WO2022163644A1 - 電解コンデンサ - Google Patents

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WO2022163644A1
WO2022163644A1 PCT/JP2022/002656 JP2022002656W WO2022163644A1 WO 2022163644 A1 WO2022163644 A1 WO 2022163644A1 JP 2022002656 W JP2022002656 W JP 2022002656W WO 2022163644 A1 WO2022163644 A1 WO 2022163644A1
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WO
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main surface
anode
cathode
cathode terminal
terminal
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/002656
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English (en)
French (fr)
Inventor
敬太 服部
一明 青山
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/008Terminals
    • H01G9/012Terminals specially adapted for solid capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004Details
    • H01G9/04Electrodes or formation of dielectric layers thereon
    • H01G9/048Electrodes or formation of dielectric layers thereon characterised by their structure

Definitions

  • This disclosure relates to electrolytic capacitors.
  • An electrolytic capacitor includes a capacitor element, an exterior body that seals the capacitor element, and external electrodes that are electrically connected to the anode side and the cathode side of the capacitor element, respectively.
  • the capacitor element includes an anode body having a first portion (also referred to as an anode lead-out portion) including a first end and a second portion (also referred to as a cathode formation portion) including a second end, and at least a second portion of the anode body. and a cathode portion covering at least a portion of the dielectric layer.
  • Patent Document 1 discloses a solid state device provided with an element laminate in which plate-shaped capacitor elements having anode electrode portions and cathode electrode portions are stacked in an even number of units so that the anode electrode portions are alternately arranged in opposite directions. Electrolytic capacitors have been proposed.
  • the solid electrolytic capacitor disclosed in Patent Document 1 has a pair of anode comb terminals joined together so as to integrally connect anode electrode portions located at both ends of an element stack, and a cathode electrode portion located at the center of the element stack.
  • Patent Literature 1 proposes to reduce the ESL (equivalent series inductance) of the electrolytic capacitor by this configuration.
  • An electrolytic capacitor includes an element laminate including a plurality of capacitor elements each having an anode portion and a cathode portion; anode terminals electrically connected to each of the anode portions; a cathode terminal electrically connected to each; and an exterior body covering the element stack with part of the anode terminal and part of the cathode terminal exposed, wherein the exterior body , a first main surface, a second main surface intersecting with the first main surface, a third main surface opposite to the first main surface, and a fourth main surface opposite to the second main surface , and a fifth main surface intersecting the first to fourth main surfaces, and in the element laminate, the anode part of at least one of the capacitor elements is connected to the anode terminal and the first main surface side.
  • the cathode terminal is electrically connected to the element stack at A mounting surface on which the capacitor is mounted, and an exposed surface exposed from the exterior body on the fifth main surface, and in the cathode terminal, of the area facing the cathode portion of the capacitor element connected to the cathode terminal
  • the position closest to the first principal surface and the position closest to the third principal surface are defined as a first position X1 and a second position X2, respectively, at least the first position X1 and the second position At X2, the cathode section is electrically connected to the cathode terminal.
  • the ESL of electrolytic capacitors is reduced.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an electrolytic capacitor according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the structure of a capacitor element that constitutes an electrolytic capacitor.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing the structure of a cathode terminal in an electrolytic capacitor.
  • 4A is a cross-sectional view schematically showing another example of the configuration of an electrolytic capacitor according to an embodiment of the present disclosure;
  • FIG. FIG. 4B is a cross-sectional view schematically showing another example of the configuration of the electrolytic capacitor according to the embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 5A is a cross-sectional view schematically showing another example of the configuration of an electrolytic capacitor according to an embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 5B is a cross-sectional view schematically showing another example of the configuration of the electrolytic capacitor according to the embodiment of the present disclosure
  • FIG. 5C is a cross-sectional view schematically showing another example of the configuration of the electrolytic capacitor according to the embodiment of the present disclosure
  • FIG. 6 is a diagram showing the shapes of the anode terminal and the cathode terminal exposed on the surface of the electrolytic capacitor.
  • FIG. 7A is a cross-sectional view schematically showing an example of a configuration of an electrolytic capacitor according to a second embodiment of the present disclosure
  • 7B is a cross-sectional view schematically showing an example of the configuration of an electrolytic capacitor according to the second embodiment of the present disclosure
  • FIG. 7C is a cross-sectional view schematically showing an example of the configuration of an electrolytic capacitor according to the second embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 7A is a cross-sectional view schematically showing an example of a configuration of an electrolytic capacitor according to a second embodiment of the present disclosure
  • 7B
  • Patent Document 1 The solid electrolytic capacitor described in Patent Document 1 is not sufficiently effective in reducing ESL, and further reduction in ESL is required. In view of the above problems, the present disclosure provides an electrolytic capacitor with reduced ESL.
  • the electrolytic capacitor according to the present embodiment includes an element laminate including a plurality of capacitor elements each having an anode portion and a cathode portion, an anode terminal electrically connected to each of the anode portions, and an anode terminal electrically connected to each of the cathode portions. and an exterior body covering the element stack with part of the anode terminal and part of the cathode terminal exposed.
  • the exterior body has a first principal surface, a second principal surface intersecting with the first principal surface, a third principal surface opposite to the first principal surface, and a fourth principal surface opposite to the second principal surface. , and a fifth principal surface intersecting the first to fourth principal surfaces.
  • an electrolytic capacitor has a substantially rectangular parallelepiped appearance, and accordingly, the shape of the exterior body also has a substantially rectangular parallelepiped appearance.
  • the surfaces forming the substantially rectangular parallelepiped of the exterior body correspond to the first to fifth main surfaces.
  • the fifth main surface is a surface substantially parallel to the mounting surface of the capacitor element (element stack) and usually corresponds to the top surface or bottom surface of the electrolytic capacitor.
  • the first to fourth main surfaces correspond to side surfaces of the electrolytic capacitor.
  • the main surface of these exterior bodies is a conceptual surface that is conceived from the shape of the exterior body, and does not need to be flat.
  • the main surface of these exterior bodies does not necessarily have to be flat, and may have a curved surface shape, may have slight unevenness, and/or may be formed by a plurality of curved flat surfaces. good.
  • the angles formed by adjacent principal surfaces may be right angles, acute angles, or obtuse angles. That is, one principal surface may be inclined with respect to the other principal surface.
  • the anode part of at least one capacitor element (hereinafter sometimes referred to as “first capacitor element”) is electrically connected to the anode terminal on the first main surface side.
  • the anode portion of at least one other capacitor element (hereinafter sometimes referred to as “second capacitor element”) is electrically connected to the anode terminal on the third main surface side. That is, the anode portions and the anode terminals of the plurality of capacitor elements forming the element laminate are electrically connected to each other on both sides of the mutually facing first and third main surfaces of the exterior body.
  • the cathode terminal has a mounting surface on which the element stack is mounted and an exposed surface exposed from the exterior body on the fifth main surface.
  • the cathode portions of the plurality of capacitor elements forming the element stack are electrically connected to the cathode terminals on the mounting surface, and are electrically connected to the external terminals via the exposed surface.
  • the cathode terminal is formed, for example, by bending a metal plate into a stepped or uneven shape.
  • the cathode terminal may have two principal surfaces with different heights, one principal surface being provided with the element stack mounting surface, and the other principal surface being provided with the exposed surface from the exterior body.
  • Both the mounting surface and the exposed surface of the cathode terminal can extend substantially parallel to the fifth main surface, but differ in height in the direction perpendicular to the fifth main surface. Both the mounting surface and the exposed surface can face the device stack. However, the distance between the exposed surface and the element stack is greater than the distance between the mounting surface and the element stack by the difference in height in the direction perpendicular to the fifth main surface. become longer. In the conventional structure, the space corresponding to the difference in height between the exposed surface and the element stack in the region where the cathode terminal and the element stack face each other is filled with the exterior body.
  • the current flowing through the electrolytic capacitor flows from the anode terminal or the anode electrode provided on the first or third main surface through the element laminate to the cathode terminal.
  • the portion of the cathode terminal having the exposed surface is separated from the element stack and is not directly electrically connected.
  • a current path is formed that flows to As a result, the path of current flowing through the electrolytic capacitor becomes longer, which causes an increase in ESL.
  • the position closest to the first main surface and the position closest to the third main surface in the region facing the cathode portion of the capacitor element connected to the cathode terminal are respectively a first position X1 and a second position X2, the cathode portion is electrically connected to the cathode terminal at least at the first position X1 and the second position X2.
  • the direction of current flow in the device is reversed.
  • the direction of the magnetic field generated by the current flowing in the element is opposite between the first capacitor element and the second capacitor element, so the magnetic flux generated in the element stack is reduced. This further reduces the ESL.
  • the first capacitor elements and the second capacitor elements may be alternately stacked.
  • the magnetic flux generated in the element laminate can be effectively reduced, and the ESL can be effectively reduced.
  • the number of first capacitors and the number of second capacitors may be the same.
  • the magnetic field generated by the current flowing in the first capacitor element and the magnetic field generated by the current flowing in the second capacitor element cancel each other out.
  • the magnetic flux generated in the element stack is reduced. As a result, it is easy to reduce ESL.
  • the first capacitor element and the second capacitor element are arranged in the element laminate.
  • the electrical connection position X1 on the first main surface side with the cathode terminal of the cathode section is brought as close as possible to the first main surface side
  • the electrical connection position on the third main surface side with the cathode terminal of the cathode section X2 is brought as close to the third main surface side as possible.
  • the expression that the cathode portion is electrically connected to the cathode terminal at least at the first position X 1 (second position X 2 ) means that the cathode portion is electrically connected to the cathode terminal at the first position X 1 (second position X 2 ).
  • a current path is formed that is in contact with a conductive member electrically connected to the cathode terminal and flows to the cathode terminal via the first position X 1 (second position X 2 ) of the cathode portion.
  • the space between the cathode terminal and the element stack (particularly, the exposed surface and the element stack) is arranged such that the cathode portion is electrically connected to the cathode terminal at the first position X 1 (second position X 2 ).
  • a conductive material fills the space between the cathode terminal and the element stack at least from the first position X1 toward the third main surface and from at least the second position X2 toward the first main surface. .
  • the conductive material may extend closer to the first main surface than the first position X1 so as to straddle the first position X1.
  • the conductive material may extend closer to the third main surface than the second position X2 so as to straddle the second position X2.
  • the entire space between the cathode terminal and the element laminate is filled with a conductive material.
  • a conductive member (spacer) having a predetermined thickness may be arranged in the space between the cathode terminal and the element stack, and a conductive resin material may be used as a spacer between the cathode terminal and the element stack. You can fill the space of The conductive member and the conductive resin material are not particularly limited as long as a sufficiently high conductivity can be obtained. conductive pastes containing conductive particles and a resin material.
  • the conductive member may be of the same material as the cathode terminal.
  • a cathode terminal can be obtained, for example, by bending a metal plate having a predetermined shape to form steps or unevenness.
  • the cathode terminal may have a first portion with a mounting surface and a second portion with an exposed surface.
  • the first portion and the second portion are continuous through the bent portion.
  • the bent portion extends, for example, from the first portion (extending along the fifth main surface inside the fifth main surface of the exterior body) while bending outward toward the fifth main surface.
  • the second portion further bends from the bent portion and extends along the fifth main surface away from the first portion, and at least a portion of the second portion is exposed from the exterior body.
  • a step is formed by the bent portion, and when the element stack is placed on the mounting surface of the first portion, a space is created between the element stack and the second portion. This space is filled with a conductive material.
  • the first portion may be arranged in the central portion of the electrolytic capacitor when viewed from the fifth main surface.
  • a plurality of second portions may be spaced apart, and at least two second portions may be arranged to face each other across the first portion when viewed from the fifth main surface.
  • One of the at least two second portions is arranged on the side of the first principal surface and the other is arranged on the side of the third principal surface, and the direction from the first principal surface to the third principal surface (or the fifth principal surface) In the direction parallel to the line of intersection between the surface and the second principal surface or the fourth principal surface), they may be arranged so as to face each other with the first portion interposed therebetween.
  • each second portion is arranged close to the anode terminal provided on the first main surface or the third main surface, the effect of reducing ESL is large. Moreover, since the area of the exposed surface of the cathode terminal provided in the second portion also has an appropriate size, the occurrence of solder balls is suppressed during soldering.
  • the conductive material extends from the first position X1 to the boundary of the first portion on the first main surface side (that is, to the boundary between the first portion and the bent portion), and from the second position X2 to the first It is preferable to fill the gap between the second portion and the element laminate over the boundary of the portion on the third main surface side (that is, up to the boundary between the first portion and the bent portion).
  • the conductive material or conductive member may be formed integrally with the cathode terminal.
  • the cathode terminal is formed by pressing or the like. It may be processed so that the portion having the exposed surface is thicker than the portion having the mounting surface. As a result, the element laminate can be connected to the cathode terminal without a gap, or the space between the cathode terminal and the element laminate can be reduced.
  • the cathode terminal may have a side wall portion that further bends from the portion having the exposed surface and extends along the second main surface or the fourth main surface.
  • the side wall portion is exposed from the exterior body in the same manner as the portion having the exposed surface, and can be used for electrical connection with an external terminal. By providing the side wall portion, it is easy to obtain a good solder connection with the external terminal.
  • the method of electrical connection between the anode portion of the capacitor element and the anode terminal on the first and third main surfaces is not particularly limited.
  • the anode portions of the plurality of capacitor elements in the element laminate may be bundled and electrically connected to the anode terminal, or the end faces of the anode portions of the plurality of capacitor elements in the element laminate may be connected to the first terminal of the package. It may be exposed from the first principal surface or the third principal surface and electrically connected to the anode terminal.
