WO2009101963A1 - 固体電解コンデンサ - Google Patents
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- H01G9/14—Structural combinations or circuits for modifying, or compensating for, electric characteristics of electrolytic capacitors
Definitions
- the present invention relates to a solid electrolytic capacitor. Specifically, the present invention relates to a high-capacity solid electrolytic capacitor excellent in mass productivity that hardly increases leakage current even when subjected to heat shock caused by soldering heat.
- the solid electrolytic capacitor is a solid electrolytic capacitor element sealed with resin or the like.
- This solid electrolytic capacitor element usually has a structure in which an anode body, a dielectric layer, a semiconductor layer, and a conductor layer are laminated in this order.
- the anode body is formed of, for example, a porous body obtained by molding and sintering a valve action metal powder.
- a dielectric material layer is comprised by the dielectric material film obtained by anodizing the surface of this porous body, for example.
- the anode lead is connected to the anode body in a state where electricity can be applied, and the anode lead is exposed outside the exterior of the solid electrolytic capacitor to become an anode terminal.
- a cathode is formed by a conductor layer laminated on the semiconductor layer, and the cathode lead is connected to the cathode in a state where electricity can be passed, and the cathode lead is exposed to the outside of the exterior of the solid electrolytic capacitor and exposed to the cathode. It becomes a terminal.
- a solid electrolytic capacitor having a high capacity and excellent high frequency characteristics in which a plurality of solid electrolytic capacitor elements are mounted in parallel on a lead frame having a pair of opposing lead portions extending toward the inside of the frame.
- Patent Document 1 a plurality of solid electrolytic capacitor elements are arranged so as to be adjacent in parallel.
- a gap is inevitably generated between the solid electrolytic capacitor elements even if the solid electrolytic capacitor elements are arranged adjacent to each other. This is because industrially produced solid electrolytic capacitor elements have a small variation in surface irregularities that cannot be overlooked.
- Patent Document 2 proposes to provide a fixed layer that straddles a plurality of solid electrolytic capacitor elements placed so as to be adjacent in parallel. If this fixed layer is provided so as to straddle between the solid electrolytic capacitor elements, it is possible to prevent the resin sealing material when the solid electrolytic capacitor elements are sealed from flowing into the gap. As a result, a chip-shaped solid electrolytic capacitor having a low equivalent series resistance and a low leakage current can be obtained.
- Patent Document 3 the solid electrolytic capacitor elements are not arranged so as to be adjacent to each other, but the solid electrolytic capacitor elements are intentionally arranged with a wide gap intentionally, and the resin sealing material is positively disposed in the gap.
- a solid electrolytic capacitor intended to flow is disclosed.
- Patent Document 3 describes an ESR (equivalent series resistance) in a durability test in which an encapsulated resin sealing material serves as a cushion and is left in an environment maintained at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 90 to 95% for a long time. ) And LC (leakage current) can be prevented.
- ESR equivalent series resistance
- An object of the present invention is to provide a high-capacity solid electrolytic capacitor excellent in mass productivity that hardly increases leakage current even when subjected to heat shock or the like due to solder heat.
- the present inventor inevitably generates gaps between adjacent solid electrolytic capacitor elements (that is, due to uneven surface irregularities of the solid electrolytic capacitor elements even if they are arranged in close contact with each other). Resin paste is filled in the gap) using capillary action, etc., and air is expelled from the gap between the solid electrolytic capacitor elements. Even if the solid electrolytic capacitor elements produced in large quantities industrially are used, solder heat It has been found that a large-capacity solid electrolytic capacitor with little increase in leakage current (LC) can be stably produced in large quantities even when subjected to a heat shock caused by. The present invention has been completed by further studies based on this finding.
- LC leakage current
- the present invention includes the following.
- a pair of an anode lead and a cathode lead facing each other at a distance A solid electrolytic capacitor comprising two or more solid electrolytic capacitor elements having an anode body and a cathode, and a sealing material for sealing the anode lead, the cathode lead and the solid electrolytic capacitor element,
- the anode body includes a sintered body
- Two or more solid electrolytic capacitor elements are arranged to be adjacent in parallel, The anode body of the element is connected to the tip of the anode lead so as to be energized, and the cathode of the element is connected to the tip of the cathode lead so as to be energized
- a solid electrolytic capacitor in which a gap between adjacent solid electrolytic capacitor elements is such that the air ratio is 60% by volume or less.
- the metal material having a valve action is at least one material selected from the group consisting of aluminum, tantalum, niobium, titanium, zirconium and alloys containing any of them. .
- the cathode lead of the solid electrolytic capacitor element is connected to the cathode lead, and the anode body of the solid electrolytic capacitor element is connected to the anode lead so that energization is possible, and the air ratio in the gap between adjacent solid electrolytic capacitor elements is 60% by volume or less.
- a solid including filling the gap with a resin or an oily substance to expel the air in the gap, and then sealing the anode lead, the cathode lead, and the solid electrolytic capacitor element with a sealing material Manufacturing method of electrolytic capacitor.
- a high-capacity chip-type solid electrolytic capacitor that hardly increases leakage current even when subjected to heat shock due to soldering heat, etc., even when using solid electrolytic capacitor elements that are industrially produced in large quantities, It can be provided stably in large quantities.
- the reason why it is difficult to increase the leakage current after mounting the solid electrolytic capacitor by setting the ratio of the air in the gap between the adjacent solid electrolytic capacitor elements to 60 volume% or less, preferably 50 volume% or less is not clear. However, it is considered as follows. If transfer molding is performed with air remaining in the gap, it is considered that the molten resin sealing material does not enter all the gaps between the solid electrolytic capacitor elements, and there is a possibility that gaps may remain in the gaps.
- the gap remaining in the transfer molding occurs even when the gap is provided as wide as about 0.3 mm as described in Patent Document 3.
- the air remaining in the gap repeats rapid expansion and cooling due to soldering heat during mounting. It is presumed that the stress generated at that time is applied to the dielectric layer of the solid electrolytic capacitor element to cause deterioration of the dielectric layer, and as a result, the leakage current increases after mounting. If the air in the gap is expelled to a specific ratio according to the present invention, it is assumed that the stress due to the rapid expansion and contraction of air is not applied to the dielectric layer, so that an increase in leakage current will be suppressed.
- the solid electrolytic capacitor of the present invention includes a pair of anode leads 5 and cathode leads 3 facing each other, two or more solid electrolytic capacitor elements 1 having an anode body and a cathode, and anode leads, cathode leads, and solid electrolytic capacitor elements. It contains the sealing material for sealing.
- Solid electrolytic capacitor element used in the present invention is not particularly limited as long as the anode body includes a sintered body.
- a preferable solid electrolytic capacitor element has a structure in which an anode body, a dielectric layer, a semiconductor layer, and a conductor layer are laminated in this order.
- the anode body of the solid electrolytic capacitor element 1 includes a sintered body.
- the sintered body is preferably a sintered body of a metal material having a valve action.
- the metal material having a valve action include aluminum, tantalum, niobium, titanium, zirconium, and alloys containing any of them.
- the sintered body is preferably porous.
- the lead wire 4 may be drawn out of the anode body from the anode body.
- the size of the anode body can be appropriately selected according to the required size of the solid electrolytic capacitor.
- the solid electrolytic capacitor element In the solid electrolytic capacitor element, a dielectric layer is laminated on the surface of the anode body. The dielectric layer is usually formed by subjecting the surface of the anode body to chemical conversion treatment.
