WO2004010446A1 - 固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子及びこのコンデンサ素子の製造方法並びにこのコンデンサ素子を用いた固体電解コンデンサ - Google Patents

固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子及びこのコンデンサ素子の製造方法並びにこのコンデンサ素子を用いた固体電解コンデンサ Download PDF

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Takahiro Maeda
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Rohm Co., Ltd.
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    • H01G9/004—Details
    • H01G9/04—Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/042—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by the material

Definitions

  • the present invention relates to solid electrolytic using valve action metal such as tantalum, niobium or aluminum.
  • the present invention relates to a capacitor element used for the capacitor, a method of manufacturing the capacitor element, and a solid electrolytic capacitor using the capacitor element.
  • valve metal powder such as tantalum is applied to a porous rectangular anode tip body 2 from one end face 2a of the anode tip body 2 by an anode wire made of valve action metal. Sintered after compacting and molding so that 3 protrudes.
  • the anode tip body 2 is immersed in a chemical solution such as a phosphoric acid aqueous solution, and an anodic oxidation treatment of applying a direct current in this state is performed, whereby each of the anode tip bodies 2 A dielectric film such as tantalum pentoxide is formed on the surface of the metal particles.
  • a chemical solution such as a phosphoric acid aqueous solution
  • the anode tip body 2 is immersed in an aqueous solution A for a solid electrolyte such as a manganese nitrate aqueous solution with the anode wire 3 facing upward, as shown in FIG.
  • the solid electrolyte aqueous solution A penetrates into the porous tissue of the anode tip body 2.
  • the process of withdrawing the anode tip body 2 from the aqueous solution for solid electrolyte A, drying and firing is repeated several times.
  • a solid electrolyte layer 4 made of a metal oxide such as manganese dioxide is formed on the surface of the anode tip body 2 so as to overlap the dielectric film.
  • a graphite layer is formed on the surface of the anode tip body 2 excluding the one end surface 2a. 5.
  • the anode tip body 2 is similarly immersed in a metal paste such as silver with the anode wire 3 facing upward, then pulled up and fired.
  • a metal paste such as silver with the anode wire 3 facing upward, then pulled up and fired.
  • the cathode-side electrode film 5 made of the metal paste is formed on the surface of the anode tip body 2 except for the one end surface 2a.
  • capacitor element 1 is manufactured.
  • a solid electrolyte layer 4 made of a metal oxide such as manganese dioxide on the anode tip body 2 by superposing it on a dielectric film
  • the anode tip body 2 was pulled out of the aqueous solution A for solid electrolyte.
  • an excess aqueous solution for solid electrolyte drips from the other end face 2 b at the lower end of the anode chip 2.
  • the end face 2b has a concave shape at the central portion.
  • the portion of the solid electrolyte layer 4 on the other end surface 2b of the anode tip body 1 has a configuration in which the entire periphery of the bulge 4 'is surrounded by a rib. Therefore, following the above step, the anode tip body 2 is formed with a graphite layer thereon, and then immersed in a metal paste such as silver with the anode wire 3 facing upward, pulled up, and fired. Thereby, as shown in FIG. 4, in the step of forming the cathode-side electrode film 5, when the anode tip body 2 is immersed in a metal paste, the other end face 2b of the solid electrolyte layer 4 is formed. The air in the recessed portion cannot escape. Then, as shown in FIG.
  • the cathode-side electrode film 5 when the cathode-side electrode film 5 is formed so as to overlap the solid electrolyte layer 4, the cathode-side electrode film 5 also has the four corner sides 2c ', 2d', 2e ', and 2f'. At the location, the solid electrolyte layer 4 overlaps with a portion that rises to the outward nodule 4 ′ and rises to an outward nodule 5 ′.
  • the solid electrolyte layer 4 and the cathode-side electrode film 5 of the capacitor element 1 are formed by all four corner sides 2 c ′, 2 d ′, and 2 e ′ surrounding the other end face 2 b of the anode chip body 2. , 2 f ′, the shape of the bulge rises to outward nodules 4 ′, 5 ′. Then, the capacitor element 1 is connected to the anode lead terminal and the cathode lead terminal, the anode wire 3 is fixed to the anode lead terminal, and the cathode electrode film 5 is connected to the cathode lead terminal.
  • both the height dimension and the width dimension of the package body are as described above.
  • Outer bumps 4 ′, 5 ′ at all four corner sides 2 c ′, 2 d ′, 2 e ′, 2 f ′ surrounding the other end face 2 b of the anode tip body 2 there was a problem that the size and the weight were increased.
  • the present invention provides a capacitor element capable of solving these problems without causing a decrease in the capacitance of the capacitor, a method for manufacturing the same, and a solid electrolytic capacitor using the capacitor element. Is a technical issue.
  • a capacitor element according to the present invention comprises: an anode tip body obtained by sintering a valve metal powder into a porous rectangular parallelepiped; an anode wire fixed to an end face of the anode tip body; A dielectric film formed on the surface of the metal powder in the chip body; a solid electrolyte layer formed on the dielectric film; and a cathode electrode formed on the surface of the anode chip body on the solid electrolyte.
  • a capacitor element comprising a film, wherein at least two of the four corner sides where the four side surfaces of the anode chip rest intersect with the other end surface opposite to the one end surface are parallel to each other. The corner sides are rounded or chamfered.
