JP5784974B2 - 固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンデンサ素子を樹脂パッケージで覆う構成を備える固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法に関する。

図２１は、従来の固体電解コンデンサの一例を示している（たとえば特許文献１参照）。図２１に示す固体電解コンデンサ９０は、直方体形状の樹脂パッケージ９１、コンデンサ素子９２、陽極ワイヤ９３、陽極用リード９４、枕電極９５、および、陰極用リード９６を備えている。樹脂パッケージ９１は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなり、コンデンサ素子９２、陽極ワイヤ９３および枕電極９５の全体を覆い、陽極用リード９４および陰極用リード９６の一部を覆っている。陽極用リード９４および陰極用リード９６の一部は樹脂パッケージ９１からの露出しており、これらの露出部分が固体電解コンデンサ９０の端子部として機能する。固体電解コンデンサ９０は、たとえばプリント配線基板に実装されて用いられる。前述の端子部は、固体電解コンデンサ９０をプリント配線基板に実装する際に用いられる。

コンデンサ素子９２は、図２１示すように直方体状に形成されており、長手方向における一方の端面から陽極ワイヤ９３が延び出している。枕電極９５は、コンデンサ素子９２の長手方向における一方側に配置されており、陽極ワイヤ９３と溶接されている。このような構成であるため、樹脂パッケージ９１は、陽極ワイヤ９３および枕電極９５の分だけコンデンサ素子９２よりも長手方向に長く形成される。

固体電解コンデンサ９０では、近年、高容量化のニーズが高まっている。一般に、固体電解コンデンサ９０において高容量を得るためには、コンデンサ素子９２の体積を大きくする必要がある。この場合、コンデンサ素子９２を覆う樹脂パッケージ９１の体積も大きくしなければならず、固体電解コンデンサ９０の大型化を招いてしまう。

一方で、固体電解コンデンサ９０が実装されるプリント配線基板は、電子部品の小型化に伴い、ますます高密度化されている。固体電解コンデンサ９０においても小型化の要請は避けられなくなっている。しかしながら、上述したように、固体電電解コンデンサ９０の高容量化を図るには樹脂パッケージ９１の大型化が避けがたく、固体電解コンデンサ９０の小型化を図ることが困難となっていた。

特開２００２−３６７８６２号公報

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、高容量化と小型化とを両立させることが可能な構成を備えた固体電解コンデンサ、および、固体電解コンデンサの製造方法を提供することを課題としている。

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、コンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージと、長手方向における一方の端部が上記コンデンサ素子に接続された陽極ワイヤと、上記陽極ワイヤに導通する陽極部材と、を備えた固体電解コンデンサであって、上記樹脂パッケージは、第１の方向に長く延びる辺を有する第１の側面と、上記第１の方向と直交する第２の方向に長く延びる辺を有する第２の側面と、を有しており、第１の側面および第２の側面はいずれも、上記第１の方向および上記第２の方向と直交する第３の方向に長く延びる辺を有しており、上記コンデンサ素子は、上記第１の側面と平行な第１の面と、上記第２の側面と平行な第２の面と、上記陽極ワイヤの長手方向視において上記第１の面と上記第２の面とに挟まれた第３の面と、を有しており、上記陽極ワイヤが上記第３の面から突出していることを特徴とする。

好ましい実施形態においては、上記陽極ワイヤの長手方向は、上記第１の方向および上記第２の方向のいずれに対しても傾斜している。

より好ましい実施形態においては、上記陽極ワイヤの長手方向は上記第３の面に対して垂直である。

より好ましい実施形態においては、上記陽極ワイヤの長手方向は上記第３の方向と直交する方向である。

好ましい実施形態においては、上記陽極ワイヤは、上記第１の側面と面一な第１のワイヤ露出面を有する。

好ましい実施形態においては、上記陽極ワイヤは、上記第２の側面と面一な第２のワイヤ露出面を有する。

好ましい実施形態においては、上記陽極部材は、上記陽極ワイヤに溶接された枕電極を備えており、上記枕電極は、上記第１の方向視において上記コンデンサ素子と重なる位置に配置されており、かつ、上記第２の方向視においても上記コンデンサ素子と重なる位置に配置されている。

好ましくは、上記枕電極は、上記第１の側面と面一な第１の露出面を有する。

より好ましくは、上記第３の方向視において、上記第１の露出面の上記第１の方向における一方の端縁は、上記第１の側面の上記第１の方向における端縁と重なっている。

より好ましくは、上記枕電極は、上記第２の側面と面一な第２の露出面を有する。

より好ましくは、上記第３の方向視において、上記第２の露出面の上記第２の方向における一方の端縁は、上記第２の側面の上記第２の方向における端縁と重なっている。

より好ましくは、上記陽極ワイヤの長手方向は、上記第１の方向に対して４５°傾斜している。

より好ましくは、上記陽極ワイヤは、上記第３の面から突出する露出部と、上記コンデンサ素子に埋設された埋設部とを有している。

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、第１の方向に長く延びる辺を有する第１の面、上記第１の方向と直交する第２の方向に長く延びる辺を有する第２の面、および、上記第１の方向における上記第１の面の一方の端縁と上記第２の方向における上記第２の面の一方の端縁とを繋ぐ第３の面を具備するコンデンサ素子と、上記第３の面から突出する製造用ワイヤとを具備する中間素子を形成する工程と、上記コンデンサ素子を覆い、上記第１の面と平行な第１の側面と、上記第２の面と平行な第２の側面とを具備する樹脂パッケージを形成する工程と、を備えていることを特徴とする。

好ましい製造方法においては、上記中間素子を形成する工程は、上記コンデンサ素子を形成する工程を有しており、上記コンデンサ素子を形成する工程は、加圧用金型を用いて金属粉末を加圧し、上記第１の面、上記第２の面、および、上記第３の面を具備する粉末固形物を形成する加圧工程を有している。

