WO2021049050A1 - 電解コンデンサ及び電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

電解コンデンサ及び電解コンデンサの製造方法 Download PDF

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WO2021049050A1
WO2021049050A1 PCT/JP2020/001558 JP2020001558W WO2021049050A1 WO 2021049050 A1 WO2021049050 A1 WO 2021049050A1 JP 2020001558 W JP2020001558 W JP 2020001558W WO 2021049050 A1 WO2021049050 A1 WO 2021049050A1
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capacitor
external electrode
electrolytic capacitor
cathode
sealing resin
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PCT/JP2020/001558
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信田　知希
藤本　和雅
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株式会社村田製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/008—Terminals
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    • H01G9/048—Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01G9/004—Details
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    • H01G9/10—Sealing, e.g. of lead-in wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/15—Solid electrolytic capacitors

Definitions

  • the present invention relates to an electrolytic capacitor and a method for manufacturing an electrolytic capacitor.
  • Patent Document 1 discloses a capacitor in which a dielectric oxide film and a conductive polymer layer are formed on an anode body which is a sintered body of a metal powder.
  • a rod-shaped metal member is embedded in the anode body so as to penetrate the anode body, and a metal member for terminals is joined to a protruding portion of the metal member.
  • Patent Document 2 discloses a solid electrolytic capacitor including a porous sintered body made of a valve acting metal and an anode wire protruding from the porous sintered body.
  • a solid electrolytic capacitor including a porous sintered body made of a valve acting metal and an anode wire protruding from the porous sintered body.
  • FIG. 20 of Patent Document 2 the end face of the anode wire and the end face of the sealing resin are exposed on the same surface, and an anode external electrode is formed on the end face. Things are disclosed.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrolytic capacitor having a small equivalent series inductance (ESL) and equivalent series resistance (ESR). It is also an object of the present invention to provide a method for manufacturing the above electrolytic capacitor.
  • ESL equivalent series inductance
  • ESR equivalent series resistance
  • the electrolytic capacitor of the present invention has a first end face and a second end face facing each other, and a bottom surface adjacent to the first end face and the second end face, and an anode wire penetrates the electrolytic capacitor.
  • An electrolytic capacitor including a capacitor element having a body layer and a cathode layer provided on the dielectric layer and a sealing material covering the capacitor element, the first end of the anode wire. The portion is exposed on the first end surface of the capacitor body, an anode external electrode is provided on the first end surface of the capacitor body, and the anode external electrode is the first end of the anode wire.
  • the cathode layer is electrically drawn out to the bottom surface of the capacitor body, a cathode external electrode is provided on the bottom surface of the capacitor body, and the cathode external electrode is electrically connected to the cathode layer. It is characterized by being connected.
  • the method for manufacturing an electrolytic capacitor of the present invention includes a step of preparing a capacitor element having a dielectric layer and a cathode layer provided on the dielectric layer through which an anode wire penetrates, and the cathode layer of the capacitor element.
  • the step of sealing the anode wire and the capacitor element with a sealing material containing the first sealing resin On the first surface of the substrate, the step of sealing the anode wire and the capacitor element with a sealing material containing the first sealing resin, and the step of exposing the first end portion of the anode wire.
  • the step of cutting the sealing material and the anode wire to make the cut surface the first end surface of the capacitor body, and forming the anode external electrode on the first end surface of the capacitor body to form the second end surface of the substrate It is characterized in that a step of forming a cathode external electrode on a surface is performed.
  • an electrolytic capacitor having a small equivalent series inductance (ESL) and an equivalent series resistance (ESR).
  • FIG. 1A is a perspective view schematically showing an electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a perspective view schematically showing a capacitor main body constituting the electrolytic capacitor.
  • 1 (c) is a cross-sectional view taken along the line AA of the electrolytic capacitor shown in FIG. 1 (a).
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the structure of the capacitor element.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an electrolytic capacitor according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4A is a sectional view schematically showing an electrolytic capacitor according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is a top view of the electrolytic capacitor according to the third embodiment of the present invention. is there.
  • FIG. 5A is a sectional view schematically showing an electrolytic capacitor according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 5B is a top view of the electrolytic capacitor according to the fourth embodiment of the present invention. is there.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an electrolytic capacitor according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of the structure of a capacitor element constituting the electrolytic capacitor according to the sixth embodiment of the present invention.
  • 8 (a), 8 (b), 8 (c) and 8 (d) are cross-sectional views schematically showing an example of a method for manufacturing an electrolytic capacitor.
  • 9 (a), 9 (b) and 9 (c) are cross-sectional views schematically showing an example of a method for manufacturing an electrolytic capacitor.
  • the electrolytic capacitor of the present invention and a method for manufacturing the same will be described.
  • the present invention is not limited to the following configurations, and can be appropriately modified and applied without changing the gist of the present invention. It goes without saying that each of the embodiments shown below is an example, and partial replacement or combination of the configurations shown in different embodiments is possible. It should be noted that a combination of two or more individual desirable configurations of the present invention described below is also the present invention.
  • FIG. 1A is a perspective view schematically showing an electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a perspective view schematically showing a capacitor main body constituting the electrolytic capacitor
  • 1 (c) is a cross-sectional view taken along the line AA of the electrolytic capacitor shown in FIG. 1 (a).
  • the electrolytic capacitor 1 shown in FIG. 1A includes a capacitor main body 10, an anode external electrode 60 and a cathode external electrode 70 provided on the capacitor main body 10.
  • FIG. 1B shows a capacitor main body 10 in which the anode external electrode 60 and the cathode external electrode 70 are removed from the electrolytic capacitor 1, and the first end face 11 and the second end face 12 facing each other in the capacitor main body 10, respectively.
  • the bottom surface 13 and the top surface 14, and the positions of the first side surface 15 and the second side surface 16 are shown.
  • a substrate 40 is provided on the bottom surface 13 of the capacitor body 10.
  • the anode external electrode 60 is provided on the first end surface 11 of the capacitor body 10, and further, a bottom surface 13, a first side surface 15, and a part of the second side surface 16. It is provided in.
  • the cathode external electrode 70 is provided on the second end surface 12 of the capacitor body 10, and further on the bottom surface 13, the first side surface 15, and the second side surface 16. It is provided in part.
  • the anode external electrode 60 and the cathode external electrode 70 may not be provided on a part of the first side surface 15 and the second side surface 16, respectively.
  • the capacitor body 10 includes a capacitor element 20 through which the anode wire 30 penetrates.
  • the shape of the capacitor element and the shape of the anode wire are both shown as cylindrical in FIGS. 1 (a) and 1 (b), but may be prismatic.
  • the columnar shape includes an elliptical shape, a flat shape, a shape in which each part of the prism is chamfered, and a shape in which the ridgeline portion of the prism is chamfered.
  • the capacitor body 10 includes a capacitor element 20 through which the anode wire 30 penetrates, and a sealing material 80 that covers the capacitor element 20.
  • a substrate 40 is provided on the bottom surface of the capacitor body 10. The substrate 40 is adhered to the capacitor element 20 by the conductive adhesive 50 on the first surface 41 of the substrate 40.
  • the anode wire 30 has a first end 31 and a second end 32.
  • the first end 31 of the anode wire 30 is exposed on the first end surface 11 of the capacitor body 10, and the first end 31 of the anode wire 30 is connected to the anode external electrode 60.
  • the second end 32 of the anode wire 30 penetrates the capacitor element 20 and is in contact with the sealing material 80, and is insulated from the cathode external electrode 70.
  • the capacitor element 20 has an anode wire 30 penetrating through it, and includes a dielectric layer and a cathode layer provided on the dielectric layer.
  • the structure of the capacitor element 20 will be described with reference to FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of the structure of the capacitor element.
  • the capacitor element 20 has an anode wire 30 penetrating through it, and has a porous portion 21 made of a valve acting metal around the anode wire 30 and a dielectric layer formed on the surface of the pores of the porous portion 21 (shown in the figure). , And a cathode layer 26 provided on the dielectric layer.
  • the anode wire is a linear through conductor made of a valve acting metal.
  • the metal constituting the valve action metal include simple metals such as aluminum, tantalum, niobium, titanium and zirconium, and alloys containing these metals. Among these, aluminum or tantalum is preferable, and tantalum is more preferable.
