JPH10163072A - 積層型固体コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 陽極電極部と陰極電極部の厚みの差から生じ
る歪を除去し、また誘電体酸化皮膜が形成された陽極電
極部を積層したものの接合が容易に行え、これらのこと
からその積層化が容易に行える積層型固体コンデンサを
提供する。 【解決手段】 金属平板１の表面の所定部分に誘電体酸
化皮膜と導電性機能高分子膜と導電体層を積層すること
によって陰極電極部６を形成すると共に、導電体層等を
設けていない部分を陽極電極部７としてなる平板型固体
コンデンサ素子１０を４個具備する。各平板型固体コン
デンサ素子１０の陽極電極部７を２重に折り曲げること
で陰極電極部６の厚みと略同等の厚みとし、これら平板
型固体コンデンサ素子１０を積み重ねて陰極電極部６同
士と陽極電極部７同士とをそれぞれ接合する。陽極電極
部７同士の接合は、陽極電極部７の外周辺の所定部分に
内部の金属を露出する切断面９１を設け、各切断面９１
間を溶接することで行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体酸化皮膜上
に形成した導電性機能高分子膜を固体電解質とする複数
個の平板型固体コンデンサ素子を積層してなる積層型固
体コンデンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子機器の小型化・携帯化に伴い、高周
波領域で動作する特性の良いコンデンサが必要であった
が、従来のアルミニウム電解コンデンサや固体タンタル
電解コンデンサは、高周波領域において電解質の特性が
悪いため、その要求に十分応えることができなかった。

【０００３】一方、導電性機能高分子膜を固体電解質と
する固体コンデンサは、導電性機能高分子膜の比抵抗値
が従来の液体電解質や二酸化マンガンに比較して非常に
小さく（百分の一以下）、このためコンデンサの等価直
列抵抗（ＥＳＲ）値やインピターンス値が高周波領域に
おいて小さく、前記要求に応えることができるようにな
ってきた。

【０００４】この種の固体コンデンサ素子８０は、図７
に示すように、表面を粗面化したアルミ箔（又はアルミ
板）からなる金属平板１０１の表面にアルミニウム陽極
酸化皮膜（誘電体酸化皮膜）１０３を形成し、アルミニ
ウム陽極酸化皮膜１０３の所定位置の周囲に絶縁帯１０
２を印刷して陽極電極部８１と陰極電極部８３に区分
し、陰極電極部８３のアルミニウム陽極酸化皮膜１０３
の表面に導電性機能高分子膜１０４を形成し、更にその
上にグラファイト層１５１と銀ペースト層１５３からな
る導電体層１０５を設けて構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の導電性機能高分子膜を固体電解質とする固体コンデン
サ素子８０を複数個積層した場合には、以下のような問
題点があった。

【０００６】即ちこの固体コンデンサ素子８０を積層化
するには図８に示すように、複数個の平板型の固体コン
デンサ素子８０を積み重ねて、その陰極電極部８３同士
と陽極電極部８１同士とをそれぞれ接合することによっ
て行うが、この固体コンデンサ素子８０の陽極電極部８
１と陰極電極部８３には厚みの差があり、従ってこれら
を複数枚接合した場合、図８に示すように薄い陽極電極
部８１を湾曲しなければならず歪が生じてしまう。

【０００７】そしてその歪が陰極電極部８３内に加わる
と、ショートなどを発生する恐れがあるため、その歪を
緩和する必要がある。そこで陽極電極部８１の長さを長
く取り、陽極電極部８１同士の接合部と陰極電極部８３
同士の接合部との離間距離を長くし、その部分で歪を吸
収させていた。しかしながら陽極電極部８１の長さを長
く取るとコンデンサの小型化が図れないという問題が生
じてしまう。

【０００８】一方陽極電極部８１となるアルミ箔上に絶
縁物質からなるアルミニウム陽極酸化皮膜１０３（図７
参照）が被覆されていると、陽極電極部８１同士の接合
が困難になってしまうという問題もあった。