  • the latter method of electrically connecting the end surface of the anode part exposed from the main surface of the package to the anode terminal is more preferable in that the current path flowing from the anode terminal to the element stack can be shortened and a further ESL reduction effect can be expected. preferable.
  • the distance between the first main surface and the third main surface on which the anode terminal is arranged may be longer or shorter than the distance between the second main surface and the fourth main surface. good. That is, when the electrolytic capacitor is viewed from the side of the fifth main surface (top or bottom side), the first and third main surfaces on which the anode electrode is arranged correspond to the long sides of the rectangle. It may be a surface or a surface corresponding to a short side of a rectangle.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an electrolytic capacitor 100 according to one embodiment of the present invention, and schematically illustrates the state of electrical connection between a capacitor element and an anode terminal and a cathode terminal.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a capacitor element 10 used in an electrolytic capacitor.
  • the electrolytic capacitor 100 includes a plurality of capacitor elements 10 (10a, 10b), an exterior body 14 that seals the capacitor elements 10, anode terminals 21A and 21B, and a cathode terminal 22. .
  • a plurality of capacitor elements 10 are stacked to form an element laminate.
  • the capacitor element 10 includes an anode body 3 as an anode portion and a cathode portion 6 .
  • the anode body 3 is, for example, foil (anode foil).
  • Anode body 3 has porous portion 5 on its surface, and a dielectric layer (not shown) is formed on the surface of at least part of porous portion 5 .
  • Cathode portion 6 covers at least a portion of the dielectric layer.
  • Cathode section 6 includes a solid electrolyte layer 7 and a cathode extraction layer.
  • first portion 1 the portion of anode body 3 not covered with the cathode portion
  • second portion 2 the portion of anode body 3 covered with the cathode portion
  • the end of the first portion 1 is the first end 1a
  • the end of the second portion 2 is the second end 2a.
  • a dielectric layer is formed at least on the surface of the porous portion 5 formed in the second portion 2 .
  • the first portion 1 of the anode body 3 is also called an anode lead-out portion.
  • the second part 2 of the anode body 3 is also called a cathode forming part.
  • the second portion 2 has a core portion 4 and a porous portion (porous body) 5 formed on the surface of the core portion 4 by roughening (such as etching).
  • the first portion 1 may or may not have the porous portion 5 on its surface.
  • a dielectric layer is formed along the surface of the porous portion 5 . At least part of the dielectric layer covers the inner wall surfaces of the pores of the porous portion 5 and is formed along the inner wall surfaces.
  • the cathode section 6 includes a solid electrolyte layer 7 that covers at least part of the dielectric layer, and a cathode extraction layer that covers at least part of the solid electrolyte layer 7 .
  • the surface of the dielectric layer has an uneven shape corresponding to the shape of the surface of anode body 3 .
  • the solid electrolyte layer 7 can be formed so as to fill such unevenness of the dielectric layer.
  • the cathode extraction layer includes, for example, a carbon layer 8 covering at least part of the solid electrolyte layer 7 and a silver paste layer 9 covering the carbon layer 8 .
  • a first portion 1 is a portion of anode body 3 where solid electrolyte layer 7 is not formed via porous portion 5).
  • An insulating separation layer (or insulating member) 12 may be formed so as to cover the surface of the anode body 3 in at least the part adjacent to the cathode part 6 in the region of the anode body 3 that does not face the cathode part 6 . This restricts contact between cathode portion 6 and the exposed portion (first portion 1 ) of anode body 3 .
  • the separation layer 12 is, for example, an insulating resin layer.
  • the exterior body 14 has a substantially rectangular parallelepiped outer shape, and the electrolytic capacitor 100 also has a substantially rectangular parallelepiped outer shape.
  • the exterior body 14 has a first principal surface S1 and a third principal surface S3 opposite to the first principal surface S1.
  • the exterior body 14 has a second main surface S2 that intersects the first main surface S1 and the third main surface S3, and similarly intersects the first main surface S1 and the third main surface S3, It has a fourth main surface S4 opposite to the second main surface S2.
  • a fifth main surface S5 of the exterior body corresponding to the bottom surface of the electrolytic capacitor intersects the first to fourth main surfaces S1 to S4.
  • the electrolytic capacitor 100 includes two anode terminals 21A and 21B spaced apart on the first main surface S1 side and the third main surface S3 side, respectively.
  • the exterior body 14 covers the element stack including the plurality of capacitor elements 10 with portions of the anode terminals 21A and 21B and a portion of the cathode terminal 22 exposed.
  • the element laminate includes a first capacitor element 10a in which the first portion 1 of the anode body 3 faces in one direction (the direction from the third main surface S3 toward the first main surface S1) with respect to the second portion 2; a second capacitor element 10b in which the first portion 1 of the body 3 faces the second portion 2 in the direction opposite to the first capacitor element 10a (direction from the first main surface S1 toward the third main surface S3); , has A first end 1a of the first capacitor element 10a is exposed from the outer package on the first main surface S1 and electrically connected to the anode terminal 21A.
  • a first end portion 1a of the second capacitor element 10b is exposed from the exterior body on the third main surface S3 and electrically connected to the anode terminal 21B.
  • the current flows in opposite directions. Therefore, the direction of the magnetic field generated by the current is also reversed, and the magnetic flux generated within the element stack is reduced. This makes it possible to reduce the ESL.
  • the first capacitor elements 10a and the second capacitor elements 10b are alternately stacked in the element laminate.
  • the lamination of the first capacitor element 10a and the second capacitor element 10b does not necessarily have to be an alternate lamination. and/or may have a portion where the second capacitor elements 10b are laminated adjacent to each other. It is preferable that the first capacitor element and the second capacitor element are alternately stacked, because the magnetic flux generated in the element stack is effectively reduced, and the ESL is effectively reduced.
  • the cathode terminal 22 is electrically connected at the bottom of the element stack to the cathode of the capacitor element positioned at the lowest layer in the element stack.
  • the cathode terminal 22 is a metal plate that is bent to form a step, and has a first portion 22a and a second portion 22b. Both the first portion 22a and the second portion 22b extend along the fifth main surface S5, but differ in height in the direction perpendicular to the fifth main surface S5.
  • An element stack is mounted on the first portion 22a, and the cathode terminal and the element stack are electrically connected. On the other hand, part of the cathode terminal is exposed from the exterior body in the second portion 22b.
  • Both the first portion 22a and the second portion 22b face the element stack. However, the distance between the second portion 22b having the surface exposed from the outer package and the element stack is longer than the distance between the first portion 22a having the mounting surface and the element stack. A space corresponding to the height of the step is interposed between the second portion 22b and the element stack. In electrolytic capacitor 100, this space is filled with conductive material 24, as shown in FIG.
  • the second portion 22b is electrically connected to the element stack via the first portion 22a and electrically connected to the element stack via the conductive material 24. As shown in FIG. As a result, the current path from the anode terminal 21A or 21B through the element laminate to the second portion 22b of the cathode terminal is shortened by passing through the conductive material 24, and ESL can be reduced.
  • FIG. 3 is a schematic perspective view showing the structure of the cathode terminal 22 extracted from the electrolytic capacitor 100 shown in FIG.
  • the cathode terminal 22 has a first portion 22a arranged in its central portion and two spaced second portions 22b arranged so as to face each other with the first portion 22a interposed therebetween.
  • Each of the two second portions 22b is continuous with the first portion 22a via a bent portion 22c that bends and extends from the first portion 22a toward the fifth main surface S5.
  • One of the second portions 22b extends along the fifth main surface S5 away from the first portion 22a so as to approach the first main surface S1, and the other of the second portions 22b approaches the third main surface S3. , extending along the fifth main surface S5 away from the first portion 22a.
  • the cathode terminal 22 has a side wall portion 22d that further bends from the second portion 22b and extends along the second main surface S2, and a side wall portion 22e that further bends from the second portion 22b and extends along the fourth main surface S4. Prepare.
  • the side wall portions 22d and 22e are exposed from the exterior body similarly to the second portion 22b, and can be used for electrical connection with an external circuit.
  • the position closest to the first main surface S1 in the region facing the cathode portion of the capacitor element located in the lowest layer connected to the cathode terminal 22 is defined as a first position X1.
  • the first position X1 is the third principal position between the boundary position on the first main surface S1 side of the cathode portion of the capacitor element located in the lowest layer and the boundary position on the most first main surface S1 side of the cathode terminal. This is the one located on the surface S3 side.
  • the first position X1 is the boundary position on the first main surface S1 side of the cathode portion of the capacitor element located in the lowest layer.
  • the position closest to the third main surface S3 in the region facing the cathode portion of the capacitor element located in the lowest layer connected to the cathode terminal 22 is defined as a second position X2.
  • the second position X2 is the first position between the boundary position on the third main surface S3 side of the cathode portion of the capacitor element located in the lowest layer and the boundary position on the most third main surface S3 side of the cathode terminal. This is the one located on the surface S1 side.
  • the second position X2 is the boundary position on the third main surface S3 side of the cathode portion of the capacitor element located in the lowest layer.
  • FIG. 4A and 4B are cross-sectional views schematically showing another example of an electrolytic capacitor according to one embodiment of the present invention, and schematically showing states of a capacitor element, an anode terminal, and a cathode terminal.
  • the conductive material only needs to fill between the cathode terminal and the element stack in the vicinity of the first position X1 and the second position X2, and the third position X1 rather than the first position X1.
  • the conductive material extends between the cathode terminal and the device stack from the first position X1 toward the third main surface S3 and from the second position X2 toward the first main surface S1;
  • the space between the cathode terminal and the device stack can be filled.
  • the conductive material may extend closer to the first main surface S1 than the first position X1 and/or closer to the third main surface S3 than the second position X2. Most preferably, however, the entire space between the cathode terminal and the device stack is filled with conductive material, as in the example shown in FIG.
  • a conductive member having a predetermined thickness may be arranged as a spacer so as to be sandwiched between the cathode terminal and the element laminate.
  • a conductive paste containing a material may be applied to the surface of the cathode terminal, brought into contact with the element stack, and then dried.
  • the conductive member may be integrated with the cathode terminal.
  • the cathode terminal 22 can have a thin first portion and a second portion thicker than the first portion, as shown in FIG. 4B. Both the first portion and the second portion electrically connect the cathode terminal and the device stack. On the other hand, in the thick second portion, the surface of the second portion is exposed from the exterior body.
  • FIGS. 5A to 5C are cross-sectional views schematically showing still another example of an electrolytic capacitor according to one embodiment of the present invention.
  • the extension distance of the second portion 22b of the cathode terminal in the direction toward the first main surface S1 or the third main surface S3 is also short.
  • the boundary position of the cathode terminal closest to the first main surface S1 is closer to the third main surface than the boundary position of the cathode portion of the capacitor element located in the lowermost layer on the first main surface S1 side.
  • the boundary position closest to the first main surface S1 of the second portion 22b of the cathode terminal is the first position X1.
  • the boundary position closest to the third main surface S3 in the cathode terminal is the first main surface relative to the boundary position on the third main surface S3 side of the cathode portion of the capacitor element located in the lowest layer. on the face side.
  • the boundary position closest to the third main surface S3 of the second portion 22b of the cathode terminal is the second position X2.
  • FIG. 5A the entire space between the cathode terminal (second portion 22b) and the device stack is filled with a conductive material.
  • FIG. 5B a conductive material is filled between the cathode terminal and the element stack on the third main surface S3 side of the first position X1 and on the first main surface S1 side of the second position X2. This is an example with parts that are not covered.
  • FIG. 5C like FIG. 4B, is an example of using a cathode terminal integrated with a conductive member.
  • FIG. 6 shows the shapes of the anode terminals 21A and 21B and the cathode terminal 22 exposed on the surface of the electrolytic capacitor shown in FIGS. 1, 4A, 4B, and 5A to 5C.
  • FIG. 6A shows the shape of the electrolytic capacitor viewed from above.
  • FIG. 6B shows the shape of the electrolytic capacitor viewed from the side, which corresponds to the shape viewed from a direction perpendicular to the second main surface S2 or the fourth main surface S4.
  • FIG. 6C shows the shape of the electrolytic capacitor viewed from the bottom, which corresponds to the shape viewed from the direction perpendicular to the fifth main surface S5.
  • FIGS. 6(D) and (E) show the shape of the electrolytic capacitor viewed from another side, which corresponds to the shape viewed from the direction perpendicular to the first main surface S1 and the third main surface S3, respectively.
  • the distance between the first main surface S1 and the third main surface S3 of the electrolytic capacitor is longer than the distance between the second main surface S2 and the fourth main surface S4.
  • the present invention is not limited to this, and the distance between the first main surface S1 and the third main surface S3 of the electrolytic capacitor is longer than the distance between the second main surface S2 and the fourth main surface S4. It can be short.
  • the cathode terminal 22 may be provided with a second portion 22b in its central portion, and the first portions 22a may be arranged so as to face each other with the second portion 22b interposed therebetween.
  • 7A to 7C are cross-sectional views schematically showing examples of electrolytic capacitors according to one embodiment of the present invention.
  • the cathode terminal 22 includes a second portion 22b and two spaced first portions 22a arranged to face each other with the second portion 22b interposed therebetween.
  • Each of the two first portions 22a is continuous with the second portion 22b via a bent portion 22c that bends and extends from the second portion 22b toward the fifth main surface S5.
  • One of the first portions 22a extends along the fifth main surface S5 away from the second portion 22b so as to approach the first main surface S1, and the other of the first portions 22a approaches the third main surface S3. , extending along the fifth main surface S5 away from the second portion 22b.
