(57)【要約】【課題】  陽極部の溶接時にボイドやパーティクル発生の問題が生じない製造方法と、強固な陽極部接合構造を有する電解コンデンサを提供する。【解決手段】  弁金属の表面に拡面化層および誘電体層が形成された弁金属基体２の一部に陽極部１４および陰極部１３を形成して電解コンデンサ素体１を作製する工程、電解コンデンサ素体１の陽極部１４に開放部（開口部５）を設ける工程を含む。陽極部１４の開放部と陽極ランド部電極６とを溶接してもよいし、開放部に導電材料１９を充填して導電材料１９を溶解し陽極部１４の開放部と陽極ランド部電極６とを溶接してもよい。これにより、溶接時にボイドやパーティクル発生の問題が生じることなく電解コンデンサを製造することができる。【選択図】  図１
2006041447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に拡面化層および誘電体層が形成された弁金属基体を準備する工程、
前記弁金属基体の一部に陽極部を、その他の一部に陰極部を形成する工程、
前記陽極部の一部を除去し開放部を設ける工程、並びに、
前記陽極部の前記開放部近傍、及び被接続体の端子を接続する接続工程
を含むことを特徴とする電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
前記開放部は、貫通孔である請求項１に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項３】
前記開放部は、切り欠き形状である請求項１に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記開放部を含む領域に導電部材を載置する工程を含む請求項１ないし３のいずれか一項に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項５】
前記導電部材は、弁金属基体の材料よりも低い融点である請求項４に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項６】
前記導電部材は、アルミニウム、ニッケル又はステンレスを含む請求項４または５に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項７】
前記導電部材は、導電ペーストを含む請求項４または５に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項８】
前記被接続体の前記端子に貫通孔又は非貫通孔を設ける開口工程を含む請求項１ないし７のいずれか一項に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項９】
前記導電部材は、前記開放部及び前記端子の前記貫通孔又は非貫通孔に共通に挿入される請求項４ないし８のいずれか一項に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項１０】
前記接続工程は、前記開放部を含む部位に対してレーザ溶接をおこなう工程を含む請求項１ないし９のいずれか一項に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項１１】
前記接続工程は、前記導電部材を含む部位に対してレーザ溶接をおこなう工程を含む請求項４ないし１０のいずれか一項に記載の電解コンデンサの製造方法。
【請求項１２】
陽極部を有すると共に弁金属の表面に拡面化層および誘電体層が形成されてなる１つ以上の弁金属基体、
前記陽極部を除いて前記弁金属基体の周囲に形成された陰極部、並びに、
前記陽極部が接続される端子を有する被接続体を備え、
前記被接続体は、前記陽極部の一部を除去した開放部において接続されていることを特徴とする電解コンデンサ。
【請求項１３】
陽極部を有すると共に弁金属の表面に拡面化層および誘電体層が形成されてなる１つ以上の弁金属基体、
前記陽極部を除いて前記弁金属基体の周囲に形成された陰極部、
前記陽極部が接続される端子を有する被接続体、並びに、
前記陽極部及び前記被接続体の前記端子を接続する導電部材
を備え、
前記導電部材は、前記陽極部の厚さ方向全ての部分を貫通して設けられていることを特徴とする電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解コンデンサの製造方法及び電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
