(57)【要約】【課題】複数個の固体電解コンデンサ素子の厚さ方向に積み重ね、陽極部の体積を抑えることにより、小型で信頼性に特に優れた固体電解コンデンサの製造方法を提供する。【解決手段】コンデンサ素体１３は、金属基体１０の端部に陽極部を、中央部に陰極部となる多孔質層１２を有する。各素体１３の陽極部同士、陰極部同士が対向するように積層し、各素体１３の陰極部同士を導電性接着剤１４により接合する。この積層体を樹脂１６によってモールドする。このモールド体を各素体１３の陽極部の位置において各素体の積層方向に沿って切断する。その切断面に各素体の陽極部を露出させ、この露出した部分に陽極側の外部接続端子１７を接続する。モールド体内のコンデンサ素体の陰極部には、モールド体外部に連通する陰極側の外部接続端子１５を接続する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属基体の端部に陽極部を、中央部に陰極部を形成したコンデンサ素体を、各素体の陽極部同士、陰極部同士が対向し、各素体の陰極部同士が電気的に接続する状態で積層し、この積層体を樹脂によってモールドし、このモールド体を各素体の陽極部の位置において各素体の積層方向に沿って切断し、その切断面に各素体の陽極部を露出させ、この露出した部分に陽極側の外部接続端子を接続すると共に、前記モールド体内のコンデンサ素体の陰極部には、モールド体外部に連通する陰極側の外部接続端子を接続することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
前記コンデンサ素体を、板状の金属基体に格子状にレジストを塗布し、エッチングにより多孔質層を形成した後、板状の金属基体を縦横に切断することで形成することを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項３】
積層したコンデンサ素体の最下段若しくは最上段の素体の表面に陰極用の外部接続端子を積層してから、この外部接続端子が露出するようにして積層体をモールドすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
積層したコンデンサ素体をモールドしてから、陰極用の外部接続端子を接続する箇所を露出させて、露出した箇所に陰極用の外部接続端子を接続することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記コンデンサ素体の陰極部を、個片のコンデンサ素体を形成後に、その中央部分に多孔質層または蒸着層を形成し、その多孔質層または蒸着層部分に誘電体酸化皮膜と固体電解質層を形成することにより製造することを特徴とする請求項１から請求項４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。
【請求項６】
前記コンデンサ素体の陰極部を、複数個のコンデンサ素体の材料となる板状の金属基体あるいは棒状の金属基体の状態で多孔質層または蒸着層を形成し、その多孔質層または蒸着層部分に、個片のコンデンサ素子への切断工程の前後いずれかの状態において、誘電体酸化皮膜と固体電解質層を形成することにより製造することを特徴とする請求項１から請求項４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。
【請求項７】
個片としたコンデンサ素体に対して、誘電体酸化皮膜及び固体電解質層を形成するに当たって、陽極部に露出している金属基体部分をレジストによって被覆することを特徴とする請求項５また請求項６に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノイズフィルタや平滑素子等の種々の分野に使用可能な、略平板形状を有する固体電解コンデンサ素子を一個あるいは複数個積み重ねて一体化した固体電解コンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
略平板状を呈する固体電解コンデンサ素子として図９（Ａ）に示すような固体電解コンデンサ素子が知られている。この固体電解コンデンサ素子は、陽極部１、陰極部２、絶縁樹脂３から構成されている。
【０００３】
