(57)【要約】【課題】薄型で部品配置の自由度に優れ、構造と製造工程が単純で製造効率と信頼性に特に優れる固体電解コンデンサおよびその製造方法を提供する。【解決手段】一方がエッチングされた弁金属からなる金属板にエッチング層と誘電体酸化膜を形成して前記誘電体酸化膜に固体電解質層と陰極層を搭載する固体電解コンデンサであって、前記弁金属からなる前記金属板の片面をエッチング処理により前記エッチング層を形成して拡面処理し、前記拡面処理した前記金属板の端部の前記エッチング層の一部を部分的に圧下し、少なくとも、前記エッチング層に誘電体酸化皮膜を形成し、前記金属板のエッチングを施していない面に前記金属板よりも大きな銅板を貼り付け、前記銅板を前記金属板の側面及び圧下部を覆うように折り曲げて陽極端子を形成することを特徴とする。【選択図】図１
2014072446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁金属板からなる陽極体の少なくとも一面に多孔質層を有し、該多孔質層の表面に誘電体酸化皮膜を形成し、該誘電体酸化皮膜の上の固体電解質層、陰極層を順次形成してなる固体電解コンデンサにおいて、
陽極体の少なくとも一方面の全領域にわたり形成した多孔質層の周辺端部を圧下して形成した稠密構造の陽極端子下地部を有し、
該圧下方向の反対面に配置された銅板を有し、
前記銅板を前記金属板の側面及び陽極端子下地部を覆うように折り曲げて陽極端子を形成した固体電解コンデンサ。
【請求項２】
弁金属板からなる陽極体の少なくとも一面に弁金属の多孔質層を有し、該多孔質層に誘電体酸化皮膜を形成し、該誘電体酸化皮膜の上の固体電解質層、陰極層を形成してなる固体電解コンデンサの製造方法において、
陽極体の少なくとも一面側の全面にわたり多孔質層を形成する工程と、
形成した多孔質層の端部を圧下して、稠密構造の陽極端子下地部を形成する工程と、
該圧下方向の反対面に前記金属板よりも大きな銅板を配置する工程と、
前記銅板を前記金属板に沿って折り曲げて、前記金属板の側面及び陽極端子下地部を覆うようにして陽極端子を形成する工程と、
を含む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、薄型で部品配置の自由度に優れ、構造と製造工程が単純で製造効率と信頼性に特に優れた、固体電解コンデンサとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現代では、さまざまな電子回路の分野において、多様なコンデンサが用いられ、その一種として、等価直列抵抗（ＥＳＲ）が小さく、周波数特性に優れた固体電解コンデンサが広く利用されている。特許文献１は、従来の固体電解コンデンサとその製造方法の一例を示すもので、この例は、陽極体となる金属板に設けた凹部に固体電解質層などを設け個片に切断したもの二つで陰極体をサンドイッチするとともに陽極端子を取り付けるものである。
【０００３】
しかし、近年、パーソナルコンピュータなどデジタル機器の分野においては、低ＥＳＬ（等価直列インダクタンス）など特性改善の点で多端子型の固体電解コンデンサが求められるとともに、機器の小型化や、高速動作に対応した優れた過渡応答性の要請ともあいまって、より薄型で部品配置の自由度に優れた固体電解コンデンサが求められている。さらに、増大する需要への対応やコストなどの面から、製造効率をより一層改善する要請も大きい。
【０００４】
この点、上記のような従来の固体電解コンデンサは、個片二つで陰極体をサンドイッチしたり、陽極端子を取り付ける構造であり、製造効率の改善やサイズ上の薄型化にも限界があった。また、上記のような従来の固体電解コンデンサでは、サイズや形状の制約から、電流供給対象となるＬＳＩとは水平方向のずれた位置で基板へ実装することが必須となることから過渡応答性の改善に限界があり、この点からも、部品配置における自由度の増大が希求されていた。
【０００５】
上記の問題を解決するために、出願人は特許文献２として、弁金属からなる金属板表面に、金属板の長手方向に順列するように一又は二以上の凹部を形成し、前記凹部の内面に酸化皮膜層、固体電解質層、陰極端子部を順次形成し、前記金属板の長手方向における両端面に、陽極端子となる金属部材を接合し、隣接する凹部の間で前記金属板を、前記金属部材と共に切断することにより、個片の固体電解コンデンサを得る製造方法を提案している。
