JPWO2017217359A1 - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

固体電解コンデンサおよびその製造方法 Download PDF

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Abstract

固体電解コンデンサは、陽極リード体と、弁作用金属からなり、陽極リード体の少なくとも一部に接続された陽極体、陽極体の表面に形成された誘電体層、誘電体層上に形成された固体電解質層、および固体電解質層上に形成された陰極層を含むコンデンサ素子と、陽極リード体と対向する陽極接続端子と、陰極層と対向する陰極接続端子とが設けられた実装基板と、を備え、陽極リード体と陽極接続端子、および陰極層と陰極接続端子は、異方導電性材料を介して電気的に接続されている。

Description

本発明は、固体電解コンデンサおよびその製造方法に関する。
固体電解コンデンサにおいて、コンデンサ素子と実装基板との間を導電性接着剤で電気的に接続する表面実装に対応した構造が知られている。
特許文献1は、コンデンサ素子と、上面で銀電極層と導電性接着剤を介して接続され、下面でコンデンサの実装用となる陰極端子と、上面で陽極導通片と導電性接着剤を介して接続され、下面でコンデンサの実装用となる陽極端子を有する基板端子を備えた表面実装型固体電解コンデンサを開示している。
特開2011−108843号公報
近年、固体電解コンデンサの薄型化の要求が高まり、陽極リード体および陽極体を始め、各部材を薄型にする方法が検討されている。しかしながら、薄型化に伴い、各部材のハンドリングが困難となること、コンデンサ素子と実装基板間の距離が小さくなり外装樹脂での封止が困難となること等、製造が煩雑となるという課題がある。
本発明の目的は、製造が容易であり、かつ薄型化が可能な固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法を提供することにある。
本発明の一態様の固体電解コンデンサは、陽極リード体と、弁作用金属からなり、前記陽極リード体の少なくとも一部に接続された陽極体、該陽極体の表面に形成された誘電体層、該誘電体層上に形成された固体電解質層、および該固体電解質層上に形成された陰極層を含むコンデンサ素子と、前記陽極リード体と対向する陽極接続端子と、前記陰極層と対向する陰極接続端子とが設けられた実装基板と、を備え、前記陽極リード体と前記陽極接続端子、および前記陰極層と前記陰極接続端子は、異方導電性材料を介して電気的に接続されている。
また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記異方導電性材料が、前記陽極リード体および前記コンデンサ素子と、前記実装基板との間に充填されていることが好ましい。
また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記陽極体が、薄板状の粉末焼結体であることが好ましい。
また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記陽極リード体に容器状凹部が設けられ、前記容器状凹部の内部に前記陽極体が接続されていることが好ましい。
また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記実装基板が、前記コンデンサ素子と対向する面を有する基部と、前記陽極接続端子が配置される部分に前記陽極リード側に突出形成された嵩上げ部を備えていることが好ましい。
また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記陽極リード体または前記陽極接続端子の少なくとも一方には、前記異方導電性材料と接する突出部が設けられていることが好ましい。
また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記突出部が、前記陽極接続端子に設けられためっきからなるバンプであることが好ましい。
また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記突出部が、前記陽極リード体に設けられた金属片であることが好ましい。
また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記突出部が、前記陽極リード体の端部を折り曲げて形成されていることが好ましい。
また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記実装基板が、前記コンデンサ素子と対向する面に凹部を有するキャビティ基板であることが好ましい。
本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、陽極リード体を箔状に形成する第1の工程と、前記陽極リード体の少なくとも一部に接続された弁作用金属の焼結体からなる陽極体、該陽極体の表面に形成された誘電体層、該誘電体層上に形成された固体電解質層、および該固体電解質層上に形成された陰極層を含むコンデンサ素子を形成する第2の工程と、前記陽極リード体と対向する陽極接続端子と、前記陰極層と対向する陰極接続端子とが設けられた実装基板を準備する第3の工程と、前記実装基板上において、前記陽極リード体および前記コンデンサ素子と、前記実装基板との間に異方導電性材料を配置する第4の工程と、前記陽極リード体と前記陽極接続端子、および前記陰極層と前記陰極接続端子を、前記異方導電性材料を介して電気的に接続する第5の工程と、を含む。
また、本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記第3の工程において、前記リード体または前記陽極接続端子の少なくとも一方に、前記異方導電性材料と接する突出部を形成することが好ましい。
また、本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記第2の工程において、前記陽極リード体と前記焼結体を接続する部分に、絞り加工で容器状凹部を形成することが好ましい。
また、本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記第3の工程において、前記実装基板の陽極接続端子が形成されるべき部分に絶縁基板で嵩上げ部を形成することが好ましい。
また、本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記第3の工程において、前記陽極接続端子に、めっきからなるバンプにより前記突出部を形成することが好ましい。
また、本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記第3の工程において、前記陽極リードに金属片を接合し前記突出部を形成することが好ましい。
また、本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記第3の工程において、前記陽極リードの端部を折り曲げて前記突出部を形成することが好ましい。
また、本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記第3の工程において、前記実装基板として、前記コンデンサ素子と対向する面に凹部を有するキャビティ基板を準備することが好ましい。
本発明によれば、製造が容易であり、かつ薄型化が可能な固体電解コンデンサを得ることができる。