  • the porous portion is made of a valve acting metal, and is preferably a porous body of the same type of metal as the valve acting metal constituting the anode wire.
  • the porous portion is preferably a porous sintered body produced by molding and sintering a powder of a valve acting metal. Further, it may be an etching layer of a metal constituting an anode wire.
  • the dielectric layer is preferably an oxide of a valve acting metal constituting the porous portion.
  • a dielectric layer made of an oxide film can be formed on the surface of the porous portion.
  • a preferred combination of the anode wire, the porous portion and the dielectric layer is that the anode wire is a metal tantalum wire, the porous portion is a sintered body of metal tantalum, and the dielectric layer is an oxide of metal tantalum (for example, five).
  • a combination of tantalum oxide) can be mentioned.
  • the anode wire is a metallic aluminum wire, the porous portion is an etching layer formed on the surface of the aluminum wire, and the dielectric layer is an oxide film (aluminum oxide) on the surface of the aluminum wire.
  • anode wire is a metallic aluminum wire
  • an insulating portion may be provided at a portion other than the first end portion around the anode wire exposed by removing the end portion of the porous portion.
  • the insulating resin may be formed on the dielectric layer by impregnating the porous portion with the insulating resin without removing the end portion of the porous portion to provide the insulating portion.
  • the cathode layer 26 has a solid electrolyte layer 22 provided on the dielectric layer and a conductive layer 25 provided on the surface of the solid electrolyte layer 22.
  • FIG. 2 shows a structure in which the conductive layer 25 is composed of two layers, a carbon layer 23 and a silver layer 24.
  • An electrolytic capacitor using a solid electrolyte layer as an electrolyte layer can be said to be a solid electrolytic capacitor.
  • the solid electrolyte layer 22 fills a part of the pores of the porous portion 21, and is provided on the dielectric layer formed on the surface of the porous portion 21.
  • the material constituting the solid electrolyte layer examples include conductive polymers such as polypyrroles, polythiophenes, and polyanilines. Among these, polythiophenes are preferable, and poly (3,4-ethylenedioxythiophene) called PEDOT is particularly preferable. Further, the conductive polymer may contain a dopant such as polystyrene sulfonic acid (PSS).
  • PSD polystyrene sulfonic acid
  • the solid electrolyte layer preferably includes an inner layer that fills the pores (recesses) of the porous portion (dielectric layer) and an outer layer that covers the dielectric layer.
  • the conductive layer is preferably composed of a carbon layer as a base and a silver layer on the conductive layer, but may be only the carbon layer or only the silver layer.
  • the cathode layer 26 is adhered to the first surface 41 of the substrate 40 with the conductive adhesive 50 under the capacitor element 20. Then, the cathode external electrode 70 is provided on the second surface 42 (bottom surface 13 of the capacitor body 10) of the substrate 40. In this way, the cathode layer 26 on the lower side of the capacitor element 20 is electrically connected to the cathode external electrode 70. Further, it is preferable that the cathode external electrode is continuously provided on the bottom surface of the capacitor body and the second end surface of the capacitor body.
  • a printed circuit board such as a copper-clad double-sided substrate or a through-hole substrate, or a substrate such as a metal substrate can be used.
  • the sealing material covering the capacitor element is preferably made of a sealing resin.
  • the sealing resin include epoxy resin and phenol resin.
  • the sealing material may contain a filler such as alumina or silica, a magnetic material, or the like in addition to the sealing resin.
  • the anode external electrode and the cathode external electrode are, for example, a metal such as nickel, zinc, copper, tin, gold, silver, palladium, lead, or a plating film containing an alloy containing these metals, or, for example, silver. It is preferably composed of a conductive resin film containing copper, nickel, tin, palladium or the like as a conductive component.
  • the anode external electrode and the cathode external electrode may have a multilayer structure including a plating film and a conductive resin film.
  • the anode external electrode and the cathode external electrode may include two plating layers and a conductive resin layer between the plating layers.
  • the electrolytic capacitor according to the first embodiment of the present invention is a two-terminal capacitor having an anode external electrode provided on the first end surface of the capacitor body and a cathode external electrode provided on the bottom surface of the capacitor body.
  • the electrolytic capacitor since the first end of the anode wire is exposed to the first end of the capacitor body and is connected to the anode external electrode at the first end of the capacitor body, the external electrode The withdrawal route is short. Further, regarding the cathode external electrode, the cathode layer is drawn out to the bottom surface of the capacitor, and the drawing path to the cathode external electrode is shorter than that of drawing out using the lead frame. Since the extraction path to the external electrode is short for both the anode external electrode and the cathode external electrode, the electrolytic capacitor has a small equivalent series inductance (ESL).
  • ESL equivalent series inductance
  • anode wire penetrates the capacitor element. Therefore, the resistance path between the anode and the cathode is shortened, resulting in an electrolytic capacitor having a small equivalent series resistance (ESR).
  • ESR equivalent series resistance
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an electrolytic capacitor according to a second embodiment of the present invention.
  • the cathode external electrode 70 is continuously provided on the bottom surface 13 of the capacitor body 10 and the second end surface 12, and is also continuously provided on the top surface 14 of the capacitor body 10.
  • the anode external electrode 60 is also continuously provided on the bottom surface 13 of the capacitor body 10 and the first end surface 11, and is also continuously provided on the top surface 14 of the capacitor body 10.
  • the electrolytic capacitor according to the second embodiment may have the same configuration as the electrolytic capacitor according to the first embodiment, except that the cathode external electrode and / or the anode external electrode is provided on the upper surface of the capacitor body. it can.
  • FIG. 4A is a sectional view schematically showing an electrolytic capacitor according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is a top view of the electrolytic capacitor according to the third embodiment of the present invention. is there.
  • the sealing material is made of two or more types of sealing resins, and the difference between the two or more types of sealing resins can be visually recognized. It is possible to determine the polarity by visually recognizing.
  • two or more kinds of sealing resins are a first sealing resin 81 which is a main resin covering most of the capacitor element 20, and a second sealing resin which is different from the first sealing resin 81.
  • the second sealing resin 82 is exposed on the upper surface 14 which is composed of the sealing resin 82 and faces the bottom surface 13 of the capacitor body 10. Since the position where the second sealing resin 82 is exposed on the upper surface 14 of the capacitor body 10 is near the cathode external electrode 70, the position of the second sealing resin 82 is visually recognized from the upper surface 14 of the capacitor body 10. Thereby, it is possible to determine which end surface of the capacitor main body 10 the cathode external electrode 70 is provided. That is, the polarity of the electrolytic capacitor can be determined.
  • the second sealing resin 82 is in contact with the second end 32 of the anode wire 30 on the second end surface 12 side of the capacitor body 10. If a preferable manufacturing method is adopted in an example of the method for manufacturing an electrolytic capacitor of the present invention described later, the second end portion 32 of the anode wire 30 comes into contact with the second sealing resin 82. Since the second sealing resin 82 can be an insulating resin, it is possible to insulate between the anode wire 30 and the cathode external electrode 70.
  • the second sealing resin 82 is exposed on the second end surface 12 of the capacitor body 10. This means that the second sealing resin 82 is the surface forming the second end surface 12 of the capacitor body 10, and in the electrolytic capacitor 3, the cathode external electrode is on the surface of the second sealing resin 82. 70 is provided.
  • the method for making the difference between the first sealing resin and the second sealing resin visible is not particularly limited, but the following methods can be mentioned.
  • a method of differentiating the resin types of the first sealing resin and the second sealing resin can be mentioned. If the resin type is different, the boundary between the first sealing resin and the second sealing resin can be visually recognized because the refractive indexes of the first sealing resin and the second sealing resin are different.
  • an epoxy resin is used as the first sealing resin which is the main resin covering most of the capacitor elements
  • a phenol resin is used as the second sealing resin which is a resin different from the first sealing resin. Is preferable.
  • the thermal expansion coefficients of the first sealing resin and the second sealing resin are close to each other, and the difference between the thermal expansion coefficients of the two types of resins is preferably 100 ppm / K or less.
  • Another method of making the difference between the first sealing resin and the second sealing resin visible is to include a colorant or a filler in the sealing resin.
