JP6790628B2 - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、固体電解コンデンサおよびその製造方法に関するもので、特に、陽極側要素として弁作用金属からなる線状導体を用い、これら線状導体が並列に複数個配置された構造を有する、固体電解コンデンサおよびその製造方法に関するものである。

固体電解コンデンサは、デカップリング回路や電源回路において一般的なコンデンサとして用いられるばかりでなく、高周波ノイズを除去するノイズフィルタとしても有利に用いられる。

この発明にとって興味ある固体電解コンデンサが、たとえば特開平６−１９６３７３号公報（特許文献１）に記載されている。特許文献１に記載の固体電解コンデンサは、陽極側要素として機能する弁作用金属からなる線状導体を備えている。図１９には、特許文献１に記載された固体電解コンデンサと基本的構成を共通にする固体電解コンデンサ１が断面図で模式的に示されている。

図１９を参照して、固体電解コンデンサ１は、弁作用金属からなる線状導体２を備える。線状導体２は、当該線状導体２の軸線方向（図１９紙面に直交する方向）に延びる芯部３と、芯部３の周面を覆いかつ多数の細孔を有する多孔部４と、からなる。多孔部４は、たとえば、アルミニウムワイヤからなる線状導体２の周面にエッチング処理を施し、それによって周面が粗面化されることにより形成される。

多孔部４には、図示しないが、外方に向く開口を有する多数の細孔が形成されている。そして、線状導体２の表面を酸化することによって、図示しないが、細孔の内周面に沿って誘電体層が形成されている。

上述した誘電体層を介して、線状導体２を覆うように、固体電解質としての導電性高分子層５が形成される。導電性高分子層５の一部は、線状導体２の多孔部４の細孔に充填される。

さらに、導電性高分子層５を覆うように、導体層６が形成される。特許文献１では具体的な記載はないが、現状の製品では、導体層６は、導電性高分子層５上のカーボン層６ａ、およびその上のたとえば銀からなる金属層６ｂを備えていることが多い。

陽極端子７は、線状導体２の芯部３に電気的に接続される。他方、陰極端子８は、導体層６、より具体的には、金属層６ｂに電気的に接続される。

特開平６−１９６３７３号公報

上述した固体電解コンデンサ１を複数個用い、これらを並列接続すれば、より低い等価直列抵抗（ＥＳＲ）かつより大きい静電容量を実現することができる。この場合、部品の小型化および取扱いの簡便さを追求すると、図２０に示すように、複数個、たとえば３個の線状導体２を並列配置して１個の部品としての固体電解コンデンサ１ａとすることが考えられる。図２０において、図１９に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

図２０に示すように、固体電解コンデンサ１ａにおいては、３個の線状導体２の各々に関連して、陰極側要素、すなわち、導電性高分子層５、ならびに導体層７としてのカーボン層６ａおよび金属層６ｂが設けられている。そして、隣り合う線状導体２の各々を覆う金属層６ｂが互いに接する状態で、３個の線状導体２を並列配置されている。なお、図２０において、１点鎖線で示した長方形は、線状導体２、導電性高分子層５および導体層７を絶縁材が覆うことによって構成された、固体電解コンデンサ１ａの本体９を示している。図示しないが、固体電解コンデンサ１ａの陽極端子および陰極端子は、本体９の外表面に露出する状態で設けられる。

しかしながら、図２０に示した固体電解コンデンサ１ａにあっては、製品寸法における陰極側要素の厚みの占める割合が比較的大きいという課題がある。そのため、このことが、固体電解コンデンサ１ａの小型化および高容量化の妨げとなることが考えられる。

また、固体電解コンデンサ１ａを製造するには、複数個の線状導体２の各々について、導電性高分子層５、ならびにカーボン層６ａおよび金属層６ｂからなる導体層６を形成するための工程を実施しなければならない。したがって、線状導体２の数の増加に伴い、工程数の増加を招くことになる。

そこで、この発明の目的は、より低いＥＳＲかつより大きい静電容量を実現するために提案された、弁作用金属からなる複数個の線状導体を備える固体電解コンデンサにおいて、より小型化を図ることができるとともに製造工程数の削減を図ることができる構造および製造方法を提供しようとすることである。

上述した技術的課題を解決するため、この発明に係る固体電解コンデンサは、
芯部と、芯部の周面を覆いかつ多数の細孔を有する多孔部とを有し、多孔部の細孔の内周面に沿って表面に誘電体層が形成された弁作用金属からなり、並列配置された、複数個の線状導体と、
多孔部に充填された第１の導電性高分子層と、第１の導電性高分子層が充填された線状導体の外周面上に位置され、複数個の線状導体に共通して線状導体を覆う第２の導電性高分子層とを含む、導電性高分子層と、
導電性高分子層を覆う、導体層と、
複数個の線状導体の端面に接する、陽極端子と、
導体層に電気的に接続された、陰極端子と、
を備えることを特徴としている。