  • FIG. 7A shows an example in which, like FIG. 1, the entire space between the cathode terminal and the element laminate is filled with a conductive material.
  • FIG. 7B similar to FIG. 4A, the third main surface S3 side of the first position X1 and the first main surface S1 side of the second position X2 between the cathode terminal and the element stack. It is an example having a portion not filled with a conductive material.
  • FIG. 7C like FIGS. 5A and 5B, shows an example in which the cathode terminal has a short extension distance in the direction toward the first main surface S1 or the third main surface S3.
  • FIG. 7A shows an example in which, like FIG. 1, the entire space between the cathode terminal and the element laminate is filled with a conductive material.
  • FIG. 7B similar to FIG. 4A, the third main surface S3 side of the first position X1 and the first main surface S1 side of the second position X2 between the cathode terminal and the element stack. It is an
  • the boundary position of the cathode terminal closest to the first main surface S1 is closer to the third main surface than the boundary position of the cathode portion of the capacitor element located in the lowest layer on the first main surface S1 side, and , the boundary position closest to the third main surface S3 in the cathode terminal is closer to the first main surface than the boundary position on the third main surface S3 side of the cathode portion of the capacitor element located in the lowest layer.
  • the side wall portion 22d further bent from the second portion 22b and extending along the second main surface S2 and/or the side wall portion 22d further bent from the second portion 22b.
  • a side wall portion 22e extending along the fourth main surface S4 can be provided.
  • FIGS. 7A to 7C Other configurations of the electrolytic capacitor shown in FIGS. 7A to 7C, such as the specific configuration of each capacitor element and the configuration of the element laminate, are the same as those of the electrolytic capacitor 100 shown in FIG.
  • the anode body can contain a valve action metal, an alloy containing a valve action metal, a compound (such as an intermetallic compound) containing a valve action metal, and the like. These materials can be used singly or in combination of two or more. Aluminum, tantalum, niobium, titanium, etc. can be used as the valve metal.
  • the anode body may be a foil of a valve-acting metal, an alloy containing a valve-acting metal, or a compound containing a valve-acting metal. It may be a sintered body.
  • a porous portion is usually formed on the surface of at least the second portion of the anode foil in order to increase the surface area.
  • the second portion has a core and a porous portion formed on the surface of the core.
  • the porous portion may be formed by roughening the surface of at least the second portion of the anode foil by etching or the like. After arranging a predetermined masking member on the surface of the first portion, it is also possible to perform surface roughening treatment such as etching treatment. On the other hand, it is also possible to roughen the entire surface of the anode foil by etching or the like.
  • an anode foil having no porous portion on the surface of the first portion and a porous portion on the surface of the second portion is obtained.
  • a porous portion is formed on the surface of the first portion in addition to the surface of the second portion.
  • the etching treatment a known method may be used, for example, electrolytic etching.
  • the masking member is not particularly limited, but is preferably an insulator such as resin.
  • the masking member, which must be removed before forming the solid electrolyte layer, may be a conductor containing a conductive material.
  • the surface of the first portion When the entire surface of the anode foil is roughened, the surface of the first portion has a porous portion. For this reason, the adhesion between the porous portion and the exterior body is not sufficient, and air (specifically, oxygen and moisture) may enter the inside of the electrolytic capacitor through the contact portion between the porous portion and the exterior body. In order to suppress this, the porous first portion may be compressed in advance to crush the pores of the porous portion. As a result, it is possible to prevent air from entering the electrolytic capacitor from the first end portion exposed from the outer package through the porous portion and reduce the reliability of the electrolytic capacitor due to the air entering.
  • air specifically, oxygen and moisture
  • the dielectric layer is formed, for example, by anodizing the valve metal on the surface of at least the second portion of the anode body by chemical conversion treatment or the like.
  • the dielectric layer contains an oxide of a valve metal.
  • the dielectric layer contains aluminum oxide when aluminum is used as the valve metal.
  • the dielectric layer is formed along at least the surface of the second portion where the porous portion is formed (including the inner wall surfaces of the pores of the porous portion). Note that the method for forming the dielectric layer is not limited to this, as long as an insulating layer that functions as a dielectric can be formed on the surface of the second portion.
  • a dielectric layer may also be formed on the surface of the first portion (eg, on the porous portion of the surface of the first portion).
  • the cathode section includes a solid electrolyte layer covering at least a portion of the dielectric layer, and a cathode extraction layer covering at least a portion of the solid electrolyte layer.
  • the solid electrolyte layer contains, for example, a conductive polymer.
  • conductive polymers examples include polypyrrole, polythiophene, polyaniline, and derivatives thereof.
  • the solid electrolyte layer can be formed, for example, by chemically and/or electrolytically polymerizing raw material monomers on the dielectric layer. Alternatively, it can be formed by applying a solution in which a conductive polymer is dissolved or a dispersion in which a conductive polymer is dispersed to the dielectric layer.
  • the solid electrolyte layer may contain a manganese compound.
  • the cathode extraction layer includes, for example, a carbon layer and a silver paste layer.
  • the carbon layer only needs to be conductive, and can be made of a conductive carbon material such as graphite, for example.
  • the carbon layer is formed, for example, by applying carbon paste to at least part of the surface of the solid electrolyte layer.
  • a composition containing silver powder and a binder resin such as an epoxy resin
  • the silver paste layer is formed, for example, by applying silver paste to the surface of the carbon layer.
  • the configuration of the cathode extraction layer is not limited to this, and may be any configuration having a current collecting function.
  • An insulating separation layer may be provided to electrically separate the first portion and the cathode portion.
  • a separation layer may be provided adjacent to the cathode section so as to cover at least a portion of the surface of the first section.
  • the separation layer is in close contact with the first portion and the exterior body. As a result, air can be prevented from entering the inside of the electrolytic capacitor.
  • An isolation layer may be disposed over the first portion with a dielectric layer interposed therebetween.
  • the separation layer contains, for example, a resin, and those exemplified for the exterior body described later can be used. Insulation may be imparted by compressing and densifying the dielectric layer formed on the porous portion of the first portion.
  • the separation layer that adheres to the first portion can be obtained, for example, by attaching a sheet-like insulating member (resin tape, etc.) to the first portion.
  • a sheet-like insulating member resin tape, etc.
  • the porous portion of the first portion may be compressed and flattened before the insulating member is brought into close contact with the first portion.
  • the sheet-like insulating member has an adhesive layer on the surface thereof to be attached to the first portion.
  • the first portion may be coated with or impregnated with a liquid resin to form an insulating member that is in close contact with the first portion.
  • the insulating member is formed so as to fill the irregularities on the surface of the porous portion of the first portion.
  • the liquid resin can easily enter the recesses on the surface of the porous portion, and the insulating member can be easily formed in the recesses.
  • a curable resin composition exemplified in the exterior body described later can be used as the liquid resin.
  • the material of the anode terminal is not particularly limited as long as it is electrochemically and chemically stable and has conductivity, and may be metal or non-metal.
  • at least the outer surface of the anode terminal contains a metal having excellent wettability with solder. Examples of such metals include Sn, Au, Ag, Pd, and the like.
  • the anode portions of a plurality of capacitor elements may be bundled and electrically connected to the anode terminal, or the plurality of capacitors in the element stack may be bundled together and electrically connected to the anode terminal.
  • Each end surface of the anode part of the element may be exposed from the first main surface or the third main surface of the package and electrically connected to the anode terminal.
  • the anode terminal may be formed by bending a metal plate having a predetermined shape. A part of the metal plate is exposed from the outer package and constitutes an external electrode.
  • the thickness of the metal plate serving as the anode terminal (the distance between the main surfaces of the anode terminal) is preferably 25 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, more preferably 25 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, from the viewpoint of height reduction.
  • the anode terminals are connected to the first main surface or the third main surface. It can be arranged to cover the surface.
  • the anode terminal is preferably a metal layer.
  • the metal layer is, for example, a plated layer.
  • the metal layer contains, for example, at least one selected from the group consisting of nickel (Ni), copper (Cu), zinc (Zn), tin (Sn), silver (Ag), and gold (Au).
  • Film formation techniques such as electrolytic plating, electroless plating, sputtering, vacuum deposition, chemical vapor deposition (CVD), cold spraying, and thermal spraying may be used to form the anode terminal.
  • the anode terminal may include a conductive resin layer mixed with conductive particles, and the plating layer may cover the conductive resin layer.
  • the conductive resin layer can be formed by applying a conductive paste containing conductive particles and a resin material to the first main surface or the third main surface of the exterior body, and drying the paste.
  • the resin material is suitable for bonding with the materials forming the exterior body and the anode body, and can increase the bonding strength by chemical bonding (for example, hydrogen bonding).
  • the conductive particles for example, metal particles such as silver and copper, and particles of a conductive inorganic material such as carbon can be used.
  • the conductive resin layer and/or plating layer may cover part of the surface (for example, the top surface or the bottom surface) that intersects the first or third main surface of the exterior body.
  • the anode terminal may be formed by bonding a metal (for example, Cu) cap on which a Sn coating is formed in advance to the conductive resin layer.
  • a metal for example, Cu
  • the material of the cathode terminal is also not particularly limited as long as it is electrochemically and chemically stable and has conductivity, and may be metal or non-metal.
  • the cathode terminal is formed by bending a metal plate having a predetermined shape. A part of the metal plate is exposed from the outer package and constitutes an external electrode.
  • the thickness of the cathode terminal is preferably 25 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less, more preferably 25 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, from the viewpoint of height reduction.
  • the exterior body is provided to electrically insulate the anode terminal and the cathode terminal, and is made of an insulating material.
  • the outer body can be formed using a molding technique such as injection molding, for example.
  • the exterior body can be formed, for example, by filling a curable resin composition or a thermoplastic resin (composition) using a predetermined mold into predetermined locations so as to cover the capacitor element.
  • the curable resin composition may contain fillers, curing agents, polymerization initiators, and/or catalysts in addition to curable resins.
  • Curable resins include epoxy resins, phenol resins, silicone resins, melamine resins, urea resins, polyimides, polyamideimides, polyurethanes, diallyl phthalate, unsaturated polyesters, and the like.
  • thermoplastic resins include polyphenylene sulfide (PPS) and polybutylene terephthalate (PBT).
  • a thermoplastic resin composition containing a thermoplastic resin and a filler may be used.
  • An electrolytic capacitor includes, for example, a first step of preparing an anode body, a second step of obtaining a capacitor element having an anode portion and a cathode portion, and an element laminate in which a plurality of capacitor elements are laminated. a fourth step of placing the element stack on the mounting surface of the cathode terminal; a fifth step of covering the element stack with the outer package; forming an end surface of the first portion from the outer package It can be manufactured by a manufacturing method including a sixth step of exposing, and a seventh step of electrically connecting the end surface of the first portion to the anode terminal.
  • the manufacturing method may further include a step of arranging a separation layer (insulating member) on a part of the anode body (separation layer arranging step).
  • an anode body having a dielectric layer formed on its surface is prepared. More specifically, it comprises a first portion including one end and a second portion including the other end opposite to the one end, and a dielectric layer is formed on at least the surface of the second portion.
  • An anode body is prepared.
  • the first step includes, for example, forming a porous portion on the surface of the anode body and forming a dielectric layer on the surface of the porous portion. More specifically, the anode body used in the first step includes a first portion including the end portion to be removed (the one end portion) and a second portion including the second end portion (the other end portion). and A porous portion is preferably formed on at least the surface of the second portion.
  • the porous portion on the surface of the anode body it is sufficient to form unevenness on the surface of the anode body.
  • the surface of the anode foil is roughened by etching (eg, electrolytic etching). good too.
  • the dielectric layer can be formed by chemically converting the anode body.
  • the surface of the anode body is impregnated with the chemical conversion liquid by immersing the anode body in the chemical conversion liquid, and a voltage is applied between the anode body used as the anode and the cathode immersed in the chemical conversion liquid. It can be done by When the surface of the anode body has a porous portion, the dielectric layer is formed along the irregularities on the surface of the porous portion.
  • the step of disposing the separation layer (insulation member) may be performed after the first step and before the second step.
  • an insulating member is arranged on a part of the anode body. More specifically, in this step, an insulating member is placed over the first portion of the anode body with a dielectric layer interposed therebetween. The insulating member is arranged so as to separate the first portion from the cathode portion formed in a later step.
  • a sheet-like insulating member (resin tape, etc.) may be attached to a portion of the anode body (for example, the first portion). Even when an anode body having a porous portion formed on the surface thereof is used, the insulating member can be firmly adhered to the first portion by compressing and flattening the unevenness of the surface of the first portion. It is preferable that the sheet-like insulating member has an adhesive layer on the surface thereof to be attached to the first portion.
  • the insulating member may be formed by coating or impregnating a portion of the anode body (for example, the first portion) with a liquid resin in the separation layer placement step.
  • a liquid resin may be applied or impregnated and then cured.
  • the insulating member can be easily formed in close contact with the first portion.
  • a curable resin composition exemplified in the fourth step formation of the exterior body
  • a resin solution obtained by dissolving a resin in a solvent, or the like can be used as the liquid resin.
  • a porous portion is formed on the surface of the anode body
  • the insulating member can be easily formed so as to fill the irregularities on the surface of the porous portion of the first portion.
  • the liquid resin can easily enter the recesses on the surface of the porous portion, and the insulating member can be easily formed in the recesses.
  • the porous portion on the surface of the anode body is protected by the insulating member, so that collapse of the porous portion of the anode body is suppressed when the anode body is partially removed together with the exterior body in the fourth step. . Since the surface of the porous portion of the anode body and the insulating member are in close contact with each other, when the anode body is partially removed together with the exterior body in the fourth step, the insulating member does not touch the surface of the porous portion of the anode body. Peeling from is suppressed.
