(57)【要約】【課題】  固体電解コンデンサの製造にかかる工程を簡単にして、固体電解コンデンサの製造コストを低減し、外観を良くし、耐久性を向上させ、コンデンサ素子の溶融部及び接合部に空隙が形成されることを防止する固体電解コンデンサの製造方法、及び当該製造方法により製造される固体電解コンデンサの提供。【解決手段】  ４つのコンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂは、これらを互いに電気的に接続する第１接続部１Ａを有する。第１接続部１Ａは、第１重畳部及び第２重畳部の所定の位置に対して当該第１重畳部及び第２重畳部を横切るようにＹＡＧレーザを照射して端縁部を切断することにより、陽極部１１〜４１の切断面とスペーサ１１０〜１４０の切断面とが互いに溶接されて設けられる。【選択図】図６
2006147746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に酸化膜層が形成され弁作用金属からなる陽極部の該表面の所定の領域に、固体電解質層を有する陰極部を層状に形成する工程を有するコンデンサ素子製造工程と、
該コンデンサ素子製造工程を複数回行うことにより製造された複数の略板状の該コンデンサ素子を、各該陽極部の端部同士が略板状のスペーサを介して互いに対向するように積層配置するとともに該陰極部同士を互いに積層配置する積層工程と、
積層した該複数のコンデンサ素子を互いに電気的に並列接続する接続工程とを有する固体電解コンデンサの製造方法であって、
該接続工程では、該陽極部の端部の所定の位置に対して該陽極部の端部を横切るように該コンデンサ素子の面に交差する方向へレーザを照射することにより、該陽極部の端縁部及び該スペーサの端縁部を同時に切落とすと同時に、切落とすことにより生じた該陽極部の切断面と該スペーサの切断面とを互いに溶接して互いに電気的に接続することを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】
該スペーサは積層固定用のスペーサと基板固定用のスペーサとの２種類を有し、
該接続工程の後に、該積層された複数のコンデンサ素子及びスペーサを基板上に載置し、該基板固定用のスペーサを該基板上に設けられた第１の導電パターンに電気的に接続するとともに該陰極部を該基板上に設けられた第２の導電パターンに電気的に接続する基板載置固定工程を行うことを特徴とする請求項１記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項３】
該基板載置固定工程は、該複数のコンデンサ素子の積層方向において該コンデンサ素子の該陽極部の端部及び該積層固定用のスペーサとは重畳せず該基板の該第１の導電パターンと重畳する該基板固定用のスペーサの重畳部を、該基板の該第１の導電パターンと溶接することにより該基板固定用のスペーサと該第１の導電パターンとを電気的に導通させる導通工程を有することを特徴とする請求項２記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
表面に酸化膜層が形成され弁作用金属からなる陽極部と、該表面の所定の領域に固体電解質層を有して層状に形成された陰極部とにより構成される略板状のコンデンサ素子と、
複数の略板状のスペーサとを備え、
該コンデンサ素子は複数設けられ、該複数のコンデンサ素子は、各該陽極部の端部同士が該スペーサを介して互いに対向するように積層配置されるとともに該陰極部同士が互いに積層配置されて、互いに電気的に並列接続される固体電解コンデンサであって、
該陽極部の端部及び該スペーサは、該陽極部の端部の所定の位置に対して該陽極部の端部を横切るように該コンデンサ素子の面に交差する方向へレーザを照射することにより該陽極部の端縁部及び該スペーサの端縁部が同時に切落とされて生じた該陽極部の切断面と該スペーサの切断面とが互いに溶接されてなる接続部を有し、該接続部は各該陽極部の端部と各該スペーサとを互いに電気的に接続することを特徴とする固体電解コンデンサ。
