(57)【要約】 【課題】  漏れ電流不良率を低減した積層型固体電解コンデンサを提供する。【解決手段】  表面に誘電体が形成された弁作用金属を陽極体１とし、陽極体１の陰極部に導電性高分子層５からなる固体電解質層、グラファイト層６と銀ペースト層７からなる陰極層が順次形成され、陽極体１の陽極部に陽極体端部より延伸する金属フレーム８が接続された固体電解コンデンサ素子が複数個積層され、金属フレームどうしが陽極体端部より延伸した部分で高温はんだ１０からなる導電材を介して接続される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に酸化皮膜からなる誘電体が形成された平板状の弁作用金属を陽極体とし、前記陽極体の陰極部に固体電解質層、陰極層が順次形成され、前記陽極体の陽極部に陽極体端部より延伸する金属フレームが接続された固体電解コンデンサ素子が複数個積層され、前記金属フレーム同士が陽極体端部より延伸した部分で導電材を介して接続されたことを特徴とする積層型固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記導電材が高温はんだまたは導電性接着剤であることを特徴とする請求項１に記載の積層型固体電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は各種電子機器に使用される積層型固体電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＰＵやメモリ、画像処理チップの高速化、高集積化、小型化により、コンデンサには低インピーダンス化、小型化、薄型化、高信頼性が要求されているが、従来は積層セラミックコンデンサを多数並列接続して使用することにより、この要求に応えているものがあった。
【０００３】
また近年、積層セラミックコンデンサ数十個を一つで置き換えられるような大容量、低インピーダンスの固体電解コンデンサの開発が促進されており、固体電解コンデンサ素子を並列に接続して積層する構造が採用されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、複数のコンデンサ素子の陽極部間に高さ調整用の金属フレーム（特許文献１ではスペーサーと記載）を配置し、積層した後に抵抗溶接して導通させることにより、抵抗溶接による折れ曲がり変形に伴うＬＣ不良を低減させる固体電解コンデンサが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２４３２５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１では金属フレームと固体電解コンデンサ素子の陽極部を積層した後、弁作用金属と金属フレームが交互に多層積層された積層型固体電解コンデンサ素子の陽極部を抵抗溶接にて一体に接合する際に、弁作用金属表面の酸化皮膜が大きな抵抗となって電流が流れにくくなり、一部でしか溶接されない、あるいは全く溶接されないという問題が発生していた。
【０００７】
この課題を解決するために、溶接電流を大きくしたり、レーザー溶接により溶接したりすることも考えられるが、このような方法によって溶接を行った場合には溶融した金属ヒュームが陽陰極間に飛散してショートが発生したり、飛散した金属ヒューム上の外装樹脂が薄くなり、気密性が低下したりする等の新たな問題があった。更に抵抗溶接やレーザー溶接によって金属フレーム付き固体電解コンデンサ素子の複数個を一体に接合する際に、各金属フレーム付き固体電解コンデンサ陽極部間に発生している隙間を押しつぶすように加圧して接合を行うため、加圧によるストレスで弁作用金属酸化皮膜にクラックが発生して漏れ電流不良が発生するという別の課題も有していた。
【０００８】
本発明は上述の問題を解決するためになされたものであり、その技術的課題は、陽極部の接続において良好な電気特性を確保し、且つ漏れ電流不良率を低減させるような積層型固体電解コンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願発明は上記課題を解決する手段を提供するものであって、その構成は以下のとおりである。
【００１０】
