JPWO2011074512A1 - ソケット及び該ソケットを用いたコンデンサ素子製造用治具 - Google Patents

Abstract

化成処理液や半導体層形成溶液が腐食性を有する場合であっても、化成処理液や半導体層形成溶液を汚染することなくコンデンサ素子を製造できると共に、陽極体のリード線が種々の線径であっても該リード線を安定して保持できるソケットを提供する。本発明のソケット１は、差込口が設けられた導電性のソケット本体部２と、ソケット本体部２の一部を差込口３７を塞がない態様で覆う樹脂製絶縁部５と、ソケット本体部２の少なくとも差込口３７を被覆する樹脂製被覆部３と、を備える。

Description

本発明は、例えば、固体電解コンデンサ等に使用されるコンデンサ素子を製造するコンデンサ素子製造用治具に好適に用いられるソケットに関する。

なお、本明細書において、「樹脂」の語は、樹脂のみならずゴムをも含む意味で用いている。

パソコン等に使用されるＣＰＵ（中央演算処理装置）周りのコンデンサは、電圧変動を抑制し、高リップル（ripple）通過時の発熱を低く抑えるために、高容量かつ低ＥＳＲ（等価直列抵抗）であることが求められている。このようなコンデンサとしては、アルミニウム固体電解コンデンサ、タンタル固体電解コンデンサ等が用いられている。これら固体電解コンデンサは、表面層に微細な細孔を有するアルミニウム箔または内部に微小な細孔を有するタンタル粉を焼結した焼結体からなる一方の電極（導電体）と、該電極の表面に形成された誘電体層と、該誘電体層上に形成された他方の電極（通常、半導体層）とから構成されたものが知られている。

前記固体電解コンデンサは、電気回路が形成された回路基板の下端部に取り付けられたソケットの金属製接続端子に、導電体から延ばされたリード線の一端を電気的に接続すると共に、この導電体を化成処理液に浸漬し、該導電体側を陽極にして前記化成処理液中に配置せしめた陰極との間に電圧を印加して定電流を通電することにより、導電体の表面に誘電体層を形成し、次いで、表面に誘電体層が設けられた前記導電体を半導体層形成溶液に浸漬し、該導電体側を陽極にして前記半導体層形成溶液中に配置せしめた陰極との間に電圧を印加して定電流を通電することにより、前記導電体表面の誘電体層の表面にさらに半導体層を形成する方法が公知である（特許文献１参照）。

特開２００５−２４４１５４号公報

しかしながら、上記化成処理液として燐酸等の酸を含有する処理液を用いる場合には、ソケットの底面側に露出している金属製接続端子が、燐酸等の酸を含有する化成処理液のミスト等に晒されることによって、その一部が腐食等して落下して前記化成処理液中に混ざり、該化成処理液を汚染するという問題があった。このように化成処理液が汚染されると、良好な誘電体層を形成することが困難になり、十分な耐湿性能を備えたコンデンサを製造することができない。

また、上記半導体層形成溶液として、酸を含有する溶液を用いる場合には、前記同様にソケットの底面側に露出している金属製接続端子が、酸を含有する半導体層形成溶液のミスト等に晒されることによって、その一部が腐食等して落下して前記半導体層形成溶液中に混ざり、この溶液を汚染するという問題があった。このように半導体層形成溶液が汚染されると、良好な半導体層を形成することが困難になる。

また、導電体のリード線の線径は、導電体の大きさ等により、種々様々で多くの種類がある。しかし、特定のソケットに差し込まれて接続可能な導電体のリード線の線径は、特定の範囲に限定される。それより太いリード線ではソケットに挿入できず、それより細いリード線では、ソケットの奥での電気的な接触は可能であるものの、細過ぎてソケットとの間で電気的な接触状態を十分に維持することができなかったし、ソケットに十分に保持されるのも困難で落下しやすいという問題があった。取り扱う陽極体の大きさが様々な場合には、これに接続するリード線の線径の範囲は必然的に広くなる。このような場合にはそもそも特定の接続ソケットを用いることができないという問題があった。

この発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、化成処理液が酸を含有する場合や半導体層形成溶液が酸を含有する場合など、腐食性を有する場合であっても、化成処理液や半導体層形成溶液を汚染することなくコンデンサ素子を製造できると共に、陽極体のリード線の線径が細い場合であっても該リード線を安定して保持できるソケット及びコンデンサ素子製造用治具を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］差込口が設けられた導電性のソケット本体部と、
前記ソケット本体部の一部を前記差込口を塞がない態様で覆う樹脂製絶縁部と、
前記ソケット本体部の少なくとも前記差込口を被覆する樹脂製被覆部と、を備えることを特徴とするソケット。

［２］前記被覆部は、前記ソケット本体部の外面の全部を被覆する前項１に記載のソケット。

［３］前記被覆部を構成する樹脂は、天然ゴム、合成ゴム、シリコーン樹脂、熱可塑性エラストマー及び尿素樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂である前項１または２に記載のソケット。

［４］前記被覆部を構成する樹脂は、シリコーン樹脂である前項１または２に記載のソケット。

［５］前記被覆部を構成する樹脂は透明である前項１〜４のいずれか１項に記載のソケット。

［６］前記ソケット本体部と電気的に接続された導電性のリード線部を有する前項１〜５のいずれか１項に記載のソケット。

［７］電流を制限する電気回路が形成された回路基板と、
前記回路基板に取り付けられた前項１〜６のいずれか１項に記載のソケットと、を備え、
前記ソケット本体部は、電気的に前記電気回路に接続されていることを特徴とするコンデンサ素子製造用治具。