  • the sealing resin contains a colorant or a filler
  • the resin types of the first sealing resin and the second sealing resin may be the same.
  • the difference between the first sealing resin and the second sealing resin can be visually recognized by the difference in color given by the colorant and the difference in appearance due to the presence or absence of the filler.
  • the filler contained in the sealing resin include silica, alumina, and carbon.
  • the sealing material is made of two or more kinds of sealing resins, and the difference between the two or more kinds of sealing resins can be visually recognized. It can have the same configuration as the electrolytic capacitor.
  • the second sealing resin is the cathode external electrode on the upper surface of the capacitor body. And / or adjust the forming position of the second sealing resin and the forming position of the external electrode so as not to be hidden by the external electrode of the anode so that the second sealing resin can be visually recognized.
  • the formation position of the second sealing resin is not limited to the vicinity of the cathode external electrode, and may be formed in the vicinity of the anode external electrode. Further, the second sealing resin may be formed at a position where the second sealing resin is exposed on the side surface, the end surface or the bottom surface of the capacitor body and the position of the second sealing resin can be visually recognized. ..
  • FIG. 5A is a sectional view schematically showing an electrolytic capacitor according to a fourth embodiment of the present invention
  • FIG. 5B is a top view of the electrolytic capacitor according to the fourth embodiment of the present invention. is there.
  • the encapsulant is composed of two or more types of encapsulant resins
  • the encapsulant is composed of two or more types of encapsulants, as in the electrolytic capacitor of the third embodiment. The difference can be visually recognized, and the polarity can be determined by visually recognizing the sealing material.
  • the second sealing resin 82 is not exposed on the second end surface 12 of the capacitor body 10, and the second end surface of the capacitor body 10 is not exposed.
  • the first sealing resin 81 is exposed.
  • the second sealing resin 82 is provided at a position sandwiched between the first sealing resin 81 in the top view. Further, the second sealing resin 82 is in contact with the second end 32 of the anode wire 30 on the second end surface 12 side of the capacitor body 10.
  • FIGS. 5 (a) and 5 (b) When a preferable manufacturing method is adopted in an example of the method for manufacturing an electrolytic capacitor of the present invention described later, the positional relationship between the first sealing resin 81 and the second sealing resin 82 is shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b). It is possible to make the positional relationship shown in.
  • the electrolytic capacitor according to the fourth embodiment may have the same configuration as the electrolytic capacitor according to the third embodiment, except that the forming position of the second sealing resin is different.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an electrolytic capacitor according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the electrolytic capacitor 5 shown in FIG. 6 includes a metal substrate 140 in which a metal plate is patterned as a substrate provided on the bottom surface side of the capacitor body.
  • the sealing resin 81 is the bottom surface of the capacitor body 10.
  • the first surface 141 of the metal substrate 140 is electrically connected to the cathode layer 26 via the conductive adhesive 50, and the cathode external electrode 70 is provided on the second surface 142 of the metal substrate 140. In this way, the cathode layer 26 on the lower side of the capacitor element 20 is electrically connected to the cathode external electrode 70.
  • the electrolytic capacitor according to the fifth embodiment may have the same configuration as the electrolytic capacitor according to the first embodiment, except that the type of the substrate and the arrangement of the sealing resin are different.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing an example of the structure of a capacitor element constituting the electrolytic capacitor according to the sixth embodiment of the present invention.
  • the electrolytic capacitor of the sixth embodiment can be the same as the electrolytic capacitor of the first embodiment except that the structure of the capacitor element is different. Therefore, the structure of the capacitor element will be described below.
  • the capacitor element 120 shown in FIG. 7 is provided with a cathode layer 26 on the end surface on the side where the second end 32 of the anode wire 30 penetrates from the capacitor element and on the surface of the second end 32 of the anode wire 30.
  • the point is different from the capacitor element 20 shown in FIG.
  • the surface of the second end 32 of the anode wire 30 has a solid electrolyte layer 22 and a conductive layer 25 (two-layer structure of a carbon layer 23 and a silver layer 24) provided on the surface of the solid electrolyte layer 22. ing.
  • the capacitor element 120 shown in FIG. 7 can be arranged at the position shown as the capacitor element 20 in FIG. 1 (c).
  • the cathode layer 26 provided on the surface of the second end 32 of the anode wire 30 is in contact with the sealing material 80, the second end 32 of the anode wire 30 is in contact with the cathode external electrode 70. Is insulated. Since the anode wire penetrates the porous portion of the capacitor element shown in FIG. 7, it is considered that the anode wire also penetrates the capacitor element in such a form.
  • the capacitor element shown in FIG. 7 is obtained by manufacturing an electrolytic capacitor using a member provided with only one porous portion on the anode wire in the method for manufacturing an electrolytic capacitor described later. By not cutting the anode wire on the second end side after the production of the capacitor element, the cathode layer formed on the surface of the second end of the anode wire at the time of manufacturing the capacitor element remains as it is. It becomes a capacitor element of the remaining form.
  • the method for manufacturing an electrolytic capacitor of the present invention includes a step of preparing a capacitor element having a dielectric layer and a cathode layer provided on the dielectric layer through which an anode wire penetrates, and the cathode layer of the capacitor element. On the first surface of the substrate, the step of sealing the anode wire and the capacitor element with a sealing material containing the first sealing resin, and the step of exposing the first end portion of the anode wire.
  • the step of cutting the sealing material and the anode wire to make the cut surface the first end surface of the capacitor body, and forming the anode external electrode on the first end surface of the capacitor body to form the second end surface of the substrate is characterized in that a step of forming a cathode external electrode on a surface is performed.
  • the encapsulant and the anode wire are cut so that the second end of the anode wire is exposed, and the cut surface is filled with the second encapsulating resin. And, it is preferable to do.
  • a method for manufacturing an electrolytic capacitor including a step of filling a second sealing resin with a cut surface obtained by cutting the anode wire will be described.
  • the electrolytic capacitors obtained in this step are the electrolytic capacitors shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), and the sealing material is composed of two or more kinds of sealing resins, and the difference between the two or more kinds of sealing resins. Is visible, and the polarity can be determined by visually recognizing the sealing material.
  • FIGS. 9 (a), 9 (b) and 9 (c) are methods for manufacturing an electrolytic capacitor. It is sectional drawing which shows an example typically. First, a capacitor element having an anode wire penetrating through the dielectric layer and a cathode layer provided on the dielectric layer is prepared.
  • FIG. 8A shows a capacitor element 20 through which the anode wire 30 penetrates and includes a dielectric layer and a cathode layer provided on the dielectric layer.
  • the capacitor element 20 is manufactured, for example, as follows.
  • a member is produced in which porous portions are provided at a plurality of locations around a linear conductor (for example, a metal tantalum wire) as an anode wire.
  • the porous portion is preferably a porous sintered body produced by molding and sintering powder of a valve acting metal such as tantalum, aluminum, and niobium.
  • the porous portion is anodized to form a dielectric layer made of an oxide film on the surface of the porous portion.
  • a solid electrolyte layer, a carbon layer, and a silver layer are formed on the dielectric layer to form a cathode layer.
  • FIG. 8A shows a state in which the capacitor elements 20 are provided at three locations of the anode wire 30.
  • the substrate 40 is prepared, and the cathode layer of the capacitor element 20 is mounted on the first surface 41 of the substrate 40.
  • a conductive adhesive 50 is provided between the cathode layer of the capacitor element 20 and the first surface 41 of the substrate 40, and the cathode layer of the capacitor element 20 and the first surface 41 of the substrate 40 are bonded by the conductive adhesive 50. ..
  • the substrate 40 has a repeating pattern shape according to the formation position and the number of the capacitor elements 20, and the cathode layer of each capacitor element 20 provided on the anode wire 30 is passed through the conductive adhesive 50 to form the substrate 40. Is electrically connected to.
  • the substrate 40 is a copper-clad double-sided substrate, a through-hole substrate, or the like, the cathode layer can be pulled out from the first surface 41 of the substrate 40 to the second surface 42 of the substrate 40.
  • the anode wire 30 and the capacitor element 20 are sealed with a sealing material containing the first sealing resin 81. Then, if necessary, the first sealing resin is dried and cured.