- the semiconductor layer of the solid electrolytic capacitor element is composed of an organic semiconductor or an inorganic semiconductor.
- the solid electrolytic capacitor element is preferably one in which one or more conductor layers are laminated on a semiconductor layer. Examples of the conductor layer include a conductive carbon layer and a conductive metal layer.
- the conductor layer is preferably a laminate of a conductive carbon layer and a conductive metal layer. Further, the conductor layer in contact with the semiconductor layer is preferably a conductive carbon layer.
- two or more of the solid electrolytic capacitor elements are used and arranged so as to be adjacent in parallel. Note that “adjacent” means contacting next to each other.
- FIG. 2 For example, when two solid electrolytic capacitor elements 1 swell like a barrel, when the elements are arranged adjacent to each other in parallel, the most swelled surfaces of the elements are They touch each other, but the other surfaces cannot touch each other. For this reason, even if the solid electrolytic capacitor elements are arranged adjacent to each other, a gap AG is inevitably generated between the elements.
- the gap is preferably at most 0.5 mm.
- the gap between adjacent solid electrolytic capacitor elements is such that the ratio of air is 60% by volume or less, preferably 50% by volume or less, and more preferably 41% by volume or less.
- a method for reducing the ratio of air there is a method in which a gap between adjacent solid electrolytic capacitor elements is filled with a resin or an oily substance to expel air.
- the ratio of the air in this invention is the value which represented the ratio of the air volume with respect to the clearance volume between the solid electrolytic capacitor elements before filling resin etc. which are mentioned later with a percentage.
- the average volume of the gap before being filled with resin or the like is, for example, by using a plurality of adjacent capacitor elements (for example, 100 sets) manufactured in the same manner as the capacitor element, and the gap between the capacitor elements is liquid. It is obtained by measuring the mass of the filled liquid and calculating the average of its volume.
- the liquid used for volume measurement is not particularly limited as long as it is a liquid that easily penetrates into the gap by capillary action and is held in the gap, such as ethylene glycol.
- the resin used to expel air is not particularly limited, and for example, insulating resins such as alkyd resin, acrylic resin, epoxy resin, phenol resin, imide resin, fluororesin, ester resin, imidoamide resin, amide resin, styrene resin Is mentioned.
- insulating resins such as alkyd resin, acrylic resin, epoxy resin, phenol resin, imide resin, fluororesin, ester resin, imidoamide resin, amide resin, styrene resin Is mentioned.
- the oily substance include wax, grease, and oil.
- Resins or oily substances include various solvents and conductive powders (silver, copper, aluminum, gold, carbon, nickel, conductive polymer powders, powders of alloys based on the above metals, and mixtures thereof)
- conductive powders silver, copper, aluminum, gold, carbon, nickel, conductive polymer powders, powders of alloys based on the above metals, and mixtures thereof.
- it is necessary to devise measures to prevent the filling resin or oily material from turning to the anode and causing a short circuit by adding conductive powder which increases costs, so use only with insulating resin or oily material. Is preferred.
- the resin or oily substance used to expel air is preferably liquid when it is expelled.
- a liquid having such a fluidity that it can be sucked into the gap using the capillary phenomenon is particularly preferable.
- a method of sucking in the resin or oily substance by depressurizing the atmosphere around the solid electrolytic capacitor element, or a method of pressurizing and pushing in the resin or oily substance can be adopted.
- an undesired force may be applied to the solid electrolytic capacitor element due to reduced pressure or increased pressure.
- the anode lead of the solid electrolytic capacitor element to be sealed is connected in a state where an anode lead can be energized, and the anode lead is exposed to the outside of the exterior of the solid electrolytic capacitor and becomes an anode terminal.
- the conductor layer laminated on the semiconductor layer becomes the cathode.
- the cathode lead is connected to the cathode in a state where electricity can be passed, and the cathode lead is exposed to the outside of the exterior of the solid electrolytic capacitor to become a cathode terminal.
- Anode lead and cathode lead For the anode lead and cathode lead, a part of the lead frame and the solid electrolytic capacitor element are sealed to form an exterior by a method as described later, and then the frame portion of the lead frame protruding outside the exterior is cut off. It is a lead part obtained by doing.
- the unsealed portions of the anode lead and the cathode lead serve as external terminals of the solid electrolytic capacitor.
- the unsealed portions of the anode lead and the cathode lead can be bent.
- the lead frame used in the production of the solid electrolytic capacitor of the present invention is appropriately selected from known ones used in the production of solid electrolytic capacitors.
- the shape of the lead frame is a foil or a flat plate, and there are a pair of opposing lead portions facing the inside of the frame, and there is a gap between the tips of the lead portions.
- As the material of the lead frame iron, copper, aluminum, or an alloy mainly composed of these metals is used.
- a part or the whole of the lead frame may be plated with solder, tin, titanium, gold, silver or the like.
- the lead frame can be subjected to the various plating after the cutting and bending process or before the process. Further, plating can be performed before the solid electrolytic capacitor element is placed and connected, and re-plating can be performed at any time after sealing.
- the sealing material for sealing the anode lead, the cathode lead, and the solid electrolytic capacitor element is not particularly limited.
- resin a metal case, a resin case, a resin film, etc. are mentioned.
- resins are preferred.
- an epoxy resin, a phenol resin, an alkyd resin, etc. are mentioned.
- a low-stress resin is preferable to use as the sealing resin because the generation of stress on the solid electrolytic capacitor element that occurs during sealing can be reduced.
- a transfer machine is preferably used as a manufacturing machine for resin sealing. Silica particles and the like may be blended in the resin used for the exterior.
- the solid electrolytic capacitor of the present invention can be obtained, for example, as follows.
- One lead portion of a lead frame in which two or more solid electrolytic capacitor elements are arranged so as to be adjacent in parallel in the same direction, and a part of each solid electrolytic capacitor element in which a conductor layer is formed is separately prepared (
- the solid electrolytic capacitor element is sealed with a sealing material, leaving the frame portion of the lead frame and a part of the lead portion. Cut the lead frame outside the encapsulant and bend the remaining lead (Lead frame is on the bottom of the seal, leaving only the bottom or bottom and sides of the lead frame. If it is sealed, it may be cut only).
- the sealing method is not particularly limited. Examples include a resin mold exterior, a resin case exterior, a metal case exterior, a resin dipping exterior, and a laminate film exterior. Among these, a resin mold exterior is preferable because it can be easily reduced in size and cost.
- the solid electrolytic capacitor thus produced may be aged. By this aging, it is possible to repair the dielectric layer subjected to thermal and / or mechanical load in the manufacturing process.
- the aging method is performed by applying a predetermined voltage (usually within twice the rated voltage) to the solid electrolytic capacitor.
- the optimum value of the aging time and temperature is determined in advance by experiments because the optimum value varies depending on the size, capacity, and rated voltage of the solid electrolytic capacitor.
- the aging time is usually several minutes to several days, and the aging temperature is usually 300 ° C. or less in consideration of thermal degradation of the voltage application jig.
- Aging may be performed in air or in a gas such as argon, nitrogen, helium, or the like. Moreover, although it may be performed under any conditions of reduced pressure, normal pressure, and increased pressure, stabilization of the dielectric layer may progress if aging is performed while supplying water vapor or after supplying water vapor. It is also possible to perform the aging by removing excess water by supplying water vapor to a high temperature of 150 to 250 ° C. for several minutes to several hours. As a voltage application method in aging, it can be designed to flow an arbitrary current such as a direct current, an alternating current (having an arbitrary waveform), an alternating current superimposed on the direct current, or a pulse current. It is also possible to stop the voltage application once during the aging and apply the voltage again.