この構成において、並列配置された複数個の線状導体に共通して、第２の導電性高分子層が線状導体を覆うように形成されることが特に注目される。この構成によれば、体積効率が高く、複数個の線状導体を、図２０に示したものに比べて、互いにより近接させた状態で配置することができる。

この発明に係る固体電解コンデンサは、第１の導電性高分子層および第２の導電性高分子層を含む導電性高分子層が各線状導体を覆うように形成されることを特徴とするものであるが、他の局面では、複数個の線状導体に共通して、導体層が誘電体層および導電性高分子層を介して線状導体を覆うように形成されることを特徴としている。この構成によっても、間に第２の導電性高分子層を介在させるものの、複数個の線状導体を互いに近接させた状態で配置することができる。

この発明に係る固体電解コンデンサは、好ましくは、複数個の線状導体、導電性高分子層および導体層を絶縁材が覆うことによって構成され、互いに対向する１対の端面および端面に隣り合う底面を有する、直方体形状の本体を有する。この構成によれば、固体電解コンデンサをチップ状電子部品として扱うことが可能となる。

上記の好ましい実施形態において、１対の陽極端子が本体の１対の端面に配置され、陰極端子が本体の底面に配置されるとともに、陽極端子と、導電性高分子層および導体層と、の間を電気的に絶縁する陽極側電気絶縁部材をさらに備えると、３端子型の固体電解コンデンサとすることができる。

他方、上記の好ましい実施形態において、陽極端子が本体の一方の端面に配置され、陰極端子が本体の他方の端面に配置されるとともに、陽極端子と、導電性高分子層および導体層と、の間を電気的に絶縁する陽極側電気絶縁部材と、陰極端子と、線状導体、導電性高分子層および導体層と、の間を電気的に絶縁する陰極側電気絶縁部材と、をさらに備えると、２端子型の固体電解コンデンサとすることができる。

この発明に係る固体電解コンデンサにおいて、導体層が、導電性高分子層に接するカーボン層、およびカーボン層上に形成される金属層を含む積層構造を有することが好ましい。上述の金属層は、ＥＳＲの低下に寄与し得る。

この発明に係る固体電解コンデンサにおいて、線状導体は、芯部と、芯部の周面を覆いかつ多数の細孔を有する多孔部とを有し、誘電体層は、多孔部の細孔の内周面に沿って形成されている。この構成によれば、誘電体層を介して導電性高分子層と線状導体とが対向する面積を大きくすることができ、大きい静電容量を取得することができる。

この発明に係る固体電解コンデンサにおいて、陽極端子は、芯部において線状導体と接触していることが好ましい。この構成によれば、陽極端子側の導電経路長を短くすることができ、ＥＳＲの低減に寄与し得る。

次に、この発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、
芯部と、芯部の周面を覆いかつ多数の細孔を有する多孔部とを有し、多孔部の細孔の内周面に沿って誘電体層が形成された弁作用金属からなる線状導体を用意する工程と、
線状導体を覆うように導電性高分子層を形成する工程と、
導電性高分子層を覆うように導体層を形成する工程と、
線状導体の端面に接するように陽極端子を設ける工程と、
導体層に電気的に接続されるように陰極端子を設ける工程と、
を備え、
導体層を形成する工程は、複数個の線状導体を並列配置した状態で実施されることを特徴としている。この構成によれば、製造工程数の削減を図ることができる。

この発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、上述のように、導体層を形成する工程が、複数個の線状導体を並列配置した状態で実施されることを特徴としているが、導体層を形成する前の導電性高分子層を形成する工程についても、複数個の線状導体を並列配置した状態で実施されることを除外するものではない。

上述した導電性高分子層を形成する工程が、多孔部の細孔に充填された第１の導電性高分子層を形成する工程と、第１の導電性高分子層が充填された線状導体の外周面上に位置される第２の導電性高分子層を形成する工程とを含むとき、第２の導電性高分子層を形成する工程は、複数個の線状導体を並列配置した状態で実施されることが好ましいが、第１の導電性高分子層を形成する工程は、複数個の線状導体を並列配置した状態とする前に、個々の線状導体に対して実施することが好ましい。第１の導電性高分子層を線状導体の多孔部の細孔に充填することは、個々の線状導体に対して実施する方がより能率的であるからである。

この発明によれば、複数個の線状導体を備える固体電解コンデンサにおいて、より小型化を図ることができるとともに、製造工程数の削減を図ることができ、また、それによる低コスト化を図ることができる。

