(57)【要約】 【課題】  ＥＳＲが小さく、低背、低コストの積層型固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供すること。  【解決手段】  拡面化された板状又は箔状の弁作用金属の領域に陽極酸化皮膜が形成された弁作用金属陽極体１と、導電性高分子膜２の固体電解質層とを有するコンデンサ素子を積層接続した積層型固体電解コンデンサの製造方法において、導電性高分子膜２の固体電解質層を形成する前に、弁作用金属陽極体１の陽極酸化皮膜が形成された領域に陰極部１ａを設け、他領域に陽極部１ｃを設ける様に、互いを絶縁樹脂６により遮断して、陽極部１ｃのみを導電ペースト９ｂにより接合して弁作用金属陽極体１の積層構造体を形成する工程と、その積層構造体の陰極部１ａに導電性高分子膜２を重合により形成することで各々の陰極部１ｃを接合する工程とを含む。【選択図】  図１
2006032516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状又は箔状の弁作用金属を拡面化して陽極酸化皮膜を施してなる陽極体と、導電性高分子の固体電解質層とを有するコンデンサ素子が積層接続されてなる積層型固体電解コンデンサにおいて、積層方向に隣接するコンデンサ素子の陰極側は前記陽極酸化皮膜上に形成された導電性高分子により連結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】
１つの陽極端子と１つの陰極端子とを有する２端子構造、又は２つの陽極端子と１つの陰極端子とを有する３端子構造を備えることを特徴とする請求項１記載の積層型固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記コンデンサ素子の積層体の周縁部に表出した前記導電性高分子の面はグラファイト層及び／又は銀ペースト層によって被覆され、積層端の一方での前記導電性高分子の層はグラファイト層及び／又は銀ペースト層を介して陰極用金属板に接続されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の積層型固体電解コンデンサ。
【請求項４】
前記導電性高分子の単量体は、アニリン、ピロール、チオフェン、又は、その誘導体であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の積層型固体電解コンデンサ。
【請求項５】
拡面化された板状又は箔状の弁作用金属の表面領域に陽極酸化皮膜が形成されてなる陽極体と、導電性高分子の固体電解質層とを有するコンデンサ素子を積層してなる積層型固体電解コンデンサの製造方法において、前記導電性高分子の固体電解質層を形成する前に、前記陽極体の陽極酸化皮膜が形成された表面領域を陰極部とし、他の表面領域に陽極部を設け、互いを絶縁材により遮断して、前記陽極部のみを導電ペースト又は溶接により接合して前記陽極体の積層構造体を形成する工程と、前記積層構造体の陰極部に導電性高分子を重合によって形成することで各々の陰極部を接合する工程とを含むことを特徴とする積層型固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項６】
１つの陽極端子と１つの陰極端子とを有する２端子構造、又は２つの陽極端子と１つの陰極端子とを有する３端子構造となる様に前記陽極部及び陰極部を形成することを特徴とする請求項５記載の積層型固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項７】
積層されたコンデンサ素子の積層端の一方での前記導電性高分子の層をグラファイト層及び／又は銀ペースト層を介して陰極用金属板に接続することを特徴とする請求項５又は請求項６記載の積層型固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項８】
前記導電性高分子の単量体を、アニリン、ピロール、チオフェン、又は、その誘導体から選択することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれかに記載の積層型固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項９】
拡面化された板状又は箔状の弁作用金属の表面領域に陽極酸化皮膜が形成されてなる陽極体と、導電性高分子の固体電解質層とを有するコンデンサ素子を積層してなる積層型固体電解コンデンサの製造方法において、前記陽極体の陽極酸化皮膜が形成された表面領域を陰極部とし、他の表面領域に陽極部を設け、前記陽極酸化皮膜上に導電性高分子の層を形成する工程と、前記陽極部のみを導電ペースト又は溶接により接合して前記陽極体の積層構造体を形成した後で、積層方向に隣接する前記導電性高分子の層をグラファイトペーストで接続する工程とを含むことを特徴とする積層型固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１０】