【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及び固体電解コンデンサに関し、特に複数のコンデンサ素子が積層され基板上に載置されてなる固体電解コンデンサ、及び当該固体電解コンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体電解コンデンサとしては、高い静電容量を確保するために複数のコンデンサ素子が積層され電気的に並列接続されている構成が従来より知られている。例えば、特開平５−２０５９８４号公報にはこの構成の積層型固体電解コンデンサが記載されている。積層型固体電解コンデンサを構成する複数の単板コンデンサたるコンデンサ素子は、各陽極部間にそれぞれスペーサが挟まれた状態で積層されている。陽極部及びスペーサの端面の一部は溶接されており、このことにより各コンデンサ素子の陽極部は、機械的及び電気的に接合されている。
【０００３】
同公報記載の固体電解コンデンサの製造方法では、先ず、表面に酸化膜層が形成され弁作用金属からなる陽極部の表面の所定の領域に、固体電解質層を有する陰極部を層状に形成する工程を有するコンデンサ素子製造工程を行う。
【０００４】
次に、コンデンサ素子製造工程を複数回行うことにより製造された複数の略板状のコンデンサ素子を、各陽極部の端部同士が略板状のスペーサを介して互いに対向するように積層配置するとともに陰極部同士を互いに積層配置する。より具体的には、アルミニウム箔からなるスペーサを溶接等の方法により陽極部の端部に接合させ、これを繰返すことにより陽極部の端部とスペーサとを交互に積層する。そして、各陽極部の端部及びスペーサを互いに密着させた状態として、陽極部の端部及びスペーサの端面を溶接することにより、陽極部の端部とスペーサとを電気的に接続する。また、陰極部同士の間は、銀ペーストによって互いに電気的に接合する。
【特許文献１】特開平５−２０５９８４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、上記公報記載の固体電解コンデンサの製造方法では、陽極部の端部の端面の一部及びスペーサの端面の一部を溶接するため、溶接部分の強度が低く、製品の耐久性が低いという問題がある。また、陽極部の端部の端面とスペーサの端面とは互いに揃えられた状態で積層されるのであるが、陽極部の端部、スペーサを製造するときの誤差により、これらの端面が正確に面一とならず凹凸が生じる。この端面に溶接を施しても凹凸を取除くことはできず、端面の形状をきれいに面一にすることはできなかった。
【０００６】
また、積層された状態のコンデンサ素子の陽極部の端部の端面及びスペーサの端面に対して、コンデンサ素子の積層方向に交差する方向から実際にレーザを照射すると、レーザが照射される各コンデンサ素子の陽極部の端部を規定する端面の部分であってレーザ照射により溶融して陽極部同士が互いに接続される溶融部及び接合部に、比較的大きな略球形の空隙が高い確率で形成される。このような空隙は導通不良の原因となり、空隙が形成されたコンデンサ素子を有する固体電解コンデンサは不良品となる。
【０００７】
コンデンサ素子の陽極部間にスペーサを設けずに、陽極部どうしを直接積層させたものの当該陽極部の端部にレーザ照射してみた場合であっても、同様に空隙が形成される。この場合には、スペーサを陽極部間に介在させた場合よりも、より大きな空隙が形成されてしまい、不良の発生を防止することはできない。
【０００８】
また、上記公報記載の固体電解コンデンサの製造方法では、陽極部の端部とスペーサとを互いに電気的に接続するために、上述のように、（１）陽極部の端部とスペーサとを交互に積層してゆく際に、アルミニウム箔からなるスペーサを溶接等の方法により陽極部の端部に接合させる工程と、（２）各陽極部の端部及びスペーサを密着させた状態として、陽極部の端部の端面及びスペーサの端面を溶接する工程との、２つの溶接の工程が行われていた。このため、固体電解コンデンサを製造する工程が複雑になっており、固体電解コンデンサ製造のコストを低減することが困難であった。
【０００９】
また、固体電解コンデンサを構成するコンデンサ素子では、固体電解質層や陰極部が設けられている部分は、これらが設けられていない陽極部の端部の部分と比較して積層方向の幅が厚くなっており、この厚い部分である陰極部を互いに隣接させて積層させると、陰極部が積層されることに伴い互いに積層される陽極部の端部の部分では、厚さの違いにより当該端部間に空隙が形成されることになる。この空隙にスペーサ等を挿入せずに、それを互いに当接するように隣接させると、積層されている陽極部の端部が極端に曲げられることになる。このように極端に曲げられると、陽極部の端部に亀裂が生じることがあり、亀裂に起因する漏れ電流の増大や陽極部端部の切断や接続不良が生ずることがある。