より好ましい製造方法においては、上記製造用ワイヤを上記加圧用金型に設置する工程を有しており、上記製造用ワイヤを上記加圧用金型に設置する工程を行った後に、上記加圧工程が行われる。

より好ましい製造方法においては、上記樹脂パッケージを形成する工程は、上記コンデンサ素子を覆う樹脂材料を形成する工程と、上記樹脂材料を切断する工程と、を有しており、上記樹脂材料を切断する工程では、上記第１の方向に沿って上記樹脂材料を切断することにより上記第１の側面を形成し、上記第２の方向に沿って上記樹脂材料を切断することにより上記第２の側面を形成する。

より好ましい製造方法においては、上記樹脂材料を切断する工程では、上記製造用ワイヤも切断する。

より好ましい製造方法においては、枕電極用リードを設置する工程と、上記枕電極用リードと上記製造用ワイヤとを当接させる工程と、を備えており、上記樹脂材料を切断する工程では、上記枕電極用リードも切断する。

より好ましい製造方法においては、上記製造用ワイヤの長手方向における他方の端部を、細長形状のワイヤ支持具に固定する工程と、上記製造用ワイヤを屈曲させる工程と、を備えており、上記製造用ワイヤを屈曲させることで上記ワイヤ支持具の長手方向が上記第２の方向と一致する。

従来の構成では、直方体状のコンデンサ素子の一つの面から陽極ワイヤが突出しており、陽極ワイヤが突出する分だけ、陽極ワイヤの長手方向において樹脂パッケージをコンデンサ素子よりも長くする必要があった。それに対して、本発明の構成では、上記コンデンサ素子は、上記陽極ワイヤの長手方向視において上記樹脂パッケージの第１，２の側面に平行な第１，２の面に挟まれた第３の面を有しており、上記陽極ワイヤはこの第３の面から突出している。このような第３の面は第１，２の面に対して傾斜した面となり、上記樹脂パッケージが直方体の場合、直方体の角部と第３の面との間に利用可能な空間が生じることになる。本発明に基づく固体電解コンデンサでは、この空間を利用することにより、第１，２の面から陽極ワイヤを突出させた場合と比較して、上記樹脂パッケージの大きさを上記コンデンサ素子に近づけることが可能である。換言すれば、本発明に基づく固体電解コンデンサは、上記樹脂パッケージ内で上記コンデンサ素子が占める体積比率を向上させることが可能となっている。このため、本発明に基づく固体電解コンデンサは、上記コンデンサ素子の体積を増加させつつ、上記樹脂パッケージの縮小を図りやすくなっており、高容量化と小型化とを両立させやすい構成を備えている。

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。

本発明の第１実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す斜視図である。 図１に示す固体電解コンデンサの要部平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１に示すコンデンサ素子を形成するための一工程を示す図である。 図４に続く工程を示す図である。 図５に示す工程で形成された粉末固形物を金型から取り出した状態を示す図である。 コンデンサ素子と製造用ワイヤとからなる中間素子を示す図である。 複数の中間素子を用いて複数の固体電解コンデンサを製造する際の一工程を示す図である。 各中間素子の製造用ワイヤを屈曲させた後の状態を示す図である。 複数の中間素子を製造用リードに設置した状態を示す図である。 中間素子を覆う樹脂材料を形成する工程を示す図である。 樹脂材料を切断して樹脂パッケージを形成する工程を示す図である。 上記実施形態とは異なる形状の粉末固形物を形成するための一工程を示す図である。 本発明の第２実施形態に基づく固体電解コンデンサの要部平面図である。 図１４のＸＶ−ＸＶ線に沿う断面図である。 本発明の第３実施形態に基づく固体電解コンデンサの要部平面図である。 本発明の第４実施形態に基づく固体電解コンデンサの要部平面図である。 図１７のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の第５実施形態に基づく固体電解コンデンサの要部平面図である。 図１９のＸＸ−ＸＸ線に沿う断面図である。 従来の固体電解コンデンサの一例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図３には、本発明の第１実施形態に基づく固体電解コンデンサの一例を示している。図１〜図３に示す固体電解コンデンサ１０１は、樹脂パッケージ１、コンデンサ素子２、陽極ワイヤ３、陽極部材４、および、陰極リード５を備えている、図２では、樹脂パッケージ１を省略している。図３には図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面を示している。

樹脂パッケージ１は、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂からなり、コンデンサ素子２の全体を覆っている。さらに、樹脂パッケージ１は、陽極ワイヤ３の一部を露出させるように陽極ワイヤ３を覆っている。樹脂パッケージ１は、陽極部材４の一部を露出させるように陽極部材４を覆っている。樹脂パッケージ１は、陰極リード５の一部を露出させるように陰極リード５を覆っている。

図１に示すように、樹脂パッケージ１は直方体状に形成されており、第１の側面１１と、第１の側面１１と直交する第２の側面１２を有している。以下の説明で用いるｘ，ｙ，ｚ方向は互いに直交する方向である。第１の側面１１は、ｘ方向に長く延びる長辺と、ｚ方向に長く延びる短辺とを有する長方形状である。第２の側面１２は、ｙ方向に長く延びる辺と、ｚ方向に長く延びる辺とを有する矩形状である。第１の側面１１のｘ方向における一方の端縁を成す辺１１１は、第２の側面１２のｙ方向における一方の端縁を成している。この辺１１１は、第１の側面１１のｚ方向に長く延びる辺であり、かつ、第２の側面１２のｚ方向に長く延びる辺である。樹脂パッケージ１のｘ方向寸法は、たとえば１．６ｍｍであり、ｙ方向寸法は０．８５ｍｍであり、ｚ方向寸法は０．８ｍｍである。