拡面化された板状又は箔状の弁作用金属の表面領域に陽極酸化皮膜が形成されてなる陽極体と、導電性高分子の固体電解質層とを有するコンデンサ素子を積層してなる積層型固体電解コンデンサの製造方法において、前記陽極体の陽極酸化皮膜が形成された表面領域を陰極部とし、他の表面領域に陽極部を設け、前記陰極部の陽極酸化皮膜上に導電性高分子の層及びグラファイトの層を順次形成する工程と、前記陽極部のみを導電ペースト又は溶接により接合して前記陽極体の積層構造体を形成した後で、積層方向に隣接する前記グラファイトの層を銀ペーストで接続する工程とを含むことを特徴とする積層型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】
本発明は高分子の電解質を用いた積層型固体電解コンデンサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高分子の電解質を用いた積層型の固体電解コンデンサとしては、図３に示すものがある（以下、これを従来技術と呼ぶ）。図３に示す従来技術による積層型固体電解コンデンサ１１０は、３端子伝送線路素子タイプと呼ばれている。この従来技術による積層型固体電解コンデンサ１１０は、導電性高分子膜２を固体電解質としており、弁作用金属の表面に陽極酸化皮膜を形成して、弁作用金属陽極体１とし、絶縁樹脂６を境界領域のレジスト形成部１ｂに形成し、陽極部１ｃと陰極部１ａとに完全に分離し、その後、陰極部１ａを覆うように導電性高分子膜２を形成し、さらにその周囲にグラファイト層３、銀ペースト層（陰極層）４を順次形成して単位素子としている。この単位素子を３個重ね、陽極部を導電ペースト９ｂで接続し、陰極部１ａを銀ペースト層４で接続して積層させ、陽極部１ｃと陽極端子用金属板１０を導電ペースト９ｂで接合して陽極端子とする。また陰極層である銀ペースト層４の上側とその周囲を熱接着性樹脂含浸テープ５ａで覆い、さらに、その上側を、補強板７で覆い、他方、底面側の銀ペースト層４の下側は、孔部５ｃを設けた熱接着性樹脂含浸テープ５ｂで覆い、この孔部５ｃに導電ペースト９ａを充填後、陰極端子用金属板８で覆って、陰極端子を形成し、積層型コンデンサとしている。
【０００３】
このように積層する単位素子の各々で、導電性高分子膜の上にグラファイト層、銀ペースト層を順次形成した後、積層接続する方法は一般的であり、例えば特許文献１に開示された積層型固体電解コンデンサにおいても、そのような積層接続が行われている。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１６８８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術に開示されているような積層型コンデンサでは、図３に示したように、各素子にグラファイト界面、銀ペースト界面があり、また各素子間に接触界面が存在するため等価直列抵抗（ＥＳＲ）が高くなるという問題点を有する。
【０００６】
また、図３に示したように、各素子にグラファイト層、銀ペースト層があり、グラファイト層、銀ペースト層の厚みに相当する分、製品高さが高くなるという問題点もある。
【０００７】
さらに、グラファイト、銀ペーストの塗布が各素子に必要であり、材料費及び工数の低減が困難であるという問題点もある。
【０００８】
そこで、本発明の技術的課題は、ＥＳＲが小さく、低背、低コストの積層型固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することにある。  
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明の積層型固体電解コンデンサは、板状又は箔状の弁作用金属を拡面化して陽極酸化皮膜を施してなる陽極体と、導電性高分子の固体電解質層とを有するコンデンサ素子が積層接続されてなる積層型固体電解コンデンサにおいて、積層方向に隣接するコンデンサ素子の陰極側は前記陽極酸化皮膜上に形成された導電性高分子により連結されたことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明の積層型固体電解コンデンサにおいて、１つの陽極端子と１つの陰極端子とを有する２端子構造、又は２つの陽極端子と１つの陰極端子とを有する３端子構造を備えることを特徴とする。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明の積層型固体電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子の積層体の周縁部に表出した前記導電性高分子の面はグラファイト層及び／又は銀ペースト層によって被覆され、積層端の一方での前記導電性高分子の層はグラファイト層及び／又は銀ペースト層を介して陰極用金属板に接続されたことを特徴とする。
【００１２】
第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明の積層型固体電解コンデンサにおいて、前記導電性高分子の単量体は、アニリン、ピロール、チオフェン、又は、その誘導体であることを特徴とする。
【００１３】