  • the method of manufacturing a capacitor element according to the present invention is characterized in that the capacitor element is sintered into a porous rectangular parallelepiped made of valve metal powder.
  • the anode tip body having the anode wire fixed to one end face is connected to at least one of four corner sides where four side faces of the anode tip body and the other end face opposite to the one end face intersect.
  • the solid electrolytic capacitor according to the present invention further includes an anode tip body obtained by sintering a valve metal powder into a porous rectangular parallelepiped; an anode wire fixed to one end surface of the anode tip body; A dielectric film formed on the surface of the metal powder; a solid electrolyte layer formed on the dielectric film; and a cathode-side electrode film formed on the surface of the anode tip body on the solid electrolyte.
  • a capacitor element is disposed between the anode-side lead terminal plate and the cathode-side lead terminal plate, and an anode wire of the capacitor element is fixed to the anode-side lead terminal plate, while the capacitor element is fixed.
  • the four side surfaces of the anode chip body and At least one another flat rows of two corner edges of the four corner edges one end face and the opposite other end face intersect is whether it is a round chamfer, and the FEATURE: that it is the chamfered surface.
  • the solid electrolyte layer to be formed can surely be prevented from rising in the shape of an outward nodule at the two corner sides that are rounded or chamfered.
  • the reason that the solid electrolyte layer formed on the anode tip body bulges outward at the other end face of the anode tip body is that two parallel sides of the four corner sides surrounding the entire periphery of the other end face. Limited to only one corner. Accordingly, it is possible to prevent the entire solid electrolyte layer from being surrounded by a portion protruding in an outwardly convex shape around the entire other end portion of the anode tip body. According to this, when forming the cathode-side electrode film on the anode chip body by immersing in a metal base such as silver and pulling it up after the step of forming a solid electrolyte layer, Air at the other end of the tip body escapes easily.
  • the fact that the solid electrolyte layer and the cathode-side electrode film formed on the anode tip body are raised outwardly on the other end face of the anode tip body in the shape of an outwardly convex bump is defined by a circle among the four corner sides surrounding the entire circumference of the other end face. It can be limited to only corners other than at least two corners that are corners or chamfers.
  • one of the height dimension or the width dimension of the packaged solid electrolytic capacitor is The solid electrolyte layer and the cathode-side electrode film bulge outwardly at the round corners or at least two corners of the chamfered surface out of the four corners surrounding the other end surface of the anode chip body.
  • the solid electrolytic capacitor can be made smaller and lighter because there is no space.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an anode chip body used for a conventional capacitor element.
  • FIG. 2 is a vertical sectional front view showing a state in which a solid electrolyte layer is formed on the conventional anode tip body.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG.
  • FIG. 4 is a vertical sectional front view showing a conventional capacitor element.
  • FIG. 5 is a perspective view showing an anode chip body used for the capacitor element of the present invention.
  • FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI of FIG.
  • FIG. 7 is a sectional view taken along the line VII-VII of FIG.
  • FIG. 8 is a perspective view showing another anode chip body used for the capacitor element of the present invention.
  • FIG. 9 is a longitudinal sectional front view showing a state in which a solid electrolyte layer is formed on the anode tip body according to the present invention.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along line XX of FIG.
  • FIG. 11 is a vertical sectional front view showing a capacitor element according to the present invention.
  • FIG. 12 is a sectional view taken along the line XI I-XI I of FIG.
  • FIG. 13 is a vertical sectional front view of a solid electrolytic capacitor using the capacitor element according to the present invention.
  • FIG. 14 is a sectional view taken along the line XIV-XIV of FIG. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
  • Fig. 5 shows a porous anode tip body 12 formed by solidifying a tantalum powder into a rectangular shape and then sintering.
  • the anode tip 12 has a tantalum anode wire 13 attached to it. It is fixed so as to protrude from one end face 11 a of the body 12.
  • the cross section of the anode tip body 12 perpendicular to the anode wire 13 is a rectangle having a long dimension D 1 as one side and a short dimension D 2 as the other side, and a height dimension thereof. Is L.
  • two of the four side surfaces 12 c, 12 d, 12 e, and 12 f of the anode tip body 12 which are parallel to each other and have a large area are used.
  • the anode tip body 12 is immersed in a chemical conversion solution such as a phosphoric acid aqueous solution, and an anodic oxidation treatment of applying a direct current in this state is performed in the same manner as in the related art.
  • a dielectric film such as tantalum pentoxide is formed on the surface of each metal particle.
  • the anode tip body 12 is immersed in a solid electrolyte aqueous solution such as a manganese nitrate aqueous solution with the anode wire 13 facing upward, as in the case of FIG.
  • a solid electrolyte aqueous solution such as a manganese nitrate aqueous solution with the anode wire 13 facing upward, as in the case of FIG.
  • the solid solution is withdrawn from the aqueous solution for solid electrolyte, dried, and fired a plurality of times.
  • a solid electrolyte layer 14 made of a metal oxide such as manganese dioxide is formed on the surface of the anode tip body 12 so as to overlap the dielectric film.
  • the solid electrolyte layer 14 is superposed on the dielectric film with respect to the anode chip body 12.
  • the aqueous solution for solid electrolyte dripping from the other end surface 12 b of the lower end of the anode tip body 12 collects in the form of water droplets.