本発明の積層型固体電解コンデンサは、表面に酸化皮膜からなる誘電体が形成された平板状の弁作用金属を陽極体とし、前記陽極体の陰極部に固体電解質層、陰極層が順次形成され、前記陽極体の陽極部に陽極体端部より延伸する金属フレームが接続された固体電解コンデンサ素子が複数個積層され、前記金属フレーム同士が陽極体端部より延伸した部分で導電材を介して接続されたことを特徴とする。
【００１１】
また、前記導電材が高温はんだまたは導電性接着剤であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば積層型固体電解コンデンサにおける固体電解コンデンサ素子の金属フレーム同士の接続において、金属フレームが陽極体の端部より外側で、導電性接着剤や高温はんだを介して接続抵抗が低い金属フレーム同士と一定以上の接続面積を有して接続されているため、積層枚数を増やしても接続抵抗が低く抑えられ、積層型固体電解コンデンサの特徴である低ＥＳＲを十分引き出すことが可能であり、更に固体電解コンデンサ陽極部の接続に抵抗溶接やレーザー溶接を行わないため、積層型固体電解コンデンサ陽極部の加圧が無いので、加圧によるストレスで弁作用金属酸化皮膜にクラックが発生して漏れ電流不良が発生することも無く、漏れ電流不良率を低減することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
本発明では、粗面化された平板状の弁作用金属、例えばアルミの表面に陽極酸化により酸化皮膜からなる誘電体を形成した後、陽極部と陰極部の分断のためにエポキシ樹脂等からなるレジスト層を形成し、レジスト層によって分断された陰極部の陽極酸化皮膜上に固体電解質層、およびグラファイト層、銀ペースト層からなる陰極層を順次形成し、レジスト層によって分断された弁作用金属の残る部分の陽極部に陰極部側と反対側に、陽極体端部より延伸させるように配置させた金属フレームを超音波溶接してこれを金属フレーム付き固体電解コンデンサ素子とする。その後、金属フレーム付き固体電解コンデンサ素子を複数個積層し、陰極部は導電性接着剤にて接着、導通をとり、陽極部は高温はんだ（一度２２０度以上で溶融し、その後再凝固すると融点が２８０℃以上になるはんだを高温はんだと称する）または導電性接着剤にて接着、導通をとる。
【００１５】
このようにして金属フレーム付き固体電解コンデンサ素子の金属フレームは上下に積層され、隣接する他の金属フレーム付き固体電解コンデンサ素子の金属フレームと、弁作用金属からなる陽極体の外側の金属フレームの延伸部分で接続された固体電解コンデンサ素子積層体とする。その後外部端子接続のため、絶縁層の両面の銅箔が固体電解コンデンサ素子の陽極部、陰極部と同様の陰極、陽極パターンにエッチング等により形成され、絶縁層内をビアで接続した両面銅貼り基板に固体電解コンデンサ素子積層体を導電性接着剤にて接続、封止樹脂にて外装して積層型固体電解コンデンサとしている。
【００１６】
積層型固体電解コンデンサを両面銅貼り基板に接続する際は陰極部を導電性接着剤で接着した後、陽極部を高温はんだにて接続しても良い。更に金属フレーム付き固体電解コンデンサ素子を複数個積層し、陰極部のみ固体電解コンデンサ素子及び両面銅貼り基板と一度に導電性接着剤にて接続した後、固体電解コンデンサ素子積層体の陽極部の接続と両面銅貼り基板陽極部の接続を、高温はんだを用いて一度に接続しても良い。積層工程と両面銅貼り基板接続工程について、順序及び材料の組み合わせはこの限りではない。
【００１７】
さらに、積層型固体電解コンデンサの外装については両面銅貼り基板を用いても良いし、外部回路接続用のリードフレームが陽陰極部にそれぞれ接続され、外装樹脂で封止され、リードフレームが折り曲げられた構造であっても良い。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の実施例について、図面を用いて詳細を記載する。
【００１９】
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の積層型固体電解コンデンサの断面図である。まず、平板状のアルミ箔からなる弁作用金属の陽極体１を粗面化した陽極体拡面化層２を陽極酸化して陽極酸化皮膜３を形成した後、陽陰極の分断のため、レジスト層４を形成する。その後、陰極部となる陽極酸化皮膜３上に固体電解質となる導電性高分子層５を形成し、集電体としてグラファイト層６、銀ペースト層７を順次形成する。しかる後にレジスト層４で区切られた陽極部に、銅を母材としてニッケル、銅、銀メッキを順次メッキ処理した寸法０．８×４．３×０．１５ｍｍの金属フレーム８を陰極側とは反対方向に陽極体１の端部より０．１ｍｍ延伸し露出させて超音波溶接にて溶接し、寸法８．２×４．５×０．３ｍｍの金属フレーム付き固体電解コンデンサ素子とした。