［８］前記電流を制限する電気回路が定電流回路である前項７に記載のコンデンサ素子製造用治具。

［９］前記電気回路が、さらに、電圧を制限する回路でもある前項７または８に記載のコンデンサ素子製造用治具。

［１０］前記ソケットは、前記回路基板の端部に取り付けられている前項７〜９のいずれか１項に記載のコンデンサ素子製造用治具。

［１１］前項７〜１０のいずれか１項に記載のコンデンサ素子製造用治具のソケットに導電体を接続すると共に、該導電体を化成処理液中に浸漬し、この浸漬状態で、前記導電体を陽極にし、前記化成処理液中に配置した電極を陰極にして通電することによって、前記導電体の表面に誘電体層を形成する誘電体層形成工程を含むことを特徴とするコンデンサ素子の製造方法。

［１２］前項７〜１０のいずれか１項に記載のコンデンサ素子製造用治具のソケットに、表面に誘電体層が設けられた導電体を接続すると共に、該導電体を半導体層形成用溶液中に浸漬し、この浸漬状態で、前記導電体を陽極にし、前記半導体層形成用溶液中に配置した電極を陰極にして通電することによって、前記導電体表面の誘電体層の表面に半導体層を形成する半導体層形成工程を含むことを特徴とするコンデンサ素子の製造方法。

［１３］前項７〜１０のいずれか１項に記載のコンデンサ素子製造用治具のソケットに導電体を接続すると共に、該導電体を化成処理液中に浸漬し、この浸漬状態で、前記導電体を陽極にし、前記化成処理液中に配置した電極を陰極にして通電することによって、前記導電体の表面に誘電体層を形成する誘電体層形成工程と、
前記誘電体層形成工程を経て得られた、表面に誘電体層が設けられた導電体を、半導体層形成用溶液中に浸漬し、この浸漬状態で、前記導電体を陽極にし、前記半導体層形成用溶液中に配置した電極を陰極にして通電することによって、前記導電体表面の誘電体層の表面に半導体層を形成する半導体層形成工程と、を含むことを特徴とするコンデンサ素子の製造方法。

［１４］前項１１〜１３のいずれか１項に記載の製造方法で得たコンデンサ素子の導電体及び半導体層に、それぞれ電極端子を電気的に接続し、前記電極端子の一部を残して封止するコンデンサの製造方法。

［１］の発明では、導電性のソケット本体部の少なくとも差込口が樹脂製被覆部で被覆（保護）されているから、化成処理液が酸を含有する場合や半導体層形成溶液が酸を含有する場合であっても、少なくとも差込口が、化成処理液や半導体層形成溶液のミスト（酸を含むミスト）等に晒されることがなく、差込口等の腐食を防止できると共に、たとえソケット本体部が腐食したとしてもその腐食物の落下を防止することができ、これにより化成処理液や半導体層形成溶液を汚染することなくコンデンサ素子を製造することができる。更に、ソケット本体部の差込口を被覆した被覆部の存在により導電体（陽極体）のリード線をしっかりと保持することができ、１種類のソケットで幅広い線径（例えば、０．０５〜１ｍｍ）に対応できるので、たとえリード線の線径が細くても導電体（陽極体）のソケットへの接続状態を安定化させることができる。

［２］の発明では、被覆部が、ソケット本体部の外面の全部を被覆しているから、化成処理液が酸を含有する場合や半導体層形成溶液が酸を含有する場合であっても、ソケット本体部の全体が、化成処理液や半導体層形成溶液のミスト（酸を含むミスト）等に晒されることがなく、ソケット本体部の腐食を防止できると共に、たとえソケット本体部が腐食したとしてもその腐食物の落下を防止することができ、これにより化成処理液や半導体層形成溶液を汚染することなくコンデンサ素子を製造することができる。更に、ソケット本体部の差込口を被覆した被覆部の存在により導電体（陽極体）のリード線をしっかりと保持することができ、１種類のソケットで幅広い線径（例えば、０．０５〜１ｍｍ）に対応できるので、たとえリード線の線径が細くても導電体（陽極体）のソケットへの接続状態を安定化させることができる。

［３］の発明では、被覆部は、天然ゴム、合成ゴム、シリコーン樹脂、熱可塑性エラストマー及び尿素樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂を含有する構成であるから、被覆部を介して導電体（陽極体）のリード線を差込口に挿通するのが容易なものとなる（陽極体のリード線を被覆部に突き刺して差込口に挿通する操作を容易に行うことができる）。

［４］の発明では、被覆部は、シリコーン樹脂を含有する構成であるから、被覆部を介して導電体（陽極体）のリード線を差込口に挿通するのがより容易なものとなる（陽極体のリード線を被覆部に突き刺して差込口に挿通する操作をより容易に行うことができる）。

［５］の発明では、被覆部は透明であるから、差込口の腐食の有無等の確認を行うことができる。

［６］の発明では、リード線部を設けることにより後述する電気回路とソケットなどを介し接続できるので、該電気回路との接続や別の電気回路への交換が容易になる。

［７］、［８］及び［９］の発明では、化成処理液が酸を含有する場合や半導体層形成溶液が酸を含有する場合であっても、化成処理液や半導体層形成溶液を汚染することなくコンデンサ素子を製造できるコンデンサ素子製造用治具が提供される。従って、本発明に係るコンデンサ素子製造用治具を用いれば、十分な耐湿性能を備えたコンデンサ素子を製造することができる。