本発明の第1の実施形態に係る固体電解コンデンサを示す模式図であり、(a)は固体電解コンデンサの断面模式図、(b)は陽極体と陽極リード体の位置関係を示す上面模式図、(c)は陽極体の変形例と陽極リード体の位置関係を示す上面模式図である。 本発明の第2の実施形態に係る固体電解コンデンサの断面を示す模式図である。 本発明の第3の実施形態に係る固体電解コンデンサを示す模式図であり、(a)は固体電解コンデンサの断面模式図、(b)は陽極体と陽極リード体の位置関係を示す上面模式図、(c)は陽極体の変形例と陽極リード体の位置関係を示す上面模式図である。 本発明の第3の実施形態の変形例に係る固体電解コンデンサを示す模式図であり、(a)は固体電解コンデンサの断面模式図、(b)は陽極体と陽極リード体の位置関係を示す上面模式図、(c)は陽極体の変形例と陽極リード体の位置関係を示す上面模式図である。 本発明の第4の実施形態に係る固体電解コンデンサを示す模式図であり、(a)は固体電解コンデンサの断面模式図、(b)は陽極リード体の斜視模式図、(c)は陽極体と陽極リード体の位置関係を示す断面模式図である。 本発明の第5の実施形態に係る固体電解コンデンサを示す模式図であり、(a)は固体電解コンデンサの断面模式図、(b)は絶縁層の断面模式図、(c)は(b)とは異なる形態の絶縁層の断面模式図である。 本発明の第1の実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施形態に係る実装基板の模式図であり、(a)はコンデンサ素子の接続面を示す模式図であり、(b)は(a)においてA−A線の断面を示す模式図である。 本発明の第2の実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施形態に係る実装基板の模式図であり、(a)はコンデンサ素子の接続面を示す模式図であり、(b)は(a)においてB−B線の断面を示す模式図である。 本発明の第3の実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の第4の実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を示すフローチャートである。 本発明の第5の実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法の一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、繰り返し説明することによる煩雑さを避けるため、各図において同一または相当する部分には同一の符号を付して適宜説明を省略する。
[第1の実施形態]
図1を参照して、本発明の第1の実施形態に係る固体電解コンデンサ100について説明する。図1(a)は固体電解コンデンサ100の構造を示す断面模式図であり、図1(b)は陽極体1Aと陽極リード体2の位置関係を示す上面模式図であり、図1(c)は陽極体1Aの変形例と陽極リード体2の位置関係を示す上面模式図である。
ここでは、図1に示すように、直交座標系(x,y,z)を使用している。図1に図示した状態では、直交座標系(x,y,z)において、x軸方向は左右方向(幅方向)であり、y軸方向は上下方向(高さ方向)であり、z軸方向は前後方向(奥行方向)である。
図1(a)に示すように、固体電解コンデンサ100は、コンデンサ素子1と、陽極リード体2と、実装基板3と、導電性接着層10と、を備える。実装基板3は、第1の陽極接続端子4aと、第2の陽極接続端子4bと、第1の導電性突出部4Aaと、第2の導電性突出部4Abと、第1の陽極実装端子5aと、第2の陽極実装端子5bと、陰極接続端子6と、陰極実装端子7と、第1のビアホール8aと、第2のビアホール8bと、第3のビアホール8cと、絶縁層9と、を有する。
コンデンサ素子1は、陽極体1A、誘電体層1B、固体電解質層1C、および陰極層1Dを含み、上面1a、下面1b、左面1c、右面1d、前面(図示しない)、および後面(図示しない)の6面を有する直方体である。第1の実施形態において、コンデンサ素子1は薄板状に形成されている。なお、コンデンサ素子1の形状は特に限定されず、例えば円柱であってもよい。
陽極体1Aは、弁作用金属からなり、薄板状に形成された6面を持つ直方体の形状をしている。弁作用金属としては、例えばタンタル、ニオブ、チタン、およびアルミニウム等をあげることができる。
誘電体層1Bは、上面1aを除く陽極体1Aの5面に形成された酸化皮膜である。誘電体層1Bは、例えばTa(五酸化タンタル)から形成されている。
固体電解質層1Cは、誘電体層1B上に形成された電解質である。固体電解質層1Cは、例えばポリチオフェンまたはポリピロールから形成されている。なお、固体電解質層1Cは、ポリチオフェンまたはポリピロールの代わりに、例えば二酸化マンガンから形成されていてもよい。
陰極層1Dは、固体電解質層1C上に形成された陰極である。陰極層1Dは、例えばグラファイト層および銀ペースト層から形成されている。
陽極リード体2は、弁作用金属を箔状にして形成されており、陽極リード体上面2aおよび陽極リード体下面2bを有する。上述の陽極体1Aは、陽極リード体下面2bの中央部分に陽極リード体2と同様の弁作用金属の粉末を含むペーストを印刷した後、焼結することで形成されている。図1(b)を参照し、陽極体1Aと陽極リード体2の位置関係について説明する。図1(b)は、陽極体1Aと陽極リード体2とを上面から見た模式図である。図1(b)に示すように、陽極体1Aは、固体電解コンデンサ100の上面から見て、陽極リード体2の中央部に形成されている。また、図1(c)は、陽極体1Aを円柱形状に形成した場合の、陽極体1Aと陽極リード体2とを上面から見た模式図である。図1(c)に示すように、陽極体1Aを円柱形状に形成した場合であっても、陽極体1Aは、固体電解コンデンサ100の上面から見て、箔状に形成された陽極リード体2の中央部に形成されている。陽極体1Aは、弁作用金属粉末の焼結体であるため、薄型であるにもかかわらず静電容量を大きくすることが可能である。なお、陽極体1Aは、ペーストに限られない。具体的には後述するが、陽極体1Aは、例えば、プレス成形されたプレス体であってもよい。陽極リード体2は弁作用金属から形成されているので、その表面には酸化皮膜からなる誘電体層(図示せず)が形成されている。そのため、陽極リード体2は、誘電体層を介して陰極層1Dと接触するので、陽極リード体2と陰極層1Dとの間は絶縁されている。なお、陽極リード体2において、第1の陽極接続端子4aおよび第2の陽極接続端子4bが電気的に接続される部分に形成された誘電体層はレーザ等で除去されている。
実装基板3における絶縁層9は、コンデンサ搭載面9aおよび実装面9bを有している。第1の陽極接続端子4a、第2の陽極接続端子4b、および陰極接続端子6はコンデンサ搭載面9aに設けられている。第1の陽極実装端子5a、第2の陽極実装端子5b、および陰極実装端子7は実装面9bに設けられている。第1のビアホール8a、第2のビアホール8b、および第3のビアホール8cは絶縁層9の内部に形成されている。
第1の陽極接続端子4aおよび第2の陽極接続端子4bは、それぞれ、陽極リード体2と電気的に接続されている陽極側の接続端子である。具体的には、第1の陽極接続端子4aは、コンデンサ搭載面9aの左端部に設けられている。第2の陽極接続端子4bは、コンデンサ搭載面9aの右端部に設けられている。
第1の導電性突出部4Aaおよび第2の導電性突出部4Abは、それぞれ、第1の陽極接続端子4aおよび第2の陽極接続端子4bの上面から上方向に向かって突出する突起状のバンプであり、例えば銅めっきから形成されている。ここで、陽極リード体2と第1の陽極接続端子4aとの間は、第1の導電性突出部4Aaおよび後述の導電性接着層10を介して電気的に接続されている。陽極リード体2と第2の陽極接続端子4bとの間は、第2の導電性突出部4Abおよび導電性接着層10を介して電気的に接続されている。