この発明の第１の実施形態による固体電解コンデンサ１１の外観を示す斜視図である。 図１に示した固体電解コンデンサ１１の拡大断面図であり、図２（Ａ）は、図１の線２Ａ−２Ａに沿う断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）の線２Ｂ−２Ｂに沿う断面図である。 図２（Ｂ）の部分IIIを拡大して模式的に示す断面図である。 図２（Ｂ）の部分IVを拡大して模式的に示す断面図である。 この発明の第２の実施形態を説明するためのもので、図２（Ｂ）に対応する図である。 この発明の第３の実施形態を説明するためのもので、線状導体１９、導電性高分子層２４および導体層２５を示す断面図である。 この発明の第４の実施形態を説明するためのもので、線状導体１９、導電性高分子層２４および導体層２５を示す断面図である。 この発明の第５の実施形態を説明するためのもので、線状導体１９、導電性高分子層２４および導体層２５を示す断面図である。 この発明の第６の実施形態を説明するためのもので、線状導体１９、導電性高分子層２４および導体層２５を示す断面図である。 この発明の第７の実施形態を説明するためのもので、図２（Ｂ）に対応する図である。 図１に示した固体電解コンデンサ１１の製造方法を説明するためのもので、（Ａ）は、用意された線状導体１９を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の線１１Ｂ−１１Ｂに沿う拡大断面図である。 図１１に示した工程に続く工程を説明するためのもので、（Ａ）は、陽極側電気絶縁部材２８が形成された線状導体１９を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の線１２Ｂ−１２Ｂに沿う拡大断面図である。 図１２に示した工程に続く工程を説明するためのもので、（Ａ）は、多孔部２１に充填することによって第１の導電性高分子層２４ａが形成された線状導体１９を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の線１３Ｂ−１３Ｂに沿う拡大断面図である。 図１３に示した工程に続く工程を説明するためのもので、３個の線状導体１９を並列配置した状態を示す平面図である。 図１４に示した工程に続く工程を説明するためのもので、（Ａ）は、第１の導電性高分子層２４ａ上に第２の導電性高分子層２４ｂが形成された線状導体１９を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の線１５Ｂ−１５Ｂに沿う拡大断面図である。 図１５に示した工程に続く工程を説明するためのもので、（Ａ）は、第２の導電性高分子層２４ｂ上に導体層２５が形成された線状導体１９を示す平面図であり、（Ｂ）は、（Ａ）の線１６Ｂ−１６Ｂに沿う拡大断面図である。 図１６に示した工程に続く工程を説明するためのもので、用意された陰極端子１８を保持する基板２６を示す平面図である。 図１７に示した工程に続く工程を説明するためのもので、（Ａ）は、図１７に示した基板２６上に図１６に示した構造物３２を配置した後、封止材２７で樹脂封止した状態を示す平面図であり、（Ｂ）は、同じく側面図である。 特許文献１に記載された固体電解コンデンサと基本的構成を共通にする固体電解コンデンサ１を模式的に示す断面図である。 図１９に示した線状導体２を３個、並列配置することによって、１個の部品としての固体電解コンデンサ１ａとした状態を模式的に示す断面図である。

図１ないし図４を参照して、この発明の第１の実施形態による固体電解コンデンサ１１について説明する。

固体電解コンデンサ１１は、互いに対向する１対の端面１２および１３、ならびに端面１２および１３に隣り合う底面１４を有する直方体形状の本体１５を有する。固体電解コンデンサ１１は３端子型であり、本体１５の１対の端面１２および１３には、１対の陽極端子１６および１７が配置され、本体１５の底面１４には、陰極端子１８が配置される。

固体電解コンデンサ１１は、弁作用金属からなる複数個、たとえば３個の線状導体１９を備える。線状導体１９を構成する弁作用金属として、たとえば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、またはこれらの少なくとも１種を含む合金が用いられる。線状導体１９は、この実施形態では、円柱状である。安価で入手が容易な点で、好ましくは、線状導体１９として、アルミニウムワイヤが用いられる。

線状導体１９は、当該線状導体１９の軸線方向に延びる芯部２０と、芯部２０の周面を覆いかつ多数の細孔を有する多孔部２１と、からなる。多孔部２１は、たとえば、アルミニウムワイヤからなる線状導体１９の周面にエッチング処理を施し、それによって周面が粗面化されることにより形成される。多孔部２１には、図３および図４に模式的に示すように、外方に向く開口を有する多数の細孔２２が形成されている。なお、図２では、芯部２０と多孔部２１との境界は、点線で示されている。

また、線状導体１９の表面には、図３および図４に示すように、誘電体層２３が形成される。誘電体層２３は、たとえば、多孔部２１が形成された線状導体１９の表面を酸化することによって形成される。図３および図４において、誘電体層２３は太線で示されている。誘電体層２３は、多孔部２１の細孔２２の内周面に沿って形成されている。

固体電解コンデンサ１１は、さらに、３個の線状導体１９に共通して、誘電体層２３を介して線状導体１９を覆う、固体電解質としての導電性高分子層２４を備えている。前述した誘電体層２３は、多孔部２１の細孔２２の内周面に沿って形成されているので、導電性高分子層２４は、誘電体層２３に対して広い面積で接している。導電性高分子層２４は、後述する製造方法に起因して、多孔部２１の細孔２２に充填される第１の導電性高分子層２４ａと、線状導体１９の外周面上に位置される第２の導電性高分子層２４ｂとに分類される。導電性高分子層２４の材料として、アニオンをドーパントとして含有したポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアニリン等が用いられる。

