JP5903611B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、巻回型の固体電解コンデンサに関する。

図１１に示す様に、この種の固体電解コンデンサは、巻回素子８０と、該巻回素子８０が収容される有底筒状の外装ケース８５と、該外装ケース８５の開口８５０を封止するゴム製の封口部材８６とを備えている。従来、図１２に示す様に、巻回素子８０は、陽極箔８１１と陰極箔８１２とを重ね合わせて巻回することにより構成された巻回体８１と、陽極箔８１１に電気的に接続された陽極リードタブ端子８３と、陰極箔８１２に電気的に接続された陰極リードタブ端子８４とを有している（例えば、特許文献１参照）。そして、陽極リードタブ端子８３と陰極リードタブ端子８４はそれぞれ、図１１に示す様に、それらのリード部８３０，８４０が、封口部材８６を貫通して外装ケース８５の外部へ引き出されている。

ここで、陽極箔８１１の表面には、該表面に化成処理を施すことによって誘電体被膜が形成されている。又、図１２に示す様に、陽極箔８１１と陰極箔８１２との間には紙製のセパレータ８１３が介在しており、該セパレータ８１３に電解重合液を含浸させて重合させることにより、陽極箔８１１と陰極箔８１２との間に固体電解質層が形成されている。

上記固体電解コンデンサは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の処理装置から生じる高周波ノイズを除去するノイズフィルタとして機能させることが出来る。

特開２００２−８３７５０号公報 特開２００７−１８０４０４号公報

近年、電子機器の小型化に伴い、固体電解コンデンサにおいて、それが小型であるにも拘わらず大容量であるものが求められている。又、ＣＰＵ等の処理装置は、その動作速度が高速化しており、このため、処理装置に供給される電流量が増大し、又、ノイズの帯域が高周波側へシフトする傾向にある。従って、固体電解コンデンサにおいて、その低ＥＳＲ（等価直列抵抗）化が求められている。

大容量化の実現には、次の様な手法が考えられる。例えば、陽極箔８１１の表面にエッチングを施して微細な凹凸を形成することにより、陽極箔８１１の表面積を増大させる。或いは、陽極箔８１１の表面に化成処理を施す際、陽極箔８１１に印加する電圧を小さくすることにより、陽極箔８１１の表面に形成される誘電体被膜の厚さ寸法を小さくする。しかしながら、これらの手法によれば、固体電解コンデンサの静電容量が従来のものに比べて増加する一方で、漏れ電流が増大し易くなる。

又、陽極箔８１１と陰極箔８１２の巻回量を増やしてこれらの対向面積を増大させることにより、固体電解コンデンサの大容量化を実現することが出来る。しかしながら、これでは固体電解コンデンサが大型化することになる。

固体電解コンデンサの大容量化と小型化の両方を実現するべく、次の構成を有した固体電解コンデンサが提案されている（例えば、特許文献２）。即ち、この固体電解コンデンサは、表面に誘電体被膜が形成された１枚の陽極箔を巻回して構成された巻回体と、陽極箔に電気的に接続されると共に巻回体の巻回端面から引き出された１本の陽極リードタブ端子と、巻回体の内部及び外部に形成された固体電解質層と、巻回体の外部にて固体電解質層上に形成された陰極層と、巻回体の外部に設けられると共に陰極層に電気的に接続された１本の陰極リードとから構成されている。ここで、巻回体には陰極箔は巻回されていない。

上記固体電解コンデンサによれば、その製造過程において陰極箔を巻回する必要がない。従って、陰極箔がない分を陽極箔に置き換えて陽極箔の巻回量を増やすことが出来る。よって、上記固体電解コンデンサよれば、該固体電解コンデンサの大容量化と小型化の両方を実現することが可能である。

その一方で、上記固体電解コンデンサにおいては、従来の固体電解コンデンサに比べて陽極箔の長さ寸法が大きくなる。このため、一本の陽極リードタブ端子が担う陽極箔の長さ寸法が大きくなる。従って、陽極箔自体に生じる電気抵抗が大きくなり、その結果、固体電解コンデンサのＥＳＲが増大することになる。

固体電解コンデンサの低ＥＳＲ化を実現するべく、巻回体から引き出される陽極リードタブ端子の本数を増やすことにより、各陽極リードタブ端子が担う陽極箔の長さ寸法を小さくし、これによって陽極箔自体に生じる電気抵抗を小さくすることが考えられている。

しかしながら、陽極リードタブ端子の本数を増やした固体電解コンデンサにおいては、陽極リードタブ端子の本数が増加した分、固体電解コンデンサの外部に引き出される陽極端子の数が増加することになる。このため、該固体電解コンデンサを基板に搭載する場合、従来の２端子（陽極端子と陰極端子）の固体電解コンデンサを搭載するために基板上に形成されていたランドパターンをそのまま用いることができず、ランドパターンの設計を変更しなければならない。