ここで、第1の導電性突出部4Aaの第1の陽極接続端子4aの上面からの高さおよび第2の導電性突出部4Abの第2の陽極接続端子4bの上面からの高さをA、コンデンサ素子1の下面1bと陽極リード体下面2bとの間の距離をBとする。この時、AとBとの間に、0.75≦A/B≦1.5の関係が成り立つことが好ましい。また、AとBとの大きさは等しいことがさらに好ましい。これは、コンデンサ素子1と実装基板3とを異方導電性材料からなる導電性接着層10を介して圧着させた時に、陽極リード体2と第1の導電性突出部4Aaとの間、陽極リード体2と第2の導電性突出部4Abとの間、およびコンデンサ素子1と陰極接続端子6との間に同程度の大きさの圧力が加わるようにするためである。これにより、陽極リード体2と第1の導電性突出部4Aaとの間、陽極リード体2と第2の導電性突出部4Abとの間、およびコンデンサ素子1と陰極接続端子6との間の電気的な接続を良好に保つことができる。
ここでは、第1の導電性突出部4Aaおよび第2の導電性突出部4Abが銅めっきからなる突起状のバンプであるものとして説明したが、本発明はこれに限定されない。第1の導電性突出部4Aaおよび第2の導電性突出部4Abを、それぞれ、第1の陽極接続端子4aおよび第2の陽極接続端子4b上に形成する代わりに、例えば陽極リード体2の左部および右部に金属片を設けてもよい。この場合、第1の陽極接続端子4aおよび第2の陽極接続端子4bは、それぞれ、金属片を介して陽極リード体2と電気的に接続される。さらに、本発明は、陽極リード体2の左部および右部を、それぞれ、第1の陽極接続端子4aおよび第2の陽極接続端子4bに向かって90°折り曲げた構造であってもよい。この場合、第1の陽極接続端子4aおよび第2の陽極接続端子4bは、それぞれ、陽極リード体2と直接電気的に接続される。
第1の陽極実装端子5aは、実装面9bにおいて第1の陽極接続端子4aに対向する位置に設けられている。第1の陽極接続端子4aと第1の陽極実装端子5aとの間には第1のビアホール8aが形成されており、第1の陽極接続端子4aと第1の陽極実装端子5aとの間は第1のビアホール8aを介して電気的に接続されている。ここで、第1のビアホール8aは、例えば内壁に銅めっきが施されている。
第2の陽極実装端子5bは、実装面9bにおいて第2の陽極接続端子4bに対向する位置に設けられている。第2の陽極接続端子4bと第2の陽極実装端子5bとの間には第2のビアホール8bが形成されており、第2の陽極接続端子4bと第2の陽極実装基板端子5bとの間は第2のビアホール8bを介して電気的に接続されている。ここで、第2のビアホール8bは、例えば内壁に銅めっきが施されている。
陰極接続端子6は、コンデンサ素子1の陰極層1Dと電気的に接続されている陰極側の接続端子である。具体的には、陰極接続端子6は、コンデンサ搭載面9aの中央部分において、コンデンサ素子1と対向する位置に設けられている。
陰極実装端子7は、実装面9bにおいて陰極接続端子6に対向する位置に設けられている。陰極接続端子6と陰極実装端子7との間には第3のビアホール8cが形成されており、陰極接続端子6と陰極実装端子7との間は第3のビアホール8cを介して電気的に接続されている。ここで、第3のビアホール8cは、例えば内壁に銅めっきが施されている。
導電性接着層10は、異方導電性材料からなる。ここで、異方導電性材料とは、熱硬化性樹脂に微細の導電粒子を混合した後、膜状に成形した接続材料のことをいう。具体的には、異方導電性材料は、物同士を熱圧着できる接続材料であって、圧着部の厚み方向においては導電性を示し、圧着部の面方向においては絶縁性を示す性質を有する。このような異方導電性材料からなる接着部材としては、例えば異方導電性フィルムをあげることができる。第1の実施形態において、導電性接着層10は、第1の陽極接続端子4a、第2の陽極接続端子4b、第1の導電性突出部4Aa、第2の導電性突出部4Ab、および陰極接続端子6を含むコンデンサ搭載面9aの全面を覆うよう貼付されている。これにより、第1の陽極接続端子4aと陽極リード体2との間、第2の陽極接続端子4bと陽極リード体2との間、および陰極接続端子6とコンデンサ素子1の陰極層1Dとの間を同時に電気的に接続することができる。また、コンデンサ素子1と実装基板3との間の隙間は、導電性接着層10によって封止される。導電性接着層10は、左右方向において絶縁性を示すので、陽極接続端子4と陰極接続端子6との間は電気的に絶縁されている。すなわち、第1の実施形態は、コンデンサ素子1と実装基板3との間の隙間の充填と、コンデンサ素子1と実装基板3との間の電気的な接続とを同時に行うことができる。
上述の通り、第1の実施形態は、コンデンサ素子1と実装基板3との間を外装樹脂で封止する必要がなくなるので、関連技術と比べて製造工程を簡略化することができる。なお、第1の実施形態では、陽極リード体上面2aおよび端面が外部に露出した構成となっているが、外装樹脂等で保護されていてもよい。また、第1の実施形態は、陽極リード体2を薄板状に形成しているので、関連技術と比べ容易に薄型化を図ることができる。ここで、第1の実施形態は、陽極リード体2に陽極体1A(焼結体)を形成する構成を有している。通常、焼結体は、薄型化を図るにしたがい、折り曲げに対する耐性が低くなるという問題がある。しかしながら、第1の実施形態において、実装基板3の絶縁層9が折り曲げに対する補強部材として機能する。そのため、第1の実施形態は、陽極体1Aの薄型化を図ったにも関わらず折り曲げに対する耐性を高く保つことができる。
なお、第1の実施形態では、陽極体1Aを陽極リード体下面2bの中央部分に配置し、陽極リード体2の両端部に対応する部分に、第1の陽極接続端子4aおよび第2の陽極接続端子4bが位置している構成となっている。しかしながら、この構成に限定されず、陽極リード体下面2bの片側にのみ陽極体1Aを配置し、一方の端部に対応する部分のみに第1の陽極接続端子4aまたは第2の陽極接続端子4bを設ける構成としてもよい。
[第2の実施形態]
次に、図2を参照して、本発明の第2の実施形態に係る固体電解コンデンサ200について説明する。図2は、固体電解コンデンサ200の構造を示す断面模式図である。
ここでは、図2に示すように、直交座標系(x,y,z)を使用している。図2に図示した状態では、直交座標系(x,y,z)において、x軸方向は左右方向(幅方向)であり、y軸方向は上下方向(高さ方向)であり、z軸方向は前後方向(奥行方向)である。
固体電解コンデンサ200は、コンデンサ素子1と、陽極リード体2Aと、実装基板3と、導電性接着層10と、外装樹脂11と、を備える。実装基板3は、陽極接続端子4と、導電性突出部4Aと、陽極実装端子5と、陰極接続端子6と、陰極実装端子7と、第1のビアホール8aと、第2のビアホール8bと、絶縁層9と、を有する。
コンデンサ素子1は、上面1a、下面1b、左面1c、右面1d、前面(図示しない)、および後面(図示しない)の6面を有する直方体のコンデンサである。また、コンデンサ素子1は、陽極体1A、誘電体層1B、固体電解質層1C、および陰極層1Dを含む。
陽極リード体2Aは、コンデンサ素子1と同様の弁作用金属から線状または箔状に形成されており、コンデンサ素子1の左面1cの中央部分から左方向に向かって少なくとも一部が導出されている。また、陽極リード体2Aは、陽極リード体上端2Aa、陽極リード体下端2Ab、および陽極リード体左端2Acを有する。なお、陽極リード体2Aの右端(図示せず)は、陽極体1Aに埋設されている。
