(57)【要約】【課題】本発明は、工程における変形や反りなどの変形を防止でき、かつ搬送が容易となるために生産性が向上し、加えてコンデンサの素子化後の実装も容易な固体電解コンデンサの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】弁金属シート体１を基材２に貼り合わせた後に、弁金属シート体１を分割し、重合法によって固体電解質層７Ａ，７Ｂおよび集電体層８を形成したので、薄型固体電解コンデンサ及び固体電解コンデンサ素子アレイが容易に作製できる。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面に誘電体被膜を有する前記弁金属シート体を、その上面側に貼り合わせた基材を用意する第１工程と、この弁金属シート体と基材を貫き、前記基材の厚み未満の所定範囲の深さまで切断し、凹部を設ける第２工程と、前記凹部に絶縁体を充填する第３工程と、前記弁金属シート体上面に固体電解質層を一括して形成する第４工程と、前記固体電解質層上に集電体層を形成する第５工程と、前記基材の下面から前記弁金属シート体の一部を露出させ、陽極開口部を形成する第６工程と、前記陽極開口部に電気的に導通する陽極電極を形成する第７工程を有する固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
第２工程において、弁金属シート体の基材に貼り合わせる側の表面に、めっきあるいはスパッタ法、蒸着法のいずれかの方法により、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ａｇのいずれかの導電層が形成されてなる、請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項３】
第２工程において、ダイシング、あるいはレーザによって弁金属シート体と基材を切断する請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
第６工程において、基材の下面をレーザによって加工し陽極開口部を設け、弁金属シート体の一部を露出させる、請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項５】
請求項１の第７工程において、基材の底面を加工し陽極開口部を形成後、前記陽極開口部から露出した弁金属シート体の下面に対して電気的に導通する陽極電極を、めっき、導電性ペーストの充填のいずれかによって形成する、請求項１に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項６】
上面に誘電体被膜を有する弁金属シート体を、その上面側に圧着させた半硬化性樹脂基材を用意する第１工程と、前記弁金属シート体及び半硬化性樹脂基材を切断する際、前記弁金属シート体を貫き、半硬化性樹脂基材の厚み未満の所定範囲の深さまで切断する第２工程と、前記半硬化性樹脂基材を流動させて前記弁金属シート体上面が表出するように前記弁金属シート体を埋める第３工程と、前記半硬化性樹脂基材を本硬化させる第４工程と、前記弁金属シート体及び半硬化性樹脂基材上面に固体電解質層を一括して形成する第５工程と、前記固体電解質層上面に集電体層を形成する第６工程と、前記半硬化性樹脂基材の下面から前記弁金属シート体の一部を露出させ陽極開口部を形成する第７工程と、前記陽極開口部に電気的に導通する陽極電極を形成する第８工程を有する、固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項７】
第２工程において、弁金属シート体の半硬化性樹脂基材に貼り合わせる側の表面に、めっきあるいはスパッタ法、蒸着法のいずれかの方法により、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ａｇのいずれかの導電層が形成されてなる、請求項２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項８】
請求項２の第２工程において、ダイシング、あるいはレーザによって弁金属シート体と半硬化性樹脂基材を切断する請求項２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項９】
第１工程において、弁金属シート体と半硬化性樹脂基材とを真空中において完全硬化温度以下で加熱しつつ圧着を行う請求項２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１０】
第３工程において、半硬化性樹脂基材の厚みを、弁金属シート体を埋め込んだ際に、前記半硬化性樹脂基材の底部から前記弁金属シート体下面が表出しない所定の厚みに設定した請求項２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１１】
半硬化性樹脂基材として、無機フィラーと熱硬化性樹脂の混合物を材料とする請求項２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１２】
第７工程において、半硬化性樹脂基材の下面をレーザによって加工し陽極開口部を設け、弁金属シート体の一部を露出させる、請求項２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１３】