電解コンデンサを作製するために、まず基本構成要素である電解コンデンサ素子を形成する。このために、酸化皮膜を形成する能力を有するアルミニウム、チタン、タンタル等の金属、いわゆる弁金属を用意する。弁金属の箔を用いる場合、表面がエッチングによって多孔質化され、表面積が拡大された、いわゆる拡面化層を有する金属箔が用いられる。次に、この弁金属部を陽極酸化することにより、弁金属の表面に酸化皮膜を形成する。その後、実質的に陰極として機能する有機化合物等からなる電解質層を酸化皮膜上に形成し、グラファイトや銀等からなる導電体層を電解質層上に形成する。このようにして、電解コンデンサ素子が得られる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この電解コンデンサ素子を陽極ランド電極及び陰極ランド電極を有する基板上に搭載すると、基板型の電解コンデンサが得られる。電解コンデンサ素子を基板上に搭載する際には、電解コンデンサ素子の陽極部及び陰極部を、それぞれ基板の陽極ランド電極及び陰極ランド電極に接続する。また、複数の電解コンデンサ素子を基板上に重ねて搭載すると、多段積層型の電解コンデンサが得られる。
【０００４】
ここで、電解コンデンサ素子の陽極部を基板の陽極ランド電極と電気的に強固に接続するためには、陽極部を溶接する場合が多い。この溶接は微小領域の溶接が必要であるため、これまで抵抗化熱による点溶接がおこなわれており、金属板のレーザスポット溶接技術（例えば、特許文献２参照）の応用が検討されている。
【０００５】
こうした技術においては、拡面化箔の溶接個所から生じる飛散物及び電極間のボイド形成が問題となっている。従来の問題点を図２により説明する。
【０００６】
電解コンデンサ１００は、基板１１（被接続体）及び基板１１上に積層された複数の電解コンデンサ素子１を備える。電解コンデンサ素子１の各々は、弁金属基体２（例えば、アルミニウム、チタニウム等）の両面に陰極層３が形成されている。複数の電解コンデンサ素子１は、導電性接着剤層１０を介して基板１１上に積層されている。基板１１上には陽極ランド部電極６及び陰極ランド部電極７が設けられており、基板１１を貫通するスルーホール（ビアホール）８を介して、それぞれ陽極外部電極９、陰極外部電極１２に接続されている。基板１１及び電解コンデンサ素子１は、樹脂モールド（図示せず）で被覆固定されている。
【０００７】
電解コンデンサ素子１は、陰極層３が形成された陰極部１３と、弁金属基体２が露出した陽極部１４とに分かれている。すなわち、陰極部１３と陽極部１４とは、絶縁材４を境に分割され、相互の短絡が防止されている。
【０００８】
電解コンデンサ素子１の構造を、図３により更に詳細に説明する。一般に、弁金属基体２の表面には拡面化層１５が形成されている。この拡面化層１５は、図３の一部拡大図に示すように弁金属基体の表面に多数の細孔を設けた多孔質化層であり、これにより弁金属基体２の実効的な表面積が拡大される。拡面化層１５の表面には、弁金属基体２の酸化物からなる誘電体層（図示せず）が形成されている。また、拡面化層１５の表面は、陰極部１３においては細孔内部に陰極層３の材料（例えば、有機電解コンデンサの場合は導電性有機材料）が含浸した状態であり、陽極部１４においては拡面化層１５が誘電体層と共に露出した状態となっている。
【０００９】
図２に示すような積層構造を構成した場合、陽極部１４は陽極ランド部電極６の方向に湾曲され、積層されて陽極ランド部電極６に接続される。上述のように、接続には抵抗化熱溶接、レーザ溶接などのスポット溶接がおこなわれている。微細領域において、機械的強度が高く電気伝導性が確保された接続部を効率よく形成するためである。
【００１０】
この溶接により、弁金属基体２の材料と陽極ランド部電極６の材料とが溶融した溶融部１６が形成される。このとき、溶融部１６の内部とその近傍にはボイド１７が形成されることが多い。ボイド１７が存在することにより、陽極の接続部分における接続不良及び抵抗増大が生じる傾向にある。また、溶接の際に溶融した弁金属基体２の材料の一部は、比較的高温の溶融物として飛翔してしまう。こうした溶融物は、陰極部１３等に付着した場合にはその部分の高分子を熱により破壊してしまう場合がある。また、図２に示すように絶縁材４の部分に付着した場合（パーティクル１８）には、陰極部１３と陽極部１４との間のショートの原因となる場合がある。
【００１１】
この問題の解決手段として、陽極部を含む溶接部分に貫通孔を設けて、貫通孔部分を抵抗化熱溶接する技術（例えば、特許文献３）が提案されている。
【特許文献１】特許第３４２４２６９号公報
【特許文献２】特開平６−４５７５２
