WO2023026811A1 - 固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

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正理 井上
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    • H01G9/15Solid electrolytic capacitors

Definitions

  • the present disclosure relates to solid electrolytic capacitors and methods for manufacturing solid electrolytic capacitors.
  • a solid electrolytic capacitor that includes a capacitor element with an anode lead and an anode external terminal connected to the anode lead (for example, Patent Document 1).
  • the connection portion of the anode external terminal with the anode lead terminal is formed in a plate shape, and the connection portion is provided with a plurality of welding points.
  • the solid electrolytic capacitor includes a plurality of stacked capacitor elements each having an anode portion and a cathode portion, an anode lead terminal electrically connected to at least one of the anode portions, and the stacked anodes. and three or more joints for joining and electrically connecting the sections, wherein the stacked anode section has a first surface and a second surface arranged on the outermost sides in one and the other of the stacking directions. wherein the three or more joints comprise a first joint having a first area on the first surface and a second joint having a second area on the first surface smaller than the first area including.
  • the manufacturing method comprises a plurality of stacked capacitor elements each having an anode portion and a cathode portion, and an anode lead terminal electrically connected to at least one of the anode portions.
  • a lamination step of laminating the plurality of capacitor elements, and the laminated anode portion having a first surface and a second surface arranged outermost in one and the other of the lamination directions is formed into the anode.
  • the three or more joints include a first joint having a first area on the first surface and a second joint having a second area smaller than the first area on the first surface and forming the first joint by welding from the first surface and forming the second joint by welding from the second surface in the joining step.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the inside of an example of a solid electrolytic capacitor according to the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is a side cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1
  • FIG. 3 is a plan view of the solid electrolytic capacitor before being sealed with an exterior resin
  • a solid electrolytic capacitor according to the present disclosure includes a plurality of stacked capacitor elements, an anode lead terminal, and three or more junctions.
  • Each of the plurality of capacitor elements has an anode portion and a cathode portion.
  • An insulating portion may be provided between the anode portion and the cathode portion to electrically insulate them.
  • the insulating portion may be made of, for example, insulating tape or insulating resin.
  • the laminated anode part has a first surface arranged on one of the outermost sides in the stacking direction and a second surface arranged on the other outermost side in the stacking direction.
  • the first surface may be the surface farther from the surface on which the solid electrolytic capacitor is mounted (the surface on which the exposed portions of the lead terminals are arranged, or the surface to be joined to a circuit board or the like).
  • the second surface may be the surface closer to the mounting surface.
  • the anode portion may be configured to include a portion of the anode body made of the valve metal of the capacitor element (a portion on one side with respect to the insulating portion).
  • the cathode portion may be composed of a solid electrolyte layer and a cathode layer which are sequentially formed on the surface of the cathode forming portion, which is the remainder of the anode body (part on the other side with respect to the insulating portion).
  • a dielectric layer is provided between the anode body and the solid electrolyte layer.
  • the anode body may be a valve-acting metal foil, or may be a porous sintered body made of a valve-acting metal.
  • the dielectric layer is formed at least on the surface of the cathode formation portion, which is the remainder of the anode body.
  • the dielectric layer may be composed of an oxide (for example, aluminum oxide) formed on the surface of the anode body by a vapor phase method such as anodization or vapor deposition.
  • the solid electrolyte layer is formed on the surface of the dielectric layer.
  • the solid electrolyte layer may contain a conductive polymer.
  • the solid electrolyte layer may further contain a dopant as needed.
  • conductive polymer a known one used in solid electrolytic capacitors, such as a ⁇ -conjugated conductive polymer, can be used.
  • conductive polymers include polymers having polypyrrole, polythiophene, polyaniline, polyfuran, polyacetylene, polyphenylene, polyphenylenevinylene, polyacene, and polythiophenevinylene as a basic skeleton.
  • polymers having a basic skeleton of polypyrrole, polythiophene, or polyaniline are preferred.
  • the above polymers also include homopolymers, copolymers of two or more monomers, and derivatives thereof (substituents having substituents, etc.).
  • polythiophenes include poly(3,4-ethylenedioxythiophene) and the like. Conductive polymers may be used singly or in combination of two or more.
  • the dopant for example, at least one selected from the group consisting of low-molecular-weight anions and polyanions is used.
  • anions include sulfate ions, nitrate ions, phosphate ions, borate ions, organic sulfonate ions, and carboxylate ions, but are not particularly limited.
  • Dopants that generate sulfonate ions include, for example, benzenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, and naphthalenesulfonic acid.
  • Polyanions include, for example, polymeric type polysulfonic acids and polymeric type polycarboxylic acids.
  • Polymeric types of polysulfonic acids include polyvinylsulfonic acid, polystyrenesulfonic acid, polyallylsulfonic acid, polyacrylsulfonic acid, and polymethacrylsulfonic acid.
  • Polymer-type polycarboxylic acids include polyacrylic acid and polymethacrylic acid.
  • Polyanions also include polyestersulfonic acid, and phenolsulfonic acid novolak resins, and the like. However, polyanions are not limited to these.
  • the solid electrolyte layer may further contain known additives and known conductive materials other than conductive polymers.
  • a conductive material include at least one selected from the group consisting of conductive inorganic materials such as manganese dioxide and TCNQ complex salts.
  • the cathode layer may be composed of a carbon layer formed on the surface of the solid electrolyte layer and a conductor layer formed on the surface of the carbon layer.
  • the conductor layer may be composed of silver paste.
  • the silver paste for example, a composition containing silver particles and a resin component (binder resin) can be used.
  • a resin component a thermoplastic resin can be used, but it is preferable to use a thermosetting resin such as an imide resin or an epoxy resin.
  • the anode lead terminal is electrically connected to at least one anode part.
  • the anode lead terminal may be electrically connected to all the anode parts.
  • the anode lead terminal may be made of copper or a copper alloy.
  • the three or more joints join and electrically connect the laminated anode parts.
  • the three or more joints include a first joint and a second joint.
  • the first junction has a first area on the first surface of the laminated anode portion.
  • the second junction has a second area that is less than the first area on the first surface of the stacked anode portion.
  • the three or more joints include two or more types of joints having different areas on the first surface.
  • the three or more joints may each extend from the first surface to the second surface. The existence of such three or more joint portions improves the joint quality between the laminated anode portions and reduces the variation in the electrical resistance value between the anode portions. As a result, variations in ESR of the solid electrolytic capacitor can be reduced.
  • the three or more joints may be arranged linearly or non-linearly.
  • the former it is conceivable to arrange three or more joints in a straight line along the width direction of the capacitor element.
  • some (for example, two) joints are arranged linearly along the width direction of the capacitor element, and the remaining (for example, one) joints are arranged in the longitudinal direction of the capacitor element. It is conceivable to dispose away from the part of the joint in the. As another example of the latter, it is conceivable to arrange all junctions apart from each other in the longitudinal direction of the capacitor element.