【００２０】
その後、金属フレーム付き固体電解コンデンサ素子を５枚積層し、並列接続になるように陰極部どうしを導電性接着剤９にて接着させ、金属フレーム付固体電解コンデンサ素子の金属フレーム８に高温はんだ１０を塗布して２４０℃１０秒の雰囲気下で溶融させて陽極部同士を接着させ、固体電解コンデンサ素子積層体を得る。このようにして得た固体電解コンデンサ素子積層体を、外部端子接続のため、絶縁層の両面の銅箔が固体電解コンデンサ素子と同じ陰極、陽極パターンにエッチングされ、絶縁層内をビア１１で接続した両面銅貼り基板１２に固体電解コンデンサ素子積層体を導電性接着剤１３にて接続し、封止樹脂１４にて外装し寸法８．５×５．３×２．０ｍｍの積層型固体電解コンデンサとした。本実施例１の積層型固体電解コンデンサ３０個の周波数１００ｋＨｚにおけるＥＳＲ平均値と漏れ電流不良率を表１に示す。
【００２１】
（実施例２）
実施例２における積層型固体電解コンデンサは実施例１に示した積層型固体電解コンデンサに対し、弁作用金属からなる陽極体端面から延伸し露出させる金属フレームの距離を０．２ｍｍにしたものであり、これ以外の構成は実施例１と同様であるため、図面は省略する。このように構成された実施例２による積層型固体電解コンデンサ３０個の周波数１００ｋＨｚにおけるＥＳＲ平均値と漏れ電流不良率を表１に示す。
【００２２】
（実施例３）
実施例３における形態は実施例１に示した積層型固体電解コンデンサに対し、弁作用金属からなる陽極体端面から延伸し露出させる金属フレームの距離を０．３ｍｍにしたものであり、これ以外の構成は実施例１と同様であるため、図面は省略する。このように構成された実施例３による積層型固体電解コンデンサ３０個の周波数１００ｋＨｚにおけるＥＳＲ平均値と漏れ電流不良率を表１に示す。
【００２３】
（比較例１）
図２は従来技術で構成された比較例１の積層型固体電解コンデンサの断面図である。すなわち、比較例１における形態は実施例１に示した積層型固体電解コンデンサに対し、従来技術である弁作用金属からなる陽極体端面から露出させる金属フレームの距離を０ｍｍ（陽極端面から金属フレームを露出させない）にし、金属フレーム付き固体電解コンデンサ素子を複数個積層し、弁作用金属の陽極部と金属フレームが交互に積層された固体電解コンデンサ素子積層体の陽極部をレーザー溶接にて積層された陽極部と金属フレームを溶融接合したものであり、これ以外の構成は実施例１と同様である。このように構成された比較例１による積層型固体電解コンデンサ３０個の周波数１００ｋＨｚにおけるＥＳＲ平均値とＥＳＲ平均値と漏れ電流不良率を表１に示す。
【００２４】
（比較例２）
比較例２における形態は実施例１に示した積層型固体電解コンデンサに対し、弁作用金属からなる陽極体端面から露出させる金属フレームの距離を０ｍｍ(陽極端面から金属フレームを露出させない)にしたものであり、これ以外の構成は実施例１と同様であるため、図面は省略する。このように構成された実施例３による積層型固体電解コンデンサ３０個の周波数１００ｋＨｚにおけるＥＳＲ平均値と漏れ電流不良率を表１に示す。
【００２５】
【表１】
2010097968.tif 000003
【００２６】
このように、本発明を用いて作製した積層型固体電解コンデンサは、従来技術で作製した積層型固体電解コンデンサに比べてＥＳＲを低く抑えることができ、且つ、漏れ電流不良率を低減させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１における積層型固体電解コンデンサの断面図。
【図２】従来技術で作製した比較例１の積層型固体電解コンデンサの断面図。
【符号の説明】
【００２８】
１    陽極体
２    陽極体拡面化層
３    陽極酸化皮膜
４    レジスト層
５    導電性高分子層
６    グラファイト層
７    銀ペースト層
８    金属フレーム
９    導電性接着剤
１０    高温はんだ
１１    ビア
１２    両面銅貼り基板
１３    導電性接着剤
１４    封止樹脂
１５    レーザー溶接部
【図１】
2010097968.tif 000004
【図２】
2010097968.tif 000005