陽極接続端子4は、陽極リード体2Aと電気的に接続されている陽極側の接続端子である。具体的には、陽極接続端子4は、コンデンサ搭載面9aの左部において、陽極リード体2Aに対向する位置に設けられている。また、陽極接続端子4の上面には、導電性突出部4Aが形成されている。導電性突出部4Aは、陽極接続端子4の上面から上方向に向かって突出する突起状のバンプであって、例えば銅めっきから形成されている。第2の実施形態において、陽極リード体2と陽極接続端子4との間は、導電性突出部4Aおよび後述の導電性接着層10を介して電気的に接続されている。なお、導電性突出部4Aは銅めっきから形成されているが、これは例示であって、本発明を限定するものではない。
ここで、導電性突出部4Aの陽極接続端子4の上面からの高さをA、陽極リード体下端2Abとコンデンサ素子1の下面1bとの間の距離をBとした場合に、AとBの比率が0.75≦A/B≦1.5であることが好ましい。
なお、導電性突出部4Aは、上述した銅めっきからなる突起状のバンプに限定されない。導電性突出部4Aを形成する代わりに、例えば陽極リード体2Aの左部に金属片を設けてもよい。さらに、導電性突出部4Aを形成する代わりに、例えば陽極リード体2Aの左部を、陽極接続端子4に向かって90°折り曲げて、陽極リード体2Aと陽極接続端子4とを直接接続した構造であってもよい。
陰極接続端子6は、コンデンサ素子1の陰極層1Dと電気的に接続される陰極側の接続端子である。具体的には、陰極接続端子6は、コンデンサ搭載面9aの右部において、コンデンサ素子1と対向する位置に設けられている。
陽極実装端子5は、実装面9bの左端部において陽極接続端子4と対向する位置に形成されている。陽極接続端子4と陽極実装端子5との間には第1のビアホール8aが形成されており、陽極接続端子4と陽極実装端子5との間は第1のビアホール8aを介して電気的に接続されている。ここで、第1のビアホール8aは、例えば内壁に銅めっきが施されている。
陰極実装端子7は、実装面9bの右端部において陰極接続端子6と対向する位置に形成されている。陰極接続端子6と陰極実装端子7との間には第2のビアホール8bが形成されており、陰極接続端子6と陰極実装端子7との間は第2のビアホール8bを介して電気的に接続されている。ここで、第2のビアホール8bを介して電気的に接続されている。ここで、第2のビアホール8bは、例えば内壁に銅めっきが施されている。
導電性接着層10は、異方導電性材料からなり陽極接続端子4、導電性突出部4A、および陰極接続端子6を含むコンデンサ素子搭載面9aの全面を覆うように形成されている。導電性接着層10は、左右方向において絶縁性を示すので、陽極接続端子4と陰極接続端子6との間は電気的に絶縁されている。第2の実施形態は、導電性接着層10をコンデンサ素子搭載面9aの全面に形成することで、陽極接続端子4と陽極リード体2との間の電気的な接続と、陰極接続端子6とコンデンサ素子1における陰極層1Dとの間の電気的な接続とを同時に行うことができる。この際、コンデンサ素子1と実装基板3との間の隙間も導電性接着層10で封止することができる。
外装樹脂11は、導電性接着層10の上部においてコンデンサ素子1の外周を覆うように形成されている。外装樹脂11としては、例えばトランスファーモールド樹脂、液状エポキシ樹脂、および液晶ポリマーを用いることができる。
上述の通り、第2の実施形態は、外装樹脂11では充填することが困難なコンデンサ素子1と実装基板3との間の隙間を導電性接着層10によって封止することができる。そのため、第2の実施形態は、製造工程を簡略化することができる。
また、第1の実施形態と同様に、第2の実施形態は、実装基板3の絶縁層9が折り曲げに対する補強部材として機能する。そのため、第2の実施形態のように、コンデンサ素子1の左面1cから陽極リード体2の一部を導出する構造の固体電解コンデンサであっても、薄型化を図った場合の折り曲げに対する耐性を高く保つことができる。
[第3の実施形態]
次に、図3を参照して、本発明の第3の実施形態に係る固体電解コンデンサ300について説明する。図3(a)は固体電解コンデンサ300の構造を示す断面模式図であり、図3(b)は陽極体1A−1と陽極リード体2の位置関係を示す上面模式図であり、図3(c)は陽極体1A−1の変形例と陽極リード体2の位置関係を示す上面模式図である。
ここでは、図3に示すように、直交座標系(x,y,z)を使用している。図3に図示した状態では、直交座標系(x,y,z)において、x軸方向は左右方向(幅方向)であり、y軸方向は上下方向(高さ方向)であり、z軸方向は前後方向(奥行方向)である。
固体電解コンデンサ300は、コンデンサ素子1と、陽極リード体2と、実装基板3と、導電性接着層10と、外装樹脂11と、接続層12と、を備える。実装基板3は、陽極接続端子4と、導電性突出部4Aと、陽極実装端子5と、陰極接続端子6と、陰極実装端子7と、第1のビアホール8aと、第2のビアホール8bと、絶縁層9とを有する。以下では、固体電解コンデンサ300において、第1の実施形態の固体電解コンデンサ100との相違点についてのみ詳細に説明し、その他の構成については適宜説明を省略する。
コンデンサ素子1は、陽極体1A−1、誘電体層1B、固体電解質層1C、および陰極層1Dを含み、上面1a、下面1b、左面1c、右面1d、前面(図示しない)、および後面(図示しない)の6面を有する直方体である。また、第3の実施形態において、コンデンサ素子1は、左端部に形成されている。なお、第3の実施形態においても、コンデンサ素子1の形状は特に限定されず、例えば円柱であってもよい。
第3の実施形態において、陽極体1A−1は、弁作用金属をプレス成形することによって形成されたプレス体からなる陽極体である。図3(a)および図3(b)を参照し、陽極体1A−1と陽極リード体2の位置関係について説明する。図3(a)および図3(b)に示すように、プレス体からなる陽極体1A−1は、箔状に形成された陽極リード体2の左端部からはみ出して形成されている。すなわち、陽極体1A−1をプレス成形で形成することによって、ペーストの陽極体では作製できない形態も作製することができる。例えば、陽極体1A−1において、xz面の面積を大きくし静電容量を更に大きくなるように設計する場合、ペーストの陽極体では陽極リード体2の表面に印刷するため、陽極リード体2より大きい面積に形成できないが、プレス体からなる陽極体では、陽極リード体2の形状によらず成形できるため、陽極リード体2よりはみ出して大きい面積にも形成でき、静電容量の増加とともに設計自由度の向上や資材費の低減が可能となる。また、後述するように、陽極体1A−1をプレス成形することによって、陽極リード体2が箔状に限定されず、例えば線状のものを用いることも可能である。
陽極接続端子4は、コンデンサ搭載面9aの右部において、陽極リード体2に対向する位置に設けられている。また、陽極接続端子4の上面には、導電性突出部4Aが形成されている。
陰極接続端子6は、コンデンサ素子1の陰極層1Dと電気的に接続される陰極側の接続端子である。具体的には、陰極接続端子6は、コンデンサ搭載面9aの左部において、コンデンサ素子1と対向する位置に設けられている。
陽極実装端子5は、実装面9bの右端部において陽極接続端子4と対向する位置に形成されている。陽極接続端子4と陽極実装端子5との間には第1のビアホール8aが形成されている。
陰極実装端子7は、実装面9bの左端部において陰極接続端子6と対向する位置に形成されている。陰極接続端子6と陰極実装端子7との間には第2のビアホール8bが形成されている。