【０００６】
また、出願人は特許文献３として、弁金属からなる金属板表面に、銅層を形成した複合材の銅層の面よりアルミニウム地金が露出するように凹部を形成し、前記凹部の内面に酸化皮膜層、固体電解質層、陰極端子部を順次形成し、陰極端子部が銅層の面と同一面となるように陰極端子を配置した固体電解コンデンサを提案している。
【０００７】
しかしながら、上記のような固体電解コンデンサでは、金属板に凹部を形成し、この凹部を陰極部として形成しているが、この凹部の加工精度を保つために、切削加工やプレス加工に高度の精度が求められる。これは、金属板が薄くなれば、その課題は顕著なものとなる。
【０００８】
さらに、従来の固体電解コンデンサでは、金属板に凹部を形成した後に、凹部の内面を拡面処理して、静電容量の増大を図っていたが、この凹部の内面のみを拡面処理する工程が煩雑であった。
【０００９】
以上のように、上記のような従来の固体電解コンデンサでは、構造および製造方法の面で複雑であり、製造工程の煩雑さを引き起こす要因となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平３−２８４８１８号公報
【特許文献２】特開２００９−１９４２５８号公報
【特許文献３】特開２０１０−８７２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するもので、その目的は、薄型で部品配置の自由度に優れ、構造と製造工程が単純で製造効率と信頼性に特に優れる固体電解コンデンサおよびそ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】
前記の課題を解決するために、本発明に係る固体電解コンデンサは、弁金属板からなる陽極体の少なくとも一面に弁金属の多孔質層を有し、該多孔質層に誘電体酸化皮膜を形成し、該誘電体酸化皮膜の上の固体電解質層、陰極層を形成してなる固体電解コンデンサにおいて、陽極体の少なくとも一面側の全面にわたり形成した多孔質層の端部を圧下し、該圧下方向の反対面に前記金属板よりも大きな銅板を配置し、前記銅板を前記金属板の側面及び圧下部を覆うように折り曲げて陽極端子を形成することを特徴とする。
【００１３】
前記の課題を解決するために、本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、弁金属板からなる陽極体の少なくとも一面に弁金属の多孔質層を有し、該多孔質層に誘電体酸化皮膜を形成し、該誘電体酸化皮膜の上の固体電解質層、陰極層を形成してなる固体電解コンデンサの製造方法において、陽極体の少なくとも一面側の全面にわたり多孔質層を形成する工程と、形成した多孔質層の端部を圧下する工程と、該圧下方向の反対面に前記金属板よりも大きな銅板を配置する工程と、前記銅板を前記金属板に沿って折り曲げて、前記金属板の側面及び圧下部を覆うようにして陽極端子を形成する工程と、を含む固体電解コンデンサの製造方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る固体電解コンデンサにより、薄型で部品配置の自由度に優れ、かつ電気的特性として低ＥＳＬを図ることができ、過渡応答特性に優れた固体電解コンデンサを提供することができる。
【００１５】
また、本発明の固体電解コンデンサは構造が単純であり、製造工程の簡略化を図ることができるため、で製造効率と信頼性に特に優れる固体電解コンデンサを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法を示す工程図であって、（ａ）金属板の準備工程、（ｂ）多孔質層形成工程、（ｃ）圧下工程、（ｄ）誘電体酸化皮膜形成工程、（ｅ）銅板配置工程、（ｆ）銅板折り曲げ工程を示す。
【図２】本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法を示す工程図であって、（ｇ）固体電解質層の形成工程、（ｈ）陰極層の形成工程を示す。