コンデンサ素子２は、図２に示すように、ｚ方向視において四隅の一角が削れた矩形状に形成されており、第１の面２１と、第２の面２２と、第３の面２３とを備えている。第１の面２１は、第１の側面１１と平行な面であり、ｘ方向に長く延びる長辺と、ｚ方向に長く延びる短辺とを有する長方形状である。第２の面２２は、第２の側面１２と平行な面であり、ｙ方向に長く延びる辺と、ｚ方向に長く延びる辺とを有する矩形状である。第３の面２３は、ｘ，ｙ方向に対して４５°傾斜し、かつ、ｚ方向に対して９０°傾斜するＬｙ方向に長く延びる辺と、ｚ方向に長く延びる辺とを有する矩形状である。図２に示すように、Ｌｙ方向と直交するＬｘ方向視において、第３の面２３は第１の面２１と第２の面２２との間に挟まれている。第３の面２３はＬｘ方向に対して垂直な面である。第１の面２１のｘ方向における一方の端辺は、ｙ方向視において第２の面２２よりもｘ方向における他方に位置している。また、第２の面２２のｙ方向における一方の端辺は、ｘ方向視において第１の面２１よりもｙ方向における他方に位置している。

コンデンサ素子２は、図３に示すように、多孔質焼結体２０１と、多孔質焼結体２０１の大部分を覆う陰極金属膜２０２とを備えている。多孔質焼結体２０１はタンタルもしくはニオブなどの弁作用金属よりなる。陰極金属膜２０２は、たとえば銀製であり、多孔質焼結体２０１の大部分を覆うように形成されている。図２に示すように、コンデンサ素子２の第３の面２３では陰極金属膜２０２が設けられておらず、多孔質焼結体２０１が露出している。

陽極ワイヤ３は、タンタルもしくはニオブなどの弁作用金属よりなり、図２に示すように、Ｌｘ方向に沿って長く延び、かつ、第３の面２３から突出している。すなわち、Ｌｘ方向は、陽極ワイヤ３の長手方向に相当している。Ｌｘ方向は、ｘ，ｙ方向に対して４５°傾斜しており、ｚ方向と直交している。陽極ワイヤ３の直径は、たとえば０．１５ｍｍである。

陽極ワイヤ３は、多孔質焼結体２０１から露出する露出部３１と、多孔質焼結体２０１に埋設されている埋設部３２とを備えている。埋設部３２は、陽極ワイヤ３のＬｘ方向における一方の端部を含む部分であり、多孔質焼結体２０１に接続されている。図１に示すように、露出部３１のＬｘ方向における他方の端部には、樹脂パッケージ１から露出する第１のワイヤ露出面３１１と第２のワイヤ露出面３１２とを備えている。第１のワイヤ露出面３１１は、第１の側面１１と面一となるように形成されている。第２のワイヤ露出面３１２は、第２の側面１２と面一となるように形成されている。図１に示すように、第１のワイヤ露出面３１１のｘ方向における一方の端縁はｚ方向視において辺１１１と重なっている。第２のワイヤ露出面３１２のｙ方向における一方の端縁はｚ方向視において辺１１１と重なっている。

陽極部材４は、陽極リード４１と枕電極４２とを備えている。陽極リード４１は、図２に示すように、ｚ方向視において、ｙ方向に長い長矩形状に形成されており、その一部がコンデンサ素子２のｘ方向における一方側の端部と重なるように配置されている。図３に示すように、陽極リード４１は樹脂パッケージ１の外部に露出している。枕電極４２は、陽極リード４１のｙ方向における一方の端部付近からｚ方向に起立するように形成されており、陽極リード４１と導通している。枕電極４２は陽極リード４１に固定されており、かつ、樹脂パッケージ１に包まれており、樹脂パッケージ１に固定されている。さらに、枕電極４２のｚ方向における図３中上端は陽極ワイヤ３に接しており、枕電極４２と陽極ワイヤ３とは導通している。

図３に示すように、枕電極４２は、Ｌｘ方向において第１の側面１１のｘ方向における一方の端縁１１１と第３の面２３との間に配置されている。図２に示すように、ｘ方向視において枕電極４２の大部分はコンデンサ素子２と重なる位置にある。また、ｙ方向視においても枕電極４２の大部分はコンデンサ素子２と重なる位置にある。図１および図２に示すように、枕電極４２は、ｚ方向視台形状であり、Ｌｙ方向における両端部に樹脂パッケージ１から露出する第１の露出面４２１および第２の露出面４２２を備えている。第１の露出面４２１は、第１の側面１１と面一となるように形成されている。第２の露出面４２２は、第２の側面１２と面一となるように形成されている。

陰極リード５は、図２に示すように、ｚ方向視において、ｙ方向に長い長矩形状に形成されており、その一部がコンデンサ素子２のｘ方向における他方側の端部と重なるように配置されている。図３に示すように、陰極リード５のｚ方向における図中下端部は樹脂パッケージ１の外部に露出している。陰極リード５のｚ方向における図中上端部は樹脂パッケージ１内に食い込んでおり、コンデンサ素子２と接している。陰極リード５は、図示しない銀ペーストにより陰極金属膜２０２に接合されている。

次に、固体電解コンデンサ１０１の製造方法について図４〜図１２を参照にしつつ説明を行う。

固体電解コンデンサ１０１の製造方法は、製造用ワイヤ３０とコンデンサ素子２とを具備する中間素子２Ａを形成する工程と、コンデンサ素子２Ａを覆う樹脂パッケージ１を形成する工程とを備えている。図４〜図７では中間素子２Ａを形成する工程を示している。

中間素子２Ａを形成する工程は、製造用ワイヤ３０を加圧用金型６に設置する工程と、製造用ワイヤ３０が設置された加圧用金型６を用いてコンデンサ素子２を形成する工程とを有している。以下、中間素子２Ａを形成する工程について詳細な説明を行う。