  • a cathode portion is formed on the anode body to obtain a capacitor element having an anode body and a cathode portion.
  • the cathode portion is formed in the portion of the anode body where the insulating member is not arranged in the second step to obtain the capacitor element. More specifically, in the second step, at least part of the dielectric layer formed on the surface of the second portion of the anode body is covered with the cathode portion.
  • the step of forming the cathode portion includes, for example, the step of forming a solid electrolyte that covers at least a portion of the dielectric, and the step of forming a cathode extraction layer that covers at least a portion of the solid electrolyte layer.
  • the solid electrolyte layer can be formed, for example, by chemically and/or electrolytically polymerizing raw material monomers on the dielectric layer.
  • the solid electrolyte layer may be formed by applying a treatment liquid containing a conductive polymer and then drying it.
  • the treatment liquid may further contain other components such as dopants.
  • Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), for example, is used as the conductive polymer.
  • Polystyrene sulfonic acid (PSS) for example, is used as the dopant.
  • the treatment liquid is a dispersion or solution of a conductive polymer.
  • Dispersion media (solvents) include, for example, water, organic solvents, and mixtures thereof.
  • the cathode extraction layer can be formed, for example, by sequentially laminating a carbon layer and a silver paste layer on the solid electrolyte layer.
  • the plurality of capacitor elements are composed of at least one first capacitor element having a first portion of the anode portion directed in one direction and a first portion of the anode portion directed in a direction opposite to the first capacitor element.
  • the first capacitor elements and the second capacitor elements are alternately laminated such that the first portions face opposite sides between the adjacent capacitor elements, and the cathode portions of the plurality of capacitor elements are bonded to each other via a conductive adhesive. may be superimposed on each other to obtain an element laminate.
  • the first portions of adjacent capacitor elements may have portions oriented in the same direction.
  • a piece of conductive plate material is punched into a shape along the outer shape of the cathode terminal and bent.
  • a cathode terminal which has a first portion, a bent portion extending from the first portion, and a second portion extending from the bent portion while bending away from the first portion.
  • the first portion and the second portion extend parallel to each other, and the bent portion forms a step.
  • the element laminate is placed on the mounting surface.
  • the conductive material is also placed on the surface of the second portion, and the space between the element stack and the second portion is filled with the conductive material.
  • the second portion of the cathode terminal can be electrically connected to the element stack via the conductive material.
  • the element laminate is covered with an exterior body.
  • the entire cathode terminal is not covered with the exterior body, and at least a portion of the second portion of the cathode terminal is exposed.
  • the exterior body can be formed using injection molding or the like.
  • the exterior body can be formed, for example, by filling a predetermined portion with a curable resin composition or a thermoplastic resin (composition) using a predetermined mold so as to cover the element laminate.
  • the curable resin composition may contain fillers, curing agents, polymerization initiators, and/or catalysts in addition to curable resins.
  • Curable resins include epoxy resins, phenolic resins, urea resins, polyimides, polyamideimides, polyurethanes, diallyl phthalates, unsaturated polyesters, and the like.
  • thermoplastic resins include polyphenylene sulfide (PPS) and polybutylene terephthalate (PBT).
  • a thermoplastic resin composition containing a thermoplastic resin and a filler may be used.
  • the filler for example, insulating particles and/or fibers are preferable.
  • the insulating material that constitutes the filler include insulating compounds (oxides, etc.) such as silica and alumina, glass, mineral materials (talc, mica, clay, etc.), and the like.
  • the exterior body may contain one type of these fillers or may contain two or more types in combination.
  • an end surface of the first portion is formed and exposed from the exterior body. More specifically, on the end side of the element stack, at least the anode body is partially removed together with the exterior body, and at least the first end of the anode body (specifically, the end face of the first end) is removed. is exposed from the exterior body.
  • the surface of the exterior body is polished so that the first end portion is exposed from the exterior body.
  • part of the first portion may be cut off together with part of the exterior body.
  • the first end portion which does not include the porous portion and has a surface on which the natural oxide film is not formed, can be easily exposed from the exterior body, and the first end portion can be easily exposed between the first portion and the external electrode.
  • a connection state with low resistance and high reliability can be obtained.
  • Dicing is preferable as a method for cutting the outer package. As a result, the exposed end surface of the first end of the first portion appears on the cut surface.
  • the first portion is cut at two points when part of the first portion is separated from the exterior body. Of the two cut surfaces, the surface where the end surface of the first end of the first capacitor element is exposed is the first main surface, and the surface where the end surface of the first end of the second capacitor element is exposed is the exterior body. It becomes the third main surface.
  • the anode body and the insulating member may be partially removed together with the outer package on the end side of the element stack to expose the end surface of the first end and the end surface of the insulating member from the outer package.
  • the anode body and the insulating member are each formed with flush end faces exposed from the exterior body. Thereby, the end face of the anode body and the end face of the insulating member which are flush with the surface of the package can be easily exposed from the package.
  • the end surface of the anode body (first end) on which the natural oxide film is not formed can be easily exposed from the outer package, and the anode body (more specifically, the first portion) can be easily exposed.
  • a connection state with low resistance and high reliability can be obtained with the external electrode.
  • the end surface of the anode body (first end) exposed from the exterior body is electrically connected to the anode terminal.
  • an anode terminal is formed so as to cover the exposed surface of the first end of the exterior body, and the anode terminal is electrically connected to the end face of the first end.
  • the electrical connection between the end surface of the first end and the anode terminal may be performed by bonding or the like, or by electroplating, electroless plating, physical vapor deposition, chemical vapor deposition, cold spraying, and/or thermal spraying. law may be used.
