(57)【要約】【課題】固体電解コンデンサにおいて過熱冷却による外装樹脂体の膨張収縮により、陰極端子に応力が加わり長時間使用後においてＥＳＲが上昇する。【解決手段】  本発明の固体電解コンデンサにおいて、陽極、前記陽極表面に形成された誘電体層、及び誘電体層上に形成された陰極層を有するコンデンサ素子と、陰極層と電気的に接続するための陰極端子と、コンデンサ素子を被覆するための外装樹脂体と、を備え、陰極端子の所定部分が陰極層と接続され、陰極端子の所定部分と外装樹脂体との間には熱硬化性樹脂からなる中間樹脂層が設けられており、中間樹脂層の熱膨張係数は１．０×１０−５／℃以上、５．０×１０−５／℃以下とすることにより、長時間使用後において、ＥＳＲの上昇を抑制することが可能な固体電解コンデンサを提供することができる。  【選択図】図１
2010087308.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極、前記陽極表面に形成された誘電体層、及び前記誘電体層上に形成された陰極層を有するコンデンサ素子と、
前記陰極層と電気的に接続するための陰極端子と、
前記コンデンサ素子を被覆するための外装樹脂体と、を備え、
前記陰極端子の所定部分が前記陰極層と接続され、
前記陰極端子の前記所定部分と前記外装樹脂体との間には熱硬化性樹脂からなる中間樹脂層が設けられており、前記中間樹脂層の熱膨張係数は１．０×１０−５／℃以上、５．０×１０−５／℃以下であることを特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記中間樹脂層の熱膨張係数は前記外装樹脂体の熱膨張係数よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記陰極端子の前記所定部分と前記陰極層とは導電性接着材により接続されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
前記中間樹脂層は前記陰極層に接続された前記陰極端子の前記所定部分を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１〜３に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
前記中間樹脂層及び前記外装樹脂体は、同一の成分の樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１〜４に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
前記中間樹脂層及び前記外装樹脂体は、エポキシ樹脂を主成分とすることを特徴とする請求項１〜５記載の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、外装樹脂体を有する固体電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の固体電解コンデンサの断面構成を図５に示す。
【０００３】
同図の固体電解コンデンサ２０は、陽極リード１が埋設された弁作用金属からなる陽極２と、陽極２を陽極酸化することにより形成した誘電体層３と、誘電体層３上に形成された陰極層４とからなるコンデンサ素子１０を有する。同図に示すように、固体電解コンデンサ２０は、露出した陽極リード１の端部に陽極端子７の一端が取り付けられ、陰極層４上の一部に配された導電性接着材５により陰極端子６の一端が取り付けられている。コンデンサ素子１０の周囲は外装樹脂体８により封止されている。このとき固体電解コンデンサ２０の下面及び側面において外装樹脂体８から陽極端子の他端７ａ及び陰極端子の他端６ａが露出するようにコンデンサ素子は外装樹脂体８により封止されている。
【０００４】
固体電解コンデンサ２０には、基板実装時のリフロー処理の際に２５０度以上の熱が加わる。この影響により、外装樹脂体８は一時的に膨張することになる。このリフロー後に、外装樹脂体８は常温に冷却されるので、このとき収縮することになる。このような膨張と収縮とによって、この固体電解コンデンサ２０内に応力が発生する。そこで、近年、外装樹脂体８と陰極端子６との間に発生した応力を緩和する中間層を形成することが提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１９６２７７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載の中間層は、固体電解コンデンサ内部における各材料の熱膨張率の差により発生した歪に応じて変形するように設けられたものであり、このように歪に応じて変形させることにより応力を緩和している。しかしながら、上記のような中間層を有する従来の固体電解コンデンサでは、中間層は応力に応じて変形するものに過ぎない。即ち、外装樹脂体が膨張した場合に、この膨張に応じて中間層が柔軟に変形するに過ぎなかった。このため、中間層は陰極端子とコンデンサ素子との接着強度を高めるように働くものではないため、陰極端子とコンデンサ素子との剥離を抑制するには限界があった。