- a gas such as argon, nitrogen, helium, or the like.
- the solid electrolytic capacitor of the present invention can be preferably used for a circuit that requires a high-capacity capacitor such as a CPU or a power supply circuit. These circuits can be used for various digital devices such as personal computers, servers, cameras, game machines, DVD devices, AV devices, mobile phones, and electronic devices such as various power sources. Since the solid electrolytic capacitor of the present invention has a good ESR value, it is possible to obtain an electronic circuit and an electronic device with good high-speed response by mounting the solid electrolytic capacitor.
- the clearance gap between 100 sets of adjacent solid electrolytic capacitor elements manufactured by the above method was 0.42 mm at the maximum and 0.05 mm at the minimum.
- the resin shown in Table 1 was filled in the gaps between the solid electrolytic capacitor elements, and air was expelled.
- the gap was occupied by the resin having the filling rate shown in Table 1, and air remained in the remainder of the gap.
- the filling rate and air ratio in Table 1 are average values in 100 sets of adjacent solid electrolytic capacitor elements manufactured by the above method.
- the resin shown in Table 1 is a liquid when filling between the solid electrolytic capacitor elements, and the resin droplets are sucked into the gap simply by bringing the resin droplets into contact with the gap between the solid electrolytic capacitor elements. It was.
- a chip type solid electrolytic capacitor called a V size having a size of 7.3 mm ⁇ 4.3 mm ⁇ 1.8 mm was obtained by transfer molding with an epoxy resin sealing material. Further, aging was performed to obtain a product having a rated voltage of 2.5 V and a capacity of 1000 ⁇ F.
- LC value average before mounting test for 100 products in the table, “product LC value average”) and LC value average after mounting test (in the table, “mounting LC value average”) are shown in Table 1.
- Solid electrolytic capacitor element (the anode body is a sintered body of CV 70,000 ⁇ F ⁇ V / g tantalum powder, the dielectric layer is obtained by chemical conversion of the surface of the sintered body, the semiconductor layer is polypyrrole, and the conductor layer is known)
- Conductive carbon layer and silver paste layer (average element size is 4.53mm x 1.63mm x 1.08mm) 3 pieces 4.53mm x 1.63mm face to face in parallel in the same direction
- the paste was connected with a silver paste so that the 4.53 mm ⁇ 1.08 mm surface was opposed to the cathode lead surface (length 4.58 mm, width 3.4 mm) of the lead frame separately prepared.
- the lead wire pulled out from the anode body was welded to the anode lead surface of the lead frame.
- three capacitor elements were placed adjacent to each other in parallel in the portion of the lead frame having a width of 3.4 mm (see FIG. 1).
- a gap is unavoidably present between adjacent solid electrolytic capacitor elements due to uneven surface irregularities (in FIG. 1, the solid electrolytic capacitor elements are wider than actual in order to emphasize the existence of the gap. It is drawn like this.)
- the gap between the 100 sets of adjacent solid electrolytic capacitor elements manufactured by the above method was 0.23 mm at the maximum and 0.04 mm at the minimum.
- the resin shown in Table 2 was filled in the gaps between the solid electrolytic capacitor elements, and air was expelled.
- the gap was occupied by the resin having the filling rate shown in Table 2, and air remained in the remainder of the gap.
- the filling rate and air ratio in Table 2 are average values in 100 sets of adjacent solid electrolytic capacitor elements manufactured by the above method.
- the resin shown in Table 2 is a liquid when filled between the solid electrolytic capacitor elements, and the resin droplets are sucked into the gaps by simply bringing the resin droplets into contact with the gaps between the solid electrolytic capacitor elements. It was.
- a chip-type solid electrolytic capacitor called D size having a size of 7.3 mm ⁇ 4.3 mm ⁇ 2.8 mm was obtained by transfer molding with an epoxy resin sealing material. Further, aging was performed to obtain a product having a rated voltage of 2.5 V and a capacity of 680 ⁇ F.
- LC value average before mounting test for 100 products in the table, “product LC value average”) and LC value average after mounting test (in the table, “mounting LC value average”) Is shown in Table 2.
- the mounting tests performed in Examples 1 to 19 and Comparative Examples 1 to 8 are as follows. First, the leakage current (LC) value of the solid electrolytic capacitor was measured. The solid electrolytic capacitor was passed through a reflow furnace at a peak temperature of 260 ° C. for 5 seconds (at 230 ° C. or higher for 30 seconds) three times in total, and abrupt heating and cooling were performed. The leakage current (LC) value of the solid electrolytic capacitor after passing through the reflow furnace three times was measured. The LC value was measured under the condition of applying a voltage of 2.5 V for 30 seconds at room temperature. The filling rate of the resin filled in the gaps between the solid electrolytic capacitor elements was obtained by calculation from the size of the gaps, the density of each resin, and the mass difference before and after the resin filling.
- LC leakage current
- the solid electrolytic capacitor (Example) in which the air ratio in the gap between adjacent solid electrolytic capacitor elements was 60% by volume or less was subjected to heat shock or the like due to solder heat.
- the solid electrolytic capacitor that is made to be 50% by volume or less rather reduces the leakage current.
- a solid electrolytic capacitor (comparative example) in which the air ratio in the gap between adjacent solid electrolytic capacitor elements is not less than 60% by volume has a large leakage current due to heat shock caused by solder heat.
- a gap between adjacent solid electrolytic capacitor elements is filled with a resin or an oily substance to expel air in the gap, and then a sealing material is used. It can be easily obtained by sealing the anode lead, the cathode lead, and the solid electrolytic capacitor element.
- a method in which a resin or an oily substance is sucked into the gap by utilizing a capillary phenomenon when air is expelled it is particularly preferable to employ a method in which a resin or an oily substance is sucked into the gap by utilizing a capillary phenomenon when air is expelled.