  • the four side surfaces 1 2 c, 12 d, 12 e, and 12 f of the anode tip body 1 2 are parallel to each other and the two side surfaces 1 2 d and 12 f are the other end surfaces 1 2 d and 12 f respectively.
  • Two edges intersecting with 1 b are limited to two corner edges 1 2 i and 1 2 j. Therefore, it is possible to prevent the aqueous solution for the electrolyte from collecting in the form of water drops at the two chamfered surfaces 12 g and 12 h or the rounded corners 12 g ′ and 12 h ′.
  • the solid electrolyte layer 14 swells outwardly on the other end surface 12 b of the anode tip body 12 into a bump-like shape 14 ′.
  • the four corners surrounding the entire periphery of the other end face 11b are not formed on the chamfered faces 12g, 12h or the rounded faces 12g ', 12h'. It is limited to only one corner side 1 2 i, 1 1 j.
  • the solid electrolyte layer 14 has a configuration in which the entire periphery of the portion at the other end surface ⁇ 2 b of the anode tip body 12 is surrounded by a portion that protrudes into an outwardly convex shape 14 ′. Then, after the anode tip body 2 is formed with a graphite layer as a base on the surface thereof, the anode wire 13 is also oriented upward in a metal paste of silver or the like. After being immersed in, it is pulled up and baked. Then, as shown in FIGS. 11 and 12, a cathode-side electrode film 15 made of the metal base is formed on the surface of the anode tip body 12 except for the one end face 12 a. , The capacitor element 11 is selected.
  • the cathode-side electrode film 15 formed here is overlapped with a portion of the solid electrolyte layer 14 where the other end surface 1 2b of the anode chip body 12 rises in an outwardly convex shape 14 ′.
  • the two chamfered surfaces 12g, 12h or the rounded square surface 1 At the locations of 2 g ′ and ⁇ 2 h ′, the cathode-side electrode film 15 can be prevented from rising in the shape of an outward bump.
  • the capacitor element 11 manufactured in this manner is assembled into a package-type solid electrolytic capacitor 100 as described below.
  • the capacitor element 11 is disposed between a pair of left and right lead terminal plates 16 and 17, and each side surface 12 c of the anode chip body 12. , 12 d, 12 e, and 12 f, the two side surfaces 12 c, 12 e having a large area which are parallel to each other are parallel or substantially parallel to the surfaces of the lead terminal plates 16, 17. It is arranged.
  • the anode wire 13 of the capacitor element 11 is fixed to one of the anode lead terminal boards 16 of the lead terminal boards 16 and 17 by welding or the like.
  • the other cathode-side lead terminal 17 is superimposed on the cathode-side electrode film 15 in 1 and electrically connected directly with a conductive paste 18 or the like. Then, the whole is sealed with a synthetic resin package 19 to assemble it into a package type solid electrolytic capacitor 100.
  • an outwardly protruding bulge is formed on the other end face 12 b of the anode chip body 12.
  • the portions that rise up to 14 'and 15' are the two upper and lower sides of the sides 12c, 12d, 12e, and 12f of the anode tip body 12. c, 1 2 e Not protruding.
  • the portion of the package-type solid electrolytic capacitor 100 that has the height H in the outwardly bumped shape 14 ′, 15 ′ does not protrude from the two side surfaces ⁇ 2 c, 12 e. It is possible to reduce the size and weight of the product.
  • the outwardly protruding nodules 14 ', 15' do not protrude from the two side surfaces 12c, 12e, the outwardly protruding nodules 14 ', 15 It is possible to avoid that the swelling portion contacts the cathode-side lead terminal plate 17. Therefore, when assembling into a solid electrolytic capacitor, it is possible to reduce the occurrence of defects such as chipping at the portions protruding in the outwardly convex bumps 14 ′ and 15 ′, and Electrical connection of the cathode-side lead terminal plate 17 to the cathode-side electrode film 15 can be made reliably and easily.
  • the capacitor element 11 When assembling into a solid electrolytic capacitor, the capacitor element 11 is connected to the other end face 11 b of each side face 12 c, 12 d, 12 e, 12 f of the anode chip body 12.