まず、タンタルもしくはニオブなどの弁作用金属からなる製造用ワイヤ３０と、タンタルもしくはニオブなどの弁作用金属からなる金属粉末２０１ａとを用意する。そして、図４に示すように、用意した製造用ワイヤ３０を加圧用金型６に設置する工程を行う。このときの製造用ワイヤ３０の長手方向をＬｘ方向とする。加圧用金型６は、Ｌｘ方向に離間する１対の固定金型６１，６２と、Ｌｘ方向と直交するＬｙ方向に離間し、Ｌｙ方向に移動可能な可動金型６３，６４とを備えている。固定金型６１は、Ｌｘ方向と直交する内面６１１を有し、製造用ワイヤ３０を通すためのＬｘ方向に貫通する孔部６１２が形成されている。固定金型６２は、内面６１１と対向する内面６２１を有している。可動金型６３は、ｘ方向に長く延びる長辺と、ｚ方向に長く延びる短辺とを有する長方形状である押圧面６３１と、ｙ方向に長く延びる辺と、ｚ方向に長く延びる辺とを有する矩形状である押圧面６３２とを有している。可動金型６４は、ｘ方向に長く延びる長辺と、ｚ方向に長く延びる短辺とを有する長方形状である押圧面６４１と、ｙ方向に長く延びる辺と、ｚ方向に長く延びる辺とを有する矩形状である押圧面６４２とを有している。この工程ではさらに、先に用意した金属粉末２０１ａを固定金型６１，６２および可動金型６３，６４で囲まれる領域に設置する。図４に示すように、製造用ワイヤ３０のＬｘ方向における一方側（図４中下方側）は金属粉末２０１ａ内に埋まった状態となる。

製造用ワイヤ３０および金属粉末２０１ａを加圧用金型６に設置する工程を行った後に、金属粉末２０１ａに加圧する加圧工程を行う。この工程では、図５に示すように、可動金型６３，６４をＬｙ方向において互いに近付くように移動させることにより、金属粉末２０１ａを押し固める。押し固められた金属粉末２０１ａは粉末固形物２０１ｂとなる。この工程では、押圧面６３１に対応してｘ方向に長く延びる長辺と、ｚ方向に長く延びる短辺を有する長方形状の第１の面２１ａが形成される。この工程では、押圧面６４２に対応して、ｙ方向に長く延びる辺とｚ方向に長く延びる辺とを有する矩形状の第２の面２２ａが形成される。さらに、図５に示すように、可動金型６３，６４のＬｘ方向における他方側（図中上方側）の端部同士はＬｙ方向に離間している。このため、この工程では、内面６１１に沿って、Ｌｙ方向に長く延びる辺とｚ方向に長く延びる辺とを有する矩形状の第３の面２３ａが形成される。また、製造用ワイヤ３０の粉末固形物２０１ｂから露出している部分を露出部３１ａとし、粉末固形物２０１ｂの内部にある部分を埋設部３２ａとする。

次に、製造用ワイヤ３０および粉末固形物２０１ｂを加圧用金型６から取り出し、粉末固形物２０１ｂから多孔質焼結体２０１を形成する工程を行う。図６には、製造用ワイヤ３０および粉末固形物２０１ｂを加圧用金型６から取り出した状態を示している。

この工程では、まず、粉末固形物２０１ｂを真空において焼結する工程を行う。次に、焼結させた粉末固形物２０１ｂを強酸性の液中に浸漬するとともに電圧を印加する。この処理により、粉末固形物２０１ｂの粉末粒子表面に誘電体酸化被膜が形成される。誘電体酸化被膜は、五酸化タンタルまたは五酸化ニオブからなる。さらに次に、粉末固形物２０１ｂの粉末同士の隙間に固体電解質を充填する。固体電解質は、二酸化マンガンや導電性ポリマーよりなる。その後、固体電解質で充填された粉末固形物２０１ｂをグラファイト層で覆うことで多孔質焼結体２０１は形成される。

次に、多孔質焼結体２０１を覆うように陰極金属膜２０２を形成する工程を行う。図７には、陰極金属膜２０２が形成された状態を示している。この工程は、多孔質焼結体２０１の第３の面２３ａを露出させるように多孔質焼結体２０１を銀メッキで覆うことにより行われる。この工程で形成される銀メッキが陰極金属膜２０２となる。多孔質焼結体２０１に陰極金属膜２０２を形成したものがコンデンサ素子２となる。陰極金属膜２０２の厚みはほぼ一定に形成されるため、コンデンサ素子２の外形は多孔質焼結体２０１の形状に沿うものとなる。図７に示すように、コンデンサ素子２は、多孔質焼結体２０１の第１の面２１ａに沿う第１の面２１と、第２の面２２ａに沿う第２の面２２と、第３の面２３とを有するように形成される。第３の面２３は、第３の面２３ａと同一である。

以上の工程によって中間素子２Ａは形成される。このような製造方法によれば、自然と製造用ワイヤ３０がコンデンサ素子２の第３の面２３から突出する形態となる。

次に、図８に示すように複数の中間素子２Ａをワイヤ支持リード３００に固定する工程を行う。この工程は、たとえば、製造用ワイヤ３０の長手方向Ｌｘにおける他方の端部を、Ｌｙ方向に長く延びる金属製のワイヤ支持リード３００に溶接することで行われる。なお、この工程を行うかわりに、予めワイヤ支持リード３００に多数の製造用ワイヤ３０を取り付けておき、各製造ワイヤ３０のＬｘ方向における一方の端部を覆うコンデンサ素子２を形成することで図８に示す状態を実現してもよい。図８に示すように、ワイヤ支持リード３００に複数の中間素子２Ａを吊り下げたものを中間体２Ｂとする。

次に、製造用ワイヤ３０を屈曲させる屈曲工程を行う。図９には、中間体２Ｂに対して各製造用ワイヤ３０を屈曲させる工程を行った後の状態を示している。この工程により、図９に示すように、製造用ワイヤ３０の長手方向における他方の端部はｘ方向に延びるようになり、その他の部分に対して４５°傾斜するようになる。図９に示す状態では、ワイヤ支持リード３００はｙ方向に長く延びるようになり、ｙ方向視において多数の中間素子２Ａが重なるような配置となる。