なお、図２（Ａ）に示す状態では、３個の線状導体１９は互いに接するように配置されているが、多少離れていてもよい。

線状導体１９は、前述したように、芯部２０の周面が多孔部２１で覆われている形態を有するものであるが、円柱状、またはそれに類似する形状、たとえば、楕円柱状や扁平柱状、角柱の稜線部分がアール面取りされた形状であることが好ましい。線状導体１９が円柱状またはそれに類似する形状であると、その周面には、角が存在しない。そのため、導電性高分子層２４の形成性を優れたものとすることができる。

線状導体１９の周面に角が存在すると、たとえば、その角の一部が導電性高分子層２４で覆えず線状導体１９が露出してコンデンサの不良を発生させやすくなり、また、覆えている場合でも、その形成厚みは角部で薄くなり平坦部は厚くなり、均一性に乏しくなりやすい。そのため、固体電解コンデンサ１１の低背化が困難になる。つまり、導電性高分子層２４の形成性が優れるとは、導電性高分子層２４の厚みが均一性に優れることを意味する。したがって、線状導体１９はその周面に角を有さないことが好ましい。ここで角とは、鋭角ないし鈍角のように丸みを帯びていない部分をいう。

また、線状導体１９が円柱状であると、その円周面全域を容量出現部として利用することができるので、たとえばアルミニウム箔のような金属箔の場合に比べて、容量出現部の面積を約１．５倍に広げることができる。

固体電解コンデンサ１１は、また、上述した導電性高分子層２４を覆う導体層２５を備えている。この実施形態では、導体層２５は、導電性高分子層２４に接するカーボン層２５ａ、およびカーボン層２５ａ上に形成される金属層２５ｂを含む積層構造を有している。金属層２５ｂは、たとえば、銀、ニッケル、銅、錫、金またはパラジウム等の粉末を樹脂中に分散させた導電性樹脂から構成される。あるいは、金属層２５ｂは、たとえば、銀、ニッケル、銅、もしくは錫からなるめっき膜から構成されてもよい。なお、図８および図９を参照して後述する実施形態のように、導体層２５は単層構造を有していてもよい。

固体電解コンデンサ１１の本体１５は、３個の線状導体１９ならびに線状導体１９の各々に関連して設けられる導電性高分子層２４および導体層２５を絶縁材が覆うことによって構成される。絶縁材は、前述した陰極端子１８を保持する基板２６と、導体層１５を覆う絶縁性樹脂を含む封止材２７とを含む。

陰極端子１８は、基板２６を厚み方向に貫通するように設けられ、基板２６の上方主面側において、導体層２５における金属層２５ｂに接触し、基板２６の下方主面側において、本体１５の底面に露出している。陰極端子１８と金属層２５ｂとは、図示しないが、導電性接着剤で接着される。導電性接着剤としては、たとえば、銀、ニッケル、銅、錫、金、パラジウム等のフィラーとエポキシやフェノール等の樹脂とを含むものが用いられる。なお、導電性接着剤に代えて、溶接が適用されてもよい。

上述した基板２６としては、たとえばプリント基板が用いられる。また、封止材２７は、樹脂に加えて、アルミナやシリカ等のフィラーや、磁性材料を含んでいてもよい。封止材２７が上記フィラーを含むことによって、封止材２７の機械的強度や加工性を調節することができる。また、所望の線膨張係数を有するフィラーを選択することによって、熱収縮性を調節することができる。封止材２７が磁性材料を含むと、コンデンサのインピーダンスを意図的に高めることができる。たとえば、インピーダンスの低いコンデンサを複数並列実装して用いる場合に反共振が発生する可能性がある。このとき、封止材２７が磁性材料を含むと、反共振を抑制することができる。磁性材料としては、たとえば、鉄の粉、鉄を含む合金の粉、あるいは、フェライトの粉などの磁性粉が用いられる。磁性材料は、異なる粒径の、あるいは、異なる組成の２種以上の粉の混合物であってもよい。このように、要求される機能に応じて、所望のフィラーや磁性材料を選択して用いられ得る。

図２（Ｂ）に示すように、線状導体１９の両端面は、封止材２７から露出しており、本体１５の１対の端面１２および１３の各々上において、１対の陽極端子１６および１７にそれぞれ接触し、電気的接続を達成している。陽極端子１６および１７は、たとえば、銀、銅、ニッケル、錫、金およびパラジウムの少なくとも１種を導電成分として含み、かつエポキシ樹脂またはフェノール樹脂を樹脂成分として含む導電性樹脂膜から構成される。

変形例として、陽極端子１６および１７は、線状導体１９の芯部２０の端面上に形成された、たとえばニッケル、亜鉛、銅、錫、金、銀またはパラジウムなどの金属、あるいはこれら金属の少なくとも１種を含有する合金を含むめっき膜から構成されてもよい。あるいは、陽極端子１６および１７は、導電性樹脂膜とめっき膜とを含む多層構造とされてもよい。さらには、陽極端子１６および１７は、２層のめっき層とこれらめっき層の間にある導電性樹脂層とを備えていてもよい。