  • the sealing material (first sealing resin 81) and the anode wire 30 are cut. Cutting is performed between each capacitor element 20, and the capacitor element 20 is not cut. It can be said that the first end 31 of the anode wire 30 is exposed by this cutting, but on the other hand, when looking at the adjacent capacitor element 20, it can be said that the second end 32 of the anode wire 30 is exposed.
  • the cutting is performed up to the point where the anode wire 30 is cut, and the cutting is stopped in the middle of the sealing material (first sealing resin 81) under the anode wire 30 (on the substrate 40 side). Therefore, the substrate 40 is not cut for each capacitor element 20. Further, when cutting, it is preferable to perform cutting by dicing using a blade having a certain width, and a groove is formed between the capacitor elements 20 corresponding to the width of the blade.
  • the second sealing resin 82 is formed in the groove 182 formed by cutting, which is a portion where the cut surface of the second end 32 of the anode wire 30 is exposed. Fill. If necessary, the second sealing resin 82 is dried and cured. By filling this position with the second sealing resin 82, the second sealing resin 82 comes into contact with the second end portion 32 of the anode wire 30.
  • the encapsulant (first encapsulating resin 81 and second encapsulating resin 82) is provided so that the first end 31 of the anode wire 30 is exposed. Cut from the upper surface to the second surface 42 of the substrate 40. As a result, the capacitor body 10 including the capacitor element 20 and the substrate 40 is separated. Then, the first end 31 of the anode wire 30 is exposed on the first end surface 11 of the capacitor body, which is the cut surface. In the cutting in FIG. 9B, since the cutting is performed on the surface containing the second sealing resin 82 (left side of the cut surface), The second sealing resin 82 is exposed on the second end surface 12 of the capacitor body 10.
  • the anode external electrode 60 is formed on the first end surface 11 of the capacitor body 10, and the cathode external electrode is formed on the second surface 42 of the substrate 40 which is the bottom surface 13 of the capacitor body 10. 70 is formed. Since the first end of the anode wire is exposed on the first end surface 11 of the capacitor body 10, the anode external electrode 60 can be formed by forming an external electrode here. Since the cathode layer is drawn out from the second surface 42 of the substrate 40 which is the bottom surface 13 of the capacitor main body 10, the cathode external electrode 70 can be formed by forming an external electrode here.
  • an electrolytic capacitor electrolytic capacitor 3 shown in FIG. 4A
  • the cathode external electrode is continuously provided up to the second end face of the capacitor body. It is also preferable to continuously provide the capacitor on the upper surface of the capacitor body. Further, it is preferable that the anode external electrode is continuously provided on the bottom surface of the capacitor body. It is also preferable to continuously provide the capacitor on the upper surface of the capacitor body.
  • the cut surface is shifted in the cutting step shown in FIG. 9 (b) so that the surface does not contain the second sealing resin 82 (second sealing).
  • the resin is filled and cut at the right side of the position).
  • the cut surface becomes the second end surface of the capacitor body, and the first sealing resin 81 is exposed on the second end surface.
  • the first sealing resin 81 may be used in the step of filling the groove shown in FIG. 9 (a) with the resin.
  • An electrolytic capacitor may be manufactured by using the members provided only for the anode.
  • the anode wire and the capacitor element are sealed with a sealing material containing a sealing resin so that both the first end portion and the second end portion of the anode wire are covered.
  • the encapsulant and the anode wire are cut only on the first end side of the anode wire to expose the first end portion of the anode wire.
  • the second end of the anode wire remains covered with encapsulant.
  • an anode external electrode is formed on the first end side of the anode wire, and a cathode external electrode is formed on the bottom surface of the capacitor body and the sealing material on the second end side of the anode wire.
  • Capacitors can be manufactured.
