(57)【要約】【課題】改善されたコンデンサシステム及び製造方法を提供する。【解決手段】容積効率を改善した表面装着可能電解コンデンサは、電解コンデンサ要素、アノード及びカソード終端部、封入材料、及び外部終端部を含む。コンデンサ要素は、第１及び第２の対向端面と、第１アノード終端部分に電気接続した第１端面から延びるアノードワイヤとを有する。第１カソード終端部分は、コンデンサ要素の表面に導電接着され、第２部分は、第１部分に垂直、かつコンデンサ要素の第２端面に平行である。封入材料がコンデンサ要素を取り囲んでデバイスパッケージを形成し、これは、その後ダイスカットされて容積効率を改善し、任意的に、対向端面上のアノード及びカソード終端部を露出する。第１及び第２外部終端部が、アノード及びカソード終端部の露出部分の上に形成され、デバイスパッケージの１つ又はそれよりも多くの所定表面を包み込むことができる。【選択図】図１
2010171423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンデンサを形成する方法であって、
対向する第１及び第２の端面と、カソードと、該第１の端面から延びるアノードワイヤとによって特徴付けられるコンデンサ要素を準備する段階と、
第１及び第２のほぼ垂直なアノード終端部分を含むアノード終端部と、第１及び第２のほぼ垂直なカソード終端部分を含むカソード終端部とを形成するリードフレームを準備する段階と、
前記アノードワイヤを前記第１のアノード終端部分に電気的に接続し、それによって該第１のアノード終端部分が、前記コンデンサ要素の前記第１の端面に対して実質的に平行になる段階と、
前記カソードを前記カソード終端部に電気的に接続し、それによって前記第１のカソード終端部分が、前記コンデンサ要素の前記第２の端面に対して実質的に平行になる段階と、
前記コンデンサ要素と、前記第１のアノード終端部分及び前記第１のカソード終端部分を含む前記リードフレームの少なくとも一部分とを封入し、前記第２のアノード終端部分及び前記第２のカソード終端部分が、所定の装着表面上で封入から露出されたままである段階と、
封入されたコンデンサ本体を通して１つ又はそれよりも多くのダイスカット切断部を形成して過剰の封入材料を除去し、得られるコンデンサの容積効率を改善する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ダイスカットする段階は、より詳細には、前記封入されたコンデンサ要素を通して第１の切断部を形成し、前記得られるコンデンサの第１の端面上の前記第１のアノード終端部分を露出する段階と、該封入されたコンデンサ要素を通して第２の切断部を形成し、該得られるコンデンサの第２の対向する端面上の前記第１のカソード終端部分を露出する段階とを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ダイスカットする段階は、より詳細には、各々が前記コンデンサ要素のそれぞれの表面に実質的に平行である複数の切断部を前記封入されたコンデンサ本体を通して形成する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ダイスカットする段階は、異なるデバイス表面に沿って少なくとも４つの切断部を形成する段階を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
コンデンサ要素を準備する前記段階は、バルブ金属組成物から形成されたアノードと、該アノードの上に重なる誘電体膜と、該誘電体膜の上に重なる固体電解質とを収容する固体電解コンデンサを準備する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記アノードワイヤを前記第１のアノード終端部分に電気的に接続する前記段階は、レーザ溶接する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記カソードを前記カソード終端部に電気的に接続する前記段階は、前記コンデンサ要素の少なくとも１つの表面を前記第２のカソード終端部分に導電性ペーストを用いて接続する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記露出した第２のアノード終端部分の上に第１の外部終端部、及び前記露出した第２のカソード終端部分の上に第２の外部終端部を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記露出した第１のアノード終端部分の上に隣接する第１の端面を包み込んで、前記露出した第２のアノード終端部分の上に第１の外部終端部を、かつ前記露出した第１のカソード終端部分の上に隣接する第２の端面を包み込んで、前記露出した第２のカソード終端部分の上に第２の外部終端部を形成する段階を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
第１及び第２の外部終端部を形成する前記段階は、前記露出したアノード及びカソード終端部分にわたって導電材料を電気メッキする段階を含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第２のアノード終端部分を前記コンデンサ要素の前記カソードから電気的に隔離する段階を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
第１及び第２の対向する端面及び該第１の端面から延びるアノードリードによって特徴付けられる固体電解コンデンサ要素と、
アノード終端部及びカソード終端部を含むリードフレームと、
を含み、
前記アノード終端部は、第１のアノード終端部分を含み、該第１のアノード終端部分は、該第１のアノード終端部分が前記固体電解コンデンサ要素の前記第１の端面に実質的に平行であるように前記アノードリードに電気的に接続されており、
前記カソード終端部は、前記コンデンサ要素に電気的に接続され、かつ第１及び第２のそれぞれの部分を含み、該第１のカソード終端部分は、該第２のカソード終端部分に対して実質的に垂直であり、かつ該固体電解コンデンサ要素の前記第２の端面に対して実質的に平行であり、
前記コンデンサ要素を実質的に取り囲んでデバイスパッケージを形成し、かつ所定の装着表面上の材料から前記第２のアノード終端部分及び前記第２のカソード終端部分の一部分が露出される封入材料と、
前記デバイスパッケージの第１の端面に沿って前記第１のアノード終端部分を露出するために、前記固体電解コンデンサ要素の前記第１の端面に対して実質的に平行に形成された第１の切断面と、
前記デバイスパッケージの第２の端面に沿って前記第１のカソード終端部分を露出するために、前記固体電解コンデンサ要素の前記第２の端面に対して実質的に平行に形成された第２の切断面と、
を更に含み、
前記デバイスパッケージの前記第１及び第２の端面は、対向する表面を含む、
ことを特徴とするコンデンサ。
【請求項１３】
前記固体電解コンデンサ要素は、バルブ金属組成物から形成されたアノードと、該アノードの上に重なる誘電体膜と、該誘電体膜の上に重なる固体電解質とを含むことを特徴とする請求項１２に記載のコンデンサ。
【請求項１４】
前記バルブ金属組成物は、タンタルを含むことを特徴とする請求項１３に記載のコンデンサ。
【請求項１５】
前記バルブ金属組成物は、酸化ニオブを含むことを特徴とする請求項１３に記載のコンデンサ。
【請求項１６】
前記固体電解質は、酸化マンガンを含むことを特徴とする請求項１３に記載のコンデンサ。
【請求項１７】
前記固体電解質は、導電性ポリマーを含むことを特徴とする請求項１３に記載のコンデンサ。
【請求項１８】
前記第１の切断面に沿って前記封入材料から露出した前記第１のアノード終端部分の上に、かつ前記所定の装着表面に沿って露出した前記第２のアノード終端部分の上に付加された第１の外部終端部と、
前記第２の切断面に沿って前記封入材料から露出した前記第１のカソード終端部分の上に、かつ前記所定の装着表面に沿って露出した前記第２のカソード終端部分の上に付加された第２の外部終端部と、
を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載のコンデンサ。
【請求項１９】
前記第１の外部終端部は、前記デバイスパッケージの前記第１の端面から４つの隣接表面の各々の一部分までを包み込み、