- Solid electrolytic capacitor element 2 Resin filled in gap between elements 3: Cathode lead 4: Lead wire drawn out from anode body 5: Anode lead 6: Welded portion 7: Silver paste AG: Between adjacent elements Gap
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Abstract
離れて対向する一対の陽極リードおよび陰極リード、陽極体と陰極とを有する２個以上の固体電解コンデンサ素子、並びに陽極リードと陰極リードと固体電解コンデンサ素子とを封止するための封止材、を含んでなる固体電解コンデンサであって、陽極体は焼結体を含むものであり、２個以上の固体電解コンデンサ素子は、並列して隣接するように配置され、陽極リードの先端部に前記素子の陽極体が通電可能に接続されており、陰極リードの先端部に前記素子の陰極が通電可能に接続されており、隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間は空気の割合が６０体積％以下となるようにされている、固体電解コンデンサ。
Description
本発明は、固体電解コンデンサに関する。詳細にはハンダ熱によるヒートショック等を受けても漏れ電流の増加がほとんどない量産性に優れた高容量の固体電解コンデンサに関する。
固体電解コンデンサは、固体電解コンデンサ素子を樹脂等で封止したものである。この固体電解コンデンサ素子は、通常、陽極体、誘電体層、半導体層および導電体層がこの順で積層された構造を有している。陽極体は、例えば、弁作用金属の粉末を成形し焼結させた多孔質体によって形成されている。そして誘電体層は、例えば、該多孔質体の表面を陽極酸化することによって得られる誘電体皮膜によって構成される。陽極体に、陽極リードが通電可能な状態で接続され、該陽極リードが固体電解コンデンサの外装の外部に露出して陽極端子となる。一方、半導体層の上に積層される導電体層によって陰極が形成され、この陰極に、陰極リードが通電可能な状態で接続され、該陰極リードが固体電解コンデンサの外装の外部に露出して陰極端子となる。
ところで、枠の内側に向けて伸びる対向する一対のリード部を有するリードフレームに、複数の固体電解コンデンサ素子が並列に載置された、高い容量を有し且つ高周波特性に優れた固体電解コンデンサが、特許文献１において提案された。この固体電解コンデンサでは、複数の固体電解コンデンサ素子を並列に隣接するように配置している。この固体電解コンデンサでは、固体電解コンデンサ素子を隣接するように配置しても固体電解コンデンサ素子間に隙間が不可避に生じる。なぜなら、工業的に大量に生産された固体電解コンデンサ素子は僅かではあるが見逃すことができない表面凹凸のばらつきを有するからである。
特許文献２には、並列に隣接するように載置された複数の固体電解コンデンサ素子間を跨る固定層を設けることが提案されている。この固定層を固体電解コンデンサ素子間を跨るように設けると、固体電解コンデンサ素子を封止する時の樹脂封止材が隙間に流入することを抑止できる。これによって、等価直列抵抗が低く且つ漏れ電流が低いチップ状固体電解コンデンサが得られるようになった。
一方、特許文献３には、固体電解コンデンサ素子を隣接するように配置するのではなく、意図的に隙間を広く開けて固体電解コンデンサ素子を配置し、樹脂封止材が該隙間に積極的に流れ込むように企てた固体電解コンデンサが開示されている。特許文献３は、積極的に流し込んだ樹脂封止材がクッションとなって、温度６０℃や相対湿度９０～９５％に保たれた環境に長時間放置する耐久性試験において、ＥＳＲ（等価直列抵抗）やＬＣ（漏れ電流）等の大幅な劣化を防止できると述べている。
ところが、工業的に大量に生産された固体電解コンデンサ素子を用いて、特許文献１～３に開示される固体電解コンデンサを量産すると、実装時のハンダ熱によるヒートショック（急激な温度の上昇および下降）等の影響で漏れ電流が大きくなるものが頻出した。また、特許文献３に開示される固体電解コンデンサは封止材の使用体積が増えるので体積あたりの容量を高くするのが困難であった。
本発明の目的は、ハンダ熱によるヒートショック等を受けても漏れ電流の増加がほとんどない量産性に優れた高容量の固体電解コンデンサを提供することにある。
本発明の目的は、ハンダ熱によるヒートショック等を受けても漏れ電流の増加がほとんどない量産性に優れた高容量の固体電解コンデンサを提供することにある。
本発明者は前記目的を達成するために鋭意検討した結果、隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間（すなわち、密着させて配置しても固体電解コンデンサ素子の表面凹凸のばらつきによって不可避に生じてしまう隙間）に樹脂ペースト等を毛細管現象等を利用して充填し、固体電解コンデンサ素子間の隙間から空気を追い出したところ、工業的に大量に生産された固体電解コンデンサ素子を用いても、ハンダ熱によるヒートショック等を受けても漏れ電流（ＬＣ）の増加がほとんどない高容量の固体電解コンデンサを大量に安定的に生産できるようになることを見出した。本発明は、この知見に基づきさらに検討することによって完成するに至ったものである。
すなわち、本発明は、以下のものを含むものである。
〔１〕 離れて対向する一対の陽極リードおよび陰極リード、
陽極体と陰極とを有する２個以上の固体電解コンデンサ素子、並びに
陽極リードと陰極リードと固体電解コンデンサ素子とを封止するための封止材、を含んでなる固体電解コンデンサであって、
陽極体は焼結体を含むものであり、
２個以上の固体電解コンデンサ素子は、並列して隣接するように配置され、
陽極リードの先端部に前記素子の陽極体が通電可能に接続されており、陰極リードの先端部に前記素子の陰極が通電可能に接続されており、
隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間は、空気の割合が６０体積％以下となるようにされている、固体電解コンデンサ。
〔１〕 離れて対向する一対の陽極リードおよび陰極リード、
陽極体と陰極とを有する２個以上の固体電解コンデンサ素子、並びに
陽極リードと陰極リードと固体電解コンデンサ素子とを封止するための封止材、を含んでなる固体電解コンデンサであって、
陽極体は焼結体を含むものであり、
２個以上の固体電解コンデンサ素子は、並列して隣接するように配置され、
陽極リードの先端部に前記素子の陽極体が通電可能に接続されており、陰極リードの先端部に前記素子の陰極が通電可能に接続されており、
隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間は、空気の割合が６０体積％以下となるようにされている、固体電解コンデンサ。
〔２〕 陽極体が接続されている陽極リードの先端部の面と、陰極が接続されている陰極リードの先端部の面が、略平行である、前記〔１〕に記載の固体電解コンデンサ。
〔３〕 隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間に、樹脂が充填されている、〔１〕または〔２〕に記載の固体電解コンデンサ。
〔４〕 隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間に、油状物質が充填されている、〔１〕または〔２〕に記載の固体電解コンデンサ。
〔５〕 固体電解コンデンサ素子が陽極体、誘電体層、半導体層および導電体層がこの順で積層されてなるものである、〔１〕～〔４〕のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
〔６〕 陽極体は、弁作用を有する金属材料の焼結体を含む、〔１〕～〔５〕のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
〔７〕 弁作用を有する金属材料が、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウムおよびそれらのいずれかを含む合金からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料である〔６〕に記載の固体電解コンデンサ。
〔３〕 隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間に、樹脂が充填されている、〔１〕または〔２〕に記載の固体電解コンデンサ。
