存在することになる。
コンデンサ積層体素子６００を前述した電極基板８００に対応するように搭載した後、エポキシ樹脂である外装樹脂２００で被覆し、予め銅めっきを施した窪み部１１２（１１２ａ〜１１２ｄ）を切断線５１、５２で切断することにより、フィレット形成部４００（陽極部及び陰極部）を形成することができた。
本実施例によるフィレットは、実装面に合計４箇所存在しており、内訳として、陽極部に２箇所（１１２ａ及び１１２ｂ）、陰極部に２箇所（１１２ｃ及び１１２ｄ）になる。
固体電解コンデンサの幅方向、及び長さ方向の製品外形寸法となる切断線５１、５２で切断することにより、安定したフィレットが形成され、かつ体積効率を向上させ、また、実装後の視認性も容易となった、幅４．７ｍｍ、長さ７．３ｍｍ、高さ１．９ｍｍの伝送線路構造を有した固体電解コンデンサ５００を得た。
なお、ビア１１１及びフィレット形成部４００の詳細については、前述した図５に基づくものと同様であり、出来上がった固体電解コンデンサ５００の定格電圧は２Ｖ、定格容量は４７０μＦであった。
（実施例３）
実施例３について図４Ａ〜Ｃを用いて説明する。表面がエッチングにより拡面化された長さ６．０ｍｍ、幅３．５ｍｍ、厚さ３５０μｍのアルミニウム箔を用いて、その表面に電気化学的処理により誘電体皮膜を形成してアルミ化成膜とした。陽極部と陰極部との絶縁を図るために、アルミ化成膜両端のエッチング部を除去した後に絶縁樹脂１０２を塗布形成した。
実施例３について図４Ａ〜Ｃを用いて説明する。表面がエッチングにより拡面化された長さ６．０ｍｍ、幅３．５ｍｍ、厚さ３５０μｍのアルミニウム箔を用いて、その表面に電気化学的処理により誘電体皮膜を形成してアルミ化成膜とした。陽極部と陰極部との絶縁を図るために、アルミ化成膜両端のエッチング部を除去した後に絶縁樹脂１０２を塗布形成した。
その後、モノマーとして３，４−エチレンジオキシチオフィンを用い、２１重量％の過硫酸アンモニウム水溶液を酸化剤として、化学酸化重合方法により、固体電解質層となる導電性高分子を形成した後、グラファイト層及び銀ペースト層を形成してコンデンサ素子陰極部１０３を製作した。次に、両端の絶縁樹脂１０２の所定箇所をレーザ照射により切断して、陽極部と陰極部とを確実に分離した（１５０）。
次に、コンデンサ素子陽極部１０１と金属片１０５とを超音波溶接した後、陰極部は銀からなる導電性接着剤１０４を介し、陽極部はレーザ溶接にて接合して積層することでなる伝送線路構造を有したコンデンサ積層体素子７００を製作した。その際の定格電圧は２Ｖ、定格容量は３３０μＦであった。
材質をガラスエポキシとした厚さが１００μｍの基材１０６に、めっき厚２０μｍの銅めっきを施し、基板の両端に素子接続用陽極端子１０７を形成し、中央に素子接続用陰極端子１０９を形成した。この時、レーザにて掘り込んだ複数箇所のビア１１１にも同時に銅めっきを施し、前述の陽極部と陰極部とのそれぞれの素子接続用電極端子と実装電極側電極端子とを導通させた。また、同様にフィレット形成部４００（窪み部）の側面を含めて全周にも銅めっきを形成した。
その後、前述の銅めっきが形成された上面に０．０６μｍの金めっきを施し、電極基板上に回路形成を行うことにより、厚さ２００μｍの電極基板８００を得た。
次に、コンデンサ積層体素子６００の両端に配置されているコンデンサ素子陽極部１０１の最下部にある金属片１０５と素子接続用陽極端子１０７、及びコンデンサ積層体素子７００の最下部のコンデンサ素子陰極部１０３と素子接続用陰極端子１０９とをそれぞれ銀を含む導電性接着剤１０４を所定箇所に塗布後、１５０℃６０分間、硬化・乾燥することにより接合した。
その後、エポキシ樹脂である外装樹脂２００で被覆し、予め銅めっきを施した窪み部１１２（１１２ａ〜１１２ｄの４箇所）を切断線５１、５２で切断することにより、フィレット形成部４００（陽極部及び陰極部）を形成することができた。
本実施例によるフィレットは、実装面に合計４箇所存在しており、内訳として、陽極部に２箇所（１１２ａ及び１１２ｂ）、陰極部に２箇所（１１２ｃ及び１１２ｄ）になる。