  • 1 2 g, 12 h or two side surfaces 1 2 d, 1 2 f that are not formed on the rounded corners 1 2 g ′, 1 2 h ′ are on both corners of the lead terminal plate 16, 1

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Abstract

　弁作用金属の粉末を多孔質の直方体に焼結した陽極チップ体と、この陽極チップ体における一端面に固着した陽極ワイヤと、前記陽極チップ体における金属粉末の表面に形成した誘電体膜と、この誘電体膜に重ねて形成した固定電解質層と、更に、前記陽極チップ体の表面に前記固体電解質に重ねて形成した陰極側電極膜とを備えるコンデンサ素子において、前記陰極側電極膜を形成する工程での不良率を低減し、このコンデンサ素子を使用した固体電解コンデンサの小型・軽量化を図ることを課題とする。　前記陽極チップ体における四つの各側面と前記一端面と反対の他側面とが交わる４つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺を、面取り面又は丸角面にすることで前記課題を解決する。

Description

曰月 糸田 β 固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子及びこのコンデンサ素子の製造方 法並びにこのコンデンサ素子を用いた固体電解コンデンサ 発明の背景 本発明は、 タンタル、 ニオブ又はアルミニウム等の弁作用金属を使用した固体 電解コンデンサにおいて、 これに使用するコンデンサ素子と、 このコンデンサ素 子を製造する方法と、 このコンデンサ素子を用いた固体電解コンデンサとに関す るものである。
従来、 この種の固体電解コンデンサに使用するコンデンサ素子を製造するに際 しては、 例えば、 従来技術の特開平 7— 6 6 0 7 9号公報等に記載され、 且つ、 以下に述べるような方法が採用されている。
① . 図 1 に示すように、 タンタル等のような弁作用金属の粉末を、 多孔質の直方 体の陽極チップ体 2 に、 当該陽極チップ体 2 における一端面 2 aから弁作用金属 による陽極ワイヤ 3が突出するように固め成形したのち焼結する。
② . 次いで、 前記陽極チップ体 2を、 リん酸水溶液等の化成液中に浸潰し、 この 状態で直流電流を印加するという陽極酸化処理を行うことによリ、 前記陽極チッ プ体における各金属粒子の表面に五酸化タンタル等の誘電体膜を形成する。
③ . 次いで、 前記陽極チップ体 2を、 図 1 に示すように、 陽極ワイヤ 3を上向き にした姿勢で、 硝酸マンガン水溶液等の固体電解質用水溶液 A中に浸潰して、 硝 酸マンガン水溶液等の固体電解質用水溶液 Aを陽極チップ体 2 における多孔質組 織内に浸透する。 この後、 陽極チップ体 2 を固体電解質用水溶液 Aから引き揚げ て乾燥 · 焼成することを複数回にわたって繰リ返す。 これによリ、 図 2及び図 3 に示すように、 前記陽極チップ体 2 の表面に、 二酸化マンガン等の金属酸化物に よる固体電解質層 4を、 前記誘電体膜に重ねて形成する。
④ . 次いで、 前記陽極チップ体 2のうち前記一端面 2 aを除く表面に、 グラファ ィ ト層を形成する。 ⑤. 次いで、 前記陽極チップ体 2を、 銀等の金属ペース ト中に、 同じく、 陽極ヮ ィャ 3を上向きにした姿勢で浸漬したのち引き揚げて焼成する。 これにより、 当 該陽極チップ体 2 のうち前記一端面 2 aを除く表面に、 図 4に示すように、 前記 金属ペース 卜による陰極側電極膜 5を形成する。
以上の方法にょリ、 コンデンサ素子 1 を製造するようにしている。
しかし、 前記陽極チップ体 2 に対して二酸化マンガン等の金属酸化物による固 体電解質層 4 を誘電体膜に重ねて形成する工程において、 前記陽極チップ体 2 を 、 固体電解質用水溶液 Aから引き揚げたとき、 陽極チップ体 2 における多孔質組 織内に浸透した固体電解質用水溶液のうち余分の固体電解質用水溶液が、 陽極チ ップ体 2 における下端の他端面 2 bから垂れ落ちることになる。
そして、 前記余分の固体電解質用水溶液が陽極チップ体 2 における他端面 2 b から垂れ落ちるとき、 その一部が、 前記陽極チップ体 2のうち四つの総ての各側 面 2 c , 2 d , 2 e , 2 f が前記他端面 2 bに対して交わる総てのコーナ辺、 つ まリ、 四つのコーナ辺 2 c ' , 2 d ' , 2 e ' , 2 f ' の部分に、 表面張力にて 水滴状になって集まる。 そして、 この状態で、 乾燥 ' 焼成することにより、 前記 した工程において形成される固体電解質層 4は、 図 2及び図 3 に示すように、 前 記他端面 2 bを囲う四つの総てのコーナ辺 2 c ' ， 2 d ' , 2 e ' ， 2 f ' の個 所、 つまリ、 他端面 2 bを囲う総ての周囲において、 外向きに瘤状 4 ' に盛り上 がる一方、 他端面 2 bにおける中央の部分において凹んだ形態になる。