外装樹脂11は、陽極リード体2からはみ出した陽極体1A−1を覆うように陽極リード体2の上面に亘って形成されている。このような外装樹脂11として、例えばトランスファーモールド樹脂、液状エポキシ樹脂、および液晶ポリマーを用いることができる。第3の実施形態において、コンデンサ素子の一部、具体的には陽極リード体2の端面が露出している構成となっているが、外装樹脂11または導電性接着層10により覆われている構成としてもよい。
接続層12は、陽極体1A−1と、陽極リード体2とを接続する接続層である。接続層12としては、例えば弁作用金属を含むペースト状のバインダーを用いることができる。この場合、陽極体1A−1と、陽極リード体2とを接続するためには、ペーストを、陽極体1A−1および陽極リード体2の少なくとも一方に塗布し、陽極体1A−1および陽極リード体2を接続させる。その後、陽極体1A−1および陽極リード体2を同時に焼結することによって、陽極体1A−1と陽極リード体2との間に接続層12が形成される。これにより、陽極体1A−1と陽極リード体2とは、接続層12によって接続される。
[第3の実施形態の変形例]
図4を参照して、第3の実施形態の変形例について説明する。図4(a)は、第3の実施形態の変形例に係る固体電解コンデンサ300Aの構造を示す断面模式図であり、図4(b)は陽極体1A−1と陽極リード体2の位置関係を示す上面模式図であり、図4(c)は陽極体1A−1と陽極リード体2の位置関係のその他の例を示す上面模式図である。以下では、固体電解コンデンサ300Aと固体電解コンデンサ300との相違点についてのみ説明する。
ここでは、図4に示すように、直交座標系(x,y,z)を使用している。図4に図示した状態では、直交座標系(x,y,z)において、x軸方向は左右方向(幅方向)であり、y軸方向は上下方向(高さ方向)であり、z軸方向は前後方向(奥行方向)である。
図4(b)に示すように、陽極リード体2の前後方向の長さは、陽極体1A−1の前後方向の長さに比べて短い。具体的には、第3の実施形態の変形例に係る陽極リード体2は、線状に形成されている。すなわち、陽極体1A−1をプレス成形で形成することによって、陽極リード体2の形状が箔状以外の形態も作成することができる。また、図4(c)に示すように、第3の実施形態の変形例においても、陽極体1A−1の形状は特に限定されず、円柱形状であってもよい。
[第4の実施形態]
次に、図5を参照して、本発明の第4の実施形態に係る固体電解コンデンサ400について説明する。図5(a)は固体電解コンデンサ400の構造を示す断面模式図であり、図5(b)は陽極リード体2Bの斜視模式図であり、図5(c)は陽極体1Aと陽極リード体2Bの位置関係を示す断面模式図である。
ここでは、図5に示すように、直交座標系(x,y,z)を使用している。図5に図示した状態では、直交座標系(x,y,z)において、x軸方向は左右方向(幅方向)であり、y軸方向は上下方向(高さ方向)であり、z軸方向は前後方向(奥行方向)である。
図5(a)に示すように、固体電解コンデンサ400は、コンデンサ素子1と、陽極リード体2Bと、実装基板3と、導電性接着層10と、を備える。実装基板3は、第1の陽極接続端子4aと、第2の陽極接続端子4bと、第1の導電性突出部4Aaと、第2の導電性突出部4Abと、第1の陽極実装端子5aと、第2の陽極実装端子5bと、陰極接続端子6と、陰極実装端子7と、第1のビアホール8aと、第2のビアホール8bと、第3のビアホール8cと、絶縁層9と、を有する。以下では、固体電解コンデンサ400において、第1の実施形態の固体電解コンデンサ100との相違点についてのみ詳細に説明し、その他の構成については適宜説明を省略する。
陽極リード体2Bは、陽極体1Aが設けられている面において、容器状凹部13を有する。このような容器状凹部13は、例えば、陽極リード体2Bに対し、陽極リード体下面2Bb側から絞り加工を施すことで設けることができる。固体電解コンデンサ400は、陽極リード体2Bに容器状凹部13を設け、その内部に陽極体1Aを形成することで、0.75≦A/B≦1.5の関係を満たしながら、陽極体1Aの体積を増加させることができる。
陽極リード体2Bは、陽極体1Aが設けられている面において、容器状凹部13を有しない場合には、例えば、第1の導電性突出部4Aaおよび第2の導電性突出部4Abとしてバンプを用い、かつ静電容量を向上させるために陽極体1Aの厚みを大きくすると、陽極体1Aの厚みに応じてバンプを高くする必要がある。しかしながら、バンプを高くすると、その高さ調整等が煩雑となったり、材料費が高くなったりする等、製造面およびコスト面の両方で問題が発生する可能性がある。
したがって、陽極体1Aの厚みを大きくする場合には、固体電解コンデンサ400のように、陽極リード体2Bは、陽極体1Aの少なくとも一部が収まるような容器状凹部13を備えることが好ましい。
[第5の実施形態]
次に、図6を参照して、本発明の第4の実施形態に係る固体電解コンデンサ500について説明する。図6(a)は固体電解コンデンサ500の構造を示す断面模式図であり、図6(b)は固体電解コンデンサ500における絶縁層の断面模式図であり、図6(c)は図6(b)とは異なる形態の絶縁層の断面図である。
ここでは、図6に示すように、直交座標系(x,y,z)を使用している。図6に図示した状態では、直交座標系(x,y,z)において、x軸方向は左右方向(幅方向)であり、y軸方向は上下方向(高さ方向)であり、z軸方向は前後方向(奥行方向)である。
図6(a)に示すように、固体電解コンデンサ500は、コンデンサ素子1と、陽極リード体2と、実装基板3と、導電性接着層10と、を備える。実装基板3は、第1の陽極接続端子4aと、第2の陽極接続端子4bと、第1の導電性突出部4Aaと、第2の導電性突出部4Abと、第1の陽極実装端子5aと、第2の陽極実装端子5bと、陰極接続端子6と、陰極実装端子7と、第1のビアホール8aと、第2のビアホール8bと、第3のビアホール8cと、絶縁層9と、を有する。以下では、固体電解コンデンサ500において、第1の実施形態の固体電解コンデンサ100との相違点についてのみ詳細に説明し、その他の構成については適宜説明を省略する。
本発明の第5の実施形態に係る固体電解コンデンサ500は、第1の実施形態に係る固体電解コンデンサ100と比較して、実装基板3の絶縁層9がコンデンサ素子1と対向する面において、絶縁層凹部9Aを有している点で異なっている。これにより、固体電解コンデンサ500は、固体電解コンデンサ100と比較して、陽極体1Aの厚みを厚く形成し、静電容量を向上させることができる。固体電解コンデンサ500において、実装基板3としては、例えば、キャビティ基板を用いることができる。キャビティ基板とは、表面が部分的に切削などされ、貫通していない凹部を有する基板のことを意味する。具体的には、図6(b)に示すように、絶縁層9は、その中央部おいて絶縁層凹部9Aを有する。
絶縁層9が絶縁層凹部9Aを有しない場合には、例えば、第1の導電性突出部4Aaおよび第2の導電性突出部4Abとしてバンプを用い、かつ静電容量を向上させるために陽極体1Aの厚みを大きくすると、陽極体1Aの厚みに応じてバンプを高くする必要がある。しかしながら、バンプを高くすると、その高さ調整等が煩雑となったり、材料費が高くなったりする等、製造面およびコスト面の両方で問題が発生する可能性がある。
したがって、陽極体1Aの厚みを大きくする場合には、固体電解コンデンサ500のように、絶縁層9が、コンデンサ素子1を収めるための絶縁層凹部9Aを備えることが好ましい。このような絶縁層凹部9Aを形成するためには、例えば、実装基板3として多層基板を使用する。そして、実装基板3において、コンデンサ素子1に対向する部分を数層除去することで絶縁層凹部9Aを形成することができる。