  • a step of forming a contact layer on the surface, which is the end face of the first end, may be performed prior to forming the anode terminal.
  • the step of forming the anode terminal may include the step of forming a conductive paste layer so as to cover the main surface of the exterior body where the end surface of the first end is exposed.
  • the conductive paste layer may be formed so as to cover the main surface of the contact layer and the exterior body.
  • the conductive paste layer can be formed by applying a conductive paste containing conductive particles and a resin material. Specifically, a conductive paste (for example, silver paste) is applied to each end face by a dipping method, a transfer method, a printing method, a dispensing method, or the like, and then cured at a high temperature to form a conductive paste layer. do.
  • a conductive paste for example, silver paste
  • the electrolytic capacitor X1 having the structure shown in FIG. 4A was designed by 3D CAD, and the ESL was determined by electromagnetic field simulation.
  • a silver paste as a conductive material is applied to a predetermined region of the second portion of the cathode terminal, and the second portion and the element stack are bonded in a predetermined region including the first position X1 and the second position X2.
  • the space was filled with a silver paste layer. From the impedance at 100 MHz, the ESL of the electrolytic capacitor X1 was calculated to be 44 pH, and a sufficiently low ESL was obtained.
  • an electrolytic capacitor X2 having the structure shown in FIG. 1 was designed by filling the entire space between the second portion and the element laminate with a silver paste layer, and the ESL was calculated.
  • the ESL of the electrolytic capacitor X2 was 40 pH, which was lower than that of the electrolytic capacitor X1.
  • electrolytic capacitor X1 silver paste is applied to the central portion of the second portion, and a space between the second portion and the element stack is formed in a predetermined area of the central portion that does not include the first position X1 and the second position X2.
  • An electrolytic capacitor Y1 (comparative example) was designed to be filled with a silver paste layer.
  • the ESL of the electrolytic capacitor Y1 was 52 pH, which was significantly higher than those of the electrolytic capacitors X1 and X2.
  • the electrolytic capacitor according to the present invention has a low ESL and can be used for various purposes.
  • electrolytic capacitor 1 first portion (anode lead-out portion) 1a first end 2 second portion (cathode forming portion) 2a second end portion 3 anode body 4 core portion 5 porous portion 6 cathode portion 7 solid electrolyte layer 8 carbon layer 9 silver paste layer 10 capacitor element 10a first capacitor element 10b second capacitor element 12 separation layer (insulating member ) 14 Exterior Body 21A, 21B Anode Terminal 22 Cathode Terminal 22a First Portion 22b Second Portion 22c Bent Portion 22d, 22e Side Wall Portion 24 Conductive Material

Abstract

陽極部および陰極部をそれぞれ備える複数のコンデンサ素子を備えた素子積層体と、陽極部と電気的に接続する陽極端子と、陰極部と電気的に接続する陰極端子と、素子積層体を覆う外装体と、を備える。外装体は、第1主面と、第1主面と交差する第2主面と、第1主面の反対側の第3主面と、を有する。素子積層体において、少なくとも1つのコンデンサ素子は、陽極端子と第1主面側で電気的に接続され、他の少なくとも1つのコンデンサ素子は、陽極端子と第3主面側で電気的に接続される。陰極端子において、コンデンサ素子の陰極部と対向する領域のうち最も第1主面側となる位置および最も第3主面側となる位置をそれぞれ第1位置X1および第2位置X2としたとき、少なくとも第1位置X1および第2位置X2で陰極部が陰極端子と電気的に接続される電解コンデンサを用いることでESLを低減する。

Description

電解コンデンサ
 本開示は、電解コンデンサに関する。
 電解コンデンサは、コンデンサ素子と、コンデンサ素子を封止する外装体と、コンデンサ素子の陽極側および陰極側とそれぞれ電気的に接続される外部電極とを備える。コンデンサ素子は、第1端部を含む第1部分(陽極引出部とも言う)および第2端部を含む第2部分(陰極形成部とも言う)を有する陽極体と、陽極体の少なくとも第2部分の表面に形成された誘電体層と、誘電体層の少なくとも一部を覆う陰極部とを備える。
 特許文献1には、陽極電極部と陰極電極部を有した平板状のコンデンサ素子を陽極電極部が交互に相反する方向に配設されるように偶数単位で積層した素子積層体を備えた固体電解コンデンサが提案されている。特許文献1の固体電解コンデンサは、素子積層体の両端に位置する陽極電極部を夫々一体に結合するように接合された一対の陽極コム端子と、素子積層体の中央に位置する陰極電極部の下面に接合された陰極コム端子と、一対の陽極コム端子の下面にそれぞれ設けられた一対の陽極端子と、陰極コム端子とそれぞれ接合された一対の陰極端子と、をさらに備える。一対の陽極端子どうしは板状のインダクタ部により連結され、一対の陰極端子は、インダクタ部と交差する方向において、陰極コム端子の下面の両端に夫々接合されている。特許文献1では、この構成により、電解コンデンサの低ESL(等価直列インダクタンス)化を提案している。
特開2008-78370号公報
 本開示の一局面に係る電解コンデンサは、陽極部および陰極部をそれぞれ備える複数のコンデンサ素子を備えた素子積層体と、前記陽極部のそれぞれと電気的に接続する陽極端子と、前記陰極部のそれぞれと電気的に接続する陰極端子と、前記陽極端子の一部、および、前記陰極端子の一部を露出させた状態で、前記素子積層体を覆う外装体と、を備え、前記外装体は、第1主面と、前記第1主面と交差する第2主面と、前記第1主面の反対側の第3主面と、前記第2主面の反対側の第4主面と、前記第1~第4主面に交差する第5主面と、を有し、前記素子積層体において、少なくとも1つの前記コンデンサ素子の前記陽極部は、前記陽極端子と前記第1主面側で電気的に接続されるとともに、他の少なくとも1つの前記コンデンサ素子の前記陽極部は、前記陽極端子と前記第3主面側で電気的に接続され、前記陰極端子は、前記素子積層体が載置される搭載面と、前記第5主面において前記外装体から露出する露出面を有し、前記陰極端子において、前記陰極端子と接続する前記コンデンサ素子の前記陰極部と対向する領域のうち最も前記第1主面側となる位置および最も前記第3主面側となる位置をそれぞれ第1位置Xおよび第2位置Xとしたとき、少なくとも前記第1位置Xおよび前記第2位置Xで、前記陰極部が前記陰極端子と電気的に接続される。
 本開示によれば、電解コンデンサのESLが低減される。
図1は、本開示の一実施形態に係る電解コンデンサの構成を模式的に示す断面図である。 図2は、電解コンデンサを構成するコンデンサ素子の構造を模式的に示す断面図である。 図3は、電解コンデンサにおける陰極端子の構造を模式的に示す斜視図である。 図4Aは、本開示の一実施形態に係る電解コンデンサの構成の他の例を模式的に示す断面図である。 図4Bは、本開示の一実施形態に係る電解コンデンサの構成の他の例を模式的に示す断面図である。 図5Aは、本開示の一実施形態に係る電解コンデンサの構成の他の例を模式的に示す断面図である。 図5Bは、本開示の一実施形態に係る電解コンデンサの構成の他の例を模式的に示す断面図である。 図5Cは、本開示の一実施形態に係る電解コンデンサの構成の他の例を模式的に示す断面図である。 図6は、電解コンデンサの表面に露出する陽極端子および陰極端子の形状を示す図である。 図7Aは、本開示の第2実施形態に係る電解コンデンサの構成の一例を模式的に示す断面図である。 図7Bは、本開示の第2実施形態に係る電解コンデンサの構成の一例を模式的に示す断面図である。 図7Cは、本開示の第2実施形態に係る電解コンデンサの構成の一例を模式的に示す断面図である。
 実施形態の説明に先立って、従来技術における課題について簡単に以下に示す。
 特許文献1に記載の固体電解コンデンサでは、ESL低減の効果が十分とはいえず、ESLのさらなる低減が求められている。
上記課題を鑑み、本開示は、ESLが低減される電解コンデンサを提供する。
 本実施形態に係る電解コンデンサは、陽極部および陰極部をそれぞれ備える複数のコンデンサ素子を備えた素子積層体と、陽極部のそれぞれと電気的に接続する陽極端子と、陰極部のそれぞれと電気的に接続する陰極端子と、陽極端子の一部、および、陰極端子の一部を露出させた状態で、素子積層体を覆う外装体と、を備える。
 外装体は、第1主面と、第1主面と交差する第2主面と、第1主面の反対側の第3主面と、第2主面の反対側の第4主面と、第1~第4主面に交差する第5主面と、を有する。通常、電解コンデンサの外観は略直方体であり、これに伴って外装体の形状も略直方体の外観を有する。この場合、外装体の略直方体を構成する各面が第1~第5主面に対応する。後述するように、第5主面はコンデンサ素子(素子積層体)の搭載面に略平行な面であり、通常、電解コンデンサの上面または底面に対応する。第1~第4主面は、電解コンデンサの側面に対応する。ただし、これらの外装体の主面は外装体の形状から観念される概念的な面であり、平坦である必要はない。これらの外装体の主面は必ずしも平面である必要はなく、曲面形状を有していたり、若干の凹凸を有していたり、および/または、複数の屈曲した平面により形成されていたりしてもよい。また、隣接する主面同士がなす角は、それぞれ、直角であってもよく、鋭角または鈍角でもよい。つまり、ある主面が他の主面に対して傾斜していてもよい。
 素子積層体において、少なくとも1つのコンデンサ素子(以下において、「第1のコンデンサ素子」と称する場合がある)の陽極部は、陽極端子と第1主面側で電気的に接続される。一方、他の少なくとも1つのコンデンサ素子(以下において、「第2のコンデンサ素子」と称する場合がある)の陽極部は、陽極端子と第3主面側で電気的に接続される。すなわち、外装体の互いに対向する第1主面および第3主面の両側で、素子積層体を構成する複数のコンデンサ素子の陽極部と陽極端子との電気的接続がされている。
 陰極端子は、素子積層体が載置される搭載面と、第5主面において外装体から露出する露出面を有する。搭載面において素子積層体を構成する複数のコンデンサ素子の陰極部が陰極端子と電気的に接続され、露出面を介して外部端子との電気的接続がされる。
 陰極端子は、例えば、金属板を段差または凹凸を有する形状に屈曲させることで形成される。この場合、陰極端子は、高さの異なる2つの主面を有し、一方の主面に素子積層体の搭載面が設けられ、他方の主面に外装体からの露出面が設けられ得る。
 陰極端子の搭載面および露出面のいずれも、概ね第5主面に略平行に延在し得るが、第5主面に垂直な方向の高さが異なる。搭載面および露出面のいずれも、素子積層体と対向し得る。しかしながら、露出面と素子積層体との間の離間距離は、上記第5主面に垂直な方向の高さの差に相当する分だけ、搭載面と素子積層体との間の離間距離よりも長くなる。従来構成において、陰極端子と素子積層体とが対向する領域の、露出面と素子積層体との間の上記高さの差に相当する空間は、外装体で埋められる。
 この場合、電解コンデンサに流れる電流は、第1主面または第3主面に設けられた陽極端子または陽極電極から、素子積層体を通り、陰極端子へと流れる。陰極端子の露出面を有する部分は素子積層体と離間し、直接に、電気的に接続されてはいないため、陽極端子から素子積層体を経由した後、一旦搭載面を経由してから露出面へと流れる電流経路が形成される。この結果、電解コンデンサに流れる電流経路が長くなり、ESLが増大する要因となっていた。
 そこで、本実施形態に係る電解コンデンサでは、陰極端子において、陰極端子と接続するコンデンサ素子の陰極部と対向する領域のうち最も第1主面側となる位置および最も第3主面側となる位置をそれぞれ第1位置Xおよび第2位置Xとしたとき、少なくとも第1位置Xおよび第2位置Xで、陰極部が陰極端子と電気的に接続される。これにより、陽極端子から素子積層体を通って陰極端子の露出面へと流れる電流経路を素子積層体から陰極端子に流れる部分において最短にでき、ESLを低減できる。
 また、素子積層体において、陽極端子と第1主面側で電気的に接続される第1のコンデンサ素子と、陽極端子と第3主面側で電気的に接続される第2のコンデンサ素子とでは、素子内を電流が流れる向きが反対になる。このため、第1のコンデンサ素子および第2のコンデンサ素子とでは、素子内に流れる電流により生じる磁界の向きが反対になるため、素子積層体内に生じる磁束は減少する。これにより、ESLが一層低減される。