すなわち、 前記固体電解質層 4のうち陽極チップ体 1の他端面 2 bにおける部 分は、 その総ての周囲を瘤状 4 ' の盛り上がリ部分にて取リ囲んだ形態になる。 従って、 前記工程に次いで、 前記陽極チップ体 2を、 これにグラフアイ 卜層を形 成したのち、 陽極ワイヤ 3を上向きにした姿勢で銀等の金属ペース 卜中に浸潰し 、 引き揚げて焼成することによって、 図 4 に示すように、 陰極側電極膜 5を形成 する工程において、 前記陽極チップ体 2を、 金属ペース 卜中に浸潰した場合に、 前記固体電解質層 4のうち他端面 2 bにおいて凹んだ形態になる部分の空気が逃 げることができない。 そして、 この部分に、 図 4 に示すように、 気泡 6を抱き込 むことによってボイ ドができるため、 この気泡によるボイ ドの発生によって不良 品になる比率が可成り高いという問題があった。 しかも、 前記固体電解質層 4に重ねて陰極側電極膜 5を形成したとき、 この陰 極側電極膜 5も、 前記四つのコーナ辺 2 c ' , 2 d ' , 2 e ' , 2 f ' の個所に おいて、 前記固体電解質層 4における外向き瘤状 4 ' に盛リ上がる部分に重ねて 外向きの瘤状 5 ' に盛り上がることになる。
つまリ、 コンデンサ素子 1 における固体電解質層 4及び陰極側電極膜 5が、 陽 極チップ体 2のうち他端面 2 bを囲う四つの総てのコーナ辺 2 c ' , 2 d ' , 2 e ' , 2 f ' の個所において、 外向きの瘤状 4 ' , 5 ' に盛リ上がる形態になる 。 そして、 このコンデンサ素子 1 を、 陽極側リード端子と陰極側リード端子に対 して、 その陽極ワイヤ 3を陽極側リード端子に固着し陰極側電極膜 5を陰極側リ 一ド端子に接続するように配設したのち、 これらの全体をパッケージ体で密封し て、 パッケージ型の固体電解コンデンサの完成品にする場合において、 前記パッ ケージ体における高さ寸法及び横幅寸法の両方を、 前記したように陽極チップ体 2のうち他端面 2 bを囲う四つの総てのコーナ辺 2 c ' , 2 d ' ， 2 e ' , 2 f ' の個所において外向きの瘤状 4 ' , 5 ' に盛り上がる形態になる分だけ大きく しなければならず、 大型化及び重量のァップを招来するという問題もあった。 発明の開示 本発明は、 これらの問題を、 コンデンサ容量の減少を招来することなく、 解消 できるようにしたコンデンサ素子、 及び、 その製造方法、 並びにこのコンデンサ 素子を使用した固体電解コンデンサを提供することを技術的課題とするものであ る。
この技術的課題を達成するため本発明におけるコンデンサ素子は、 弁作用金属 の粉末を多孔質の直方体に焼結した陽極チップ体と、 この陽極チップ体における —端面に固着した陽極ワイヤと、 前記陽極チップ体における金属粉末の表面に形 成した誘電体膜と、 この誘電体膜に重ねて形成した固体電解質層と、 更に、 前記 陽極チップ体の表面に前記固体電解質に重ねて形成した陰極側電極膜とを備える コンデンサ素子において、 前記陽極チップ休における四つの各側面と前記一端面 と反対の他端面とが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つの コーナ辺が、 丸角面にされているか、 面取リ面にされていることを特徴している また、 本発明におけるコンデンサ素子の製造方法は、 弁作用金属の粉末による 多孔質の直方体に焼結し且つ一端面に陽極ワイヤを固着して成る陽極チップ体を 、 当該陽極チップ体における四つの各側面と前記一端面と反対の他端面とが交わ る四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺を丸角面又は面 取り面にして製造する工程と、 前記陽極チップ体における金属粉末の表面に誘電 体膜を形成する工程と、 前記陽極チップ体の固体電解質用溶液中への陽極ワイャ を上向きにしての浸漬及び引き揚げ ■ 焼成にて固体電解質層を形成する工程と、 この工程に次いで、 前記陽極チップ体に金属ペース 卜による陰極側電極膜を前記 固体電解質層に重ねて形成する工程とを備えることを特徴としている。
更にまた、 本発明における固体電解コンデンサは、 弁作用金属の粉末を多孔質 の直方体に焼結した陽極チップ体と、 この陽極チップ体における一端面に固着し た陽極ワイヤと、 前記陽極チップ体における金属粉末の表面に形成した誘電体膜 と、 この誘電体膜に重ねて形成した固体電解質層と、 更に、 前記陽極チップ体の 表面に前記固体電解質に重ねて形成した陰極側電極膜とを備えるコンデンサ素子 を、 陽極側リ一 ド端子板と陰極側リー ド端子板との間に配設し、 このコンデンサ 素子における陽極ワイヤを、 前記陽極側リー ド端子板に固着する一方、 前記コン デンサ素子における陰極側電極膜を、 前記陰極側リ一 ド端子板に電気的に接続し て成る固体電解コンデンサにおいて、 前記陽極チップ体における四つの各側面と 前記一端面と反対の他端面とが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平 行な二つのコーナ辺が、 丸角面にされているか、 面取り面にされていることを特 徵としている。