そこで本発明の目的は、固体電解コンデンサにおいて、その大容量化と低ＥＳＲ化を実現しつつ、該固体電解コンデンサが搭載される基板上に形成すべきランドパターンの設計変更を不要にすることである。

本発明に係る固体電解コンデンサは、巻回素子と、該巻回素子が収容される外装ケースと、陽極引出し部と、陰極引出し部とを備える。ここで、前記巻回素子は、表面に誘電体被膜が形成された陽極部材を巻回して構成された巻回体と、該巻回体の内部及び外部に形成された固体電解質層と、前記陽極部材に電気的に接続されると共に前記巻回体の同じ巻回端面上に突出した第１陽極タブ及び第２陽極タブと、該第１陽極タブと第２陽極タブの突出部分どうしを互いに電気的に連結する導電部材とを有している。前記陽極引出し部は、前記第１陽極タブと第２陽極タブの内、第１陽極タブの突出部分に電気的に接続されると共に、前記外装ケースの外部に引き出されている。前記陰極引出し部は、前記固体電解質層に電気的に接続されると共に、前記外装ケースの外部に引き出されている。

より具体的には、前記巻回体は、前記陽極部材を、該陽極部材に陰極部材を重ねずに巻回して構成されたものである。

上記固体電解コンデンサにおいては、第１陽極タブと第２陽極タブの２本の陽極タブが設けられているにも拘らず、外装ケースの外部には、第１陽極タブに接続された１つの陽極引出し部が引き出されているに過ぎない。よって、外装ケースからの陽極引出し部と陰極引出し部の引出し位置をそれぞれ調整することにより、上記固体電解コンデンサを基板に搭載する場合、従来の２端子の固体電解コンデンサを搭載するために基板上に形成されていたランドパターンをそのまま用いることが出来、従って基板上に形成すべきランドパターンの設計変更が不要となる。

更に、巻回体を構成する陽極部材には、第１陽極タブと第２陽極タブとが電気的に接続されており、又、陽極引出し部には、第１陽極タブが電気的に通じているだけでなく、第２陽極タブが導電部材を介して電気的に通じている。従って、巻回体が１つの陽極部材で構成されていて且つ該陽極部材に１本の陽極タブだけが電気的に接続されているに過ぎない従来の固体電解コンデンサに比べて、陽極タブの本数が増加した分、各陽極タブが担う陽極部材の長さ寸法が小さくなる。よって、陽極部材自体に生じる電気抵抗が小さく、その結果、固体電解コンデンサの低ＥＳＲ化が実現されることになる。

上記固体電解コンデンサにおいては、その製造過程において陰極箔等の陰極部材を巻回する必要がない。従って、陰極部材がない分を陽極部材に置き換えて陽極部材の巻回量を増やすことが出来る。よって、上記固体電解コンデンサによれば、該固体電解コンデンサの大容量化を実現することが可能である。

尚、上記固体電解コンデンサにおいて、第１陽極タブと第２陽極タブの総本数は、２本に限らず、３本以上の複数本であってもよい。この場合、第１陽極タブの本数に応じて陽極引出し部の本数を変更することにより、固体電解コンデンサの端子構造を容易に変更することが出来る。

上記固体電解コンデンサの具体的構成において、前記導電部材は、第１陽極タブ又は第２陽極タブを構成する部材とは別の部材によって構成されている。

上記具体的構成によれば、固体電解コンデンサの製造過程において、第１陽極タブと第２陽極タブとを互いに電気的に連結する際、溶接等の手段によって第１陽極タブと第２陽極タブに導電部材が取り付けられることになる。従って、固体電解コンデンサの製造過程において、第１陽極タブや第２陽極タブに折り曲げ加工等の加工を施さなくて済む。よって、固体電解コンデンサの製造が容易である。又、第１陽極タブや第２陽極タブに対して不要なストレスが生じることがなく、その結果、巻回体の強度や特性等に悪影響が及び難い。

上記固体電解コンデンサの他の具体的構成において、前記陽極引出し部は、前記外装ケースの開口の中心位置とは異なる位置から該外装ケースの外部へ引き出される一方、前記陰極引出し部は、前記外装ケースの開口の中心位置に対して前記陽極引出し部の引出し位置とは反対側の位置から該外装ケースの外部へ引き出されている。

上記具体的構成によれば、固体電解コンデンサを基板に搭載する場合、従来の２端子の固体電解コンデンサを搭載するために基板上に形成されていたランドパターンをそのまま用いることが出来、従って基板上に形成すべきランドパターンの設計変更が不要である。

上記固体電解コンデンサの更なる他の具体的構成において、該固体電解コンデンサは、前記外装ケースの開口を封止する封口部を更に備え、該封口部は、樹脂材を外装ケース内で固化させることにより形成されたものである。