第５の発明の積層型固体電解コンデンサの製造方法は、拡面化された板状又は箔状の弁作用金属の表面領域に陽極酸化皮膜が形成されてなる陽極体と、導電性高分子の固体電解質層とを有するコンデンサ素子を積層してなる積層型固体電解コンデンサの製造方法において、前記導電性高分子の固体電解質層を形成する前に、前記陽極体の陽極酸化皮膜が形成された表面領域を陰極部とし、他の表面領域に陽極部を設け、互いを絶縁材により遮断して、前記陽極部のみを導電ペースト又は溶接により接合して前記陽極体の積層構造体を形成する工程と、前記積層構造体の陰極部に導電性高分子を重合によって形成することで各々の陰極部を接合する工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
第６の発明は、第５の発明の積層型固体電解コンデンサの製造方法において、１つの陽極端子と１つの陰極端子とを有する２端子構造、又は２つの陽極端子と１つの陰極端子とを有する３端子構造となる様に前記陽極部及び陰極部を形成することを特徴とする。
【００１５】
第７の発明は、第５又は第６の発明の積層型固体電解コンデンサの製造方法において、積層されたコンデンサ素子の積層端の一方での前記導電性高分子の層をグラファイト層及び／又は銀ペースト層を介して陰極用金属板に接続することを特徴とする。
【００１６】
第８の発明は、第５から第７のいずれかの発明の積層型固体電解コンデンサの製造方法において、前記導電性高分子の単量体を、アニリン、ピロール、チオフェン、又は、その誘導体から選択することを特徴とする。
【００１７】
第９の発明の積層型固体電解コンデンサの製造方法は、拡面化された板状又は箔状の弁作用金属の表面領域に陽極酸化皮膜が形成されてなる陽極体と、導電性高分子の固体電解質層とを有するコンデンサ素子を積層してなる積層型固体電解コンデンサの製造方法において、前記陽極体の陽極酸化皮膜が形成された表面領域を陰極部とし、他の表面領域に陽極部を設け、前記陽極酸化皮膜上に導電性高分子の層を形成する工程と、前記陽極部のみを導電ペースト又は溶接により接合して前記陽極体の積層構造体を形成した後で、積層方向に隣接する前記導電性高分子の層をグラファイトペーストで接続する工程とを含むことを特徴とする。
【００１８】
第１０の発明の積層型固体電解コンデンサの製造方法は、拡面化された板状又は箔状の弁作用金属の表面領域に陽極酸化皮膜が形成されてなる陽極体と、導電性高分子の固体電解質層とを有するコンデンサ素子を積層してなる積層型固体電解コンデンサの製造方法において、前記陽極体の陽極酸化皮膜が形成された表面領域を陰極部とし、他の表面領域に陽極部を設け、前記陰極部の陽極酸化皮膜上に導電性高分子の層及びグラファイトの層を順次形成する工程と、前記陽極部のみを導電ペースト又は溶接により接合して前記陽極体の積層構造体を形成した後で、積層方向に隣接する前記グラファイトの層を銀ペーストで接続する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、陽極体の積層構造体をあらかじめ製作し、陰極部は重合によって形成する導電性高分子で各々接続することにより、従来技術では積層単位となるコンデンサ素子の各々において外側の陰極層に必要とされていたグラファイト層、銀ペースト層等が不要となり、陰極層の界面を少なくできる。その結果、ＥＳＲが小さく、低背、低コストの積層型固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することができる。また、陽極体の積層構造体を作製した後で、各素子の陰極部をグラファイト層あるいは銀ペースト層を用いて接続する場合でも、積層後に一括して行うことで工数の低減に役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は本発明の実施の形態１による積層型コンデンサの断面図である。この積層型固体電解コンデンサ１００は、長方形の平板状の固体電解コンデンサであり、図１はその長方形の面に垂直でかつ長手方向に平行な断面を示している。なお、複雑さを避けるためにハッチングを省略した部分もあるが、いずれの部分も断面形状を示している。この積層型コンデンサは、図３に従来例として示したものと同様に、３端子伝送線路素子タイプと呼ばれている。
【００２２】
本発明の実施の形態１による積層型固体電解コンデンサ１００は、導電性高分子膜２を固体電解質としており、板状又は箔状の弁作用を有する弁作用金属の表面をエッチング等により無数の空孔を形成して表面積を２００倍等に大きくする拡面化を施し、この拡面化した弁作用金属の、陰極部１ａとなる表面に陽極酸化皮膜を形成して、弁作用金属陽極体１とする。ここで、弁作用金属としては、タンタル、アルミニウム、ニオブ等を用いることができる。次に、この陽極酸化皮膜層表面の陰極部１ａと陽極部１ｃとを、レジスト形成部１ｂに形成した絶縁樹脂６により、完全に遮断し、かつ陽極部１ｃのみを導電ペースト９ｂあるいは溶接等で電気的に接合させることにより、前記陽極体の積層構造体を製作する。
【００２３】