上述の工程と並列して、製造用リード４１０および製造用リード５０を用意する。製造用リード４１０は、たとえば金属板に対して打ち抜き加工を施すことにより、ｙ方向に長く延びるｚ方向視帯状に形成される。製造用リード５０は、たとえば、製造用リード４１０よりもｚ方向における厚みが厚い金属板に対して打ち抜き加工を施すことにより、ｙ方向に長く延びるｚ方向視帯状に形成される。製造用リード４１０と製造用リード５０はｘ方向に離間するように配置される。

次に、製造用リード４１０の適所に複数に枕電極用リード４２０を設置する。この工程では、たとえば、Ｌｘ方向を厚み方向とし、Ｌｙ方向に延びる板状の枕電極用リード４２０を製造用リード４１０に対して起立するように設置し、その後、溶接により固定する。

次に、図１０に示すように、中間体２Ｂを製造用リード４１０および製造用リード５０に設置する工程を行う。この工程では、製造用ワイヤ３０を各枕電極用リード４２０に当接させ、各コンデンサ素子２を製造用リード５０に当接させる。さらに、その後、各製造用ワイヤ３０と、それぞれに当接する枕電極用リード４２０とを溶接する。

次に、樹脂パッケージ１を形成する工程を行う。この工程では、まず、図１１に示すように、中間体２Ｂおよび製造用リード４１０，５０を金型１０Ａ，１０Ｂの間に設置する。次に、金型１０Ａ，１０Ｂ内にエポキシ樹脂を流し込み、硬化させることによりコンデンサ素子２を覆う樹脂材料１０を形成する工程を行う。その後に、樹脂材料１０を切断する樹脂切断工程を行う。樹脂切断工程では、図１２において二点鎖線で示した切断ラインＣ１〜Ｃ４に沿って樹脂材料１０を切断する。切断ラインＣ１，Ｃ３はｘ方向に沿って延びており、切断ラインＣ２，Ｃ４はｙ方向に沿って延びている。樹脂材料１０を切断することにより樹脂パッケージ１が形成される。切断ラインＣ１に沿って形成される切断面が第１の側面１１となり、切断ラインＣ２に沿って形成される切断面が第２の側面１２となる。

図１２に示すように、切断ラインＣ１，Ｃ２は、枕電極用リード４２０を通っており、上記樹脂切断工程では枕電極用リード４２０も切断される。枕電極用リード４２０を切断することで、枕電極４２が形成される。切断ラインＣ１に沿って枕電極用リード４２０を切断することにより形成される切断面が、第１の露出面４２１となる。切断ラインＣ２に沿って枕電極用リード４２０を切断することにより形成される切断面が第２の露出面４２２となる。このような製造工程によれば、第１の露出面４２１は自然と第１の側面１１と面一となり、第２の露出面４２２は自然と第２の側面１２と面一となる。

さらに、切断ラインＣ１，Ｃ２は、製造用ワイヤ３０を通っており、上記樹脂切断工程では製造用リード３０も切断される。製造用ワイヤ３０を切断することで陽極ワイヤ３が形成される。製造用ワイヤ３０の埋設部３２ｂはそれぞれ陽極ワイヤ３の埋設部３２となる。製造用ワイヤ３０の露出部３１ａのうち、上記樹脂切断工程で残った部分が露出部３１となる。切断ラインＣ１に沿って製造用ワイヤ３０を切断することにより形成される切断面が第１のワイヤ露出面３１１となる。切断ラインＣ２に沿って製造用ワイヤ３０を切断することにより形成される切断面が第２のワイヤ露出面３１２となる。このような製造工程によれば、第１のワイヤ露出面３１１は自然と第１の側面１１と面一となり、第２のワイヤ露出面３１２は自然と第２の側面１２と面一となる。

なお、図１２に示した切断ラインＣ１〜Ｃ４は好ましい一例に過ぎず、上記の例以外の切断ラインを設定することも可能である。

次に、固体電解コンデンサ１０１の作用について説明を行う。

固体電解コンデンサ１０１では、コンデンサ素子２がｘ，ｙ方向に対して傾斜する第３の面２３を有しており、ｚ方向視において四隅の一つが欠けた形状となっている。このようなコンデンサ素子２を直方体状の樹脂パッケージ１に収容するとき、コンデンサ素子２の角が欠けている分だけ利用可能なスペースが生じる。上述した実施形態ではこのスペースに枕電極４２が設置されている。このため、固体電解コンデンサ１０１は樹脂パッケージ１の小型化を図ることができる構成を備えている。

また、たとえば、樹脂パッケージ１の大きさを従来のものと同じとした場合には、枕電極４２の分だけコンデンサ素子２のｘ方向寸法を長くすることができる。コンデンサ素子２は角が欠けた形状であるが、ｘ方向寸法を長くすることで角が欠けることによって減少する体積分以上に体積を増加させることができる。コンデンサ素子２の体積を増加させることは、コンデンサ素子２の大部分を占める多孔質焼結体２０１の体積を増加させることである。多孔質焼結体２０１の体積を増加させることは固体電解コンデンサ１０１の電気容量を向上させることに繋がる。

上述したように、コンデンサ素子２の角が欠けた部分に枕電極４２を配置することにより、固体電解コンデンサ１０１では、樹脂パッケージ１内に収容されるコンデンサ素子２の体積を増加させることが可能である。このため、固体電解コンデンサ１０１では、樹脂パッケージ１内でコンデンサ素子２が占める体積比率を向上させることが可能となっている。従って、固体電解コンデンサ１０１は、コンデンサ素子２の体積を増加させつつ、樹脂パッケージ１の縮小を図ることが可能であり、高容量化と小型化とを両立させることが可能な構成を備えている。

