(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状または箔状の拡面化した弁作用金属を陽極体とし、前記陽極体の表面に形成した誘電体層と、前記誘電体層の表面に形成した固体電解質層となる導電性高分子層と、前記導電性高分子層の表面に形成したグラファイト層と、前記グラファイト層の表面に形成した導電体層である銀層とからなるコンデンサ素子を積層した表面実装薄型コンデンサであって、前記積層した前記銀層の間は空隙の状態であり、前記銀層の外周部の少なくとも一部を導電性テープにて覆い、前記銀層同士を電気的に接続したことを特徴とする表面実装薄型コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のコンデンサ素子を積層してなる表面実装薄型コンデンサに関し、特に低等価直列抵抗化（低ＥＳＲ化）のためのコンデンサ素子の電気的な接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の高周波化に伴い、電子部品や電気部品のプリント配線基板などに実装される表面実装薄型のデカップリング用コンデンサは、市場から益々低ＥＳＲ化を要求されるようになってきている。板状または箔状の拡面化した弁作用金属を陽極体とするコンデンサ素子を積層して構成される表面実装薄型コンデンサにおいて、低ＥＳＲ化を実現するためには、各コンデンサ素子の構成部品や材料の固有抵抗を低減させる必要があり、また、コンデンサ素子を積層して並列接続した場合、各コンデンサ素子の外周の陰極部を、電極全体にわたって低抵抗で接続させる必要がある。
【０００３】
図３は従来の表面実装薄型コンデンサ素子の斜視図であり、内部構造の一例を示している。また、図４は図３に示す従来の表面実装薄型コンデンサ素子の断面図であり、図４（ａ）はＡ−Ａ線に沿った断面図、図４（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った断面図である。なお、図３には側面部に塗布した導電性接着剤の部分にハッチングを施している。このような表面実装薄型コンデンサは、例えば、特許文献１に開示されている。図３及び図４において、板状または箔状の拡面化した弁作用金属を陽極体１とし、その陽極体表面に形成された誘電体層と、誘電体層上に形成された固体電解質層である導電性高分子層３と、導電性高分子層３の表面に形成されたグラファイト層４と、グラファイト層４の表面に形成した導電体層である銀層５とからなるコンデンサ素子を複数個積層して構成されている。なお、コンデンサ素子の陽極体１に形成された導電性高分子層３の両側にはレジスト層２が形成され、さらに陽極体１の端部には金属板６が接続され陽極部８が形成されている。
【０００４】
この表面実装薄型コンデンサの製造工程を図４を用いて説明する。まず、板状または箔状の拡面化した弁作用金属を陽極体１とし、この表面に誘電体層となる酸化皮膜を陽極酸化法などを用いて形成する。この陽極体１の中央部分１ａには、表面酸化皮膜を覆うように、導電性高分子層３を形成する。その後、導電性高分子層３の表面にグラファイト層４、銀ペーストによる銀層５を順次形成して陰極導体層とする。
【０００５】
一方、陽極体１の両端部の陰極導体層を形成していない部分については、先ず、絶縁性樹脂を主成分とするレジスト層２を導電性高分子層３の両端に隣接する隣接部分１ｂに形成する。その後、レジスト層２が形成された部分のさらに外側に延在する陽極体１の両端部分１ｃに金属板６を溶接にて接続して陽極部８を形成し、コンデンサ素子を得る。
【０００６】
次に、このコンデンサ素子を複数個積み重ねて積層構造にするが、各コンデンサ素子の銀層５の間には導電性接着剤９が塗布され、各々が電気的に接続した状態となっている。このとき、銀層５の積層する方向の対向した面だけではなく側面部にも導電性接着剤９を塗布し、各コンデンサ素子を電気的に接続する。陽極部８についても、互いに重なった各コンデンサ素子の両端部の陽極体１と金属板６を溶接などで接続することで、図４に示す積層構造が完成し、その後、陽極端子、陰極端子をそれぞれ、外部端子に接続し、外装ケースなどを設置して表面実装薄型コンデンが完成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】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】
【０００８】
