JP6273492B2 - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明に従う実施形態における固体電解コンデンサ10の内部を説明するための断面図である。
図5は、本発明の第1の局面に従う陽極1を示す断面図である。図6は、図5の上方から見た陽極1の平面図である。
図8は、第2の局面に従う実施形態の陽極1を示す断面図である。図9は、図8の下方から見た陽極1の平面図である。
図11は、第1の局面及び第2の局面に従う実施形態を示す陽極1の断面図である。
以下、上記各実施形態の固体電解コンデンサの製造方法について説明する。
1次粒径が約0.5μm、2次粒子径が約100μmのタンタル金属粒子を用いて、複数のタンタル金属粒子を陽極リード2の一端部2aを埋め込んだ状態で成形し、真空中で焼結することにより、多孔質焼結体からなる陽極1と陽極リード2とを一体化し結合している。陽極リード2の他端部2bは、陽極1の一端面1aから突出した形で固定されている。このように形成された多孔質焼結体からなる陽極1の外形は、例えば、長さが4.2mm、幅が3.4mm、厚みが0.9mmからなる直方体である。
図12は、第1の陽極酸化工程を説明するための図である。陽極1を陽極酸化することにより、陽極1の表面に酸化皮膜からなる誘電体層3を形成する。化成装置20は、化成槽21と陽極23と陰極24と電解水溶液25とを有する。陽極23及び陰極24は配線(図示省略)を通じて夫々電源に接続されている。陰極24は、化成槽21の底面側に配置されて、板状の形状を有している。陽極リード2の他端部2bを陽極23に接続し、電解水溶液25である0.01〜0.1質量%のリン酸水溶液を入れた化成槽21に陽極1と陽極リード2の一部を浸漬し、1〜10mAの電流、5〜100Vの化成電圧、3〜20時間の条件において陽極酸化を行うことにより、陽極1の表面及び陽極リード2の一部に酸化タンタル(Ta2O5)の誘電体層3を形成できる。この第1の陽極酸化工程により、多孔質焼結体からなる陽極1の表面である外表面及び細孔の壁面には、均一な厚みを有する誘電体層3が形成される。
(第1の局面に従う実施形態における第2の陽極酸化工程)
図5及び図6に示す第1の領域Bを局所的に化成するための第2の陽極酸化工程について以下説明する。
板状の陰極24を、工程2の第1の陽極酸化工程における場合よりも、陽極1の他端面1b側により近くなるように配置し、電解水溶液の濃度や化成電圧の条件を適宜調整して陽極酸化することにより、第2の領域Cを局所的に陽極酸化することができる。本工程において、陰極24から他端面1bまでの距離は、0.1〜3mm程度であることが好ましい。
誘電体層3の表面に、電解質層4を形成する。電解質層4に導電性高分子を用いた場合の形成方法としては、例えば、化学重合法を用いてポリピロール等の導電性高分子からなるプレコート層を形成する。引き続き、プレコート層の表面上に、電解重合法を用いてポリピロール等の導電性高分子層を形成する。このようにして、誘電体層3上に、プレコート層、導電性高分子層の積層膜からなる導電性高分子の電解質層4を形成できる。電解質層4を、陽極1の細孔の壁面に形成された誘電体層3の表面にも形成する。
電解質層4の表面に直接接するようにカーボンペーストを塗布することによりカーボン層5aを形成し、カーボン層5a上に銀ペーストを塗布することにより銀ペースト層5bを形成する。本実施形態において、陰極引出層5は、このカーボン層5a及び銀ペースト層5bにより構成されている。また、本実施形態において、陽極の一端面1a側において、陰極引出層5は電解質層が露出するように形成する。
陽極端子7の端部7aを、陽極リード2の他端部2bに溶接などにより電気的及び機械的に接続する。また、陰極端子9の端部9aを、陰極引出層5上に導電性接着剤8により電気的及び機械的に接続する。
工程6まで形成後、陽極端子及び陰極端子の一部が露出するように、エポキシ樹脂及びイミダゾール化合物を含む封止材を用い、トランスファーモールド法により樹脂外装体11を形成した。具体的には、予備加熱した封止材を金型に注入し、金型内で硬化させた。樹脂外装体11を形成後、露出した陽極端子及び陰極端子を樹脂外装体11の側面から下面側に折り曲げることにより、基板との半田接続に用いる端子7b、9b部分を形成した。
実施例1〜7及び参考例1〜6で得られた固体電解コンデンサについて、静電容量及び漏れ電流を測定した。静電容量は、LCRメータを用い、周波数120kHz、0.1Vで測定した。漏れ電流は、直流1.0Vを印加した後、5分後の電流値を測定した。
1a…一端面
1b…他端面
1c〜1f…側面
2…陽極リード
2a…一端部
2b…他端部
2c…根元
3…誘電体層
4…電解質層
5…陰極引出層
5a…カーボン層
5b…銀ペースト層
7…陽極端子
7a…一端部
7b…他端部
8…導電性接着剤
9…陰極端子
9a…一端部
9b…他端部
10…固体電解コンデンサ
11…樹脂外装体
20…化成装置
21…化成槽
23…陽極
24…陰極
25…電解水溶液
30…化成装置
31…化成槽
33…陽極
34…陽極
35…電解水溶液
Claims (3)
- タンタルまたはその合金の金属粒子の焼結体からなり、一端面と、前記一端面とは反対側に位置する他端面とを有する陽極と、
前記陽極の前記一端面に一端部が埋設され、他端部が前記一端面から突出する陽極リードと、
前記陽極の表面に形成された誘電体層と、
前記誘電体層の上に形成された電解質層とを備える固体電解コンデンサであって、
前記金属粒子のCV値が100000μF・V/g以上であり、
前記陽極は、前記陽極の表面及びその近傍からなる表面領域と、前記表面領域より内側の内部領域とを有し、
前記表面領域は、前記一端面における前記陽極リードの根元近傍の領域である第1の領域を有し、前記第1の領域における前記誘電体層の平均膜厚が、前記内部領域における前記誘電体層の平均膜厚よりも厚いことを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 前記表面領域は、前記他端面及びその近傍の領域である第2の領域を有し、前記第2の領域における前記誘電体層の平均膜厚が、前記内部領域における前記誘電体層の平均膜厚よりも厚いことを特徴とする請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
- 一端面と、前記一端面とは反対側に位置する他端面とを有し、CV値が100000μF・V/g以上であるタンタルまたはその合金の金属粒子の焼結体からなる陽極と、
前記陽極の表面に形成された誘電体層と、
前記誘電体層の上に形成された電解質層と、
前記陽極の前記一端面に一端部が埋設され、他端部が前記一端面から突出する陽極リードとを備え、
前記陽極は、前記陽極の表面及びその近傍からなる表面領域と、前記表面領域より内側の内部領域とを有する固体電解コンデンサを製造する方法であって、
前記表面領域における少なくとも一部の領域を陽極酸化することにより、前記表面領域における前記誘電体層の平均膜厚を、前記内部領域における前記誘電体層の平均膜厚よりも厚くする工程を備え、
前記工程において、前記陽極酸化に用いる細線状または針状の陰極の先端を前記一端面
における前記陽極リードの根元近傍に配置して、前記少なくとも一部の領域を陽極酸化することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
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