前記第２の外部終端部は、前記デバイスパッケージの前記第２の端面から４つの隣接表面の各々の一部分までを包み込む、
ことを特徴とする請求項１８に記載のコンデンサ。
【請求項２０】
前記固体電解コンデンサ要素と前記第２のアノード終端部分の間に絶縁材料の一部分を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載のコンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
電解コンデンサは、それらの高いキャパシタンス値及びコンパクト性に関して従来から公知である。公知の電解コンデンサ及び電解コンデンサアレイの既存のコンパクト性に関わらず、こうした電子構成要素の容積を低減し、対応する容積効率への絶え間ない努力が存在している。
従来型の電解コンデンサの例示的な構成要素は、それぞれのアノード及びカソード部分を含む主コンデンサ本体、アノードリード（例えば、コンデンサ本体に埋め込まれたアノードワイヤ）、及びカソードリード（例えば、カソード部分に接続したリードフレーム）を含み、全ては、封入樹脂パッケージに互いに成形されている。電解コンデンサの容積効率は、成形コンデンサパッケージ全体の容積に対する主コンデンサ本体容積の割合として通常定められる。こうしたコンデンサのアノード及びカソードリードは、コンデンサ構造体へのそれぞれ正及び負の電気接続部を形成する。これらの電気接続部は、時にコンデンサ構造体から軸線方向に延び、そのような場合は、コンデンサパッケージ内の有意な量の空間を占める可能性がある。
【０００２】
他の電解コンデンサ構成において、アノード及びカソードリードは、電解コンデンサの表面装着に適応するように配置され、それは、電解コンデンサがいずれかの種類の集積回路環境で使用される時に特に有用とすることができる。従って、チップ型電解コンデンサは、容積性能特性を考慮に入れるのみならず、基板へのデバイス装着が容易になるようにも設計されてきた。こうした容易にされたデバイス装着は、多くの場合に、両方の電気終端部をコンデンサの選択された表面から延びるように構成することによって達成される。いくつかの公知の例は、基板への電解コンデンサの表面装着を容易にする実質的に同一平面の終端部配列を用いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６、３２２、９１２号
【特許文献２】米国特許第６、１９７、２５２号
【特許文献３】米国特許第４、０８５、４３５号
【特許文献４】米国特許第４、９４５、４５２号
【特許文献５】米国特許第５、１９８、９６８号
【特許文献６】米国特許第５、３５７、３９９号
【特許文献７】米国特許第５、３９４、２９５号
【特許文献８】米国特許第５、４９５、３８６号
【特許文献９】米国特許第６、１９１、９３６号
【特許文献１０】米国特許第５、９４９、６３９号
【特許文献１１】米国特許第３、３４５、５４５号
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００５／０２７０７２５号
【特許文献１３】米国特許第６、６７４、６３５号
【特許文献１４】米国特許出願公開第２００６／００３８３０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
表面装着電解コンデンサの様々な構成が存在しているが、こうしたコンデンサのアノード及びカソードリード、並びに樹脂パッケージは、依然として全体コンデンサアセンブリ内の有意な量の空間を占める場合がある。従って、容積効率、デバイスプロフィール、及び電気性能特性の更なる改善を提供するコンデンサシステム及び対応する製造方法に対する必要性が現在存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態により、表面装着構成及び改善した容積効率を有する固体電解コンデンサを形成する方法を提供する。コンデンサは、バルブ金属組成物（以下に限定されるものではないが、タンタル及び酸化ニオブのうちの１つ又はそれよりも多くを含む組成物など）から形成されたアノードと、アノードの上に重なる誘電体膜と、誘電体膜の上に重なる固体電解質（以下に限定されるものではないが、酸化マンガン又は導電性ポリマーを含有するものなど）とを収容するコンデンサ要素を含む。固体電解質又は他の外面は、コンデンサ要素のためのカソードを形成する。コンデンサ要素は、第１及び第２の対向する端面によって特徴付けられる。アノードリード（例えば、アノードワイヤ）は、アノードに埋め込まれ、コンデンサ要素の第１の端面から延びている。
【０００６】
リードフレームは、コンデンサに対するそれぞれのアノード及びカソード終端部を形成するように設けられる。アノード終端部は、アノードリードに電気的に接続され、かつ第１のアノード終端部分がコンデンサ要素の第１の端面に対して実質的に平行であるように構成される。第２のアノード終端部分は、第１の部分に対して実質的に垂直方向に構成することができる。カソード終端部は、少なくとも第１及び第２の部分を含み、その一方又は両方は、カソードに直接電気的に接続することができる。第１のカソード終端部分は、コンデンサ要素の第２の端面に対して平行であり、かつ第２のカソード終端部分に対して実質的に垂直である。第２のアノード終端部分及び第２のカソード終端部分は、実質的に同一平面に設けることができる。
【０００７】
コンデンサ要素は、２つの異なる位置でリードフレームに接続される。最初に、アノードリードは、第１のアノード終端部分内に形成された窪んだ溝にこのリードを例えばレーザ溶接することによって接続することができる。コンデンサ要素のカソード部分は、導電性接着剤又は他の適切な固定手段により、第１及び／又は第２のカソード終端部分に接続することができる。望ましくない電気短絡の防止を助けるために、絶縁材料を設けることによって第２のアノード終端部分をカソードから隔離することが望ましいであろう。
【０００８】
デバイスパッケージを作成するために、封入材料（成形樹脂ケースのような）が形成される。封入材料は、コンデンサ要素とリードフレームの各部分を実質的に取り囲むように形成される。封入は、第２のアノード終端部分と第２のカソード終端部分とを所定の装着表面に沿って露出したままに残すことができる。代替的に、このような第２の終端部分は、封入されたデバイス本体を通して形成された１つ又はそれよりも多くのダイスカット切断部によって露出することができる。
【０００９】
過剰の封入材料を除去して全体容積効率を改善するために、コンデンサ要素のそれぞれの表面に各々実質的に平行な１つ又はそれよりも多くの位置で、付加的なダイスカット段階により、封入されたデバイス本体を通して切断することもできる。一実施形態では、ダイスカットは、第１及び第２の対向する切断面を形成し、その一方は、第１の切断端面に沿って第１のアノード終端部分を露出させ、他方は、第２の切断端面に沿って第１のカソード終端部分を露出させる。
【００１０】
次に、第１及び／又は第２のアノード及びカソード終端部分を含む露出したアノード及びカソード終端部にわたって、外部終端部を付加することができる。一例において、第１の外部終端部は、第１の端面に沿って露出した第１のアノード終端部分を覆い、かつ所定の装着表面に沿って露出した第２のアノード終端部分上を覆って包み込む。同様に、第２の外部終端部は、第２の端面に沿って露出した第１のカソード終端部分を覆い、かつ所定の装着表面に沿って露出した第２のカソード終端部分上を覆って包み込む。別の例においては、各第１及び第２の外部終端部は、端面の全体を覆い、かつ４つの隣接する表面の各々の回りを包み込む。こうした外部終端部構成は、単一デバイス表面での表面装着及び回路取付を考慮する終端部形態を準備するものである。
本発明の他の特徴及び態様を以下でより詳細に示す。
添付図面を参照する本明細書の残りの部分において、本発明のその最良のモードを含み当業者に向けられた完全かつ権現付与する開示をより詳細に示す。
本明細書及び図面における参照文字の反復使用は、本発明の同じか又は類似の特徴又は要素を表すように意図している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の電解コンデンサを形成する方法に使用することができる例示的な段階の流れ図である。