また、図6(c)に示すように、実装基板3は、中央部、すなわちコンデンサ素子1に対向するコンデンサ素子搭載面9aを含む基部と、実装基板3の陽極接続端子が形成される部分に含む端部に、例えば絶縁基板を積層して陽極リード側に嵩上げした嵩上げ部9Bを設けてもよい。このとき、コンデンサ素子1の周囲を囲うように嵩上げ部9Bを設けて絶縁層凹部9Aを形成してもよいし、陽極接続端子が形成される部分のみ嵩上げしてもよい。この場合、第1の陽極接続端子4aおよび第2の陽極接続端子4bは、それぞれ、嵩上げ部9B上に形成すればよい。
なお、陰極接続端子6の上面から第1の導電性突出部4Aaおよび第2の導電性突出部4Abまでの高さAと、コンデンサ素子1の厚みBは実質的に同一である。これにより、固体電解コンデンサ500を製造する際に、コンデンサ素子1を実装基板3に良好に搭載することができる。なお、キャビティ基板は、第1の導電性突出部4Aaおよび第2の導電性突出部4Abがバンプ以外の方法で形成されている固体電解コンデンサにおいて使用してもよい。また、キャビティ基板は、陽極接続端子に導電性突出部が設けられていない固体電解コンデンサにおいて使用してもよい。
[実施例1]
次に、図7を参照して、本発明の第1の実施形態に係る固体電解コンデンサ100の製造方法の一例について説明する。図7は、本発明の第1の実施形態に係る固体電解コンデンサ100の製造方法の流れを示すフローチャートである。
まず、タンタル粉末から陽極リード体2を箔状に形成する(ステップS101)。そして、箔状に形成した陽極リード体2の陽極リード体下面2bの中央部分に、タンタル粉末を含有するペーストを例えば0.04mmの厚さでスクリーン印刷することで陽極体1Aを成形する。そして、陽極体1Aを成形した後に、成形体を高真空および高温度の条件で焼結する。次いで、焼結後の陽極体1Aにおいて下面1b、左面1c、右面1d、前面(図示しない)、および後面(図示しない)の5面に対応する面の表面にTaを含む誘電体層1Bを形成する。次いで、誘電体層1Bの上面にポリチオフェンまたはポリピロールから固体電解質層1Cを形成する。さらに、固体電解質層1Cの上面にグラファイトおよびAg(銀)を含む陰極層1Dを形成することでコンデンサ素子1を形成する(ステップS102)。
ここで、図8を参照して、実施例1で用いる実装基板3を形成する方法について説明する。図8は、本発明の実施例1に係る実装基板3の模式図であり、図8(a)はコンデンサ素子1の接続面を示す模式平面図であり、図8(b)は図8(a)におけるA−A線に沿って切断した断面を示す模式断面図である。
ここでは、図8(a)および図8(b)に示すように、直交座標系(x,y,z)を使用している。図8(a)および図8(b)に図示した状態では、直交座標系(x,y,z)において、x軸方向は左右方向(幅方向)であり、y軸方向は上下方向(高さ方向)であり、z軸方向は前後方向(奥行方向)である。
絶縁層9は、ガラスを含むエポキシ樹脂で形成することができる。図8(a)に示すように、コンデンサ素子搭載面9aに第1の陽極接続端子4a〜第4の陽極接続端子4dおよび第1の導電性突出部4Aa〜第4の導電性突出部4Adを形成する。具体的には、図8(a)において、左後端部に第1の陽極接続端子4aを形成し、第1の陽極接続端子4aの上面に第1の導電性突出部4Aaを形成する。また、右前端部に第2の陽極接続端子4bを形成し、第2の陽極接続端子4bの上面に第2の導電性突出部4Abを形成する。さらに、右後端部に第3の陽極接続端子4cを形成し、第3の陽極接続端子4cの上面に第3の導電性突出部4Acを形成する。そして、左前端部に第4の陽極接続端子4dを形成し、第4の陽極接続端子4dの上面に第4の導電性突出部4Adを形成する。
図8(b)は、図8(a)のA−A線における第1の陽極接続端子4a、第2の陽極接続端子4b、第1の導電性突出部4Aa、および第2の導電性突出部4Abの断面を示している。なお、第3の陽極接続端子4c、第4の陽極接続端子4d、第3の導電性突出部4Ac、および第4の導電性突出部4Adの断面については、第1の陽極接続端子4a、第2の陽極接続端子4b、第1の導電性突出部4Aa、および第2の導電性突出部4Abの断面と同様なので説明は省略する。
図8(b)に示すように、絶縁層9の実装面9bにおいて、第1の陽極接続端子4aに対向する位置に第1の陽極実装端子5aを形成する。また、絶縁層9の実装面9bにおいて、第2の陽極接続端子4bに対向する位置に第2の用実装端子5bを形成する。さらに、絶縁層9の実装面9bにおいて、陰極接続端子6に対向する位置に、陰極実装端子7を形成する。
なお、第1の陽極接続端子4aと第1の陽極実装端子5aとの間には内壁に銅めっきを施した第1のビアホール8aを形成する。また、第2の陽極接続端子4bと第2の陽極実装端子5bとの間には内壁に銅めっきを施した第2のビアホール8bを形成する。さらに、陰極接続端子6と陰極実装端子7との間には内壁に銅めっきを施した第3のビアホール8cを形成する。
次に、第1の陽極接続端子4aの上面に、高さ0.04mmの第1の導電性突出部4Aaを銅めっきで形成する。同様に、第2の陽極接続端子4bの上面に、高さ0.04mmの第2の導電性突出部4Abを銅めっきで形成する。これにより、実施例2における、実装基板3を形成することができる。
再び図7を参照する。次に、上述した実装基板3を準備する(ステップS103)。次いで、導電性接着層10として熱硬化樹脂に導電粒子として金めっきされた樹脂粒子を含む異方導電性フィルムを、第1の陽極接続端子4a、第2の陽極接続端子4b、第1の導電性突出部4Aa、第2の導電性突出部4Ab、および陰極接続端子6を含むコンデンサ素子搭載面9aの全面を覆うように貼り付ける。そして、例えば温度を85℃、圧力を1.0MPa、時間を5秒とした条件で導電性接着層10を実装基板3に仮圧着する(ステップS104)。
次に、陽極リード体2を第1の導電性突出部4Aaおよび第2の導電性突出部4Ab上に搭載するとともに、コンデンサ素子1を陰極接続端子6上に搭載する(ステップS105)。この際、陽極リード体2において、第1の導電性突出部4Aaおよび第2の導電性突出部4Abとの接続箇所に形成された誘電体層はレーザ等で除去する。そして、コンデンサ素子1と実装基板3とを、例えば温度を180℃、圧力を2.5MPa、時間を30秒とした条件で熱圧着する(ステップS106)。これにより、第1の陽極接続端子4aおよび第2の陽極接続端子4bと陽極リード体2との間の電気的な接続と、陰極接続端子6とコンデンサ素子1における陰極層1Dとの間の電気的な接続を同時に行う。
最後に、固体電解コンデンサ100の外側面となる実装基板3および導電性接着層10の四面をダイシングソーによって切断することで、固体電解コンデンサ100を得る(ステップS107)。
[実施例2]
次に、図9を参照して、第2の実施形態に係る固体電解コンデンサ200の製造方法の一例について説明する。図9は、第2の実施形態に係る固体電解コンデンサ200の製造方法の流れを示すフローチャートである。
まず、タンタル粉末から陽極リード体2Aを線状に形成する(ステップS201)。そして、陽極リード体2Aの外周に、プレス機によってタンタル粉末を所定の形の陽極体1Aに成形する。ここで、陽極リード体2Aは、図2において、コンデンサ素子1の左面1cの中央部分から左方向に向かって導出する。そして、高真空および高温度の条件で陽極体1Aを焼結する。次いで、焼結後の陽極体1Aにおいて上面1a、下面1b、右面1d、前面、および後面の5面に対応する面の表面に誘電体層1Bを形成する。そして、誘電体層1Bの上面に固体電解質層1Cを形成する。さらに、固体電解質層1Cの上面に陰極層1Dを形成することでコンデンサ素子1を形成する(ステップS202)。