【００１０】
そこで、本発明は、固体電解コンデンサの製造にかかる工程を簡単にして、固体電解コンデンサの製造コストを低減し、外観を良くし、耐久性を向上させ、コンデンサ素子の溶融部及び接合部に空隙が形成されることを防止する固体電解コンデンサの製造方法、及び当該製造方法により製造される固体電解コンデンサ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】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は表面に酸化膜層が形成され弁作用金属からなる陽極部の該表面の所定の領域に、固体電解質層を有する陰極部を層状に形成する工程を有するコンデンサ素子製造工程と、該コンデンサ素子製造工程を複数回行うことにより製造された複数の略板状の該コンデンサ素子を、各該陽極部の端部同士が略板状のスペーサを介して互いに対向するように積層配置するとともに該陰極部同士を互いに積層配置する積層工程と、積層した該複数のコンデンサ素子を互いに電気的に並列接続する接続工程とを有する固体電解コンデンサの製造方法において、該接続工程では、該陽極部の端部の所定の位置に対して該陽極部の端部を横切るように該コンデンサ素子の面に交差する方向へレーザを照射することにより、該陽極部の端縁部及び該スペーサの端縁部を同時に切落とすと同時に、切落とすことにより生じた該陽極部の切断面と該スペーサの切断面とを互いに溶接して互いに電気的に接続する固体電解コンデンサの製造方法を提供している。
【００１２】
接続工程では、陽極部の端部の所定の位置に対して陽極部の端部を横切るようにコンデンサ素子の面に交差する方向へレーザを照射することにより、陽極部の端縁部及びスペーサの端縁部を同時に切落とすと同時に、切落とすことにより生じた陽極部の切断面とスペーサの切断面とを互いに溶接して互いに電気的に接続するようにしたため、陽極部の端部とスペーサとを互いに電気的に接続するための工程を１つとすることができる。このため、固体電解コンデンサの製造コストを低減することができる。
【００１３】
また、レーザ照射により切断されるため、切断面をきれいな平面とすることができ、外観を良くすることができる。また、レーザ照射により切断と溶接とが一緒にできるので外形寸法の誤差を少なくすることができ、コンデンサ素子同士のずれの発生を防止することができる。更に、陽極部の端部の切断面及びスペーサの切断面の全面が溶接されるため、溶接部分の強度を高くすることができ、耐久性を向上させることができる。また、レーザ照射により切断と溶接とを一緒に行う場合には、レーザのビーム径やレーザの照射出力を調整することができる。このため、レーザが照射される各コンデンサ素子の陽極部の溶融部及び接合部に、空隙が形成されることを防止することができる。
【００１４】
また、スペーサを設けることにより、各陽極部の端部間のスペース、及び基板と陽極部の端部との間のスペースを大きく確保することができるため、積層工程及び接続工程において陽極部の端部が極端に曲げられることを防止することができる。このため、陽極部の端部に極端な曲げによる亀裂が生じることを防止することができ、亀裂に起因する漏れ電流の増大や陽極部端部の切断や接続不良を防止することができる。
【００１５】
また、陽極部の端部とスペーサとを互いに電気的に接続するために、（１）陽極部の端部とスペーサとを交互に積層してゆく際に、アルミニウム箔からなるスペーサを溶接等の方法により陽極部の端部に接合させる工程と、（２）各陽極部の端部及びスペーサを密着させた状態として、陽極部の端部及びスペーサの端面を溶接する工程との、２つの溶接の工程を行う場合には、陰極部と陽極部とのショートを防止するために溶接を考慮して、陽極部の端部と陰極部とを結ぶ方向においてスペーサの長さを長くせざるを得ない。これに対してレーザにより切断する１つの工程により行うため、溶接によるショートの心配はなく、更に、陽極部の端部及びスペーサが所定の位置において切断されるため、スペーサを短くすることができる。このため、陽極部の端部と陰極部とを結ぶ方向において、スペーサのみならず、スペーサと互いに積層される陽極部の端部の長さも短くすることができ、固体電解コンデンサの小型化を図ることができる。