このように、 陽極チップ体における四つの各側面と一端面と反対の他端面とが 交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺を、 丸角面 にするか、 面取り面にすることによリ、 陽極チップ体に対して固体電解質層を誘 電体膜に重ねて形成する工程において、 前記陽極チップ体を固体電解質用水溶液 から引き揚げたとき、 この陽極チップ体における下端の他端面から垂れ落ちる固 体電解質用水溶液が水滴状に集まるのは、 前記他端面の周囲を囲う四つの総ての コーナ辺のうち前記丸角面又は面取リ面にされていない二つのコーナ辺の個所に 限られる。 そのため、 前記したように丸角面又は面取リ面にされている二つのコ ーナ辺の個所に電解質用水溶液が水滴状に集まることを回避でき、 ひいては、 陽 極チップ体に対して形成される固体電解質層が、 前記丸角面又は面取リ面にされ ている二つのコーナ辺の個所において外向きの瘤状に盛リ上がる形態になること を確実に回避できる。
すなわち、 陽極チップ体に対して形成した固体電解質層が陽極チップ体の他端 面において外向き瘤状に盛り上がるのは、 前記他端面の全周囲を囲う四つのコー ナ辺のうち互いに平行な二つのコーナ辺の個所のみに限られる。 従って、 前記固 体電解質層のうち陽極チップ体の他端面における部分の総ての周囲が、 外向き瘤 状に盛り上がる部分にて取り囲んだ形態になることを回避できる。 これによリ、 前記陽極チップ体に対して、 固体電解質層を形成する工程に次いで銀等の金属べ —ス トへの浸漬及び引き揚げにて陰極側電極膜を形成するときにおいて、 この陽 極チップ体の他端面の個所における空気は容易に逃げる。 そして、 この部分に空 気が溜まること、 つまリ、 陰極側電極膜を銀等の金属ペース トにて形成するとき において気泡の抱き込みによってボイ ドができることを少なくできるから、 コン デンサ素子の製造に際して不良品が発生する率を確実に低減できる。
しかも、 陽極チップ体に対して形成した固体電解質層及び陰極側電極膜が陽極 チップ体の他端面において外向き瘤状に盛り上がるのを、 前記他端面の全周囲を 囲う四つのコーナ辺のうち丸角面又は面取リ面にした少なくとも二つのコーナ辺 以外のコーナ辺の個所のみに限定できる。 これにより、 このコンデンサ素子を、 以下の実施の形態において述べるように、 パッケージ型の固体電解コンデンサの 完成品に組み立てる場合に、 このパッケージ型固体電解コンデンサにおける高さ 寸法又は横幅寸法のうち一方を、 前記陽極チップ体の他端面を囲う四つのコーナ 辺のうち丸角面又は面取り面にした少なくとも二つのコーナ辺の個所において固 体電解質層及び陰極側電極膜が外向き瘤状に盛リ上がることがない分だけ小さく できるから、 固体電解コンデンサを小型 ' 軽量化できる。
特に、 請求項 2 に記載したように、 丸角面又は面取リ面にするコーナ辺を、 二 つのコーナ辺のみに限定することによリ、 コーナ辺を丸角面又は面取リ面にした ことによる体積の減少を、 四つのコーナ辺の総てを丸角面又は面取リ面にする場 合よリも小さくでき、 コンデンサ素子におけるコンデンサ容量の減少を小さくで きるという利点がある。
また、 請求項 5 に記載した構成にすることにより、 コンデンサ素子における固 体電解質層及び陰極側電極膜のうち陽極チップ体の他端面の部分において外向き 瘤状に盛リ上がっている部分が、 陰極側リー ド端子板に対して接触する又は接近 することを回避できるから、 前記した盛り上がつている部分に欠け等の欠損が発 生することを確実に低減できるとともに、 陰極側電極膜と陽極側リ一 ド端子板と の電気的な接続が確実且つ容易にできるという利点がある。 図面の簡単な説明
図 1 は従来のコンデンサ素子に使用する陽極チップ体を示す斜視図である。 図 2 は前記従来における陽極チップ体に固体電解質層を形成した状態を示す縦 断正面図である。
図 3 は図 2 の I I I 一 I I I 視断面図である。
図 4 は従来におけるコンデンサ素子を示す縦断正面図である。
図 5 は本発明のコンデンサ素子に使用する陽極チップ体を示す斜視図である。 図 6 は図 5の VI— VI視断面図である。
図 7 は図 5の VI I -VI I 視断面図である。
図 8 は本発明のコンデンサ素子に使用する別の陽極チップ体を示す斜視図であ る。
図 9 は本発明における陽極チップ体に固体電解質層を形成した状態を示す縦断 正面図である。
図 1 0は図 9の X— X視断面図である。
図 1 1 は本発明におけるコンデンサ素子を示す縦断正面図である。
図 1 2 は図 1 1 の XI I -XI I 視断面図である。
図 1 3は本発明におけるコンデンサ素子を使用した固体電解コンデンサの縦断 正面図である。
図 1 4は図 1 3の XIV -XIV 視断面図である。 好適な実施形態の詳細な説明
以下、 本発明の実施の形態を、 タンタル固体電解コンデンサにおけるコンデン サ素子に適用した場合の図面 （図 5〜図 1 3 ) に基づいて説明する。
図 5は、 タンタルの粉末を直方形に固め成形したのち焼結して成る多孔質の陽 極チップ体 1 2 を示し、 この陽極チップ 1 2 には、 タンタルによる陽極ワイヤ 1 3が当該陽極チップ体 1 2における一端面 1 1 aから突出するように固着されて いる。
また、 前記陽極チップ体 1 2における陽極ワイヤ 1 3と直角な断面は、 長い寸 法 D 1 を一つの辺とし、 短い寸法 D 2を他の辺とする長方形でぁリ、 その高さ寸 法は Lである。