【図２】本発明に使用することができるアノード及びカソード部分を有する例示的な電解コンデンサ要素の斜視図である。
【図３】複数のコンデンサ要素（図２に示すような）が位置決めされ、各コンデンサ要素のためのそれぞれのアノード及びカソード終端部をもたらす例示的なリードフレームを示す、−Ｘ、−Ｙ、及び−Ｚ軸に対する斜視図である。
【図４】複数のコンデンサ要素（図２に示すような）が位置決めされ、各コンデンサ要素のためのそれぞれのアノード及びカソード終端部をもたらす例示的なリードフレームを示す、Ｘ−Ｙ平面での上面図である。
【図５】複数のコンデンサ要素（図２に示すような）が位置決めされ、各コンデンサ要素のためのそれぞれのアノード及びカソード終端部をもたらす例示的なリードフレームを示す、Ｚ−Ｙ平面での側面図である。
【図６】複数のコンデンサ要素（図２に示すような）が位置決めされ、各コンデンサ要素のためのそれぞれのアノード及びカソード終端部をもたらす例示的なリードフレームを示す、Ｚ−Ｘ平面での端面図である。
【図７】それぞれのコンデンサ要素にわたって封入材料を設けた後のコンデンサ要素を有する例示的なリードフレームを示す、−Ｘ、−Ｙ、及び−Ｚ軸に対する斜視図である。
【図８】それぞれのコンデンサ要素にわたって封入材料を設けた後のコンデンサ要素を有する例示的なリードフレームを示す、Ｘ−Ｙ平面での上面図である。
【図９】それぞれのコンデンサ要素にわたって封入材料を設けた後のコンデンサ要素を有する例示的なリードフレームを示す、Ｚ−Ｙ平面での側面図である。
【図１０】それぞれのコンデンサ要素にわたって封入材料を設けた後のコンデンサ要素を有する例示的なリードフレームを示す、Ｚ−Ｘ平面での端面図である。
【図１１】図７−図１０に表されたリードフレームの切断時に形成される３つの例示的な得られるコンデンサ構造体の斜視図である。
【図１２ａ】アノード及びカソード終端部が切り取られた後の例示的なコンデンサ構造体を示す、−Ｘ、−Ｙ、及び−Ｚ軸に対する上部斜視図である。
【図１２ｂ】アノード及びカソード終端部が切り取られた後の例示的なコンデンサ構造体を示す、−Ｘ、−Ｙ、及び−Ｚ軸に対する底部斜視図である。
【図１３ａ】アノード及びカソード終端部が切り取られた後の例示的なコンデンサ構造体を示す、Ｚ−Ｘ平面での対向する端面図の一方を提供する図である。
【図１３ｂ】アノード及びカソード終端部が切り取られた後の例示的なコンデンサ構造体を示す、Ｚ−Ｘ平面での対向する端面図の他方を提供する図である。
【図１４】アノード及びカソード終端部が切り取られた後の例示的なコンデンサ構造体を示す、Ｚ−Ｙ平面での側面図である。
【図１５】アノード及びカソード終端部が切り取られた後の例示的なコンデンサ構造体を示す、Ｘ−Ｙ平面での底面（表面装着）図である。
【図１６ａ】本発明による２つの例示的なダイスカットされたコンデンサを示す、２つのコンデンサのアノード側でのダイスカットされたコンデンサ端部の一方の斜視図である。
【図１６ｂ】本発明による２つの例示的なダイスカットされたコンデンサを示す、２つのコンデンサのアノード側でのダイスカットされたコンデンサ端部の他方の斜視図である。
【図１７ａ】本発明による２つの例示的なダイスカットされたコンデンサを示す、２つのコンデンサのカソード側でのダイスカットされたコンデンサ端部の一方の斜視図である。
【図１７ｂ】本発明による２つの例示的なダイスカットされたコンデンサを示す、２つのコンデンサのカソード側でのダイスカットされたコンデンサ端部の他方の斜視図である。
【図１８ａ】本発明による２つの例示的なダイスカットされたコンデンサを示す、２つの例示的なダイスカットされたコンデンサの一方の側面図である。
【図１８ｂ】本発明による２つの例示的なダイスカットされたコンデンサを示す、２つの例示的なダイスカットされたコンデンサの他方の側面図である。
【図１９ａ】本発明による２つの例示的なダイスカットされたコンデンサを示す、コンデンサのアノード側でのダイスカットされたコンデンサ端部の一方の平面図である。
【図１９ｂ】本発明による２つの例示的なダイスカットされたコンデンサを示す、コンデンサのアノード側でのダイスカットされたコンデンサ端部の他方の平面図である。
【図２０ａ】本発明による２つの例示的なダイスカットされたコンデンサを示す、コンデンサのカソード側でのダイスカットされたコンデンサ端部の一方の平面図である。
【図２０ｂ】本発明による２つの例示的なダイスカットされたコンデンサを示す、コンデンサのカソード側でのダイスカットされたコンデンサ端部の他方の平面図である。
【図２１】本発明による第１の例示的な外部終端部を有するダイスカットされたコンデンサを示す、−Ｘ、−Ｙ、及び−Ｚ軸に対する斜視図である。
【図２２】本発明による第１の例示的な外部終端部を有するダイスカットされたコンデンサを示す、Ｚ−Ｙ平面での側面図である。
【図２３】本発明による第１の例示的な外部終端部を有するダイスカットされたコンデンサを示す、Ｚ−Ｘ平面での端面図である。
【図２４】本発明による第２の例示的な外部終端部を有するダイスカットされたコンデンサを示す、−Ｘ、−Ｙ、及び−Ｚ軸に対する斜視図である。
【図２５】本発明による第２の例示的な外部終端部を有するダイスカットされたコンデンサを示す、Ｚ−Ｙ平面での側面図である。
【図２６】本発明による第２の例示的な外部終端部を有するダイスカットされたコンデンサを示す、Ｚ−Ｘ平面での端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本説明は、例示的な実施形態の説明であるのみであり、例示的な構成において具現化される本発明のより広範な態様を制限する意図ではないことは、当業者によって理解されるものとする。
一般的に、本発明は、表面装着構成及び改善した容積効率を有する固体電解コンデンサに関する。コンデンサは、バルブ金属組成物から形成されたアノードと、アノードの上に重なる誘電体膜と、誘電体膜の上に重なる固体電解質とを収容するコンデンサ要素を含む。固体電解質又は他の外面は、コンデンサ要素のためのカソードを形成する。コンデンサ要素は、第１及び第２の対向する端面によって特徴付けられる。アノードリード（例えば、アノードワイヤ）は、アノードに埋め込まれ、コンデンサ要素の第１の端面から延びている。
【００１３】
リードフレームは、コンデンサのためのそれぞれのアノード及びカソード終端部を形成するように提供される。アノード終端部は、アノードリードに電気的に接続され、第１のアノード終端部分が、コンデンサ要素の第１の端面に対して実質的に平行であるように構成される。第２のアノード終端部分は、底部（表面装着）位置に沿って第１の部分に対して垂直の関係で設けることができる。カソード終端部は、第１及び第２の部分を含み、その一方又は両方は、カソードに直接電気的に接続することができる。第１のカソード終端部分は、コンデンサ要素の第２の端面に平行であり、第２のカソード終端部分に対して実質的に垂直である。第２のカソード終端部分は、第２のアノード終端部分と同じ底面に沿って設けることができる。
【００１４】
封入材料（成形樹脂パッケージのような）は、デバイスパッケージを作るように形成される。この封入は、コンデンサ要素とリードフレームの部分を実質的に取り囲んで形成され、次に、アノード及びカソード終端部の１つ又はそれよりも多くの選択された部分を露出した状態とするようにダイスカットされる。一実施形態では、第１のアノード終端部分及び第１のカソード終端部分は、デバイスパッケージの対向する端面で露出される。第２のアノード及びカソード終端部分も、ダイスカットによるか又は封入材料が設けられる方法によるかのいずれかで、デバイスの底部（装着）表面で露出することができる。次に、外部終端部を露出したアノード及びカソード終端部にわたって付加することができ、かつ対向する端面から、両方の対向する端面に隣接する少なくとも１つの所定の表面上に延びることができる。こうした外部終端部構成は、単一デバイス表面での表面装着及び回路取付を考慮する終端部形態を準備するものである。
【００１５】
本発明は、様々な技術のいずれかを用いて形成することができる固体電解コンデンサの形成方法に等しく関連する。本発明の一実施形態による例示的な段階は、図１の流れ図に示されている。この段階は、コンデンサ要素を準備する第１の段階１０で始まる順序で論ずることになる。以下でより詳細に説明するように、そのようなコンデンサ要素は、第１及び第２の対向する端面、及び第１の端面から延びるアノードワイヤによって特徴付けられる固体電解コンデンサ本体に対応することができる。