  • the area of the joint includes not only the portion of the joint made of the material of the anode portion but also the portion made of the melted material of the anode lead terminal. It refers to the area of the region including
  • the first joint may be formed by welding from the first surface.
  • the second joint may be formed by welding from the second surface.
  • each joint has a larger area on the surface to which welding heat is input than on the opposite surface. That is, the first joint has a first area on the first surface and a third area on the second surface that is smaller than the first area.
  • the second joint has a second area at the first surface and a fourth area at the second surface that is greater than the second area. The first area and the fourth area may be larger than the second area and the third area.
  • Both the first joint and the second joint may be formed by welding from the first surface.
  • both the first joint and the second joint may be formed by welding from the second surface.
  • the first and second joints can be easily formed by welding from one direction.
  • One of the first joint and the second joint is formed by welding from one of the first surface and the second surface, and the other of the first joint and the second joint is formed from the first surface and the second surface. It may be formed by welding from the other. In this case, it is easy to increase the volume of the entire joint portion while suppressing uneven distribution of the joint portion, so that the joint quality can be further improved.
  • the first area may be twice or more the second area.
  • the first area may be two times or more and eight times or less the second area.
  • the ratio of the area of the joint with the largest area on the first surface to the area of the joint with the smallest area on the first surface may be 2 or more and 8 or less, or 4 or more and 8 or less. There may be.
  • the fourth area may be twice or more the third area.
  • the fourth area may be two times or more and eight times or less the third area.
  • the ratio of the area of the joint with the largest area on the second surface to the area of the joint with the smallest area on the second surface may be 2 or more and 8 or less, or 4 or more and 8 or less. There may be.
  • the pitch interval between the three or more joints may be 0.2 mm or more and 0.4 mm or less on the first surface or the second surface.
  • three or more bonding portions are densely formed in the anode portion, so that the bonding quality between the stacked anode portions can be further improved.
  • the pitch interval of the joints means the average value of the intervals between the centers of adjacent joints (for example, the center points when viewed from the normal direction of the first surface).
  • the anode lead terminal may have a through hole at a position overlapping the second joint.
  • the second joint can be easily formed by, for example, welding in which heat is input to the anode through the through hole.
  • Various shapes such as a circle, an ellipse, a rectangle, and a polygon are conceivable as the shape of the through-hole.
  • the size of the through-hole may be larger or smaller than the area (fourth area) of the second joint on the second surface. When the size of the through-hole is smaller than the area of the second joint on the second surface, a larger portion of the anode lead terminal can be melted into the second joint, thereby increasing the effect of reducing ESR. .
  • a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to the present disclosure includes a plurality of stacked capacitor elements each having an anode portion and a cathode portion, an anode lead terminal electrically connected to at least one anode portion, A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor comprising: a lamination step, a temporary fixing step, and a bonding step.
  • the laminated anode parts having the first surface and the second surface arranged on the outermost sides in one and the other of the stacking directions are crimped in the stacking direction with anode lead terminals to temporarily fix them.
  • three or more joints are formed to join and electrically connect the plurality of temporarily fixed anode parts.
  • the three or more joints include a first joint having a first area at the first surface and a second joint having a second area at the first surface that is less than the first area.
  • the first joint is formed by welding from the first surface
  • the second joint is formed by welding from the second surface.
  • the presence of the three or more bonding portions improves the bonding quality between the stacked anode portions, Variation in electrical resistance between anode portions is reduced. As a result, variations in ESR of the solid electrolytic capacitor can be reduced.
  • three or more joints may be formed by laser welding.
  • three or more joining portions may be formed by welding other than laser welding (for example, resistance welding).
  • the pitch interval between the three or more joints may be 0.2 mm or more and 0.4 mm or less on the first surface or the second surface.
  • the anode lead terminal may have a through hole.
  • the second joining portion may be formed by welding through the through hole. According to this configuration, welding heat can be directly input to the anode portion, so that the second joint portion can be easily formed.
  • the solid electrolytic capacitor 10 includes a plurality of stacked capacitor elements 11, an anode lead terminal 17, a cathode lead terminal 18, three joints 20, and an exterior resin 23. Prepare.
  • the plurality of capacitor elements 11 have anode portions 13 , cathode portions 14 and insulating portions 15 .
  • Anode portion 13 is configured by a portion of anode body 12 made of a valve metal (for example, aluminum).
  • Cathode portion 14 is composed of a solid electrolyte layer and a cathode layer which are sequentially formed on the surface of the anode forming portion, which is the remainder of anode body 12 .
  • the insulating portion 15 is made of an insulating tape, and electrically insulates the anode portion 13 and the cathode portion 14 from each other.
  • a dielectric layer is provided between the anode body 12 and the solid electrolyte layer.
  • the stacked anode portions 13 are composed of a first surface 13a arranged on the outermost side in one of the stacking directions (vertical direction in FIG. 1) (upper side in FIG. 1) and an outermost surface 13a in the other side of the stacking direction (lower side in FIG. 1). and a second surface 13b disposed on the outside.
  • the anode lead terminal 17 is electrically connected to the anode portion 13 of the capacitor element 11 .
  • the anode lead terminal 17 is made of, for example, a copper alloy.
  • the anode lead terminal 17 has a through hole 17a on the mounting surface (surface facing the second surface 13b) on which the anode portion 13 of the capacitor element 11 is mounted (see FIG. 2).
  • the through hole 17a is a circular hole penetrating through the anode lead terminal 17 in the thickness direction.
  • the through-hole 17a is arranged at a position overlapping with a second joint portion 22, which will be described later.
  • the shape of the through-hole 17a is not limited to circular, and may be any other shape.
  • the cathode lead terminal 18 is electrically connected to the cathode portion 14 of the capacitor element 11 .
  • the cathode lead terminal 18 is made of, for example, a copper alloy.
  • Cathode lead terminal 18 is bonded to cathode portion 14 of capacitor element 11 using conductive adhesive 16 . Adjacent cathode portions 14 are also joined together using conductive adhesive 16 .
  • the three joints 20 join and electrically connect the laminated anode parts 13 .
  • the three joints 20 include two first joints 21 and one second joint 22 .
  • the second joint 22 is arranged between the two first joints 21 .
  • the first joint portion 21 has a first area on the first surface 13 a of the laminated anode portion 13 .
  • the second joint portion 22 has a second area smaller than the first area on the first surface 13a of the laminated anode portion 13 (see FIG. 3). In this embodiment, the first area is approximately three times the second area.
  • the three joints 20 each extend from the first surface 13a to the second surface 13b.
  • the first joint portion 21 is slightly tapered from the first surface 13a toward the second surface 13b.
  • the second joint portion 22 is slightly tapered from the second surface 13b toward the first surface 13a.
  • the first joint portion 21 and the second joint portion 22 need not be so tapered.