  • the electrolytic capacitor manufactured in the above step is the electrolytic capacitor 1 shown in FIG. 1 (c).
  • the electrolytic capacitor 2 shown in FIG. 3 can be manufactured by further forming an external electrode on the upper surface of the capacitor body.
  • the cathode layer formed on the surface of the second end portion of the anode wire at the time of manufacturing the capacitor element. It is possible to obtain an electrolytic capacitor including a capacitor element (capacitor element 120 shown in FIG. 7) in which the capacitor element remains as it is.
  • Electrode capacitor 10 Capacitor body 11 First end face 12 Second end face 13 Bottom surface 14 Top surface 15 First side surface 16 Second side surface 20, 120 Capacitor element 21 Porous part 22 Solid electrolyte Layer 23 Carbon layer 24 Silver layer 25 Conductive layer 26 Cathode layer 30 Electrode wire 31 First end of anode wire 32 Second end of electrode wire 40 Substrate 41 First surface of substrate 42 Second surface of substrate 50 Conductive Sex Adhesive 60 Anodic External Electrode 70 Cathode External Electrode 80 Encapsulating Resin (Encapsulating Material) 81 First sealing resin 82 Second sealing resin 140 Metal substrate 141 First surface of metal substrate 142 Second surface of metal substrate 182 Groove formed by cutting

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Abstract

本発明の電解コンデンサは、互いに対向する第１の端面及び第２の端面と、上記第１の端面及び上記第２の端面に隣り合う底面とを有し、陽極線が貫通しており、誘電体層及び上記誘電体層上に設けられた陰極層を備えるコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を覆う封止材と、を含むコンデンサ本体を備える電解コンデンサであって、上記陽極線の第１の端部は上記コンデンサ本体の上記第１の端面に露出しており、上記コンデンサ本体の上記第１の端面には陽極外部電極が設けられ、上記陽極外部電極は上記陽極線の上記第１の端部と接続されており、上記陰極層が上記コンデンサ本体の底面に電気的に引き出されており、上記コンデンサ本体の底面には陰極外部電極が設けられ、上記陰極外部電極は上記陰極層と電気的に接続されている。

Description

電解コンデンサ及び電解コンデンサの製造方法
本発明は、電解コンデンサ及び電解コンデンサの製造方法に関する。
固体電解コンデンサとして、例えば、特許文献１には、金属粉末の焼結体である陽極体に誘電体酸化被膜及び導電性高分子層が形成されたものが開示されている。
この固体電解コンデンサでは、陽極体を貫通するように棒状の金属部材が陽極体に埋設されており、金属部材の突出部分には端子用の金属部材が接合されている。
特許文献２には、弁作用金属よりなる多孔質焼結体と、多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤとを備える固体電解コンデンサが開示されている。このような固体電解コンデンサの実施形態として、特許文献２の図２０には、陽極ワイヤの端面と封止樹脂の端面が同じ面に露出しており、当該端面上に陽極外部電極が形成されたものが開示されている。
特開２００７－２５０９２０号公報 特開２０１６－２１３３４７号公報
特許文献１に記載の固体電解コンデンサでは、リードフレームを用いて陽極体と陰極体をそれぞれ外装樹脂の外側の陽極外部電極及び陰極外部電極の位置まで引き出している。この構成であると外部電極への引出し経路が長く、等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）が大きくなるという問題があった。
特許文献２に記載の固体電解コンデンサでは、陽極ワイヤの端面のうち、封止樹脂の端面と同じ面に露出する端面とは反対側の端面は、多孔質焼結体の中に埋まっている。
そのため、陽極と陰極の間の抵抗経路が長くなり、等価直列抵抗（ＥＳＲ）が大きくなるという問題があった。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）と等価直列抵抗（ＥＳＲ）が小さい電解コンデンサを提供することを目的とする。本発明はまた、上記電解コンデンサの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の電解コンデンサは、互いに対向する第１の端面及び第２の端面と、上記第１の端面及び上記第２の端面に隣り合う底面とを有し、陽極線が貫通しており、誘電体層及び上記誘電体層上に設けられた陰極層を備えるコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子を覆う封止材と、を含むコンデンサ本体を備える電解コンデンサであって、上記陽極線の第１の端部は上記コンデンサ本体の上記第１の端面に露出しており、上記コンデンサ本体の上記第１の端面には陽極外部電極が設けられ、上記陽極外部電極は上記陽極線の上記第１の端部と接続されており、上記陰極層が上記コンデンサ本体の底面に電気的に引き出されており、上記コンデンサ本体の底面には陰極外部電極が設けられ、上記陰極外部電極は上記陰極層と電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の電解コンデンサの製造方法は、陽極線が貫通しており、誘電体層及び上記誘電体層上に設けられた陰極層を備えるコンデンサ素子を準備する工程と、上記コンデンサ素子の上記陰極層を基板の第１面に搭載する工程と、上記陽極線及び上記コンデンサ素子を第１の封止樹脂を含む封止材で封止する工程と、上記陽極線の第１の端部が露出するように上記封止材及び上記陽極線を切断し、切断面をコンデンサ本体の第１の端面とする工程と、上記コンデンサ本体の第１の端面に陽極外部電極を形成し、上記基板の第２面に陰極外部電極を形成する工程と、を行うことを特徴とする。
本発明によれば、等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）と等価直列抵抗（ＥＳＲ）が小さい電解コンデンサを提供することができる。
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサを模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は電解コンデンサを構成するコンデンサ本体を模式的に示す斜視図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示す電解コンデンサのＡ－Ａ線断面図である。 図２は、コンデンサ素子の構造の一例を模式的に示す断面図である。 図３は、本発明の第２実施形態に係る電解コンデンサを模式的に示す断面図である。 図４（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る電解コンデンサを模式的に示す断面図であり、図４（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る電解コンデンサの上面図である。 図５（ａ）は、本発明の第４実施形態に係る電解コンデンサを模式的に示す断面図であり、図５（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係る電解コンデンサの上面図である。 図６は、本発明の第５実施形態に係る電解コンデンサを模式的に示す断面図である。 図７は、本発明の第６実施形態に係る電解コンデンサを構成するコンデンサ素子の構造の一例を模式的に示す断面図である。 図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）及び図８（ｄ）は、電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す断面図である。 図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）は、電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す断面図である。
以下、本発明の電解コンデンサ及びその製造方法について説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
［第１実施形態の電解コンデンサ］