第８工程において、半硬化性樹脂基材の底面を加工し陽極開口部を形成後、前記陽極開口部から露出した弁金属シート体の下面に対して電気的に導通する陽極電極を、めっき、導電性ペーストの充填のいずれかによって形成する、請求項２に記載の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、固体電解コンデンサの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の固体電解コンデンサの製造方法の代表的なものの一つとしては、弁金属シート体にます目状に、複数個所において固体電解質層を形成した後、個片に分離することにより固体電解コンデンサを形成し、その後リードフレームに素子を接合して取り出し電極としていた。例えばその先行技術としては下記特許文献１が存在する。
【特許文献１】特開２００４−１５８５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来の固体電解コンデンサの製造方法は、弁金属シート体が単体では脆弱なために、工程において薄い弁金属シート体に反りなどの変形が生じやすく、また搬送の際の保持が困難であり、かつ素子化後の実装においても同様の課題があった。そこで本発明は、工程における変形や反りなどの変形を防止でき、かつ搬送が容易となるために生産性が向上し、加えてコンデンサの素子化後の実装も容易な固体電解コンデンサの製造方法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】
【０００４】
そしてこの目的を達成するために本発明は、上面に誘電体被膜を有する弁金属シート体を、その上面側に貼り合わせた基材を用意する第１工程と、この弁金属シート体と基材を貫き、前記基材の厚み未満の所定範囲の深さまで切断し、凹部を設ける第２工程と、前記凹部に絶縁体を充填する第３工程と、前記絶縁体が充填された前記弁金属シート体上面に固体電解質層を一括して形成する第４工程と、前記固体電解質層上に集電体層を形成する第５工程と、前記基材の下面に陽極開口部を形成し、前記弁金属シート体の一部を露出させる第６工程と、前記陽極開口部に電気的に導通する陽極電極を形成する第７工程を有する、固体電解コンデンサの製造方法としたものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、弁金属シート体に基材を貼り付ける工程を含むことによって、弁金属シート体が強固になり、工程における変形や反りなどの変形を防止でき、かつ搬送が容易となるために生産性が向上し、加えてコンデンサの素子化後の実装も容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【０００７】
図１から図１０は本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの製造方法を示す断面工程図、図１１、図１２は本発明の実施の形態によって形成される固体電解コンデンサの一例を示す斜視図、図１３は弁金属シート体の表面近傍の拡大断面図である。
【０００８】
図１３に示すように、弁金属シート体１は上面が酸などを用いた薬液及び熱処理によって多孔質化されるとともに、多孔質部１４の上面には薄い誘電体被膜１１が形成されている。
【０００９】
また、図１に示すように、弁金属シート体１はＡｌなどの材質とし、基材２に接着剤などによって貼り合わせる。また、下面においては平面状の導電層１３が形成されており、導電層１３側において基材２に貼り合わせている。この際に、スパッタ法、蒸着法などの方法によってＣｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ａｇのいずれかの導電層１３が形成されるので、容易に低抵抗の導電層１３が得られ、陽極電極における電極取り出しが容易であり、また密着性や樹脂まわり性のよい材料を選定することにより、弁金属シート体１と基材２との密着をより強固なものとすることができる。
【００１０】
その後、図２に示すように、ダイシングやレーザなどの手法により、凹部３を設けて基材２と弁金属シート体１を所定の大きさに分割する。この時、基材２と弁金属シート体１は完全には切断せず、弁金属シート体１を貫き、基材２の厚み未満の所定範囲の切り込み深さまで切断し、図２の状態とする。この際、基材２の強度を損なわない程度の切り込みに止めておくのが望ましい。
【００１１】
続いて、切断して形成した凹部３に印刷法やディスペンス法を用いて絶縁樹脂を充填して硬化し、絶縁部４を形成して図３の状態となる。この時絶縁部４の高さは、絶縁樹脂充填時にはできるだけ弁金属シート体１の表面より盛り上がる高さに設定し、硬化後には弁金属シート体１表面と絶縁部４の表面が同じ高さになるように設定する。その理由としては、弁金属シート体１と後に説明する固体電解質層７Ａ，７Ｂおよび集電体層８との絶縁を確実に行い、かつコンデンサの平坦性を保つためである。
【００１２】
次に図４に示すように、チオフェン溶液やポリアニリン溶液などの導電性高分子の溶剤を、弁金属シート体１、絶縁部４、基材２の表面に塗布して所定の熱処理条件で乾燥し、導電性を有する固体電解質層７Ａを形成する。
【００１３】
次に図５に示すように、Ｎｉ等の導電性材料から成る給電部６を基材２上に、固体電解質層７Ａと接するように取付ける。
【００１４】