【００１６】
ここで、該スペーサは積層固定用のスペーサと基板固定用のスペーサとの２種類を有し、該接続工程の後に、該積層された複数のコンデンサ素子及びスペーサを基板上に載置し、該基板固定用のスペーサを該基板上に設けられた第１の導電パターンに電気的に接続するとともに該陰極部を該基板上に設けられた第２の導電パターンに電気的に接続する基板載置固定工程を行うことが好ましい。基板載置固定工程を行うため、積層された複数のコンデンサ素子を容易に基板上に載置することができる。
【００１７】
また、該基板載置固定工程は、該複数のコンデンサ素子の積層方向において該コンデンサ素子の該陽極部の端部及び該積層固定用のスペーサとは重畳せず該基板の該第１の導電パターンと重畳する該基板固定用のスペーサの重畳部を、該基板の該第１の導電パターンと溶接することにより該基板固定用のスペーサと該第１の導電パターンとを電気的に導通させる導通工程を有することが好ましい。
【００１８】
基板載置固定工程は導通工程を有するため、導通工程において基板に固定される部分をスペーサのみとすることができ、複数のコンデンサ素子の積層方向においてすべてのコンデンサ素子及びスペーサを積層した場合の全体の厚さよりも比較的薄くすることができる。このため、基板にスペーサを固定するために溶接が行われる際に、溶接の照射出力を調整することが容易となり、複数のコンデンサ素子を基板に載置固定するためのレーザ等の溶接の照射出力を低くすることにより、レーザが基板を貫通して基板の裏面の第１の導電パターンを損傷することを防止することができる。このため、製品の信頼性、歩留まりを向上させることができる。
【００１９】
また、本発明は、表面に酸化膜層が形成され弁作用金属からなる陽極部と、該表面の所定の領域に固体電解質層を有して層状に形成された陰極部とにより構成される略板状のコンデンサ素子と、複数の略板状のスペーサとを備え、該コンデンサ素子は複数設けられ、該複数のコンデンサ素子は、各該陽極部の端部同士が該スペーサを介して互いに対向するように積層配置されるとともに該陰極部同士を互いに積層配置されて、互いに電気的に並列接続される固体電解コンデンサにおいて、該陽極部の端部及び該スペーサは、該陽極部の端部の所定の位置に対して該陽極部の端部を横切るように該コンデンサ素子の面に交差する方向へレーザが照射されることにより該陽極部の端縁部及び該スペーサの端縁部が同時に切落とされて生じた該陽極部の切断面と該スペーサの切断面とが互いに溶接されてなる接続部を有し、該接続部は各該陽極部の端部と各該スペーサとを互いに電気的に接続する固体電解コンデンサを提供している。
【００２０】
陽極部の端部及びスペーサは、陽極部の端部の所定の位置に対して陽極部の端部を横切るようにコンデンサ素子の面に交差する方向へレーザが照射されることにより陽極部の端縁部及びスペーサの端縁部が同時に切落とされて生じた陽極部の切断面とスペーサの切断面とが互いに溶接されてなる接続部を有し、接続部は各陽極部の端部と各スペーサとを互いに電気的に接続するため、接続部が設けられている陽極部の切断面とスペーサの切断面との外観を良くすることができる。また、レーザ照射により切断と溶接とが一緒にできるので外形寸法の誤差を少なくすることができ、コンデンサ素子同士のずれの発生を防止することができる。
【００２１】
また、接続部は、陽極部の端部の切断面及びスペーサの切断面の全面が溶接されてなるため、溶接部分の強度を高くすることができ、耐久性を向上させることができる。また、接続部は、コンデンサ素子の面に交差する方向へレーザを照射することにより設けられ、レーザが照射される各コンデンサ素子の陽極部の溶融部及び接合部に、空隙が形成されることを防止することができる。
【００２２】
また、スペーサが設けられているため、各陽極部の端部間のスペース、及び基板と陽極部の端部との間のスペースを大きく確保することができ、陽極部の端部が極端に曲げられることを防止することができる。このため、陽極部の端部に極端な曲げによる亀裂が生じることを防止することができ、亀裂に起因する漏れ電流の増大や陽極部端部の切断や接続不良を防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