［１０］の発明では、ソケットは、回路基板の端部に取り付けられているから、導電体（陽極体）をソケットに接続する操作を容易化できる。

［１１］、［１２］及び［１３］の発明では、コンデンサ素子を製造する際に化成処理液や半導体層形成溶液を汚染することがないから、十分な耐湿性能を備えた高品質のコンデンサ素子を製造できる。

［１４］の発明では、十分な耐湿性能を備えた高品質のコンデンサを製造することができる。

本発明に係るコンデンサ素子製造用治具の一実施形態を示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は背面図である。 図１のコンデンサ素子製造用治具の左側面図である。 本発明の並列連結ソケットを拡大して示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ線の断面図である。 樹脂で被覆する前（被覆部で覆う前）の連結ソケット群を拡大して示す図であって、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＹ−Ｙ線の断面図である。 本発明のコンデンサ素子製造用治具を用いたコンデンサ素子の製造方法を示す概略図である。 図５におけるソケットと陽極体の接続態様を示す断面図である。 本発明のコンデンサ素子の製造方法を電気回路的に示す模式図である（コンデンサ素子製造用治具における回路は２回路のみ示した）。 コンデンサ素子製造用治具の回路基板における電気接続回路の他の例を示す回路図である。 本発明に係る製造方法で製造されるコンデンサ素子の一実施形態を示す一部断面図である。

本発明に係るソケット１の一実施形態を図３に示す。このソケット１は、導電性のソケット本体部２と、導電性のリード線部４と、樹脂製絶縁部５と、樹脂製被覆部３とを備える。本実施形態では、複数個のソケット１が並列に連結されて並列連結ソケット８が構成されている。即ち、複数個が並列に配置されて隣り合うソケット１の向き合う（隣り合う）側面同士が連接されることによって並列連結ソケット８が構成されている。

前記ソケット本体部２は、導電体（陽極体）５２等と電気接続する電気接続端子としての役割を担う部材であり、電気的導通を得るために、金属材等の導電性材料で構成される。前記ソケット本体部２を構成する金属としては、特に限定されるものではないが、銅、鉄、銀及びアルミニウムからなる群より選ばれる少なくとも１種の金属を主成分（５０質量％以上含有する）とする金属（合金を含む）を用いるのが好ましい。前記ソケット本体部２の表面に、錫メッキ、半田メッキ、ニッケルメッキ、金メッキ、銀メッキ、銅メッキ等の従来公知のメッキが少なくとも一層施されていてもよい。

本実施形態では、前記ソケット本体部２は、円柱部２１と、該円柱部２１の底面の周縁部から下方に向けて外側に拡がるように延ばされた傾斜面部２２とからなり（図３、４参照）、これら円柱部２１及び傾斜面部２２は、金属材等の導電性材料で構成されている。前記傾斜面部２２により取り囲まれることによってリード線差込口３７が形成されている（図３、４参照）。前記円柱部２１の内部には、その底面に開口を有した空洞部２３が設けられている。この空洞部２３は、前記リード線差込口３７の空間と連通している。前記空洞部２３の内周面には金属製ばね部材２４が連接されており、該金属製ばね部材２４で取り囲まれてリード線挿通孔３８が形成されている。前記リード線挿通孔３８は、前記リード線差込口３７の空間と連通している。前記リード線挿通孔３８に、導電体（陽極体）５２のリード線５３等が接触状態に挿通配置されることによって、前記ソケット本体部２と前記導電体（陽極体）５２とが電気的に接続される。

前記ソケット本体部２の上面（円柱部２１の上面）の中央からリード線部４が延設されている（図３、４参照）。前記リード線部４は、金属材等の導電性材料で構成される。即ち、前記リード線部４は、前記ソケット本体部２と一体に形成されていて該ソケット本体部２と電気的に接続されている。前記リード線部４を構成する金属としては、前記ソケット本体部２を構成する金属として例示したものと同様のものが挙げられる。前記リード線部４は、通常は、前記ソケット本体部２を構成する金属と同一の金属で構成される。

前記ソケット本体部２の一部が、前記リード線差込口３７を塞がない態様で、前記樹脂製絶縁部５で被覆されている。本実施形態では、前記ソケット本体部２の周側面の一部が樹脂製絶縁部５で被覆されている（図３、４参照）。

前記ソケット本体部２のリード線差込口３７は、樹脂が充填されることによって閉塞されている、即ち樹脂製充填被覆部３Ａで被覆されている。また、本実施形態では、前記ソケット本体部２の周側面の絶縁部５も樹脂製外周被覆部３Ｂで被覆されている。また、本実施形態では、前記ソケット本体部２の外面の全部が前記被覆部３（充填被覆部３Ａ及び外周被覆部３Ｂ）で被覆されている（図３参照）。

前記絶縁部５を構成する樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、カーボネート樹脂、アミド樹脂、アミドイミド樹脂、エステル樹脂、フェニレンサルファイド樹脂等の硬質樹脂等が挙げられる。

前記被覆部３（３Ａ、３Ｂ）を構成する樹脂としては、通常、ゴム弾性を有するものが用いられ、中でも、天然ゴム、合成ゴム、シリコーン樹脂、熱可塑性エラストマー及び尿素樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂を用いるのが、充填被覆部３Ａを介して導電体（陽極体）５２のリード線５３を差込口３７に挿通するのが容易なものとなる（陽極体５２のリード線５３を充填被覆部３Ａに突き刺して差込口３７を介してリード線挿通孔３８に挿通する操作を容易に行うことができる）点で、好ましい。これらの中でも、シリコーン樹脂が特に好適である。