導電性高分子層２４と陽極端子１６および１７との間に、電気絶縁性樹脂からなる陽極側電気絶縁部材２８が配置される。陽極側電気絶縁部材２８を形成するため、たとえば、エポキシ樹脂やフェノール樹脂、ポリイミド樹脂等が用いられる。陽極側電気絶縁部材２８によって、導電性高分子層２４および導体層２５と、陽極端子１６および１７と、の間での電気的絶縁状態を確実に達成することができる。この実施形態では、図４に示すように、陽極側電気絶縁部材２８が芯部２０に接している部分では、陽極側電気絶縁部材２８は多孔部２１にある細孔２２を充填するように設けられている。

なお、変形例として、線状導体１９の両端部において、多孔部２１が除去され、芯部２０がむき出しの状態とされた上で、芯部２０に接するように、陽極側電気絶縁部材２８が設けられてもよい。

上述した２つの場合のいずれであっても、陽極側電気絶縁部材２８は、芯部２０に接している。この構成によれば、陽極端子１６および１７を形成するため、たとえば湿式めっきが適用される場合、めっき液が多孔部２１に浸透しかつ残留するといった不都合を生じにくくすることができる。なお、導電性高分子層２４および導体層２５は、陽極端子１６および１７に接触しない範囲で陽極端子１６および１７に向かって延びて、陽極側電気絶縁部材２８に重なっていてもよい。

前述の図２０に示した固体電解コンデンサ１ａにおいて、たとえば、直径０．３ｍｍのワイヤ形状の線状導体２を用いるとし、導電性高分子層５の、線状導体２の外周面からはみ出た分の厚みが０．０１ｍｍ、カーボン層６ａの厚みが０．０２ｍｍ、金属層６ｂの厚みが０．０２ｍｍであるとき、１個の線状導体２についての直径が０．３ｍｍ＋（０．０１ｍｍ＋０．０２ｍｍ＋０．０２ｍｍ）×２＝０．４ｍｍとなる。したがって、３個の線状導体２を並列配置したとき、配列方向の合計寸法は０．４ｍｍ×３＝１．２ｍｍとなる。

これに対して、実施形態に係る固体電解コンデンサ１１の場合には、３個の線状導体１９の配列方向の合計寸法は、０．３ｍｍ×３＋（０．０１ｍｍ＋０．０２ｍｍ＋０．０２ｍｍ）×２＝１．０ｍｍとなり、小型化が可能であることが理解される。

また、実施形態に係る固体電解コンデンサ１１によれば、本体１５の１対の端面１２および１３に１対の陽極端子１６および１７を配置し、線状導体１９における芯部２０の両端面を、１対の陽極端子１６および１７にそれぞれ接触させているので、陽極端子１６および１７側の導電経路長を短くすることができる。したがって、陽極端子１６および１７側の導電経路において生じる寄生インダクタンスを小さくすることができ、固体電解コンデンサ１１の高周波数帯（ωＬ）でのノイズ除去性能を高めることができる。

そして、容量形成に寄与しない陽極端子１６および１７は、本体１５の端面１２および１３に配置され、この陽極端子１６および１７に線状導体１９の芯部２０の端面が直接接触する構成となっているので、容量形成に寄与しない部材の、全体積に占める割合が比較的低く、体積効率が高い。そのため、小型かつ大容量化に適している。したがって、容量に起因する周波数帯（１／ωＣ）においても高いノイズ除去性能を発揮することができる。

このように、以上説明した固体電解コンデンサ１１によれば、インダクタンスに起因する高周波数帯および容量に起因する周波数帯を含む広い周波数帯域で、高いノイズ除去性能を発揮することができる。

また、線状導体１９の芯部２０の両端面を、１対の陽極端子１６および１７にそれぞれ比較的広い面同士で面接触させているので、線状導体１９の芯部２０と陽極端子１６および１７との電気的接続部分での抵抗を低く抑えることができる。そのため、固体電解コンデンサ１１に大電流を流すことができる。

また、陰極端子１８側に実現される導電経路長についても比較的短いので、この導電経路において発生する寄生インダクタンスを小さくすることができる。

図５には、この発明の第２の実施形態が図２（Ｂ）に対応する図で示されている。図５において、図２（Ｂ）に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

図５に示した固体電解コンデンサ１１ａは、陰極端子１８ａがたとえばリードフレームの形態で与えられる金属板からなることを特徴としている。そのため、本体１５を構成するための絶縁材として、プリント基板のような基板が用いられず、封止材２７のみが用いられる。

図６ないし図９は、それぞれ、この発明の第３ないし第６の実施形態を示している。図６ないし図９には、図２（Ａ）に示した線状導体１９、導電性高分子層２４および導体層２５に相当する部分が示されている。図６ないし図９において、図２（Ａ）に示した要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