【特許文献３】特開２００４−８７８９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記問題の原因は、明確ではないが、表面が平滑な、いわゆるプレーン金属同士のレーザ溶接においてはこうした問題の報告が比較的少ないことから、拡面化層１５の孔の部分に含まれた気体が、レーザ溶接時の急激な過熱によって爆発的に体積を増加させ、そのエネルギー衝撃波による溶融した弁金属の飛翔や、その残留気体による空隙の形成を生ずるものと推測される。
【００１３】
この時、体積膨張しようとする気体が、拡面化層１５の細孔中で一旦圧縮されるため、いわゆるモンロー効果に類似の現象が起こって、体積膨張時のエネルギー衝撃波が高められるものとも推測される。したがって、溶接個所に空隙が存在すれば、いかなる溶接方法を用いたとしてもこの問題が生じると考えられる。この意味では、特許文献３に開示の技術によっても、こうした問題が生じる可能性は否定できない。
【００１４】
本発明は、陽極部の溶接時にボイドやパーティクル発生の問題が生じない製造方法と、強固な陽極部接合構造を有する電解コンデンサを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の課題を解決するため、本発明の電解コンデンサは、表面に拡面化層および誘電体層が形成された弁金属基体を用意し、その一部を陽極部として除いた上で、表面に陰極部を形成する工程によって電解コンデンサ素体を作製し、電解コンデンサ素体の陽極部の一部を除去し開放部を設け、その開放部近傍と被接続体の端子とを接続することにより製造される。
【００１６】
弁金属には、上述したアルミニウム、チタン、タンタルなどの金属を適宜選択して用いることができる。一般的に電解コンデンサの弁金属は拡面化層を有するものを用いた場合、電極面積の拡大により高い容量が得られるため好ましい。本発明における弁金属は、拡面化層を有するものを用いた場合において、拡面化層に保持された気体の膨張を回避できるため効果的である。加えて、平滑な表面を有する弁金属を用いた場合においても有効である。例えば、上述した複数個の電解コンデンサ素子を積層させた電解コンデンサにおいて、複数の平滑面を有する陽極部を積層させて接続する場合、各陽極部間の隙間に保持された気体の膨張を抑制することができる。
【００１７】
本発明の電解コンデンサの開放部は、陽極部に設けた貫通孔であってもよいし、陽極部の一部を除去した切り欠き形状であってもよい。この開放部近傍と被接続体の端子とを溶接した場合、開放部の端面には拡面化層の凹部に保持された気体（例えば、大気）がほぼ存在しないため、溶接時に急激な気体の膨張を抑制することができる。
【００１８】
本発明は、単数の電解コンデンサ素子の陽極部と被接続体の端子とを接続する場合にも有効であるが、複数の電解コンデンサ素子の陽極部と被接続体の端子とを接続する場合において特に効果的である。電解コンデンサは複数の電解コンデンサ素子を積層して用いる場合が多く、その場合複数の陽極部を積層した状態で接続端子と溶接する必要がある。積層された陽極部の拡面化層には、その積層枚数に応じた量の気体が保持されており、気体の量とともに溶接時の膨張の影響は顕著になる。本発明の実施により、溶接時の気体の膨張は陽極部の積層枚数によらず回避することができる。
【００１９】
開放部を貫通孔とする場合の形成方法は、必要な直径の貫通孔を必要な個数形成することができる方法であれば適宜選択して用いることができる。ここで「必要な直径」とは貫通孔内部あるいはその近傍において溶接を行うのに必要な直径をいい、後述のように導電部材を載置する場合にはそのために必要な直径をいう。標準的な大きさの電解コンデンサの場合、例えば、０．０５〜０．５ｍｍの大きさであることが好ましい。また、「必要な個数」とは積層した陽極部が固定後に再剥離しないように保持可能とするため必要な個数をいい、素子に必要な強度と陽極部の大きさとから一義的に導かれる数である。これは製品ごとに適宜選択されることが好ましいが、例えば、陽極部の大きさが１．５ｍｍ×３．５ｍｍであった場合、３個の貫通孔を設けることができる。
【００２０】
具体的な貫通孔の形成方法は、例えば、硬度の高い針等の押し込みにより行うことができる。また、必要な直径の細いドリル刃（いわゆる「ピンバイス」）により開孔してもよい。
【００２１】
開放部を切り欠き形状とする場合の形成方法は、くさび状平面構造を有する微小な切削器具によって、一方が開放されたくさび状の切り込みを設けてもよい。
【００２２】