前記天然ゴムとしては、特に限定されるものではないが、例えばイソプレンゴム等が挙げられる。前記合成ゴムとしては、特に限定されるものではないが、例えばブタジエンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルゴム等が挙げられる。前記シリコーン樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば未変性のシリコーン樹脂、エポキシ変性シリコーン樹脂等が挙げられる。前記熱可塑性エラストマーとしては、特に限定されるものではないが、例えばスチレンブタジエンブロック共重合体エラストマー、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ニトリル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、フッ素系エラストマー、塩素化ポリエチレンエラストマー、塩素化エチレンコポリマー系エラストマー、エステルハロゲン系エラストマー等が挙げられる。

前記被覆部３（３Ａ、３Ｂ）を構成する樹脂としては透明樹脂を用いるのが好ましく、この場合には、ソケット本体部２のリード線差込口３７等の腐食の有無や腐食の程度の確認を容易に行うことができる利点がある。

次に、本発明に係るコンデンサ素子製造用治具１０の一実施形態を図１、２に示す。前記コンデンサ素子製造用治具１０は、上述した本発明のソケット１（並列連結ソケット８）を用いて構成されたものである。前記コンデンサ素子製造用治具１０は、回路基板１１と、複数個のソケット１とを備える。

前記回路基板１１としては、絶縁性基板が用いられる。前記絶縁性基板の材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、ガラスエポキシ樹脂、イミド樹脂、セラミックス等が挙げられる。

前記回路基板１１の表面には、図１に示すように、一対の電気接続端子１４、１５を有する電気回路３０が形成されている。この電気回路３０は、電流を制限する回路（例えば、図７、図８の回路等）を有し、本発明のソケット８及びそれに接続されたリード線５３を介して、各導電体（陽極体）５２ごとに独立して電流を供給する。

したがって、各各導電体（陽極体）５２に流れる最大の電流値は、前記回路の電流制限値になる。電流を制限する回路としては、得られるコンデンサの偏差をできるだけ少なくするために、定電流回路（例えば、図７）とすることが好ましい。前記電気回路３０が、さらに、各導電体（陽極体）５２に印加される電圧を制限する回路であるのがより好ましい。比較的大きな電流を流しても、導電体５２に印加される最大の電圧値が制限されるので、化成や半導体層形成の処理時間を短縮できる。

前記一対の電気接続端子１４、１５は、一方の端子１４が前記回路基板１１の長さ方向の一端部に設けられ、他方の端子１５が前記回路基板１１の長さ方向の他端部に設けられている。一方の電気接続端子は、電流制限端子１４であり、この端子１４に与える電圧により電流の制限値が設定される。例えば、図７の回路の場合、電流制限端子１４と後述する電圧制限端子１５との電位差により、図８の回路の場合、電流制限端子１４と陰極板５１との電位差により、それぞれ設定できる。

前記他方の電気接続端子は、電圧制限端子１５であり、この端子１５に与える電圧により各導電体（陽極体）５２に印加される最大の電圧値が制限される。例えば、図７及び図８の回路の場合、電圧制限端子１５と陰極板５１との電位差により設定できる。

また、前記回路基板１１の下端部に前記ソケット１が取り付けられている。即ち、図１、２に示すように、前記回路基板１１の下端部に並列連結ソケット（被覆部３を有しない以外は本発明の並列連結ソケット８と同一構成である）８８が固定され、各ソケット８１の上方に延ばされたリード線部８４が約９０度湾曲状に折り曲げられ、該リード線部８４の先端側が前記回路基板１１の下部に設けられた貫通孔にそれぞれ挿通されて半田２０で該回路基板１１に固着されている（図２参照）。そして、前記回路基板１１に固着された各ソケット８１の底面の差込口に、本発明の並列連結ソケット８の各ソケット１のリード線部４が挿通接続されることによって、前記並列連結ソケット８が前記回路基板１１の下端部に取り付けられている（図１、２、６参照）。前記回路基板１１にこのような態様で前記並列連結ソケット８（複数個のソケット１）が取り付けられて本発明のコンデンサ素子製造用治具１０が構成されている。図２に示す１段目の並列連結ソケット（被覆部３を有しない）８８において、８２はソケット本体部、８５は絶縁部である。

なお、本発明の並列連結ソケット８の各ソケット１のリード線部４を、前記並列連結ソケット８８を介さずに直接に、前記回路基板１１の下部の貫通孔にそれぞれ挿通して半田２０で該回路基板１１に固着することによって、前記回路基板１１の下端部に並列連結ソケット８を直接に取り付けた構成を採用してもよい。

また、本発明において、コンデンサ素子製造用治具１０の回路基板１１の電気接続回路は、図７に示す構成のものに特に限定されるものではなく、例えば図８に示すような回路構成であってもよい。

次に、上記コンデンサ素子製造用治具１０を用いたコンデンサ素子の製造方法について説明する。図５にコンデンサ素子の製造方法の一例を概略図で示す。図７は、このコンデンサ素子の製造方法を電気回路的に示した模式図である。

まず、中に処理液５９が投入された処理容器５０を準備する。前記処理液５９としては、誘電体層５４形成のための化成処理液、半導体層５５形成のための半導体層形成用溶液等が挙げられる。