ここで、図10を参照して、実施例2に用いる実装基板3を形成する方法について説明する。図10は、実施例2に係る実装基板3の模式図であり、図10(a)はコンデンサ素子1の接続面を示す模式平面図であり、図10(b)は図10(a)におけるB−B線の断面を示す模式断面図である。
ここでは、図10(a)および図10(b)に示すように、直交座標系(x,y,z)を使用している。図10(a)および図10(b)に図示した状態では、直交座標系(x,y,z)において、x軸方向は左右方向(幅方向)であり、y軸方向は上下方向(高さ方向)であり、z軸方向は前後方向(奥行方向)である。
図10(a)および図10(b)に示すように、絶縁層9におけるコンデンサ素子搭載面9aの左部に陽極接続端子4を形成し、コンデンサ素子搭載面9aの右部に陰極接続端子6を形成する。また、絶縁層9における実装面9bの陽極接続端子4および陰極接続端子6に対向する位置に、それぞれ、陽極実装端子5および陰極実装端子7を形成する。なお、陽極接続端子4と陽極実装端子5との間には内壁に銅めっきを施した第1のビアホール8aを形成する。また、陰極接続端子6と陰極実装端子7との間には内壁に銅めっきを施した第2のビアホール8bを形成する。そして、陽極接続端子4の上面に、高さ0.04mmの導電性突出部4Aを銅めっきで形成する。
再び図9を参照する。次に、上述した実装基板3を準備する(ステップS203)。次いで、導電性接着層10として熱硬化樹脂に導電粒子として金めっきされた樹脂粒子を含有する異方導電性フィルムを、陽極接続端子4および陰極接続端子6を含むコンデンサ素子搭載面9aの全面を覆うように貼り付ける。そして、例えば温度を85℃、圧力を1.0MPa、時間を5秒とした条件で導電性接着層10を実装基板3に仮圧着する(ステップS204)。
次に、陽極リード体2Aを導電性突出部4Aの上面に搭載するとともに、コンデンサ素子1を陰極接続端子6の上面に搭載する(ステップS205)。そして、例えば温度を180℃、圧力を2.5MPa、時間を30秒とした条件でコンデンサ素子1を実装基板3に熱圧着する(ステップS206)。
次いで、外装樹脂11として、トランスファーモールド樹脂、液状エポキシ樹脂、および液晶ポリマーのいずれかを用いて熱成形することで、導電性接着層10の上部においてコンデンサ素子1を封止する(ステップS207)。
最後に、固体電解コンデンサ200の外側面となる実装基板3および外装樹脂11の四面をダイシングソーによって所定の寸法に切断することで、固体電解コンデンサ200を得る(ステップS208)。
[実施例3]
次に、図11を参照して、第3の実施形態に係る固体電解コンデンサ300の製造方法の一例について説明する。図11は、第3の実施形態の変形例に係る固体電解コンデンサ300の製造方法の流れを示すフローチャートである。
まず、タンタル粉末から陽極リード体2を箔状または線状に形成する(ステップS301)。この時、陽極リード体2を箔状に形成する場合は3mm四方の正方形とし、ワイヤ状に形成する場合は経を0.19mmとした。
次に、陽極体1A−1は、直径2mm×厚さ30μmにプレス成形する。そして、陽極体1A−1の上面に陽極リード体2を陽極体1Aと左右方向においてずらした形態にし、陽極体1A−1と陽極リード体2をタンタル粉末を含むバインダーで接着した。しかしながら、バインダーは、これに限定されず、タンタル粉末を含むバインダーと同様の効果を奏するバインダーであればよい。陽極体1A−1と陽極リード体2とを接着した後、一体化した陽極体1A−1と陽極リード体2とを1250℃、15分の条件で真空焼結することでコンデンサ素子1を作成した(ステップS302)。ステップS303〜ステップS306の工程については、図7に示したステップS103〜ステップS106と同様なので説明は省略する。
次に、陽極リード体2からはみ出した陽極体1A−1を覆うように、外装樹脂11を陽極リード体2の上面に亘って熱成形により形成した(ステップS307)。ステップS308は、図7に示したステップS107と同様なので説明は省略する。
ここで、実施例1における陽極体1Aと、実施例3における陽極体1A−1との粉末密度(g/cc)、化成電圧(V)、および耐電圧(V)を測定した結果を表1に示す。
Figure 2017217359
表1に示すように、実施例3のプレス成形体からなる陽極体1A−1は、実施例1のタンタルペーストからなる陽極体1Aと比べ、粉末密度が高くなっている。そのため、実施例1の陽極体1Aと、実施例3の陽極体1A−1とを、それぞれ、寸法および静電容量を同一に形成した場合、実施例3の陽極体1A−1の方が化成電圧を高くできる。すなわち、実施例3のような陽極体1A−1を用いることで、耐電圧をより向上させることができる。
[実施例4]
次に、図12を参照して、第4の実施形態に係る固体電解コンデンサ400の製造方法の一例について説明する。図12は、第4の実施形態に係る固体電解コンデンサ400の製造方法の流れを示すフローチャートである。
まず、タンタル粉末から陽極リード体を箔状に形成する(ステップS401)。
そして、陽極リード体2Bの中央部分に、陽極リード体下面2Bb側から、直径2.2mm×深さ0.1mmの容器状凹部13を絞り加工で成形する(ステップS402)。なお、ステップS402における容器状凹部13のサイズは例示であり、容器状凹部13のサイズは設計に応じて、適宜変更してよい。
次に、陽極体1Aを、直径2mm×厚さ130μmにプレス成形した。そして容器状凹部13の内部に陽極体1Aをバインダーで接着した。次いで、一体化した陽極体1Aと陽極体2とを1250℃、15分の条件で真空焼結することでコンデンサ素子1を作成した(ステップS403)。ここで、誘電体層1B、固体電解質層1C、および陰極層1Dを形成する方法については実施例1と同様である。なお、陽極体1Aは陽極リード体2Bと接着する前に成形してもよいが、これに限らず、タンタル粉末を容器状凹部13に供給した後にプレス成形してもよい。また、実施例1と同様に、タンタル粉末を含有するペーストを容器状凹部内にスクリーン印刷で成形してもよい。
実装基板を準備する工程(ステップS404)〜コンデンサ素子と実装基板とを接続する工程(ステップS407)は、図7に示したステップS103〜ステップS106と同様なので説明は省略する。
次に、陽極リード体2Bを覆うように、外装樹脂11を陽極リード体上面2Baに亘って熱成形により形成した(ステップS408)。
所定の寸法に切断する工程(ステップS409)は、図7に示したステップS107と同様なので説明は省略する。
表2は、実施例3および実施例4における、陽極体体積と、距離Aおよび距離Bの比較を示す表である。
Figure 2017217359
表2に示すように、容器状凹部13を有しない陽極リード体を持つ実施例3に比較して、容器状凹部13を設けた実施例5の陽極体の体積は大きくなっている。また、導電性突出部4Aの陽極接続端子4の上面からの高さをA、コンデンサ素子1の下面1bと陽極リード体下面2bまたは2Bbとの間の距離をBとした時、A/Bが同一となっている。これにより、実施例4は、0.75≦A/B≦1.5の関係を満たしながら、静電容量の大容量化が図れたことが分かる。
[実施例5]
次に、図13を参照して、第5の実施形態に係る固体電解コンデンサ500の製造方法の一例について説明する。図13は、第5の実施形態に係る固体電解コンデンサ500の製造方法の流れを示すフローチャートである。
ステップS501およびステップS502は、それそれ、図7に示すステップS101およびステップS102と同様なので説明は省略する。なお、本実施例において、陽極リード体2の左右方向の寸法は3mm、コンデンサ素子1の左右方向の寸法は2mm、コンデンサ素子1の厚みは0.08mmである。