次に図６に示すように、弁金属シート体１、基材２、給電部６の一部をチオフェンなどを含有する溶剤中に浸漬させ、所定の電界を加えることによって固体電解質層７Ａ上に導電性の高分子を形成し、固体電解質層７Ｂを形成する。この時点において、弁金属シート体１の表面の誘電体被膜１１を挟んで、弁金属シート体１と固体電解質層７Ａ，７Ｂとを取り出し電極としてコンデンサ素子が形成される。
【００１５】
引き続き図７に示すように、分割した弁金属シート体１ごとに固体電解質層７Ｂ上に集電体層８をそれぞれ形成する。この集電体層８はコンデンサ素子の電荷をより効率よく引き出すためのものであり、一例としては直接固体電解質層７Ｂと接するカーボン層と、Ａｇなどを主体とする導電性ペースト層の二層から成る。
【００１６】
この時点での弁金属シート体１の表面近傍は、図１３のような構成となる。弁金属シート体１の表面は複数の多孔質部１４が形成され、この多孔質部１４表面には誘電体被膜１１が形成されている。そして誘電体被膜１１を覆うように固体電解質層７Ａ，７Ｂが形成されている。そして、この上に集電体層８が設けられている。このような孔を複数設けることにより表面積が増大し、コンデンサ素子の容量を大きくできる。
【００１７】
次に図８に示すように、基材２の下面に対してレーザなどを用いて陽極開口部９を形成し、分割された弁金属シート体１ごとに弁金属シート体１の底面の一部を露出させた状態とする。
【００１８】
そして図９に示すように、めっき、あるいは導電性ペーストを陽極開口部９に充填する方法などにより、弁金属シート体１と電気的に導通する陽極電極１０を形成する。この時弁金属シート体１が例えばＡｌである場合には、表面にＺｎ層を形成した後にＣｕめっきを行うなどの方法により、接触抵抗の少ない電極取り出しが可能となる。
【００１９】
そして図１０に示すように、絶縁部４が設けてある一点鎖線Ａの位置で個片に切断することにより、個別の固体電解コンデンサ素子となる。加えて切断幅を絶縁部４の幅以下とすることにより、切断後も弁金属シート体１と固体電解質層７Ａ，７Ｂおよび集電体層８との絶縁が良好に保たれることになる。
【００２０】
個片に分割した状態の固体電解コンデンサは図１１に示すような構成となる。また例えば個々に分割することなく、複数のコンデンサ素子を併設したままの状態とすることにより、図１２で示すようなアレイ状の固体電解コンデンサを得ることもできる。
【００２１】
以上のように本実施の形態では、上面に誘電体被膜を有する前記弁金属シート体１を、その上面側に貼り合わせた基材２を用意する工程と、この弁金属シート体１を貫き、前記基材２の厚み未満の所定範囲の深さまで切断し、凹部３を設け、前記凹部３に絶縁体を充填する工程と、前記多孔質部１４が形成され前記絶縁体が充填された前記弁金属シート体１上面に固体電解質層７Ａ，７Ｂを順に形成する工程と、前記固体電解質層７Ｂ上に集電体層８を形成する工程と、前記基材２の下面に陽極開口部９を形成し、前記弁金属シート体１の底面一部を露出させる工程と、前記陽極開口部９にめっき、導電性ペーストのいずれかを充填することによって電気的に導通する陽極電極１０を形成する工程を有する。このため、各層の絶縁が良好であり、工程における搬送が容易で、硬性が増すことから反りや損壊を防止できるとともに、複数の固体電解コンデンサのアレイ化も容易となる。さらに基材２は固体電解コンデンサ形成後には薄型の補強材として機能し、固体電解コンデンサを外部からの応力から保護するとともに、回路基板などへの実装がより容易となる。加えて集電体層８側から別の平板状の部材を貼り合わせて固体電解コンデンサを挟み込むといった構成をとれば、基材をパッケージとして用いることも可能である。
【００２２】
また本発明の実施の形態では、ダイシングあるいはレーザによって切断するので、高精度に切断できるため、基材２の厚み方向の切断寸法を容易に規制することができる。
【００２３】
また、本発明の実施の形態では、基材２をレーザによって加工し、弁金属シート体１の一部を露出させるので、容易に電極取り出しを行うことができる。
【００２４】
また本発明の実施の形態では、外部に露出した弁金属シート体１の一部に対して電気的に導通する陽極電極１０を、めっき、導電性ペーストの充填のいずれかによって形成するので、低抵抗の引き出しを実現できるとともに、回路基板などへの固体電解コンデンサの実装が容易になる。
【００２５】
（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における固体電解コンデンサの製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１４から図２４は本発明の実施の形態２における固体電解コンデンサの断面工程図である。
【００２７】
図１３において、弁金属シート体１は上面に表面に誘電体被膜１１を有する多孔質部１４が形成され、また図１４に示すように、下面においては平面状の導電層１３が形成されており、導電層１３側において半硬化性樹脂基材１２に圧着されている。弁金属シート体１は例えば両面に多孔質部１４を形成した後に、下面側を研磨して平坦化し、多孔質部１４を保護しつつめっき、スパッタ法、蒸着法などの方法によってＣｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ａｇのいずれかの導電層１３が形成されるので、容易に低抵抗の導電層１３が得られ、陽極電極１０における電極取り出しが容易であり、また半硬化性樹脂材料１２と密着性や樹脂まわり性のよい材料を選定することにより、弁金属シート体１と半硬化性樹脂基材１２との密着をより強固なものとすることができる。