第１の実施形態では、３個の線状導体１９に対して、導電性高分子層２４およびそれより外側の要素が共通化されている。この実施形態によれば、他の実施形態に比べて、ＥＳＲがより高くなるという懸念があるが、最も高い体積効率を実現することができる。

これに対して、図６に示す第３の実施形態では、カーボン層２５ａおよびそれより外側の要素が共通化されている。なお、図６に示す状態では、３個の線状導体１９の各々上にある導電性高分子層２４は互いに接するように配置されているが、多少離れていてもよい。

図７に示す第４の実施形態では、金属層２５ｂが共通化されている。図７に示す状態では、３個の線状導体１９の各々を覆うカーボン層２５ａは互いに接するように配置されているが、多少離れていてもよい。この第４の実施形態によれば、前述した第１および第３の実施形態に比べて、体積効率は劣るが、ＥＳＲをより低くすることができる。

図８に示す第５の実施形態では、第１の実施形態の場合と同様、導電性高分子層２４およびそれより外側の要素が共通化されるが、導電性高分子層２４の外側の導体層２５が単層構造となっている。導体層２５は、導電性樹脂またはめっき膜から構成される。導電性樹脂としては、樹脂に、フィラーとして、カーボンおよび銀、または銀、ニッケル、銅、もしくは錫を混合したものが用いられる。めっき膜としては、銀、ニッケル、銅、もしくは錫からなるものが用いられる。図８に示す状態では、３個の線状導体１９は互いに接するように配置されているが、多少離れていてもよい。

図９に示す第６の実施形態では、導電性高分子層２４の外側にある導体層２５が共通化されている。共通化された導体層２５は、導電性樹脂から構成される。導電性樹脂としては、樹脂に、フィラーとして、カーボンおよび銀、または銀、ニッケル、銅、もしくは錫を混合したものが用いられる。図９に示す状態では、３個の線状導体１９の各々上にある導電性高分子層２４は互いに接するように配置されているが、多少離れていてもよい。

図１０には、この発明の第７の実施形態が図２（Ｂ）に対応する図で示されている。図１０において、図２（Ｂ）に示す要素に相当する要素には同様の参照符号を付し、重複する説明を省略する。

たとえば図２に示した固体電解コンデンサ１１は３端子型であるが、図１０に示した固体電解コンデンサ１１ｂは、２端子型である。固体電解コンデンサ１１ｂでは、陽極端子１６が本体１５の一方の端面１２に配置され、陰極端子１８ｂが本体１５の他方の端面１３に配置される。また、陽極端子１６と、導電性高分子層２４および導体層２５と、の間を電気的に絶縁する陽極側電気絶縁部材２８に加えて、陰極端子１８ｂと、線状導体１９、導電性高分子層２４および導体層２５と、の間を電気的に絶縁する陰極側電気絶縁部材２９が、本体１５の端面１３に沿って設けられる。陰極側電気絶縁部材２９は、本体１５の端面１３に絶縁樹脂を塗布することによって形成される。絶縁樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等が用いられ、フィラーが混合されていてもよい。また、塗布の方法としては、ディッピングや印刷、噴霧、転写等が適用される。

固体電解コンデンサ１１ｂでは、陰極端子１８ｂは、基板２６を厚み方向に貫通する接続導体３０を介して、導体層２５と電気的に接続される。なお、基板２６の下面の、端面１２側には、ダミー導体３１が形成される。このダミー導体３１による厚み増加は、接続導体３０によって基板２６の下面側にもたらされる厚み増加と同等とされている。

次に、図１１ないし図１８を参照して、固体電解コンデンサの製造方法を説明する。ここでは、特に、図１ないし図４を参照して説明した固体電解コンデンサ１１の製造方法を採り上げる。

まず、図１１（Ａ）および（Ｂ）に示すように、線状導体１９が用意される。なお、図１１（Ａ）に示した線状導体１９は、その長さが図２（Ｂ）に示した１個の線状導体１９の長さより長く、後の工程で切断されることが予定されている。線状導体１９には、エッチング処理が施されることによって、図１１（Ｂ）に示すように、多孔部２１が形成され、さらに、陽極酸化によって形成された誘電体層２３（図３および図４参照）が形成されている。

次に、図１２（Ａ）に示すように、陽極側電気絶縁部材２８が、線状導体１９上に、所定の間隔をもって形成される。陽極側電気絶縁部材２８は、図１２（Ｂ）に示すように、多孔部２１にある細孔２２（図３および図４参照）を充填する状態となっている。陽極側電気絶縁部材２８は、所望の形成位置以外の位置にマスクをし、ディスペンス、ディッピング、印刷、転写、噴霧等の方法で付与し、乾燥させることによって形成される。