【０００６】
従って、上述のような中間層を備えた従来の固体電解コンデンサでは、長期間使用の際に、陰極端子とコンデンサ素子の接続部の一部又は全部が剥離する不都合が解消されておらず、これによって等価直列抵抗（ＥＳＲ）が上昇する虞があった。
【０００７】
そこで、本発明は、長期間使用後においてもＥＳＲの上昇を抑制できる固体電解コンデンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかる固体電解コンデンサは、陽極、陽極表面に形成された誘電体層、及び誘電体層上に形成された陰極層を有するコンデンサ素子と、陰極層と電気的に接続するための陰極端子と、コンデンサ素子を被覆するための外装樹脂体と、を備え、陰極端子の所定部分が陰極層と接続され、陰極端子の所定部分と外装樹脂体との間には熱硬化性樹脂からなる中間樹脂層が設けられており、中間樹脂層の熱膨張係数は１．０×１０−５／℃以上、且つ、５．０×１０−５／℃以下であることを特徴とする。
【０００９】
尚、上記所定部分とは、陰極端子と陰極層とを接続する部分を含む部分である。
【００１０】
このような固体電解コンデンサでは、高温試験やリフローや高温環境での使用などにより固体電解コンデンサに熱が加えられたとしても、中間樹脂層が膨張することにより陰極端子に圧力を印加するので、この陰極端子がコンデンサ素子の陰極層に圧着することになる。これにより、陰極端子とコンデンサ素子との間の接着力を高めることが可能であるため、陰極端子とコンデンサ素子とが剥離することを抑制することができる。よって、長時間使用後においてもＥＳＲの上昇を抑制することができる。
【００１１】
本発明においては、中間樹脂層の熱膨張係数は外装樹脂体の熱膨張係数よりも大きいことが好ましい。
【００１２】
また、本発明においては、陰極端子の前記所定部分と陰極層とは導電性接着材により接続されていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明においては、中間樹脂層は陰極層に接続された前記陰極端子の前記所定部分を覆うように形成されていることが好ましい。
【００１４】
また、本発明における中間樹脂層及び外装樹脂体は、同一の成分の樹脂を主成分とすることが好ましい。
【００１５】
また、本発明における中間樹脂層及び外装樹脂体は、エポキシ樹脂を主成分とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、長時間使用後において、ＥＳＲの上昇を抑制することが可能な固体電解コンデンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１８】
図１は、本実施形態における固体電解コンデンサの内部を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示すＸ−Ｘ間における断面図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態における固体電解コンデンサ２０は、直方体の外形を有しており、基本的には、コンデンサ素子１０、陰極端子６、陽極端子７、外装樹脂体８（破線）及び中間樹脂層９を備えている。外装樹脂体８は、コンデンサ素子１０、中間樹脂層９、陰極端子６及び陽極端子７を覆うものであるが、陰極端子６の端部６ａ及び陽極端子７の端部７ａは露出している。中間樹脂層９は、コンデンサ素子１０の陰極層部分と電気的に接続された陰極端子６の所定部分である接続部α（中間樹脂層９で覆われた部分は一点鎖線で記載）と外装樹脂体８との間に配される。尚、本実施形態において、接続部αは本発明の「所定部分」の一例であり、この場合の所定部分とは、コンデンサ素子１０の陰極層４と接続されている陰極端子６の一端部分である。
【００２０】
そして、図２に示すように、コンデンサ素子１０は、線状の陽極リード１の一端側を埋設する弁作用金属からなる陽極２と、陽極２を陽極酸化することにより形成した誘電体層３と、誘電体層３上に形成された陰極層４とを有する。陰極層４は、誘電体層３側から電解質層４ａ、カーボン層４ｂ、及び銀ペースト層４ｃが順次、形成された積層構成を備えている。
【００２１】
図１に示すように、この実施形態の場合の陰極端子６は、帯状の金属板を折り曲げて形成されており、その一端部の下面が略直方体をなすコンデンサ素子の上面に接合（後述するように、導電性接着剤５によって機械的及び電気的に接続されている）されている。そして、図１及び図２に示すように、陰極端子６の端部６ａは外装樹脂体８の側面から下面にかけて露出しており、この露出箇所（特に下面）が基板との半田接続に用いられる。
【００２２】