一方、前記コンデンサ素子製造用治具１０のソケット１に、リード線５３を有する導電体（陽極体）５２を接続する。即ち、前記コンデンサ素子製造用治具１０のソケット１の充填被覆部３Ａに、陽極体５２のリード線５３を突き刺して該リード線５３をリード線差込口３７を介してリード線挿通孔３８に挿通せしめることによって、ソケット１に導電体（陽極体）５２を電気的に接続する（図６参照）。前記リード線５３の先端側が、前記ソケット本体部２の空洞部２３内の金属製ばね部材２４と接触状態となるから、ソケット１と導電体（陽極体）５２とが電気的に接続される。

次いで、前記導電体（陽極体）５２がセットされたコンデンサ素子製造用治具１０を、前記処理容器５０の上方位置に配置せしめ、前記導電体（陽極体）５２の少なくとも一部（通常は全部）が前記処理液５９に浸漬される状態まで治具１０を下降せしめてその高さ位置で治具１０を固定する（図５参照）。

そして、前記導電体（陽極体）５２の浸漬状態において、前記導電体５２を陽極にし、前記処理液５９中に配置した陰極板５１を陰極にして通電する（図５、７参照）。第１番目の処理液５９として化成処理液を用いると、前記通電により導電体５２の表面に誘電体層５４（図９参照）を形成することができる（誘電体層形成工程）。

次いで、前記処理容器５０内から化成処理液５９を取り出して除去し、必要に応じて前記誘電体層５４を表面に備えた導電体（陽極体）５２を水洗、乾燥させた後、前記処理容器５０内に新たに半導体層形成用溶液５９を投入して、前記同様に前記導電体（陽極体）５２の少なくとも一部（通常は全部）が前記半導体層形成用溶液５９に浸漬される状態まで治具１０を下降せしめてその高さ位置で治具１０を固定し、前記導電体５２を陽極にし、前記半導体層形成用溶液５９中に配置した陰極板５１を陰極にして通電すると、即ち第２番目の処理液５９として半導体層形成用溶液を用いて通電すると、導電体５２表面の誘電体層５４の表面に半導体層５５を形成することができ（半導体層形成工程）、こうして導電体５２の表面に誘電体層５４が積層され、該誘電体層５４の表面にさらに半導体層５５が積層されてなるコンデンサ素子５６を製造することができる（図９参照）。

前記導電体５２としては、特に限定されるものではないが、例えば、弁作用金属及び弁作用金属の導電性酸化物からなる群より選ばれる導電体の少なくとも１種を例示できる。これらの具体例としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム、一酸化ニオブ、一酸化ジルコニウム等が挙げられる。また、基体の表層に導電体が積層された積層体であってもよい。表層に導電体が積層された積層体の例としては、紙、絶縁性高分子、ガラス等の基体に前記導電体が積層された積層体等が挙げられる。

前記導電体５２の形状としては、特に限定されず、箔状、板状、棒状、直方体状等が挙げられる。

前記化成処理液５９としては、特に限定されるものではないが、例えば有機酸またはその塩（例えば、アジピン酸、酢酸、アジピン酸アンモニウム、安息香酸等）、無機酸またはその塩（例えば、燐酸、珪酸、燐酸アンモニウム、珪酸アンモニウム、硫酸、硫酸アンモニウム等）等の従来公知の電解質が溶解又は懸濁した液などが挙げられる。このような化成処理液を用いて前記通電を行うことによって導電体５２の表面に、Ｔａ₂Ｏ₅、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｚｒ₂Ｏ₃、Ｎｂ₂Ｏ₅等の絶縁性金属酸化物を含む誘電体層５４を形成することができる。

なお、このような化成処理液を用いた誘電体層形成工程を省略して、既に表面に誘電体層５４が設けられた導電体５２を前記半導体層形成工程に供してもよい。このような表面の誘電体層５４としては、絶縁性酸化物から選ばれる少なくとも１つを主成分とする誘電体層、セラミックコンデンサやフィルムコンデンサの分野で従来公知の誘電体層が挙げられる。

前記半導体層形成用溶液５９としては、通電により半導体が形成され得る溶液であれば特に限定されず、例えば、アニリン、チオフェン、ピロール、メチルピロール、これらの置換誘導体（例えば、３，４−エチレンジオキシチオフェン等）等を含有する溶液などが挙げられる。前記半導体層形成用溶液５９にさらにドーパントを添加してもよい。前記ドーパントとしては、特に限定されるものではないが、例えば、アリールスルホン酸またはその塩、アルキルスルホン酸またはその塩、各種高分子スルホン酸またはその塩等の公知のドーパント等が挙げられる。このような半導体層形成用溶液５９を用いて前記通電を行うことによって前記導電体５２表面の誘電体層５４の表面に、例えば導電性高分子（例えばポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリメチルピロール等）からなる半導体層５５を形成することができる。

本発明では、上記製造方法で得られたコンデンサ素子５６の半導体層５５の上に、コンデンサの外部引き出し用の電極端子（例えば、リードフレーム）との電気的接触を良くするために、電極層を設けてもよい。

前記電極層は、例えば導電ペーストの固化、メッキ、金属蒸着、耐熱性の導電樹脂フィルムの形成等により形成することができる。導電ペーストとしては、銀ペースト、銅ペースト、アルミニウムペースト、カーボンペースト、ニッケルペースト等が好ましい。これらは１種を用いても２種以上を用いてもよい。２種以上を用いる場合、混合してもよく、または別々の層として重ねてもよい。

このようにして得たコンデンサ素子５６の導電体５２及び半導体層５５に、それぞれ電極端子を電気的に接続し（例えば、リード線５３を一方の電極端子に溶接し、電極層（半導体層）５５を銀ペーストなどで他方の電極端子に接着する）、前記電極端子の一部を残して封止することによりコンデンサが得られる。