以上により、固体電解コンデンサの製造にかかる工程を簡単にして、固体電解コンデンサの製造コストを低減し、固体電解コンデンサの外観を良くし且つ耐久性を向上させ、コンデンサ素子の溶融部及び接合部に空隙が形成されることを防止する固体電解コンデンサの製造方法、及び当該製造方法により製造される固体電解コンデンサを提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの製造方法及び固体電解コンデンサについて図１乃至図６に基づき説明する。図１に示されるように固体電解コンデンサ１は、積層された４つのコンデンサ素子１０〜４０と、プリント基板５０と、スペーサ１１０〜１４０と、４つのコンデンサ素子１０〜４０を覆うようにしてモールドする図示せぬモールド部とを備えている。
【００２５】
４つのコンデンサ素子１０〜４０は、それぞれ同一形状且つ同一の構成であり、図１に示されるように陽極部１１〜４１と、陰極部１２〜４２とを備えている。なお、図２を参照して説明する以下の説明では、４つのコンデンサ素子１０〜４０の構成は同一であることから、コンデンサ素子１０のみについて図示し、他のコンデンサ素子２０〜４０については説明を省略する。
【００２６】
陽極部１１は略長方形状をした板状をなしており、図１及び図２に示される左右方向に長辺が指向する。陽極部１１は弁作用金属であるアルミニウムにより構成されており、図２に示されるように、その表面には、表面積を増やすためにエッチングが施されることにより粗面化（拡面化）されてポーラス状になっている。このポーラス状の表面全体は化成処理（陽極酸化）によって絶縁性の酸化膜層（誘電体層）１１Ａが形成されている。陽極部１１の寸法は、長手方向の長さが１０ｍｍ、幅が５ｍｍ程度であり、厚さ、即ち、図２に示される上下方向の幅は１００μｍ程度である。
【００２７】
陽極部１１の表面の所定の領域、即ち、図２に示される陽極部１１の右側の端部から左側の端部１１Ｂに向って陽極部１１の左右方向の長さの略２／３の位置に至るまでの領域全体には、導電性のポリマーにより構成される固体電解質層１２Ａが形成されている。固体電解質層１２Ａは酸化膜層１１Ａの上に積層して設けられており、酸化膜層１１Ａに対向する固体電解質層１２Ａの部分は、エッチングにより陽極部１１の表面に形成されたポーラスの中に入り込んでいる。固体電解質層１２Ａ上には、グラファイトペースト層１２Ｂと、銀ペースト層１２Ｃとがこの順で積層されており、固体電解質層１２Ａ、グラファイトペースト層１２Ｂ、及び銀ペースト層１２Ｃは陰極部１２を構成する。グラファイトペースト層１２Ｂ及び銀ペースト層１２Ｃは、固体電解質層１２Ａが形成されている陽極部１１及び酸化膜層（誘電体層）１１Ａの領域を覆うようにして固体電解質層１２Ａ上に形成されている。
【００２８】
陽極部１１の図２に示される左側の端部１１Ｂであって陰極部１２が設けられていない領域と陰極部１２との境界位置には、絶縁性を有するエポキシ系樹脂等からなるレジスト１３が設けられている。レジスト１３は、固体電解質層１２Ａを陽極部１１上に形成するために陽極部１１となる化成箔を溶液に浸漬させているときに、ポーラス状になっている陽極部１１の表面において毛細管現象により溶液が所定の領域よりも図２の左側の方へ上がってくることを防止し、固体電解質層１２Ａが形成されていない陽極部１１の図２に示される左側の端部１１Ｂを確保するために設けられている。
【００２９】