 素子積層体において、第1のコンデンサ素子と第2のコンデンサ素子とが交互に積層されていてもよい。この場合、素子積層体内に生じる磁束が効果的に減少し、ESLが効果的に低減され得る。第1のコンデンサの数と第2コンデンサの数は同数であってもよい。第1のコンデンサの数と第2コンデンサの数が同数であると、第1のコンデンサ素子内を流れる電流により生じる磁界と第2のコンデンサ素子内を流れる電流により生じる磁界とが過不足なく打ち消し合い、素子積層体内に生じる磁束が減少する。結果、ESLを低減させ易い。
 本実施形態に係る電解コンデンサでは、素子積層体において第1のコンデンサ素子と第2のコンデンサ素子を配置する。加えて、陰極部の陰極端子との第1主面側の電気的接続位置Xを最大限第1主面側に近づけ、陰極部の陰極端子との第3主面側の電気的接続位置Xを最大限第3主面側に近づける。これらの相乗効果により、ESLが顕著に低減される。
 なお、少なくとも第1位置X(第2位置X)で陰極部が陰極端子と電気的に接続されるとは、第1位置X(第2位置X)において、陰極部が陰極端子または陰極端子と電気的に接続する導電性部材と接触し、陰極部の第1位置X(第2位置X)を経由して陰極端子に流れる電流経路が形成されていることを意味する。
 例えば、陰極部が第1位置X(第2位置X)で陰極端子と電気的に接続されるように、陰極端子と素子積層体との間の空間(特に、露出面と素子積層体との間の空間)が導電性材料で埋められる。導電性材料は、少なくとも第1位置Xから第3主面に向かって、および、少なくとも第2位置Xから第1主面に向かって、陰極端子と素子積層体との間の空間を埋める。第1位置Xを跨ぐように、導電性材料が第1位置Xよりも第1主面側を延在していてもよい。第2位置Xを跨ぐように、導電性材料が第2位置Xよりも第3主面側を延在していてもよい。
 好ましくは、陰極端子と素子積層体との間の空間の全体が、導電性材料で埋められているとよい。
 導電性材料としては、所定の厚みを有する導電性部材(スペーサ)を陰極端子と素子積層体との間の空間に配置してもよく、導電性樹脂材料で陰極端子と素子積層体との間の空間を埋めてもよい。導電性部材および導電性樹脂材料は、十分に高い導電率が得られる限り特に限定されないが、導電性部材としては銅などの金属材料、導電性樹脂材料としては、銀、金、銅などの導電性粒子と樹脂材料とを含む導電性ペーストが挙げられる。導電性部材は、陰極端子と同じ材料であってもよい。
 陰極端子は、例えば、所定形状を有する金属板を屈曲させて、段差または凹凸を形成することで得られる。この場合、陰極端子は、搭載面を有する第1部分と、露出面を有する第2部分を有し得る。第1部分と第2部分とは、屈曲部分を介して連続している。屈曲部分は、例えば、(外装体の第5主面よりも内側を、第5主面に沿って延びる)第1部分から、第5主面に向かって外側に屈曲して延びる。第2部分は、屈曲部分からさらに屈曲して第1部分から離れるように第5主面に沿って延びて、第2部分の少なくとも一部が外装体から露出している。この場合、屈曲部分により段差が形成されており、素子積層体を第1部分の搭載面に載置させると、素子積層体と第2部分との間に空間が生じる。この空間は、導電性材料で埋められる。
 第1部分は、第5主面から見て、電解コンデンサの中央部に配置されてもよい。その場合、複数の第2部分(露出面)が離間して設けられ、少なくとも2つの第2部分が、第5主面から見て、第1部分を挟んで対向するように配置され得る。少なくとも2つの第2部分は、一方が第1主面の側に配置され、他方が第3主面の側に配置され、第1主面から第3主面に向かう方向(または、第5主面と第2主面または第4主面との交線に平行な方向)において、第1部分を挟んで互いに対向するように配置され得る。この場合、それぞれの第2部分が第1主面または第3主面に設けられた陽極端子と近接して配置されるため、ESLの低減効果が大きい。また、第2部分に設けられる陰極端子の露出面の面積も適度な大きさとなるため、はんだ付けの際にはんだボールの発生が抑制される。
 導電性材料は、第1位置Xから第1部分の第1主面側の境界に渡って(すなわち、第1部分と屈曲部分との境界まで)、および、第2位置Xから第1部分の第3主面側の境界に渡って(すなわち、第1部分と屈曲部分との境界まで)、第2部分と素子積層体との間の隙間を埋めていることが好ましい。
 導電性材料または導電性部材は、陰極端子と一体で形成されてもよい。例えば、陰極端子と素子積層体との間の空間(例えば、陰極端子の第2部分と素子積層体との間の空間)を別途導電性材料で埋める代わりに、プレス加工等により、陰極端子の厚みが露出面を有する部分において搭載面を有する部分よりも厚くなるように加工してもよい。これにより、素子積層体が陰極端子と隙間なく接続するようにでき、あるいは、陰極端子と素子積層体との間の空間を低減できる。
 陰極端子は、露出面を有する部分からさらに屈曲して第2主面または第4主面に沿って延びる側壁部分を有してもよい。側壁部分は、露出面を有する部分と同様に外装体から露出し、外部端子との電気的接続に利用され得る。側壁部分を設けることで、外部端子との間で良好なはんだ接続が得られ易い。
 第1主面および第3主面におけるコンデンサ素子の陽極部と陽極端子との電気的接続の方法としては、特に限定されない。素子積層体における複数のコンデンサ素子の陽極部が束ねられて、陽極端子と電気的に接続していてもよいし、素子積層体における複数のコンデンサ素子の陽極部のそれぞれの端面が外装体の第1主面または第3主面から露出し、陽極端子と電気的に接続していてもよい。陽極端子から素子積層体に流れる電流経路が短くでき、一層のESL低減効果が見込める点で、外装体の主面から露出した陽極部の端面を陽極端子と電気的に接続させる後者の方法がより好ましい。
 陽極端子が配置される側である第1主面と第3主面との間の距離は、第2主面と第4主面との間の距離よりも長くてもよいし、短くてもよい。すなわち、電解コンデンサを第5主面の側(上面または底面の側)から見たとき、陽極電極が配置される側である第1主面および第3主面は、長方形の長辺に対応する面であってもよく、長方形の短辺に対応する面であってもよい。
<第1実施形態>
 以下、本発明の一実施形態に係る電解コンデンサについて、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る電解コンデンサ100を模式的に示す断面図であり、コンデンサ素子と陽極端子および陰極端子との電気的接続の状態を模式的に示している。図2は、電解コンデンサに用いられるコンデンサ素子10の断面模式図である。
 図1に示すように、電解コンデンサ100は、複数のコンデンサ素子10(10a、10b)と、コンデンサ素子10を封止する外装体14と、陽極端子21A、21Bと、陰極端子22と、を備える。複数のコンデンサ素子10が積層され、素子積層体を構成している。
 図2に示すように、コンデンサ素子10は、陽極部である陽極体3と、陰極部6とを備える。陽極体3は、例えば箔(陽極箔)である。陽極体3は、表面に多孔質部5を有し、多孔質部5の少なくとも一部の表面に誘電体層(図示しない)が形成されている。陰極部6は、誘電体層の少なくとも一部を覆っている。陰極部6は、固体電解質層7および陰極引出層を含む。
 コンデンサ素子10は、一方の端部(第1端部)1aにおいて陰極部6で覆われることなく、陽極体3が露出している一方で、他方の端部(第2端部)2aは陰極部6で覆われている。以下において、陽極体3の陰極部で覆われていない部分を第1部分1と称し、陽極体3の陰極部で覆われた部分を第2部分2と称する。第1部分1の端部が第1端部1aであり、第2部分2の端部が第2端部2aである。誘電体層は、少なくとも第2部分2に形成された多孔質部5の表面に形成される。なお、陽極体3の第1部分1は、陽極引出部とも呼ばれる。陽極体3の第2部分2は、陰極形成部とも呼ばれる。
 より具体的には、第2部分2は、芯部4と、粗面化(エッチングなど)などにより芯部4の表面に形成された多孔質部(多孔体)5とを有する。一方、第1部分1では、表面に多孔質部5を有していてもよく、有していなくてもよい。誘電体層は、多孔質部5の表面に沿って形成されている。誘電体層の少なくとも一部は、多孔質部5の孔の内壁面を覆い、その内壁面に沿って形成されている。
 陰極部6は、誘電体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層7と、固体電解質層7の少なくとも一部を覆う陰極引出層とを備える。誘電体層の表面は、陽極体3の表面の形状に応じた凹凸形状が形成されている。固体電解質層7は、このような誘電体層の凹凸を埋めるように形成され得る。陰極引出層は、例えば、固体電解質層7の少なくとも一部を覆うカーボン層8と、カーボン層8を覆う銀ペースト層9とを備える。
 なお、陽極体3上に誘電体層(多孔質部5)を介して固体電解質層7が形成されている陽極体3の部分が第2部分2であり、陽極体3上に誘電体層(多孔質部5)を介して固体電解質層7が形成されていない陽極体3の部分が第1部分1である。
 陽極体3の陰極部6と対向しない領域のうち、少なくとも陰極部6に隣接する部分には、陽極体3の表面を覆うように絶縁性の分離層(または絶縁部材)12が形成され得る。これにより、陰極部6と陽極体3の露出部分(第1部分1)との接触が規制されている。分離層12は、例えば、絶縁性の樹脂層である。
 外装体14は、ほぼ直方体の外形を有し、電解コンデンサ100もほぼ直方体の外形を有する。外装体14は、第1主面S1および第1主面S1と反対側の第3主面S3を有する。また、外装体14は、図示しないが、第1主面S1および第3主面S3と交差する第2主面S2、および、同様に第1主面S1および第3主面S3と交差し、第2主面S2と反対側の第4主面S4を有する。また、電解コンデンサの底面に対応する外装体の第5主面S5が、上記第1主面~第4主面S1~S4に交差している。
 図1の例では、電解コンデンサ100は、第1主面S1側および第3主面S3側にそれぞれ離間して配置された2つの陽極端子21Aおよび21Bを備える。外装体14は、陽極端子21Aと21Bのそれぞれの一部、および、陰極端子22の一部を露出させた状態で、複数のコンデンサ素子10を備えた素子積層体を覆っている。
 素子積層体は、陽極体3の第1部分1が第2部分2に対して一方向(第3主面S3から第1主面S1向かう方向)を向いた第1のコンデンサ素子10aと、陽極体3の第1部分1が第2部分2に対して第1のコンデンサ素子10aと反対方向(第1主面S1から第3主面S3に向かう方向)を向いた第2のコンデンサ素子10bと、を有する。第1のコンデンサ素子10aの第1端部1aは第1主面S1において外装体から露出し、陽極端子21Aと電気的に接続している。第2のコンデンサ素子10bの第1端部1aは第3主面S3において外装体から露出し、陽極端子21Bと電気的に接続している。
 第1のコンデンサ素子10aと第2のコンデンサ素子10bとでは、素子内を電流が流れる向きが反対になる。このため、電流により生じる磁界の向きも反対になり、素子積層体内に生じる磁束は減少する。これにより、ESLの低減が可能である。
 図1の例では、素子積層体内において、第1のコンデンサ素子10aと第2のコンデンサ素子10bとが交互に積層されている。しかしながら、第1のコンデンサ素子10aと第2のコンデンサ素子10bとの積層は必ずしも交互積層でなくてもよく、素子積層体の一部において第1のコンデンサ素子10a同士が隣接して積層される部分、および/または、第2のコンデンサ素子10b同士が隣接して積層される部分を有していてもよい。第1のコンデンサ素子と第2のコンデンサ素子とが交互に積層されていると、素子積層体内に生じる磁束が効果的に減少し、ESLが効果的に低減されるため、好ましい。
 陰極端子22は、素子積層体の底部において、素子積層体において最も下層に位置するコンデンサ素子の陰極部と電気的に接続している。陰極端子22は金属板であり、金属板が屈曲して段差が形成されており、第1部分22aと第2部分22bを有する。第1部分22aと第2部分22bとは、どちらも第5主面S5に沿って延びるが、第5主面S5に垂直な方向における高さが異なる。第1部分22aにおいて素子積層体が載置され、陰極端子と素子積層体とが電気的に接続される。一方、第2部分22bにおいて陰極端子の一部が外装体から露出している。
 第1部分22aと第2部分22bとは、ともに素子積層体と対向している。ただし、外装体からの露出面を有する第2部分22bと素子積層体との間の離間距離は、搭載面を有する第1部分22aと素子積層体との間の離間距離よりも長い。第2部分22bと素子積層体との間には、段差の高さに相当する空間が介在している。電解コンデンサ100において、図1に示すように、この空間は導電性材料24で埋められている。
 したがって、第2部分22bは、第1部分22aを介して素子積層体と電気的に接続するとともに、導電性材料24を介して素子積層体と電気的に接続している。これにより、陽極端子21Aまたは21Bから素子積層体を通って陰極端子の第2部分22bへと流れる電流経路が導電性材料24を通ることで短くなり、ESLを低減できる。
 図3は、図1に示す電解コンデンサ100における陰極端子22の構造を抜き出して示す模式的な斜視図である。陰極端子22は、その中央部に配置された第1部分22aと、第1部分22aを挟んで対向するように配置された、2つの離間した第2部分22bを備える。2つの第2部分22bは、それぞれ、第1部分22aから第5主面S5に向かって屈曲して延びる屈曲部分22cを介して第1部分22aと連続している。第2部分22bの一方は第1主面S1に近づくように、第1部分22aから離れながら第5主面S5に沿って延び、第2部分22bの他方は第3主面S3に近づくように、第1部分22aから離れながら第5主面S5に沿って延びている。
 陰極端子22は、第2部分22bからさらに屈曲して第2主面S2に沿って延びる側壁部分22d、および、第2部分22bからさらに屈曲して第4主面S4に沿って延びる側壁部分22eを備える。側壁部分22d、22eは、第2部分22bと同様、外装体から露出しており、外部回路との電気的接続に利用され得る。
 陰極端子において、陰極端子22と接続する最下層に位置するコンデンサ素子の陰極部と対向する領域のうち最も第1主面S1側の位置を第1位置Xとする。第1位置Xは、最下層に位置するコンデンサ素子の陰極部の第1主面S1側の境界位置、および、陰極端子において最も第1主面S1側の境界位置のうち、より第3主面S3側に位置する方である。図1の例では、最下層に位置するコンデンサ素子の陰極部の第1主面S1側の境界位置が第1位置Xである。この場合、少なくとも第1位置Xにおいて、陰極端子(第2部分22b)と素子積層体との間に導電性材料が存在し、第1位置Xで、最下層に位置するコンデンサ素子の陰極部が陰極端子と電気的に接続されればよい。これにより、陽極端子21Aから素子積層体の第1のコンデンサ素子10aを通って第1主面側に配置された第2部分22bへと流れる電流経路を、素子積層体から陰極端子に流れる部分において最短にできる。よって、ESLを低減できる。
 同様に、陰極端子において、陰極端子22と接続する最下層に位置するコンデンサ素子の陰極部と対向する領域のうち最も第3主面S3側の位置を第2位置Xとする。第2位置Xは、最下層に位置するコンデンサ素子の陰極部の第3主面S3側の境界位置、および、陰極端子において最も第3主面S3側の境界位置のうち、より第1主面S1側に位置する方である。図1の例では、最下層に位置するコンデンサ素子の陰極部の第3主面S3側の境界位置が第2位置Xである。この場合、少なくとも第2位置Xにおいて、陰極端子(第2部分22b)と素子積層体との間に導電性材料が存在し、第2位置Xで、最下層に位置するコンデンサ素子の陰極部が陰極端子と電気的に接続されればよい。これにより、陽極端子21Bから素子積層体の第2のコンデンサ素子10bを通って第3主面側に配置された第2部分22bへと流れる電流経路を、素子積層体から陰極端子に流れる部分において最短にできる。よって、ESLを低減できる。
 第1位置Xおよび第2位置Xの両方において、陰極端子(第2部分22b)と素子積層体との間に導電性材料が存在し、コンデンサ素子の陰極部が陰極端子と電気的に接続されることにより、ESLを効果的に低減できる。
 図4Aおよび図4Bは、本発明の一実施形態に係る電解コンデンサの他の例を模式的に示す断面図であり、コンデンサ素子と陽極端子および陰極端子の状態を模式的に示している。図4Aに示すように、導電性材料は第1位置Xおよび第2位置Xの近傍において陰極端子と素子積層体との間を埋めていればよく、第1位置Xよりも第3主面S3側、および/または、第2位置Xよりも第1主面S1側において、陰極端子と素子積層体との間が導電性材料で埋められていない部分を有していてもよい。