陽極部１は、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン等の弁作用を有する金属の単体またはそれらの合金からなる金属板の表面をエッチング処理により粗面化したもの、あるいは、弁作用を有する金属板と弁作用を有する金属粉末を焼結一体化したものである。この陽極部１の全表面に酸化皮膜を形成し、更にその一方の端部に絶縁樹脂３を形成する。
【０００４】
この酸化被膜が形成された陽極部１の表面を、前記絶縁樹脂３を境界として、図中左側の領域と右側の領域との２つに分ける。右側の領域に固体電解質層、グラファイト層、および銀ペースト層、あるいは、固体電解質層、グラファイト層、および金属めっき層、あるいは、固体電解質層および金属めっき層を順次形成して、陰極部２を形成する。左側の領域は酸化被膜を除去して、陽極部１の外部端子部とする。なお、右側の領域の酸化被膜は、固体電解コンデンサ素子の誘電体層として機能する。
【０００５】
また、図９（Ｂ）に示すように、両端部に絶縁樹脂３を設けて、陽極部１を露出したコンデンサ１０も知られている。
【０００６】
このような固体電解コンデンサ素子において、小型・大容量化、低インピーダンス化を図るためには、複数個の固体電解コンデンサ素子を厚さ方向に積み重ねると共に電気的に接続して積層化することが有効である。
【０００７】
積層化の方法として、固体電解コンデンサ素子の陰極部間を導電性接着剤で接続し、各陽極部の一端部を屈曲した上でリードフレームに対して溶接によって接合する方法がある（例えば、特許文献１参照）。また、コンデンサ素子の端部に導電部材を取付け、陽極部同士の電気的な接続を図る方法（例えば、特許文献２参照）や、コンデンサ素子の端部の間に導電部材を介在させ、陽極部同士の接続を図る方法も知られている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１３５３６７号公報
【特許文献２】特開２００５−７９４６３号公報
【特許文献３】特開２００６−１２８２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、特許文献１の発明では、陽極部の端部を屈曲させた上でリードフレームに対して溶接によって接合していたため、積層数が増加するほど、屈曲部が複雑な形状になる。そのため、固体電解コンデンサ素子を５層以上積層することが難しかった。
【００１０】
一方、特許文献２，３の発明では、陽極部の端部を折り曲げる必要はないが、積層させるコンデンサ素子の陽極部の端部を平行なものとし、陽極端部の間に絶縁スペーサまたは導電部材を介在させる。そのため、陽極端部の間隔を調整する必要があり、陽極部の体積を大きくする必要があった。しかし、陽極部は固体電解コンデンサの静電容量に寄与しないため、固体電解コンデンサの形状のために陽極部の体積を確保することは、固体電解コンデンサの小型化を進める上での障害になっていた。
【００１１】
さらに、単にコンデンサ素子を積層する場合には、コンデンサ素子そのものの大きさのばらつきにより積層する際の位置ずれが発生し、コンデンサ素子の端部をそろえることを困難にしていた。また、コンデンサ素子の端部にずれがあると、積層したコンデンサ素子の端部に外部端子を接続する際にも、端子と陽極体の接合が不十分となる問題点もあった。
【００１２】
また、特許文献１ないし３に記載の電解コンデンサでは、固体電解コンデンサ全体の容積に対する陽極部が占める比率が高く、結果として陽極部および陽極の外部端子と、接続される基板、デバイスまでの電流経路が長くなってしまう。そのため過渡応答特性を求められる電解コンデンサでは、電流供給が遅れることにもつながっていた。
【００１３】
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数個の固体電解コンデンサ素子を厚さ方向に積み重ね、陽極部の体積を抑えることにより、小型で信頼性に特に優れた固体電解コンデンサの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するため、本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、金属基体の端部に陽極部を、中央部に陰極部を形成したコンデンサ素体を、各素体の陽極部同士、陰極部同士が対向し、各素体の陰極部同士が電気的に接続する状態で積層し、この積層体を樹脂によってモールドし、このモールド体を各素体の陽極部の位置において各素体の積層方向に沿って切断し、その切断面に各素体の陽極部を露出させ、この露出した部分に陽極側の外部接続端子を接続すると共に、前記モールド体内のコンデンサ素体の陰極部には、モールド体外部に連通する陰極側の外部接続端子を接続することを特徴とする。