【０００９】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
ありその目的は、陽極電極部と陰極電極部の厚みの差か
ら発生する歪を除去し、また誘電体酸化皮膜が形成され
た陽極電極部同士の接合を容易にし、これらのことから
その積層化が容易に行える積層型固体コンデンサを提供
することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本願請求項１に記載の発明は、金属平板の表面の所定
部分に誘電体酸化皮膜を形成し、該誘電体酸化皮膜表面
に導電性機能高分子膜を形成し、該導電性機能高分子膜
の表面に導電体層を設けることによって、導電体層を陰
極電極部とすると共に、導電性機能高分子膜及び導電体
層を設けていない金属平板の部分を陽極電極部としてな
る平板型固体コンデンサ素子を複数個具備し、該複数個
の平板型固体コンデンサ素子を積み重ねてその陰極電極
部同士と陽極電極部同士とをそれぞれ接合してなる積層
型固体コンデンサにおいて、前記陽極電極部を少なくと
も２重に折り曲げることで陰極電極部の厚みと略同等の
厚みにして構成した。また、請求項２に記載の発明は、
表面に誘電体酸化皮膜と導電性機能高分子膜と導電体層
とを積層してなる金属平板の導電性機能高分子膜及び導
電体層を形成していない端部に、表面に誘電体酸化皮膜
を形成してなる金属板製の陽極用補助端子を接合するこ
とによって、導電体層を陰極電極部とすると共に、陽極
用補助端子を陽極電極部としてなる平板型固体コンデン
サ素子を複数個具備し、各平板型固体コンデンサ素子の
陽極電極部となる陽極用補助端子を少なくとも２重に折
り曲げることで陰極電極部の厚みと略同等の厚みとし、
且つ前記複数個の平板型固体コンデンサ素子を積み重ね
てその陰極電極部同士と陽極電極部同士とをそれぞれ接
合して構成した。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。 〔第一実施形態〕図１は第一実施形態にかかる積層型固
体コンデンサの製造方法を示す図である。この積層型固
体コンデンサを製造するには同図（ａ）に示すように、
まずアルミニウム箔製の金属平板１に所定形状の２つの
孔１１，１１を切断などにより形成する。

【００１２】次に同図（ｂ）に示すように、２つの孔１
１，１１の間の上部の部分の表裏面にフォトレジスト膜
５を印刷形成した後に、同図（ｃ）に示すように金属平
板１全体を厚膜化成処理によってフォトレジスト膜５以
外の部分にアルミニウム陽極酸化皮膜（誘電体酸化皮
膜）８を生成する。

【００１３】次にフォトレジスト膜５を剥離後、同図
（ｄ）に示すようにフォトレジスト膜５を設けた部分の
周囲を切断してエッチング処理を行って、フォトレジス
ト膜５を剥離した部分及び周囲の切断側面を粗面化し、
続いて該粗面化された面上にアルミニウム陽極酸化皮膜
（誘電体酸化皮膜）を化成化処理によって形成し、その
上面に固体電解質となる導電性機能高分子膜を電解酸化
重合によって形成し、更にその上面に導電体層（グラフ
ァイト層と銀ペースト層からなる）を形成し、これによ
って平板型固体コンデンサ素子１０を構成する。

【００１４】なお前記導電性機能高分子膜の具体的形成
方法としては、特公平１−５８８５６号に記載されてい
る方法と同様に、０．５ｗｔ％ピロール，０．５ｗｔ％
ボロジサリチル酸アンモニウム，０．５ｗｔ％純水を含
むアセトニトリル溶液中に、前記アルミニウム陽極酸化
皮膜を形成した粗面化した金属平板１の部分を浸漬し、
金属平板１を陽極にし、対向電極を陰極にして、電解酸
化重合を行う方法を用いる。

【００１５】次に同図（ｄ）に示す切断線ｋ−ｋで切断
することで、同図（ｅ）に示す平板型固体コンデンサ素
子１０を金属平板１から切り出す。この平板型固体コン
デンサ素子１０の前記導電体層等を形成した部分が陰極
電極部６、導電体層等を形成していない部分が陽極電極
部７になる。陽極電極部７はＬ字状に折れ曲がるような
形状となる。

【００１６】そして陽極電極部７を同図（ｅ）の折曲線
ｅの部分で２重に折り畳んで同図（ｆ）に示す状態とす
る。

【００１７】そして同図（ｇ）に示すように複数個の平
板型固体コンデンサ素子１０を積み重ねてその陰極電極
部６同士と陽極電極部７同士とをそれぞれ接合して積層
型固体コンデンサを構成する。