陽極部に開放部を設ける工程は、陽極部と接続端子との溶接を行う前であれば、電解コンデンサ製造工程のどの時点で行ってもよい。例えば、単数もしくは複数の陽極部を溶接のために接続端子上に保持した際に、貫通孔もしくは切り欠き形状を形成してもよい。また、弁金属を弁金属基体の形状に切断加工する際に、貫通孔もしくは切り欠き形状を形成してもよい。電解コンデンサ素体は、生産効率を向上させるために比較的大型の弁金属基体に複数個の陰極部及び陽極部を形成し、これらを切出して用いる場合が多い。その場合、電解コンデンサ素子を製造時のフレームから切断分離して単体の電解コンデンサ素子とする際に、切断器具に陽極部の貫通孔あるいは切り欠き形状を設け、切断の際に同時に貫通孔もしくは切り欠き形状を形成することができる。上記以外の方法であっても、少なくとも陽極部と接続端子との溶接を行う時点で陽極部に開放部が設けられているならば、開放部形成の工程の順序に制限は無い。
【００２３】
本発明の電解コンデンサの製造方法には、上述した開放部の形成と並んで、被接続体の端子（陽極ランド部電極）に対しても貫通孔又は非貫通孔を設ける開口工程が含まれることが望ましい。これにより、陽極ランド部電極にも導電材料が保持されるため、陽極ランド部の溶接を強固におこなうことができる。
【００２４】
本発明の電解コンデンサの製造方法における接続工程は、陽極部の開放部又は開放部近傍部分及び被接続体の端子に設けた貫通孔又は非貫通孔に導電部材を挿入する工程を含むことが好ましい。このとき、導電部材は、陽極部に設けた開放部の内部（切り欠き形状の場合はくぼみ部分）などの、開放部の近傍に載置するのが好ましい。導電部材を陽極部の開放部の近傍に載置して、導電部材を溶解させて陽極部と陽極ランド部電極とを溶接することによって、ボイドやパーティクルの問題を生ずることなく、陽極部と陽極ランド部電極とを強固に接続することができる。導電部材の溶融の際には、拡面化層に保持された気体の爆発的な膨張が生じないためである。ここで、開放部の近傍とは、導電材料が流動性を得た状態において、開放部の内部に導電部材が流れ込みやすい位置であることが好ましい。例えば、貫通孔の場合はその内部を含み、あるいは開口部の上端近傍などであってもよい。また、切り欠き形状の場合は切り欠きのくぼみ部分やその上面近傍であってもよい。
【００２５】
導電部材の形状は、上述のごとき開放部の近傍に載置された場合に、比較的安定した仮固定が可能な形状であれば特に制限は無い。例えば、針状、線状、くさび状、球状など、各種の形状の導電部材を選択して用いることができる。
【００２６】
このとき、導電部材を載置する方法には特に制限は無い。導電部材が線状の場合、半導体製造工程で用いられる細線接続用の加工装置（いわゆる「ワイヤボンダ−」）を用いて、開放部に導電部材を半自動的に載置できるため好ましい。また、くさび状、ボール状の場合、開放部のくぼみ部分に落とし込むことで容易に載置することができる。導電部材の載置においては、導電ペーストを用いて仮固定をおこなってもよい。
【００２７】
導電部材の材料には、アルミニウム、ニッケル、ステンレス材料など、高い導電性を有し、比較的強度の高い材料を選択して用いることができる。また、上記材料に、他の上記材料を、あるいは上記材料以外の材料を加えた合金、複合材料として用いてもよい。こうした材料を用いることにより、高い強度と良好な電気伝導性を同時に得ることができる。
【００２８】
さらに、導電部材の材料には、弁金属よりも比較的融点の低い材料を用いることが好ましい。導電部材として弁金属よりも低融点の材料を用いた場合、溶融が導電部材に集中して拡面化層の気体の膨張をより低減させることができる傾向がある。例えば、弁金属としてアルミニウムを使用し、導電部材としてもアルミニウムを使用する場合、導電部材には融点の低いアルミニウムを用いることができる。こうした材料としては、例えば、シリコンを適量添加した低融点アルミニウムが知られている。これにより、溶接時の溶融を導電部材に集中させることができるため、拡面化層の空隙における気体の急激な膨張を抑えることができる。
【００２９】
上記材料以外の材料としては、銀、カーボンなどの導電ペーストを用いることができる。導電ペースト等を用いた場合は、必要な溶接個所への重点が容易となる。また、これらを上記材料の補助として用いると、集積した陽極部と陽極ランド部電極との仮固定を容易におこなうことができる。導電ペーストの種類によっては溶接時にガス発生の可能性が有る物もあるが、溶接作業前に適宜乾燥の工程を加えることによりガス発生を極力低下させることができる。
【００３０】
本発明の接続工程は、陽極部の導電部材及びその周辺をレーザ溶接する工程を含む。このとき使用されるレーザは、貫通孔部分に埋め込まれた導電部材を溶融させる熱エネルギーを与え得るものであれば特に制限は無い。例えば、ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ）を溶接に用いることが好ましい。これにより、微小な領域の強固な溶接を短時間におこなうことができる。
【００３１】