  • the three joints 20 include two first joints 21 and one second joint 22, but may also include one first joint 21 and two second joints 22. .
  • the first joint 21 may be arranged between two second joints 22 .
  • two through-holes 17 a of anode lead terminal 17 may be arranged at positions overlapping first joint portion 21 .
  • Four or more joints 20 may be provided.
  • the first joint 21 is formed by welding (for example, laser welding) from the first surface 13a.
  • the second joint portion 22 is formed by welding (for example, laser welding) from the second surface 13b through the through hole 17a.
  • the pitch interval between the three joints 20 (the pitch interval in the horizontal direction in FIG. 2) is 0.2 mm or more and 0.4 mm or less on the first surface 13a or the second surface 13b. In this embodiment, the pitch interval is approximately 0.3 mm.
  • the exterior resin 23 covers the plurality of capacitor elements 11 while partially exposing each of the anode lead terminal 17 and the cathode lead terminal 18 to the outside.
  • the exterior resin 23 is made of an insulating resin material.
  • the exposed portions of anode lead terminal 17 and cathode lead terminal 18 constitute external terminals of solid electrolytic capacitor 10 .
  • a method for manufacturing the solid electrolytic capacitor 10 described above will be described.
  • a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor includes a preparation process, a lamination process, a curing process, a temporary fixing process, a bonding process, and a sealing process.
  • a plurality of capacitor elements 11 each having an anode portion 13 and a cathode portion 14 are prepared.
  • a plurality of capacitor elements 11 are laminated.
  • a plurality of capacitor elements 11 may be stacked on anode lead terminal 17 and cathode lead terminal 18 .
  • a plurality of capacitor elements 11 may be laminated with a conductive adhesive 16 interposed between the cathode portions 14 .
  • the conductive adhesive 16 is cured. Curing of the conductive adhesive 16 may be performed, for example, by pressing an iron (not shown) as a heat source from above the plurality of laminated capacitor elements 11 .
  • the laminated anode portion 13 having the first surface 13a and the second surface 13b is temporarily fixed by crimping the anode lead terminal 17 in the stacking direction.
  • first joining portions 21 and one second joining portion 22 are formed to join and electrically connect the plurality of temporarily fixed anode portions 13 .
  • first joint portion 21 is formed by laser welding from the first surface 13a
  • second joint portion 22 is formed by laser welding from the second surface 13b.
  • the second joining portion 22 is formed by laser welding through the through hole 17 a of the anode lead terminal 17 .
  • the entirety is sealed with an exterior resin 23 so that a part of each of the anode lead terminal 17 and the cathode lead terminal 18 is exposed to the outside.
  • the exposed portions of anode lead terminal 17 and cathode lead terminal 18 are bent along the outer surface of exterior resin 23 to form external terminals of solid electrolytic capacitor 10 .
  • the solid electrolytic capacitor 10 of the present embodiment is obtained.
  • ESR variation is the standard deviation of ESR in the ten solid electrolytic capacitors 10 .
  • the ESR of the solid electrolytic capacitor 10 was measured as a resistance value at 100 kHz with an LCR meter.
  • the "volume ratio of the joints" used in the description of each example and each comparative example below means the ratio of the total volume of all the joints 20 to the total volume of the laminated anode parts 13. For example, if the total volume of the stacked anode parts 13 is 100 and there are two junctions each having a volume of 10, the volume ratio of the junctions is 20%.
  • the volume ratio of the joints was obtained by analyzing each joint 20 by X-ray CT. Specifically, an image is taken so that the cross-sectional area of all the joints in the side cross-sectional view as shown in FIG. 2 (here, the total of three) is maximized.
  • the ratio of the cross-sectional area of all the joints to the sum of the cross-sectional areas of all the joints and the cross-sectional area of the anode portion is calculated as the "volume ratio of the joints.” It is desirable that the volume ratio of the joint is as large as possible.
  • the volume ratio of the joint may be 50% or more, or 60% or more.
  • the "area ratio of the joint" used in the description of each example and each comparative example below means the joint having the largest area on the first surface 13a with respect to the area of the joint 20 having the smallest area on the first surface 13a. 20 area ratio. For example, if the area of the former is 50 and the area of the latter is 100, the area ratio of the junction is two. The area ratio of the joints was obtained by observing each joint 20 with an optical microscope.
  • the "pitch interval of joints" used in the description of each example and each comparative example below refers to the pitch interval of each joint 20 on the first surface 13a.
  • the pitch interval of the joints was obtained by observing each joint 20 with an optical microscope.
  • Example 1 a solid electrolytic capacitor 10 having the configuration of the above embodiment was produced. Next, a specific method thereof will be described.
  • Anode body 12 was obtained by preparing an aluminum foil having a thickness of 100 ⁇ m and etching its surface. A dielectric layer containing aluminum oxide was formed on the surface of anode body 12 by immersing anode body 12 in an anodizing solution and applying a DC voltage. Next, the anode body 12 having the dielectric layer formed thereon and the counter electrode are immersed in a polymerization liquid containing polypyrrole as a conductive polymer, and electropolymerization is performed at a polymerization liquid temperature of 25° C. and a polymerization voltage of 3 V to form a dielectric layer.
  • a solid electrolyte layer was formed on the surface of the The solid electrolyte layer was coated with a dispersion (carbon paste) of scaly graphite dispersed in water, and then heated at 200°C. Thus, a first layer comprising a solid electrolyte layer and a carbon layer was formed. A metal paste containing silver particles, a binder resin, and a solvent was applied to the surfaces of the carbon layers on both main surfaces of anode body 12 . After that, it was heated at 210° C. for 10 minutes to form a second layer, and a capacitor element 11 was obtained.
  • the volume ratio of the joints is 54%
  • the area ratio of the joints is 6.5
  • the pitch interval of the joints is 0.35 mm.
  • the ESR of the solid electrolytic capacitor 10 of Example 1 was 75.2 when the ESR of the solid electrolytic capacitor 10 of Comparative Example 2 was taken as 100.
  • the ESR variation (standard deviation) in the solid electrolytic capacitor 10 of Example 1 was 15.2, with the ESR variation in the solid electrolytic capacitor 10 of Comparative Example 2 being 100.
  • Example 2 the anode portion 13 of the temporarily fixed laminate was irradiated with three laser beams from the first surface 13a side. As a result, three first joints 21 were formed, and a laminate laser-welded at a total of three locations was obtained.
  • the method of manufacturing the solid electrolytic capacitor 10 is the same as in Example 1 except for the above.
  • the volume ratio of the joints is 54%, the area ratio of the joints is 1.5, and the pitch interval of the joints is 0.35 mm.
  • the ESR of the solid electrolytic capacitor 10 of Example 2 was 75.2 when the ESR of the solid electrolytic capacitor 10 of Comparative Example 2 was taken as 100.