また、図１及び図２に示すように、上記の陽極２から露出した陽極リード線１の他端側には、陽極端子７が取り付けられている。具体的には、この陽極端子７は、前述の陰極端子６と同様に、帯状の金属板を折り曲げて形成されており、その一端部の下面に、線状の陽極リードが溶接等により接続されている。尚、陽極端子７の端部７ａは、前述の陰極端子６の場合と同様に、外装樹脂体８の側面から下面にかけて露出しており、この露出箇所（特に下面）が基板との半田接続に用いられる。
【００２３】
本実施形態の固体電解コンデンサ２０が特徴とする中間樹脂層８について、以下に、詳述する。
【００２４】
斯かる中間樹脂層８が設けられる位置は、コンデンサ素子１０の外周を形成している陰極層４と陰極端子６との接続をなす陰極端子６の接続部αを覆う位置であり、陰極層４と外装樹脂体８との層間に設けられる。そして、その材質の特性としては、中間樹脂層８の熱膨張係数（α１）が１．０×１０-５／℃以上、５．０×１０-５／℃以下の範囲である。加えて、中間樹脂層９の熱膨張係数（α１）は外装樹脂体８の熱膨張係数（α１）よりも大きくなる条件を満たすものがこのましい。中間樹脂層８の材質としては、たとえば、上記の熱膨張係数（α１）の条件を満たすような熱硬化性樹脂を選んで使用することができる。
【００２５】
そして、本実施形態では図１及び図２に示すように接続部αと外装樹脂体８との間の中間樹脂層９は、陰極層４に接続された陰極端子６の所定部分を覆うように形成されている。尚、接続部αの一部しか中間樹脂層９で覆われていない場合であっても、この中間樹脂層９の膨張により陰極端子６とコンデンサ素子１０との接着を高めることができる程度の領域に中間樹脂層９が配されていればいい。
【００２６】
以下に、図１、図２を用いて、具体的な固体電解コンデンサの構成を説明する。
【００２７】
陽極２は、弁作用金属からなる金属粒子を成形し、それを焼結することにより形成した多孔質体で構成され、その内部に弁作用金属からなる陽極リード１の一部が埋設されている。陽極リード１は、陽極２と同種の金属を用いてもよいし、異なる弁作用金属を用いてもよい。ここで、陽極リード１及び陽極２を構成する弁作用金属としては、例えば、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などある。また、上述の弁作用金属を主成分とする合金を用いてもよい。
【００２８】
誘電体層３は、陽極２を陽極酸化することにより形成することができる。図２では陽極２表面に形成された誘電体層３を図示しているが、陽極２は上述のように多孔質体であるので、実際には多孔質体の内部の表面にも誘電体層３が形成されている。
【００２９】
電解質層４ａは、誘電体層３の表面上に形成されている。電解質層４aには、化学重合法や、電解重合法などにより形成した導電性高分子を用いることができる。電解質層４ａは、単一の層で形成しても良いし、複数の層で形成してもよい。導電性高分子の材料としては、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン及びポリフランなどが挙げられる。
【００３０】
電解質層４ａ上に形成されたカーボン層４ｂは、カーボン粒子を含む層により形成されている。カーボン層上に形成された銀ペースト層４ｃは、銀粒子を含む層により形成されている。
【００３１】
本実施形態において陰極層４は、電解質層４ａ、カーボン層４ｂ及び銀ペースト層４ｃ層から構成されている。尚、陰極層４の構成は、陰極として機能する構成であれば、これ以外の構成であってもよい。例えば、陰極層４をカーボン層４ｂ及び銀ペースト層４ｃの２層から構成しても良い。
【００３２】
陰極端子６と陰極層４とは、陰極端子６の接続部αと陰極層４との間に配された導電性接着材５により機械的及び電気的に接続されている。導電性接着材５としては、導電性を有する樹脂系の導電性接着材５を用いた。具体的な導電性接着材５の材料としては、銀とエポキシ樹脂とが混合された銀ペーストなどの材料が挙げられる。陽極端子７は、陽極リード１とスポット溶接などにより電気的に接続されている。陽極端子７及び陰極端子６の材料としては、銅、銅合金及び鉄‐ニッケル合金（４２アロイ）などが挙げられる。
【００３３】
中間樹脂層９は、熱膨張係数（α１）が１．０×１０-５／℃以上、５．０×１０-５／℃以下のエポキシ樹脂からなる熱硬化性樹脂から形成されている。エポキシ樹脂以外の材料としては、シリコーン樹脂やフッ素樹脂などが挙げられる。中間樹脂層９は、主剤、硬化剤及びフィラーを適宜配合することにより調整された樹脂を硬化することにより形成することができる。そして、中間樹脂層９の熱膨張係数（α１）は、フィラーの量を適宜配合することにより所望の熱膨張係数（α１）を得ることがきる。
【００３４】
外装樹脂体８は、中間樹脂層９の熱膨張係数よりも小さな熱膨張係数を有するよう形成されている。外装樹脂体８の材料としては、封止材として機能する材料が用いられ、具体的にはエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などが挙げられる。外装樹脂体８は主剤、硬化剤及びフィラーを適宜配合することにより調整された樹脂を硬化することにより形成することができる。そして、外装樹脂体８の熱膨張係数（α１）は、フィラーの量を適宜配合することにより所望の熱膨張係数（α１）を得ることがきる。