【図３】本発明に係る固体電解コンデンサの形状、特に陽極端子の配置形状を示し、（ａ）陽極端子が矩形状の固体電解コンデンサの一辺にのみ形成されている場合、（ｂ）陽極端子が矩形状の固体電解コンデンサの対向する二辺に形成されている場合、（ｃ）陽極端子が矩形状の固体電解コンデンサの四辺に形成されている場合を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図１乃至３を用いて、本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法について工程ごとに詳細に説明する。
【００１８】
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の第一の工程は、金属板を用意する工程であり、図１（ａ）に示される。
【００１９】
まず、弁金属からなる金属板２を用意する。ここで、弁作属の種類はアルミニウムが望ましく、厚さは８０〜１０００μｍ程度のものを用いることができる。なお、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、チタン等の弁金属を用いることができる。
【００２０】
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の第二の工程は、多孔質層形成工程であり、図１（ｂ）に示される。
【００２１】
金属板２の片面をエッチングで拡面処理し、金属板の一面に多孔質層４（エッチング層４）を形成する。エッチング処理としては、電解コンデンサ用陽極体の製造方法として公知のエッチング法を用いることができる。
【００２２】
また、多孔質層の形成方法としては、アルミニウム板の上にアルミニウム粒子の蒸着により多孔質層を形成することも可能である。このような蒸着による多孔質層の形成方法としては、特開２００７−１２３８１６号公報に示した方法で、アルミニウム基材の上にアルミニウム粒子の蒸着による多孔質層４を形成することができる。
【００２３】
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の第三の工程は、陽極端子下地部を形成する圧下工程であり、図１（ｃ）に示される。
【００２４】
多孔質層４を形成した金属板２の端部を圧下して、多孔質体となっていた多孔質層４を稠密構造とする。この圧下して稠密構造とした部位は、後に説明する陽極端子８の下地（陽極端子下地部６ａ，６ｂ）となる。
【００２５】
なお、多孔質層４の圧下する箇所は、後に形成する陽極端子を形成する部分を圧下するものであり、図３に示すような固体電解コンデンサの陽極端子８の配置形状に合わせて種々の形態をとりうる。図３（ａ）〜（ｃ）いずれも、図面の左側が製造した固体電解コンデンサの外観形状、右側が金属板を圧下した状態を示す。
【００２６】
図３（ａ）は、陽極端子８が矩形状の固体電解コンデンサの一辺にのみ形成されている場合を示す。
【００２７】
図３（ｂ）は、陽極端子８が矩形状の固体電解コンデンサの対向する二辺に形成されている場合を示す。
【００２８】
図３（ｃ）は、陽極端子８が矩形状の固体電解コンデンサの四辺に形成されている場合を示す。
【００２９】
上記のような形状が考えられるが、少なくとも陽極端子８を形成する箇所を圧下すれば良い。ただし、陽極端子８を形成しない部位であっても、圧下しても良い。
【００３０】
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の第四の工程は、陽極酸化処理工程であり、図１（ｄ）に示される。
【００３１】
金属板２の少なくとも金属板２の多孔質層４を、陽極酸化処理により誘電体酸化皮膜１０を形成する。陽極酸化処理は、固体電解コンデンサの製造方法で通常用いられる陽極酸化処理方法によって行うことができる。
【００３２】
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の第五の工程は、銅板の配置工程であり、図１（ｅ）に示される。
【００３３】