外装ケースの開口をゴム等の材質から形成された封口部材によって封止する場合、封口部材に対して、陽極引出し部や陰極引出し部を貫通させるための貫通孔や、陽極タブの突出部分や導電部材を収容するための凹部を形成する必要があり、製造過程が煩雑となる。上記具体的構成によれば、その様な煩雑さがない。

より具体的な構成において、前記外装ケースの開口端部には、該外装ケースの内側へ突出した鍔部が形成されている。

固体電解コンデンサに対してリフロー半田付け等の処理を実施した場合、該固体電解コンデンサの内圧が上昇し、これにより、封口部には、これを外装ケースの外部へ押し出さんとする押圧力が生じることになる。上記具体的構成によれば、固体電解コンデンサの内圧が高まって封口部が外装ケースの外部へ押し出されそうになった場合でも、封口部が鍔部に引っ掛かり、これによって封口部への押圧力が鍔部によって受け止められることになる。よって、上記具体的構成によれば、封口部が外装ケースの外部へ押し出されることがなく、従って固体電解コンデンサは破損し難い。

本発明に係る固体電解コンデンサによれば、その大容量化と低ＥＳＲ化を実現しつつ、該固体電解コンデンサが搭載される基板上に形成すべきランドパターンの設計変更を不要にすることが可能となる。

本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサを示した斜視図である。 該固体電解コンデンサの下面図である。 図２に示されるＡ−Ａ線に沿う断面図である。 上記固体電解コンデンサの製造方法の内、巻回工程の説明に用いられる斜視図である。 該製造方法の内、連結工程の説明に用いられる斜視図である。 該製造方法の内、切断工程の説明に用いられる斜視図である。 該製造方法の内、組み立て工程の説明に用いられる斜視図である。 上記固体電解コンデンサの他の例を示した断面図である。 上記固体電解コンデンサの第１変形例について、その巻回素子を示した斜視図である。 上記固体電解コンデンサの第２変形例を示した断面図である。 従来の固体電解コンデンサを示した断面図である。 該従来の固体電解コンデンサについて、その巻回素子を示した斜視図である。

以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサを示した斜視図である。又、図２は、該固体電解コンデンサの下面図である。図１及び図２に示す様に、該固体電解コンデンサは、コンデンサ本体１と、該コンデンサ本体１を搭載する座板２と、該座板２の下面２ｂに露出した陽極端子３及び陰極端子４とを備えている。

図２に示す様に、座板２の下面２ｂには、座板２の縁２１まで延びた第１溝部２０１と、該縁２１とは反対側の縁２２まで延びた第２溝部２０２とが凹設されている。そして、第１溝部２０１には陽極端子３が収容される一方、第２溝部２０２には陰極端子４が収容されている。

図１に示す様に、コンデンサ本体１は、巻回素子１０と、該巻回素子１０が収容される有底筒状の外装ケース５と、該外装ケース５の開口５０を封止する封口部６とから構成されている。ここで、外装ケース５は、アルミニウム等の金属材料から形成されている。又、封口部６は、樹脂材を外装ケース５内へ流し込んで固化させることにより形成されたものである。尚、外装ケース５は、金属材料に限らず、電気絶縁材料を含む種々の材料から形成されていてもよい。

巻回素子１０は、図４に示す如く巻回体１１を有している。ここで、図４は、後述する製造方法の内、巻回工程の説明に用いられる斜視図である。図４に示す様に、巻回体１１は、２枚の陽極箔１１１，１１１を、各陽極箔１１１にセパレータ１１２を重ね合わせて巻回することにより構成されている。一方、２枚の陽極箔１１１、１１１には何れにも陰極箔が重ねられておらず、従って巻回体１１には陰極箔が巻回されていない。そして、各陽極箔１１１は、アルミニウム、タンタル、ニオブ等の弁作用金属から形成されている。又、図示していないが、各陽極箔１１１の表面には誘電体被膜が形成されている。尚、巻回体１１は、陽極箔１１１に限らず、種々の陽極部材を用いて構成されていてもよい。又、各セパレータ１１２は、金属メッシュ等、導電性を有したものであってもよいし、紙製のもの等、非導電性のものであってもよい。

図示していないが、巻回体１１には固体電解質層が形成されている。ここで、固体電解質層は、巻回体１１の内部及び外部に形成されている。具体的には、各セパレータ１１２に電解重合液を含浸させて重合させることにより、巻回体１１の内部に存在する隙間（主に２枚の陽極箔１１１，１１１間に形成される隙間）を埋めた状態で、固体電解質層が形成されている。又、固体電解質層は、巻回体１１の外周面上にも形成されている。

図示していないが、巻回体１１には更に陰極層が形成されている。ここで、陰極層は、巻回体１１の外部にて固体電解質層上に形成されたカーボン層（図示せず）と、該カーボン層上に形成された銀ペースト層（図示せず）とによって構成されている。そして、固体電解質層と陰極層とは互いに電気的に接続されている。