しかしながら、従来技術は前述したように各コンデンサ素子の銀層の積層する方向の対向した面だけではなく側面部にも導電性接着剤を塗布するもので、各コンデンサ素子の銀層同士の並列接続における低ＥＳＲ化に対しては不十分であるという課題があった。本発明は、このような状況にあって、ＥＳＲをさらに低減した表面実装薄型コンデンサを供給することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明の表面実装薄型コンデンサは、板状または箔状の拡面化した弁作用金属を陽極体とし、前記陽極体の表面に形成した誘電体層と、前記誘電体層の表面に形成した固体電解質層となる導電性高分子層と、前記導電性高分子層の表面に形成したグラファイト層と、前記グラファイト層の表面に形成した導電体層である銀層とからなるコンデンサ素子を積層した表面実装薄型コンデンサであって、前記積層した前記銀層の間は空隙の状態であり、前記銀層の外周部の少なくとも一部を導電性テープにて覆い、前記銀層同士を電気的に接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の表面実装薄型コンデンサでは、コンデンサ素子を積層し銀層を電気的に接続する際に、積層したコンデンサ素子の銀層の外周部の少なくとも一部を帯状の導電性部材にて覆い接続することで、各コンデンサ素子の接続抵抗を低減でき、そのため従来技術の表面実装薄型コンデンサに比べ、低ＥＳＲの表面実装薄型コンデンサを得ることが可能となる。
【００１４】
また、各コンデンサ素子の接続抵抗を低減できることから、導電性部材は金属箔に導電性の粘着剤を備えた導電性テープや導電性接着剤を塗布した金属箔等を用いることが望ましい。
【００１５】
さらに、積層した銀層の間は空隙の状態とし、銀層の外周部の少なくとも一部を前述の導電性テープを用いて覆い、銀層を電気的に接続したことにより、各コンデンサ素子の接続抵抗を低減でき、そのため従来技術の表面実装薄型コンデンサに比べ、低ＥＳＲの表面実装薄型コンデンサを得ることが可能となる。また、銀層の間に導電性接着剤を塗布しないことで、使用材料、製品コストの削減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一の実施の形態における三端子型の表面実装薄型コンデンサ素子を示した斜視図。
【図２】図１の表面実装薄型コンデンサ素子の断面図であり、図２（ａ）はＡ−Ａ線に沿った断面図、図２（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図３】従来の表面実装薄型コンデンサ素子を示した斜視図。
【図４】図３の表面実装薄型コンデンサ素子の断面図であり、図４（ａ）はＡ−Ａ線に沿った断面図、図４（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は本発明の第一の実施の形態における三端子型の表面実装薄型コンデンサ素子を示した斜視図であり、図２（ａ）はＡ−Ａ線に沿った断面図、図２（ｂ）はＢ−Ｂ線に沿った断面図である。なお、図１には導電性テープ７の部分にハッチングを施している。図１および図２において、従来の表面実装薄型コンデンサと同様に、板状または箔状の拡面化した弁作用金属を陽極体１とし、その陽極体表面に形成された誘電体層と、誘電体層の表面に形成された固体電解質層である導電性高分子層３と、導電性高分子層３の表面に形成されたグラファイト層４と、グラファイト層４の表面に形成した導電体層である銀層５とからなるコンデンサ素子を複数個積層し、積層したコンデンサ素子の銀層５の外周部を導電性テープ７で覆い、電気的に接続して構成されている。なお、各コンデンサ素子の陽極体１の外側の両端には金属板６が接続されている。
【００１９】
本実施の形態のコンデンサは次のようにして製造される。まず、板状または箔状の弁作用金属を、塩酸などの塩化物水溶液にいれて化学的あるいは電気化学的にエッチングを行い、無数の空孔を形成して表面積を大きくする拡面化を施す方法、もしくは、板状、箔状に加工した弁作用金属を、同じ弁作用の金属の微粉末により両側から挟みこんでプレス成型した後に、高温真空中で焼結する方法により、厚さ方向の中央部に厚さ１０〜３００μｍの多孔質層を備えた陽極体１を形成する。ここで、弁作用金属としてはアルミニウム、タンタル、ニオブ等を用いることができる。
【００２０】
本発明の三端子型の固体電解コンデンサに用いるコンデンサ素子について、おもに図２を用いて説明する。厚み１００〜２００μｍのアルミニウム箔を塩酸の槽に投入し、電気化学的エッチングすることにより、表面積を２００倍程度に大きくする拡面化を行い、表面に深さ４０μｍ程度の多孔質層を備えた箔状の陽極体１を形成する。
【００２１】
次に、上記陽極体１の中央部分１ａの多孔質層の表面に、誘電体層となる酸化皮膜を陽極酸化法などを用いて形成する。例えば、電気化学的方法を用いることで化成処理を行い、誘電体層となる酸化皮膜を形成することができる。次に、この中央部分１ａの両側の隣接部分１ｂの表面に、絶縁性樹脂を用いてレジスト層２を形成する。レジスト層２の形成には、例えば、エポキシ樹脂をベースとする絶縁性樹脂を用いることができる。