封止方法は、特に限定されないが、例えば、樹脂モールド外装、樹脂ケース外装、金属製ケース外装、樹脂のディッピングによる外装、ラミネートフィルムによる外装などがある。これらの中でも、小型化と低コスト化が簡単に行えることから、樹脂モールド外装が好ましい。

次に、本発明の具体的実施例について説明するが、本発明はこれら実施例のものに特に限定されるものではない。

＜実施例１＞
［陽極体（導電体）５２の作製］
ニオブ（Ｎｂ）インゴットを水素脆性を利用して粉砕して得たニオブ一次粉（平均粒子径０．２０μｍ）を造粒することによって、平均粒子径１２７μｍのニオブ粉末を得た（このニオブ粉末は微粉であるため自然酸化されていて酸素を１１質量％含有する。次に、得られたニオブ粉末を４５０℃の窒素雰囲気中に放置した後、さらに７００℃のアルゴン雰囲気中に放置することにより、窒化量８０００ｐｐｍの一部窒化されたニオブ粉末（ＣＶ値：２８００００μＦ・Ｖ／ｇ）を得た。前記一部窒化ニオブ粉末を直径０．２９ｍｍのニオブ線（リード線）と共に成形した後、１２７０℃で焼結することにより、直方体形状で長さ２．３ｍｍ×幅１．７ｍｍ×厚さ１．０ｍｍの焼結体（陽極体）５２を作製した。なお、ニオブのリード線５３は、焼結体５２の１．７ｍｍ×１．０ｍｍの面から内方に１．３ｍｍ入り込んだ位置まで埋め込まれる一方、該面の中央から外方に向けて１０ｍｍ突出するように一体に成形されている。

［本発明の並列連結ソケット８の作製］
１個の並列連結ソケット（プレシデップ社製「ＰＣＤレセプタクル３１１シリーズ丸ピンＤＩＰソケット」、２．５４ｍｍピッチ、６４ピン連結ソケット、リード線４は曲げられずに直線状に延ばされている）を準備し、この並列連結ソケットの底面に凹設された各リード線差込口３７のそれぞれにシリコーン樹脂（ＧＥ東芝シリコーン社製「ＴＳＥ３９２−Ｃ」）を注入充填して充填被覆部３Ａを形成すると共に、ソケット本体部２の外面の全部に同一のシリコーン樹脂を被覆して外周被覆部３Ｂを形成する（リード線４を除く金属露出部を全てシリコーン樹脂で被覆する）ことによって、本発明の並列連結ソケット８を得た（図３参照）。

［本発明の固体電解コンデンサ素子製造用治具の作製］
まず、長さ１９４．０ｍｍ×幅３３．０ｍｍ×厚さ１．６ｍｍの銅張ガラスエポキシ基板（回路基板）１１を準備した（図１参照）。この銅張ガラスエポキシ基板１１は、長さ方向（図面左右方向）の両端部における幅方向（図面上下方向）の一端側（図面下側）に切り欠き部１２が設けられており、この左右の切り欠き部１２、１２の上側の領域にそれぞれ２３ｍｍ×８ｍｍの大きさの電気端子部１４、１５が設けられている。一方の切り欠き部１２の上側の領域に電流制限端子１４が設けられ、他方の切り欠き部１２の上側の領域に電圧制限端子１５が設けられている（図１参照）。

前記銅張ガラスエポキシ基板１１には、図７の回路、すなわち６４個の２０ｋΩの抵抗器（誤差１％）１８及び６４個のトランジスタ（２ＳＡ２１５４ＧＲ）１９並びに片面（正面）のみに１個の並列連結ソケット（プレシデップ社製「ＰＣＤレセプタクル３９９シリーズ丸ピンＤＩＰソケット」、２．５４ｍｍピッチ、６４ピン連結ソケット）８８が実装されている（図１、２参照）。

各ソケット８１のリード線８４は、図２に示すように、ソケット本体部８２の上面から上方に向けて延ばされたのち基板１１に向けて約９０度湾曲状に折り曲げられ、該基板１１の下部に設けられた６４個の穴にそれぞれ挿通されて半田２０で回路基板１１に固着されている。

前記並列連結ソケット８８の底面に凹設されたリード線差込口に、上記本発明の並列連結ソケット８（並列連結ソケットの底面のリード線差込口３７にシリコーン樹脂を充填して充填被覆部３Ａを形成すると共にソケット本体部２の外面の全部にもシリコーン樹脂を被覆して外周被覆部３Ｂを形成してなるもの）の各リード線４をそれぞれ差し込んで連結して、前記並列連結ソケット８８の下に本発明の並列連結ソケット８を連結して２段に構成した。こうして銅張ガラスエポキシ基板（回路基板）１１に並列連結ソケット８が取り付けられてなる固体電解コンデンサ素子製造用治具１０を得た（図１、２参照）。なお、２段目の並列連結ソケット８を陽極体５２接続端子として用いる。

［コンデンサ素子の製造］
前記固体電解コンデンサ素子製造用治具１０の並列連結ソケット８の各リード線差込孔３８に、前記陽極体（導電性焼結体）５２のニオブのリード線５３を挿通して電気的に接続した（図５、６参照）。即ち、前記陽極体５２のリード線５３を前記ソケット１の充填被覆部３Ａに突き刺して前記リード線差込孔３８に挿通して該ソケット１に電気的に接続した。このように陽極体５２が接続されたコンデンサ素子製造用治具１０を４枚準備し、これらを、接続された陽極体５２が下に吊るされる向きとなるように、平行に配列させる保持枠に取り付けた。この保持枠を、中に２質量％燐酸水溶液（処理液）５９が入った金属（ステンレス）製の処理容器５０の上方位置に配置せしめた（図５参照）。前記４枚のコンデンサ素子製造用治具１０は、互いに８ｍｍの間隔をあけて平行状に前記保持枠に取り付けられている。なお、前記金属製処理容器５０は、陰極板５１の役割も兼ねる。