【００１６】
様々な特定の技術を使用して、固体電解コンデンサを形成し、かつ従って準備することができる。例えば、こうしたコンデンサは、バルブ金属組成物で形成されたアノードを通常含む。バルブ金属組成物は、高い比電荷を有することができる。一部の実施形態では、比電荷は、約１０、０００マイクロファラッド*ボルト／グラム（μＦ*Ｖ／ｇ）から約１５０、０００μＦ*Ｖ／ｇの範囲内で提供することができ、他の実施形態では、更に約１５０、０００μＦ*Ｖ／ｇを超えて提供することができる。バルブ金属組成物は、タンタル、ニオブ、アルミニウム、ハフニウム、チタン、それらの合金、それらの酸化物、それらの窒化物などのようなバルブ金属（すなわち、酸化可能な金属）又はバルブ金属ベースの化合物を含有する。例えば、アノードは、１：２．５未満、一部の実施形態では１：２．０未満、一部の実施形態では１：１．５未満、かつ一部の実施形態では１：１の金属の酸素に対する原子比率を有するバルブ金属酸化物で形成することができる。こうしたバルブ金属酸化物の例としては、酸化ニオブ（例えば、ＮｂＯ）、酸化タンタルなどが挙げられ、より詳細には、Ｆｉｆｅに付与された米国特許第６、３２２、９１２号に説明されており、この特許は、全ての目的に対してその引用により全体的に本明細書に組み込まれている。
【００１７】
従来型の製造手順は、アノードを形成するために一般的に利用することができる。一実施形態では、特定の粒径を有するタンタル又は酸化ニオブ粉末が最初に選択される。この粒径は、得られるコンデンサの要求電圧によって変えることができる。例えば、比較的大きい粒径（例えば、約１０マイクロメートル）を有する粉末は、多くの場合、高電圧コンデンサを製造するのに使用され、一方で比較的小さい粒径（例えば、約０．５マイクロメートル）を有する粉末は、多くの場合、低電圧コンデンサを製造するのに使用される。次に、この粒子は、アノードを形成するためにプレスされた時に粒子が互いに適切に接着することを保証するために、結合剤及び／又は滑剤と任意的に混合される。適切な結合剤としては、樟脳、ステアリン酸、及び他の滑らかな性状の脂肪酸、カーボワックス（Ｕｎｉｏｎ  Ｃａｒｂｉｄｅ）、グリプタル（Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）、ポリビニルアルコール、ナフタリン、植物性ワックス、マイクロワックス（精製パラフィン）を含むことができる。結合剤は、溶媒内に溶解又は分散させることができる。例示的な溶媒としては、水、アセトン、メチルイソブチルケトン、トリクロロメタン、フッ素化炭化水素類（フレオン）（ＤｕＰｏｎｔ）、アルコール類、及び塩素化炭化水素類（四塩化炭素）を含むことができる。使用される場合、結合剤及び／又は滑剤の百分率は、全重量の約０．１重量％から約８重量％まで変えることができる。しかし、本発明においては、結合剤及び滑剤は要求されないことを理解すべきである。形成された状態で、粉末は、いずれかの従来的な粉末プレス成形を用いて圧密化される。例えば、プレス成形は、ダイと１つ又は複数のパンチとを用いる単一ステーション圧密プレス成形とすることができる。代替的に、アンビル型圧密プレス成形を使用することができ、これは、ダイと単一のより低いパンチとだけを用いる。単一ステーション圧密プレス成形は、シングルアクション、ダブルアクション、フローティング・ダイ、可動プラテン、対向ラム、スクリュー、衝撃、ホットプレス、コイニング、又はサイジングのような様々な機能を有するカム、トグル／ナックル、及び偏心／クランクのようないくつかの基本型で利用することができる。粉末は、タンタル又は他の適切な材料で製造されたワイヤのようなアノードリードの周囲に圧密化することができる。代替的に、アノードワイヤは、アノードのプレス及び／又は焼結に引き続いてアノードに取り付ける（例えば、溶接する）ことができることを更に認めるべきである。
【００１８】
圧縮の後、ペレットをある一定の温度（例えば、約１５０℃から約５００℃）で数分間真空の下で加熱することにより、あらゆる結合剤／滑剤を除去することができる。代替的に、Ｂｉｓｈｏｐ他に付与された米国特許第６、１９７、２５２号に説明されているように、ペレットと水溶液との接触によって結合剤／滑剤を除去することができ、この特許は、全ての目的に対してその引用により全体的に本明細書に組み込まれている。その後、ペレットは焼結され、多孔質の一体化集塊を形成する。例えば、一実施形態では、ペレットは、約１２００℃から約２０００℃の温度で、かつ一部の実施形態では約１５００℃から約１８００℃の温度で真空の下で焼結させることができる。焼結時に、粒子間の結合の成長によってペレットが収縮する。上述の技術に加え、アノードを形成するためのいずれかの他の技術も本発明により利用することができ、それらの技術は、Ｇａｌｖａｑｎｉに付与された米国特許第４、０８５、４３５号、Ｓｔｕｒｍｅｒ他に付与された米国特許第４、９４５、４５２号、Ｇａｌｖａｑｎｉに付与された米国特許第５、１９８、９６８号、Ｓａｌｉｓｂｕｒｙに付与された米国特許第５、３５７、３９９号、Ｇａｌｖａｑｎｉ他に付与された米国特許第５、３９４、２９５号、Ｋｕｌｋａｒｎｉに付与された米国特許第５、４９５、３８６号、及びＦｉｆｅに付与された米国特許第６、３２２、９１２号に説明されているようなものであり、それらの特許は、全ての目的に対してそれらの引用により全体的に本明細書に組み込まれている。
【００１９】
アノードの形状も、得られるコンデンサアセンブリの電気的特性を改善するように選択することができる。例えば、アノードは湾曲、正弦波、方形、Ｕ字形、Ｖ字形などである形状を有することができる。アノードは、表面の容積に対する比率を高めてＥＳＲをできるだけ低下させ、かつキャパシタンスの周波数応答を拡大させるために、その中に１つ又はそれよりも多くの山、溝、凹部、又は欠刻を含む「溝付き」形状も有することができる。そのような「溝付き」アノードは、例えば、Ｗｅｂｂｅｒ他に付与された米国特許第６、１９１、９３６号、Ｍａｅｄａ他に付与された米国特許第５、９４９、６３９号、及びＢｏｕｒｑａｕｌｔ他に付与された米国特許第３、３４５、５４５号、並びにＨａｈｎ他に付与された米国特許出願公開第２００５／０２７０７２５号に説明されており、それらの全ては、全ての目的に対してそれらの引用により全体的に本明細書に組み込まれている。
【００２０】
アノードは、誘電体膜が多孔質アノードの上にかつその内部に形成されるように陽極酸化することができる。陽極酸化は、それによってアノード金属が酸化されて比較的高い誘電率を有する材料を形成する電気化学処理である。例えば、タンタルアノードは、酸化されて五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）を形成することができ、これは、約２７の誘電率「ｋ」を有する。アノードは、弱酸溶液（例えば、リン酸）内に高温（例えば、約８５℃）で浸漬することができ、制御された量の電圧及び電流が供給されてある一定の厚みを有する五酸化タンタルのコーティングが形成される。電力供給は、所要の陽極酸化電圧に達するまで、最初に一定の電流が保たれる。その後、電力供給は一定電圧で保たれ、要求の誘電性質がタンタルペレットの表面の上に形成されることが保証される。陽極酸化電圧は、通常約５から約２００ボルト、一部の実施形態では約２０から約１００ボルトの範囲である。アノードの表面上に形成されるのに加え、誘電性酸化物膜の一部分は、間隙の表面上にも通常形成されることになる。誘電体膜は、他の種類の材料、かつ様々な技術を用いて形成することができることを理解すべきである。
【００２１】