溶融した金属により、各電解コンデンサ素子の陽極部同士の接合又は陽極部と陽極ランド部電極の接合を強固に行うことができる。レーザは、埋め込まれた金属の部分に照射され、加熱するため、拡面化層のような気体を含む層は急激に加熱されない。そのため、拡面化部分の気体に起因する飛散物の発生や、陽極界面のボイドの形成を抑制できる。
【００３２】
上記本発明の製造方法により得られる本発明の電解コンデンサは、陽極部を有すると共に弁金属の表面に拡面化層および誘電体層が形成されてなる１つ以上の弁金属基体、陽極部を除いて弁金属基体の周囲に形成された陰極部、陽極部が接続される端子を有する被接続体、並びに陽極部の一部を除去した開放部と被接続体の前記端子との接続構造が設けられている電解コンデンサである。
【００３３】
さらに、上記本発明の製造方法により得られる本発明の電解コンデンサは、陽極部を有すると共に弁金属の表面に拡面化層および誘電体層が形成されてなる１つ以上の弁金属基体、陽極部を除いて弁金属基体の周囲に形成された陰極部、陽極部が接続される端子を有する被接続体、並びに陽極部及び被接続体の前記端子を接続する導電部材を備え、該導電部材は、陽極部の厚さ方向全ての部分を貫通して設けられている電解コンデンサである。
【００３４】
本発明の電解コンデンサは、陽極部と陰極部とを電気的に絶縁する絶縁部材を更に備えていてもよい。これにより、陽極部と陰極部との短絡を確実に防止することができる。
【００３５】
また、本発明の電解コンデンサ素子は、全体を電気絶縁性材料で被覆した構造とすることができる。これにより、電解コンデンサの構成材料の劣化を防止することができる。
【発明の効果】
【００３６】
以上、本発明によれば、陽極部の溶接時におけるボイドの形成やパーティクルの発生を抑え、安定した特性を有する電解コンデンサ及びこれらの製造方法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】
【００３７】
以下、図面とともに本発明の実施形態に係る電解コンデンサの製造方法及びこれにより得られる電解コンデンサについて説明する。なお、図面の説明においては、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。
【００３８】
はじめに、図１及び図３を参照して、本実施形態に係る製造方法で得られる電解コンデンサについて説明する。
【００３９】
＜電解コンデンサ＞
図１は、本実施形態に係る電解コンデンサ１００の構造を模式的に示す概略断面図である。
【００４０】
本実施形態の電解コンデンサ１００は、複数の電解コンデンサ素子１を有する。電解コンデンサ素子１は、陽極部１４と陰極部１３とに分割されるアルミニウム基体２（弁金属基体）からなる。すなわち、本実施形態の電解コンデンサ１００は、二端子型の固体電解コンデンサ素子である電解コンデンサ素子１の集合により構成されている。
【００４１】
図３に示すように、アルミニウム基体２は、両面に粗面化（拡面化）された拡面化層１５と、拡面化層１５の表面に形成された酸化皮膜（誘電体層、図示せず）とを有しており、実質的に陽極として機能する。陽極部１４は、アルミニウム基体２のうち陰極部１３及び絶縁材４（後述）から突出した部分である。拡面化層１５の厚さは３０〜４０μｍ程度であり、一般的な構造は、約５０ｎｍ程度の細孔を多数有する軽石状構造である。図３の一部拡大図ではその構造を凹凸として模式的に示している。拡面化層１５において、アルミニウム基体２の材料が最表面まで連続している部分（図３の一部拡大図では凹凸の凸部として模式化）におけるアルミニウム基体２の全体の厚さは１００〜１２０μｍ程度である。また、拡面化層１５の最低部（図３の一部拡大図では凹凸の凹部として模式化）におけるアルミニウム基体２の全体の厚さは３０μm程度である。酸化皮膜は、絶縁性酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）等から成り、酸化皮膜の厚さは、数ｎｍ〜数十ｎｍ程度である。
【００４２】
陰極部１３は、陽極部１４を除いてアルミニウム基体２の周囲に形成された電解質層３（陰極層）を備える。電解質層３は、例えば、導電性高分子化合物（例えば、ポリピロール等）を含む固体電解質から成り、実質的に陰極として機能する。電解質層３の周囲には、更に導電体層を備えてもよい。導電体層は、グラファイトペースト層と、銀ペースト層１１との積層構造とすることが好ましい。
【００４３】
また、陰極部１３と陽極部１４との境界部分には、エポキシ樹脂又は撥水性の感光性樹脂等から成る絶縁材４が形成されていると好ましい。これにより、陰極部１３と陽極部１４との間の電気的な絶縁を維持し易くなる。
【００４４】