前記保持枠を操作して、前記陽極体５２の全部及びリード線５３の下端５ｍｍ分が前記処理液５９に浸漬されるように前記治具１０を下降せしめてその高さ位置で固定した。この浸漬状態で、電圧制限値（化成電圧）が１０Ｖとなるように電圧制限端子１５と陰極板（金属製処理容器５０を含む）５１との間に電圧を印加し、電流制限値が２ｍＡとなるように電流制限端子１４と電圧制限端子１５との間に電圧を印加して、通電した。前記処理液５９の温度を６５℃に維持した状態で６時間陽極酸化を行うことによって、前記導電性焼結体５２の細孔及び外表面並びにリード線の一部（５ｍｍ分）の表面に誘電体層５４を形成した。

＜比較例１＞
２段目のソケットにおいて被覆部３（充填被覆部３Ａ及び外周被覆部３Ｂ）を設けない構成とした以外は、実施例１と同様にして化成処理を行って誘電体層を形成した（誘電体層形成工程を実施した）。

＜実施例２＞
陽極体５２として、次のような陽極体Ｘを用いた以外は、実施例１と同様にして化成処理を行って誘電体層５４を形成した（誘電体層形成工程を実施した）。即ち、実施例１で得られた一部窒化ニオブ粉末を０．１５ｍｍφ（直径０．１５ｍｍ）のニオブ線（リード線）と共に成形した後、１２７０℃で焼結することにより、直方体形状で長さ１．１ｍｍ×幅０．５３ｍｍ×厚さ０．４３ｍｍの陽極体Ｘ（焼結体）５２を作製し、これを用いた。なお、この陽極体Ｘでは、ニオブのリード線５３は、焼結体の０．５３ｍｍ×０．４３ｍｍの面から内方に０．７４ｍｍ入り込んだ位置まで埋め込まれる一方、該面の中央から外方に向けて１０ｍｍ突出するように一体に成形されている。

＜比較例２＞
２段目のソケットにおいて被覆部３（充填被覆部３Ａ及び外周被覆部３Ｂ）を設けない構成とした以外は、実施例２と同様にしたが、被覆部３を設けていないので、導電体５２を２段目のソケットに接続固定することができなかった（導電体５２が２段目のソケットから脱落した）。従って、この比較例２については、これ以後の化成処理を行うことがでなかった。

上記のようにして化成処理を行った後、陽極体５２を取り外し、また２段目のソケット１を取り外し、このソケット１の底面のリード線差込口３７の腐食の有無、程度を目視により観察した。観察後、再度２段目のソケット１を１段目のソケット８１に差し込んだ後該２段目のソケット１に新たな陽極体５２を差し込んで接続して前記同様にして化成処理を行った。この第２回の化成処理を行った後、前記同様に、陽極体５２を取り外し、また２段目のソケット１を取り外し、このソケット１の底面のリード線差込口３７の腐食の有無、程度を目視により観察した。このような化成処理、腐食観察を繰り返し行うことにより、何回目の化成処理で腐食がどの程度進むかを比較例１と実施例１に関して調べた。

その結果、比較例１では、８回目の化成処理で６４連ソケットの数個のソケットで腐食が始まり、２２回目の化成処理で６４連ソケットの約半数のソケットが腐食することがわかった。また、１４回目の化成処理後において処理容器５０の内部の底面（化成処理液の底部）には銅色の粉状物質が薄く堆積されていた。

これに対し、実施例１では、５７回目の化成処理後においても全てのソケット１においてリード線差込口３７を含めて全く腐食が認められなかった。また、１１５回目の化成処理後において処理容器５０の内部の底面（化成処理液の底部）には何らの粉状物質も観察されることはなかった。

また、実施例２では、７４回目の化成処理後においても全てのソケット１においてリード線差込口３７を含めて全く腐食が認められないことを確認した。

次に、実施例１で２２回目の化成処理で得られた、表面に誘電体層５４が形成された導電体５２の該誘電体層５４の表面に、導電性高分子（アントラキノンスルホン酸がドープされたエチレンジオキシチオフェンポリマー）からなる半導体層５５、カーボンペースト、銀ペーストを順次積層硬化し、リードフレーム付け、封止、エージング、フレーム切断折り曲げ加工、電気測定を順次行って、大きさ３．５ｍｍ×２．８ｍｍ×１．８ｍｍ、定格２．５Ｖ、容量３３０μＦのチップ状固体電解コンデンサを作製した。また、比較例１で２２回目の化成処理で得られた、表面に誘電体層５４が形成された導電体５２を用いて前記同様にして定格２．５Ｖ、容量３３０μＦのチップ状固体電解コンデンサを作製した。

＜固体電解コンデンサの耐湿性試験＞
上記実施例１系の固体電解コンデンサ２０個および上記比較例１系の固体電解コンデンサ２０個を、ピーク温度２６０℃５秒で２３０℃以上が３０秒の温度パターンを有するリフロー炉中で基板に実装した後、該実装品を６０℃９０％ＲＨの恒温恒湿槽に入れ、電圧無印加状態で２０００時間放置した。この後室温に戻し、この実装品について室温で２．５Ｖ印加で３０秒後のＬＣ（漏れ電流）測定を行った。