また、上述した製造方法では、製造用ワイヤ３０を屈曲させる屈曲工程を行っている。この屈曲工程を行う前の状態は図８に示されている。図８によると、各コンデンサ素子２はｙ方向視において互いにずれるように配置されている。このような配置のままでは複数の中間素子２Ａを同一の製造用リード４１０，５０に設置することが困難である。一方、屈曲工程を行った後の状態を示す図９では、各コンデンサ素子２はｙ方向視において互いに重なるように配置されている。このような配置であれば、図１０に示すようにｙ方向に沿って並ぶ全てのコンデンサ素子２をｙ方向に延びる製造用リード４１０，５０に設置することが可能である。従って、製造用ワイヤ３０を屈曲させる屈曲工程は、固体電解コンデンサ１０１を大量生産する上で大きな便益をもたらすものである。

なお、上述した製造方法では、製造用ワイヤ３０のＬｘ方向における一方の端部を覆うように粉末材料２０１ａを形成しているが、製造用ワイヤ３０を後付する製造方法も実施可能である。この場合、先に粉末材料２０１ａを加圧成形し、粉末材料２０１ａを焼結させる前に製造用ワイヤ３０を第３の面２３ａに突き刺すことにより、図４に示す状態とほぼ同一の状態を実現可能である。

また、上述した固体電解コンデンサ１０１では、コンデンサ素子２の欠けている角は一つであるが、コンデンサ素子２の他の角も欠けている構成としてもよい。図１３には四隅が欠けた形状の粉末固形物２０１ｂと、それを形成するための加圧用金型６’を示している。加圧用金型６’の可動金型６３’は、押圧面６３１，６３２の間にＬｙ方向に垂直な押圧面６３３を有している。可動金型６４’は、押圧面６４１，６４２の間にＬｙ方向に垂直な押圧面６４３を有している。また、両者を近接させた状態でも、可動金型６３’，６４’のＬｘ方向における一方側（図１３中下方側）の端部同士が離間しており、粉末固形物２０１ｂには内面６２１に沿う面が形成される。

図１４〜図１８は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。上記実施形態と同一または類似の要素については一部の説明を省略する。

図１４および図１５は、本発明の第２実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態における固体電解コンデンサ１０２は、陽極部材４および陰極リード５のかわりに陽極部材４Ａおよび陰極部材５Ａを備えており、その他の構成は固体電解コンデンサ１０１と同様となっている。なお、図１４では、樹脂パッケージ１を省略している。

陽極部材４Ａは、枕電極４２と、端子電極４３とを備えている。本実施形態における枕電極４２は、図１４に示すようにｚ方向視形状が直角三角形である三角柱状に形成されている。この枕電極４２も、第１の露出面４２１および第２の露出面４２２を有している。端子電極４３は、たとえばメッキにより形成された薄膜状の金属端子である。この端子電極４３は枕電極４２に固定されている。

図１４に示すように、ｚ方向視において、第１の露出面４２１のｘ方向における一方の端縁は、第１のワイヤ露出面３１１のｘ方向における一方の端縁と重なっている。同様に、第２の露出面４２２のｙ方向における一方の端縁は、第２のワイヤ露出面３１２のｙ方向における一方の端縁と重なっている。固体電解コンデンサ１０１の説明で記したように、ｚ方向視において第１のワイヤ露出面３１１のｘ方向における一方の端縁は樹脂パッケージ１の辺１１１と重なり、第２のワイヤ露出面３１２のｙ方向における一方の端縁も辺１１１と重なっている。すなわち、ｚ方向視において、第１の露出面４２１のｘ方向における一方の端縁は辺１１１と重なっており、第２の露出面４２２のｙ方向における一方の端縁も辺１１１と重なっている。

本実施形態においても、陽極ワイヤ３と枕電極４２とは溶接されている。溶接される面積が小さい場合には力が加わったときに陽極ワイヤ３と枕電極４２とが離れてしまうことが起こり得るため、陽極ワイヤ３と枕電極４２との接触面積をある程度大きくする必要がある。図１４に示す枕電極４２は、台形状の枕電極４２よりも、陽極ワイヤ３との接触面積を増やす上で好ましい形状である。

陰極部材５Ａは、たとえばメッキにより形成された薄膜状の金属からなる端子電極５１と端子電極５１と陰極電極膜２０２とを接合させる接合部材５２とを備えている。接合部材５２はたとえば銀ペーストからなり、ｚ方向における図１５中下面が樹脂パッケージ１から露出するように形成されている。

端子電極４３，５１をメッキで形成することにより、固体電解コンデンサ１０２はｚ方向における厚みを減らすことができる。

図１６は、本発明の第３実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態における固体電解コンデンサ１０３では、陽極ワイヤ３の長手方向であるＬｘ方向がｘ方向に対して６０°傾斜している。図１６に示すように、Ｌｙ方向はＬｘ方向と直交しており、ｙ方向に対して６０°傾斜しており、これにあわせて第３の側面２３の傾斜が固体電解コンデンサ１０２の場合と異なっている。陽極ワイヤ３は、樹脂パッケージ１の第２の側面１２までは届いておらず、第１の側面１１と面一な第１のワイヤ露出面３１１を有している。また、枕電極４２も第３の側面２３と平行な面を有する三角柱状に形成されている。固体電解コンデンサ１０３のその他の構成は固体電解コンデンサ１０２と同様である。なお、図１６では、樹脂パッケージ１を省略している。

このような実施形態においても、固体電解コンデンサ１０２のようにＬｘ方向がｘ方向に対して４５°傾斜している場合と同様の効果を得ることが可能である。

図１７および図１８は、本発明の第４実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態における固体電解コンデンサ１０４では、陽極ワイヤ３の長手方向であるＬｘ方向がｘ方向に対して３０°傾斜している。図１７に示すように、Ｌｙ方向はＬｘ方向と直交しており、ｙ方向に対して３０°傾斜しており、これにあわせて第３の側面２３の傾斜が固体電解コンデンサ１０１の場合と異なっている。さらに、本実施形態では、陽極部材４が陽極リード４４からなり、陰極リード５のかわりに陰極リード５３が用いられている。また、図１８に示すように、陽極ワイヤ３が、多孔質焼結体２０１のｚ方向における中央ではなく、図中下方に偏って設置されている。固体電解コンデンサ１０４のその他の構成は固体電解コンデンサ１０１と同様となっている。なお、図１７では、樹脂パッケージ１を省略している。