電解コンデンサ１００は、基板１１（被接続体）及び基板１１上に積層された複数の電解コンデンサ素子１を備える。すなわち、電解コンデンサ１００は、多段積層型の固体電解コンデンサである。複数の電解コンデンサ素子１は、導電性接着剤層１０を介して基板１１上に積層されている。基板１１及び電解コンデンサ素子１は、樹脂モールド（図示せず）で全体を被覆する形態で固定されている。
【００４５】
基板１１は、例えばエポキシ樹脂製のプリント基板である。基板１１は、その上面に銅製の陽極ランド部電極６（端子）及び陰極ランド部電極７を有する。陰極ランド部電極７は、導電ペースト製としてもよい。これにより、基板１１上への載置を容易にすることができる。また、基板２０の下面には、銅製の陽極外部電極９及び陰極外部電極１２が設けられている。これらの陽極ランド部電極６、陽極外部電極９及び陰極ランド部電極７、陰極外部電極１２は、例えば印刷によって形成される。陽極ランド部電極６と陽極外部電極９とは、スルーホール（又はビアホール）８ａによって電気的に接続されている。同様に、陰極ランド部電極７と陰極外部電極１２とは、スルーホール（又はビアホール）８ｂによって電気的に接続されている。
【００４６】
電解コンデンサ１００では、全ての陽極部１４及び陽極ランド部電極６が接続されている。このとき、電解コンデンサ素子１のアルミニウム基体２の内、陽極部１４の範囲の部分は、陽極ランド部電極６の方向に湾曲加工される。陽極部１４及び陽極ランド部電極６には、少なくとも陽極部１４の全てを貫通し、好ましくは陽極ランド部電極６の少なくとも一部に達する貫通孔が設けられている。陽極ランド部電極６の一部に貫通孔を設けることにより、導電部材１９の保持が容易になると共に、溶接個所の面積を増大させて強固な溶接を行うことができる。この貫通孔の内部に載置された導電部材１９、陽極部１４及び陽極ランド部電極６が溶接部２０を介して溶接されている。
【００４７】
導電部材１９は、導電性が高く、溶接後に比較的高い機械的強度を有する材料であれば特に制限はない。例えば、アルミニウム、ニッケル、ステンレスなどの金属材料を選択して用いることができる。導電部材１９は、弁金属基体２と同一の材料であってもよいが、より融点の低い材料であれば、溶接時の溶解は、導電部材１９及びそれに近接した部分のみで生じる。したがって、エネルギーを過剰に弁金属基体２に伝播させること無く強固な溶接をおこなうことができるので、ボイド及びパーティクルの発生を低減させることができる。例えば、弁金属基体２がアルミニウム合金であった場合には、シリコンを適量添加して融点を低下させたアルミニウムを用いることができる。弁金属基体２がステンレスの場合には、鉄を用いることができる。また、上記材料を相互に、又は上記材料とそれら以外の材料を加えた合金、複合材料を用いてもよい。
【００４８】
導電部材１９には、銀、カーボンなどの導電ペーストを用いてもよい。これらを導電部材１９として用いると、陽極部１４と陽極ランド部電極６との仮固定が容易になるため好ましい。導電ペーストを、それ独自で導電部材１９として用いてもよい。
【００４９】
本発明の電解コンデンサは、図２に示す従来技術のごときボイド１７、あるいは溶接の際に生ずるパーティクル１８が存在しないため、電解コンデンサの設計値に近い特性を得ることができる。
【００５０】
＜電解コンデンサの製造方法＞
（アルミニウム基体の準備工程）
まず、母体となる箔状のアルミニウム板の表面をエッチングすることにより、表面に拡面化層１５を形成する。その後、拡面化層１５の表面に酸化皮膜を形成することにより、アルミニウム基体２を得る。酸化皮膜は、化成処理（陽極酸化）によって形成される。具体的には、拡面化層１５を形成したアルミニウム箔をステンレスビーカに収容された化成溶液中に浸漬し、電圧を印加する。化成溶液としては、例えば濃度３％のアジピン酸アンモニウム水溶液等が好ましい。化成処理時の電圧は、所望する酸化皮膜の膜厚に応じて適宜決定することができ、１０ｎｍ〜３０ｎｍの膜厚を有する酸化皮膜を形成する場合には、通常数ボルト〜２０ボルト程度である。なお、酸化皮膜は自然酸化皮膜を含むとしてもよい。
【００５１】
（絶縁部材形成工程）
次に、陽極部１４となるアルミニウム基体２の一部と、陰極部１３が形成されるアルミニウム基体２の一部との間に、絶縁部材４を形成する。絶縁部材４は、スクリーン印刷法等によって形成される。この絶縁部材４は、後述する陰極部形成工程で電解質層２を形成する際に、重合液が毛細管現象によってアルミニウム基体２の陽極部１４に浸透してしまうことを抑制する。また、絶縁部材４に代えて、アルミニウム基体２の拡面化層を破壊して絶縁溝部を形成してもよい。さらに、この絶縁溝部にシリコン製等の絶縁性樹脂を充填してもよい。