【００１５】
なお、板状の金属基体に格子状にレジストを塗布し、エッチングにより多孔質層を形成した後、板状の金属基体を縦横に切断することで、個々のコンデンサ素体を形成すること、積層したコンデンサ素体の最下段若しくは最上段の素体の表面に陰極用の外部接続端子を積層してからモールドすることも、本発明の一態様である。
【発明の効果】
【００１６】
以上のような構成を有する本発明によれば、陽極部に導電部材を取り付けるために陽極部の体積を大きくする必要がないため、容量に寄与しない陽極部の体積を抑えた固体電解コンデンサの製造方法を提供することができる。また、露出した陽極端子部の面積が大きいため、接続する外部端子との接続強度を強固なものとすることができるので、信頼性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例１における第１工程と第２工程を示す平面図である。
【図２】本発明の実施例１における第３工程を示す図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は斜視図である。
【図３】本発明の実施例１における第６工程を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例１における第７工程を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例１における第８工程を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例１における第９工程を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例２における金属基体１０を該Ｈ型形状とした場合の斜視図である。
【図８】本発明の実施例２における金属基体１０の表面部、底面部及び左右の側面に凹部を設けた形状とした場合の斜視図である。
【図９】従来の固体電解コンデンサ素子の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明に係る固体電解コンデンサ素子の製造方法の実施例を図面を参照して説明する。なお、背景技術や課題で既に説明した内容と共通の前提事項は適宜省略する。
【実施例】
【００１９】
［実施例１の構成］
本実施例は、以下のような第１工程〜第９工程による固体電解コンデンサの製造方法と、そのように製造される固体電解コンデンサに関するものである。ここで、各工程段階を図１〜図６に示し、また、工程の一部について図２（Ｂ）の斜視図に示す。
【００２０】
第１工程：金属基体の用意…図１（Ａ）
まず、弁金属すなわち弁作用金属からなる板状の金属基体１０を用意し、両面を格子状にレジスト樹脂１１を印刷してマスキングを行う。ここで、金属基体１０の種類はアルミニウムが望ましく、厚さは３００から８００μｍ程度が一般的と考えられるが、金属の種類や厚さは適宜変更可能である。例えば、アルミニウムの他、タンタル、ニオブ、チタン等の弁作用金属を用いることができる。
【００２１】
第２工程：エッチング処理による多孔質体層の形成…図１（Ｂ）
続いて、マスキングを行った金属基体１０に対してエッチング処理を行う。エッチング処理の深さは、金属基体１０の表面及び底面側共に表面から１００μｍ程度とする。このエッチング処理により、金属基体１０のエッチング処理を行った部分は、多孔質体層１２を形成する。ここで、エッチング処理の手段としては、交流あるいは直流エッチングなど公知の手段を用いることができる。
【００２２】
第３工程：個片への切断…図２
その後、エッチング処理を行った金属基体１０を切断し、個片のコンデンサ素体１３とする。切断する部分は、両端にレジスト樹脂が残るＡ−Ａ’部分と、エッチング部を含むＢ−Ｂ’部分で、図２（Ａ）のように、レジスト樹脂１１ごと金属基体１０を切断する。このように切断した個片のコンデンサ素体１３は、レジスト樹脂１１の分だけ両端部の厚さが厚くなる。また、エッチング処理をした中央部は、図２（Ｂ）のように、多孔質体となっている。