〔４〕 隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間に、油状物質が充填されている、〔１〕または〔２〕に記載の固体電解コンデンサ。
〔５〕 固体電解コンデンサ素子が陽極体、誘電体層、半導体層および導電体層がこの順で積層されてなるものである、〔１〕～〔４〕のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
〔６〕 陽極体は、弁作用を有する金属材料の焼結体を含む、〔１〕～〔５〕のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
〔７〕 弁作用を有する金属材料が、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウムおよびそれらのいずれかを含む合金からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料である〔６〕に記載の固体電解コンデンサ。
〔８〕 陽極体と陰極とを有する２個以上の固体電解コンデンサ素子を並列に隣接するように配置すること、
陰極リードに固体電解コンデンサ素子の陰極を、陽極リードに固体電解コンデンサ素子の陽極体をそれぞれ通電可能に接続すること、および
隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間における空気の割合が６０体積％以下となるように該隙間に樹脂または油状物質を充填して該隙間にあった空気を追い出し、次いで、封止材を用いて陽極リードと陰極リードと固体電解コンデンサ素子とを封止することを含む固体電解コンデンサの製造方法。
〔９〕 樹脂または油状物質が液体である、〔８〕に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
〔１０〕 樹脂または油状物質を毛細管現象を利用して隙間に吸い込ませる、〔８〕または〔９〕に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
陰極リードに固体電解コンデンサ素子の陰極を、陽極リードに固体電解コンデンサ素子の陽極体をそれぞれ通電可能に接続すること、および
隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間における空気の割合が６０体積％以下となるように該隙間に樹脂または油状物質を充填して該隙間にあった空気を追い出し、次いで、封止材を用いて陽極リードと陰極リードと固体電解コンデンサ素子とを封止することを含む固体電解コンデンサの製造方法。
〔９〕 樹脂または油状物質が液体である、〔８〕に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
〔１０〕 樹脂または油状物質を毛細管現象を利用して隙間に吸い込ませる、〔８〕または〔９〕に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
本発明によれば、ハンダ熱によるヒートショック等を受けても漏れ電流の増加がほとんどない高容量のチップ型固体電解コンデンサを、工業的に大量に生産された固体電解コンデンサ素子を用いても、大量に安定的に提供することができる。
隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間における空気の割合を６０体積％以下、好ましくは５０体積％以下にすることによって、固体電解コンデンサを実装した後に漏れ電流が増加し難くなることの理由は定かでないが、次のように考えられる。
隙間に空気が残った状態でトランスファー成形すると溶融した樹脂封止材が固体電解コンデンサ素子間の隙間の全てに入り込まず隙間に空隙が残るおそれがあると考えられる。なお、このトランスファー成形における空隙の残存は、特許文献３に記載のように隙間を０．３ｍｍ程度に広く設けた場合でも起きてしまうと考えられる。この空隙に残った空気が実装時のハンダ熱によって急激な膨張と冷却を繰り返す。そのときに生じる応力が固体電解コンデンサ素子の誘電体層に加わり誘電体層の劣化を引き起こし、その結果として、実装後に漏れ電流が増加するのであろうと推測される。
本発明にしたがって隙間の空気を特定割合まで追い出すと、空気の急激な膨張と収縮による応力が誘電体層に加わらなくなるので、漏れ電流の増加が抑えられるようになるのであろうと推測する。
隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間における空気の割合を６０体積％以下、好ましくは５０体積％以下にすることによって、固体電解コンデンサを実装した後に漏れ電流が増加し難くなることの理由は定かでないが、次のように考えられる。
隙間に空気が残った状態でトランスファー成形すると溶融した樹脂封止材が固体電解コンデンサ素子間の隙間の全てに入り込まず隙間に空隙が残るおそれがあると考えられる。なお、このトランスファー成形における空隙の残存は、特許文献３に記載のように隙間を０．３ｍｍ程度に広く設けた場合でも起きてしまうと考えられる。この空隙に残った空気が実装時のハンダ熱によって急激な膨張と冷却を繰り返す。そのときに生じる応力が固体電解コンデンサ素子の誘電体層に加わり誘電体層の劣化を引き起こし、その結果として、実装後に漏れ電流が増加するのであろうと推測される。
本発明にしたがって隙間の空気を特定割合まで追い出すと、空気の急激な膨張と収縮による応力が誘電体層に加わらなくなるので、漏れ電流の増加が抑えられるようになるのであろうと推測する。
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の固体電解コンデンサは、離れて対向する一対の陽極リード５および陰極リード３、陽極体と陰極とを有する２個以上の固体電解コンデンサ素子１、並びに陽極リードと陰極リードと固体電解コンデンサ素子とを封止するための封止材を含んでなるものである。
本発明の固体電解コンデンサは、離れて対向する一対の陽極リード５および陰極リード３、陽極体と陰極とを有する２個以上の固体電解コンデンサ素子１、並びに陽極リードと陰極リードと固体電解コンデンサ素子とを封止するための封止材を含んでなるものである。
（固体電解コンデンサ素子）
本発明に用いられる固体電解コンデンサ素子は、陽極体が焼結体を含むものであれば、特に制限されない。好ましい固体電解コンデンサ素子は、陽極体、誘電体層、半導体層および導電体層がこの順で積層された構成を有しているものである。
本発明に用いられる固体電解コンデンサ素子は、陽極体が焼結体を含むものであれば、特に制限されない。好ましい固体電解コンデンサ素子は、陽極体、誘電体層、半導体層および導電体層がこの順で積層された構成を有しているものである。
（陽極体）
固体電解コンデンサ素子１の陽極体は焼結体を含むものである。該焼結体は、弁作用を有する金属材料の焼結体であることが好ましい。弁作用を有する金属材料としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウムおよびそれらのいずれかを含む合金などが挙げられる。焼結体は多孔性のものであることが好ましい。陽極体には、後述する陽極リードとの接続を容易にするために、リード線４を陽極体から引き出しておいてもよい。陽極体の大きさは求められる固体電解コンデンサの大きさに応じて適宜選択できる。
固体電解コンデンサ素子１の陽極体は焼結体を含むものである。該焼結体は、弁作用を有する金属材料の焼結体であることが好ましい。弁作用を有する金属材料としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウムおよびそれらのいずれかを含む合金などが挙げられる。焼結体は多孔性のものであることが好ましい。陽極体には、後述する陽極リードとの接続を容易にするために、リード線４を陽極体から引き出しておいてもよい。陽極体の大きさは求められる固体電解コンデンサの大きさに応じて適宜選択できる。
（誘電体層、半導体層、導電体層）
固体電解コンデンサ素子では、誘電体層が前記陽極体表面に積層されている。該誘電体層は、前記陽極体の表面を化成処理することによって、通常、形成される。
固体電解コンデンサ素子の半導体層は、有機半導体または無機半導体で構成される。
固体電解コンデンサ素子は、半導体層上に、１層以上の導電体層が積層されているものが好ましい。
導電体層としては、導電性カーボン層、導電性金属層などがある。導電体層としては、導電性カーボン層と導電性金属層とが積層されたものが好ましい。また、半導体層に接する導電体層は導電性カーボン層であることが好ましい。
固体電解コンデンサ素子では、誘電体層が前記陽極体表面に積層されている。該誘電体層は、前記陽極体の表面を化成処理することによって、通常、形成される。