誘電体膜が形成された状態で、比較的絶縁性の樹脂性材料（天然又は合成）で製造されるような保護コーティングを任意的に付加することができる。そのような材料は、約０．０５オーム−ｃｍよりも大きく、一部の実施形態では約５よりも大きく、一部の実施形態では約１、０００オーム−ｃｍよりも大きく、一部の実施形態では約１×１０5オーム−ｃｍよりも大きく、かつ一部の実施形態では約１×１０10オーム−ｃｍよりも大きい比抵抗を有することができる。本発明で利用することができる一部の樹脂性材料としては、以下に限定されるものではないが、ポリウレタン、ポリスチレン、及び不飽和又は飽和脂肪酸のエステル（例えば、グリセライド）などが挙げられる。例えば、適切な脂肪酸のエステルとしては、以下に限定されるものではないが、ラウリル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、エレオステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アレウリチン酸、及びシェロール酸などのエステルが挙げられる。これらの脂肪酸エステルは、比較的複雑な組合せで「乾性油」を形成して使用される時に特に有用であることが見出されており、これは、得られる膜を急速に重合させて安定な層とする。そのような乾性油としては、エステル化した脂肪酸残基をそれぞれ１個、２個、及び３個有するグリセリン骨格を有するモノ−、ジ−、及び／又はトリ−グリセライドを含むことができる。例えば、使用することができる一部の適切な乾性油としては、以下に限定されるものではないが、オリーブ油、アマニ油、ヒマシ油、キリ油、大豆油、及びシェラックが挙げられる。これらの及び他の保護コーティング材料は、Ｆｉｆｅ他に付与された米国特許第６、６７４、６３５号により詳細に説明されており、この特許は、全ての目的に対して引用により全体的に本明細書に組み込まれている。
【００２２】
陽極酸化された部分は、コンデンサ内で真のカソードとして作用する固体電解質を形成する段階をその後受ける。電解質は、硝酸マンガン（Ｍｎ（ＮＯ3）2）の熱分解によって形成することができ、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）カソードが生成される。そのような技術は、例えば、Ｓｔｕｒｍｅｒ他に付与された米国特許第４、９４５、４５２号に説明されており、この特許は、全ての目的に対して引用により全体的に本明細書に組み込まれている。代替的に、導電性ポリマーコーティングを固体電解質を形成するために使用することができる。導電性ポリマーコーティングは、ポリピロール類、ポリ（３、４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＴ）のようなポリチオフェン類、ポリアニリン類、ポリアセチレン類、ポリ−ｐ−フェニレン類、及びそれらの誘導体のような１つ又はそれよりも多くの導電性ポリマーを含むことができる。更に、必要に応じて、導電性ポリマーコーティングは、複数の導電性ポリマー層で形成することができる。例えば、一実施形態では、導電性ポリマーコーティングは、ＰＥＤＴで形成された１つの層とポリピロールで形成された別の層とを含むことができる。導電性ポリマーをアノード部分の上に付加するために様々な方法を利用することができる。例えば、電解重合法、スクリーン印刷法、浸漬法、電着コーティング法、及び噴霧法のような従来型の技術は、導電性ポリマーコーティングを形成するために使用することができる。例えば、一実施形態では、導電性ポリマーを形成するのに使用されるモノマー（例えば、３、４−エチレンジオキシチオフェン）は、溶液を形成するために、最初に重合触媒と混合させることができる。例えば、１つの適切な重合触媒は、「Ｃｌｅｖｉｏｓ  Ｃ」であり、これは、トルエンスルホン酸鉄（ＩＩＩ）及びｎ−ブタノールであり、「Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ」から販売されている。「Ｃｌｅｖｉｏｓ  Ｃ」は、同じく「Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ」から販売されているＰＥＤＴモノマーの３、４−エチレンジオキシチオフェンである「Ｃｌｅｖｉｏｓ  Ｍ」のための市販の触媒である。殆どの実施形態では、付加された状態で、その導電性ポリマーがヒーリングされる。ヒーリングは、導電性ポリマー層の各付加後に行うことができ、又は導電性ポリマーコーティング全体の付加後に行うことができる。様々な方法を上述したが、電解質を付加するためのあらゆる他の方法も、本発明において利用することができることを理解すべきである。
固体電解質が形成された状態で、次に、その部分にカーボンコーティング（例えば、グラファイト）及び銀コーティングがそれぞれ付加される。銀コーティングは、例えば、コンデンサ要素のための半田付け可能な導体、接触層、及び／又は電荷コレクタとしての機能を果たし、カーボンコーティングは、固体電解質との銀コーティングの接触を制限することができる。
【００２３】
図１の段階１０で要求されるコンデンサ要素の形成及び準備は、図２に示すような得られる構造をもたらす。ここで図２を参照すると、コンデンサ要素３０は、カソード３２及びアノードワイヤ３４を含む。コンデンサ要素３０は、第１及び第２の対向する端面３６及び３８によって特徴付けられる。アノードワイヤ３４は、コンデンサ要素３０の第１の表面３６から延びている。上述のように、コンデンサ要素３０の外側コーティングは、コンデンサのカソード３２として機能して、コンデンサ要素への第１の電気接続部を形成し、アノードワイヤ３４は、コンデンサ要素３０のための第２の電気接続部を提供する。コンデンサ要素３０は、カソードとアノードワイヤとが互いに直接に電気的接触しないようにして形成されていることを認めるべきである。これは、コンデンサ本体を形成するように付加された誘電体コーティング又はアノードワイヤ３４の基部の周囲に置かれた絶縁性キャップ又は他の部分によって容易にすることができる（図示せず）。
【００２４】
再度図１を参照すると、本発明の方法に従った第２の例示的な段階１２は、リードフレームを準備する段階に対応する。それぞれのコンデンサ要素３０がそこに配置された例示的なリードフレーム４０が図３−図６に示されている。図３は、−ｘ、−ｙ及び−ｚ軸に関連する３次元図を提供する。図４−図６は、コンデンサ要素３０を有する同じリードフレーム４０の対応する２次元図を提供する。図４は、Ｘ−Ｙ平面での断面に関連して示される。図５は、Ｚ−Ｙ平面に関連する断面を示している。図６は、Ｚ−Ｘ平面での断面を提供する。リードフレーム４０は、導電性金属（例えば、銅、ニッケル、銀、亜鉛、錫、パラジウム、鉛、アルミニウム、モリブデン、チタン、鉄、ジルコニウム、マグネシウム、及びそれらの合金）のようないずれかの導電材料で形成することができる。特に適切な導電性金属としては、例えば、銅、銅合金（例えば、銅−ジルコニウム、銅−マグネシウム、銅−亜鉛、又は銅−鉄）、ニッケル、及びニッケル合金（例えば、ニッケル−鉄）が挙げられる。１つの例示的な導電材料は、Ｗｉｅｌａｎｄ（ドイツ）から入手可能である銅−鉄合金のメタルプレートである。
【００２５】
関連技術分野で公知のように、リードフレーム４０は、その各々がそれぞれのコンデンサ要素のための収容位置を定める複数の列と行を含むことができる。そのようなリードフレーム構成は、大量のコンデンサの製造を容易にするが、１つのコンデンサ要素のための単一収容位置のみを含むリードフレームも利用することができることを認めるべきである。本明細書での図の多くは、複数の生成容量デバイスを形成するためのリードフレームを示しているが、本発明は、大量製造の段階及び方法に不要に限定すべきでないことを認めるべきである。
【００２６】
図３−図６のリードフレーム４０は、それぞれの複数の収容位置に埋め込まれることになる容量性要素３０を有して示されている。６つの収容位置及び対応するコンデンサ要素が示されているが、リードフレームは、更に多くの容量要素に対応するように提供することができる。例えば、リードフレーム４０は、付加的なコンデンサ要素を準備するために−ｘ方向に延びることができる。図４に最も良好に示すように、リードフレーム４０は、コンデンサ要素のそれぞれの列に各々が対応する第１及び第２の部分４２及び４４から成る。リードフレーム部分４２及び４４は、分割ライン４６の周りに対称とすることができ、それによってリードフレーム部分４２の収容位置に提供されたコンデンサ要素は、リードフレーム部分４４内の対応する反対側の収容位置内に提供されたコンデンサ要素の反対側に方向付けられる。
【００２７】