【００１８】陰極電極部６同士の接合は導電性接着剤
（銀ペースト）によって行い、陽極電極部７同士の接合
はその外周辺に設けた切断面９１間をレーザ溶接９する
ことによって行う。陽極電極部７の面はアルミニウム陽
極酸化皮膜８で覆われているので、前記図１（ｄ）の切
断線ｋ−ｋで金属平板１を切断することで内部のアルミ
箔が露出している切断面９１間を溶接するのである。

【００１９】以上のように陽極電極部７を２重に折り曲
げたので、陽極電極部７の厚みを陰極電極部６の厚みと
略同等にでき、これによって平板型固体コンデンサ素子
１０を積層した際に陽極電極部７への歪が減少し又はな
くなり、従来に比べて陽極電極部７の長さを短くでき小
型化が図れる。

【００２０】〔第二実施形態〕図２，図３は第二実施形
態にかかる積層型固体コンデンサの製造方法を示す図で
ある。

【００２１】まず図２（ａ）に示すように、アルミニウ
ム箔製の陽極用補助端子板２１とアルミニウム箔製の金
属平板３１とを用意する。

【００２２】ここで陽極用補助端子板２１は略長方形状
であってその一端を幅方向に広げると共に該一端辺中央
に凹部２３を設け、該凹部２３の両側に長円形状の貫通
孔２５，２５を設けている。そしてこの陽極用補助端子
板２１の面全体には化成処理によってアルミニウム陽極
酸化皮膜（誘電体酸化皮膜）２７を形成しておく。

【００２３】ここでアルミニウム陽極酸化皮膜２７を形
成する方法としては以下のようなものがある。 ホウ酸，アジピン酸，クエン酸，リン酸又は、その塩
等の水溶性電解液を用いて、該水溶性電解液中で、陽極
用補助端子板２１を陽極、対向電極を陰極として、該陽
極用補助端子板２１上にアルミニウム陽極酸化皮膜２７
を形成する方法。

【００２４】シュウ酸，硫酸又は、その塩等の水溶性
電解液を用いて、該水溶性電解液中で、陽極用補助端子
板２１を陽極、対向電極を陰極として、該陽極用補助端
子板２１上にアルミニウム陽極酸化皮膜２７を形成する
方法。

【００２５】なおこのアルミニウム陽極酸化皮膜２７
は、下記するアルミニウム陽極酸化皮膜３５と同質のも
のでも良い。

【００２６】一方金属平板３１は略正方形状であってそ
の一端辺の両側には突出片３３，３３が設けられてい
る。そしてこの金属平板３１の表面全体はエッチングに
よって粗面化しておく。

【００２７】次に図２（ｂ）に示すように前記金属平板
３１の突出片３３，３３を陽極用補助端子板２１の一端
辺にその凹部２３をまたぐようにして接触し、電気的ス
ポット溶接によって接合する。

【００２８】なお両者の接合には、電気的スポット溶接
の他に、超音波溶接接合や機械的圧着接合を用いても良
い。

【００２９】次に前記金属平板３１の表面全体に化成処
理によってアルミニウム陽極酸化皮膜（誘電体酸化皮
膜）３５を形成する。

【００３０】次に図２（ｃ）に示すように陽極用補助端
子板２１と金属平板３１とを接合した部分の金属平板３
１側の所定部分の周囲に絶縁性樹脂を塗布して絶縁帯３
７を形成する。

【００３１】次に絶縁帯３７によって仕切られた金属平
板３１側の面全体に、電解酸化重合によって導電性機能
高分子膜を形成し、更にその表面にグラファイト層と銀
ペースト層からなる導電体層４５を形成し、図２（ｄ）
に示す状態とする。

【００３２】次に図２（ｄ）に示すＡ−Ａ線で陽極用補
助端子板２１を切断すると、図３（ａ）に示すように、
金属平板３１に２つの陽極用補助端子２９，２９が接合
された状態となる。

【００３３】そして２つの陽極用補助端子２９，２９の
外側の部分を矢印で示すように裏面側に折り返して２重
に重ね合わせれば、図３（ｂ）に示すような平板型固体
コンデンサ素子２０が完成する。ここで導電体層４５が
陰極電極部６３、陽極用補助端子２９，２９が陽極電極
部６１となる。

【００３４】次にこの平板型固体コンデンサ素子２０を
２個用意し、図４に示すようにこれらの導電体層４５表
面に銀ペーストを塗布して積層し、銀ペーストを硬化す
ることによって両導電体層４５，４５間を接合する。