固体電解コンデンサ素子の半導体層は、有機半導体または無機半導体で構成される。
固体電解コンデンサ素子は、半導体層上に、１層以上の導電体層が積層されているものが好ましい。
導電体層としては、導電性カーボン層、導電性金属層などがある。導電体層としては、導電性カーボン層と導電性金属層とが積層されたものが好ましい。また、半導体層に接する導電体層は導電性カーボン層であることが好ましい。
本発明の固体電解コンデンサでは、前記固体電解コンデンサ素子が２個以上用いられ、それらが並列に隣接するように配置される。なお、「隣接する」は、隣り合わせに接することである。
隣接する固体電解コンデンサ素子間には隙間ＡＧが存在する。該隙間は、固体電解コンデンサ素子を隣接させて配置しても、素子の表面凹凸のばらつきによって不可避的に生じてしまうものである。この隙間の理解を容易にするために表面凹凸を実際よりも強調して単純に描いた図（図２）を参照して説明する。図２に示すように、例えば、２つの固体電解コンデンサ素子１が樽のように膨らんでいる場合には、該素子を並列に隣接するように配置すると、該素子の一番膨らんだ面どうしは互いに接触するが、他の面どうしは接触させることができない。このようなために、固体電解コンデンサ素子を隣接させて配置しても、素子間に隙間ＡＧが不可避的に生じるのである。該隙間の間隔は、最大でも０．５ｍｍであることが好ましい。
隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間は、空気の割合が６０体積％以下、好ましくは５０体積％以下、さらに好ましくは４１体積％以下となるようにされている。空気の割合を少なくする方法としては、樹脂や油状物質などを隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間に充填し、空気を追い出す方法が挙げられる。
なお、本発明における空気の割合は、後述する樹脂等が充填される前の固体電解コンデンサ素子間の隙間容積に対する空気体積の割合を百分率で表した値である。
樹脂等が充填される前の隙間の平均容積は、例えば、前記コンデンサ素子と同様に製造された複数組（例えば、１００組）の隣接されたコンデンサ素子を用いて、コンデンサ素子の隙間を液体で満たし、満たされた液体の質量を測定して、その体積の平均を計算すれば求められる。容積測定のために用いる液体は、エチレングリコールなど、毛細管現象で隙間に浸透しやすく、且つ隙間に保持される液体であれば特に限定されない。
なお、本発明における空気の割合は、後述する樹脂等が充填される前の固体電解コンデンサ素子間の隙間容積に対する空気体積の割合を百分率で表した値である。
樹脂等が充填される前の隙間の平均容積は、例えば、前記コンデンサ素子と同様に製造された複数組（例えば、１００組）の隣接されたコンデンサ素子を用いて、コンデンサ素子の隙間を液体で満たし、満たされた液体の質量を測定して、その体積の平均を計算すれば求められる。容積測定のために用いる液体は、エチレングリコールなど、毛細管現象で隙間に浸透しやすく、且つ隙間に保持される液体であれば特に限定されない。
空気を追い出すために用いられる樹脂は特に制限されず、例えば、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、イミド樹脂、フッ素樹脂、エステル樹脂、イミドアミド樹脂、アミド樹脂、スチレン樹脂などの絶縁性樹脂が挙げられる。また、油状物質としては、ワックス、グリース、オイルなどが挙げられる。樹脂または油状物質には、各種溶剤や、導電粉（銀、銅、アルミニウム、金、カ－ボン、ニッケル、導電性高分子粉及び前記金属を主成分とする合金の粉やこれらの混合物粉）が入っていても良いが、導電粉の加入で充填樹脂または油状物質が陽極に回ってショートを起こすことを避ける工夫が必要となり、コストアップになるので絶縁性の樹脂または油状物質のみで用いる方が好ましい。
空気を追い出すために用いられる樹脂または油状物質は、空気を追い出すときに液体となっているものが好ましい。毛細管現象を利用して隙間に吸い込ませることができる程度の流動性を持つ液体が特に好ましい。樹脂または油状物質を用いて隙間から空気を追い出すために、固体電解コンデンサ素子周辺の雰囲気を減圧して樹脂または油状物質を吸い込む方法や、樹脂または油状物質を加圧して押し込む方法が採用可能であるが、減圧や加圧によって、好ましくない力が固体電解コンデンサ素子に加わることがあるので注意すべきである。
封止される固体電解コンデンサ素子の陽極体には、陽極リードが通電可能な状態で接続され、該陽極リードが固体電解コンデンサの外装の外部に露出して陽極端子となる。
一方、半導体層の上に積層される導電体層が陰極になる。この陰極に、陰極リードが通電可能な状態で接続され、該陰極リードが固体電解コンデンサの外装の外部に露出して陰極端子となる。
一方、半導体層の上に積層される導電体層が陰極になる。この陰極に、陰極リードが通電可能な状態で接続され、該陰極リードが固体電解コンデンサの外装の外部に露出して陰極端子となる。
（陽極リードと陰極リード）
陽極リードと陰極リードは、後述するような方法で、リードフレームの一部と固体電解コンデンサ素子とを封止して、外装を形成し、次いで外装の外に飛び出したリードフレームの枠部分を切除することによって得られるリード部である。この陽極リードおよび陰極リードの封止されていない部分は固体電解コンデンサの外部端子となる。陽極リードおよび陰極リードの封止されていない部分は、折り曲げることができる。
陽極リードと陰極リードは、後述するような方法で、リードフレームの一部と固体電解コンデンサ素子とを封止して、外装を形成し、次いで外装の外に飛び出したリードフレームの枠部分を切除することによって得られるリード部である。この陽極リードおよび陰極リードの封止されていない部分は固体電解コンデンサの外部端子となる。陽極リードおよび陰極リードの封止されていない部分は、折り曲げることができる。
本発明の固体電解コンデンサの製造に用いられるリードフレームは固体電解コンデンサの製造において使用されている公知のものの中から適宜選択される。
リードフレームの形状は、箔または平板状であり、枠の内側に向けて一対の対向して配置されたリード部が存在し、リード部の先端間に隙間がある。リードフレームの材料として、鉄、銅、アルミニウムまたはこれら金属を主成分とする合金が使用される。前記リードフレームの一部または全部にハンダ、錫、チタン、金、銀などのメッキが施されていてもよい。リードフレームとメッキとの間に、ニッケル、パラジウムまたは銅などの下地メッキがあってもよい。
リードフレームの形状は、箔または平板状であり、枠の内側に向けて一対の対向して配置されたリード部が存在し、リード部の先端間に隙間がある。リードフレームの材料として、鉄、銅、アルミニウムまたはこれら金属を主成分とする合金が使用される。前記リードフレームの一部または全部にハンダ、錫、チタン、金、銀などのメッキが施されていてもよい。リードフレームとメッキとの間に、ニッケル、パラジウムまたは銅などの下地メッキがあってもよい。
リードフレームは、前記切断折り曲げ加工後または加工前に前記各種メッキを行うことができる。また、固体電解コンデンサ素子を載置接続する前にメッキを行い、さらに封止後の任意の時に再メッキを行うことができる。
（封止材）
陽極リードと陰極リードと固体電解コンデンサ素子とを封止するための封止材は、特に制限されない。例えば、樹脂、金属ケース、樹脂ケース、樹脂フィルムなどが挙げられる。これらのうち樹脂が好ましい。例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。封止樹脂として低応力樹脂を使用することが、封止時におきる固体電解コンデンサ素子への応力の発生を緩和することができるために好ましい。また、樹脂封止するための製造機としてトランスファーマシンが好んで使用される。外装に使用される樹脂にはシリカ粒子などが配合されていてもよい。
陽極リードと陰極リードと固体電解コンデンサ素子とを封止するための封止材は、特に制限されない。例えば、樹脂、金属ケース、樹脂ケース、樹脂フィルムなどが挙げられる。これらのうち樹脂が好ましい。例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキッド樹脂などが挙げられる。封止樹脂として低応力樹脂を使用することが、封止時におきる固体電解コンデンサ素子への応力の発生を緩和することができるために好ましい。また、樹脂封止するための製造機としてトランスファーマシンが好んで使用される。外装に使用される樹脂にはシリカ粒子などが配合されていてもよい。