【００２８】
次に図１５に示すように、ダイシングやレーザなどの方法により、実施の形態１と同様に凹部３を設けて半硬化性樹脂基材１２と弁金属シート体１を所定の大きさに分割する。この時、半硬化性樹脂基材１２と弁金属シート体１は完全には切断せず、弁金属シート体１を貫き、半硬化性樹脂基材１２の厚み未満の所定範囲の深さまで切断する。この際に、半硬化性樹脂基材１２の強度を損なわない程度の切り込みに止めておくのが望ましい。
【００２９】
続いて図１６に示すように、弁金属シート体１と半硬化性樹脂基材１２を両面から加圧しつつ完全硬化温度まで加圧する。このことにより、半硬化性樹脂基材１２は流動した後に硬化し、凹部３が樹脂で埋まるとともに、弁金属シート体１が半硬化性樹脂基材１２中に埋め込まれ、かつコンデンサの特性を損なわないように多孔質部１４側をできるだけ表出させた状態とする。この際、半硬化性樹脂基材１２の厚みを、弁金属シート体１を埋め込んだ際に、前記弁金属シート体１の底面が表出せず、半硬化性樹脂基材１２の強度を保つことのできる所定の厚みに設定する。また、埋め込んだ弁金属シート体１の底面から半硬化性樹脂基材１２の底部までの距離はおよそ５０μ以下となる。また、この半硬化性樹脂基材１２の厚みは、弁金属シート体１の厚みの１．５倍以上であり、かつ製品の薄型特性を満たす厚みであることが望ましい。
【００３０】
これ以降は実施の形態１とほぼ同様である。
【００３１】
図１７は、固体電解質層７Ａを多孔質部上および半硬化性樹脂基材１２上に形成した状態である。
【００３２】
次に図１８に示すように、給電部６を半硬化性樹脂基材１２上に取付けた状態である。そして所定の溶液中で電界を加えることにより固体電解質層７Ｂを形成して図１９となる。
【００３３】
続いて図２０に示すように給電部６を取り外して、固体電解質層７Ｂ上の弁金属シート体１に対応した位置に集電体層８を形成して図２１となる。
【００３４】
次に図２２に示すように、レーザによって半硬化性樹脂基材１２を加工し陽極開口部９を設けて弁金属シート体１が露出した状態とする。
【００３５】
次に図２３に示すように、陽極開口部９において、めっきやペースト充填によって弁金属シート体１と電気的に導通する陽極電極１０を形成する。
【００３６】
そして図２４に示すように一点鎖線Ａの位置で切断することにより、個片の固体電解コンデンサとすることができる。また、実施の形態１と同様に、複数の固体電解コンデンサを併設した状態とすることで、アレイ状の素子を有する固体電解コンデンサとすることができる。
【００３７】
以上のように、本実施の形態の固体電解コンデンサの製造方法は、実施の形態１にある特徴に加え、上面に誘電体被膜を有する前記弁金属シート体１を、その上面側に圧着させた半硬化性樹脂基材１２を用意する工程と、弁金属シート体１及び半硬化性樹脂基材１２を切断する際、弁金属シート体１を貫き、半硬化性樹脂基材１２の厚み未満の所定範囲の深さまで切断する工程と、半硬化性樹脂基材１２を流動させて弁金属シート体１を埋め、前記多孔質部１４を表出させた状態で埋める工程と、半硬化性樹脂基材１２を本硬化させる工程と、多孔質部１４及び半硬化性樹脂基材１２に固体電解質層７Ａ，７Ｂを形成する工程と、固体電解質層７Ｂ上に集電体層８を形成する工程と半硬化性樹脂基材１２の下面を加工して弁金属シート体１の底面一部を露出させ、陽極開口部９を形成する工程と、前記陽極開口部９に電気的に導通する陽極電極１０を形成する工程を有する。この固体電解コンデンサの製造方法であれば、半硬化性樹脂基材１２の流動によって弁金属シート体１を切断した面が埋まるため、弁金属シート体１同士の絶縁、および弁金属シート体１と固体電解質層７Ａ，７Ｂ、集電体層８との絶縁が容易であり、また弁金属シート体１が半硬化性樹脂基材１２中に埋没した状態となるため、コンデンサ全体としての薄型化が図れる。
【００３８】
また、本実施の形態の固体電解コンデンサの製造方法は、弁金属シート体１と半硬化性樹脂基材１２とを均一に、かつ気泡などを生じることなく密着させ、両者を強固に密着させることができるため、製造工程における搬送などが容易になる。
【００３９】
また、本実施の形態の固体電解コンデンサの製造方法は、半硬化性樹脂基材１２の厚みを、弁金属シート体１を埋め込んだ際に、前記半硬化性樹脂基材１２の底部から前記弁金属シート体１が表出しない所定の厚みに設定したので、弁金属シート体１を効率良く半硬化性樹脂基材１２中に埋没させることができる。また本実施の形態の固体電解コンデンサの製造方法は、弁金属シート体１の半硬化性樹脂基材１２に圧着される側の表面に、めっきあるいはスパッタ法、蒸着法のいずれかの方法により、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｐｔ，Ａｇのいずれかの導電層１３が形成されるので、容易に低抵抗の導電層１３が得られ、陽極電極１０における電極取り出しが容易であり、また半硬化性樹脂材料１２と密着性や樹脂まわり性のよい材料を選択することにより、弁金属シート体１と半硬化性樹脂基材１２との密着性をより強力なものとすることができる。