４つのコンデンサ素子１０〜４０は、図１に示されるように、陰極部１２〜４２同士が互いに積層配置されている。陰極部１２〜４２は、板状の陽極部１１〜４１上に形成されているため、陽極部１１〜４１の厚さ方向に対して略垂直な上面１０Ａ〜４０Ａと下面１０Ｂ〜４０Ｂとを有している。図１に示されるように、積層される４つのコンデンサ素子１０〜４０の第１層をなす第１コンデンサ素子１０の上面１０Ａと第２コンデンサ素子２０の下面２０Ｂとが導電性接着剤７１によって接着され、第２コンデンサ素子２０の上面２０Ａと第３コンデンサ素子３０の下面３０Ｂとが導電性接着剤７１によって接着され、第３コンデンサ素子３０の上面３０Ａと第４コンデンサ素子４０の下面４０Ｂとが導電性接着剤７１によって接着されている。従って、４つのコンデンサ素子１０〜４０の陰極部１２〜４２は電気的に接続されており、後述のように４つのコンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１の図１に示される左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂ同士が電気的に接続されることと相まって、４つのコンデンサ素子１０〜４０は電気的に並列接続されている。
【００３０】
４つのコンデンサ素子１０〜４０の陰極部１２〜４２が設けられていない陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂの部分は、陰極部１２〜４２が設けられている部分と比較して銀ペースト層１２Ｃ等が形成されていないことから薄くなっている。このため、図１に示されるように、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向において、陽極部１１〜４１の図の左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂ同士が互いに所定の間隔で離間して積層配置されている。
【００３１】
陽極部１１〜４１の図の左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂ同士が互いに所定の間隔で離間している部分には、スペーサ１２０〜１４０がそれぞれ設けられている。スペーサ１２０〜１４０はアルミニウムからなり、略板状をなしており、コンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１の図１に示される左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂと略同一形状をなしている。スペーサ１２０〜１４０は、陽極部１１〜４１と交互に積層されることにより、各陽極部１１〜４１の各端部１１Ｂ〜４１Ｂ間に配置される。スペーサ１２０〜１４０は積層固定用のスペーサに相当する。
【００３２】
積層された４つのコンデンサ素子１０〜４０及びスペーサ１２０〜１４０は、陽極部１１〜４１と略同一形状をしたプリント基板５０上に載置されている。プリント基板５０は、例えば、エポキシ樹脂製のプリント基板５０である。４つのコンデンサ素子１０〜４０は、プリント基板５０に対して形状が一致して重なるようにプリント基板５０上に載置されている。プリント基板５０は、積層された４つのコンデンサ素子１０〜４０のうちの第１コンデンサ素子１０の陰極部１２及び陽極部１１の端部１１Ｂに対向している。
【００３３】
プリント基板５０の表面５０Ａ及び裏面５０Ｂには、第１の導電パターン５１Ａ、５１Ｂと第２の導電パターン５２Ａ、５２Ｂとがそれぞれ設けられている。表面５０Ａの第１導電パターン５１Ａ、第２の導電パターン５２Ａは、それぞれ裏面５０Ｂの第１の導電パターン５１Ｂ、第２の導電パターン５２Ｂと、スルーホール５０ａ、５０ｂを介して電気的に接続されている。スルーホール５０ａとスルーホール５０ｂとは、互いに近接して平行に配置されている。
【００３４】
プリント基板５０の裏面５０Ｂの第１の導電パターン５１Ｂ、第２の導電パターン５２Ｂは、それぞれ図示せぬ電子回路等に実装されるいわゆるユーザ端子であり、プリント基板５０の表面の第１の導電パターン５１Ａ、第２の導電パターン５２Ａと同様の金属材料により構成されている。
【００３５】
第１の導電パターン５１Ａは、第１コンデンサ素子１０の陽極部１１の図１に示される左側の端部１１Ｂに対向する位置に配置されており、第１の導電パターン５１Ａと第１コンデンサ素子１０の陽極部１１の図１に示される左側の端部１１Ｂとの間には、略板状の長方形状をしたアルミニウム製のスペーサ１１０が設けられている。第２の導電パターン５２Ａは、第１コンデンサ素子１０の陰極部１２に対向する位置に配置されている。陰極部１２は、導電性接着剤７１によって第２の導電パターン５２Ａに電気的に接続されている。スペーサ１１０は基板固定用のスペーサに相当する。
【００３６】