前記陽極チップ体 1 2に固め成形するに際しては、 当該陽極チップ体 1 2にお ける四つの側面 1 2 c , 1 2 d , 1 2 e , 1 2 f のうち互いに平行で広い面積の 二つの側面 1 2 c , 1 2 eが前記一端面 1 1 aと反対側の他端面 1 2 bに対して 交わる二つの稜線、 つまリニつのコーナ辺を、 図 5及び図 6に示すように、 面取 リ面 1 2 g , 1 2 hに形成するか、 或いは、 図 8に示すように、 丸角面 1 2 g ' , 1 2 h ' に形成するように固め成形する。
そして、 この陽極チップ体 1 2を、 従来と同様に、 リん酸水溶液等の化成液中 に浸漬し、 この状態で直流電流を印加するという陽極酸化処理を行うことにょリ 、 前記陽極チップ体 1 2における各金属粒子の表面に五酸化タンタル等の誘電体 膜を形成する。
次いで、 前記陽極チップ体 1 2を、 前記図 1 の場合と同様に、 陽極ワイヤ 1 3 を上向きにした姿勢で、 硝酸マンガン水溶液等の固体電解質用水溶液中に浸潰し て、 硝酸マンガン水溶液等の固体電解質用水溶液を陽極チップ体 1 2における多 孔質組織内に浸透したのち固体電解質用水溶液から引き揚げて乾燥■焼成するこ とを複数回にわたって繰リ返す。 これにより、 図 9及び図 1 0に示すように、 前 記陽極チップ体 1 2の表面に、 二酸化マンガン等の金属酸化物による固体電解質 層 1 4を、 前記誘電体膜に重ねて形成する。
このように、 陽極チップ体 1 2に対して固体電解質層 1 4を誘電体膜に重ねて 形成する工程において、 前記陽極チップ体 1 4を固体電解質用水溶液から引き揚 げたとき、 この陽極チップ体 1 2 における下端の他端面 1 2 bから垂れ落ちる固 体電解質用水溶液が水滴状に集まるのは、 陽極チップ体 1 2 における四つの各側 面 1 2 c , 1 2 d , 1 2 e， 1 2 f のうち互いに平行で面積の狭い二つの側面 1 2 d , 1 2 f が他端面 1 1 bに対して交わる二つの稜線、 つまリニつのコーナ辺 1 2 i , 1 2 j のみに限られる。 そのため、 前記二つの面取り面 1 2 g , 1 2 h 又は丸角面 1 2 g ' ， 1 2 h ' の個所に、 電解質用水溶液が水滴状に集まること を回避できる。
従って、 前記陽極チップ体 1 2 に対して固体電解質層 1 4を形成するに際して 、 この固体電解質層 1 4が陽極チップ体 1 2の他端面 1 2 bにおいて外向き瘤状 1 4 ' に盛り上がるのは、 前記他端面 1 1 bの全周囲を囲う四つのコーナ辺のう ち面取リ面 1 2 g , 1 2 h又は丸角面 1 2 g ' , 1 2 h ' に形成されていない二 つのコーナ辺 1 2 i , 1 1 j の個所のみに限られる。 そのために、 前記固体電解 質層 1 4のうち陽極チップ体 1 2の他端面〗 2 bにおける部分の総ての周囲が、 外向き瘤状 1 4 ' に盛り上がる部分にて取リ囲んだ形態になることを回避できる 次いで、 前記陽極チップ体〗 2を、 その表面に下地としてのグラフアイ ト層を 形成したのち、 銀等の金属ペース ト中に、 同じく、 陽極ワイヤ 1 3を上向きにし た姿勢で浸潰したのち引き揚げて焼成する。 そして、 図 1 1 及び図 1 2 に示すよ うに、 当該陽極チップ体 1 2のうち前記一端面 1 2 aを除く表面に、 前記金属べ —ス トによる陰極側電極膜 1 5 を形成することによリ、 コンデンサ素子 1 1 にす る。
この陰極側電極膜 1 5の形成に際して、 陽極チップ体 1 2を金属ペース ト中に 浸漬したとき、 この陽極チップ体 1 2の他端面 1 2 bの個所における空気は容易 に逃げることになるから、 この部分に空気が溜まること、 つまり、 陰極側電極膜 1 5を銀等の金属ペース 卜にて形成するときにおいて気泡の抱き込みによってポ ィ ドができることを少なくできる。
また、 ここに形成した陰極側電極膜 1 5は、 前記固体電解質層 1 4のうち陽極 チップ体 1 2の他端面 1 2 bの部分が外向き瘤状 1 4 ' に盛り上がる部分に重ね て外向きの瘤状 1 5 ' に盛リ上がるだけで、 前記他端面 1 2 bにおける四つのコ ーナ辺のうち前記二つの面取リ面 1 2 g， 1 2 h又は丸角面 1 2 g ' , 〗 2 h ' の個所において、 この陰極側電極膜 1 5が外向き瘤状に盛リ上がることを回避で ぎる。
このようにして製造されたコンデンサ素子 1 1 は、 以下に述べるように、 パッ ケージ型の固体電解コンデンサ 1 0 0に組み立てられる。
すなわち、 図 1 3及び図 1 4に示すように、 左右一対のリ一ド端子板 1 6 , 1 7の間に、 前記コンデンサ素子 1 1 を、 その陽極チップ体 1 2における各側面 1 2 c , 1 2 d , 1 2 e , 1 2 f のうち互いに平行で広い面積を有する二つの側面 1 2 c , 1 2 eが前記両リード端子板 1 6 , 1 7の表面と平行又は略平行にして 配設する。 このコンデンサ素子 1 1 における陽極ワイヤ 1 3を、 前記両リード端 子板 1 6 , 1 7のうち一方の陽極側リード端子板 1 6に対して溶接等にて固着す る一方、 このコンデンサ素子 1 1 における陰極側電極膜 1 5に、 他方の陰極側リ ード端子 1 7を重ねて導電性ペースト 1 8等にて直接に電気的に接続する。 そし て、 これらの全体を合成樹脂製のパッケージ体 1 9 にて密封することにより、 パ ッケージ型固体電解コンデンサ 1 0 0に組み立てる。