固体電解コンデンサの幅寸法、及び長さ方向の製品外形寸法となる切断線５１、５２で切断することにより、安定したフィレットが形成され、かつ体積効率を向上させ、また、実装後の視認性も容易となった、幅４．３ｍｍ、長さ７．３ｍｍ、高さ１．９ｍｍの伝送線路構造を有した固体電解コンデンサ５００を得た。
なお、電極基板８００における電極端子、及びビアのめっき構造、厚みについては、前述の実施例１と同様とした。
（比較例１）
リードフレームを用いた２端子のコンデンサとして、特開２００６−１９０９２５号公報の図６に示す構造のコンデンサを得た。
リードフレームを用いた２端子のコンデンサとして、特開２００６−１９０９２５号公報の図６に示す構造のコンデンサを得た。
（比較例２）
また、同様にリードフレームを用いた３端子のコンデンサとして、特開２００６−１９０９２５号公報の図１に示す構造のコンデンサを得た。
なお、比較例１、２は定格電圧が２Ｖ、定格容量が４７０μＦとして、外形寸法は実施例と同様に幅４．３ｍｍ、長さ７．３ｍｍ、高さ１．９ｍｍとした。
実施例１〜３及び比較例１、２によるＥＳＬ値の比較を表１に示した。
また、同様にリードフレームを用いた３端子のコンデンサとして、特開２００６−１９０９２５号公報の図１に示す構造のコンデンサを得た。
なお、比較例１、２は定格電圧が２Ｖ、定格容量が４７０μＦとして、外形寸法は実施例と同様に幅４．３ｍｍ、長さ７．３ｍｍ、高さ１．９ｍｍとした。
実施例１〜３及び比較例１、２によるＥＳＬ値の比較を表１に示した。
表１より、比較例に比べた本発明のＥＳＬが低いことが分かる。
端子数としての比較では、２端子である実施例１と比較例１との比較、及び３端子である実施例２、３と比較例２との比較をするとより効果が分かり易い。
端子数としての比較では、２端子である実施例１と比較例１との比較、及び３端子である実施例２、３と比較例２との比較をするとより効果が分かり易い。
この結果から、本発明が比較例と比べて、効果的に電流経路を短くした発明となっており、従来の課題を解決した結果となっている。
以上、実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なし得るであろう各種変形、修正もまた発明に含まれる。
５１、５２ 切断線
１０１ コンデンサ素子陽極部
１０２ 絶縁樹脂
１０３ コンデンサ素子陰極部
１０４ 導電性接着剤
１０５ 金属片
１０６ 基材
１０７ 素子接続用陽極端子
１０８ 実装電極側陽極端子
１０９ 素子接続用陰極端子
１１０ 実装電極側陰極端子
１１０ａ 第一陰極端子、１１０ｂ 第二陰極端子
１１１ ビア
１１２（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ） 窪み部
２００ 外装樹脂
２１０ａ、２１０ｂ 銅箔
２１１ めっき層
３００ 窪み部における固体電解コンデンサの端面と平行な部分
４００ フィレット形成部
５００ 固体電解コンデンサ
６００、７００ コンデンサ積層体素子
８００ 電極基板
９００ 第一方向
９０１ 第二方向
１０１ コンデンサ素子陽極部
１０２ 絶縁樹脂
１０３ コンデンサ素子陰極部
１０４ 導電性接着剤
１０５ 金属片
１０６ 基材
１０７ 素子接続用陽極端子
１０８ 実装電極側陽極端子
１０９ 素子接続用陰極端子
１１０ 実装電極側陰極端子
１１０ａ 第一陰極端子、１１０ｂ 第二陰極端子
１１１ ビア
１１２（１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄ） 窪み部
２００ 外装樹脂
２１０ａ、２１０ｂ 銅箔
２１１ めっき層
３００ 窪み部における固体電解コンデンサの端面と平行な部分
４００ フィレット形成部
５００ 固体電解コンデンサ
６００、７００ コンデンサ積層体素子
８００ 電極基板
９００ 第一方向
９０１ 第二方向
Claims (10)
- 線状、箔状又は板状の弁作用金属を含む陽極体の少なくとも一方の端部に配置される陽極部と、前記陽極体における前記陽極部と絶縁樹脂によって分離された領域に配置される陰極部とを有するコンデンサ素子と、