【００５２】
（陰極部形成工程）
次に、アルミニウム基体２の陽極部１４を除いて、アルミニウム基体４の周囲に電解質層３を形成する。具体的には、アルミニウム基体２の陽極部１４を除いて、ビーカに収容された重合液にアルミニウム基体２を浸漬させ、化学酸化重合又は電解酸化重合を行う。なお、電解質層３を形成した後に、上述の化成処理と同様の方法で皮膜修復処理（エージング）を行ってもよい。得られた電解質層３の周囲には、グラファイトペースト層又は銀ペースト層、あるいはそれらの積層体からなる導電体層を形成してもよい。導電体層は、スクリーン印刷法、浸漬法（ディップ法）、スプレー塗布法等を適宜用いて形成することができる。
【００５３】
以上の工程により電解コンデンサ素子１が得られる。なお、電解コンデンサ素子１を得る工程は上記のものに限定されない。例えば、陽極部１４における誘電体層を除去し、アルミニウムを露出させてもよい。アルミニウムを露出させることにより、陽極部分における電気抵抗をより低減させることができる。
【００５４】
（接続工程）
次に、上記工程を経て得られた電解コンデンサ素子１を基板１１上の陰極ランド部電極７上に載置する。このとき、電解コンデンサ素子１の陰極ランド部電極７を導電性接着剤で形成することにより、電解コンデンサ素子１と基板１１とを電気的に接続することができる。また、陰極ランド部電極７を銅などのパターンとして形成し、電解コンデンサ素子１と陰極ランド部電極７との間に導電性接着剤層を介することによって接着し、電気的に接続してもよい。その後、電解コンデンサ素子１上に導電性接着剤層１０を介して別の電解コンデンサ素子１を載置する。このようにして、複数の電解コンデンサ素子１が導電性接着剤層１０を介して基板１１上に積層される。
【００５５】
次に、電解コンデンサ素子１における陽極部１４を基板１１の陽極ランド部電極６の方向に湾曲させて接触させる。このとき、導電ペースト等をもちいて陽極部１４と陽極ランド部電極６とを仮固定してもよい。
【００５６】
次に、陽極部１４及び陽極ランド部電極６に、導電部材１９を載置するための開口部５（貫通孔）を形成する。貫通孔の形成方法は素子の大きさ等により適宜選択することができる。例えば、図４に示すようにダイス２１（針状）を陽極部１４の上部から基板１１の方向に打ち込んで、開口部５を形成してもよい。陽極部１４の面積がダイス２１と比較して十分に大きい場合は、複数の開口部５を設けることができる。後述するように、陽極部１４及び陽極ランド部電極６は、導電部材１９を中心に溶接され、電気的に接続される。したがって、開口部５を複数個設けることは電解コンデンサの特性をより向上させることが可能となるため好ましい。
【００５７】
次に、図６に示すように導電部材１９を開口部５に載置する。導電部材１９の載置個所は開口部５の内部であることが好ましい。陽極部１４の大きさに制限がある場合には開口部５の端部に載置することができる。
【００５８】
導電部材１９の材料には特に制限は無い。アルミニウム、ニッケル、ステンレスなど、高い導電性を有し、比較的強度の高い材料を選択して用いることができる。また、上記材料に、他の上記材料を、あるいは上記材料以外の材料を加えた合金、複合材料として用いてもよい。上記材料以外の材料としては、銀、カーボンなどの導電ペーストを用いてもよい。
【００５９】
次に、図６に示すように、載置された導電部材１９に対してレーザ溶接機によりレーザ光２３を照射し、導電部材１９及びその周辺を溶融させ、溶接する。レーザ光２３は連続光として一定時間照射してもよく、パルス光として間歇的に照射してもよい。パルス光として照射した場合、各パルス波の出力に先端値が生じ、溶接効率が向上する傾向にある。また、レーザ光の波長、出力、照射時間等は、導電部材１９の材質、大きさによって適宜設定することができる。例えば、導電部材１９を直径０．５ｍｍ、長さ０．９ｍｍのアルミニウム材とした場合、ＹＡＧレーザ（波長：１０６４ｎｍ）を用いることができる。ＹＡＧレーザのＰＷ（パルス波）を用いて溶接する場合には出力を１〜１０Ｊ、パルス時間を１〜１００ｍｓｅｃとするのが好ましい。ＹＡＧレーザの出力が１Ｊに満たない場合、導電部材１９の溶融が困難となる傾向にある。ＹＡＧレーザの出力が１０Ｊを越えた場合、レーザによる溶融が陽極部１４においても生じてボイドやパーティクルが生じやすくなる傾向にある。パルス時間が１ｍｓｅｃに満たない場合又は１００ｍｓｅｃを越えた場合は、いずれも導電部材１９の溶融が困難となる傾向にある。
【００６０】