この構成において、 前記コンデンサ素子 1 1 における陽極チップ体 1 2に対し て形成した固体電解質層 1 4及び陰極側電極膜 1 5のうち陽極チップ体 1 2の他 端面 1 2 bにおいて外向き瘤状 1 4 ' , 1 5 ' に盛リ上がる部分は、 陽極チップ 体 1 2における各側面 1 2 c , 1 2 d , 1 2 e， 1 2 f のうち上面及び下面にな る二つの側面 1 2 c， 1 2 eょリ突出していない。 これにより、 前記パッケージ 型固体電解コンデンサ 1 0 0における高さ寸法 Hを、 前記外向き瘤状 1 4 ' , 1 5 ' に盛り上がる部分が前記二つの側面〗 2 c , 1 2 eより突出していない分だ け低くできて、 小型■軽量化を図ることができる。
しかも、 前記外向き瘤状 1 4 ' , 1 5 ' に盛り上がる部分が前記二つの側面 1 2 c , 1 2 eょリ突出していないことによリ、 前記外向き瘤状 1 4 ' , 1 5 ' に 盛り上がる部分が、 陰極側リー ド端子板 1 7に対して接触することを回避できる 。 従って、 固体電解コンデンサへの組み立てに際して、 前記外向き瘤状 1 4 ' , 1 5 ' に盛り上がる部分に欠け等の欠損が発生することを低減できるとともに、 陰極側電極膜 1 5に対する陰極側リ一ド端子板 1 7の電気的な接続が確実且つ容 易にできる。
なお、 固体電解コンデンサへの組み立てに際しては、 前記コンデンサ素子 1 1 を、 その陽極チップ体 1 2における各側面 1 2 c , 1 2 d , 1 2 e , 1 2 f のう ち他端面 1 1 bに対するコーナ辺に面取り面 1 2 g , 1 2 h又は丸角面 1 2 g ' , 1 2 h ' に形成されていない二つの側面 1 2 d , 1 2 f が両リード端子板 1 6 , 1 7の表面と平行又は略平行に配設することによリ、 前記固体電解コンデンサ 1 0における横幅寸法 Wを小さくすることができる。

Claims

言青求 の 範 囲
1 . 弁作用金属の粉末を多孔質の直方体に焼結した陽極チップ体と、 この陽極チ ップ体における一端面に固着した陽極ワイヤと、 前記陽極チップ体における金属 粉末の表面に形成した誘電体膜と、 この誘電体膜に重ねて形成した固体電解質層 と、 更に、 前記陽極チップ体の表面に前記固体電解質に重ねて形成した陰極側電 極膜とを備えるコンデンサ素子において、
前記陽極チップ体における四つの各側面と前記一端面と反対の他端面とが交わ る四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺が、 丸角面にさ れているか、 面取り面にされていることを特徴とする固体電解コンデンサにおけ るコンデンサ素子。
2 . 前記請求項 1 の記載において、 前記丸角面又は面取り面にするコーナ辺を、 二つのコーナ辺にしたことを特徴とする固体電解コンデンサにおけるコンデンサ 素子。
3 . 弁作用金属の粉末による多孔質の直方体に焼結し且つ一端面に陽極ワイヤを 固着して成る陽極チップ体を、 当該陽極チップ体における四つの各側面と前記一 端面と反対の他端面とが交わる四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二 つのコーナ辺を丸角面又は面取り面にして製造する工程と、 前記陽極チップ体に おける金属粉末の表面に誘電体膜を形成する工程と、 前記陽極チップ体の固体電 解質用溶液中への陽極ワイヤを上向きにしての浸漬及び引き揚げ ■ 焼成にて固体 電解質層を形成する工程と、 この工程に次いで、 前記陽極チップ体に金属ペース 卜による陰極側電極膜を前記固体電解質層に重ねて形成する工程とを備えること を特徴とする固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子の製造方法。
4 . 弁作用金属の粉末を多孔質の直方体に焼結した陽極チップ体と、 この陽極チ ップ体における一端面に固着した陽極ワイヤと、 前記陽極チップ体における金属 粉末の表面に形成した誘電体膜と、 この誘電体膜に重ねて形成した固体電解質層 と、 更に、 前記陽極チップ体の表面に前記固体電解質に重ねて形成した陰極側電 極膜とを備えるコンデンサ素子を、 陽極側リー ド端子板と陰極側リ一 ド端子板と の間に配設し、 このコンデンサ素子における陽極ワイヤを、 前記陽極側リ一ド端 子板に固着する一方、 前記コンデンサ素子における陰極側電極膜を、 前記陰極側 リ一ド端子板に電気的に接続して成る固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極チップ体における四つの各側面と前記一端面と反対の他端面とが交わ る四つのコーナ辺のうち少なくとも互いに平行な二つのコーナ辺が、 丸角面にさ れているか、 面取り面にされていることを特徴とする固体電解コンデンサ。
5 . 前記請求項 4の記載において、 前記陽極チップ体における四つの各側面のう ち少なくとも二つの側面が前記両リ一ド端子板の表面と平行又は略平行であり、 この少なく とも二つの側面が前記一端面と反対側の他端面に対して交わる二つの コーナ辺が、 丸角面にされているか、 面取リ面にされていることを特徴とする固 体電解コンデンサ。
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