【００３５】
また、中間樹脂層９及び外装樹脂体８は同一成分の樹脂を含むことが好ましい。ここで同一成分の樹脂とは、例えば、樹脂の主剤として用いる材料がビフェニル型エポキシ樹脂やクレゾールノボラック型エポキシ樹脂など、主剤がエポキシ系樹脂であれば同一成分の樹脂となる。そして、さらに好ましくは、中間樹脂層９及び外装樹脂体８はエポキシ樹脂からなるほうがよい。
【００３６】
（作用及び効果）
本実施形態における固体電解コンデンサでは、陰極端子の一部である接続部α上に中間樹脂層９が形成されている。そして、中間樹脂層９の熱膨張係数（α１）は１．０×１０-５／℃、以上５．０×１０-５／℃以下で形成されている。
【００３７】
よって、高温試験やリフローや高温環境での使用などにより固体電解コンデンサ２０に熱が加えられたとしても、中間樹脂層９が膨張することにより陰極端子６に圧力を印加するので、この陰極端子６がコンデンサ素子１０の陰極層４に圧着することになる。従って、陰極端子６とコンデンサ素子１０との間に導電性接着材５を使用して、これらを接着する場合には、この導電性接着材５による接着力を高めることができるため、陰極端子６とコンデンサ素子１０とが剥離することを抑制することができる。従って、長時間使用後においてもＥＳＲの上昇を抑制することができる。
【００３８】
また、固体電解コンデンサの陰極端子の端部６ａ及び陽極端子の端部７ａを基板に実装する際、リフロー時における熱は、金属製の陰極端子６及び陽極端子７の端部６ａ、７ａからコンデンサ素子１０へ伝わりやすくなる。特に、陰極端子６は前述のようにコンデンサ素子１０と接触する面積が大きく、それだけ熱が加わりやすくなる。このような場合、熱により陰極端子６が膨張収縮し陰極端子６とコンデンサ素子１０との間の接着力が弱まる虞がある。本実施形態では、接続部α上に中間樹脂層９が形成されているので、陰極端子６から伝わった熱により中間樹脂層９が膨張し、陰極端子６とコンデンサ素子１０との間の接着力を効率よく高めることができる。
【００３９】
また、接続部αと陰極層４とは接続部αに配された導電性接着材５により接着されている。よって、中間樹脂層９の膨張による圧力は、より導電性接着材５へ加わり易くなる。従って、陰極端子６とコンデンサ素子１０との間に形成されている導電性接着材５の接着力を効率よく高めることができるため、陰極端子６とコンデンサ素子１０とが剥離することをより抑制できる。よって、長時間使用後においてもＥＳＲの上昇をさらに抑制できる。
【００４０】
また、本実施形態においては、接続部α上から陰極層上に跨る領域にかけて中間樹脂層９が形成されているため、陰極端子６とコンデンサ素子の接着力をより高めることができる。
【００４１】
また、熱膨張係数（α１）が１．０×１０-５／℃以上、５．０×１０-５／℃以下の中間樹脂層９を用いているため、中間樹脂層９の過度な膨張収縮により陰極端子６からコンデンサ素子１０に圧力が加わりすぎることを抑制することができる。もし、過度な膨張収縮が陰極端子６の接続部αに加わると、導電性接着材５及び陰極端子６の間や、導電性接着材５とコンデンサ素子１０の間の接着力が弱まる虞がある。本実施形態において熱膨張係数を５．０×１０-５／℃以下としているため、このような接着力の低下を抑制することができ、長時間使用後においてもＥＳＲの上昇をさらに抑制することができる。また、中間樹脂層９の過度な膨張により、接続部α近傍の誘電体層３にクラック（亀裂）などの欠陥が発生することを抑制でき、長時間使用時において漏れ電流を低減することができる。
【００４２】
また、中間樹脂層９は、陰極端子６の接続部α及び接続部αの近傍のコンデンサ素子上に形成され、コンデンサ素子１０の表面のその他の領域には形成されていない。よって、中間樹脂層９が膨張することによる圧力をコンデンサ素子全体に加わることを抑制することができる。従って、誘電体層３にクラックが発生することを抑制できるので、長時間使用時において漏れ電流を低減することができる。
【００４３】
加えて、中間樹脂層９の熱膨張係数は、外装樹脂体８の熱膨張係数よりも大きくなる条件を満たすものが好ましい。中間樹脂層９の熱膨張係数が、外装樹脂体８の熱膨張係数よりも大きい場合、中間樹脂層８が外部（外装樹脂体側）に膨張するのを外装樹脂体８がくいとめて、その膨張の圧力を陰極端子６に向かわせることができる。よって、導電性接着材５の接着力を効率よく高めることができ、長時間使用後においてもＥＳＲの上昇をさらに抑制できる。
【００４４】
加えて、中間樹脂層９及び外装樹脂体８は同一成分の樹脂からなることが好ましい。同一成分の樹脂を用いることで、中間樹脂層９及び外装樹脂体８の間の接着強度を高めることができる。これにより、中間樹脂層９が膨張した際に外部に膨張することをくいとめて、その膨張の圧力を陰極端子に向かわせることができ、中間樹脂層９と外装樹脂体８との間の接着力が低下することを抑制できる。よって、中間樹脂層９の膨張を効率よく導電性接着材５に伝えることができるため、導電性接着材５の接着力を高めることができる。従って、陰極端子６とコンデンサ素子１０との剥離をより抑制でき、長時間使用後においてもＥＳＲが上昇することをさらに抑制できる。