その後、陰極部１ａを覆うように、導電性高分子膜２を形成し、この導電性高分子膜２により、重ねられた単位素子の陰極部１ａの間を接続した後、その積層構造体の外周部にグラファイト層３、銀ペースト層（陰極層）４を順次形成する。言い換えると、２つの側面、上面及び底面での導電性高分子膜２が表出した部分にグラファイト層３及び銀ペースト層（陰極層）４を形成する。その結果、図２に斜視図で示した積層素子が得られる。次に底面側の陽極部１ｃと陽極端子用金属板１０を導電ペースト９ｂで接合して陽極端子とし、陰極層としての銀ペースト層４の上側とその周囲を熱接着性樹脂含浸テープ５ａで覆い、さらに、その外側を補強板７で覆い、他方、底面側の銀ペースト層４の下側には、孔部５ｃを設けた熱接着性樹脂含浸テープ５ｂで覆い、この孔部５ｃに導電ペースト９ａを充填後、陰極端子用金属板８で覆って、陰極端子を形成し、積層型コンデンサとしている。
【００２４】
ところで、本発明の実施の形態においては、導電性高分子膜２には、その単量体が、アニリン、ピロール、チオフェン、又は、その誘導体である高分子膜を用いることができ、素子補強用の金属の補強板７及び陰極端子用金属板８としては、銅、銅系合金、ニッケル合金などの板材を用いることができるが、電子部品端子材料からなる板材であるならば、これらに限定されるものではない。また、熱接着性樹脂含浸テープとして、アクリル基材に、エポキシ樹脂を含浸したものを用いているが、樹脂基材に接着剤を含浸したものであるならば、特に限定されるものではない。また導電性高分子膜２が形成された積層構造体の外周部にグラファイト層３及び銀ぺースト層４を形成して陰極端子用金属板８との接続を行うことに代えて、グラファイト層３又は銀ぺースト層４のいずれかのみを用いて 陰極端子用金属板８との接続を行ってもよい。
【００２５】
上述した手順により、積層されたコンデンサ素子は、陰極層の各素子間に必要であったグラファイト層、銀ペースト層等が不要となる。このため、各素子のグラファイト、銀ペースト界面、また各素子間の接触界面を少なくでき、ＥＳＲの低減が可能となる。また、グラファイト層、銀ペースト層の厚みに相当する分、製品高さを低くすることができる。さらに、グラファイト、銀ペーストの塗布が積層構造体の外周部のみですむため、材料費の削減ができる。これにより、ＥＳＲが小さく、低背、低コストの積層型コンデンサの製造が可能となる。
【００２６】
次に本発明の実施の形態２を、図１を流用して説明する。弁作用金属陽極体１に、左側のみの陽極部１ｃと、左側のみのレジスト形成部１ｂと、陰極部１ａとを形成する。このように、一方の側にのみ陽極端子が接続される弁作用金属陽極体１を用い、他は実施の形態１と同様にして、２端子構造の積層型固体電解コンデンサを作製する。その結果、得られる効果は実施の形態１と同様である。ところで、陰極部からの引き出し端子数によっては、４端子構造なども可能であり、使用する周波数帯に応じて選択することができる。
【００２７】
ところで、上記の実施の形態では、陽極酸化皮膜の上に導電性高分子膜を形成する前に、各素子の陽極部を接続して、積層構造体を作製したが、それに代えて、陽極酸化皮膜上に導電性高分子膜を形成した後に、各素子の陽極部を接続して、積層構造体を作製し、その後、グラファイトペーストを用いて、積層方向に隣接する導電性高分子膜の間を接続してもよい。
【００２８】
さらには、積層される陽極体の陽極酸化皮膜上に導電性高分子膜及びグラファイト層を順次形成した後に、各素子の陽極部を接続して、積層構造体を作製し、その後、銀ペーストを用いて積層方向に隣接する導電性高分子膜の間を接続してもよい。
【００２９】
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、この実施の形態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、なしえるであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明に係る表面実装薄型の積層型固体電解コンデンサは、電子部品や電気部品のプリント配線基板等の基板に表面実装されるタイプの積層型固体電解コンデンサに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１による積層型固体コンデンサの断面図。
【図２】途中工程での積層素子を示す斜視図。
【図３】従来技術による積層型固体電解コンデンサの断面図。
【符号の説明】
【００３２】
１    弁作用金属陽極体
１ａ    陰極部
１ｂ    レジスト形成部
１ｃ    陽極部
２    導電性高分子膜
３    グラファイト層
４    銀ペースト層（陰極層）
５ａ，５ｂ    熱接着性樹脂含浸テープ
５ｃ    孔部
６    絶縁樹脂
７    補強板
８    陰極端子用金属板  
９ａ，９ｂ    導電ペースト
１０    陽極端子用金属板
１００，１１０    積層型固体電解コンデンサ
【図１】
2006032516.tif 000003
【図２】
2006032516.tif 000004
【図３】
2006032516.tif 000005