本発明の固体電解コンデンサは、例えば、次のようにして得ることができる。
２個以上の固体電解コンデンサ素子を同一方向に並列に隣接するように配置し、各固体電解コンデンサ素子の導電体層が形成された部分の一部を別途用意したリードフレームの一方のリード部（陰極リード）の先端部に載せ、陽極体の一部（陽極体がリード線を有する構造の場合はリード線。この場合は寸法を合わせるためにリード線の先端を切断して使用してもよい。）を前記リードフレームの他方のリード部（陽極リード）の先端部に載せ、例えば前者は導電性金属ペーストの固化によって、後者は溶接によって、各々電気的・機械的に接合する。
２個以上の固体電解コンデンサ素子を同一方向に並列に隣接するように配置し、各固体電解コンデンサ素子の導電体層が形成された部分の一部を別途用意したリードフレームの一方のリード部（陰極リード）の先端部に載せ、陽極体の一部（陽極体がリード線を有する構造の場合はリード線。この場合は寸法を合わせるためにリード線の先端を切断して使用してもよい。）を前記リードフレームの他方のリード部（陽極リード）の先端部に載せ、例えば前者は導電性金属ペーストの固化によって、後者は溶接によって、各々電気的・機械的に接合する。
固体電解コンデンサ素子間の隙間に樹脂や油状物質を充填し、隙間から空気を追い出す。この空気の追い出しによって隙間にある空気の割合を６０体積％以下、好ましくは５０体積％以下にする。次にリードフレームの枠部とリード部の一部を残して固体電解コンデンサ素子を封止材で封止する。封止材の外に出ているリードフレームの枠部を切断し、外に残されたリード部を折り曲げ加工（リードフレームが封口の下面にあってリードフレームの下面または下面と側面のみを残して封口されている場合は、切断加工のみでもよい。）する。
封止方法は特に制限されない。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、ラミネートフイ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。
このようにして作製された固体電解コンデンサはエージングしてもよい。このエージングによって、上記製造工程で熱的および／または機械的負荷が掛かった誘電体層の修復を行うことができる。エージングの方法は、固体電解コンデンサに所定の電圧（通常、定格電圧の２倍以内）を印加することによって行われる。
エージング時間や温度は、固体電解コンデンサの大きさ、容量および定格電圧によって最適値が変化するので予め実験によって決定される。エージング時間は、通常、数分間から数日間で、エージング温度は電圧印加冶具の熱劣化を考慮して、通常、３００℃以下である。
エージング時間や温度は、固体電解コンデンサの大きさ、容量および定格電圧によって最適値が変化するので予め実験によって決定される。エージング時間は、通常、数分間から数日間で、エージング温度は電圧印加冶具の熱劣化を考慮して、通常、３００℃以下である。
エージングは、空気中で行ってもよいし、アルゴン、窒素、ヘリウムなどのガス中で行ってもよい。また、減圧、常圧、加圧下のいずれの条件で行ってもよいが、水蒸気を供給しながら、または水蒸気を供給した後にエージングを行うと誘電体層の安定化が進む場合がある。水蒸気を供給した後に１５０～２５０℃の高温に数分間～数時間放置し余分な水分を除去し前記エージングを行うこともできる。
エージングにおける電圧印加方法として、直流、（任意の波形を有する）交流、直流に重畳した交流やパルス電流などの任意の電流を流すように設計することができる。エージングの途中に一旦電圧印加を止め、再度電圧印加を行うことも可能である。
エージングにおける電圧印加方法として、直流、（任意の波形を有する）交流、直流に重畳した交流やパルス電流などの任意の電流を流すように設計することができる。エージングの途中に一旦電圧印加を止め、再度電圧印加を行うことも可能である。
本発明の固体電解コンデンサは、例えば、ＣＰＵや電源回路などの高容量のコンデンサを必要とする回路に好ましく用いることができる。これらの回路は、パソコン、サーバー、カメラ、ゲーム機、ＤＶＤ機器、ＡＶ機器、携帯電話などの各種デジタル機器や、各種電源などの電子機器に利用可能である。
本発明の固体電解コンデンサは、ＥＳＲ値が良好であることから、これを搭載することによって高速応答性のよい電子回路および電子機器を得ることができる。
本発明の固体電解コンデンサは、ＥＳＲ値が良好であることから、これを搭載することによって高速応答性のよい電子回路および電子機器を得ることができる。
本発明の実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、これらは本発明を説明するための単なる例示であって、本発明はこれらによって制限されるものではない。なお、「％」は特に断りが無い限り質量基準である。
実施例１～９、比較例１～４
固体電解コンデンサ素子（陽極体がＣＶ１５万μＦ・Ｖ／ｇタンタル粉の焼結体であり、誘電体層は該焼結体表面を化成処理したもの、半導体層がポリエチレンジオキシチオフェン、導電体層が導電性カーボン層と銀ペースト層とをこの順で積層したものである。素子の平均サイズは４．５１ｍｍ×１．６１ｍｍ×１．１２ｍｍである。）２個を４．５１ｍｍ×１．１２ｍｍ面を向き合わせ同一方向に並列に隣接させ、且つ４．５１ｍｍ×１．６１ｍｍ面が別途用意したリードフレームの陰極リード面（長さ４．５８ｍｍ幅３．４ｍｍ）に対向するように銀ペーストで接続した。陽極体から引き出されたリード線をリードフレームの陽極リード面に溶接した。これにより、リードフレームの幅３．４ｍｍの部分にコンデンサ素子が２個並列に隣接するように載置された。
固体電解コンデンサ素子（陽極体がＣＶ１５万μＦ・Ｖ／ｇタンタル粉の焼結体であり、誘電体層は該焼結体表面を化成処理したもの、半導体層がポリエチレンジオキシチオフェン、導電体層が導電性カーボン層と銀ペースト層とをこの順で積層したものである。素子の平均サイズは４．５１ｍｍ×１．６１ｍｍ×１．１２ｍｍである。）２個を４．５１ｍｍ×１．１２ｍｍ面を向き合わせ同一方向に並列に隣接させ、且つ４．５１ｍｍ×１．６１ｍｍ面が別途用意したリードフレームの陰極リード面（長さ４．５８ｍｍ幅３．４ｍｍ）に対向するように銀ペーストで接続した。陽極体から引き出されたリード線をリードフレームの陽極リード面に溶接した。これにより、リードフレームの幅３．４ｍｍの部分にコンデンサ素子が２個並列に隣接するように載置された。
隣接する固体電解コンデンサ素子間には表面凹凸のばらつきのために隙間が不可避的に存在する。上記方法で製造された１００組の隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間間隔は、最大のもので０．４２ｍｍ、最小のもので０．０５ｍｍであった。
表１に示した樹脂を固体電解コンデンサ素子間の隙間に充填し、空気を追い出した。
隙間は表１に示した充填率の樹脂で占められ、隙間の残部に空気が残った。なお、表１中の充填率および空気割合は、上記方法で製造された１００組の隣接する固体電解コンデンサ素子における平均値である。
隙間は表１に示した充填率の樹脂で占められ、隙間の残部に空気が残った。なお、表１中の充填率および空気割合は、上記方法で製造された１００組の隣接する固体電解コンデンサ素子における平均値である。
なお、表１に示した樹脂は、固体電解コンデンサ素子間に充填する際には液体であり、固体電解コンデンサ素子間の隙間に該樹脂の液滴を接触させるだけで該隙間に吸い込まれていった。
エポキシ樹脂封止材でトランスファー成形して、大きさ７．３ｍｍ×４．３ｍｍ×１．８ｍｍのＶサイズと呼称されるチップ型固体電解コンデンサを得た。さらにエージングを行い、定格電圧２．５Ｖ、容量１０００μＦの製品とした。製品１００個についての実装試験前のＬＣ値平均（表中では、「製品ＬＣ値平均」と表記している。）と、実装試験後のＬＣ値平均（表中では、「実装ＬＣ値平均」と表記している。）を表１に示した。
実施例１０～１９、比較例５～８
固体電解コンデンサ素子（陽極体がＣＶ７万μＦ・Ｖ／ｇタンタル粉の焼結体であり、誘電体層は該焼結体表面を化成処理したもの、半導体層がポリピロール、導電体層が公知の導電性カーボン層と銀ペースト層である。素子の平均サイズは４．５３ｍｍ×１．６３ｍｍ×１．０８ｍｍである）３個を４．５３ｍｍ×１．６３ｍｍ面を向き合わせ同一方向に並列に隣接させ、且つ４．５３ｍｍ×１．０８ｍｍ面が別途用意したリードフレームの陰極リード面（長さ４．５８ｍｍ、幅３．４ｍｍ）に対向するように銀ペーストで接続した。陽極体から引き出されたリード線をリードフレームの陽極リード面に溶接した。これにより、リードフレームの幅３．４ｍｍの部分にコンデンサ素子が３個並列に隣接するように載置された（図１参照）。