 導電性材料は、第1位置Xから第3主面S3に向かって、および、第2位置Xから第1主面S1に向かって陰極端子と素子積層体との間に延在し、陰極端子と素子積層体との間の空間を埋めることができる。導電性材料は、第1位置Xよりも第1主面S1側および/または第2位置Xよりも第3主面S3側に延在していてもよい。しかしながら、図1に示す例のように、陰極端子と素子積層体との間の空間の全体が、導電性材料で埋められていることが最も好ましい。
 導電性材料としては、例えば、所定の厚みを有する導電性部材を陰極端子と素子積層体との間に挟むようにスペーサとして配置してもよく、銀、金、銅などの導電性粒子と樹脂材料とを含む導電性ペーストを陰極端子の表面に塗布し、素子積層体と接触させた後、乾燥させることにより形成してもよい。
 導電性部材は、陰極端子と一体化されるものであってもよい。例えば、金属板をプレス加工することによって、図4Bに示すように、陰極端子22は、厚みの薄い第1部分と、第1部分よりも厚みの厚い第2部分を有し得る。第1部分と第2部分の両方で、陰極端子と素子積層体とが電気的に接続される。一方、厚みの厚い第2部分において、第2部分の表面が外装体から露出する。
 図5A~図5Cは、本発明の一実施形態に係る電解コンデンサのさらに他の例を模式的に示す断面図である。図5A~図5Cに示す例では、陰極端子の第2部分22bの第1主面S1または第3主面S3に向かう方向の延在距離が、図1、図4Aおよび図4Bに示す例よりも短い。最下層に位置するコンデンサ素子の陰極部の第1主面S1側の境界位置よりも、陰極端子において最も第1主面S1側の境界位置が第3主面側にある。この場合、陰極端子の第2部分22bの最も第1主面S1側の境界位置が第1位置Xである。
 図5A~図5Cに示す例では、最下層に位置するコンデンサ素子の陰極部の第3主面S3側の境界位置よりも、陰極端子において最も第3主面S3側の境界位置が第1主面側にある。この場合、陰極端子の第2部分22bの最も第3主面S3側の境界位置が第2位置Xである。
 図5A~図5Cに示す例においても、少なくとも第1位置Xおよび第2位置Xにおいて、陰極端子(第2部分22b)と素子積層体との間に導電性材料が存在し、第1位置Xおよび第2位置Xで、最下層に位置するコンデンサ素子の陰極部が陰極端子と電気的に接続されていればよい。これにより、陽極端子21Aまたは陽極端子21Bから素子積層体を通って第1主面側に配置された第2部分22bへと流れる電流経路を、素子積層体から陰極端子に流れる部分において最短にでき、ESLを効果的に低減できる。
 図5Aでは、陰極端子(第2部分22b)と素子積層体との間の空間の全体が、導電性材料で埋められている。図5Bは、第1位置Xよりも第3主面S3側、および、第2位置Xよりも第1主面S1側において、陰極端子と素子積層体との間に導電性材料で埋められていない部分を有する例である。図5Cは、図4Bと同様、導電性部材と一体化された陰極端子を用いる場合の例である。
 図6に、図1、図4A、図4B、および図5A~図5Cに示す電解コンデンサにおいて、電解コンデンサの表面に露出して形成される陽極端子21A、21Bおよび陰極端子22の形状を示す。図6(A)は電解コンデンサの上面から見た形状を示す。図6(B)は電解コンデンサの側面から見た形状を示し、上記第2主面S2または上記第4主面S4に垂直な方向から見た形状に相当する。図6(C)は電解コンデンサの底面から見た形状を示し、上記第5主面S5に垂直な方向から見た形状に相当する。図6(D)および(E)は電解コンデンサの別の側面から見た形状を示し、それぞれ、上記第1主面S1および第3主面S3に垂直な方向から見た形状に相当する。
 図6では、電解コンデンサの第1主面S1と第3主面S3との間の距離が、第2主面S2と第4主面S4との間の距離よりも長い。しかしながら、本発明はこれに限定されず、電解コンデンサの第1主面S1と第3主面S3との間の距離が、第2主面S2と第4主面S4との間の距離よりも短くてもよい。
<第2実施形態>
 陰極端子22は、その中央部に第2部分22bが設けられ、第2部分22bを挟んで対向するように第1部分22aが配置されてもよい。図7A~図7Cは、本発明の一実施形態に係る電解コンデンサの例を模式的に示す断面図である。
 図7A~図7Cにおいて、陰極端子22は、第2部分22bと、第2部分22bを挟んで対向するように配置された2つの離間した第1部分22aを備える。2つの第1部分22aは、それぞれ、第2部分22bから第5主面S5に向かって屈曲して延びる屈曲部分22cを介して第2部分22bと連続している。第1部分22aの一方は第1主面S1に近づくように、第2部分22bから離れながら第5主面S5に沿って延び、第1部分22aの他方は第3主面S3に近づくように、第2部分22bから離れながら第5主面S5に沿って延びている。
 この場合も、第1位置Xおよび第2位置Xの両方において、陰極端子(第2部分22b)と素子積層体との間に導電性材料が存在し、コンデンサ素子の陰極部が陰極端子と電気的に接続されることにより、ESLを効果的に低減できる。
 図7Aは図1と同様、陰極端子と素子積層体との間の空間の全体が、導電性材料で埋められている場合の例である。図7Bは、図4Aと同様、第1位置Xよりも第3主面S3側、および、第2位置Xよりも第1主面S1側において、陰極端子と素子積層体との間に導電性材料で埋められていない部分を有する例である。図7Cは、図5Aおよび図5Bと同様、陰極端子の第1主面S1または第3主面S3に向かう方向の延在距離が短い例である。図7Cでは、最下層に位置するコンデンサ素子の陰極部の第1主面S1側の境界位置よりも、陰極端子において最も第1主面S1側の境界位置が第3主面側にあり、且つ、最下層に位置するコンデンサ素子の陰極部の第3主面S3側の境界位置よりも、陰極端子において最も第3主面S3側の境界位置が第1主面側にある。
 図7A~図7Cの構成においても、図3に示すような、第2部分22bからさらに屈曲して第2主面S2に沿って延びる側壁部分22d、および/または、第2部分22bからさらに屈曲して第4主面S4に沿って延びる側壁部分22eを設けることができる。
 個々のコンデンサ素子の具体的構成および素子積層体の構成など、図7A~図7Cに示す電解コンデンサの他の構成については、図1に示す電解コンデンサ100と同様である。
 以下、本実施形態に係る電解コンデンサの各構成要素について、詳細に説明する。
(陽極体)
 陽極体は、弁作用金属、弁作用金属を含む合金、および弁作用金属を含む化合物(金属間化合物など)などを含むことができる。これらの材料は一種を単独でまたは二種以上を組み合わせて使用できる。弁作用金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタンなどを用いることができる。陽極体は、弁作用金属、弁作用金属を含む合金、または弁作用金属を含む化合物の箔であってもよく、弁作用金属、弁作用金属を含む合金、または弁作用金属を含む化合物の多孔質焼結体であってもよい。
 陽極体に金属箔を用いる場合、通常、表面積を増やすため、陽極箔の少なくとも第2部分の表面には、多孔質部が形成される。第2部分は、芯部と、芯部の表面に形成された多孔質部とを有する。多孔質部は、陽極箔の少なくとも第2部分の表面をエッチングなどにより粗面化することにより形成してもよい。第1部分の表面に所定のマスキング部材を配置した後、エッチング処理などの粗面化処理を行うことも可能である。一方で、陽極箔の表面の全面をエッチング処理などにより粗面化処理することも可能である。前者の場合、第1部分の表面には多孔質部を有さず、第2部分の表面に多孔質部を有する陽極箔が得られる。後者の場合、第2部分の表面に加え、第1部分の表面にも多孔質部が形成される。エッチング処理としては、公知の手法を用いればよく、例えば、電解エッチングが挙げられる。マスキング部材は、特に限定されないが、樹脂などの絶縁体が好ましい。マスキング部材は、固体電解質層の形成前に取り除く必要があるが、導電性材料を含む導電体であってもよい。
 陽極箔の表面の全面を粗面化処理する場合、第1部分の表面に多孔質部を有する。このため、多孔質部と外装体の密着性が十分でなく、多孔質部と外装体との接触部分を通じて電解コンデンサ内部に空気(具体的には、酸素および水分)が侵入する場合がある。これを抑制するため、多孔質に形成された第1部分を予め圧縮し、多孔質部の孔をつぶしておいてもよい。これにより、外装体から露出する第1端部より多孔質部を介した電解コンデンサ内部への空気の侵入、および当該空気の侵入による電解コンデンサの信頼性の低下を抑制できる。
(誘電体層)
 誘電体層は、例えば、陽極体の少なくとも第2部分の表面の弁作用金属を、化成処理などにより陽極酸化することで形成される。誘電体層は弁作用金属の酸化物を含む。例えば、弁作用金属としてアルミニウムを用いた場合の誘電体層は酸化アルミニウムを含む。誘電体層は、少なくとも多孔質部が形成されている第2部分の表面(多孔質部の孔の内壁面を含む)に沿って形成される。なお、誘電体層の形成方法はこれに限定されず、第2部分の表面に、誘電体として機能する絶縁性の層を形成できればよい。誘電体層は、第1部分の表面(例えば、第1部分の表面の多孔質部上)にも形成されてもよい。
(陰極部)
 陰極部は、誘電体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層と、固体電解質層の少なくとも一部を覆う陰極引出層とを備える。
(固体電解質層)
 固体電解質層は、例えば、導電性高分子を含む。導電性高分子としては、例えば、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリンおよびこれらの誘導体などを用いることができる。固体電解質層は、例えば、原料モノマーを誘電体層上で化学重合および/または電解重合することにより、形成することができる。あるいは、導電性高分子が溶解した溶液、または、導電性高分子が分散した分散液を、誘電体層に塗布することにより、形成することができる。固体電解質層は、マンガン化合物を含んでもよい。
(陰極引出層)
 陰極引出層は、例えば、カーボン層および銀ペースト層を備える。カーボン層は、導電性を有していればよく、例えば、黒鉛などの導電性炭素材料を用いて構成することができる。カーボン層は、例えば、カーボンペーストを固体電解質層の表面の少なくとも一部に塗布して形成される。銀ペースト層には、例えば、銀粉末とバインダ樹脂(エポキシ樹脂など)とを含む組成物を用いることができる。銀ペースト層は、例えば、銀ペーストをカーボン層の表面に塗布して形成される。なお、陰極引出層の構成は、これに限られず、集電機能を有する構成であればよい。
(分離層)
 第1部分と陰極部を電気的に分離するため、絶縁性の分離層を設けてもよい。分離層は、第1部分の表面の少なくとも一部を覆うように、陰極部に近接して設けられ得る。分離層は、第1部分および外装体と密着していることが好ましい。これにより、上記の電解コンデンサ内部への空気の侵入を抑制できる。分離層は、第1部分の上に誘電体層を介して配置されてもよい。
 分離層は、例えば、樹脂を含み、後述の外装体について例示するものを用いることができる。第1部分の多孔質部に形成した誘電体層を圧縮して緻密化することで、絶縁性を持たせてもよい。
 第1部分と密着する分離層は、例えば、シート状の絶縁部材(樹脂テープなど)を、第1部分に貼り付けることにより得られる。表面に多孔質部を有する陽極箔を用いる場合では、第1部分の多孔質部を圧縮して平坦化してから、絶縁部材を第1部分に密着させてもよい。シート状の絶縁部材は、第1部分に貼り付ける側の表面に粘着層を有することが好ましい。
 また、液状樹脂を第1部分に塗布または含浸させて、第1部分と密着する絶縁部材を形成してもよい。液状樹脂を用いた方法では、絶縁部材は、第1部分の多孔質部の表面の凹凸を埋めるように形成される。多孔質部の表面の凹部に液状樹脂が容易に入り込み、凹部内にも絶縁部材を容易に形成することができる。液状樹脂としては、後述する外装体において例示する硬化性樹脂組成物などを用いることができる。
(陽極端子)
 陽極端子の材質は、電気化学的および化学的に安定であり、導電性を有するものであれば特に限定されず、金属であっても非金属であってもよい。陽極端子は、少なくともその外表面が、はんだとの濡れ性に優れた金属を含むことが好ましい。このような金属として、たとえばSn、Au、Ag、Pd等が挙げられる。
 陽極端子とコンデンサ素子の陽極部との電気的接続の方法については、複数のコンデンサ素子の陽極部が束ねられて、陽極端子と電気的に接続されてもよいし、素子積層体における複数のコンデンサ素子の陽極部のそれぞれの端面が外装体の第1主面または第3主面から露出し、陽極端子と電気的に接続されてもよい。前者の場合、陽極端子は所定の形状を有する金属板を折り曲げることにより形成されてもよい。金属板の一部は外装体から露出し、外部電極を構成する。陽極端子である金属板の厚み(陽極端子の主面間の距離)は、低背化の観点から、25μm以上200μm以下が好ましく、25μm以上100μm以下がより好ましい。
 複数のコンデンサ素子の陽極部のそれぞれの端面が外装体の第1主面または第3主面から露出し、陽極端子と電気的に接続される場合、陽極端子は第1主面または第3主面を覆うように配置され得る。この場合、陽極端子は、金属層であることが好ましい。金属層は、例えば、めっき層である。金属層は、例えば、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、錫(Sn)、銀(Ag)、および金(Au)よりなる群から選択される少なくとも1種を含む。陽極端子の形成には、例えば、電解めっき法、無電解めっき法、スパッタリング法、真空蒸着法、化学蒸着(CVD)法、コールドスプレー法、溶射法などの成膜技術を用いてもよい。
 陽極端子は、導電性粒子が混入された導電性樹脂層を含み、上記めっき層が導電性樹脂層を覆っていてもよい。導電性樹脂層は、導電性粒子および樹脂材料を含む導電性ペーストを外装体の第1主面または第3主面に塗布後、乾燥により形成され得る。樹脂材料は、外装体および陽極体を構成する材料との接着に適しており、化学結合(例えば、水素結合)により接合強度を高めることができる。導電性粒子としては、例えば、銀、銅などの金属粒子や、カーボンなどの導電性の無機材料の粒子を用いることができる。
 導電性樹脂層および/またはめっき層は、外装体の第1主面または第3主面と交差する表面(例えば、上面または底面)の一部を被覆してもよい。
 また、予めSn被膜を形成した金属(例えば、Cu)製のキャップを、導電性樹脂層に接着させることにより、陽極端子を形成してもよい。
(陰極端子)
 陰極端子の材質も、電気化学的および化学的に安定であり、導電性を有するものであれば、特に限定されず、金属であっても非金属であってもよい。例えば、陰極端子は所定の形状を有する金属板を折り曲げることにより形成される。金属板の一部は外装体から露出し、外部電極を構成する。陰極端子の厚みは、低背化の観点から、25μm以上200μm以下が好ましく、25μm以上100μm以下がより好ましい。
(外装体)
 外装体は、陽極端子と陰極端子とを電気的に絶縁するために設けられており、絶縁性の材料から構成されている。外装体は、例えば、射出成形などの成形技術を用いて形成することができる。外装体は、例えば、所定の金型を用いて、硬化性樹脂組成物または熱可塑性樹脂(組成物)を、コンデンサ素子を覆うように所定の箇所に充填して形成することができる。
 硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂に加え、フィラー、硬化剤、重合開始剤、および/または触媒などを含んでもよい。硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン、ジアリルフタレート、不飽和ポリエステルなどが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などが挙げられる。熱可塑性樹脂およびフィラーを含む熱可塑性樹脂組成物を用いてもよい。
≪電解コンデンサの製造方法≫
 本発明の一実施形態に係る電解コンデンサは、例えば、陽極体を準備する第1工程と、陽極部および陰極部を備えたコンデンサ素子を得る第2工程と、コンデンサ素子を複数積層した素子積層体を得る第3工程と、素子積層体を陰極端子の搭載面に載置する第4工程と、素子積層体を外装体で覆う第5工程と、第1部分の端面を形成して外装体から露出させる第6工程と、第1部分の端面を陽極端子と電気的に接続させる第7工程と、を含む製造方法により製造され得る。製造方法は、さらに、陽極体の一部に分離層(絶縁部材)を配置する工程(分離層配置工程)を含んでもよい。
 以下、電解コンデンサの製造方法の各工程について説明する。
(第1工程)
 先ず、表面に誘電体層が形成された陽極体を準備する。より具体的には、一方の端部を含む第1部分と一方の端部とは反対側の他方の端部を含む第2部分とを備え、少なくとも第2部分の表面に誘電体層が形成された陽極体が準備される。第1工程は、例えば、陽極体の表面に多孔質部を形成する工程と、多孔質部の表面に誘電体層を形成する工程とを含む。より具体的には、第1工程で用いられる陽極体は、除去予定端部(上記一方の端部)を含む第1部分と、第2端部(上記他方の端部)を含む第2部分とを有する。少なくとも第2部分の表面には、多孔質部を形成することが好ましい。