【００２２】
さらに、上記の酸化皮膜が表面に形成された陽極体１の中央部分１ａを覆うように、導電性高分子層３を形成し、更にその表面にグラファイト層４を形成する。例えば、ポリピロールからなる導電性高分子層３を化学重合により形成し、さらに、その表面にグラファイト層４をスクリーン印刷により形成することができる。
【００２３】
つづいて、グラファイト層４が形成された部分を覆うように、銀ペーストを用いて印刷、転写などの方法により銀層５を形成する。
【００２４】
さらに、陽極体１の両端部分１ｃに金属板６を、抵抗溶接、レーザー溶接、超音波溶接などの方法で接続して陽極部８を形成し、コンデンサ素子を得る。ここで金属板６としては、銅、銅系合金等を用いることができるが、電子部品の端子として用いることのできる材料からなる板材であるならば、これに限定されるものではない。
【００２５】
その後、それぞれのコンデンサ素子を接続させる銀層５の面に、銀ペースト等の導電性接着剤９を塗布して複数個積層し、積層した銀層５の外周部を導電性テープ７を用いて覆い、銀層５を電気的に接続する。その後、積層体を積層方向に加圧しながら１００〜３００℃の加熱を行い、積層したコンデンサ素子の銀層５の間に塗布した導電性接着剤を硬化させる。
【００２６】
なお、銀層５の外周部を導電性テープ７で覆う割合は、ＥＳＲ低減に寄与させる点から出来るだけ大きくすることが望ましい。ここで、導電性テープは銅、銀、アルミニウム等の金属の箔に導電性の粘着剤を塗布したものであり、導電性が優れ、加熱条件、接着力等が満たされれば材質等は問わない。
【００２７】
さらに、陽極部８については、積層したコンデンサ素子の両端において陽極体１同士を金属板６を介して接続する。ここで、陽極体１と金属板６の接続方法は、レーザー溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接などがある。その後、陽極端子、陰極端子を外部端子に接続し、外装ケースなどを設置する。
【００２８】
以上のようにして、積層したコンデンサ素子の銀層の外周部を導電性テープで覆い、銀層を電気的に接続することによって、従来技術で積層したコンデンサよりＥＳＲをさらに低減した表面実装薄型コンデンサが完成する。
【００２９】
（実施の形態２）
つぎに、積層した銀層の外周部を金属箔で覆い、銀層を電気的に接続する形態を説明する。
【００３０】
陽極体に前述の処理を施して陰極部を形成し、コンデンサ素子の銀層を導電性接着剤を介して積層するまでは、実施の形態１と同様の工程をとる。金属箔としては金、銀、銅、アルミニウム等など展延性がよく導電性の優れたものを用いる。
【００３１】
銀層と金属箔の接続は、電気的接続を十分にするために、あらかじめ金属箔の接続面に、導電性のフィラーを分散した導電性接着剤を塗布した状態で行う。この導電性接着剤を塗布した金属箔を用いて、積層した銀層の外周部を覆い、銀層を電気的に接続し、最終的に加熱により固定させる。なお、導電性接着剤は、積層した銀層の外周面に塗布しておいても構わない。導電性接着剤としては、銀、金、銅、カーボン等の導電性のフィラーを有したものを用いる。よって、積層した銀層の間を接続させるのに用いた導電性接着剤と同様のものを用いても構わない。
【００３２】
つづいて、実施の形態１と同様に金属板を配置し、溶接により陽極部を形成した後、陽極端子、陰極端子を外部端子に接続し、外装ケースなどを設置する。
【００３３】
このようにして、積層したコンデンサ素子の銀層の外周部を導電性接着剤を塗布した金属箔で覆い、銀層を電気的に接続することによって、従来技術で積層したコンデンサより、ＥＳＲをさらに低減した表面実装薄型コンデンサが完成する。
【００３４】
（実施の形態３）
つぎに、積層した銀層の間は空隙の状態とし、銀層の外周部の少なくとも一部を前述の導電性テープを用いて覆い、銀層を電気的に接続する形態を説明する。
【００３５】
陽極体に前述の処理を施して陰極部を形成し、コンデンサ素子を得るまでは実施の形態１と同様の工程をとる。その後、コンデンサ素子を積層させる構造としては陽極体の端部に金属板を配置し溶接により陽極部を形成し固定した状態であり、積層する銀層の間には導電性接着剤を介さず空隙のままとする。
【００３６】
次に、積層した銀層５の外周部を実施の形態１と同様の導電性テープを用いて覆い、銀層を電気的に接続する。その後、積層体を積層方向に加圧することによって、積層したコンデンサ素子の銀層と導電性テープの密着性を高め、固定する。
【００３７】
つづいて、実施の形態１と同様に金属板を配置し溶接により陽極部を形成した後、陽極端子、陰極端子を外部端子に接続し、外装ケースなどを設置する。