【００４５】
また、さらに好ましくは、中間樹脂層９及び外装樹脂体８はエポキシ樹脂からなるほうがよい。エポキシ樹脂を用いることにより、中間樹脂層９及び外装樹脂体８の間の接着強度を更に高めることができる。
【００４６】
（変形例１）
次に、本実施形態における変形例１について以下に説明する。尚、上述の実施形態と同様の部分については説明を省略する。
【００４７】
図３は変形例１に係る固体電解コンデンサ２０を説明するための模式図である。図３（ａ）は、本変形例における固体電解コンデンサの内部を模式的に示す斜視図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示すＹ−Ｙ間における断面図である。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、中間樹脂層８が設けられる位置は、コンデンサ素子１０の外周を形成している陰極層４と陰極端子６との接続をなす陰極端子６の接続部αの略全面を覆う位置であり、陰極層４と外装樹脂体８との層間に設けられる。本変形例では、接続部α上の一部が中間樹脂層９により被覆されていない。また、中間樹脂層９は、陰極端子６の接続部α上らか接続部α近傍の陰極層４上にかけて跨る領域の一部をなす所定部分に形成されている。
【００４８】
このように接続部αの全面が中間樹脂層９で覆われていない場合でも、接続部αの略全面が中間樹脂層９で覆われていれば、実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００４９】
また、中間樹脂層９は、陰極端子６の接続部α上から接続部α近傍の陰極層４上にかけて跨る領域の一部にも形成されている。よって、陰極端子６とコンデンサ素子の接着力をより高めることができる。尚、陰極端子６の接続部α上から接続部α近傍の陰極層４上にかけて跨る領域に形成されている中間樹脂層９は陰極端子６とコンデンサ素子の接着力を高める程度に塗布されていれば良い。
【００５０】
（変形例２）
次に、本実施形態における変形例２を説明するための模式図である。尚、上述の実施形態と同様の部分については説明を省略する。
【００５１】
図４は変形例２に係る固体電解コンデンサ２０を示す模式図である。図４（ａ）は、本変形例における固体電解コンデンサの内部を模式的に示す斜視図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すＺ−Ｚ間における断面図である。図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、中間樹脂層８が設けられる位置は、コンデンサ素子１０の外周を形成している陰極層４と陰極端子６との接続をなす陰極端子６の接続部αの一部分を覆う位置であり、陰極層４と外装樹脂体８との層間に設けられる。本変形例では、中間樹脂層９は、陰極端子６の接続部α上の一部にのみ形成されている。
【００５２】
このように接続部αの全面が中間樹脂層９で覆われていない場合でも、接続部αの略全面が中間樹脂層９で覆われていれば、実施形態と同様の効果を奏することができる。尚、中間樹脂層９は、中間樹脂層９が膨張することにより陰極端子６とコンデンサ素子１０との接着を高めることができる位置に配されていればよい。
【００５３】
尚、接続部αの一部しか中間樹脂層９で覆われていない場合であっても、この中間樹脂層９の膨張により陰極端子６とコンデンサ素子１０との接着を高めることができる程度の領域に中間樹脂層９が配されていればいい。
【００５４】
＜実施例１＞
（ステップ１）陽極の作製
１次粒子径が約０．５μｍのタンタル金属の粉末を用い、陽極リード１の一部を埋め込むように成型し、真空中で焼結することにより、高さ約４．４ｍｍ×幅約３．３ｍｍ×奥行き約１．０ｍｍの直方体からなるタンタル多孔質焼結体からなる陽極２を形成した。
【００５５】
（ステップ２）誘電体層の形成
上記の陽極２を、約６０℃に保持した約０．０１重量％の燐酸水溶液中において、約２０Ｖの定電圧で約１０時間陽極酸化を行うことによって誘電体層３を形成した。
【００５６】
（ステップ３）陰極層の形成及び端子の接続
陰極層４は電解質層４ａ、カーボン層４ｂ及び銀ペースト層４ｃから構成されている。まず、上記の誘電体層３の表面にポリピロールからなる電解質層４ａを化学重合法等により形成した。その後、電解質層４ａ上にカーボンペーストによりカーボン層４ｂを、銀ペーストにより銀ペースト層４ｃを順次形成した。
【００５７】
さらに、陰極端子６が導電性接着材５により陰極端子６の接続部αで接着されることにより、陰極端子６と陰極層４とは電気的に接続されている。陽極端子７は、陽極リード１とスポット溶接等により電気的に接続されている。