【００３５】このとき陽極用補助端子２９は２重に折り
曲げられているのでその厚みが導電体層４５等を積層し
た陰極電極部６３の厚みと略同一となり、従って平板型
固体コンデンサ素子２０を積層するだけで両陽極電極部
６１，６１は接続する。

【００３６】次に積層化した２個１組の平板型固体コン
デンサ素子２０を２組用意し、これらを図５に示すよう
にリードフレーム５０の上面と下面にそれぞれ積層す
る。

【００３７】ここでリードフレーム５０は左右４本ずつ
のリード端子５１を具備し、その内の６本は平板型固体
コンデンサ素子２０の導電体層４５に接合させ、２本は
陽極用補助端子２９に接合させている。

【００３８】ここで導電体層４５のリード端子５１への
接合は銀ペーストによって行われている。また陽極用補
助端子２９とリード端子５１間の接合、及び陽極用補助
端子２９同士の接合は、各陽極用補助端子２９の外周辺
に形成された切断面２９１とリード端子５１とをレーザ
溶接２９３することによって行う。陽極用補助端子２９
の面はアルミニウム陽極酸化皮膜２７（図２（ａ）参
照）で覆われているので、図２（ｄ）に示す切断線Ａ−
Ａで陽極用補助端子板２１を切断することで内部のアル
ミ箔が露出している切断面２９１間を溶接するのであ
る。

【００３９】これによってアルミニウム陽極酸化皮膜２
７で覆われている陽極用補助端子２９であっても、これ
を積層後に溶接することが可能になり、これによって平
板型固体コンデンサ素子２０の積層化が容易に行えるよ
うになった。

【００４０】次にこの積層化した平板型固体コンデンサ
素子２０の周囲を図６に示すように、熱硬化性又は熱可
塑性樹脂からなる絶縁性樹脂５５でモールド成形した後
に、各リード端子５１をリードフレーム５０から切断し
て、絶縁性樹脂５５から突出するリード端子５１を絶縁
性樹脂５５の裏面側に折り曲げれば、チップ型の積層型
固体コンデンサが完成する。

【００４１】ところでこの実施形態においては、陽極電
極部６１と陰極電極部６３を区分して陽極電極部６１側
に導電性機能高分子膜等が積層されないようにするため
絶縁帯３７（図２（ｃ）参照）を形成したが、前記陽極
用補助端子板２１にアルミニウム陽極酸化皮膜２７を形
成する際の化成電圧Ｖ１を、金属平板３１にアルミニウ
ム陽極酸化皮膜３５を形成する際の化成電圧Ｖ２より
も、１０Ｖ以上高い化成電圧とすれば、即ちアルミニウ
ム陽極酸化皮膜３５の厚みよりもアルミニウム陽極酸化
皮膜２７の厚みを所定の厚みだけ厚くすれば、導電性機
能高分子膜の形成時に前記アルミニウム陽極酸化皮膜２
７を形成した部分には該導電性機能高分子膜は形成され
なくなり、この実施形態で使用した絶縁帯３７を使用し
なくても良くなる。この点は第一実施形態においても同
様である。

【００４２】なお誘電体酸化皮膜を形成する金属として
は、アルミニウム以外でも、チタン、タンタルやその焼
結体など、表面に誘電体酸化皮膜が形成できる金属であ
れば良い。

【００４３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば以下のような優れた効果を有する。 陽極電極部を少なくとも２重に折り畳んだ状態で積層
化したので、陽極電極部と陰極電極部の厚みが略同一と
なり、平板型固体コンデンサ素子の積層化が容易とな
り、また陽極電極部に歪が生じなくなってその小型化も
図れる。

【００４４】誘電体酸化皮膜で覆われている陽極電極
部を積層化した後にその切断面を溶接するように構成し
たので、平板型固体コンデンサ素子の積層化が容易にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一実施形態にかかる積層型固体コンデンサの
製造方法を示す図である。