リードフレーム４０内の所定のコンデンサ要素３０のための収容位置をより詳細に参照すると、そのような収容位置は、それぞれのアノード及びカソード終端部を定めるように形成することができる。アノード終端部を形成するリードフレーム４０の部分は、第１のアノード終端部分５０及び第２のアノード終端部分５２である２つの部分で一般的に構成される。第１のアノード終端部分５０及び第２のアノード終端部分５２は、互いに対してほぼ垂直であり、第１のアノード終端部分５０はそこに配置されたコンデンサ要素３０の第１の端面３６に対してほぼ平行であるように構成される。図６で最も良好に見られるように、第１のアノード終端部分５０は、２つの延長タブ５６及び５８の間に窪んだ溝５４を有して形成される。溝５４は、コンデンサ要素３０のアノードワイヤ３４を収容するようになっている。
【００２８】
図３−図６を更に参照すると、カソード終端部を形成するリードフレーム４０の部分は、第１のカソード終端部分６０、第２のカソード終端部分６２、及び第３のカソード終端部分６４である３つの部分で一般的に構成される。第１のカソード終端部分６０は、第２のカソード終端部６２に対してほぼ垂直である。第１のカソード終端部分６０は、コンデンサ要素３０の底面（カソード３２の一部分に該当する）に平行であり、かつこれと電気的に接続することができる。第２の終端部分６２は、コンデンサ要素３０の第２の端面３８に平行であり、かつこれと電気的に接続することができる。一部の実施形態では、第１及び第２のカソード終端部分６０及び６２のうちの一方のみがコンデンサ３０のカソード３２と直接接触しているが、組立を容易にして更に安定にするために両方が接続することができることを認めるべきである。第３のカソード終端部６４は、第２のカソード終端部分６２にほぼ垂直であり、コンデンサ要素３０の第２の端面３８から離れて延びている。一部の実施形態では、第２のアノード終端部分５２と第３のカソード終端部分６４とは、実質的に同じ平面に設けられる。
【００２９】
図１を再び参照すると、次に、段階１３は、アノード終端部を隔離する段階を含む。隔離形態は、コンデンサ３０のカソード３２から第２のアノード終端部分５２の全て又は一部を隔離し、従って、カソードとアノード終端部の間の電気短絡の危険性を低下させるために設けることができる。隔離段階１３は、コンデンサ要素３０がリードフレーム４０のそれぞれの収容位置内部に配置される前に、各々の第２のアノード終端部分５２の選択された上面部分へ絶縁材料５１を設ける段階を伴う場合がある。絶縁材料５１の例示的な描写は、図５、図１４ａ及び図１４ｂで様々に提供されている。絶縁材料５１は、絶縁テープで形成することができ、又は蒸着、分注、又は遮蔽マスクのような当業技術で公知のいずれかの適切な技術によって所要のリードフレーム位置に付加された絶縁性又は非導電性材料で形成することができる。
【００３０】
図１を再び参照すると、本発明により電解コンデンサを形成する方法での第４の段階１４は、カソード終端部に、すなわち、第１及び／又は第２のカソード終端部分６０及び６２に、カソード３２の少なくとも一部分を電気的に接続する段階を含む。コンデンサ要素３０をリードフレーム４０内の収容位置に付加するために、導電性接着剤をカソード３２の１つ又はそれよりも多くの表面に最初に付加することができる。導電性接着剤は、例えば、樹脂組成物に含有された導電性金属粒子を含むことができる。金属粒子は、銀、銅、金、白金、ニッケル、亜鉛、ビスマスなどとすることができる。樹脂組成物は、熱硬化樹脂（例えば、エポキシ樹脂）、硬化剤（例えば、酸無水物）、及びカプリング剤（例えば、シランカプリング剤）を含むことができる。適切な導電性接着剤は、Ｏｓａｋｏ他に付与された米国特許出願公開第２００６／００３８３０４号に説明されており、この出願公開は、全ての目的に対して引用により全体的に本明細書に組み込まれている。様々な技術のうちのいずれかをカソード３２に導電性接着剤を付加するために使用することができる。その後、コンデンサ要素３０は、リードフレーム４０上に配置され、それによって接着剤は、コンデンサ要素３０の底面を第１のカソード終端部分６０に結合する。任意的に、付加的な接着剤が、コンデンサ３０の端面３８を第２のカソード終端部分６２に結合することができる。
【００３１】
更に図１を参照すると、次に、段階１６は、アノードワイヤ３４をアノード終端部に、すなわち、第１のアノード終端部分５０に電気的に接続する段階を含む。これは、機械的接合、レーザ溶接、導電性接着剤などのような当業技術で公知のいずれかの技術を用いて達成することができる。例えば、アノードワイヤ３４は、第１のアノード終端部分５０内部に形成された溝５４内にレーザを用いて溶接することができる。レーザは、誘導放出によってフォトンを放射することができるレーザ媒体とレーザ媒体の要素を励起するエネルギ源とを一般的に含む。適切なレーザの１つの種類は、レーザ媒体が、ネオジム（Ｎｄ）でドープされたイットリウム・アルミニウム・ガーネット（ＹＡＧ）から成るものである。励起粒子は、ネオジムイオンＮｄ3+である。エネルギ源は、連続したレーザビームが放射されるように連続したエネルギをレーザ媒体に供給することができ、又はパルスレーザビームを放射するようにエネルギ放出を供給することができる。アノードワイヤ３４が、第１のアノード終端部５０に電気的に接続されると、カソードをカソード終端部に電気的に接続するのに使用された導電性接着剤を硬化させることができる。コンデンサ要素３０がカソード終端部に接着剤によって十分に接着されることを保証するために、例えば、ヒートプレスを使用して熱及び圧力を印加することができる。
【００３２】
段階１４及び段階１６によってコンデンサ要素がリードフレームに取り付けられた状態で、各コンデンサ要素３０とリードフレーム４０のそれぞれの部分とは、段階１８において、各々のそのような要素を、シリカ又はいずれかの他の公知の封入材料でその後充填することができる樹脂ケーシング内部にそれぞれ包み込むことによって封入される。適切なケーシングとしては、例えば、「Ｆ」、「Ｇ」、「Ｈ」、「Ｊ」、「Ｋ」、「Ｌ」、「Ｎ」、「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｓ」、「Ｔ」、「Ｗ」、「Ｙ」、又は「Ｘ」ケース（ＡＶＸ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）を含むことができる。そのような封入ケースの一実施形態は、図７−図１０において要素６６として示されている。封入ケース６６は、得られるコンデンサのための付加的な構造的及び熱的保護を提供する。
【００３３】
一例において、各封入ケース６６は、コンデンサ要素３０の全体、並びにリードフレーム４４の少なくとも一部を実質的に覆っている。一部の実施形態では、図１０に示すように、封入ケースは、第２のアノード終端部分５０及び第２のカソード終端部分６０を取り囲み、一方で第１のアノード終端部分５２の少なくとも底面、並びに第１のカソード終端部分６０及び第３のカソード終端部分６４を封入されたデバイスの底部（装着）表面に沿って露出したままに残す。
【００３４】
図１の段階２０は、切り取り又は切断段階に関し、それによってリードフレームは、複数のそれぞれのコンデンサ内に分割される。切断段階２０の後の３つの例示的な得られる容量性構造体が図１１に示され、各々は、封入のためのケース６６に対応し、アノードリードは、第２のアノード終端部分５２に対応し、かつカソードリードは、第３のカソード終端部分６４に対応する。各封入ケースは、第１及び第２の対向する端面７０及び７２、並びに上面７４によって特徴付けることができる。
【００３５】
段階２０の一部として、それぞれの第２のアノード終端部分５２及び第３のカソード終端部分６４の露出した部分はまた、エージング、スクリーニング、及び切り取ることができ、その過剰部分が除去される。段階２０での切断と切り取りの実行の後でのコンデンサ構造体の例示的な図は、図１２ａ−図１５に示されている。図１２ａは、コンデンサ要素の上側斜視図、及び図１２ｂは底側斜視図を提供し、ケース６６の側部表面７０を超えて延びる第２のアノード終端部分５２とケース６６の側部表面７２を超えて延びるカソード終端部分６４との一部を切り取ることができる方法が示されている。図１３ａ及び図１３ｂは、Ｚ−Ｘ平面内でのそれぞれの端面図として示されるそのような例示的なコンデンサ構成の同様の態様を説明する。図１３ａは、表面７０の端面図（コンデンサの別の側部に対する）を示し、一方で図１３ｂは、表面７２の端面図（コンデンサのカソード側から）を示している。図１４は、切り取られたコンデンサ要素の側面図を示し、図１５は、切り取られたコンデンサの底面（表面装着）図を示している。