  • the ESR variation (standard deviation) in the solid electrolytic capacitor 10 of Example 2 was 37.5, with the ESR variation in the solid electrolytic capacitor 10 of Comparative Example 2 being 100.
  • Comparative Example 1 the anode portion 13 of the temporarily fixed laminate was irradiated with a laser at two points from the first surface 13a side. As a result, two first joints 21 were formed, and a laminate laser-welded at a total of two locations was obtained.
  • the method of manufacturing the solid electrolytic capacitor 10 is the same as in Example 1 except for the above.
  • the volume ratio of the joints is 37%, the area ratio of the joints is 1.0, and the pitch interval of the joints is 0.7 mm.
  • the ESR of the solid electrolytic capacitor 10 of Comparative Example 1 was 75.2 when the ESR of the solid electrolytic capacitor 10 of Comparative Example 2 was taken as 100.
  • the ESR variation (standard deviation) in the solid electrolytic capacitor 10 of Comparative Example 1 was 43.6 when the ESR variation in the solid electrolytic capacitor 10 of Comparative Example 2 was taken as 100.
  • Comparative Example 2 the anode portion 13 of the temporarily fixed laminate was irradiated with a laser at one point from the first surface 13a side. As a result, one first joint portion 21 was formed, and a laminate laser-welded at one location was obtained.
  • the method of manufacturing the solid electrolytic capacitor 10 is the same as in Example 1 except for the above.
  • the solid electrolytic capacitor 10 of Comparative Example 2 has a joint portion volume ratio of 18%.
  • the ESR of the solid electrolytic capacitor 10 of Comparative Example 2 was 100 as a reference value.
  • the ESR variation (standard deviation) in the solid electrolytic capacitor 10 of Comparative Example 2 was 100 as a reference value.
  • the present disclosure can be used for solid electrolytic capacitors and methods for manufacturing solid electrolytic capacitors.

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Abstract

開示される固体電解コンデンサ10は、それぞれが陽極部13および陰極部14を有し、互いに積層された複数のコンデンサ素子11と、少なくとも1つの陽極部13に電気的に接続される陽極リード端子17と、積層された陽極部13を接合すると共に電気的に接続する3つ以上の接合部20と、を備える。積層された陽極部13は、積層方向の一方および他方の最外に配置される第1表面13aおよび第2表面13bを有する。3つ以上の接合部20は、第1表面13aにおいて第1面積を有する第1接合部21と、第1表面13aにおいて第1面積よりも小さい第2面積を有する第2接合部22とを含む。これにより、ESRのばらつきを低減できる。

Description

固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法
 本開示は、固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法に関する。
 従来、陽極リードを導出したコンデンサ素子と、陽極リードに接続された陽極外部端子とを備える固体電解コンデンサが知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1の固体電解コンデンサは、陽極外部端子における陽極リード端子との接続部が板状に形成され、当該接続部に溶接点が複数箇所設けられる。
実開平2-52325号公報
 ところで、複数のコンデンサ素子を積層するタイプの固体電解コンデンサが存在する。そのような積層タイプの固体電解コンデンサでは、積層されたコンデンサ素子の陽極リード(あるいは、陽極部)同士の接続の品質が重要である。当該品質が低いと、固体電解コンデンサの等価直列抵抗(ESR)にばらつきが生じるためである。特許文献1では、複数の陽極リード同士の接続については触れられていない。このような状況において、本開示は、ESRのばらつきを低減することを目的の1つとする。
 本開示に係る一局面は、固体電解コンデンサに関する。当該固体電解コンデンサは、それぞれが陽極部および陰極部を有し、互いに積層された複数のコンデンサ素子と、少なくとも1つの前記陽極部に電気的に接続される陽極リード端子と、積層された前記陽極部を接合すると共に電気的に接続する3つ以上の接合部と、を備え、積層された前記陽極部は、積層方向の一方および他方の最外に配置される第1表面および第2表面を有し、前記3つ以上の接合部は、前記第1表面において第1面積を有する第1接合部と、前記第1表面において前記第1面積よりも小さい第2面積を有する第2接合部とを含む。
 本開示に係る別の一局面は、固体電解コンデンサの製造方法に関する。当該製造方法は、それぞれが陽極部および陰極部を有し、互いに積層された複数のコンデンサ素子と、少なくとも1つの前記陽極部に電気的に接続される陽極リード端子と、を備える固体電解コンデンサの製造方法であって、前記複数のコンデンサ素子を積層する積層工程と、積層方向の一方および他方の最外に配置される第1表面および第2表面を有する積層された前記陽極部を、前記陽極リード端子で前記積層方向にかしめて仮止めする仮止工程と、前記仮止めされた複数の陽極部を接合すると共に電気的に接続する3つ以上の接合部を形成する接合工程と、を備え、前記3つ以上の接合部は、前記第1表面において第1面積を有する第1接合部と、前記第1表面において前記第1面積よりも小さい第2面積を有する第2接合部とを含み、前記接合工程において、前記第1表面からの溶接により前記第1接合部を形成する一方、前記第2表面からの溶接により前記第2接合部を形成する。