本実施形態における陽極ワイヤ３は、図１７に示すように、樹脂パッケージ１の第１の側面１１と交差する位置まで延びておらず、第２の側面１２と面一な第２のワイヤ露出面３１２を有している。

陽極リード４４は、図１８に示すように、樹脂パッケージ１のｚ方向における図中下端に接する端子部４４１、端子部４４１の端部からｚ方向に起立する起立部４４２、および、起立部４４２の図中上端からｘ方向に延び出す枕部４４３を備えている。たとえば、このような陽極リード４４は一様な厚みを有する金属板を屈曲加工することにより比較的容易に形成することができる。起立部４４２および枕部４４３は、固体電解コンデンサ１０１における枕電極４２に相当する。

上述したように、陽極ワイヤ３は、図１８中下方に偏って配置されている。このことは起立部４４２の長さを短くする効果がある。起立部４４２を短くすることで、陽極リード４４を製造するための製造用リードのｘ方向における幅を短くすることができる。

陰極リード５３は、図１８に示すように、樹脂パッケージ１のｚ方向における図中下端に接する端子部５３１、端子部５３１の端部からｚ方向に起立する起立部５３２、および、起立部５３２の図中上端からｘ方向に延び出す枕部５３３を備えている。起立部５３２は、陰極電極膜２０２に当接している。枕部５３３のｚ方向における位置は枕部４４３のｚ方向における位置と同一である。なお、起立部５３２と陰極電極膜２０２とが、直接には接さず銀ペーストなどを介して導通する構成としても構わない。

図１８に示すように、本実施形態における樹脂パッケージ１は、端子部４４１，５３１のみならず、起立部４４２，５３２および枕部４４３，５３３を露出させるように形成されている。このような構成によれば、たとえば固体電解コンデンサ１０４を、はんだを用いて図示しない基板に実装する際に、端子部４４１，５３１のみならず、起立部４４２，５３２および枕部４４３，５３３にはんだを付着させることができる。はんだの付着面積が増加することで、固体電解コンデンサ１０４はより強固に基板に固定されることとなる。

固体電解コンデンサ１０４では、図１７に示すように、ｙ方向に長く延びる帯状の枕部４４３に対してＬｘ方向に延びる陽極ワイヤ３が溶接されている。このような配置によれば、陽極ワイヤ３をｘ方向に真っ直ぐ延びる配置とした場合と比較して、ｚ方向視において陽極ワイヤ３と枕部４４３とが重なる面積を増加させることができる。換言すれば、枕部４４３のｘ方向における寸法を小さくした場合でも、陽極ワイヤ３と枕部４４３とを十分な強度で溶接可能である。このため、固体電解コンデンサ１０４のような構成でも、樹脂パッケージ１の小型化を図ることが可能となっている。

図１９および図２０は、本発明の第５実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。図１９では、樹脂パッケージ１を省略している。本実施形態における固体電解コンデンサ１０５では、陽極ワイヤ３のＬｘ方向における一方の端部が第３の面２３に溶接により接続されている。換言すれば、本実施形態における陽極ワイヤ３は固体電解コンデンサ１０１の陽極ワイヤ３における露出部３１のみを有し、埋設部３２を有さない構成となっている。固体電解コンデンサ１０５のその他の構成は固体電解コンデンサ１０１と同様となっている。

このような固体電解コンデンサ１０５を製造する際には、加圧用金型６に製造用ワイヤ３０を設置せずに粉末固形物２０１ｂを成形する。その後、粉末固形物２０１ｂに形成された第３の面２３ａに製造用ワイヤ３０を溶接する工程が行われる。

本発明の範囲は、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およびその製造方法で用いられる機材の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。たとえば、固体電解コンデンサ１０１〜１０５において示した各部の構成は適宜組み合わせて使用可能である。

上記実施形態では、樹脂パッケージ１が直方体形状であり、第１の側面１１および第２の側面１２が共通の辺１１１を有するようになっているが、樹脂パッケージ１の形状はこのような形状に限定されず、略直方体形状であればよい。たとえば、第１の側面１１と第２の側面１２との間に傾斜面が配置されるような形状であっても構わない。

上記実施形態では、陽極ワイヤ３はｚ方向と直交するように配置されているが、陽極ワイヤ３がｚ方向に対して９０°以外の角度で傾斜するようにしても構わない。その場合、第３の面２３がｚ方向に対して傾斜する面となるのが望ましい。具体的にはコンデンサ素子２の形状が、直方体の角の一つを切り落としたような形状となる。この場合、たとえば、上述した実施形態の場合と比較して、コンデンサ素子２の体積の減少を抑えることが可能となる。

ｘ （第１の）方向
ｙ （第２の）方向
ｚ （第３の）方向
Ｌｘ （陽極ワイヤの長手）方向
Ｌｙ 方向
１０１〜１０５ 固体電解コンデンサ
１ 樹脂パッケージ
１０ 樹脂材料
１０Ａ，１０Ｂ 金型
１１ 第１の側面
１１１ 辺
１２ 第２の側面
２ コンデンサ素子
２Ａ 中間素子
２Ｂ 中間体
２１ 第１の面
２２ 第２の面
２３ 第３の面
２０１ 多孔質焼結体
２０１ａ 金属粉末
２０１ｂ 粉末固形物
２０２ 陰極金属膜
３ 陰極ワイヤ
３０ 製造用ワイヤ
３１，３１ａ 露出部
３２，３２ａ 埋設部
３１１ 第１のワイヤ露出面
３１２ 第２のワイヤ露出面
４，４Ａ 陽極部材
４１，４４ 陽極リード
４２ 枕電極
４３ 端子電極
４１０ 製造用リード
４２０ 枕電極用リード
４２１ 第１の露出面
４２２ 第２の露出面
４４１ 端子部
４４２ 起立部
４４３ 枕部
５，５３ 陰極リード
５Ａ 陰極部材
５１ 端子電極
５２ 接合部材
５３１ 端子部
５３２ 起立部
５３３ 枕部
６ 加圧用金型
６１，６２ 固定金型
６１１，６２１ 内面
６１２ 孔部
６３，６４ 可動金型
６３１，６３２，６３３，６４１，６４２，６４３ 押圧面