図３は、図２に示されるＡ−Ａ線に沿う断面図である。図３に示す様に、巻回素子１０は更に、第１陽極タブ３１と、第２陽極タブ３２と、導電部材３３とを有している。ここで、第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２は何れも、平坦部３１１と円柱形状を呈するボス部３１２とから構成されている。又、第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２の内、第１陽極タブ３１のボス部３１２の先端にはリード部３１０が一体に形成されている。そして、第１陽極タブ３１とリード部３１０とによって陽極リードタブ端子３０が構成されている。

巻回体１１を構成する２枚の陽極箔１１１，１１１にはそれぞれ、第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２とが電気的に接続されており、該第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２は、図３に示す様に、それらのボス部３１２，３１２が巻回体１１の同じ巻回端面１１ａ上に突出している。又、第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２は、巻回体１１の巻回軸１１０に対して片側（図３において左側）へ偏在している。具体的には、第１陽極タブ３１は、巻回軸１１０とは異なる位置に設けられ、又、第２陽極タブ３２は、第１陽極タブ３１と巻回軸１１０との間の位置にて該第１陽極タブ３１の近傍に設けられている。

そして、第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２の突出部分であるボス部３１２，３１２どうしが、巻回体１１の外部にて、導電部材３３によって互いに電気的に連結されている。ここで、導電部材３３は、第１陽極タブ３１又は第２陽極タブ３２を構成する部材とは別の部材によって構成されている。即ち、導電部材３３は、第１陽極タブ３１又は第２陽極タブ３２の一部に折り曲げ加工等を施すことによって形成されたものではなく、第１陽極タブ３１や第２陽極タブ３２とは別に用意された部材である。本実施形態においては、導電部材３３として銅板が用いられている。尚、導電部材３３には、銅板に代えて、種々の金属材料から形成された金属板や金属片を用いてもよい。

図３に示す様に、巻回素子１０には、陰極リードフレーム４０が取り付けられている。ここで、陰極リードフレーム４０は、フレーム部４１と、該フレーム部４１に一体に形成されたリード部４２とから構成されている。そして、フレーム部４１は、銀を含む導電性接着剤４３によって巻回素子１０の陰極層上に密着固定されている。これにより、陰極リードフレーム４０のリード部４２は、フレーム部４１と導電性接着剤４３とを介して巻回素子１０の陰極層に電気的に接続されている。

又、陰極リードフレーム４０のリード部４２は、巻回体１１の巻回端面１１ａ上にて、巻回体１１の巻回軸１１０に対して陽極リードタブ端子３０のリード部３１０とは反対側の位置に配置されている。尚、本実施形態においては、リード部４２の根本部分に、円柱形状を呈するボス部が更に形成されている。

図３に示す様に、陽極リードタブ端子３０のリード部３１０と陰極リードフレーム４０のリード部４２は何れも、封口部６を貫通して外装ケース５の外部へ引き出されている。即ち、本実施形態に係る固体電解コンデンサにおいて、陽極リードタブ端子３０のリード部３１０は、第１陽極タブ３１の突出部分（ボス部３１２）に電気的に接続されると共に外装ケース５の外部に引き出された陽極引出し部を構成している。又、陰極リードフレーム４０のリード部４２は、巻回素子１０の固体電解質層に電気的に接続されると共に外装ケース５の外部に引き出された陰極引出し部を構成している。

ここで、図３に示す様に、巻回体１１の巻回軸１１０は、外装ケース５の開口５０の中心位置５２に略一致している。従って、陽極リードタブ端子３０のリード部３１０は、外装ケース５の開口５０の中心位置５２とは異なる位置から外装ケース５の外部へ引き出される一方、陰極リードフレーム４０のリード部４２は、外装ケース５の開口５０の中心位置５２に対して陽極リードタブ端子３０のリード部３１０の引出し位置とは反対側の位置から外装ケース５の外部へ引き出されている。一方、第１陽極タブ３１のボス部３１２、第２陽極タブ３２のボス部３１２、並びに陰極リードフレーム４０のボス部は、封口部６内に埋設されている。

図２及び図３に示す様に、座板２には、該座板２をその上面２ａから下面２ｂに貫通する２つの貫通孔２０，２０が形成されており、該２つの貫通孔２０，２０はそれぞれ、座板２の下面２ｂに設けられている第１溝部２０１と第２溝部２０２とに通じている。

そして、陽極リードタブ端子３０のリード部３１０は、これに対応する座板２の貫通孔２０を通過した後、該貫通孔２０の出口近傍で屈曲し、その後、第１溝部２０１に沿って第１溝部２０１内を座板２の縁２１まで延びている。そして、該リード部３１０の内、第１溝部２０１に沿って第１溝部２０１内を延びている部分は平坦形状を有しており、該平坦部分によって固体電解コンデンサの陽極端子３が構成されている。