 本開示によれば、ESRのばらつきを低減することができる。
 本発明の新規な特徴を添付の請求の範囲に記述するが、本発明は、構成および内容の両方に関し、本願の他の目的および特徴と併せ、図面を照合した以下の詳細な説明によりさらによく理解されるであろう。
本開示に係る固体電解コンデンサの一例の内部を模式的に示す断面図である。 図1のII-II線に沿った側面断面図である。 固体電解コンデンサの外装樹脂で封止する前の平面図である。
 本開示に係る固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法の実施形態について例を挙げて以下に説明する。しかしながら、本開示は以下に説明する例に限定されない。以下の説明では、具体的な数値や材料を例示する場合があるが、本開示の効果が得られる限り、他の数値や材料を適用してもよい。
 (固体電解コンデンサ)
 本開示に係る固体電解コンデンサは、互いに積層された複数のコンデンサ素子と、陽極リード端子と、3つ以上の接合部とを備える。
 複数のコンデンサ素子は、それぞれが陽極部および陰極部を有する。陽極部と陰極部との間には、両者を電気的に絶縁する絶縁部が設けられてもよい。絶縁部は、例えば、絶縁テープや絶縁樹脂で構成されてもよい。
 積層された陽極部は、積層方向の一方の最外に配置される第1表面と、積層方向の他方の最外に配置される第2表面とを有する。第1表面は、固体電解コンデンサの搭載面(各リード端子の露出部が配置される面、もしくは回路基板などに接合される面)から遠い側の表面であってもよい。第2表面は、当該搭載面に近い側の表面であってもよい。
 陽極部は、コンデンサ素子が有する弁作用金属からなる陽極体の一部(絶縁部を基準として一方側の一部)を含むように構成されてもよい。陰極部は、陽極体の残部(絶縁部を基準として他方側の一部)である陰極形成部の表面上に順次形成された固体電解質層および陰極層で構成されてもよい。陽極体と固体電解質層との間には、誘電体層が設けられている。
 陽極体を構成する弁作用金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタンなどが挙げられる。陽極体は、弁作用金属の箔であってもよいし、弁作用金属からなる多孔質焼結体であってもよい。
 誘電体層は、少なくとも陽極体の残部である陰極形成部の表面に形成される。誘電体層は、陽極体の表面に陽極酸化や蒸着などの気相法などにより形成された酸化物(例えば、酸化アルミニウム)で構成されてもよい。
 固体電解質層は、誘電体層の表面に形成される。固体電解質層は、導電性高分子を含んでもよい。固体電解質層は、必要に応じて、さらに、ドーパントを含んでもよい。
 導電性高分子としては、固体電解コンデンサに使用される公知のもの、例えば、π共役系導電性高分子などが使用できる。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、ポリフラン、ポリアセチレン、ポリフェニレン、ポリフェニレンビニレン、ポリアセン、およびポリチオフェンビニレンを基本骨格とする高分子が挙げられる。これらのうち、ポリピロール、ポリチオフェン、またはポリアニリンを基本骨格とする高分子が好ましい。上記の高分子には、単独重合体、二種以上のモノマーの共重合体、およびこれらの誘導体(置換基を有する置換体など)も含まれる。例えば、ポリチオフェンには、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)などが含まれる。導電性高分子は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 ドーパントとしては、例えば、低分子アニオンおよびポリアニオンからなる群より選択される少なくとも一種が使用される。アニオンとしては、例えば、硫酸イオン、硝酸イオン、燐酸イオン、硼酸イオン、有機スルホン酸イオン、カルボン酸イオンなどが挙げられるが、特に制限されない。スルホン酸イオンを生成するドーパントとしては、例えば、ベンゼンスルホン酸、p-トルエンスルホン酸、およびナフタレンスルホン酸などが挙げられる。ポリアニオンとしては、例えば、高分子タイプのポリスルホン酸および高分子タイプのポリカルボン酸などが挙げられる。高分子タイプのポリスルホン酸としては、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリルスルホン酸、およびポリメタクリルスルホン酸などが挙げられる。高分子タイプのポリカルボン酸としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸などが挙げられる。ポリアニオンには、ポリエステルスルホン酸、およびフェノールスルホン酸ノボラック樹脂なども含まれる。しかし、ポリアニオンは、これらに制限されるものではない。
 固体電解質層は、必要に応じて、さらに、公知の添加剤、および導電性高分子以外の公知の導電性材料を含んでもよい。このような導電性材料としては、例えば、二酸化マンガンなどの導電性無機材料、およびTCNQ錯塩からなる群より選択される少なくとも一種が挙げられる。
 陰極層は、固体電解質層の表面に形成されたカーボン層と、カーボン層の表面に形成された導電体層とで構成されてもよい。導電体層は、銀ペーストで構成されてもよい。銀ペーストとしては、例えば、銀粒子と樹脂成分(バインダ樹脂)とを含む組成物を用い得る。樹脂成分としては、熱可塑性樹脂を用いることもできるが、イミド系樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。
 陽極リード端子は、少なくとも1つの陽極部に電気的に接続される。陽極リード端子は、全ての陽極部に電気的に接続されてもよい。陽極リード端子は、銅または銅合金で構成されてもよい。
 3つ以上の接合部は、積層された陽極部を接合すると共に電気的に接続する。3つ以上の接合部は、第1接合部および第2接合部を含む。第1接合部は、積層された陽極部の第1表面において第1面積を有する。第2接合部は、積層された陽極部の第1表面において第1面積よりも小さい第2面積を有する。換言すると、3つ以上の接合部は、第1表面における面積が互いに異なる2種類以上の接合部を含む。3つ以上の接合部は、それぞれ第1表面から第2表面まで延びていてもよい。このような3つ以上の接合部が存在することにより、積層された陽極部同士の接合品質が向上し、陽極部間における電気抵抗値のばらつきが低減される。これにより、固体電解コンデンサのESRのばらつきを低減することができる。
 ここで、3つ以上の接合部は、直線状に配置されてもよいし、非直線状に配置されてもよい。前者の例として、3つ以上の接合部を、コンデンサ素子の幅方向に沿って直線状に配置することが考えられる。後者の例として、一部(例えば、2つ)の接合部を、コンデンサ素子の幅方向に沿って直線状に配置すると共に、残り(例えば、1つ)の接合部を、コンデンサ素子の長手方向において当該一部の接合部から離して配置することが考えられる。後者の別の例として、全ての接合部を、コンデンサ素子の長手方向において互いに離して配置することが考えられる。
 なお、3つ以上の接合部には、その形成時に陽極リード端子の一部が溶け込むことがある。そのような場合、接合部の面積(第1面積および第2面積)は、接合部のうち陽極部の材料で構成される部分のみでなく、溶け込んだ陽極リード端子の材料で構成される部分をも含む領域の面積のことをいう。
 第1接合部は、第1表面からの溶接により形成されていてもよい。第2接合部は、第2表面からの溶接により形成されていてもよい。この構成によると、各接合部は、溶接熱が入力される表面において、その反対側の表面よりも大きな面積を有する。つまり、第1接合部は、第1表面において第1面積を有する一方、第2表面において第1面積よりも小さい第3面積を有する。第2接合部は、第1表面において第2面積を有する一方、第2表面において第2面積よりも大きい第4面積を有する。第1面積および第4面積は、第2面積および第3面積よりも大きくてもよい。