次に、図１３（Ａ）に示すように、導電性高分子層２４のうち、第１の導電性高分子層２４ａが、線状導体１９上における、陽極側電気絶縁部材２８が形成された領域以外の領域に形成される。第１の導電性高分子層２４ａは、図１３（Ｂ）に示すように、多孔部２１にある細孔２２（図３および図４参照）を充填する状態となっている。

第１の導電性高分子層２４ａは、所望の形成位置以外の位置にマスクをし、ディスペンス、ディッピング、印刷、転写、噴霧等の方法で付与し、乾燥させることによって形成される。このとき、高分子の前駆体である単量体と、ドーパントおよび酸化剤とからなる反応溶液を交互に塗布し重合反応させる化学酸化重合や、反応溶液内で電気化学的な重合反応を行なう電解重合や、予め導電性が発現している導電性高分子が任意の溶媒中に溶解ないし分散している溶液を塗布して行なう方法などを適用することができる。

次に、図１４に示すように、３個の線状導体１９が並列配置される。

なお、図１３に示した第１の導電性高分子層２４ａの形成工程は、図１４に示すように、３個の線状導体１９が並列配置された状態で実施されてもよい。

次に、図１５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、導電性高分子層２４の厚みを増しかつ別々の線状導体１９上に形成された第１の導電性高分子層２４ａを並列接続するため、第２の導電性高分子層２４ｂが、並列配置された３個の線状導体１９上における、第１の導電性高分子層２４ａが形成された領域上に共通して重なるように形成される。

第２の導電性高分子層２４ｂは、所望の形成位置以外の位置にマスクをし、ディスペンス、ディッピング、印刷、転写、噴霧等の方法で付与し、乾燥させることによって形成される。第２の導電性高分子層２４ｂの場合にも、前述した第１の導電性高分子層２４ａの場合と同様、高分子の前駆体である単量体と、ドーパントおよび酸化剤とからなる反応溶液を交互に塗布し重合反応させる化学酸化重合や、反応溶液内で電気化学的な重合反応を行なう電解重合や、予め導電性が発現している導電性高分子が任意の溶媒中に溶解ないし分散している溶液を塗布して行なう方法などを適用することができる。

上述のようにして、３個の線状導体１９に対して、導電性高分子層２４が共通化された構成が得られる。

次に、図１６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、導電性高分子層２４が形成された領域に重ねて、カーボン層２５ａおよび金属層２５ｂが順次形成されることによって、導体層２５が形成される。カーボン層２５ａおよび金属層２５ｂの各々の形成には、所望の形成位置以外の位置にマスクをし、ディスペンス、ディッピング、印刷、転写、噴霧等の方法で付与し、乾燥させる工程が適用される。

次に、図１７に示すように、陰極端子１８を保持する基板２６が用意される。

次に、基板２６上に、図１６に示した構造物３２が乗せられ、陰極端子１８と導体層２５とがたとえば導電性接着剤によって接着される。図１６に示した構造物３２は、図１７において、１点鎖線で示されている。

次に、図１８に示すように、基板２６を覆うように、樹脂封止が施され、封止材２７が形成される。封止材２７の形成には、トランスファーモールド、コンプレッションモールド、熱圧着等が適用される。

上述したように、封止材２７を成形する際、線状導体１９に加わる外部ストレスは、線状導体１９が円柱状であるため、有利に分散される。したがって、封止材２７の成形時において、線状導体１９が損傷するといった事態を有利に避けることができる。

また、線状導体１９が円柱状であると、封止材２７の充填性に優れている。したがって、封止材２７によるパッケージ効果が高いため、水分や空気の遮断性が高く、得られた固体電解コンデンサ１１を耐湿性や耐熱性に優れたものとすることができる。

次に、図１８に１点鎖線で示した切断線３３および３４に沿う切断工程が、たとえばダイサーまたはレーザーを適用して実施される。この切断工程によって、複数個の固体電解コンデンサ１１のための本体１５が得られる。ここで、切断線３３に沿う切断によって現れた切断面が本体１５の端面１２および１３となる。また、図１８（Ｂ）からわかるように、本体１５の底面１４には、陰極端子１８が露出している。

次に、本体１５の端面１２および１３に露出する線状導体１９の両端面に接続されるように、陽極端子１６および１７が形成される。陽極端子１６および１７の形成のため、たとえば、導電性樹脂が用意され、ディッピングや噴霧、転写等が適用される。このようにして形成された導電性樹脂膜上に、さらにめっき膜が形成されてもよい。

以上、固体電解コンデンサの製造方法として、第１の実施形態による固体電解コンデンサ１１の製造方法について説明したが、この製造方法の基本的構成は、
他の実施形態による固体電解コンデンサの製造方法に対しても適用することができる。

たとえば、図５に示した第２の実施形態による固体電解コンデンサの製造方法では、図１７に示した工程以降の工程において、陰極端子１８を保持する基板２６に代えて、陰極端子１８ａとして機能するリードフレームが用いられる。