又、陰極リードフレーム４０のリード部４２は、これに対応する座板２の貫通孔２０を通過した後、該貫通孔２０の出口近傍で屈曲し、その後、第２溝部２０２に沿って第２溝部２０２内を座板２の縁２２まで延びている。そして、該リード部４２の内、第２溝部２０２に沿って第２溝部２０２内を延びている部分は平坦形状を有しており、該平坦部分によって固体電解コンデンサの陰極端子４が構成されている。

次に、上記固体電解コンデンサの製造方法について、具体的に説明する。該製造方法では、箔作製工程、巻回工程、再化成処理工程、電解質層形成工程、陰極層形成工程、連結工程、切断工程、及び組み立て工程が順に実行される。

箔作製工程では先ず、陽極箔１１１となる金属箔を用意し、該金属箔の表面にエッチング加工を施して複数の微細な凹凸を形成し、これによって金属箔の表面積を増大させる。次に、金属箔の表面に対して化成処理を施すことにより、該表面に誘電体被膜を形成する。その後、金属箔に切断加工を施して該金属箔を長尺状の所定形状に裁断する。これにより、表面に誘電体被膜が形成された複数の陽極箔１１１〜１１１が作製される。尚、作製された陽極箔１１１においては、その切断面（端面）に、該陽極箔１１１を構成する金属の一部が露出することになる。

巻回工程では先ず、各陽極箔１１１に陽極リードタブ端子３０を取り付ける（図４参照）。ここで、陽極リードタブ端子３０は、平坦部３１１と、ボス部３１２と、リード部３１０とから構成されており、各陽極箔１１１には、陽極リードタブ端子３０の平坦部３１１を接触させて固定する。

その後、図４に示す様に、２枚の陽極箔１１１，１１１を、各陽極箔１１１にセパレータ１１２を重ね合わせて巻回し、これにより、巻回体１１を作製する。このとき、２枚の陽極箔１１１，１１１には何れにも陰極箔を重ねない。又、２本の陽極リードタブ端子３０，３０が巻回体１１の同じ巻回端面１１ａから突出することとなる様に、更には、２本の陽極リードタブ端子３０，３０が巻回体１１の巻回軸１１０に対して片側（図４において左側）へ偏在することとなる様に、２枚の陽極箔１１１，１１１を巻回する。そして、陽極箔１１１，１１１の巻回後、巻回体１１の型崩れを防止するべく、図４に示す如く巻止めテープ１１３によって陽極箔１１１の終端部を巻回体１１の外周面に固定し、又は、巻止めテープ１１３によってセパレータ１１２の終端部を巻回体１１の外周面に固定する。これにより、巻回体１１が完成し、該巻回体１１の同じ巻回端面１１ａ上に、２本の陽極リードタブ端子３０，３０のボス部３１２，３１２及びリード部３１０，３１０が突出することになる。尚、巻回工程では、各陽極箔１１１への陽極リードタブ端子３０の取付けや陽極箔１１１，１１１の巻回によって誘電体被膜にストレスが生じ、これにより誘電体被膜が損傷する虞がある。

再化成処理工程では、巻回体１１を化成液に浸漬させ、この状態で、各陽極リードタブ端子３０を通じて各陽極箔１１１に電圧を印加する。ここで、化成液には、例えばアジピン酸アンモニウム水溶液が用いられる。これにより、巻回体１１に対して再化成処理が施され、その結果、各陽極箔１１１の露出面（切断面）に酸化被膜（誘電体被膜）が形成され、又、誘電体被膜の損傷した部分が修復され、これによって、各陽極箔１１１の表面全体が誘電体被膜によって覆われることになる。

電解質層形成工程では、固体電解質層を形成するための化学重合液、具体的には導電性高分子等の化学重合液を用意し、該化学重合液に巻回体１１を浸漬させる。これにより、各セパレータ１１２に化学重合液が含浸して重合し、これによって巻回体１１の内部に存在する隙間（主に２枚の陽極箔１１１，１１１間に存在する隙間）に、該隙間を埋めた状態で化学重合膜が形成される。又、巻回体１１の外周面上にも化学重合膜が形成される。これにより、これらの化学重合膜によって固体電解質層が構成される。

陰極層形成工程では先ず、巻回体１１をカーボンペーストに浸漬させて、巻回体１１の外部にて固体電解質層上にカーボン層を形成する。その後、巻回体１１を銀ペーストに浸漬させて、カーボン層上に銀ペースト層を形成する。これにより、カーボン層と銀ペースト層とによって陰極層が構成される。

図５は、連結工程の説明に用いられる斜視図である。図５に示す様に、連結工程では、２本の陽極リードタブ端子３０，３０のボス部３１２，３１２にそれぞれ、導電部材３３の両端部を溶接する。これにより、２本の陽極リードタブ端子３０，３０のボス部３１２，３１２どうしが、導電部材３３によって互いに電気的に連結されることになる。