【００５８】
（ステップ４）中間樹脂層の形成
ステップ３において接続された陰極端子６の接続部βの略全域から陰極層４に跨る領域にかけて、熱膨張係数（α１）が１．２×１０-５／℃のエポキシ樹脂からなる中間樹脂層９を形成した。
【００５９】
以下に本実施例にかかる中間樹脂層９のより詳細な作製方法について説明する。
【００６０】
中間樹脂層９を構成するエポキシ樹脂は、主剤と、フィラー及び硬化剤により配合される。本実施例では、主剤としてビフェニル型エポキシ樹脂を１００重量部、フィラーとして約１．０μｍの球状シリカを２００重量部、硬化剤としてメチルテトラヒドロ無水フタル酸１０重量部を配合した液状のエポキシ樹脂を作製した。そして、上記液状のエポキシ樹脂を陰極端子６の接続部αの略全域から陰極層４に跨る領域にかけて塗布した。その後、エポキシ樹脂を１００℃３０分間の硬化処理を施すことにより硬化し、エポキシ樹脂からなる中間樹脂層９を形成した。この際、図２に示す接続部α上に形成された中間樹脂層９の厚みＡは硬化後１５０〜２００μｍとなるように形成した。
【００６１】
中間樹脂層９の熱膨張係数（α１）は、ＴＭＡ法（Ｔｈｅｒｍｏ‐ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ａｎａｌｙｓｉｓ）から求めることができる。本実施例における中間樹脂層９の熱膨張係数（α１）は、ＴＭＡ法を用いてＢｒｕｋｅｒ  ＡＸＳ社製ＴＭＡ４０００ＳＡにより測定した。
【００６２】
上記の測定を行うために、まず、厚さが１．０ｍｍ程度、直径が５．０ｍｍ以内となるような円柱状の測定用サンプルを作製した。この時、厚み方向における厚みの分布が均一となるよう測定用サンプルを作製した。
【００６３】
次に、測定用サンプルを装置に設置し、室温から１０℃／分の割合で上昇させ、厚さ方向の熱膨張（熱収縮）量を測定し、横軸に温度、縦軸に熱膨張（熱収縮）量として各測定点をプロットした図を作成する。熱膨張係数（α１）を求めるにあたって、まず、各測定点をプロットした図において、温度に対して最も低い温度で熱膨張量が変曲した点の前後において曲線に接線を引き、その交点からガラス転移点Ｔｇを求める。そして、ガラス転移点以下の温度領域における前述の接線の傾きから熱膨張係数（α１）を算出した。
【００６４】
（ステップ５）外装樹脂体の形成
ステップ４まで行ったコンデンサ素子１０の露出した表面、中間樹脂層９の露出した表面を覆うように外装樹脂体８を形成した。尚、この際、外装樹脂体８は、外装樹脂体８から陽極端子７及び陰極端子６の一部６ａ、７ａが露出するように形成されている。外装樹脂体８としては、主剤としてビフェニル型エポキシ樹脂１００重量部、フィラーとして約１．０μｍの球状シリカを８００重量部、硬化剤としてキシリレン型フェノール樹脂５０重量部を配合した封止材を用いた。外装樹脂体８は、この封止材をトランスファーモールド法により金型に注入し硬化することにより形成される。具体的には温度１６０℃にて予備加熱した上記封止材を圧力８０ｋｇ／ｃｍ２で金型に注入し、金型内で温度が１６０℃、時間が９０秒の条件で硬化させることにより熱膨張係数（α１）が０．７×１０-５／℃となる外装樹脂体８を形成した。この際、図２に示すコンデンサ素子１０上の外装樹脂体８の厚みＢは硬化後約５００μｍとなるように形成した。また、図２に示す接続部α上に形成された外装樹脂体８の厚みＣは硬化後約１５０〜２００μｍとなるように形成した。
【００６５】
尚、中間樹脂層９及び外装樹脂体８の熱膨張係数（α１）はフィラーの量を適宜調節することにより所望の範囲とするとこができる。例えば、熱膨張係数（α１）を小さくする場合は、フィラーの量を増やすことにより調整することができる。また、熱膨張係数（α１）を大きくする場合は、フィラーの量を減らすことにより調整することができる。
【００６６】
以上の工程により、実施形態に係る実施例１の固体電解コンデンサを作製した。
【００６７】
＜実施例２〜１３＞
上記ステップ４において、熱膨張係数（α１）が夫々１．４×１０-５／℃、１．６×１０-５／℃、１．８×１０-５／℃、２．０×１０-５／℃、１．０×１０-５／℃、２．２×１０-５／℃、２．５×１０-５／℃、３．０×１０-５／℃、３．５×１０-５／℃、４．０×１０-５／℃、４．５×１０-５／℃、５．０×１０-５／℃となるエポキシ樹脂からなる中間樹脂層９を用いる以外は実施例１と同様の方法で実施例２〜１３の固体電解コンデンサを作製した。
【００６８】
＜実施例１４＞
上記ステップ５において、熱膨張係数（α１）が１．２×１０-５／℃のエポキシ樹脂からなる外装樹脂体８を用いる以外は実施例１と同様の方法で実施例１４の固体電解コンデンサを作製した。
【００６９】
＜実施例１５＞
上記ステップ５において熱膨張係数（α１）が１．６×１０-５／℃のエポキシ樹脂からなる外装樹脂体８を用いる以外は実施例１と同様の方法で実施例１５の固体電解コンデンサを作製した。
【００７０】