 陽極体の表面の多孔質部を形成する際には、陽極体の表面に凹凸を形成できればよく、例えば、陽極箔の表面をエッチング(例えば、電解エッチング)などにより粗面化することにより行ってもよい。
 誘電体層は、陽極体を化成処理により形成すればよい。化成処理は、例えば、陽極体を化成液中に浸漬することにより、陽極体の表面に化成液を含浸させ、陽極体をアノードとして、化成液中に浸漬したカソードとの間に電圧を印加することにより行うことができる。陽極体の表面に多孔質部を有する場合、誘電体層は、多孔質部の表面の凹凸形状に沿って形成される。
(分離層配置工程)
 分離層(絶縁部材)を備える電解コンデンサを製造する場合、分離層(絶縁部材)を配置する工程を、第1工程の後、第2工程の前に行ってもよい。この工程では、陽極体の一部に絶縁部材を配置する。より具体的には、この工程では、陽極体の第1部分の上に誘電体層を介して絶縁部材を配置する。絶縁部材は、絶縁部材は、第1部分と後工程で形成される陰極部とを隔離するように配置される。
 分離層配置工程では、シート状の絶縁部材(樹脂テープなど)を、陽極体の一部(例えば、第1部分)に貼り付けてもよい。表面に多孔質部が形成された陽極体を用いる場合でも、第1部分の表面の凹凸を圧縮し平坦化することで、絶縁部材を第1部分に強固に密着させることができる。シート状の絶縁部材は、第1部分に貼り付ける側の表面に粘着層を有することが好ましい。
 上記以外に、分離層配置工程では、液状樹脂を陽極体の一部(例えば、第1部分)に塗布または含浸させて絶縁部材を形成してもよい。例えば、液状樹脂を塗布または含浸させた後、硬化させればよい。この場合、第1部分に密着する絶縁部材を容易に形成することができる。液状樹脂としては、第4工程(外装体の形成)で例示する硬化性樹脂組成物、樹脂を溶媒に溶解させた樹脂溶液などを用いることができる。
 陽極体の表面に多孔質部が形成されている場合、陽極体の多孔質部の表面の一部(例えば、第1部分の表面)に液状樹脂を塗布または含浸させることが好ましい。この場合、第1部分の多孔質部の表面の凹凸を埋めるように絶縁部材を容易に形成することができる。多孔質部の表面の凹部に液状樹脂が容易に入り込み、凹部内にも絶縁部材を容易に形成することができる。これにより、陽極体の表面の多孔質部が絶縁部材で保護されるため、第4工程で陽極体を外装体とともに部分的に除去する際に、陽極体の多孔質部の崩壊が抑制される。陽極体の多孔質部の表面と絶縁部材とが強固に密着しているため、第4工程で陽極体を外装体とともに部分的に除去する際に、絶縁部材が陽極体の多孔質部の表面から剥離することが抑制される。
(第2工程)
 次に、陽極体上に陰極部を形成し、陽極部である陽極体および陰極部を備えたコンデンサ素子を得る。第1工程で絶縁部材を設ける場合には、第2工程で、陽極体の絶縁部材が配置されていない部分に陰極部を形成し、コンデンサ素子を得る。より具体的には、第2工程では、陽極体の第2部分の表面に形成された誘電体層の少なくとも一部を陰極部で覆う。
 陰極部を形成する工程は、例えば、誘電体の少なくとも一部を覆う固体電解質を形成する工程と、固体電解質層の少なくとも一部を覆う陰極引出層を形成する工程と、を含む。
 固体電解質層は、例えば、原料モノマーを誘電体層上で化学重合および/または電解重合することにより、形成することができる。また、固体電解質層は、導電性高分子を含む処理液を付着させた後、乾燥させて形成してもよい。処理液は、さらにドーパントなどの他の成分を含んでもよい。導電性高分子には、例えば、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)が用いられる。ドーパントには、例えば、ポリスチレンスルホン酸(PSS)が用いられる。処理液は、導電性高分子の分散液または溶液である。分散媒(溶媒)としては、例えば、水、有機溶媒、またはこれらの混合物が挙げられる。
 陰極引出層は、例えば、固体電解質層上に、カーボン層と銀ペースト層とを順次積層することにより、形成することができる。
(第3工程)
 続いて、複数のコンデンサ素子を積層し、素子積層体を得る。素子積層体において、複数のコンデンサ素子は、陽極部の第1部分が一方向を向いた少なくとも1つの第1のコンデンサ素子と、陽極部の第1部分が第1のコンデンサ素子と反対方向を向いた少なくとも1つの第2のコンデンサ素子を有するように、積層されている。隣接するコンデンサ素子間で第1部分が反対側を向くように、第1のコンデンサ素子と第2のコンデンサ素子とを交互に積層し、複数のコンデンサ素子の陰極部同士を導電性接着材を介して重ね合わせ、素子積層体を得てもよい。素子積層体内において、隣接するコンデンサ素子の第1部分が同じ方向を向いた部分を有していてもよい。
(第4工程)
 その後、素子積層体を、導電性接着材を介して陰極端子の搭載面に載置する。
 1枚の導電性の板材を、陰極端子の外形に沿った形状に打ち抜き、屈曲させる。これにより、第1部分と、第1部分から屈曲して延びる屈曲部分と、屈曲部分からさらに第1部分から離れるように屈曲して延びる第2部分と、を有する陰極端子を得る。例えば、第1部分と第2部分は互いに平行に延びており、屈曲部分により段差が形成されている。
 第1部分の搭載面に導電性接着材を塗布後、素子積層体を搭載面に載置する。このとき、第2部分の表面にも導電性材料を配置し、素子積層体と第2部分との間の空間を導電性材料で埋める。これにより、導電性材料を介して、陰極端子の第2部分を素子積層体と電気的に接続させることができる。
(第5工程)
 続いて、素子積層体を外装体で覆う。このとき、陰極端子の全部が外装体で覆われず、陰極端子の第2部分の少なくとも一部が露出するようにする。外装体は射出成形などを用いて形成することができる。外装体は、例えば、所定の金型を用いて、硬化性樹脂組成物または熱可塑性樹脂(組成物)を、素子積層体を覆うように所定の箇所に充填して形成することができる。
 硬化性樹脂組成物は、硬化性樹脂に加え、フィラー、硬化剤、重合開始剤、および/または触媒などを含んでもよい。硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン、ジアリルフタレート、不飽和ポリエステルなどが挙げられる。熱可塑性樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などが挙げられる。熱可塑性樹脂およびフィラーを含む熱可塑性樹脂組成物を用いてもよい。
 フィラーとしては、例えば、絶縁性の粒子および/または繊維などが好ましい。フィラーを構成する絶縁性材料としては、例えば、シリカ、アルミナなどの絶縁性の化合物(酸化物など)、ガラス、鉱物材料(タルク、マイカ、クレーなど)などが挙げられる。外装体は、これらのフィラーを一種含んでもよく、二種以上組み合わせて含んでもよい。
(第6工程)
 続いて、第1部分の端面を形成して、外装体から露出させる。より具体的には、素子積層体の端部側において、少なくとも陽極体を外装体とともに部分的に除去して、少なくとも陽極体の第1端部(具体的には、第1端部の端面)を外装体から露出させる。第1端部を外装体から露出させる方法としては、例えば、コンデンサ素子を外装体で覆った後、外装体から第1端部が露出するように、外装体の表面を研磨したり、外装体の一部を切り離したりする方法が挙げられる。また、第1部分の一部を外装体の一部とともに切り離してもよい。この場合、多孔質部を含まず、かつ、自然酸化皮膜が形成されていない表面を有する第1端部を、外装体より容易に露出させることができ、第1部分と外部電極との間において抵抗が小さく信頼性の高い接続状態が得られる。外装体の切断方法としては、ダイシングが好ましい。これにより、切断面には第1部分の第1端部の露出端面が現れる。
 素子積層体において第1部分の向きが異なる2種類のコンデンサ素子を有する場合、第1部分の一部を外装体の一部とともに切り離すに際して、2箇所で切断される。2つの切断面のうち、第1のコンデンサ素子の第1端部の端面が露出する面が第1主面となり、第2のコンデンサ素子の第1端部の端面が露出する面が外装体の第3主面となる。
 第6工程では、素子積層体の端部側において、陽極体および絶縁部材を外装体とともに部分的に除去して、第1端部の端面および絶縁部材の端面を外装体から露出させてもよい。この場合、陽極体および絶縁部材にそれぞれ外装体から露出する面一の端面が形成される。これにより、外装体の表面と面一の陽極体の端面および絶縁部材の端面を、それぞれ、外装体から容易に露出させることができる。
 第6工程により、自然酸化皮膜が形成されていない陽極体(第1端部)の端面を、外装体から容易に露出させることができ、陽極体(より具体的には、第1部分)と外部電極との間において抵抗が小さく信頼性の高い接続状態が得られる。
(第7工程)
 次に、外装体から露出する陽極体(第1端部)の端面を、陽極端子と電気的に接続させる。この工程では、例えば、陽極端子を、外装体の第1端部の露出面を覆うように形成して、陽極端子を第1端部の端面と電気的に接続させる。陽極体(第1端部)の端面が第1主面および第3主面において露出する場合、第1主面を覆う第1の陽極端子と第3主面を覆う第2の陽極端子が、離間して形成される。第1端部の端面と陽極端子との電気的接続は、接合などにより行ってもよいし、電解めっき法、無電解めっき法、物理蒸着法、化学蒸着法、コールドスプレー法、および/または溶射法を用いてもよい。
 陽極端子を形成するに先立って、第1端部の端面である表面にコンタクト層を形成する工程が行われ得る。陽極端子を形成する工程は、第1端部の端面が露出する外装体の主面を覆うように、導電性ペースト層を形成する工程を含んでもよい。コンタクト層を形成する場合、導電性ペースト層は、コンタクト層および外装体の主面を覆うように形成され得る。
 導電性ペースト層は、導電性粒子および樹脂材料を含む導電性ペーストの塗布により形成され得る。具体的には、導電性ペースト(例えば、銀ペースト)を、ディップ法、転写法、印刷法、ディスペンス法などで各端面に塗布し、その後、高温で硬化させることにより、導電性ペースト層を形成する。
 図4Aに示す構造の電解コンデンサX1を3D CADにて設計し、ESLを電磁界シミュレーションにより求めた。電解コンデンサX1は、導電性材料としては銀ペーストを陰極端子の第2部分の所定領域に塗布し、第1位置Xおよび第2位置Xを含む所定領域において、第2部分と素子積層体の空間を銀ペースト層で埋めた構造とした。100MHzにおけるインピーダンスから、電解コンデンサX1のESLは44pHと算出され、十分に低いESLが得られた。
 同様にして、第2部分と素子積層体の空間の全体を銀ペースト層で埋めるようにして、図1に示す構造の電解コンデンサX2を設計し、ESLを算出した。電解コンデンサX2のESLは40pHであり、電解コンデンサX1よりも低いESLが得られた。
 一方、電解コンデンサX1において、銀ペーストを第2部分の中央部分に塗布し、第1位置Xおよび第2位置Xを含まない中央部分の所定領域において第2部分と素子積層体の空間を銀ペースト層で埋めるようにして、電解コンデンサY1(比較例)を設計した。電解コンデンサY1のESLは52pHであり、電解コンデンサX1およびX2と比べて顕著に高くなった。
 本発明に係る電解コンデンサは、ESLが低く、様々な用途に利用できる。
100 電解コンデンサ
  1 第1部分(陽極引出部)
  1a 第1端部
  2 第2部分(陰極形成部)
  2a 第2端部
  3 陽極体
  4 芯部
  5 多孔質部
  6 陰極部
  7 固体電解質層
  8 カーボン層
  9 銀ペースト層
 10 コンデンサ素子
  10a 第1のコンデンサ素子
  10b 第2のコンデンサ素子
 12 分離層(絶縁部材)
 14 外装体
 21A、21B 陽極端子
 22 陰極端子
  22a 第1部分
  22b 第2部分
  22c 屈曲部分
  22d、22e 側壁部分
 24 導電性材料
 

Claims (12)

  1.  陽極部および陰極部をそれぞれ備える複数のコンデンサ素子を備えた素子積層体と、
     前記陽極部のそれぞれと電気的に接続する陽極端子と、
     前記陰極部のそれぞれと電気的に接続する陰極端子と、
     前記陽極端子の一部、および、前記陰極端子の一部を露出させた状態で、前記素子積層体を覆う外装体と、を備え、
     前記外装体は、第1主面と、前記第1主面と交差する第2主面と、前記第1主面の反対側の第3主面と、前記第2主面の反対側の第4主面と、前記第1~第4主面に交差する第5主面と、を有し、
     前記素子積層体において、少なくとも1つの前記コンデンサ素子の前記陽極部は、前記陽極端子と前記第1主面側で電気的に接続されるとともに、他の少なくとも1つの前記コンデンサ素子の前記陽極部は、前記陽極端子と前記第3主面側で電気的に接続され、
     前記陰極端子は、前記素子積層体が載置される搭載面と、前記第5主面において前記外装体から露出する露出面を有し、
     前記陰極端子において、前記陰極端子と接続する前記コンデンサ素子の前記陰極部と対向する領域のうち最も前記第1主面側となる位置および最も前記第3主面側となる位置をそれぞれ第1位置Xおよび第2位置Xとしたとき、
     少なくとも前記第1位置Xおよび前記第2位置Xで、前記陰極部が前記陰極端子と電気的に接続される、電解コンデンサ。
  2.  導電性材料が、少なくとも前記第1位置Xから前記第3主面に向かって、および、少なくとも前記第2位置Xから前記第1主面に向かって、前記陰極端子と前記素子積層体との間の空間を埋めている、請求項1に記載の電解コンデンサ。
  3.  前記陰極端子は、前記搭載面を有する第1部分と、前記第1部分から前記第5主面に向かって屈曲して延びる屈曲部分と、前記屈曲部分からさらに屈曲して前記第1部分から離れるように前記第5主面に沿って延びる第2部分とを有し、前記第2部分の少なくとも一部が前記外装体から露出している、請求項2に記載の電解コンデンサ。
  4.  前記第1部分は、前記第5主面から見て、前記電解コンデンサの中央部に配置され、
     前記第2部分を複数有し、
     複数の前記第2部分から選択される2つの前記第2部分が、前記第5主面から見て、前記第1部分を挟んで対向するように配置されている、請求項3に記載の電解コンデンサ。
  5.  前記導電性材料が、前記第1位置Xから前記第1部分の前記第1主面側の境界に渡って、および、前記第2位置Xから前記第1部分の前記第3主面側の境界に渡って、前記第2部分と前記素子積層体との間の隙間を埋めている、請求項4に記載の電解コンデンサ。
  6.  前記陰極端子と前記素子積層体との間の空間の全体が前記導電性材料で埋められている、請求項2~5のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
  7.  前記陰極端子の前記露出面を有する部分の厚みは、前記陰極端子の前記搭載面を有する部分の厚みよりも厚い、請求項1~6のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
  8.  前記陰極端子は、前記露出面を有する部分からさらに屈曲して前記第2主面または前記第4主面に沿って延びる側壁部分を有する、請求項1~7のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
  9.  前記素子積層体における複数の前記コンデンサ素子の前記陽極部が束ねられて、前記陽極端子と電気的に接続している、請求項1~8のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
  10.  前記素子積層体における複数の前記コンデンサ素子の前記陽極部のそれぞれの端面が前記外装体の前記第1主面または前記第3主面から露出し、前記陽極端子と電気的に接続している、請求項1~8のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
  11.  前記第1主面と前記第3主面との間の距離が、前記第2主面と前記第4主面との間の距離よりも長い、請求項1~10のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
  12.  前記第1主面と前記第3主面との間の距離が、前記第2主面と前記第4主面との間の距離よりも短い、請求項1~10のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
     
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