【００３６】
図１２ａ−図１５に示すコンデンサは、表面装着可能電解コンデンサを提供するために適切であるが、付加的な段階を本発明により取り込むことができ、それによれば、図１の段階２４によって各々の封入されたコンデンサ要素を１つ又はそれよりも多くの位置でダイスカットすることにより、容積効率における更に別の改善を達成することができる。
例えば、図１６ａ、図１７ａ、図１８ａ、図１９ａ、及び図２０ａは、第１及び第２のデバイス端面上にアノード及びカソード終端部分を露出させるためにダイスカットされた第１の例示的な得られるコンデンサ８０ａの様々な図をそれぞれ示している。図１６ｂ、図１７ｂ、図１８ｂ、図１９ｂ、及び図２０ｂは、これもダイスカットされた第２の例示的な得られるコンデンサ８０ｂの様々な図をそれぞれ示している。コンデンサ８０ａ及び８０ｂを得るために、ダイスカットは、６つの別々の位置で行うことができる（図１２−図１５に示されている封入ケース６６の各表面に対して１つ）。代替的に、同様な構造体は、４つの側面位置でのダイスカットだけによって得ることができる。他の数のダイスカットカットも、本発明の装置及び方法の実施形態に従って実施することができる。
【００３７】
段階２６に含まれるダイスカットを行うために使用される例示的な技術としては、例えば、高精度のマイクロプロセッサ制御ダイスカット・ソー又は高カットレートのダイヤモンド切断ホイールによる切断及び機械加工が限定ではなく含まれる。しかし、図１６−図２０に表された本体形状を形成するための付加的な技術としては、レーザ切断、水流切断、エッチング、研削、又は他の公知の方法を含むことができる。切断は、好ましくは、内部コンデンサ要素の１つ又はそれよりも多くの表面に垂直又は実質的に垂直な１つ又は複数の平面を通過して行われる。
【００３８】
更に図１６ａ−図２０ａによれば、得られるコンデンサ８０ａは、第１及び第２の対向する端面８２及び８４、並びに第１及び第２の端面８２及び８４に隣接する上面８６によって特徴付けられる矩形プリズムのような概略の形状である。段階２４からの少なくとも１つのコンデンサ切断部は、コンデンサ８０の第１の端面８２に沿って第１のアノード終端部分５０を露出させる。同様に、第２のカソード終端部分６２は、第２の端面８４に沿ってコンデンサ封入材料から露出される。ダイスカット段階が行われた後のコンデンサ８０ａの得られる寸法は、ＥＩＡ標準ケース寸法（ＡＶＸによって上述のアルファベースの参照で参照したもののような）に対応することができる。従って、例えば、図７−図１０で示される「Ａ」ケース寸法を有して封入されたデバイスは、「Ｒ」ケース寸法を有する構造体を形成するようにダイスカットすることができる。同様に、図７−図１０で示される「Ｒ」ケース寸法を有して封入されたデバイスは、「Ｊ」ケース寸法を有する構造体を形成するようにダイスカットすることができる。同様な変換が他のケース寸法の間で行うことができ、かつ得られるコンデンサ寸法は、ＡＶＸ又は他の会社によって示された従来型のケースサイズに対応するものに限定されない。
【００３９】
更に図１６ｂ−図２０ｂによれば、得られるコンデンサ８０ｂは、第１のアノード終端部分５０及び第２のカソード終端部分６２がダイスカット段階２４によって露出されていないことを除けば、上述のコンデンサ８０ａと実質的に同様である。その代わり、図１８ｂから理解されるように、少なくとも１つのコンデンサ切断部は、第１のアノード終端部分５０を露出させないが、得られるデバイスの容積効率を最大にするために十分に接近する方式で、第１のアノード終端部分５０に実質的に平行に形成される。同様に、少なくとも１つのコンデンサ切断部は、第２のアノード終端部分６２を露出させないが、容積効率を改善する方式で、第２のアノード終端部分６２に対して実質的に平行に形成される。
【００４０】
図１の例示的方法に従った更に別の段階は、図１６ａ−図２０ｂに示す得られるコンデンサ構造体８０ａ及び８０ｂのための外部終端部を形成する段階２６に対応する。そのような外部終端部は、一部の実施形態では必要でない場合があるが、デバイスのそれぞれのアノード及びカソード終端部へのより信頼性のある電気接続を提供することが望ましい時は、外部終端部を形成することができる。また、外部終端部は、対称的な方法で形成することができ、より多目的なデバイスが得られる。更に、コンデンサの表面装着を容易にするように、コンデンサの単一の所定の表面を包み込む複数の終端部を形成することができる。
【００４１】
ここで図２１−図２３を参照すると、第１の例示的な外部終端部９０ａ及び９２ａが示されている。第１の外部終端部９０ａは、第１の端面８２（ダイスカット切断部のうちの１つによって露出されている時は、第１のアノード終端部分５０の露出表面を含む）の少なくとも実質的な部分を覆う第１の部分９４ａを有して形成される。第１の外部終端部９０ａの任意的な第２の部分９６ａは、部分９４ａに対して実質的に垂直な方式で形成され、コンデンサの上面８６を包み込み、露出した第２のアノード終端部分５２を実質的に覆う。第２の外部終端部９２ａは、第２の端面８４（ダイスカットカットの１つによって露出されている時は、第２のカソード終端部分６２の露出表面を含む）の少なくとも実質的な部分をほぼ覆うことができる第１の部分９７ａと、コンデンサの上面８６を包み込み、露出したカソード終端部分６０を実質的に覆う任意的な第２の部分９８ａとを有して形成される。
【００４２】
ここで図２４−図２６を参照すると、第２の例示的な外部終端部９０ｂ及び９２ｂを有するコンデンサが、図２１−図２３に類似した参照図の状態で示されている。第１の例示的な外部終端部分９０ｂは、コンデンサの第１の端面８２の全体を実質的に覆う第１の部分９４ｂを有して形成される。包み込み終端部分９６ｂは、第１の部分９４ｂから第１の端面８２に隣接する４つのデバイス表面の各々の少なくとも一部の上に延びている。第２の例示的な外部終端部分９２ｂは、コンデンサの第１の端面８４の全体を実質的に覆う第１の部分９７ｂを有して形成される。包み込み終端部分９８ｂは、第１の部分９７ｂから第２の端面８２に隣接する４つのデバイス表面の各々の少なくとも一部の上に延びている。一部の実施形態では、包み込み終端部分９６ｂ及び９８ｂは、それらのそれぞれの付加デバイス表面に沿って、露出したアノード終端部分５２及びカソード終端部分６０を実質的に覆い、並びにコンデンサのための表面装着区域を提供するのに十分に大きく延びている。
【００４３】
外部終端部は、以下に限定されるものではないが、導電性金属（例えば、銅、ニッケル、銀、亜鉛、錫、パラジウム、鉛、アルミニウム、モリブデン、チタン、鉄、ジルコニウム、マグネシウム、及びそれらの合金）のようないずれかの導電材料で形成された１つ又はそれよりも多くの層を含むことができる。特に適切な導電性金属としては、例えば、銅、銅合金（例えば、銅−ジルコニウム、銅−マグネシウム、銅−亜鉛、又は銅−鉄）、ニッケル、及びニッケル合金（例えば、ニッケル−鉄）が挙げられる。一例において、外部終端部９０ａ／９０ｂ及び９２ａ／９２ｂは、浸出抵抗を高めるためのニッケルの第１の層と、下層を酸化から保護して集積回路（ＩＣ）環境における終端部の容易な半田付けを容易にするための銀の第２の層と、錫又は他の半田合金の第３の層とをそれぞれ含む。
【００４４】
外部終端部は、印刷法、蒸着、遮蔽マスク、スパッタリング、電気メッキ、及び無電解又は浸漬メッキなどのような様々な方式で形成することができる。１つの方法は、露出した導電性部分を有する電子構成要素が、電気的バイアスによって特徴付けられる電解性ニッケル又は電解性錫のようなメッキ溶液に露出される電気メッキ又は電気化学的堆積に対応する。次に、構成要素それ自体にメッキ溶液の極性と反対の極性にバイアスがかけられ、メッキ溶液内の導電性元素が構成要素の露出した金属化部分に引き付けられる。無電解メッキは、極性バイアスのないメッキ溶液内の電子構成要素の完全浸漬を含む。外部終端部９０ａ／９０ｂ、９２ａ／９２ｂを形成するのに利用することができる更に別の技術は、メッキ材料の磁気的吸引、電気泳動、又は静電技術に関連する。
【００４５】
本発明の結果として、優れた電気的特性を示すコンデンサアセンブリを形成することができる。例えば、このコンデンサは、高いキャパシタンス及び低い等価直列抵抗を示すことができ、等価直列抵抗とは、コンデンサがキャパシタンスと直列に抵抗を有する程度を称するものであり、それは、充電及び放電を遅延させて電気回路での損失を生じさせる。本発明は、以下の実施例を参照してより良好に理解することができる。