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサを模式的に示す斜視図であり、図１（ｂ）は電解コンデンサを構成するコンデンサ本体を模式的に示す斜視図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）に示す電解コンデンサのＡ－Ａ線断面図である。
図１（ａ）に示す電解コンデンサ１は、コンデンサ本体１０と、コンデンサ本体１０に設けられた陽極外部電極６０と陰極外部電極７０とを備える。
図１（ｂ）には電解コンデンサ１から陽極外部電極６０と陰極外部電極７０を除いたコンデンサ本体１０を示しており、コンデンサ本体１０においてそれぞれ互いに対向する第１の端面１１及び第２の端面１２、底面１３及び上面１４、並びに、第１の側面１５及び第２の側面１６の位置を示している。
コンデンサ本体１０の底面１３には基板４０が設けられている。
図１（ａ）に示す電解コンデンサ１では、陽極外部電極６０はコンデンサ本体１０の第１の端面１１に設けられており、さらに底面１３、第１の側面１５及び第２の側面１６の一部に設けられている。
また、図１（ａ）に示す電解コンデンサ１では、陰極外部電極７０はコンデンサ本体１０の第２の端面１２に設けられており、さらに底面１３、第１の側面１５及び第２の側面１６の一部に設けられている。
なお、陽極外部電極６０、陰極外部電極７０はそれぞれ第１の側面１５及び第２の側面１６の一部に設けられていなくてもよい。
コンデンサ本体１０は、陽極線３０が貫通しているコンデンサ素子２０を含む。コンデンサ素子の形状及び陽極線の形状は、図１（ａ）及び図１（ｂ）ではいずれも円柱状として示しているが、角柱状であっても構わない。
円柱状とは、楕円形状や扁平形状、角柱の各部がアール面取りされた形状、角柱の稜線部分がアール面取りされた形状を含む。
図１（ｃ）を参照して電解コンデンサの内部構造について説明する。
コンデンサ本体１０は、陽極線３０が貫通しているコンデンサ素子２０と、コンデンサ素子２０を覆う封止材８０とを含む。また、コンデンサ本体１０の底面には基板４０が設けられている。
基板４０は基板４０の第１面４１において導電性接着剤５０によりコンデンサ素子２０と接着されている。
陽極線３０は第１の端部３１と第２の端部３２を有する。
陽極線３０の第１の端部３１はコンデンサ本体１０の第１の端面１１に露出しており、陽極線３０の第１の端部３１が陽極外部電極６０と接続されている。
陽極線３０の第２の端部３２はコンデンサ素子２０を貫通して封止材８０と接触しており、陰極外部電極７０とは絶縁されている。
コンデンサ素子２０は、陽極線３０が貫通しており、誘電体層及び誘電体層上に設けられた陰極層を備える。
図２を用いてコンデンサ素子２０の構造を説明する。
図２は、コンデンサ素子の構造の一例を模式的に示す断面図である。
コンデンサ素子２０は、陽極線３０が貫通しており、陽極線３０の周囲に弁作用金属からなる多孔質部２１と、多孔質部２１の細孔の表面に形成された誘電体層（図示せず）と、誘電体層上に設けられた陰極層２６を備える。
陽極線は弁作用金属からなる線状の貫通導体である。弁作用金属を構成する金属としてはアルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム等の金属単体、又は、これらの金属を含む合金等が挙げられる。これらの中では、アルミニウム又はタンタルが好ましく、タンタルがより好ましい。
多孔質部は弁作用金属からなり、陽極線を構成する弁作用金属と同じ種類の金属の多孔質体であることが好ましい。
多孔質部は弁作用金属の粉末を成形、焼結して作製された多孔質の焼結体であることが好ましい。また、陽極線を構成する金属のエッチング層であってもよい。
誘電体層は、多孔質部を構成する弁作用金属の酸化物であることが好ましい。弁作用金属を陽極酸化処理（化成処理）することにより、多孔質部の表面に酸化皮膜からなる誘電体層を形成することができる。
陽極線、多孔質部及び誘電体層の好ましい組合せとしては、陽極線が金属タンタル線であり、多孔質部が金属タンタルの焼結体であり、誘電体層が金属タンタルの酸化物（例えば五酸化タンタル）である組合せが挙げられる。
また、陽極線が金属アルミニウム線であり、多孔質部がアルミニウム線の表面に形成されたエッチング層であり、誘電体層がアルミニウム線の表面の酸化皮膜（酸化アルミニウム）である組合せが挙げられる。陽極線が金属アルミニウム線である場合、多孔質部の端部を除去することにより陽極線を露出させ、コンデンサ素子を陽極線が貫通するようにすることが好ましい。
また、多孔質部の端部を除去することにより露出させた陽極線の周囲の第１の端部以外の部位に絶縁部を設けてもよい。
また、多孔質部の端部を除去せずに、多孔質部に絶縁樹脂を浸みこませることによって誘電体層上に絶縁樹脂を形成して、絶縁部を設けてもよい。
陰極層２６は、誘電体層上に設けられた固体電解質層２２と、固体電解質層２２の表面に設けられた導電層２５とを有する。図２には導電層２５がカーボン層２３と銀層２４の２層からなる構成を示している。
電解質層として固体電解質層を用いた電解コンデンサは、固体電解コンデンサであるといえる。
固体電解質層２２は、多孔質部２１の細孔の一部を充填しており、多孔質部２１の表面に形成された誘電体層上に設けられている。
固体電解質層を構成する材料としては、例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類等の導電性高分子等が挙げられる。これらの中では、ポリチオフェン類が好ましく、ＰＥＤＯＴと呼ばれるポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）が特に好ましい。また、上記導電性高分子は、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等のドーパントを含んでいてもよい。なお、固体電解質層は、多孔質部（誘電体層）の細孔（凹部）を充填する内層と、誘電体層を被覆する外層とを含むことが好ましい。
導電層は、下地であるカーボン層と、その上の銀層からなることが好ましいが、カーボン層のみでもよく、銀層のみでもよい。
図１（ｃ）に示すように、コンデンサ素子２０の下側において、陰極層２６が導電性接着剤５０で基板４０の第１面４１に接着される。そして、基板４０の第２面４２（コンデンサ本体１０の底面１３）に陰極外部電極７０が設けられる。このようにしてコンデンサ素子２０の下側の陰極層２６が陰極外部電極７０と電気的に接続される。
また、陰極外部電極はコンデンサ本体の底面とコンデンサ本体の第２の端面に連続して設けられていることが好ましい。
コンデンサ本体の底面に設けられる基板としては、銅張り両面基板、スルーホール基板等のプリント基板や、金属基板等の基板を使用することができる。
コンデンサ素子を覆う封止材は、封止樹脂からなることが好ましい。封止樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。封止材は、封止樹脂に加えて、アルミナ又はシリカ等のフィラー、磁性材料等を含んでもよい。
陽極外部電極及び陰極外部電極は、例えば、ニッケル、亜鉛、銅、錫、金、銀、パラジウム、鉛等の金属、又は、これらの金属を含有する合金を含むめっき膜、あるいは、例えば、銀、銅、ニッケル、錫、パラジウム等を導電成分として含む導電性樹脂膜から構成されることが好ましい。陽極外部電極及び陰極外部電極は、めっき膜と導電性樹脂膜とを含む多層構造とされてもよい。例えば、陽極外部電極及び陰極外部電極は、２層のめっき層とこれらのめっき層の間にある導電性樹脂層とを備えていてもよい。
本発明の第１実施形態に係る電解コンデンサは、コンデンサ本体の第１の端面に設けられた陽極外部電極と、コンデンサ本体の底面に設けられた陰極外部電極を有する、２端子コンデンサである。
陽極外部電極については、陽極線の第１の端部がコンデンサ本体の第１の端部に露出しており、コンデンサ本体の第１の端部において陽極外部電極と接続されているので、外部電極との引出経路は短い。
また、陰極外部電極については、陰極層がコンデンサの底面に引き出されており、リードフレームを用いた引き出しに比べて陰極外部電極への引出経路は短い。
陽極外部電極と陰極外部電極のいずれについても外部電極への引出経路が短いため、等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）の小さい電解コンデンサとなる。
また、陽極線がコンデンサ素子を貫通している。そのため、陽極と陰極の間の抵抗経路が短くなり、等価直列抵抗（ＥＳＲ）の小さい電解コンデンサとなる。
［第２実施形態の電解コンデンサ］
図３は、本発明の第２実施形態に係る電解コンデンサを模式的に示す断面図である。
図３に示す電解コンデンサ２は、陰極外部電極７０が、コンデンサ本体１０の底面１３と第２の端面１２に連続して設けられており、さらにコンデンサ本体１０の上面１４にも連続して設けられている。
また、陽極外部電極６０も、コンデンサ本体１０の底面１３と第１の端面１１に連続して設けられており、さらにコンデンサ本体１０の上面１４にも連続して設けられている。
なお、第２実施形態に係る電解コンデンサは、陰極外部電極及び／又は陽極外部電極がコンデンサ本体の上面に設けられているほかは、第１実施形態に係る電解コンデンサと同様の構成とすることができる。
［第３実施形態の電解コンデンサ］
図４（ａ）は、本発明の第３実施形態に係る電解コンデンサを模式的に示す断面図であり、図４（ｂ）は、本発明の第３実施形態に係る電解コンデンサの上面図である。
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す電解コンデンサ３では、封止材が２種類以上の封止樹脂からなり、２種類以上の封止樹脂の違いを視認可能であり、封止材を視認することによる極性判別が可能である。
電解コンデンサ３では、２種類以上の封止樹脂が、コンデンサ素子２０の大部分を覆う主樹脂である第１の封止樹脂８１と、第１の封止樹脂８１と異なる樹脂である第２の封止樹脂８２とからなり、コンデンサ本体１０の底面１３と対向する上面１４において第２の封止樹脂８２が露出している。
コンデンサ本体１０の上面１４で第２の封止樹脂８２が露出している位置が陰極外部電極７０の近傍であるので、コンデンサ本体１０の上面１４から第２の封止樹脂８２の位置を視認することにより陰極外部電極７０がコンデンサ本体１０のどちらの端面に設けられているかを判別することができる。すなわち、電解コンデンサの極性判別をすることができる。