また、図６ないし図９にそれぞれ示した第３ないし第６の実施形態による固体電解コンデンサの製造方法では、第１の実施形態による固体電解コンデンサ１１の製造方法の場合と同様、共通化される要素の形成工程を実施するにあたって、３個の線状導体１９が並列配置される。

以上、この発明を図示した実施形態に関連して説明したが、これらの実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。

１１，１１ａ，１１ｂ 固体電解コンデンサ
１２，１３ 端面
１４ 底面
１５ 本体
１６，１７ 陽極端子
１８，１８ａ，１８ｂ 陰極端子
１９ 線状導体
２０ 芯部
２１ 多孔部
２２ 細孔
２３ 誘電体層
２４ 導電性高分子層
２５ 導体層
２５ａ カーボン層
２５ｂ 金属層
２６ 基板
２７ 封止材
２８ 陽極側電気絶縁部材
２９ 陰極側電気絶縁部材

Claims (9)

1. 芯部と、前記芯部の周面を覆いかつ多数の細孔を有する多孔部とを有し、前記多孔部の前記細孔の内周面に沿って誘電体層が形成された弁作用金属からなり、並列配置された、複数個の線状導体と、
   前記多孔部に充填された第１の導電性高分子層と、前記第１の導電性高分子層が充填された前記線状導体の外周面上に位置され、複数個の前記線状導体に共通して前記線状導体を覆う第２の導電性高分子層とを含む、導電性高分子層と、
   前記導電性高分子層を覆う、導体層と、
   複数個の前記線状導体の端面に接する、陽極端子と、
   前記導体層に電気的に接続された、陰極端子と、
   を備える、固体電解コンデンサ。
2. 芯部と、前記芯部の周面を覆いかつ多数の細孔を有する多孔部とを有し、前記多孔部の前記細孔の内周面に沿って誘電体層が形成された弁作用金属からなり、並列配置された、複数個の線状導体と、
   前記多孔部に充填された第１の導電性高分子層と、前記第１の導電性高分子層が充填された前記線状導体の外周面上に位置される第２の導電性高分子層とを含み、前記線状導体を覆う、導電性高分子層と、
   複数個の前記線状導体に共通して前記誘電体層および前記導電性高分子層を介して前記線状導体を覆う、導体層と、
   複数個の前記線状導体の端面に接する、陽極端子と、
   前記導体層に電気的に接続された、陰極端子と、
   を備える、固体電解コンデンサ。
3. 複数個の前記線状導体、前記導電性高分子層および前記導体層を絶縁材が覆うことによって構成され、互いに対向する１対の端面および前記端面に隣り合う底面を有する、直方体形状の本体を有し、
   １対の前記陽極端子が前記本体の前記１対の端面に配置され、
   前記陰極端子が前記本体の前記底面に配置され、
   前記陽極端子と、前記導電性高分子層および前記導体層と、の間を電気的に絶縁する陽極側電気絶縁部材をさらに備える、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
4. 複数個の前記線状導体、前記導電性高分子層および前記導体層を絶縁材が覆うことによって構成され、互いに対向する１対の端面および前記端面に隣り合う底面を有する、直方体形状の本体を有し、
   前記陽極端子が前記本体の一方の前記端面に配置され、
   前記陰極端子が前記本体の他方の前記端面に配置され、
   前記陽極端子と、前記導電性高分子層および前記導体層と、の間を電気的に絶縁する陽極側電気絶縁部材と、
   前記陰極端子と、前記線状導体、前記導電性高分子層および前記導体層と、の間を電気的に絶縁する陰極側電気絶縁部材と、
   をさらに備える、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
5. 前記導体層は、前記導電性高分子層に接するカーボン層、および前記カーボン層上に形成される金属層を含む積層構造を有する、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. 前記陽極端子は、前記芯部において前記線状導体と接触している、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. 芯部と、前記芯部の周面を覆いかつ多数の細孔を有する多孔部とを有し、前記多孔部の前記細孔の内周面に沿って誘電体層が形成された弁作用金属からなる線状導体を用意する工程と、
   前記線状導体を覆うように導電性高分子層を形成する工程と、
   前記導電性高分子層を覆うように導体層を形成する工程と、
   前記線状導体の端面に接するように陽極端子を設ける工程と、
   前記導体層に電気的に接続されるように陰極端子を設ける工程と、
   を備え、
   前記導体層を形成する工程は、複数個の前記線状導体を並列配置した状態で実施される、固体電解コンデンサの製造方法。
8. 前記導電性高分子層を形成する工程は、前記多孔部の前記細孔に充填された第１の導電性高分子層を形成する工程と、前記第１の導電性高分子層が充填された前記線状導体の外周面上に位置される第２の導電性高分子層を形成する工程とを含み、
   前記第２の導電性高分子層を形成する工程は、複数個の前記線状導体を並列配置した状態で実施される、請求項７に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
9. 前記第１の導電性高分子層を形成する工程は、複数個の前記線状導体を並列配置した状態とする前に、個々の前記線状導体に対して実施される、請求項８に記載の固体電解コンデンサの製造方法。

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