よって、各層の絶縁が良好であり、工程における搬送が容易で、硬性が増すことから反りや損壊を防止できるとともに、複数の固体電解コンデンサのアレイ化も容易となる。さらに基材は固体電解コンデンサ形成後には薄型の補強材として機能し、固体電解コンデンサを外部からの応力から保護するとともに、回路基板などへの実装がより容易となる。加えて集電体層８側から別の平板上の部材を貼り合わせて固体電解コンデンサを挟み込むといった構成をとれば、基材をパッケージとして用いることも可能である。さらに本実施の形態では、実施の形態１で製造できる固体電解コンデンサより薄型な製品を製造できる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、薄型かつ小型の固体電解コンデンサ及び固体電解コンデンサ素子アレイを容易に実現することができるので、パソコンや携帯電話などの小型機器に対して応用でき、かつ通常の実装が適さない薄型機器に関しても、回路基板中へ埋め込むなどの方法により、様々な機器への応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面工程図
【図２】本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面工程図
【図３】本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面工程図
【図４】本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面工程図
【図５】本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面工程図
【図６】本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面工程図
【図７】本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面工程図
【図８】本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面工程図
【図９】本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面工程図
【図１０】本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの断面工程図
【図１１】同固体電解コンデンサの斜視図
【図１２】同固体電解コンデンサの斜視図
【図１３】同実施の形態１，２における固体電解コンデンサの拡大断面図
【図１４】本発明の実施の形態２における固体電解コンデンサの断面工程図
【図１５】本発明の実施の形態２における固体電解コンデンサの断面工程図
【図１６】本発明の実施の形態２における固体電解コンデンサの断面工程図
【図１７】本発明の実施の形態２における固体電解コンデンサの断面工程図
【図１８】本発明の実施の形態２における固体電解コンデンサの断面工程図
【図１９】本発明の実施の形態２における固体電解コンデンサの断面工程図
【図２０】本発明の実施の形態２における固体電解コンデンサの断面工程図
【図２１】本発明の実施の形態２における固体電解コンデンサの断面工程図
【図２２】本発明の実施の形態２における固体電解コンデンサの断面工程図
【図２３】本発明の実施の形態２における固体電解コンデンサの断面工程図
【図２４】本発明の実施の形態２における固体電解コンデンサの断面工程図
【符号の説明】
【００４２】
１  弁金属シート体
２  基材
３  凹部
４  絶縁部
６  給電部
７Ａ  固体電解質層
７Ｂ  固体電解質層
８  集電体層
９  陽極開口部
１０  陽極電極
１１  誘電体被膜
１２  半硬化性樹脂基材
１３  導電層
１４  多孔質部
【図１】
2006173441.tif 000003
【図２】
2006173441.tif 000004
【図３】
2006173441.tif 000005
【図４】
2006173441.tif 000006
【図５】
2006173441.tif 000007
【図６】
2006173441.tif 000008
【図７】
2006173441.tif 000009
【図８】
2006173441.tif 000010
【図９】
2006173441.tif 000011
【図１０】
2006173441.tif 000012
【図１１】
2006173441.tif 000013
【図１２】
2006173441.tif 000014
【図１３】
2006173441.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2006173441.tif 000017
【図１６】
2006173441.tif 000018
【図１７】
2006173441.tif 000019
【図１８】
2006173441.tif 000020
【図１９】
2006173441.tif 000021
【図２０】
2006173441.tif 000022
【図２１】
2006173441.tif 000023
【図２２】
2006173441.tif 000024
【図２３】
2006173441.tif 000025
【図２４】
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