その結果、実施例１系の実装品では、コンデンサ２０個全てにおいてＬＣ（漏れ電流）値は０．１ＣＶμＡ以下であり良好であった。これに対し、比較例１系の実装品は、９個のコンデンサがＬＣ（漏れ電流）値が０．１ＣＶμＡを超えておりＬＣ値不良であることがわかった。

本願は、２００９年１２月１５日付で出願された日本国特許出願の特願２００９−２８４０３３号の優先権主張を伴うものであり、その開示内容は、そのまま本願の一部を構成するものである。

本発明に係るソケットは、コンデンサ素子製造用治具の部材として好適に用いられるが、特にこのような用途に限定されるものではない。また、本発明のコンデンサ素子製造用治具は、電解コンデンサ素子製造用治具として好適に用いられるが、特にこのような用途に限定されるものではない。また、本発明の製造方法により得られたコンデンサは、例えば、パソコン、サーバー、カメラ、ゲーム機、ＤＶＤ、ＡＶ機器、携帯電話等のデジタル機器や、各種電源等の電子機器に利用可能である。

１…ソケット
２…ソケット本体部
３…被覆部
３Ａ…充填被覆部
３Ｂ…外周被覆部
４…リード線部
５…絶縁部
８…並列連結ソケット
１０…コンデンサ素子製造用治具
１１…回路基板
１４…電流制限素子（電気接続端子）
１５…電圧制限素子（電気接続端子）
１８…抵抗器
１９…トランジスタ
３０…電気回路
３１…ダイオード
３７…リード線差込口
５１…陰極板
５２…陽極体（導電体）
５４…誘電体層
５５…半導体層
５６…コンデンサ素子
５９…処理液（化成処理液、半導体層形成用溶液）

Claims (14)

1. 差込口が設けられた導電性のソケット本体部と、
   前記ソケット本体部の一部を前記差込口を塞がない態様で覆う樹脂製絶縁部と、
   前記ソケット本体部の少なくとも前記差込口を被覆する樹脂製被覆部と、を備えることを特徴とするソケット。
2. 前記被覆部は、前記ソケット本体部の外面の全部を被覆する請求項１に記載のソケット。
3. 前記被覆部を構成する樹脂は、天然ゴム、合成ゴム、シリコーン樹脂、熱可塑性エラストマー及び尿素樹脂からなる群より選ばれる少なくとも１種の樹脂である請求項１または２に記載のソケット。
4. 前記被覆部を構成する樹脂は、シリコーン樹脂である請求項１または２に記載のソケット。
5. 前記被覆部を構成する樹脂は透明である請求項１〜４のいずれか１項に記載のソケット。
6. 前記ソケット本体部と電気的に接続された導電性のリード線部を有する請求項１〜５のいずれか１項に記載のソケット。
7. 電流を制限する電気回路が形成された回路基板と、
   前記回路基板に取り付けられた請求項１〜６のいずれか１項に記載のソケットと、を備え、
   前記ソケット本体部は、電気的に前記電気回路に接続されていることを特徴とするコンデンサ素子製造用治具。
8. 前記電流を制限する電気回路が定電流回路である請求項７に記載のコンデンサ素子製造用治具。
9. 前記電気回路が、さらに、電圧を制限する回路でもある請求項７または８に記載のコンデンサ素子製造用治具。
10. 前記ソケットは、前記回路基板の端部に取り付けられている請求項７〜９のいずれか１項に記載のコンデンサ素子製造用治具。
11. 請求項７〜１０のいずれか１項に記載のコンデンサ素子製造用治具のソケットに導電体を接続すると共に、該導電体を化成処理液中に浸漬し、この浸漬状態で、前記導電体を陽極にし、前記化成処理液中に配置した電極を陰極にして通電することによって、前記導電体の表面に誘電体層を形成する誘電体層形成工程を含むことを特徴とするコンデンサ素子の製造方法。
12. 請求項７〜１０のいずれか１項に記載のコンデンサ素子製造用治具のソケットに、表面に誘電体層が設けられた導電体を接続すると共に、該導電体を半導体層形成用溶液中に浸漬し、この浸漬状態で、前記導電体を陽極にし、前記半導体層形成用溶液中に配置した電極を陰極にして通電することによって、前記導電体表面の誘電体層の表面に半導体層を形成する半導体層形成工程を含むことを特徴とするコンデンサ素子の製造方法。
13. 請求項７〜１０のいずれか１項に記載のコンデンサ素子製造用治具のソケットに導電体を接続すると共に、該導電体を化成処理液中に浸漬し、この浸漬状態で、前記導電体を陽極にし、前記化成処理液中に配置した電極を陰極にして通電することによって、前記導電体の表面に誘電体層を形成する誘電体層形成工程と、
    前記誘電体層形成工程を経て得られた、表面に誘電体層が設けられた導電体を、半導体層形成用溶液中に浸漬し、この浸漬状態で、前記導電体を陽極にし、前記半導体層形成用溶液中に配置した電極を陰極にして通電することによって、前記導電体表面の誘電体層の表面に半導体層を形成する半導体層形成工程と、を含むことを特徴とするコンデンサ素子の製造方法。
14. 請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の製造方法で得たコンデンサ素子の導電体及び半導体層に、それぞれ電極端子を電気的に接続し、前記電極端子の一部を残して封止するコンデンサの製造方法。

Images