Claims (17)

1. コンデンサ素子と、
   上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージと、
   長手方向における一方の端部が上記コンデンサ素子に接続された陽極ワイヤと、
   上記陽極ワイヤに導通する陽極部材と、
   を備えた固体電解コンデンサであって、
   上記樹脂パッケージは、第１の方向に長く延びる辺を有する第１の側面と、上記第１の方向と直交する第２の方向に長く延びる辺を有する第２の側面と、を有しており、
   第１の側面および第２の側面はいずれも、上記第１の方向および上記第２の方向と直交する第３の方向に長く延びる辺を有しており、
   上記コンデンサ素子は、上記第１の側面と平行な第１の面と、上記第２の側面と平行な第２の面と、上記陽極ワイヤの長手方向視において上記第１の面と上記第２の面とに挟まれた第３の面と、を有しており、
   上記陽極ワイヤが上記第３の面から突出しているとともに、
   上記陽極ワイヤの長手方向は、上記第１の方向および上記第２の方向のいずれに対しても傾斜しており、
   上記陽極部材は、上記陽極ワイヤに溶接された枕電極を備えており、
   上記枕電極は、上記第１の方向視において上記コンデンサ素子と重なる位置に配置されており、かつ、上記第２の方向視においても上記コンデンサ素子と重なる位置に配置されているとともに、上記第３面と平行に延びていることを特徴とする、固体電解コンデンサ。
2. 上記陽極ワイヤの長手方向は上記第３の面に対して垂直である、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 上記陽極ワイヤの長手方向は上記第３の方向と直交する方向である、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
4. 上記陽極ワイヤは、上記第１の側面と面一な第１のワイヤ露出面を有する、請求項１ないし３のいずれか記載の固体電解コンデンサ。
5. 上記陽極ワイヤは、上記第２の側面と面一な第２のワイヤ露出面を有する、請求項１ないし４のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
6. 上記枕電極は、上記第１の側面と面一な第１の露出面を有する、請求項１ないし５のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
7. 上記第３の方向視において、上記第１の露出面の上記第１の方向における一方の端縁は、上記第１の側面の上記第１の方向における端縁と重なっている、請求項６に記載の固体電解コンデンサ。
8. 上記枕電極は、上記第２の側面と面一な第２の露出面を有する、請求項１ないし７のいずれか記載の固体電解コンデンサ。
9. 上記第３の方向視において、上記第２の露出面の上記第２の方向における一方の端縁は、上記第２の側面の上記第２の方向における端縁と重なっている、請求項８に記載の固体電解コンデンサ。
10. 上記陽極ワイヤの長手方向は、上記第１の方向に対して４５°傾斜している、請求項１ないし９のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
11. 上記陽極ワイヤは、上記第３の面から突出する露出部と、上記コンデンサ素子に埋設された埋設部とを有している、請求項１ないし１０のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
12. 第１の方向に長く延びる辺を有する第１の面、上記第１の方向と直交する第２の方向に長く延びる辺を有する第２の面、および、上記第１の方向における上記第１の面の一方の端縁と上記第２の方向における上記第２の面の一方の端縁とを繋ぐ第３の面を具備するコンデンサ素子と、上記第３の面から突出する製造用ワイヤとを具備する中間素子を形成する工程と、
    上記コンデンサ素子を覆い、上記第１の面と平行な第１の側面と、上記第２の面と平行な第２の側面とを具備する樹脂パッケージを形成する工程と、を備えているとともに、
    上記中間素子を形成する工程は、上記コンデンサ素子を形成する工程を有しており、
    上記コンデンサ素子を形成する工程は、加圧用金型を用いて金属粉末を加圧し、上記第１の面、上記第２の面、および、上記第３の面を具備する粉末固形物を形成する加圧工程を有していることを特徴とする、固体電解コンデンサの製造方法。
13. 上記製造用ワイヤを上記加圧用金型に設置する工程を有しており、
    上記製造用ワイヤを上記加圧用金型に設置する工程を行った後に、上記加圧工程が行われる、請求項１２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
14. 上記樹脂パッケージを形成する工程は、上記コンデンサ素子を覆う樹脂材料を形成する工程と、上記樹脂材料を切断する工程と、を有しており、
    上記樹脂材料を切断する工程では、上記第１の方向に沿って上記樹脂材料を切断することにより上記第１の側面を形成し、上記第２の方向に沿って上記樹脂材料を切断することにより上記第２の側面を形成する、請求項１２または１３に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
15. 上記樹脂材料を切断する工程では、上記製造用ワイヤも切断する、請求項１４に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
16. 枕電極用リードを設置する工程と、
    上記枕電極用リードと上記製造用ワイヤとを当接させる工程と、を備えており、
    上記樹脂材料を切断する工程では、上記枕電極用リードも切断する、請求項１４または１５に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
17. 上記製造用ワイヤの長手方向における他方の端部を、細長形状のワイヤ支持具に固定する工程と、
    上記製造用ワイヤを屈曲させる工程と、を備えており、
    上記製造用ワイヤを屈曲させることで上記ワイヤ支持具の長手方向が上記第２の方向と一致する、請求項１２ないし１６のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
    
    

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