＜実施例１６＞
上記ステップ４において、熱膨張係数（α１）が４．０×１０-５／℃となるエポキシ樹脂からなる中間樹脂層９を用い、且つ、上記ステップ５において熱膨張係数（α１）が１．６×１０-５／℃のエポキシ樹脂からなる外装樹脂体８を用いる以外は実施例１と同様の方法で実施例１６の固体電解コンデンサを作製した。
【００７１】
＜比較例１＞
上記ステップ４において、熱膨張係数（α１）が５．５×１０-５／℃となるエポキシ樹脂からなる中間樹脂層９を用いる以外は実施例１と同様の方法で比較例１の固体電解コンデンサを作製した。
【００７２】
＜比較例２＞
上記ステップ４において、熱膨張係数（α１）が６．０×１０-５／℃となるエポキシ樹脂からなる中間樹脂層９を用いる以外は実施例１と同様の方法で比較例２の固体電解コンデンサを作製した。
【００７３】
＜比較例３＞
上記ステップ４において、熱膨張係数（α１）が０．８×１０-５／℃となるエポキシ樹脂からなる中間樹脂層９を用いる以外は実施例１と同様の方法で比較例３の固体電解コンデンサを作製した。
【００７４】
＜比較例４＞
上記ステップ４において、熱膨張係数（α１）が０．７×１０-５／℃となるエポキシ樹脂からなる中間樹脂層９を用いる以外は実施例１と同様の方法で比較例４の固体電解コンデンサを作製した。
【００７５】
＜比較例５＞
上記ステップ４において、熱膨張係数（α１）が０．６×１０-５／℃となるエポキシ樹脂からなる中間樹脂層９を用いる以外は実施例１と同様の方法で比較例５の固体電解コンデンサを作製した。
【００７６】
＜比較例６＞
上記ステップ４を実施しない以外は実施例１と同様の方法で比較例６の固体電解コンデンサを作製した。
【００７７】
＜比較例７＞
上記ステップ４において、熱膨張係数（α１）が２０.０×１０-５／℃となるポリエチレン樹脂からなる中間樹脂層９を用いる以外は実施例１と同様の方法で比較例７の固体電解コンデンサを作製した
＜実施例１７＞
上記ステップ４において、熱膨張係数（α１）が４．０×１０-５／℃となるシリコーン樹脂からなる中間樹脂層９を用いる以外は実施例１と同様の方法で実施例１７の固体電解コンデンサを作製した。
【００７８】
＜実施例１８＞
上記ステップ４において、熱膨張係数（α１）が４．０×１０-５／℃となるシリコーン樹脂からなる中間樹脂層９を用い、且つ、上記ステップ５において熱膨張係数（α１）が１．６×１０-５／℃のシリコーン樹脂からなる外装樹脂体８を用いる以外は実施例１と同様の方法で実施例１８の固体電解コンデンサを作製した。
【００７９】
＜実施例１９＞
上記ステップ４において、熱膨張係数（α１）が４．０×１０-５／℃となるエポキシ樹脂からなる中間樹脂層９を用い、且つ、上記ステップ５において熱膨張係数（α１）が１．６×１０-５／℃のシリコーン樹脂からなる外装樹脂体８を用いる以外は実施例１と同様の方法で実施例１９の固体電解コンデンサを作製した。
【００８０】
（長期信頼性試験）
上記実施例及び比較例に係る固体電解コンデンサに対して、長期信頼性試験として熱サイクル試験を実施した。熱サイクル試験では、−５５℃で３０分間維持後に１０５℃で３０分間維持する処理を１サイクルとし、１０００サイクル実施した。
【００８１】
（ＥＳＲの測定）
熱サイクル試験実施前後において上記実施例及び比較例に係る固体電解コンデンサに対して１００ｋＨｚにおけるＥＳＲの測定を行った。
【００８２】
（漏れ電流の測定）
熱サイクル試験実施前後において上記実施例及び比較例に係る固体電解コンデンサに対して２．５Ｖの電圧を印加し、２０秒後の電流値を漏れ電流としその測定を行った。
【００８３】
（結果）
表１に熱サイクル試験後のＥＳＲ及び漏れ電流の評価結果を示す。熱サイクル試験後のＥＳＲ及び漏れ電流の値は、熱サイクル試験前の値を１００とした相対値で示している。
【００８４】
【表１】
2010087308.tif 000003
表１に示すように、実施例の固体電解コンデンサは比較例の固体電解コンデンサと比べ、ＥＳＲの増大が抑制された。
【００８５】
中間樹脂層の熱膨張係数（α１）が５．０×１０-５／℃より大きい比較例１及び２、中間樹脂層の熱膨張係数（α１）が１．０×１０-５／℃未満である比較例３〜５の固体電解コンデンサでは、熱サイクル試験後のＥＳＲが３倍以上増大した。比較例１及び２においては、中間樹脂層の熱膨張係数（α１）が５．０×１０-５／℃より大きいため、熱サイクル試験時の加熱冷却による過度な膨張収縮が導電性接着材と陰極端子の間や、導電性接着材とコンデンサ素子の間に加わることにより接着力が低下し、熱サイクル後のＥＳＲが上昇したと考えられる。比較例３〜５では中間樹脂層の熱膨張係数（α１）が１．０×１０-５／℃より小さいため、中間樹脂層の膨張量が十分でなく陰極端子とコンデンサ素子との接着力を高めることができなかったため熱サイクル後のＥＳＲが上昇したと考えられる。
【００８６】
また、中間樹脂層を設けない比較例６において、熱サイクル試験後のＥＳＲが更に増大した。比較例６においては、中間樹脂層が設けられていないため、導電性接着材の接着力を高めることができず、ＥＳＲが著しく上昇したと考えられる。