 第1接合部および第2接合部の両方が、第1表面からの溶接により形成されてもよい。あるいは、第1接合部および第2接合部の両方が、第2表面からの溶接により形成されてもよい。これらの構成によると、一方向からの溶接によって容易に第1および第2接合部を形成することができる。第1接合部および第2接合部の一方が、第1表面および第2表面の一方からの溶接により形成され、第1接合部および第2接合部の他方が、第1表面および第2表面の他方からの溶接により形成されてもよい。この場合、接合部の偏在を抑制しつつ接合部の全体の体積を大きく形成しやすいため、接合品質をさらに向上させることができる。
 第1面積は、第2面積の2倍以上であってもよい。第1面積は、第2面積の2倍以上、8倍以下であってもよい。換言すると、第1表面における面積が最も小さい接合部の面積に対する、第1表面における面積が最も大きい接合部の面積の比率は、2以上、8以下であってもよく、4以上、8以下であってもよい。
 第4面積は、第3面積の2倍以上であってもよい。第4面積は、第3面積の2倍以上、8倍以下であってもよい。換言すると、第2表面における面積が最も小さい接合部の面積に対する、第2表面における面積が最も大きい接合部の面積の比率は、2以上、8以下であってもよく、4以上、8以下であってもよい。
 3つ以上の接合部のピッチ間隔は、第1表面または第2表面において、0.2mm以上、0.4mm以下であってもよい。この構成によると、陽極部において3つ以上の接合部が密に形成されるため、積層された陽極部同士の接合品質をさらに向上させることができる。なお、接合部のピッチ間隔とは、隣り合う接合部の中心(例えば、第1表面の法線方向から見たときの中心点)同士の間隔の平均値のことをいう。
 陽極リード端子は、第2接合部と重なる位置に貫通孔を有してもよい。この構成によると、例えば、貫通孔を介して陽極部に熱を入力する溶接によって、第2接合部を容易に形成することが可能となる。貫通孔の形状としては、円形、楕円形、矩形、または多角形など、種々の形状が考えられる。貫通孔の大きさは、第2接合部の第2表面における面積(第4面積)よりも大きくてもよいし小さくてもよい。貫通孔の大きさが第2接合部の第2表面における面積よりも小さい場合、陽極リード端子のより多くの部分を第2接合部に溶け込ませることができるため、ESRを低減する効果が大きくなる。
 (固体電解コンデンサの製造方法)
 本開示に係る固体電解コンデンサの製造方法は、それぞれが陽極部および陰極部を有し、互いに積層された複数のコンデンサ素子と、少なくとも1つの陽極部に電気的に接続される陽極リード端子と、を備える固体電解コンデンサの製造方法であって、積層工程と、仮止工程と、接合工程とを備える。
 積層工程では、複数のコンデンサ素子を積層する。
 仮止工程では、積層方向の一方および他方の最外に配置される第1表面および第2表面を有する積層された陽極部を、陽極リード端子で積層方向にかしめて仮止めする。
 接合工程では、仮止めされた複数の陽極部を接合すると共に電気的に接続する3つ以上の接合部を形成する。3つ以上の接合部は、第1表面において第1面積を有する第1接合部と、第1表面において第1面積よりも小さい第2面積を有する第2接合部とを含む。接合工程では、第1表面からの溶接により第1接合部を形成する一方、第2表面からの溶接により第2接合部を形成する。
 上述の積層工程、仮止工程、および接合工程を備える製造方法により製造される固体電解コンデンサは、上述の3つ以上の接合部の存在により、積層された陽極部同士の接合品質が向上し、陽極部間における電気抵抗値のばらつきが低減される。これにより、固体電解コンデンサのESRのばらつきを低減することができる。
 接合工程において、レーザ溶接により3つ以上の接合部を形成してもよい。なお、接合工程では、レーザ溶接以外の溶接(例えば、抵抗溶接)により3つ以上の接合部を形成してもよい。
 3つ以上の接合部のピッチ間隔は、第1表面または第2表面において、0.2mm以上、0.4mm以下であってもよい。
 陽極リード端子は、貫通孔を有してもよい。接合工程において、貫通孔を介した溶接により第2接合部を形成してもよい。この構成によると、溶接熱を陽極部に直接的に入力できるため、第2接合部を容易に形成することができる。
 以上のように、本開示によれば、固体電解コンデンサのESRのばらつきを低減することができる。
 以下では、本開示に係る固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法の一例について、図面を参照して具体的に説明する。以下で説明する一例の固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法の構成要素および工程には、上述した構成要素および工程を適用できる。以下で説明する一例の固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法の構成要素および工程は、上述した記載に基づいて変更できる。また、以下で説明する事項を、上記の実施形態に適用してもよい。以下で説明する一例の固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法の構成要素および工程のうち、本開示に係る固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法に必須ではない構成要素および工程は省略してもよい。なお、以下で示す図は模式的なものであり、実際の部材の形状や数を正確に反映するものではない。
 図1~図3に示すように、固体電解コンデンサ10は、互いに積層された複数のコンデンサ素子11と、陽極リード端子17と、陰極リード端子18と、3つの接合部20と、外装樹脂23とを備える。
 複数のコンデンサ素子11は、陽極部13と、陰極部14と、絶縁部15とを有する。陽極部13は、弁作用金属(例えば、アルミニウム)からなる陽極体12の一部で構成される。陰極部14は、陽極体12の残部である陽極形成部の表面上に順次形成された固体電解質層および陰極層で構成される。絶縁部15は、絶縁テープで構成され、陽極部13と陰極部14とを電気的に絶縁する。陽極体12と固体電解質層との間には、誘電体層が設けられている。
 積層された陽極部13は、積層方向(図1における上下方向)の一方(図1における上方)の最外に配置される第1表面13aと、積層方向の他方(図1における下方)の最外に配置される第2表面13bとを有する。
 陽極リード端子17は、コンデンサ素子11の陽極部13に電気的に接続される。陽極リード端子17は、例えば銅合金で構成される。
 陽極リード端子17は、コンデンサ素子11の陽極部13が載置される載置面(第2表面13bと対向する面)に貫通孔17aを有する(図2を参照)。貫通孔17aは、陽極リード端子17を厚さ方向に貫通する円形の孔である。貫通孔17aは、後述の第2接合部22と重なる位置に配置される。なお、貫通孔17aの形状は、円形に限定されず、その他の任意の形状であってもよい。
 陰極リード端子18は、コンデンサ素子11の陰極部14に電気的に接続される。陰極リード端子18は、例えば銅合金で構成される。陰極リード端子18は、コンデンサ素子11の陰極部14に対して導電性接着剤16を用いて接合される。なお、隣り合う陰極部14同士の接合も、導電性接着剤16を用いてなされる。
 3つの接合部20は、積層された陽極部13を接合すると共に電気的に接続する。3つの接合部20は、2つの第1接合部21と、1つの第2接合部22とを含む。第2接合部22は、2つの第1接合部21の間に配置される。第1接合部21は、積層された陽極部13の第1表面13aにおいて第1面積を有する。第2接合部22は、積層された陽極部13の第1表面13aにおいて第1面積よりも小さい第2面積を有する(図3を参照)。本実施形態では、第1面積は、第2面積の約3倍である。