【００４６】
試験手順
等価直列抵抗（ＥＳＲ）、キャパシタンス、及び消散係数：
等価直列抵抗は、バイアス０ボルト及び信号１ボルトで、「Ｈｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ  ４１９２Ａ  ＬＣＺ」メータを使用して測定された。作動周波数は、１００ｋＨｚであった。キャパシタンス及び消散係数は、バイアス２ボルト及び信号１ボルトで、「Ｈｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄ  ４１９２Ａ  ＬＣＺ」メータを使用して測定された。作動周波数は、１２０Ｈｚ、温度は、２３℃±２℃であった。
漏れ電流：
漏れ電流（ＤＣＬ）は、「Ｋｅｉｔｈｌｅｙ  ２４００」ソースメータを使用して測定された。「Ｋｅｉｔｈｌｅｙ  ２４００」は、２３℃±２℃の温度、かつ１２秒後の１、１の定格電圧で漏れ電流を測定した。
【実施例１】
【００４７】
コンデンサが、上述のように本発明によって構成された。具体的には、コンデンサは、高さ約０．７４ｍｍ、幅約１．２８ｍｍ、及び長さ約１．７１の寸法であり、従って、約１．６２ｍｍ3の得られる容積サイズを有するコンデンサ本体を有するコンデンサ要素を最初に提供することによって形成された。そのようなコンデンサ要素のアノードワイヤとカソードとがリードフレームに取り付けられた後、約１．１８ｍｍの高さ、約１．６８ｍｍの幅、及び約３．４ｍｍの長さに対応し、従って、約６．７４ｍｍ3の全体容積サイズをもたらす薄型「Ｓ」ケースサイズ（ＥＩＡ「Ａ」ケースのフットプリントで最大高さ１．２ｍｍを有する）での封入が行われた。次に、この構成要素は、５つの側面をダイスカットされて、約１．１８ｍｍの高さ、約１．４７ｍｍの幅、及び約２．２１ｍｍの長さに対応し、かつ約３．８３ｍｍ3の得られる容積サイズの「Ｒ」ケースサイズを有するものと実質的に同等であるデバイスが得られた。デバイスアセンブリの容積効率は、コンデンサ要素のサイズの全体コンデンササイズに対する比較を提供し、得られたダイスカットされたアセンブリに関する容積効率は、約１．４９／３．８３＝３９％に対応する。
【００４８】
上述の容積効率の相対的比較を提供するために、同じ全体ケースサイズを有するコンデンサを形成するための従来技術の構成技術を用いる標準型タンタルコンデンサの容積効率が計算される。そのような標準技術によれば、最大コンデンサ部分は、約０．６５ｍｍの高さ、１．１５ｍｍの幅、及び０．９８ｍｍの長さの寸法によって特徴付けられることになり、従って、約０．７３ｍｍ3の得られる容積サイズを有する。同様な「Ｒ」ケースサイズにおいて、これは、約０．７３／３．８３＝１９％の全体的容積効率を生じさせる。従って、本発明の態様に従って構成された実施例１のコンデンサは、標準型電解コンデンサに比較して、容積効率において約２０％の増加を達成する。
１つの試料の様々な電気的特性が試験された。結果は、以下の表１に示されている。
【００４９】
（表１）
2010171423.tif 000003
【００５０】
示されたように、本発明のコンデンサアセンブリは、優れた電気特性を示している。
【実施例２】
【００５１】
コンデンサが、上述のように本発明によって構成された。具体的には、コンデンサは、高さ約０．５６ｍｍ、幅約０．７４ｍｍ、及び長さ約１．２７の寸法であり、従って、約０．５３ｍｍ3の得られる容積サイズを有するコンデンサ本体を有するコンデンサ要素を最初に提供することによって形成された。そのようなコンデンサ要素のアノードワイヤとカソードとがリードフレームに取り付けられた後、約１．１２ｍｍの高さ、約１．４３ｍｍの幅、及び約２．２ｍｍの長さに対応し、従って、約３．５２ｍｍ3の全体容積サイズをもたらす標準「Ｒ」ケースサイズでの封入が行われた。次に、この構成要素は、６つの側面をダイスカットされて、約０．８４ｍｍの高さ、約０．８７ｍｍの幅、及び約１．６７ｍｍの長さに対応し、かつ約１．２２ｍｍ3の得られる容積サイズの「Ｊ」ケースサイズを有するものと実質的に同等であるデバイスが得られた。デバイスアセンブリの容積効率は、コンデンサ要素のサイズの全体コンデンササイズに対する比較を提供し、得られるダイスカットされたアセンブリに関する容積効率は、約０．５３／１．２２＝４３％に対応する。
【００５２】
上述の容積効率の相対的比較を提供するために、同じ全体ケースサイズを有するコンデンサを形成するための従来技術の構成技術を用いる標準型タンタルコンデンサの容積効率が計算される。そのような標準技術によれば、最大コンデンサ部分は、約０．５３ｍｍの高さ、０．６９ｍｍの幅、及び０．６８ｍｍの長さの寸法によって特徴付けられることになり、従って、約０．２５ｍｍ3の得られる容積サイズを有する。同様な「Ｊ」ケースサイズに封入された時、これは、約０．２５／１．２２＝２０％の全体容積効率を生じさせる。従って、本発明の態様に従って構成された実施例２のコンデンサは、標準型電解コンデンサに比較して、容積効率において約２３％の増加を達成する。
１つの試料の様々な電気特性が試験された。結果は、以下の表２に示されている。
【００５３】
（表２）
2010171423.tif 000004
【００５４】
本発明のこれら及び他の修正及び変形は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく当業者によって実施することができる。更に、様々な実施形態の態様は、全部又は一部の両方で入れ替えることができることを理解すべきである。更に、以上の説明は、例証としてのみのものであり、添付の特許請求の範囲において更に説明される本発明を限定する意図のものでないことを当業者は認めるであろう。
【符号の説明】
【００５５】
１０  コンデンサ要素を準備する第１の段階
１２  リードフレームを準備する段階
１３  アノード終端部を隔離する段階
【図１】
2010171423.tif 000005
【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】
2010171423.tif 000013
【図１０】
2010171423.tif 000014
【図１１】
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【図１２ａ】
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【図１２ｂ】
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【図１３ａ】
2010171423.tif 000018
【図１３ｂ】
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【図１４】
2010171423.tif 000020
【図１５】
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【図１６ａ】
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【図１６ｂ】
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【図１７ａ】
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【図１７ｂ】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９ａ】
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【図１９ｂ】
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【図２０ａ】
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【図２０ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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