図６は、切断工程の説明に用いられる斜視図である。図６に示す様に、切断工程では、２本の陽極リードタブ端子３０，３０の内、１本の陽極リードタブ端子３０に切断加工を施すことにより、該陽極リードタブ端子３０からリード部３１０を取り除く。これにより、巻回素子１０が完成し、切断加工が施されなかった陽極リードタブ端子３０の内、その平坦部３１１とボス部３１２とによって第１陽極タブ３１が構成され、又、切断加工が施された陽極リードタブ端子３０の内、リード部３１０が取り除かれて残った部分（平坦部３１１とボス部３１２）によって第２陽極タブ３２が構成されることになる。尚、本実施形態においては、巻回軸１１０に近い方の陽極リードタブ端子３０に切断加工が施されている。

図７は、組み立て工程の説明に用いられる斜視図である。図７に示す様に、組み立て工程では先ず、巻回素子１０に対して陰極リードフレーム４０を取り付ける。このとき、陰極リードフレーム４０のフレーム部４１を、銀を含む導電性接着剤４３（図３参照）によって巻回素子１０の陰極層上に接着する。

次に、外装ケース５内に巻回素子１０を収容する（図３参照）。このとき、巻回素子１０を、外装ケース５の開口５０から陽極リードタブ端子３０のリード部３１０と陰極リードフレーム４０のリード部４２とが引き出されることとなる姿勢で維持する。又、外装ケース５の開口５０の中心位置５２に、巻回体１１の巻回軸１１０を略一致させる。その後、外装ケース５内へ樹脂材を流し込んで該樹脂材を固化させることにより、外装ケース５の開口５０を封止する。これにより、巻回素子１０が外装ケース５内に固定されて、コンデンサ本体１（図１参照）が完成する。

組み立て工程では更に、座板２上にコンデンサ本体１を搭載する（図１〜図３参照）。このとき、陽極リードタブ端子３０のリード部３１０を、座板２の貫通孔２０，２０の内、第１溝部２０１に通じる貫通孔２０に挿入する。又、陰極リードフレーム４０のリード部４２を、座板２の貫通孔２０，２０の内、第２溝部２０２に通じる貫通孔２０に挿入する。

その後、これらのリード部３１０，４２についてそれぞれ、座板２の下面２ｂから突出した部分にプレス加工を施し、これによって該部分を平坦形状に変形させる。そして、陽極リードタブ端子３０のリード部３１０を貫通孔２０の出口近傍にて折り曲げることにより、該リード部３１０の平坦部分を第１溝部２０１内に収容する。又、陰極リードフレーム４０のリード部４２を貫通孔２０の出口近傍にて折り曲げることにより、該リード部４２の平坦部分を第２溝部２０２内に収容する。その結果、リード部３１０，４２の平坦部分によって、座板２の下面２ｂに露出した陽極端子３と陰極端子４とが構成されることになる。
斯くして、本実施形態の固体電解コンデンサが完成することになる。

上記固体電解コンデンサにおいては、第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２の２本の陽極タブが設けられているにも拘らず、外装ケース５の外部には、第１陽極タブ３１に電気的に接続された１本のリード部３１０（陽極端子３）が引き出されているに過ぎない。又、陽極リードタブ端子３０のリード部３１０が、外装ケース５の開口５０の中心位置５２とは異なる位置から外装ケース５の外部へ引き出される一方、陰極リードフレーム４０のリード部４２が、外装ケース５の開口５０の中心位置５２に対して陽極リードタブ端子３０のリード部３１０の引出し位置とは反対側の位置から外装ケース５の外部へ引き出されている。よって、上記固体電解コンデンサを基板に搭載する場合、従来の２端子の固体電解コンデンサを搭載するために基板上に形成されていたランドパターンをそのまま用いることが出来、従って基板上に形成すべきランドパターンの設計変更が不要である。

又、巻回体１１を構成する２枚の陽極箔１１１，１１１にはそれぞれ、第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２とが電気的に接続されており、又、陽極端子３には、第１陽極タブ３１が電気的に通じているだけでなく、第２陽極タブ３２が導電部材３３を介して電気的に通じている。従って、巻回体が１枚の陽極箔で構成されていて且つ該陽極箔に１本の陽極タブだけが電気的に接続されているに過ぎない従来の固体電解コンデンサに比べて、陽極タブの本数が増加した分、各陽極タブが担う陽極箔１１１の長さ寸法が小さくなる。よって、陽極箔１１１自体に生じる電気抵抗が小さく、その結果、固体電解コンデンサの低ＥＳＲ化が実現されることになる。