【図２】第二実施形態にかかる積層型固体コンデンサの
製造方法を示す図である。

【図３】第二実施形態にかかる積層型固体コンデンサの
製造方法を示す図である。

【図４】平板型固体コンデンサ素子２０の積層方法を示
す斜視図である。

【図５】積層化した平板型固体コンデンサ素子２０のリ
ードフレーム５０への取り付け方法を示す斜視図であ
る。

【図６】積層化した平板型固体コンデンサ素子２０を用
いて形成したチップ型の積層型固体コンデンサを示す斜
視図である。

【図７】従来の平板型固体コンデンサ素子８０を示す概
略断面図である。

【図８】従来の平板型固体コンデンサ素子８０を積層す
る方法を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 金属平板 ６ 陰極電極部 ７ 陽極電極部 ８ 切断面 ９ レーザ溶接 １０ 平板型固体コンデンサ素子 ２０ 平板型固体コンデンサ素子 ２７ アルミニウム陽極酸化皮膜 ２９ 陽極用補助端子 ２９１ 切断面 ２９３ レーザ溶接 ３１ 金属平板 ３５ アルミニウム陽極酸化皮膜 ３７ 絶縁帯 ４５ 導電体層 ５０ リードフレーム ５１ リード端子 ５５ 絶縁性樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井澤 幸司 神奈川県川崎市高津区北見方２丁目６番１ 号 日通工株式会社内 (72)発明者 田切 淳二 神奈川県川崎市高津区北見方２丁目６番１ 号 日通工株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属平板の表面の所定部分に誘電体酸化
   皮膜を形成し、該誘電体酸化皮膜表面に導電性機能高分
   子膜を形成し、該導電性機能高分子膜の表面に導電体層
   を設けることによって、導電体層を陰極電極部とすると
   共に、導電性機能高分子膜及び導電体層を設けていない
   金属平板の部分を陽極電極部としてなる平板型固体コン
   デンサ素子を複数個具備し、該複数個の平板型固体コン
   デンサ素子を積み重ねてその陰極電極部同士と陽極電極
   部同士とをそれぞれ接合してなる積層型固体コンデンサ
   において、 前記陽極電極部を少なくとも２重に折り曲げることで陰
   極電極部の厚みと略同等の厚みにしたことを特徴とする
   積層型固体コンデンサ。
2. 【請求項２】 表面に誘電体酸化皮膜と導電性機能高分
   子膜と導電体層とを積層してなる金属平板の導電性機能
   高分子膜及び導電体層を形成していない端部に、表面に
   誘電体酸化皮膜を形成してなる金属板製の陽極用補助端
   子を接合することによって、導電体層を陰極電極部とす
   ると共に、陽極用補助端子を陽極電極部としてなる平板
   型固体コンデンサ素子を複数個具備し、 各平板型固体コンデンサ素子の陽極電極部となる陽極用
   補助端子を少なくとも２重に折り曲げることで陰極電極
   部の厚みと略同等の厚みとし、 且つ前記複数個の平板型固体コンデンサ素子を積み重ね
   てその陰極電極部同士と陽極電極部同士とをそれぞれ接
   合してなることを特徴とする積層型固体コンデンサ。
3. 【請求項３】 前記陽極電極部の外周辺の所定部分に内
   部の金属を露出する切断面を設け、陽極電極部同士の接
   合は該切断面間の溶接によって形成されていることを特
   徴とする請求項１又は２記載の積層型固体コンデンサ。
4. 【請求項４】 前記陽極用補助端子上の誘電体酸化皮膜
   の厚みを、前記金属平板上の誘電体酸化皮膜の表面に電
   解酸化重合によって導電性機能高分子膜を形成する際に
   前記陽極用補助端子上の誘電体酸化皮膜表面に該導電性
   機能高分子膜が形成されない程度まで厚く形成したこと
   を特徴とする請求項２記載の積層型固体コンデンサ。
5. 【請求項５】 前記陽極用補助端子と金属平板との接合
   は、超音波溶接接合、又は電気的スポット溶接接合、又
   は機械的圧着接合であることを特徴とする請求項２記載
   の積層型固体コンデンサ。
6. 【請求項６】 前記陽極用補助端子と金属平板とを接合
   した部分に、絶縁性樹脂からなる絶縁帯を設けたことを
   特徴とする請求項２記載の積層型固体コンデンサ。
7. 【請求項７】 前記陰極電極部をリードフレームのリー
   ド端子に銀ペーストで接合すると共に、前記陽極電極部
   をリードフレームの別のリード端子にレーザ溶接で接合
   し、且つその周囲を絶縁性樹脂でモールド成形したこと
   を特徴とする請求項２記載の積層型固体コンデンサ。