以上、本実施形態の工程を経ることで電解コンデンサ１００が得られる。陽極部１４近傍の断面を観察したところ、図１に模式的に示すように、導電部材１９の溶融と、導電部材１９と陽極部１４及び陽極ランド部電極６との間に溶接部２０が形成されていることがわかった。また、溶接部２０には従来の電解コンデンサにおいて生じていたごときボイド１７やパーティクル１８は全く観察されなかった。本発明の実施により、陽極の接合状態が良好な電解コンデンサを得ることができる。
【００６１】
＜陽極部に切り欠き形状を有する電解コンデンサ＞
上記実施形態では、開口部５の形状を貫通孔として説明した。しかし、開口部５は必ずしも図４に示すような円形の貫通孔である必要は無く、矩形、楕円形などの他の平面形状を有する切り欠き形状とすることができる。
【００６２】
具体的な実施の形態を図５に示す。図５では、開口部５の周囲が陽極部１４、即ちアルミニウム基体で囲われておらず、その一方向が開放されている形態を示す。この実施の形態は、図５に示すように略楔形のダイス２２を用いて、陽極部１４に切り欠きを形成することにより、上記実施形態の貫通孔を形成した場合と同様の効果として実現できる。通常、本発明のような電解コンデンサは多数のアルミニウム基体２をつないだ状態からなるシートに対して、電解質層２の形成等の処理を行い、これを切断して電解コンデンサ素体１を得る場合が多い。その場合、電解コンデンサ素体１を切断する段階で、切断器具の刃部に対しダイス２２と類似の刃部形状を設け、開口部５を予め形成しておくことができる。適当な位置決め手段を用いて電解コンデンサ素体１の位置を調節し、開口部５が陽極ランド部電極６の直上に来るよう積層し、本実施形態と同様の効果を得ることができる。切断前の電解コンデンサ素体１を複数枚予め積層しておき、ダイス２２と類似の刃部を有する切断器具を用いて切断してもよい。
【００６３】
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。
【００６４】
上記実施形態では陽極部１４の中心部分に略楔状の切り欠きを形成する方法（図５）を併せて説明したが、陽極部１４の一部分を切り落とし、溶接部際１９を載置して溶接する形態としてもよい。例えば、陽極部１４の端部（陰極部１３とは逆の方向の端部をいう）の２つの角の１つ又は両方を適宜切り落とし、そこに溶接部材を載置して溶接した場合にも本発明の実施形態とほぼ同じ効果を得る事ができる。
【００６５】
また、上記実施形態では二端子型の電解コンデンサ素子を用いた形態について説明したが、複数の陽極部を有する、所謂多端子型の電解コンデンサ素子を用いた電解コンデンサであってもよい。複数の陽極部１４を有する多端子型の電解コンデンサ素子の場合は、接続を要する陽極部同士についてそれぞれに本発明を実施すればよい。被接続体の構成等の各種事情に応じて、複数の陽極部１４のうち選択された部位に対してのみ本発明を実施してもよい。
【００６６】
本発明の実施は、電解コンデンサ素子１が単数の場合も同様の効果が得られる。すなわち、単数の電解コンデンサ素子１の陽極部１４と陽極ランド部電極６とを接続する場合にも、溶接面には拡面化層１５が必ず存在するため、残留気体の体積膨張は生じ得る。本発明の実施により、その影響を回避することができる。
【００６７】
本発明の実施の形態では、レーザ溶接を用いた形態を説明したが、導電部材１９の周辺部分のみを溶接し得る方法であれば、同様に用いることができる。例えば、加熱個所の先端を鋭角にして面積を制限した点溶接装置を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の電解コンデンサを示す概略断面図である。
【図２】従来の電解コンデンサを示す概略断面図である。
【図３】電解コンデンサ素子の構成を示す概略断面図である。
【図４】本発明の開口工程の一実施形態を示す概略図である。
【図５】本発明の開口工程の一実施形態を示す概略図である。
【図６】本発明の溶接工程の一実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６９】
１…電解コンデンサ素子、２…アルミニウム部（弁金属）、３…有機電解質層（陰極層）、４…絶縁材、５…開口部、６…陽極ランド部電極、７…陰極ランド部電極、８ａ、８ｂ…スルーホール（ビアホール）、９…陽極外部電極、１０…導電性接着材層（導電部材）、１１…基板、１２…陰極外部電極、１３…陰極部、１４…陽極部、１５…拡面化層、１６…溶接部、１７…ボイド、１８…パーティクル、１９…導電部材、２０…溶接部、２１…ダイス（針状）、２２…ダイス（刃状）、２３…レーザ光、１００…電解コンデンサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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