(57)【要約】【課題】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で、小型で信頼性に優れるとともに、製造効率の高い固体電解コンデンサの製造方法を提供する。【解決手段】コンデンサ素子１３の両端の陽極部及び陰極層に対応した位置に、絶縁体１８の表裏を貫通する電極として陽極電極１６と陰極電極１７とを設けた基板１５を用意し、基板１５に対してコンデンサ素子１３を搭載する。基板１５に搭載したコンデンサ素子１３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コンデンサ素子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。【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子を、各コンデンサ素子の陽極部同士、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、当該積層体の両端の陽極部及び陰極層に対応した位置に表裏を貫通するように陽極電極と陰極電極とを設けた基板に対し、前記陽極部及び陰極部が、当該基板の陽極電極及び陰極電極に対して各々一致するように搭載し、
この積層体を樹脂によってモールドし、このモールド体及び前記基板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たことを特徴とする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、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」または「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、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が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【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
【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の発明では、陽極部の端部を折り曲げる必要はないが、個別のコンデンサ素子を外部端子が形成されたケースに収納し、さらにケースを密封する蓋部材を組み合わせることでコンデンサ素子の封止を行なっていた。このため、コンデンサ素子を個別に封止することになり、製造効率の悪化を引き起こしていた。
【００１１】
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で、小型で信頼性に優れるとともに、製造効率の高い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】
【００１２】
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子を、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、当該積層体の両端の陽極部及び陰極層に対応した位置に表裏を貫通するように陽極電極と陰極電極とを設けた基板に対し、前記陽極部及び陰極部が、当該基板の陽極電極及び陰極電極に対して各々一致するように搭載し、この積層体を樹脂によってモールドし、このモールド体及び前記基板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たことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
以上のような構成を有する本発明によれば、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で、小型で信頼性に優れるとともに、製造効率の高い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。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の本実施形態における第１工程と第２工程を示す平面図である。
【図２】本発明の本実施形態における第３工程を示す平面図（Ａ）及び斜視図（Ｂ）である。
【図３】本発明の本実施形態における第６工程を示す断面図である。
【図４】本発明の本実施形態における第７工程を示す断面図である。
【図５】本発明の本実施形態における第８工程を示す断面図である。
【図６】本発明の本実施形態における第９工程を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態における金属基体を該Ｈ型形状とした場合の斜視図である。
【図８】本発明の他の実施形態における金属基体の表面部、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】
【００１５】
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形態について、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。
【００１６】
［１．本実施形態］
［１−１．本実施形態の構成］
本実施形態は、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。
【００１７】
［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。
【００１８】
［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に、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。
【００１９】
［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子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子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。
【００２０】
［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子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。
【００２１】
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。この金属基体１０の金属アルミニウムが露出した部分のうち、陽極部と連続する側面部分には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。
【００２２】
［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。
【００２３】
［第６工程：コンデンサ素子の積層と、陽極同士、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子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。
【００２４】
また、積層したコンデンサ素子の陽極部同士も導電性接着材１４で接合する。なお、コンデンサ素子１３の陽極部はアルミニウムであり、導電性接着材では接合が困難である場合には、積層したコンデンサ素子の側面からレーザー照射を行って、陽極部同士のレーザー溶接により接合することもできる。
【００２５】
［第７工程：基板の用意…図４］
コンデンサ素子１３の両端の陽極部及び陰極層に対応した位置に、絶縁体１８の表裏を貫通する電極として陽極電極１６と、陰極電極１７とを設けた基板１５を用意する。この基板１５は絶縁体１８からなり、表裏を貫通する陽極電極１６と、陰極電極１７とを埋設する。この陽極電極１６と、陰極電極１７の形成はスルーホールメッキ、ビア電極等、プリント基板で常用されている方法で作成することができる。
【００２６】
このような基板１５に対して、コンデンサ素子１３を、陽極電極１６及び陰極電極１７と、コンデンサ素子１３の両端の陽極部及び陰極層とが、各々対応した位置で取り付ける。このため、コンデンサ素子１３の積層体の陽極端子が設けられた両端部分において、基板１５の絶縁体１８部分がはみ出すように搭載される。
【００２７】
［第８工程：積層体の樹脂モールド…図５］
このようにして基板１５に搭載したコンデンサ素子１３の積層体の全体を、エポキシ樹脂などのモールド樹脂１９を使用してモールドする。このモールド樹脂１９は、素体の陽極部の間隙に入り込んでも良い。
【００２８】
上述のように、コンデンサ素子１３の下面に取付けた基板１５において、コンデンサ素子１３の積層体の陽極端子が設けられた両端部分において、基板１５の絶縁体１８部分がはみ出すように搭載されているが、この樹脂モールドの際には、この基板１５のはみ出した部分を覆わず、ここに樹脂が載るようにモールドする。
【００２９】
［第９工程：モールド体の切断…図６］
コンデンサ素子１３の積層体の全体を樹脂モールドした後に、各コンデンサ素子１３の陽極部の一部を含む位置において、モールド樹脂と、絶縁体１８の上述したコンデンサ素子１３の積層体から、はみ出し部分を切断し、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、コンデンサ素子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。なお、この切り出し位置は、コンデンサ素子１３の陽極部を含む位置として、静電容量に寄与しない陽極部の大きさを最小のものとするようにする。
【００３０】
［１−２．本実施形態の作用効果］
以上のような工程を有する本実施形態は、コンデンサ素子１３を積層した後、これを、陽極電極１６及び陰極電極１７が、コンデンサ素子１３の両端の陽極部及び陰極層と、各々対応した位置に設けられた基板１５に搭載することによって、積層したコンデンサ素子１３を一度に樹脂モールドすることが可能となり、製造効率を高めることができる。
【００３１】
また、このように、コンデンサ素子１３の積層体全体に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。
【００３２】
さらに、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り、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】
［２．他の実施形態］
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。
【００３４】
（１）図２（Ａ）に示したコンデンサ素子１３を形成する場合に、本実施形態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。
【００３５】
（２）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。
【００３６】
（３）図２（Ａ）に示すようなコンデンサ素子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子１３ごとに切断することもできる。
【００３７】
（４）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子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の位置に配慮するか、あるいは個片状態のコンデンサ素子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。
【００３８】
（５）図７の実施形態は、個々のコンデンサ素子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子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、本実施形態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子に切断後に陰極部を形成することもできる。
【００３９】
（６）本実施形態の中では、第７工程において、積層体の最も下面に、基板１５を取付けた後に、第８工程を行っているが、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端子となる金属板片を取付ける箇所を露出させて、基板１５を接続してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
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…コンデンサ素子
１４…導電性接着剤
１５…基板
１６…陽極電極
１７…陰極電極
１８…絶縁体
１９…モールド樹脂
【図１】
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【図２】
2010239065.tif 000004
【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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