固体電解コンデンサ素子（陽極体がＣＶ７万μＦ・Ｖ／ｇタンタル粉の焼結体であり、誘電体層は該焼結体表面を化成処理したもの、半導体層がポリピロール、導電体層が公知の導電性カーボン層と銀ペースト層である。素子の平均サイズは４．５３ｍｍ×１．６３ｍｍ×１．０８ｍｍである）３個を４．５３ｍｍ×１．６３ｍｍ面を向き合わせ同一方向に並列に隣接させ、且つ４．５３ｍｍ×１．０８ｍｍ面が別途用意したリードフレームの陰極リード面（長さ４．５８ｍｍ、幅３．４ｍｍ）に対向するように銀ペーストで接続した。陽極体から引き出されたリード線をリードフレームの陽極リード面に溶接した。これにより、リードフレームの幅３．４ｍｍの部分にコンデンサ素子が３個並列に隣接するように載置された（図１参照）。
隣接する固体電解コンデンサ素子間には表面凹凸のばらつきのために隙間が不可避的に存在する（なお、図１では隙間の存在を強調するために固体電解コンデンサ素子間が実際よりも広く開いているように描いている。）。上記方法で製造された１００組の隣接する固体電解コンデンサ素子の隙間間隔は、最大のもので０．２３ｍｍ、最小のもので０．０４ｍｍであった。
表２に示した樹脂を固体電解コンデンサ素子間の隙間に充填し、空気を追い出した。
隙間は表２に示した充填率の樹脂で占められ、隙間の残部に空気が残った。なお、表２中の充填率および空気割合は、上記方法で製造された１００組の隣接する固体電解コンデンサ素子における平均値である。
隙間は表２に示した充填率の樹脂で占められ、隙間の残部に空気が残った。なお、表２中の充填率および空気割合は、上記方法で製造された１００組の隣接する固体電解コンデンサ素子における平均値である。
なお、表２に示した樹脂は、固体電解コンデンサ素子間に充填する際には液体であり、固体電解コンデンサ素子間の隙間に該樹脂の液滴を接触させるだけで該隙間に吸い込まれていった。
エポキシ樹脂封止材でトランスファー成形して、大きさ７．３ｍｍ×４．３ｍｍ×２．８ｍｍのＤサイズと呼称されるチップ型固体電解コンデンサを得た。さらにエージングを行い、定格電圧２．５Ｖ、容量６８０μＦの製品とした。製品１００個についての実装試験前のＬＣ値平均（表中では、「製品ＬＣ値平均」と表記している。）と、実装試験後のＬＣ値平均（表中では、「実装ＬＣ値平均」と表記している。）を表２に示した。
上記実施例１～１９および比較例１～８において行った実装試験は下記のとおりである。
まず、固体電解コンデンサの漏れ電流（ＬＣ）値を測定した。固体電解コンデンサをピーク温度２６０℃、５秒間（２３０℃以上で３０秒間）のリフロー炉を計３回通過させ、急激な加熱及び冷却を行った。リフロー炉を３回通過させた後の固体電解コンデンサの漏れ電流（ＬＣ）値を測定した。ＬＣ値は、室温において３０秒間、２．５Ｖの電圧を印加する条件で測定した。
また、固体電解コンデンサ素子間の隙間に充填された樹脂の充填率は、隙間の大きさと、各樹脂の密度と、樹脂充填前後の質量差とから計算で求めた。
まず、固体電解コンデンサの漏れ電流（ＬＣ）値を測定した。固体電解コンデンサをピーク温度２６０℃、５秒間（２３０℃以上で３０秒間）のリフロー炉を計３回通過させ、急激な加熱及び冷却を行った。リフロー炉を３回通過させた後の固体電解コンデンサの漏れ電流（ＬＣ）値を測定した。ＬＣ値は、室温において３０秒間、２．５Ｖの電圧を印加する条件で測定した。
また、固体電解コンデンサ素子間の隙間に充填された樹脂の充填率は、隙間の大きさと、各樹脂の密度と、樹脂充填前後の質量差とから計算で求めた。
表１及び表２の結果から、隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間の空気割合が６０体積％以下となるようにされた固体電解コンデンサ（実施例）は、ハンダ熱によるヒートショック等を受けても漏れ電流の増加がほとんどないこと、特に５０体積％以下となるようにされた固体電解コンデンサは、むしろ漏れ電流が減ることがわかる。一方、隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間の空気割合を６０体積％以下にしていない固体電解コンデンサ（比較例）は、ハンダ熱によるヒートショック等の影響で漏れ電流が大きくなることがわかる。
本発明の固体電解コンデンサは、本発明の製造方法に従って、隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間に樹脂または油状物質を充填して該隙間にあった空気を追い出し、次いで、封止材を用いて陽極リードと陰極リードと固体電解コンデンサ素子とを封止することによって容易に得ることができる。本発明の製造方法において、空気を追い出すときに、樹脂または油状物質を毛細管現象を利用して隙間に吸い込ませる方法を採用するのが、特に好ましい。
１：固体電解コンデンサ素子
２：素子間の隙間に充填された樹脂
３：陰極リード
４：陽極体から引き出されたリード線
５：陽極リード
６：溶接部
７：銀ペースト
ＡＧ：隣接する素子間の隙間
２：素子間の隙間に充填された樹脂
３：陰極リード
４：陽極体から引き出されたリード線
５：陽極リード
６：溶接部
７：銀ペースト
ＡＧ：隣接する素子間の隙間
Claims (10)
- 離れて対向する一対の陽極リードおよび陰極リード、
陽極体と陰極とを有する２個以上の固体電解コンデンサ素子、並びに
陽極リードと陰極リードと固体電解コンデンサ素子とを封止するための封止材、を含んでなる固体電解コンデンサであって、
陽極体は焼結体を含むものであり、
２個以上の固体電解コンデンサ素子は、並列して隣接するように配置され、
陽極リードの先端部に前記素子の陽極体が通電可能に接続されており、陰極リードの先端部に前記素子の陰極が通電可能に接続されており、
隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間は、空気の割合が６０体積％以下となるようにされている、固体電解コンデンサ。 - 陽極体が接続されている陽極リードの先端部の面と、陰極が接続されている陰極リードの先端部の面が、略平行である、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
- 隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間に、樹脂が充填されている、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
- 隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間に、油状物質が充填されている、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
- 固体電解コンデンサ素子が陽極体、誘電体層、半導体層および導電体層がこの順で積層されてなるものである、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。
- 陽極体は、弁作用を有する金属材料の焼結体を含む、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。
- 弁作用を有する金属材料が、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウムおよびそれらのいずれかを含む合金からなる群から選ばれる少なくとも１種の材料である請求項６に記載の固体電解コンデンサ。
- 陽極体と陰極とを有する２個以上の固体電解コンデンサ素子を並列に隣接するように配置すること、
陰極リードに固体電解コンデンサ素子の陰極を、陽極リードに固体電解コンデンサ素子の陽極体をそれぞれ通電可能に接続すること、および
隣接する固体電解コンデンサ素子間の隙間における空気の割合が６０体積％以下となるように該隙間に樹脂または油状物質を充填して該隙間にあった空気を追い出し、次いで、封止材を用いて陽極リードと陰極リードと固体電解コンデンサ素子とを封止することを含む固体電解コンデンサの製造方法。 - 樹脂または油状物質が液体である、請求項８に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 樹脂または油状物質を毛細管現象を利用して隙間に吸い込ませる、請求項８または９に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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2009
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