 3つの接合部20は、それぞれ第1表面13aから第2表面13bまで延びている。第1接合部21は、第1表面13aから第2表面13bに向かって、やや先細状になっている。第2接合部22は、第2表面13bから第1表面13aに向かって、やや先細状になっている。ただし、第1接合部21および第2接合部22は、そのように先細状になっていなくてもよい。
 本実施形態では、3つの接合部20は、2つの第1接合部21および1つの第2接合部22を含むが、1つの第1接合部21および2つの第2接合部22を含んでもよい。後者の場合、第1接合部21は、2つの第2接合部22の間に配置されてもよい。また、後者の場合、陽極リード端子17の貫通孔17aは、第1接合部21と重なる位置に2つ配置されてもよい。接合部20は、4つ以上設けられてもよい。
 第1接合部21は、第1表面13aからの溶接(例えば、レーザ溶接)により形成される。第2接合部22は、貫通孔17aを介した第2表面13bからの溶接(例えば、レーザ溶接)により形成される。
 3つの接合部20のピッチ間隔(図2における左右方向のピッチ間隔)は、第1表面13aまたは第2表面13bにおいて、0.2mm以上、0.4mm以下である。本実施形態では、当該ピッチ間隔は、約0.3mmである。
 外装樹脂23は、陽極リード端子17および陰極リード端子18の各々の一部が外部に露出する状態で、複数のコンデンサ素子11を被覆する。外装樹脂23は、絶縁性の樹脂材料で構成される。陽極リード端子17および陰極リード端子18の露出部は、固体電解コンデンサ10の外部端子を構成する。
 -固体電解コンデンサの製造方法-
 上述の固体電解コンデンサ10を製造する方法について説明する。固体電解コンデンサの製造方法は、準備工程と、積層工程と、硬化工程と、仮止工程と、接合工程と、封止工程とを備える。
 準備工程では、それぞれが陽極部13および陰極部14を有する複数のコンデンサ素子11を準備する。
 積層工程では、複数のコンデンサ素子11を積層する。積層工程では、陽極リード端子17および陰極リード端子18の上に、複数のコンデンサ素子11を積層してもよい。積層工程では、陰極部14間に導電性接着剤16を介在させて複数のコンデンサ素子11を積層してもよい。
 硬化工程では、導電性接着剤16を硬化させる。導電性接着剤16の硬化は、例えば、積層された複数のコンデンサ素子11の上から熱源としてのアイロン(図示せず)を押し当てることで行われてもよい。
 仮止工程では、第1表面13aおよび第2表面13bを有する積層された陽極部13を、陽極リード端子17で積層方向にかしめて仮止めする。
 接合工程では、仮止めされた複数の陽極部13を接合すると共に電気的に接続する2つの第1接合部21と、1つの第2接合部22とを形成する。接合工程では、第1表面13aからのレーザ溶接により第1接合部21を形成する一方、第2表面13bからのレーザ溶接により第2接合部22を形成する。接合工程では、陽極リード端子17の貫通孔17aを介したレーザ溶接により第2接合部22を形成する。
 封止工程では、陽極リード端子17および陰極リード端子18の各々の一部が外部に露出するように、全体を外装樹脂23で封止する。陽極リード端子17および陰極リード端子18の露出部は、外装樹脂23の外面に沿って曲げられ、固体電解コンデンサ10の外部端子を構成する。以上により、本実施形態の固体電解コンデンサ10が得られる。
 以下に示す実施例1,2および比較例1,2の固体電解コンデンサ10について、ESRのばらつきを調べた。ここで、ESRのばらつきは、10個の固体電解コンデンサ10におけるESRの標準偏差である。固体電解コンデンサ10のESRは、LCRメーターにより100kHzにおける抵抗値として測定した。
 以下の各実施例および各比較例の説明で用いる「接合部の体積比率」とは、積層された陽極部13の全体積に対する、全ての接合部20の総体積の比率をいう。例えば、積層された陽極部13の全体積が100であって、それぞれ10の体積を有する接合部が2つある場合、接合部の体積比率は、20%になる。接合部の体積比率は、各接合部20をX線CTで解析することにより求めた。具体的には、図2に示されるような側面断面図の全ての接合部の断面積(ここでは、3つの合計)が最も大きくなるように撮像する。そして、全ての接合部の断面積と陽極部の断面積との合計に占める全ての接合部の断面積の割合を「接合部の体積比率」として算出する。接合部の体積比率は、大きいほど望ましい。接合部の体積比率は、50%以上でもよく、60%以上でもよい。
 以下の各実施例および各比較例の説明で用いる「接合部の面積比」とは、第1表面13aにおける面積が最も小さな接合部20の面積に対する、第1表面13aにおける面積が最も大きな接合部20の面積の比率をいう。例えば、前者の面積が50であって、後者の面積が100である場合、接合部の面積比は、2になる。接合部の面積比は、各接合部20を光学顕微鏡で観察することにより求めた。
 以下の各実施例および各比較例の説明で用いる「接合部のピッチ間隔」とは、第1表面13aにおける各接合部20のピッチ間隔をいう。接合部のピッチ間隔は、各接合部20を光学顕微鏡で観察することにより求めた。
 《実施例1》
 実施例1では、上記実施形態の構成を有する固体電解コンデンサ10を作製した。次に、その具体的方法について説明する。
 -コンデンサ素子の作製-
 厚さ100μmのアルミニウム箔を準備し、その表面にエッチング処理を施すことで陽極体12を得た。陽極体12を化成液に浸して直流電圧を印加することにより、陽極体12の表面に酸化アルミニウムを含む誘電体層を形成した。次に、ポリピロールを導電性高分子として含む重合液に、誘電体層が形成された陽極体12および対電極を浸漬し、重合液温度25℃、重合電圧3Vで電解重合を行い、誘電体層の表面に固体電解質層を形成した。固体電解質層に、鱗片状の黒鉛を水に分散した分散液(カーボンペースト)を塗布した後、200℃で加熱した。このようにして、固体電解質層およびカーボン層を備える第1層を形成した。陽極体12の両主面におけるカーボン層の表面に、銀粒子とバインダ樹脂と溶媒とを含む金属ペーストを塗布した。その後、210℃で10分間加熱して第2層を形成し、コンデンサ素子11を得た。
 -積層体の仮止め-
 得られたコンデンサ素子11を、陽極リード端子17および陰極リード端子18の上に積層し、銀粒子とバインダ樹脂と溶媒とを含む金属ペーストを陰極部14に塗布した。その後、210℃で5分間加熱して陰極部14を仮止めした。さらに、陽極リード端子17の一部をかしめて陽極部13を仮止めすることで、コンデンサ素子11の積層体を固定した。
 -積層体の溶接-
 仮止めした積層体の陽極部13に対し、第1表面13a側からレーザを2箇所照射し、その後、第2表面13b側から貫通孔17aを介してレーザを1箇所照射した。これにより、2つの第1接合部21と、その間に配置された1つの第2接合部22とを形成し、計3箇所でレーザ溶接された積層体を得た。
 -外装樹脂による封止-
 溶接された積層体を、陽極リード端子17および陰極リード端子18の一部が露出するように外装樹脂23で封止した。これにより、固体電解コンデンサ10を得た。
 実施例1の固体電解コンデンサ10は、接合部の体積比率が、54%であり、接合部の面積比が、6.5であり、接合部のピッチ間隔が、0.35mmである。実施例1の固体電解コンデンサ10のESRは、比較例2の固体電解コンデンサ10のESRを100として、75.2であった。実施例1の固体電解コンデンサ10におけるESRのばらつき(標準偏差)は、比較例2の固体電解コンデンサ10のESRのばらつきを100として、15.2であった。
 《実施例2》
 実施例2では、仮止めした積層体の陽極部13に対し、第1表面13a側からレーザを3箇所照射した。これにより、3つの第1接合部21を形成し、計3箇所でレーザ溶接された積層体を得た。固体電解コンデンサ10の作製方法について、それ以外は上記実施例1と同様である。
 実施例2の固体電解コンデンサ10は、接合部の体積比率が、54%であり、接合部の面積比が、1.5であり、接合部のピッチ間隔が、0.35mmである。実施例2の固体電解コンデンサ10のESRは、比較例2の固体電解コンデンサ10のESRを100として、75.2であった。実施例2の固体電解コンデンサ10におけるESRのばらつき(標準偏差)は、比較例2の固体電解コンデンサ10のESRのばらつきを100として、37.5であった。