次いで、実装基板3としてキャビティ基板を準備する(ステップS503)。本実施例において、キャビティ基板を製造する方法として、例えば、まず複数の基板を接合させる。ここで、基板を積層する際にはエポキシ樹脂などの接着剤によって接合される。そして、接合させた基板に対して、レーザおよびドリル等によって、コンデンサ素子1と対向する箇所に対し穴あけ加工を施すことによって製造される。キャビティ基板を使用することで、コンデンサ素子1の厚みを厚くした場合でも陽極接続端子4の厚さを厚くすることなく、実装基板3にコンデンサ素子1を搭載することができる。なお、本実施例において、陽極接続端子4の厚みは0.04mmである。
導電性接着層を実装基板に仮圧着する工程(ステップS504)〜所定の寸法に切断する工程(ステップS507)は、それぞれ、ステップS104〜ステップS107と同様なので説明は省略する。
以上、本発明を、実施形態および実施例に基づいて説明したが、本発明は実施形態および実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細は、請求項に記載された本発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
1・・・コンデンサ素子
1A,1A−1・・・陽極体
1B・・・誘電体層
1C・・・固体電解質層
1D・・・陰極層
2,2A,2B・・・陽極リード体
3・・・実装基板
4・・・陽極接続端子
4a・・・第1の陽極接続端子
4b・・・第2の陽極接続端子
4c・・・第3の陽極接続端子
4d・・・第4の陽極接続端子
4A・・・導電性突出部
4Aa・・・第1の導電性突出部
4Ab・・・第2の導電性突出部
4Ac・・・第3の導電性突出部
4Ad・・・第4の導電性突出部
5・・・陽極実装端子
5a・・・第1の陽極実装端子
5b・・・第2の陽極実装端子
6・・・陰極接続端子
7・・・陰極実装端子
8a・・・第1のビアホール
8b・・・第2のビアホール
8c・・・第3のビアホール
9・・・絶縁層
9A・・・絶縁層凹部
9B・・・嵩上げ部
10・・・導電性接着層
11・・・外装樹脂
12・・・接続層
13・・・容器状凹部
100,200,300,300A,400,500・・・固体電解コンデンサ

Claims (18)

  1. 陽極リード体と、
    弁作用金属からなり、前記陽極リード体の少なくとも一部に接続された陽極体、該陽極体の表面に形成された誘電体層、該誘電体層上に形成された固体電解質層、および該固体電解質層上に形成された陰極層を含むコンデンサ素子と、
    前記陽極リード体と対向する陽極接続端子と、前記陰極層と対向する陰極接続端子とが設けられた実装基板と、を備え、
    前記陽極リード体と前記陽極接続端子、および前記陰極層と前記陰極接続端子は、異方導電性材料を介して電気的に接続されている、固体電解コンデンサ。
  2. 前記異方導電性材料は、前記陽極リード体および前記コンデンサ素子と、前記実装基板との間に充填されている、請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
  3. 前記陽極体は、薄板状の粉末焼結体である、請求項1または2に記載の固体電解コンデンサ。
  4. 前記陽極リード体に容器状凹部が設けられ、前記容器状凹部の内部に前記陽極体が接続されている、請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ。
  5. 前記実装基板は、前記コンデンサ素子と対向する面を有する基部と、前記陽極接続端子が配置される部分に前記陽極リード側に突出形成された嵩上げ部を備えている、請求項1〜4のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ。
  6. 前記陽極リード体または前記陽極接続端子の少なくとも一方には、前記異方導電性材料と接する突出部が設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ。
  7. 前記突出部は、前記陽極接続端子に設けられためっきからなるバンプである、請求項6に記載の固体電解コンデンサ。
  8. 前記突出部は、前記陽極リード体に設けられた金属片である、請求項6に記載の固体電解コンデンサ。
  9. 前記突出部は、前記陽極リード体の端部を折り曲げて形成されている、請求項6に記載の固体電解コンデンサ。
  10. 前記実装基板は、前記コンデンサ素子と対向する面に凹部を有するキャビティ基板である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ。
  11. 陽極リード体を箔状に形成する第1の工程と、
    前記陽極リード体の少なくとも一部に接続された弁作用金属の焼結体からなる陽極体、該陽極体の表面に形成された誘電体層、該誘電体層上に形成された固体電解質層、および該固体電解質層上に形成された陰極層を含むコンデンサ素子を形成する第2の工程と、
    前記陽極リード体と対向する陽極接続端子と、前記陰極層と対向する陰極接続端子とが設けられた実装基板を準備する第3の工程と、
    前記実装基板上において、前記陽極リード体および前記コンデンサ素子と、前記実装基板との間に異方導電性材料を配置する第4の工程と、
    前記陽極リード体と前記陽極接続端子、および前記陰極層と前記陰極接続端子を、前記異方導電性材料を介して電気的に接続する第5の工程と、を含む、固体電解コンデンサの製造方法。
  12. 前記第2の工程において、前記陽極リード体と前記焼結体を接続する部分に、絞り加工で容器状凹部を形成する、請求項11に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
  13. 前記第3の工程において、前記実装基板の陽極接続端子が形成されるべき部分に絶縁基板で嵩上げ部を形成する、請求項11または12に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
  14. 前記第3の工程において、前記リード体または前記陽極接続端子の少なくとも一方に、前記異方導電性材料と接する突出部を形成する、請求項11〜13のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
  15. 前記第3の工程において、前記陽極接続端子に、めっきからなるバンプにより前記突出部を形成する、請求項14に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
  16. 前記第3の工程において、前記陽極リードに金属片を接合し前記突出部を形成する、請求項14に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
  17. 前記第3の工程において、前記陽極リードの端部を折り曲げて前記突出部を形成する、請求項14に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
  18. 前記第3の工程において、前記実装基板として、前記コンデンサ素子と対向する面に凹部を有するキャビティ基板を準備する、請求項11〜17のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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