また、電解コンデンサ３では、第２の封止樹脂８２がコンデンサ本体１０の第２の端面１２側で、陽極線３０の第２の端部３２と接している。
後述する本発明の電解コンデンサの製造方法の一例において好ましい製造方法を採用すると、陽極線３０の第２の端部３２が第２の封止樹脂８２と接するようになる。
第２の封止樹脂８２は絶縁性の樹脂とすることができるので、陽極線３０と陰極外部電極７０の間を絶縁することができる。
また、電解コンデンサ３では、コンデンサ本体１０の第２の端面１２において第２の封止樹脂８２が露出している。これは、第２の封止樹脂８２がコンデンサ本体１０の第２の端面１２を形成する面となることを意味しており、電解コンデンサ３では第２の封止樹脂８２の表面に陰極外部電極７０が設けられている。
第１の封止樹脂と第２の封止樹脂の違いを視認可能とする方法としては、特に限定されるものではないが以下の方法が挙げられる。
まず、第１の封止樹脂と第２の封止樹脂の樹脂種を異ならせる方法が挙げられる。樹脂種が異なると第１の封止樹脂と第２の封止樹脂の屈折率が異なることに起因して第１の封止樹脂と第２の封止樹脂の境界を視認することができる。
例えば、コンデンサ素子の大部分を覆う主樹脂である第１の封止樹脂としてエポキシ樹脂を使用し、第１の封止樹脂と異なる樹脂である第２の封止樹脂としてフェノール樹脂を使用することが好ましい。
また、第１の封止樹脂と第２の封止樹脂の熱膨張係数が近いことが好ましく、２種類の樹脂の熱膨張係数の差が１００ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましい。
第１の封止樹脂と第２の封止樹脂の違いを視認可能とする他の方法としては、封止樹脂に着色剤やフィラーを含有させることが挙げられる。
封止樹脂に着色剤やフィラーを含有させる場合は、第１の封止樹脂と第２の封止樹脂の樹脂種を同じにしてもよい。着色剤により付与された色の違いや、フィラーの含有の有無に起因する外観の違いにより第１の封止樹脂と第２の封止樹脂の違いを視認可能とすることができる。
封止樹脂に含有させるフィラーとしては、シリカ、アルミナ、カーボン等が挙げられる。
なお、第３実施形態に係る電解コンデンサは、封止材が２種類以上の封止樹脂からなり、２種類以上の封止樹脂の違いを視認可能になっているほかは、第１実施形態に係る電解コンデンサと同様の構成とすることができる。
また、第２実施形態に係る電解コンデンサのように陰極外部電極及び／又は陽極外部電極がコンデンサ本体の上面に設けられている場合は、コンデンサ本体の上面において第２の封止樹脂が陰極外部電極及び／又は陽極外部電極によって隠れない位置になるように第２の封止樹脂の形成位置及び外部電極の形成位置を調整して、第２の封止樹脂を視認可能なようにする。
また、第２の封止樹脂の形成位置は、陰極外部電極の近傍に限定されるものではなく、陽極外部電極の近傍に形成するようにしてもよい。また、コンデンサ本体の側面、端面又は底面において第２の封止樹脂が露出して第２の封止樹脂の位置を視認することができる位置に第２の封止樹脂が形成されていてもよい。
［第４実施形態の電解コンデンサ］
図５（ａ）は、本発明の第４実施形態に係る電解コンデンサを模式的に示す断面図であり、図５（ｂ）は、本発明の第４実施形態に係る電解コンデンサの上面図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す電解コンデンサ４では、第３実施形態の電解コンデンサと同様に、封止材が２種類以上の封止樹脂からなり、２種類以上の封止樹脂の違いを視認可能であり、封止材を視認することによる極性判別が可能である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す電解コンデンサ４では、コンデンサ本体１０の第２の端面１２において第２の封止樹脂８２が露出しておらず、コンデンサ本体１０の第２の端面１２においては第１の封止樹脂８１が露出している。
図５（ｂ）に示すように、上面視において第２の封止樹脂８２は第１の封止樹脂８１に挟まれた位置に設けられている。
また、第２の封止樹脂８２がコンデンサ本体１０の第２の端面１２側で、陽極線３０の第２の端部３２と接している。
後述する本発明の電解コンデンサの製造方法の一例において好ましい製造方法を採用すると、第１の封止樹脂８１と第２の封止樹脂８２の位置関係が図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す位置関係になるようにすることができる。
なお、第４実施形態に係る電解コンデンサは、第２の封止樹脂の形成位置が異なっているほかは、第３実施形態に係る電解コンデンサと同様の構成とすることができる。
［第５実施形態の電解コンデンサ］
図６は、本発明の第５実施形態に係る電解コンデンサを模式的に示す断面図である。
図６に示す電解コンデンサ５は、コンデンサ本体の底面側に設けられる基板として金属板をパターン加工した金属基板１４０を備えている。
この場合、封止樹脂８１がコンデンサ本体１０の底面となる。
金属基板１４０の第１面１４１は導電性接着剤５０を介して陰極層２６と電気的に接続されており、金属基板１４０の第２面１４２に陰極外部電極７０が設けられる。
このようにしてコンデンサ素子２０の下側の陰極層２６が陰極外部電極７０と電気的に接続される。
なお、第５実施形態に係る電解コンデンサは、基板の種類及び封止樹脂の配置が異なっているほかは、第１実施形態に係る電解コンデンサと同様の構成とすることができる。
［第６実施形態の電解コンデンサ］
図７は、本発明の第６実施形態に係る電解コンデンサを構成するコンデンサ素子の構造の一例を模式的に示す断面図である。
第６実施形態の電解コンデンサは、コンデンサ素子の構造が異なる他は第１実施形態の電解コンデンサと同様にすることができる。
そのため、コンデンサ素子の構造につき以下に説明する。
図７に示すコンデンサ素子１２０は、コンデンサ素子から陽極線３０の第２の端部３２が貫通する側の端面及び陽極線３０の第２の端部３２の表面に陰極層２６が設けられている点で図２に示すコンデンサ素子２０と異なる。
陽極線３０の第２の端部３２の表面には、固体電解質層２２と、固体電解質層２２の表面に設けられた導電層２５（カーボン層２３と銀層２４の２層構造）を有している。
図１（ｃ）にコンデンサ素子２０として示す位置に図７に示すコンデンサ素子１２０を配置することができる。この場合、陽極線３０の第２の端部３２の表面に設けられた陰極層２６は封止材８０と接触しているため、陽極線３０の第２の端部３２は陰極外部電極７０とは絶縁される。
なお、図７に示すコンデンサ素子においても多孔質部を陽極線が貫通していることから、このような形態も陽極線はコンデンサ素子を貫通しているとみなす。
図７に示すコンデンサ素子は、後述する電解コンデンサの製造方法において、陽極線に多孔質部が１箇所だけ設けられた部材を用いて電解コンデンサを作製することにより得られる。コンデンサ素子の作製以後、陽極線の第２の端部側での切断を行わないようにすることで、コンデンサ素子の作製時に陽極線の第２の端部の表面に形成された陰極層がそのまま残った形のコンデンサ素子となる。
［電解コンデンサの製造方法］
以下に、本発明の電解コンデンサを製造することができる、本発明の電解コンデンサの製造方法について説明する。
本発明の電解コンデンサの製造方法は、陽極線が貫通しており、誘電体層及び上記誘電体層上に設けられた陰極層を備えるコンデンサ素子を準備する工程と、上記コンデンサ素子の上記陰極層を基板の第１面に搭載する工程と、上記陽極線及び上記コンデンサ素子を第１の封止樹脂を含む封止材で封止する工程と、上記陽極線の第１の端部が露出するように上記封止材及び上記陽極線を切断し、切断面をコンデンサ本体の第１の端面とする工程と、上記コンデンサ本体の第１の端面に陽極外部電極を形成し、上記基板の第２面に陰極外部電極を形成する工程と、を行うことを特徴とする。
また、本発明の電解コンデンサの製造方法では、陽極線の第２の端部が露出するように上記封止材及び上記陽極線を切断し、切断面に第２の封止樹脂を充填する工程と、を行うことが好ましい。
以下には、陽極線を切断した切断面に第２の封止樹脂を充填する工程を含む電解コンデンサの製造方法について説明する。この工程で得られる電解コンデンサは、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す電解コンデンサであり、封止材が２種類以上の封止樹脂からなり、２種類以上の封止樹脂の違いを視認可能であり、封止材を視認することによる極性判別が可能である。
図８（ａ）、図８（ｂ）、図８（ｃ）及び図８（ｄ）、並びに、図９（ａ）、図９（ｂ）及び図９（ｃ）は、電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す断面図である。
まず、陽極線が貫通しており、誘電体層及び上記誘電体層上に設けられた陰極層を備えるコンデンサ素子を準備する。
図８（ａ）には、陽極線３０が貫通しており、誘電体層及び誘電体層上に設けられた陰極層を備えるコンデンサ素子２０を示している。
コンデンサ素子２０は、例えば、以下のように製造される。
弁作用金属基体として、陽極線としての線状の導体（例えば金属タンタル線）の周囲に多孔質部を複数箇所に設けた部材を作製する。多孔質部はタンタル、アルミニウム、ニオブ等の弁作用金属の粉末を成形、焼結して作製された多孔質の焼結体であることが好ましい。
多孔質部に陽極酸化処理を行い、多孔質部の表面に酸化皮膜からなる誘電体層を形成する。
続いて、誘電体層上に固体電解質層、カーボン層及び銀層を形成して陰極層を形成する。
図８（ａ）には、陽極線３０の３カ所にコンデンサ素子２０を設けた様子を示している。
続いて、図８（ｂ）に示すように、基板４０を準備し、コンデンサ素子２０の陰極層を基板４０の第１面４１に搭載する。
コンデンサ素子２０の陰極層と基板４０の第１面４１の間には導電性接着剤５０を設けて、導電性接着剤５０によりコンデンサ素子２０の陰極層と基板４０の第１面４１を接着する。