 《比較例1》
 比較例1では、仮止めした積層体の陽極部13に対し、第1表面13a側からレーザを2箇所照射した。これにより、2つの第1接合部21を形成し、計2箇所でレーザ溶接された積層体を得た。固体電解コンデンサ10の作製方法について、それ以外は上記実施例1と同様である。
 比較例1の固体電解コンデンサ10は、接合部の体積比率が、37%であり、接合部の面積比が、1.0であり、接合部のピッチ間隔が、0.7mmである。比較例1の固体電解コンデンサ10のESRは、比較例2の固体電解コンデンサ10のESRを100として、75.2であった。比較例1の固体電解コンデンサ10におけるESRのばらつき(標準偏差)は、比較例2の固体電解コンデンサ10のESRのばらつきを100として、43.6であった。
 《比較例2》
 比較例2では、仮止めした積層体の陽極部13に対し、第1表面13a側からレーザを1箇所照射した。これにより、1つの第1接合部21を形成し、1箇所でレーザ溶接された積層体を得た。固体電解コンデンサ10の作製方法について、それ以外は上記実施例1と同様である。
 比較例2の固体電解コンデンサ10は、接合部の体積比率が、18%である。比較例2の固体電解コンデンサ10のESRは、基準値としての100であった。比較例2の固体電解コンデンサ10におけるESRのばらつき(標準偏差)は、基準値としての100であった。
 以上のように、実施例1,2において、ESRのばらつきが、比較例1,2に比べて小さかった。特に、実施例1では、その傾向が顕著であった。このことから、実施例1,2の優位性が示されたと言える。
 本発明を現時点での好ましい実施態様に関して説明したが、そのような開示を限定的に解釈してはならない。種々の変形および改変は、上記開示を読むことによって本発明に属する技術分野における当業者には間違いなく明らかになるであろう。したがって、添付の請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、すべての変形および改変を包含する、と解釈されるべきものである。
 本開示は、固体電解コンデンサおよび固体電解コンデンサの製造方法に利用できる。
10:固体電解コンデンサ
 11:コンデンサ素子
  12:陽極体
  13:陽極部
   13a:第1表面
   13b:第2表面
  14:陰極部
  15:絶縁部
 16:導電性接着剤
 17:陽極リード端子
  17a:貫通孔
 18:陰極リード端子
 20:接合部
  21:第1接合部
  22:第2接合部
 23:外装樹脂
 

Claims (9)

  1.  それぞれが陽極部および陰極部を有し、互いに積層された複数のコンデンサ素子と、
     少なくとも1つの前記陽極部に電気的に接続される陽極リード端子と、
     積層された前記陽極部を接合すると共に電気的に接続する3つ以上の接合部と、
    を備え、
     積層された前記陽極部は、積層方向の一方および他方の最外に配置される第1表面および第2表面を有し、
     前記3つ以上の接合部は、前記第1表面において第1面積を有する第1接合部と、前記第1表面において前記第1面積よりも小さい第2面積を有する第2接合部とを含む、固体電解コンデンサ。
  2.  前記第1接合部は、前記第1表面からの溶接により形成されており、
     前記第2接合部は、前記第2表面からの溶接により形成されている、請求項1に記載の固体電解コンデンサ。
  3.  前記第1面積は、前記第2面積の2倍以上である、請求項1または2に記載の固体電解コンデンサ。
  4.  前記3つ以上の接合部のピッチ間隔は、前記第1表面または前記第2表面において、0.2mm以上、0.4mm以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ。
  5.  前記陽極リード端子は、前記第2接合部と重なる位置に貫通孔を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ。
  6.  それぞれが陽極部および陰極部を有し、互いに積層された複数のコンデンサ素子と、
     少なくとも1つの前記陽極部に電気的に接続される陽極リード端子と、を備える固体電解コンデンサの製造方法であって、
     前記複数のコンデンサ素子を積層する積層工程と、
     積層方向の一方および他方の最外に配置される第1表面および第2表面を有する積層された前記陽極部を、前記陽極リード端子で前記積層方向にかしめて仮止めする仮止工程と、
     前記仮止めされた複数の陽極部を接合すると共に電気的に接続する3つ以上の接合部を形成する接合工程と、
    を備え、
     前記3つ以上の接合部は、前記第1表面において第1面積を有する第1接合部と、前記第1表面において前記第1面積よりも小さい第2面積を有する第2接合部とを含み、
     前記接合工程において、前記第1表面からの溶接により前記第1接合部を形成する一方、前記第2表面からの溶接により前記第2接合部を形成する、固体電解コンデンサの製造方法。
  7.  前記接合工程において、レーザ溶接により前記3つ以上の接合部を形成する、請求項6に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
  8.  前記3つ以上の接合部のピッチ間隔は、前記第1表面または前記第2表面において、0.2mm以上、0.4mm以下である、請求項6または7に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
  9.  前記陽極リード端子は、貫通孔を有し、
     前記接合工程において、前記貫通孔を介した溶接により前記第2接合部を形成する、請求項6~8のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
     
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0252325U (ja) * 1988-10-04 1990-04-16
JPH04243116A (ja) * 1991-01-17 1992-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体電解コンデンサの製造方法
JP2006140179A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Tdk Corp 固体電解コンデンサ及び固体電解コンデンサの製造方法
JP2010153437A (ja) * 2008-12-24 2010-07-08 Sanyo Electric Co Ltd 固体電解コンデンサ
JP2015136705A (ja) * 2014-01-21 2015-07-30 株式会社神戸製鋼所 高強度鋼板のレーザ溶接継手およびその製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0252325U (ja) * 1988-10-04 1990-04-16
JPH04243116A (ja) * 1991-01-17 1992-08-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 固体電解コンデンサの製造方法
JP2006140179A (ja) * 2004-11-10 2006-06-01 Tdk Corp 固体電解コンデンサ及び固体電解コンデンサの製造方法
JP2010153437A (ja) * 2008-12-24 2010-07-08 Sanyo Electric Co Ltd 固体電解コンデンサ
JP2015136705A (ja) * 2014-01-21 2015-07-30 株式会社神戸製鋼所 高強度鋼板のレーザ溶接継手およびその製造方法

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