上記固体電解コンデンサにおいては、その製造過程において陰極箔を巻回する必要がない。従って、陰極箔がない分を陽極箔１１１に置き換えて陽極箔１１１の巻回量を増やすことが出来る。よって、上記固体電解コンデンサよれば、該固体電解コンデンサの大容量化を実現することが可能である。

本願発明者は、静電容量について本実施形態の固体電解コンデンサと従来の固体電解コンデンサとを比較する実験を行っている。ここで、従来の固体電解コンデンサとして、図１１及び図１２に示される固体電解コンデンサを採用した。具体的には、従来の固体電解コンデンサにおいては、１枚の陽極箔８１１と１枚の陰極箔８１２とが、これら間に紙製のセパレータ８１３を介在させて巻回されており、陽極箔８１１に１本の陽極リードタブ端子８３が電気的に接続され、又、陰極箔８１２に１本の陰極リードタブ端子８４が電気的に接続されている。そして、本実験においては、固体電解コンデンサの外寸を本実施形態のものと従来のものとで同じにし、又、静電容量の測定周波数を１２０Ｈｚとした。

実験の結果、従来の固体電解コンデンサにおいて静電容量が５６８μＦとなったのに対し、本実施形態の固体電解コンデンサにおいて静電容量が２２７５μＦとなった。これにより、本実施形態の固体電解コンデンサは、従来の固体電解コンデンサに比べて静電容量が４倍程度にまで著しく増加することが確かめられた。

又、上記固体電解コンデンサにおいては、導電部材３３が、第１陽極タブ３１又は第２陽極タブ３２を構成する部材とは別の部材によって構成されている。このため、該固体電解コンデンサの製造過程において、第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２とを互いに電気的に連結する際、溶接等の手段によって第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２に導電部材３３が取り付けられることになる。従って、固体電解コンデンサの製造過程において、第１陽極タブ３１や第２陽極タブ３２、或いはリード部３１０に折り曲げ加工等の加工を施さなくて済む。よって、固体電解コンデンサの製造が容易である。又、第１陽極タブ３１や第２陽極タブ３２に対して不要なストレスが生じることがなく、その結果、巻回体１１の強度や特性等に悪影響が及び難い。

更に、上記固体電解コンデンサにおいては、第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２が、巻回体１１の巻回軸１１０に対して片側へ偏在している。よって、上記固体電解コンデンサによれば、第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２間の距離が小さくなり、従って、該固体電解コンデンサの製造過程において、導電部材３３による第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２との連結が容易となる。

更に又、上記固体電解コンデンサにおいては、封口部６が、樹脂材を外装ケース５内へ流し込んで固化させることにより形成されたものであり、該封口部６によって外装ケース５の開口５０が封止されている。一方で、図８に示す様に、上記固体電解コンデンサは、外装ケース５の開口５０がゴム製の封口部材６１によって封止された構成を有していてもよい。この構成の場合、外装ケース５には金属製のものを用い、又、該外装ケース５の開口端部に横絞り加工及びカール処理を施すことにより、外装ケース５に封口部材６１を固定する必要がある。又、封口部材６１には、リード部３１０，４２をそれぞれ貫通させるための貫通孔６１１，６１１、並びにボス部３１２，３１２及び導電部材３３を収容するための凹部６１２を形成する必要がある。このため、製造過程が煩雑となる。ところが、本実施形態の如く樹脂材を用いて外装ケース５の開口５０を封止することにより、その様な煩雑さが解消されることになる。

図９は、上記固体電解コンデンサの第１変形例について、その巻回素子を示した斜視図である。図９に示す様に、導電部材３３が金属ワイヤによって構成され、該金属ワイヤの両端部がそれぞれ、第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２のボス部３１２，３１２に溶接されていてもよい。尚、金属ワイヤの形成材料には、金等、高い導電性を有する種々の金属を用いることが出来る。

本願発明者は、第１変形例に係る固体電解コンデンサについても、その静電容量を上述した条件と同じ条件で確かめている。その結果、本変形例に係る固体電解コンデンサにおいては静電容量が２２３４μＦとなり、上記実施形態に係る固体電解コンデンサ（図３）と同程度になることが確かめられた。

図１０は、上記固体電解コンデンサの第２変形例を示した断面図である。図１０に示す様に、上記固体電解コンデンサにおいて、外装ケース５の開口端部には、該外装ケース５の内側へ突出した鍔部５１が形成されていてもよい。本変形例においては、外装ケース５に金属製のものが用いられ、該外装ケース５の開口端部を内側へ屈曲変形させることにより、鍔部５１が形成されている。

ここで、固体電解コンデンサに対してリフロー半田付け等の処理を実施した場合、該固体電解コンデンサの内圧が上昇し、これにより、封口部６には、これを外装ケース５の外部へ押し出さんとする押圧力が生じることになる。第２変形例に係る固体電解コンデンサによれば、その内圧が高まって封口部６が外装ケース５の外部へ押し出されそうになった場合でも、封口部６が鍔部５１に引っ掛かり、これによって封口部６への押圧力が鍔部５１によって受け止められることになる。よって、上記固体電解コンデンサによれば、封口部６が外装ケース５の外部へ押し出されることがなく、従って固体電解コンデンサは破損し難い。