【００２３】
第４工程:誘電体酸化皮膜と固体電解質層の形成
個片に切断したコンデンサ素体１３の多孔質体層１２を陽極酸化させる。これによって、多孔質体層１２に誘電体酸化皮膜を形成する。さらに、誘電体酸化皮膜の上に、固体電解質層を形成する。ここで、固体電解質層としては、導電性高分子が好適であり、このような導電性高分子層は、チオフェン、ピロール等をもとに、化学重合、電解重合など、公知の技術により形成することができる。
【００２４】
なお、この場合、切断面にはエッチング処理をしていない（多孔質層１２が形成されていない）金属基体１０である金属アルミニウムが露出しているので、その部分に誘電体酸化皮膜と固体電解質層を形成する必要はない。その場合、誘電体酸化皮膜と固体電解質層の形成が不要な部分に、レジストを塗布してからこれらの処理を行うことができる。
【００２５】
第５工程：陰極端子部の形成
前記のようにして形成した固体電解質層の上に、グラファイト（Ｇｒ）層と銀ペースト層からなる陰極端子部を形成する。このグラファイト（Ｇｒ）層と銀ペースト層の形成手段は、固体電解コンデンサにおける公知技術と同様でよい。
【００２６】
第６工程：コンデンサ素体の積層と、陰極同士の電気的接続…図３
陰極端子部を形成したコンデンサ素体１３の陰極部同士を導電性接着剤１４で接合する。この際、素体の側面の固体電解質層の上にも導電性接着剤１４を塗布し、陰極同士の電気的接合を図る。また、積層体の最も下面には、導電性接着剤１４により陰極外部端子１５となる金属板片を取付ける。
【００２７】
この陰極外部端子１５は、銅などの金属板片としても良いが、鉄に銅メッキを施したものでも良い。いずれの場合でも、金属基体１０の素材としてアルミニウムを使用した場合、アルミニウムは半田付けが困難であるため、陰極外部端子１５は導電性接着剤１４により固定するのが望ましい。
【００２８】
第７工程：積層体の樹脂モールド…図４
このようにして形成したコンデンサ素体１３の積層体の全体を、エポキシ樹脂などのモールド樹脂１６を使用してモールドする。このモールド樹脂１６は、素体の陽極部の間隙に入り込んでも良い。
【００２９】
この樹脂モールドの際には、コンデンサ素子の下面に取付けた陰極外部端子１５の少なくとも接続面は被覆しないようにする。例えば、別途用意したフィルムの上に素体１３の積層体を搭載し、その上にモールド樹脂１６を充填することで、積層体の下面に接続した陰極外部端子１５の露出面にはモールド樹脂１６が入り込まず、露出面はモールド樹脂１６に被覆されないようになる。また、全体をモールドした後に、モールド樹脂１６を除去して陰極外部端子１５を露出させることも可能である。
【００３０】
第８工程：モールド体の切断…図５
コンデンサ素体１３の積層体の全体を樹脂モールドした後に、各コンデンサ素体１３の陽極部の一部を含む位置で切断し、切断面より陽極部である金属基体１０を露出させる。このようにモールドした後に、素体１３の陽極部で切断することで、一平面に陽極部が露出するようになる。
【００３１】
第９工程：外部端子の接続…図６
露出した金属基体１０に陽極部の外部接続端子１７となる金属板片を超音波溶接またはレーザー溶接等の溶接により取付ける。この溶接の際、外部接続端子１７は金属板片を予めＬ字状に加工しておいて、側面および底面に沿って配置されるように取付けると好適である。
【００３２】
［実施例１の作用効果］
以上のような工程を有する本実施例は、コンデンサ素体１３を積層した後、モールドを施すことで、陽極端部の間に絶縁スペーサまたは導電部材を介在させるなどして、固体電解コンデンサ素子を固定する必要がなくなる。すなわち、陽極部に導電部材を取り付けるために陽極部の体積を大きくする必要がなくなるので、容量に寄与しない陽極部の体積の増加を抑えることができる。
【００３３】
また、導電性接着剤１４により陰極部同士を接着し、コンデンサ素子全体をモールドした後に、金属基体１０の両端部を含むようにモールド体を切断して、金属基体１０を露出させるので、露出する陽極部の断面が平面状になる。このため、陽極部の端部を揃える必要がなくなる。また、モールドした後に改めて金属基体１０の両端部を含むようにモールド体を切断するので、陽極部を最小限の大きさとすることが可能になる。
【００３４】