金属板２の多孔質層４が形成された面の反対面に、銅板１２を貼り付ける。この銅板１２としては、厚さが２０〜１００μｍのものを用いると好適である。銅板１２を貼り付けて配置する手段としては、導電性接着剤による接着や、金属板２と銅板１２をプレスする圧着によって貼り付けることができる。なお、先の陽極酸化処理で、金属板２の多孔質層４が形成された面の反対面にも誘電体酸化皮膜が形成されていた場合には、その誘電体酸化皮膜層を除去することが望ましい。なぜなら、誘電体酸化皮膜は電気絶縁性を示すため、誘電体酸化皮膜層を介して金属板２と銅板１２を貼り合わせると、金属板２と銅板１２が電気的に絶縁状態となるか、電気抵抗が増大してしまうためである。
【００３４】
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の第六の工程は、銅板の折り曲げ工程であり、図１（ｆ）に示される。
【００３５】
銅板１２の大きさは、少なくとも金属板２の投影面積よりも大きく形成しておく。この大きさとしては、金属板２の投影面積＋金属板２の厚さ＋多孔質層４を形成した面での陽極端子８の幅の大きさとなる。そして、銅板１２を金属板２の側面および陽極端子下地部６ａ，６ｂに沿って折り曲げて陽極端子８を形成する。この際、銅板１２は、多孔質層４とは接触しないようにすることが必要となる。後に説明するように銅板１２は陽極端子となり、多孔質層４は陰極部となるため、これらの短絡を防止するためである。この陽極および陰極の分離のためには、銅板１２と多孔質層４を接触させないことのみでも足りるが、より確実な絶縁を図るためには、陽極端子下地部と、多孔質層の境界部を、絶縁樹脂からなるレジスト層２６を形成しておくことが好適である。
【００３６】
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の第七の工程は、固体電解質層の形成工程であり、図２（ｇ）に示される。
【００３７】
固体電解質層１４は、多孔質層４の誘電体酸化皮膜層１０の上に形成する。ここで、固体電解質層１４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、アニリンまたはそれらの誘導体等を、化学重合、電解重合など、公知の技術により形成すればよい。また、導電性高分子の微粒子を溶液に分散した導電性高分子分散液を酸化皮膜層の上に供給して、分散媒を除去して固体電解質層を形成しても良い。
【００３８】
化学重合、電解重合などの重合方法、また導電性高分子分散液を用いて固体電解質を形成する方法のいずれも液体を用いることが一般的に行われる。この際に多孔質層４に供給したモノマー溶液、酸化剤溶液、分散液等の固体電解質前駆体溶液を用いた場合でも、多孔質層４を圧下した陽極端子下地部６ａ、６ｂは稠密構造となっているため、固体電解質前駆体溶液が浸透することがない。このため固体電解質前駆体溶液は、多孔質体となっている多孔質層４にのみ供給され、この多孔質層４の内部およびその外表面に固体電解質層が形成される。
【００３９】
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の第八の工程は、陰極端子部の形成工程であり、図２（ｈ）に示される。
【００４０】
固体電解質層１４の上に、グラファイト層１６と銀ペースト層１８を形成し、これを介して陰極端子部２２を設ける。このグラファイト層１６と銀ペースト層１８自体は、固体電解コンデンサにおける公知技術と同様の方法で作成することができる。
【００４１】
この陰極端子部２２は、銀ペースト層１８の上にさらに銅メッキを施して構成することができる。また、銅等の金属を素材とする平板状の板材を、導電性接着剤で接続することも好適である。
【００４２】
また、陰極端子部２２は、陽極端子を形成している銅板の端面と同一の平坦面、もしくは略同一面を構成するように形成する。
【００４３】
さらに、必要に応じて固体電解コンデンサの側面を絶縁樹脂で被覆する。特に、固体電解質層が曝露されていると、水分により固体電解質層が劣化してしまうため、固体電解質層が曝露しないように、絶縁樹脂で被覆することが必要となる。
【００４４】