【００３８】
このようにして、積層したコンデンサ素子の銀層銀層の間は空隙の状態で、銀層の外周部の少なくとも一部を前述の導電性テープを用いて覆い、銀層を電気的に接続し、従来技術で積層したコンデンサよりＥＳＲをさらに低減した表面実装薄型コンデンサが完成する。
【００３９】
ここまで、３つの形態を説明したが、実施の形態３の構造における導電性テープを金属箔に置き換えることも可能であり、これらの構造や導電性テープ、金属箔の選択は製品に必要とされるＥＳＲのレベル、コスト等を考慮し決定することが望ましい。
【実施例】
【００４０】
（実施例１）
本発明の三端子型の固体電解コンデンサに用いるコンデンサ素子について、おもに図２を用いて具体的に説明する。
【００４１】
長さ１５ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚み１５０μｍのアルミニウム箔を塩酸の槽に投入し、電気化学的エッチングすることにより、多孔質層を備えた箔状の陽極体１を形成した。
【００４２】
次に、上記陽極体１の中央部分１ａの多孔質層の表面に、誘電体層となる酸化皮膜を陽極酸化法を用いて形成し、両側の隣接部分１ｂの表面にエポキシ樹脂を用いてレジスト層２を形成した。
【００４３】
そして、導電性高分子層３を形成し、さらに、その表面にグラファイト層４と銀層５を順次形成した。
【００４４】
つづいて、陽極体１の両端部分１ｃに金属板６を、抵抗溶接で接続して陽極部８を形成し、コンデンサ素子を得た。さらに、それぞれのコンデンサ素子の銀層５の対向する面に銀ペーストの導電性接着剤９を塗布して積層させた。
【００４５】
そして、銅箔の基材と導電性の粘着剤からなる、厚み７０μｍで幅３．０ｍｍの導電性テープ７を用いて、積層した銀層５の外周部を覆い、銀層５を電気的に接続した。その後、積層方向に加圧しながら１５０℃で１時間加熱し、銀層５の導電性接着剤を硬化させた。なお、銀層５の外周部を導電性テープ７で覆った割合は外周部の面積の３０％とした。
【００４６】
その後、それぞれの陽極体１と金属板６を抵抗溶接で接続し、最後に、陽極端子、陰極端子を外部端子に接続し、外装ケースを設置した。
【００４７】
以上のようにして、積層したコンデンサ素子の銀層の外周部を導電性テープで覆い、銀層を電気的に接続し、ＥＳＲをさらに低減した表面実装薄型コンデンサが完成した。作製したサンプル数は５０個である。
【００４８】
（実施例２）
つづいて、厚み５μｍの銅箔を用いて、積層した積層体の銀層の外周部を覆い、銀層を電気的に接続したサンプルを作製した。なお、銀層と銅箔は電気的接続を十分にするために銅箔の接続面にあらかじめ導電性接着剤を塗布していた。その他の製造条件や構成部材は実施例１と同様とした。このサンプルも５０個作製した。
【００４９】
（実施例３）
つづいて、積層したコンデンサ素子の銀層の間は空隙の状態で、銀層の外周部の少なくとも一部を実施例１と同様の導電性テープを用いて覆い、銀層を電気的に接続したサンプルを作製した。その後、積層体を積層方向に加圧することによって、積層したコンデンサ素子の銀層と導電性テープの密着性を高め、固定した。その他の製造条件や構成部材は実施例１と同様とした。このサンプルも５０個作製した。
【００５０】
（比較例）
比較用として、積層した銀層の側面部にも導電性接着剤を塗布した、従来の構造を持った固体電解コンデンサを５０個作製した。なお、積層した銀層の外周部を導電性テープや金属箔で接続しない以外は実施例と同じとした。比較例のサンプルは５０個作製した。
【００５１】
本発明による実施例と比較例とのＥＳＲの測定結果を表１に示す。なお、ＥＳＲは公知の方法を用いて測定した。測定数は各５０個とした。
【００５２】
【表１】
0005642508.tif 000002
【００５３】
以上の方法にて試作した実施例および比較例のサンプルのＥＳＲを比較すると、実施例でもっともＥＳＲの大きい実施例３でも比較例と同等以上のＥＳＲの平均値が得られ、さらにＥＳＲの最も小さい実施例１では、比較例よりＥＳＲの平均値を１０％減少させることが可能となった。
【００５４】
以上、実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１    陽極体
１ａ    中央部分
１ｂ    隣接部分
１ｃ    両端部分
２    レジスト層
３    導電性高分子層
４    グラファイト層
５    銀層
６    金属板
７    導電性テープ
８    陽極部
９    導電性接着剤
【図１】
0005642508.tif 000003
【図２】
0005642508.tif 000004
【図３】
0005642508.tif 000005
【図４】
0005642508.tif 000006