基板４０はコンデンサ素子２０の形成位置及び数に応じた繰り返しのパターン形状を有しており、陽極線３０に設けられた各コンデンサ素子２０の陰極層がそれぞれ導電性接着剤５０を介して基板４０と電気的に接続される。
基板４０を銅張り両面基板、スルーホール基板等の基板とすると、基板４０の第１面４１から基板４０の第２面４２に陰極層を引き出すことができる。
続いて、図８（ｃ）に示すように、陽極線３０及びコンデンサ素子２０を第１の封止樹脂８１を含む封止材で封止する。
そして、必要に応じて第１の封止樹脂の乾燥、硬化を行う。
続いて、図８（ｄ）に示すように、封止材（第１の封止樹脂８１）及び陽極線３０を切断する。
切断は、各コンデンサ素子２０の間で行い、コンデンサ素子２０は切断しない。
この切断により陽極線３０の第１の端部３１が露出するともいえるが、一方で隣接するコンデンサ素子２０についてみると陽極線３０の第２の端部３２を露出させるともいえる。
切断は陽極線３０を切断するところまで行い、陽極線３０の下（基板４０側）の封止材（第１の封止樹脂８１）の途中で止めるようにする。そのため、基板４０はコンデンサ素子２０ごとに切断されない。
また、切断の際にはある程度幅のあるブレードを用いたダイシング加工による切断を行うことが好ましく、ブレードの幅に対応してコンデンサ素子２０の間に溝が形成される。
続いて、図９（ａ）に示すように、陽極線３０の第２の端部３２の切断面が露出している部分である、切断により形成された溝１８２に第２の封止樹脂８２を充填する。必要に応じて第２の封止樹脂８２の乾燥、硬化を行う。
この位置に第２の封止樹脂８２を充填することにより、第２の封止樹脂８２が陽極線３０の第２の端部３２と接することになる。
続いて、図９（ｂ）に示すように、陽極線３０の第１の端部３１が露出するように、封止材（第１の封止樹脂８１及び第２の封止樹脂８２）の上面から基板４０の第２面４２までを切断する。これにより、コンデンサ素子２０と基板４０を含むコンデンサ本体１０が切り離される。
そして、切断面であるコンデンサ本体の第１の端面１１には陽極線３０の第１の端部３１が露出する。
図９（ｂ）における切断では第２の封止樹脂８２を含む面（切断面の左側）で切断しているので、
コンデンサ本体１０の第２の端面１２において第２の封止樹脂８２が露出している。
続いて、図９（ｃ）に示すように、コンデンサ本体１０の第１の端面１１に陽極外部電極６０を形成し、コンデンサ本体１０の底面１３である基板４０の第２面４２に陰極外部電極７０を形成する。
コンデンサ本体１０の第１の端面１１には陽極線の第１の端部が露出しているので、ここに外部電極を形成することで陽極外部電極６０とすることができる。
コンデンサ本体１０の底面１３である基板４０の第２面４２には陰極層が引き出されているので、ここに外部電極を形成することで陰極外部電極７０とすることができる。
以上の工程により、電解コンデンサ（図４（ａ）に示す電解コンデンサ３）を製造することができる。
陰極外部電極はコンデンサ本体の第２の端面にまで連続して設けることが好ましい。また、コンデンサ本体の上面にまで連続して設けることも好ましい。
また、陽極外部電極をコンデンサ本体の底面に連続して設けることが好ましい。また、コンデンサ本体の上面にまで連続して設けることも好ましい。
また、図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すように、コンデンサ本体１０の上面において第１の封止樹脂８１と第２の封止樹脂８２が露出していると、２種類の封止樹脂の違いが視認可能になり、第２の封止樹脂の設けられている側が陰極側であることを視認することができる。
また、図５（ａ）に示す電解コンデンサ４を得るためには、図９（ｂ）に示す切断工程において切断面をずらして第２の封止樹脂８２を含まない面（第２の封止樹脂が充填され位置の右側）で切断する。切断面はコンデンサ本体の第２の端面になり、第２の端面には第１の封止樹脂８１が露出することになる。
また、図１（ｃ）に示す電解コンデンサ１を得るためには、図９（ａ）に示す溝への樹脂の充填工程において第１の封止樹脂８１を使用すればよい。
なお、ここまでは、弁作用金属基体として、陽極線としての線状の導体の周囲に多孔質部を複数箇所に設けた部材を用いる工程について説明したが、陽極線に多孔質部が１箇所だけ設けられた部材を用いて電解コンデンサを作製してもよい。
この場合、陽極線の第１の端部及び第２の端部が共に覆われるように陽極線及びコンデンサ素子を封止樹脂を含む封止材で封止する。
そして、陽極線の第１の端部側だけ、封止材及び陽極線を切断して陽極線の第１の端部を露出させる。陽極線の第２の端部は封止材で覆われたままとする。
この状態で陽極線の第１の端部側に陽極外部電極を形成し、コンデンサ本体の底面と陽極線の第２の端部側の封止材上に陰極外部電極を形成することによって、電解コンデンサを製造することができる。上記工程で製造される電解コンデンサは図１（ｃ）に示す電解コンデンサ１となる。また、コンデンサ本体の上面にさらに外部電極を形成することにより、図３に示す電解コンデンサ２を製造することができる。
また、コンデンサ素子の作製以後、陽極線の第２の端部側での切断を行わないようにすることで、コンデンサ素子の作製時に陽極線の第２の端部の表面に形成された陰極層がそのまま残った形のコンデンサ素子（図７に示すコンデンサ素子１２０）を含む電解コンデンサを得ることができる。
１、２、３、４、５　電解コンデンサ
１０　コンデンサ本体
１１　第１の端面
１２　第２の端面
１３　底面
１４　上面
１５　第１の側面
１６　第２の側面
２０、１２０　コンデンサ素子
２１　多孔質部
２２　固体電解質層
２３　カーボン層
２４　銀層
２５　導電層
２６　陰極層
３０　陽極線
３１　陽極線の第１の端部
３２　陽極線の第２の端部
４０　基板
４１　基板の第１面
４２　基板の第２面
５０　導電性接着剤
６０　陽極外部電極
７０　陰極外部電極
８０　封止樹脂（封止材）
８１　第１の封止樹脂
８２　第２の封止樹脂
１４０　金属基板
１４１　金属基板の第１面
１４２　金属基板の第２面
１８２　切断により形成された溝

Claims (12)

  1. 互いに対向する第１の端面及び第２の端面と、前記第１の端面及び前記第２の端面に隣り合う底面とを有し、
    陽極線が貫通しており、誘電体層及び前記誘電体層上に設けられた陰極層を備えるコンデンサ素子と、
    前記コンデンサ素子を覆う封止材と、
    を含むコンデンサ本体を備える電解コンデンサであって、
    前記陽極線の第１の端部は前記コンデンサ本体の前記第１の端面に露出しており、前記コンデンサ本体の前記第１の端面には陽極外部電極が設けられ、前記陽極外部電極は前記陽極線の前記第１の端部と接続されており、
    前記陰極層が前記コンデンサ本体の底面に電気的に引き出されており、前記コンデンサ本体の底面には陰極外部電極が設けられ、前記陰極外部電極は前記陰極層と電気的に接続されていることを特徴とする電解コンデンサ。
  2. 前記コンデンサ本体の底面には基板が設けられており、前記コンデンサ素子の前記陰極層が導電性接着剤で前記基板の第１面に接着され、前記基板の第２面に前記陰極外部電極が設けられ、前記基板を介して前記陰極層と前記陰極外部電極が電気的に接続されている請求項１に記載の電解コンデンサ。
  3. 前記陰極外部電極が、前記コンデンサ本体の前記底面と前記第２の端面に連続して設けられている請求項１又は２に記載の電解コンデンサ。
  4. 前記陰極外部電極が、さらに、前記コンデンサ本体の前記底面と対向する上面にも連続して設けられている請求項３に記載の電解コンデンサ。
  5. 前記陽極外部電極が、前記コンデンサ本体の前記底面、前記第１の端面、前記底面と対向する上面に連続して設けられている請求項１～４のいずれかに記載の電解コンデンサ。
  6. 前記コンデンサ素子が、弁作用金属からなる多孔質部と、前記多孔質部の表面に形成された前記誘電体層と、前記誘電体層上に設けられた前記陰極層とを備え、
    前記陰極層は、前記誘電体層上に設けられた固体電解質層と、前記固体電解質層の表面に設けられた導電層と、を有する請求項１～５のいずれかに記載の電解コンデンサ。
  7. 前記封止材が、２種類以上の封止樹脂からなり、２種類以上の封止樹脂の違いを視認可能であり、前記封止材を視認することによる極性判別が可能である請求項１～６のいずれかに記載の電解コンデンサ。
  8. 前記２種類以上の封止樹脂が、前記コンデンサ素子の大部分を覆う主樹脂である第１の封止樹脂と、前記第１の封止樹脂と異なる樹脂である第２の封止樹脂とからなり、前記コンデンサ本体の前記底面と対向する上面において前記第２の封止樹脂が露出している請求項７に記載の電解コンデンサ。
  9. 前記２種類以上の封止樹脂が、前記コンデンサ素子の大部分を覆う主樹脂である第１の封止樹脂と、前記第１の封止樹脂と異なる樹脂である第２の封止樹脂とからなり、前記第２の封止樹脂が前記コンデンサ本体の前記第２の端面側で、前記陽極線の第２の端部と接している請求項７又は８に記載の電解コンデンサ。
  10. 前記２種類以上の封止樹脂が、前記コンデンサ素子の大部分を覆う主樹脂である第１の封止樹脂と、前記第１の封止樹脂と異なる樹脂である第２の封止樹脂とからなり、前記コンデンサ本体の前記第２の端面において前記第２の封止樹脂が露出している請求項７～９のいずれかに記載の電解コンデンサ。
  11. 陽極線が貫通しており、誘電体層及び前記誘電体層上に設けられた陰極層を備えるコンデンサ素子を準備する工程と、
    前記コンデンサ素子の前記陰極層を基板の第１面に搭載する工程と、
    前記陽極線及び前記コンデンサ素子を第１の封止樹脂を含む封止材で封止する工程と、
    前記陽極線の第１の端部が露出するように前記封止材及び前記陽極線を切断し、切断面をコンデンサ本体の第１の端面とする工程と、
    前記コンデンサ本体の第１の端面に陽極外部電極を形成し、前記基板の第２面に陰極外部電極を形成する工程と、を行うことを特徴とする電解コンデンサの製造方法。
  12. 前記陽極線の第２の端部が露出するように前記封止材及び前記陽極線を切断し、切断面に第２の封止樹脂を充填する工程と、を行う請求項１１に記載の電解コンデンサの製造方法。
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