更に、コンデンサ素子全体をモールドした後に、金属基体１０の両端部を含むようにモールド体を切断したので、陽極部の面積が広く露出する。そのため、外部接続端子１７と各コンデンサ素体１３の接続部分の面積を大きく取ることができる。このため、接続する外部接続端子１７との接続強度を強固なものとすることが可能になる。この他に、コンデンサ素子の端面の広い領域に露出しているので、この部分に外部端子を溶接することが容易になる。外部接続端子となる金属板片は、予めＬ字状に加工しておくことにより、側面及び底面に沿って配置することもでき、さらに溶接領域を広げることが可能となる。
【００３５】
［他の実施例］
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、次に例示するもの及びそれ以外の他の実施形態も含むものである。
【００３６】
(a) 前記図２（Ａ）に示したコンデンサ素体１３を形成する場合に、実施例１のように板状の金属基体１０をエッチングしてから格子状に切断する代わりに、図７（Ａ）（Ｂ）に示すようなアルミニウムや銅などの断面がＨ型の金属基体１０を使用することができる。すなわち、この金属基体１０の凹部に、アルミニウムなどの弁作用金属を蒸着させ、この蒸着層を多孔質体層１２として利用する。この断面がＨ型の金属基体１０を使用することにより、エッチングにより多孔質体層１２を形成する場合に比べて、多孔質体部分を広くした固体電解コンデンサ素子を得ることができる。これにより、陰極部分の体積が大きくなるので、静電容量の増大も図ることができる。
【００３７】
(b) 金属基体１０の形状は、図８（Ａ）（Ｂ）のように金属基材の表面部、底面部及び左右の側面に凹部を設けた形状とすることもできる。四方に凹部を設けることにより、蒸着させる多孔質層の部分の体積を更に増加させることが可能となる。
【００３８】
(c) 図２（Ａ）に示すようなコンデンサ素体１３と同形状の断面Ｈ型金属基体を使用する代わりに、図７や図８に示すように、長い棒状の金属基体に一定間隔でエッチングによる多孔質層あるいは蒸着による多孔質層を有する陰極部を形成し、その後、個々のコンデンサ素体１３ごとに切断することもできる。
【００３９】
(d) 図７において、断面Ｈ型の金属基体の材料としては、アルミニウムや銅を使用することができる。この場合、個片としたコンデンサ素体１３の積層時において、陽極部が短絡することがないように、積層体の間に挿入する導電性接着剤１４の位置を配慮するか、あるいは個片状態のコンデンサ素体１３において、陽極部の表面に絶縁被膜を形成するなどの配慮が必要である。
【００４０】
(e) 実施例１では、金属板片によって陰極外部端子１５や外部接続端子１７を形成したが、これらの端子１５，１７の形状は、図示のものに限定されない。樹脂モールド部分から端子の一部のみを露出させたり、多端子を引き出すことも可能である。また、引き出し位置や形状も、コンデンサの用途に応じて適宜変更できる。
【００４１】
(f) 図７の実施例は、個々のコンデンサ素体１３を形成する金属基体１０、または棒状に連続したコンデンサ素体１３を形成する金属基体１０に対して、後から陰極部を形成したが、実施例１のような板状の金属基体についても、個々のコンデンサ素体に切断後に陰極部を形成することもできる。
【００４２】
(g) 実施例１の中では、「第６工程：コンデンサ素体の積層と、陰極同士の電気的接続」において、積層体の最も下面には、導電性接着剤１４により陰極外部端子１５となる金属板片を取付けた後に、「第７工程：積層体の樹脂モールド」を行っているが、積層体の樹脂モールドを行った後に、モールドした積層体の陰極外部端子１５となる金属板片を取付ける箇所を露出させて、陰極外部端子１５を接続してもよい。この場合には、実施例１の第７工程の中で例示したフィルムを用いる必要がなくなるとともに、研磨等の方法によれば、陰極外部端子１５を接続するための平面度をより高くすることができるようになる。
【符号の説明】
【００４３】
１…陽極部
２…陰極部
３…絶縁樹脂
１０…金属基体
１１…レジスト樹脂
１２…多孔質体層
１３…コンデンサ素体
１４…導電性接着剤
１５…陰極外部端子
１６…モールド樹脂
１７…外部接続端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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