【００８７】
また、比較例７においては、中間樹脂層の熱膨張係数（α１）は２０．０×１０-５／℃であり５．０×１０-５／℃より極めて大きい中間樹脂層を用いたことで、熱サイクル試験後のＥＳＲの増大に加えて、漏れ電流の増大が確認された。ＥＳＲの増大については、中間樹脂層の膨張収縮量が過度に大きすぎたため、陰極端子と導電性接着材の剥離が発生し、ＥＳＲが増大したと考えられる。また、漏れ電流の増大については、熱膨張係数の大きい中間樹脂層の膨張収縮により誘電体層にクラック等が発生し漏れ電流が増大したと考えられる。
【００８８】
一方、実施例１〜１３においては、熱膨張係数（α１）が１．０×１０-５／℃以上、５．０×１０-５／℃以下となるよう中間樹脂層が形成されている。よって、高温試験やリフローや高温環境での使用などにより固体電解コンデンサ２０に熱が加えられたとしても、中間樹脂層９が膨張することにより陰極端子６に圧力を印加するので、この陰極端子６がコンデンサ素子１０の陰極層４に圧着できる。よって、陰極端子６とコンデンサ素子１０との間に形成されている導電性接着材５の接着力を高めることができるため、陰極端子６とコンデンサ素子１０とが剥離することを抑制できる。よって、長時間使用後においてもＥＳＲの上昇を抑制することができた。
【００８９】
また、中間樹脂層の熱膨張係数（α１）が１．０×１０-５／℃以上、５．０×１０-５／℃以下であるが、外装樹脂体の熱膨張係数が中間樹脂層の熱膨張係数より大きい又は等しい実施例１４及び１５の固体電解コンデンサでは、熱サイクル試験後のＥＳＲが３倍以下に抑制することができたが、漏れ電流が実施例１〜１３と比較し増大した。実施例１４及び１５は、外装樹脂体の熱膨張係数が中間樹脂層の熱膨張係数より大きい又は等しいため、外装樹脂体からコンデンサ素子に加わる応力が実施例１〜１３と比べ大きくなる。よって、実施例１４及び１５は、実施例１〜１３より漏れ電流が大きくなったと考えられる。この結果から、中間樹脂層の熱膨張係数は外装樹脂体の熱膨張係数よりも大きいことが好ましいことが確認できた。
【００９０】
また、実施例１１の熱サイクル試験前後のＥＳＲの相対値は、実施例１７と比べて約９０低減した。また、実施例１８の熱サイクル試験前後のＥＳＲの相対値は実施例１９と比べて２４低減した。実施例１１及び１８では、中間樹脂層９及び外装樹脂体８を同一成分の樹脂で形成している。これにより、実施例１１及び１８では、実施例１７及び１９と比較し、中間樹脂層９と外装樹脂体８との間の接着強度を高めることができた。よって、実施例１１及び１８では、実施例１７及び１９よりも中間樹脂層が膨張した際に外部に膨張することをくいとめて、その膨張の圧力を陰極端子に向かわせることができ、中間樹脂層と外装樹脂体との間の接着力が低下することを抑制できた。よって、中間樹脂層が膨張を効率よく導電性接着材５に伝えることができたため、長時間使用後においてもＥＳＲの上昇を抑制することができた。この結果から、中間樹脂層及び外装樹脂体は同一成分の樹脂で形成されていることが好ましいことが確認できた。
【００９１】
また、実施例１８の熱サイクル試験前後のＥＳＲの相対値は、実施例１６と比べ３６低減した。これは、中間樹脂層及び外装樹脂体にシリコーン樹脂を用いるよりも、エポキシ樹脂を用いた方が、中間樹脂層及び外装樹脂体の接着力を高めることができるため、中間樹脂層が膨張を効率よく導電性接着材に伝えることができた。よって、導電性接着材の接着力を高めることができ、長時間使用後においてもＥＳＲの上昇を抑制することができたと考えられる。この結果から、中間樹脂層及び外装樹脂体はエポキシ樹脂で形成することが好ましいことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】実施形態における固体電解コンデンサを説明するための斜視図である。
【図２】実施形態における固体電解コンデンサを説明するための断面図である。
【図３】変形例における固体電解コンデンサを説明するための模式図である。
【図４】変形例における固体電解コンデンサを説明するための模式図である。
【図５】従来における固体電解コンデンサを説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１    陽極リード
２    陽極
３    誘電体層
４    陰極層
４ａ  電解質層
４ｂ  カーボン層
４ｃ  銀ペースト層
５    導電性接着材
６    陰極端子
７    陽極端子
８    外装樹脂体
９    中間樹脂層
１０  コンデンサ素子
２０  固体電解コンデンサ
【図１】
2010087308.tif 000004
【図２】
2010087308.tif 000005
【図３】
2010087308.tif 000006
【図４】
2010087308.tif 000007
【図５】
2010087308.tif 000008