一方の面に形成され、前記コンデンサ素子の陽極部又は陰極部が電気的に接続される素子接続用の電極端子と、他方の面に形成され、回路基板の電極端子と電気的に接続される実装電極側の電極端子と、前記素子接続用の電極端子と前記実装電極側の電極端子とを電気的に接続するビアと、を有する電極基板と、
前記コンデンサ素子を被覆する被覆部材と、を備え、
前記電極基板における第一方向に配置される側面に第一窪み部が形成されており、前記第一窪み部の上部及び側面は、前記実装電極側の電極端子又は前記素子接続用の電極端子と電気的に接続されるように導電性部材で覆われ、
前記素子接続用の電極端子は、少なくとも前記第一方向に沿って前記被覆部材の端面まで延伸し、前記第一窪み部の上部を覆い、
前記素子接続用の電極端子と前記被覆部材との間に、前記コンデンサ素子の陽極部又は陰極部と前記素子接続用の電極端子とを接続する導電性接着剤から前記被覆部材の端面まで連通するガス抜き用の隙間を有する固体電解コンデンサ。 - 前記実装電極側の電極端子は、
前記被覆部材における前記第一方向に配置される一方の端面まで延伸する第一電極端子と、
前記被覆部材における前記第一方向に配置される他方の端面まで延伸する第二電極端子と、
前記第一電極端子又は前記第二電極端子と電気的に接続される前記素子接続用の電極端子と異なる極性の電極端子に電気的に接続され、前記第二電極端子から離間された領域に配置される第三電極端子と、を備え、
前記電極基板における前記第一方向と直交する第二方向に配置される側面に第二窪み部が形成されており、前記第二窪み部は、前記第三電極端子又は前記第三電極端子と電気的に接続される前記素子接続用の電極端子と電気的に接続されるように導電性部材で覆われ、
前記第三電極端子は、前記第二方向に沿って前記被覆部材の端面まで延伸し、前記第二窪み部の上部を覆う請求項１に記載の固体電解コンデンサ。 - 前記第二窪み部及び前記素子接続用の電極端子の少なくとも一部は半田で形成されるフィレットで覆われる請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記第二窪み部は前記第二方向に開口部を有し、前記開口部における前記第二方向と直交する前記第一方向への長さは、前記第二窪み部近傍の前記実装電極側の電極端子の前記第一方向への長さに対して１０％以上有する請求項２又は３に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記コンデンサ素子は、線状、箔状又は板状の弁作用金属を含む陽極体の両端に陽極部が配置され、前記陽極部の間に陰極部が配置される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
- 半田を介して前記回路基板に固着される請求項１乃至５のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記第一窪み部及び前記素子接続用の電極端子の少なくとも一部は半田で形成されるフィレットで覆われる請求項１乃至６のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記第一窪み部は前記第一方向に開口部を有し、前記開口部における前記第一方向と直交する第二方向への長さは、前記第一窪み部近傍の前記実装電極側の電極端子の前記第二方向への長さに対して１０％以上有する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記第一窪み部又は第二窪み部の上部に基材が存在せず、
前記素子接続用の電極端子は、固体電解コンデンサの端面から露出する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。 - 前記第一窪み部又は第二窪み部における固体電解コンデンサの端面と平行な部分は直立した面により形成されている請求項１乃至９のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
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