本願発明者は、リフロー時の不良発生数について上記実施形態の固体電解コンデンサ（図３）と第２変形例に係る固体電解コンデンサ（図１０）とを比較する実験を行っている。ここで、上記実施形態に係る固体電解コンデンサにおいては、外装ケース５の開口端部に鍔部が設けられていないのに対し、第２変形例に係る固体電解コンデンサにおいては、外装ケース５の開口端部に鍔部５１が設けられている。そして、本実験においては、リフローの条件として、固体電解コンデンサを、２６０℃の温度下に１０秒間晒した後、更に２３０℃の温度下に９０秒間晒した。又、リフロー時に外装ケース５から巻回素子１０が飛び出したものを不良品として、その数を不良発生数とした。

実験の結果、上記実施形態に係る固体電解コンデンサにおいては、不良発生数が２０個中７個であったのに対し、第２変形例に係る固体電解コンデンサにおいては、不良発生数が２０個中０個であった。これにより、鍔部５１を設けることによって不良発生数が著しく低下することが確かめられた。

尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記固体電解コンデンサにおいて、巻回体１１は、２枚の陽極箔１１１，１１１を巻回したものに限らず、１枚の陽極箔１１１を巻回したものであってもよいし、２枚に限らない複数枚の陽極箔１１１〜１１１を巻回したものであってもよい。

又、上記固体電解コンデンサにおいて、第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２の総本数は、２本に限らず、３本以上の複数本であってもよい。この場合、第１陽極タブ３１の本数に応じてリード部３１０（即ち、陽極端子３）の本数を変更することにより、固体電解コンデンサの端子構造を容易に変更することが出来る。

上記固体電解コンデンサにおいて、外装ケース５が金属製のものであって、陰極端子４が、該外装ケース５の開口端部から引き出されたものであってもよい。この場合、巻回素子１０の陰極層と外装ケース５とは、導電性ペースト等の導電材料によって互いに電気的に接続される。

又、上記固体電解コンデンサにおいて、第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２にはボス部３１２はなくてもよく、第１陽極タブ３１と第２陽極タブ３２の内、巻回体１１の同じ巻回端面１１ａ上に突出した部分どうし、又は該巻回端面１１ａ上に露出した部分どうしが、導電部材３３によって互いに電気的に接続されていればよい。

１０ 巻回素子
１１ 巻回体
１１ａ 巻回端面
１１０ 巻回軸
１１１ 陽極箔
１１２ セパレータ
３ 陽極端子
３０ 陽極リードタブ端子
３１ 第１陽極タブ
３２ 第２陽極タブ
３１０ リード部
３１１ 平坦部
３１２ ボス部
３３ 導電部材
４ 陰極端子
４０ 陰極リードフレーム
４２ リード部
５ 外装ケース
５０ 開口
５１ 鍔部
５２ 中心位置
６ 封口部

Claims (5)

1. 表面に誘電体被膜が形成された陽極部材を巻回して構成された巻回体と、該巻回体に含浸された固体電解質層と、前記陽極部材に接続された陽極リードタブ端子と、前記巻回体の外側に取り付けられた陰極リードフレームとを有する巻回素子と、前記巻回素子が収容される外装ケースと、を備えた固体電解コンデンサであって、
   前記陽極リードタブ端子の陽極リード部は、前記巻回体の第１巻回端面から突出し、
   前記陰極リードフレームは、前記第１巻回端面と接続される第１フレーム部と、前記巻回体における前記第１巻回端面の反対側に位置する第２巻回端面に接続される第２フレーム部と、前記第１フレーム部と前記第２フレーム部の間に連結される第３フレーム部と、前記第１フレーム部に接続された陰極リード部とを有した、固体電解コンデンサ。
2. 前記固体電解質層の上に陰極層が形成され、前記第１フレーム部および第２フレーム部は前記陰極層を介して前記固体電解質層と接続されている、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 前記陽極リード部は、前記外装ケースの開口の中心位置とは異なる位置から該外装ケースの外部へ引き出される一方、前記陰極リード部は、前記外装ケースの開口の中心位置に対して前記陽極リード部の引出し位置とは反対側の位置から該外装ケースの外部へ引き出されている、請求項１又は請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
4. 前記外装ケースの開口を封止する封口部を更に備え、該封口部は、樹脂材を外装ケース内で固化させることにより形成されたものである、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の固体電解コンデンサ。
5. 前記巻回体は、前記陽極部材を、該陽極部材に陰極部材を重ねずに巻回して構成されたものである、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の固体電解コンデンサ。

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