以上のように、本実施形態では、金属板２の誘電体酸化皮膜層１０、固体電解質層１４、陰極端子部２２といった固体電解コンデンサの各要素を金属板２の片面に集積構成することで、電流経路が短く過渡応答性に優れ、薄型で部品配置の自由度にも優れた固体電解コンデンサを優れた効率で製造可能となる。
【００４５】
また、陰極層を形成するために金属板２の凹部を形成する工程を省略できる。さらに、陽極を引き出す電極が金属板２に銅板１２を貼り付けて折り曲げる工程のみで作成することができるため、陽極端子８を形成する工程を簡略化することができ、工程の簡略化を図ることができる。
【００４６】
そして、本実施形態では、コンデンサとしての容量保持部である誘電体酸化皮膜１０と固体電解質層１４の界面に極めて近い位置に陰極端子部２２が形成される構造であり、容量保持部と陰極端子部と接続する回路パターンやＬＳＩ等のデバイスまでの距離が短く、コンデンサ内部の電流引回し経路が短縮される。このため、固体電解コンデンサ内部構造に起因するＥＳＲを低減させることができるとともに、過渡応答性が改善される。
【００４７】
特に、従来のようなサンドイッチ構造が不要となるため、固体電解コンデンサの薄型化と共に、上記のような単純かつ合理的な端子構造を用いることによって、小型化が実現され、実装面積が５ｍｍ四方程度まで縮小可能となる。また、陰極外部部の厚さや陽極端子の高さを制御し、陽極端子と陰極端子部の高さを同一平面位置に統一することで、全体を無駄のない同一平面形状とすることができる。このため、固体電解コンデンサを、電流供給対象であるＬＳＩに対して、基板との間や基板の裏面など、垂直方向に積層配置するなど配置や配線の自由度が一層増大し、過渡応答性が一層改善される。
【００４８】
さらに、上記のようにＬＳＩと近接して設置して電流経路が短縮されることと、実装される回路パターンやＬＳＩ等のデバイスの端子位置に合致するように、固体電解コンデンサの陽極端子や陰極端子の導出位置、サイズなどの条件を任意に設定することができるため、実装する回路パターンや接続されるＬＳＩ等のデバイスに対し最適な電極引き出し構造を実現できる。
【００４９】
以上本発明の好適な実施例について図面により説明したが、当業者であれば、上記の図面および説明に基づいて種々の変形をすることが可能であることはもちろんである。
【００５０】
（本発明の別の態様）
本発明では、上述した製造方法によるものに限定されるものでない。例えば以下に説明する製造方法によって固体電解コンデンサを製造しても良い。
【００５１】
出発原料として、予めアルミニウム板と銅板を貼り合せたアルミニウム−銅クラッド材を用意する。このアルミニウム−銅クラッド材の、アルミニウム側の面からエッチングを行って、多孔質層を形成する。そして、エッチング処理を施したアルミニウム−銅クラッド材を所定の大きさに切り出す。
【００５２】
さらに、切り出したアルミニウム−銅クラッド材の周辺部分の多孔質体を圧下するとともに、圧下した部分の外側のアルミニウムの不要部分を切削、除去などにより除去して、周辺の銅が露出し、中央にアルミニウムの多孔質体が形成された陽極体を作成する。
【００５３】
そして、この陽極体に誘電体酸化皮膜、および固体電解質、グラファイト層、銀ペースト層を順次形成し、さらに陰極端子部を形成する。
【００５４】
一方で、アルミニウム−銅クラッド材のアルミニウムが除去された周辺部の銅は、前述した銅板の折り曲げ工程と同様の方法で、陽極体の側面及び底面に沿って銅板を折り曲げて、陽極端子を形成する。
【００５５】
上記の方法も、本発明の態様の一つである。
【００５６】
なお、上述した別の態様では、陽極体に銅板を貼り付ける工程を、予めアルミニウム材と銅板を貼り合せたアルミニウム−銅クラッド材を用いることに置き換えたものである。
【符号の説明】
【００５７】
２    金属板
４    エッチング層（多孔質層）
６ａ、６ｂ    陽極端子下地部
８    陽極端子
１０    誘電体酸化皮膜
１２    銅板
１４    固体電解質層
１６    グラファイト層
１８    銀ペースト層
２２    陰極端子部
２６    レジスト層
【図１】
2014072446.tif 000003
【図２】
2014072446.tif 000004
【図３】
2014072446.tif 000005