ここで、コンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１の図１に示される左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂの形状と、スペーサ１１０〜１４０の形状とについて説明する。コンデンサ素子２０〜４０の陽極部２１〜４１の図１に示される左側の端部２１Ｂ〜４１Ｂとスペーサ１２０〜１４０とは、それぞれ図４に示されるように、あたかも長方形状の一の短辺を挟む２つの角部を、それぞれ切欠いて取除いたような形状をなしており、このため略長方形状をした陽極部２１〜４１の長手方向、即ち、図１に示される左右方向であって陽極部２１〜４１、スペーサ１２０〜１４０の外方へ突出する凸部２１Ｃ〜４１Ｃ、１２０Ｃ〜１４０Ｃが設けられた形状をなしている。
【００３７】
これに対してスペーサ１１０は、長方形状の一の短辺を挟む２つの角部の部分は、図４に示されるように、端部２１Ｂ〜４１Ｂやスペーサ１２０〜１４０のように切欠かれておらず取除かれたような形状とはなっておらず、そのまま２つの角部の部分が残ったままの形状となっている。このため、コンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１の図１に示される左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂ及びスペーサ１１０〜１４０においては、凸部２１Ｃ〜４１Ｃ、１２０Ｃ〜１４０Ｃの部分、及び複数のコンデンサ素子１０〜４０の積層方向において凸部２１Ｃ〜４１Ｃ、１２０Ｃ〜１４０Ｃと重畳するスペーサ１１０の中央部分１１０Ｄ（図４）が、同方向において互いに重畳する第１重畳部をなしている。また、複数のコンデンサ素子１０〜４０の積層方向において凸部２１Ｃ〜４１Ｃ、１２０Ｃ〜１４０Ｃと重畳しないスペーサ１１０の図４における左右端部１１０Ｅ、１１０Ｆは、同方向においてプリント基板５０の第１の導電パターン５１Ａと重畳する第２重畳部をなしている。第２重畳部は重畳部に相当する。
【００３８】
第１重畳部、即ち、凸部２１Ｃ〜４１Ｃ、１２０Ｃ〜１４０Ｃの端面の部分、及びスペーサ１１０の端面の部分には、第１の接続部１Ａ（図５等）が設けられている。第１の接続部１Ａは、図４において破線で示される第１重畳部及び第２重畳部の所定の位置に対して当該第１重畳部及び第２重畳部を横切るように、ＹＡＧレーザが照射されることにより設けられる。第１の接続部１Ａは接続部に相当する。
【００３９】
ＹＡＧレーザの照射の方向は、コンデンサ素子１０〜４０の面に交差する方向、即ち、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向であって図４の上から下に向う方向であり、ＹＡＧレーザの照射により陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂの凸部１１Ｃ〜４１Ｃの端縁部１１Ｇ〜４１Ｇ及びスペーサ１１０〜１４０の端縁部１１０Ｇ〜１４０Ｇが同時に切落とされ、このことにより生じた陽極部１１〜４１の切断面とスペーサ１１０〜１４０の切断面とが互いに溶接されることにより第１の接続部１Ａが設けられる。第１の接続部１Ａは、各陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂと各スペーサ１１０〜１４０とを互いに電気的に接続する。
【００４０】
また、第２重畳部、即ち、複数のコンデンサ素子１０〜４０の積層方向において凸部２１Ｃ〜４１Ｃ、１２０Ｃ〜１４０Ｃと重畳しないスペーサ１１０の左右端部１１０Ｅ〜１１０Ｆには、図６に示されるように第２の接続部１Ｂ、１Ｂ（図６）がそれぞれ設けられている。第２の接続部１Ｂは、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向であって図６の上から下に向う方向へＹＡＧレーザの照射を第２重畳部が受けることにより、スペーサ１１０とプリント基板５０の表面５０Ａ上の第１の導電パターン５１Ａとが溶接されてなり、これらを互いに電気的に導通する。第２の接続部１Ｂは、プリント基板５０を貫通してはおらず、プリント基板５０の表面５０Ａ上の第１の導電パターン５１Ａの位置において留まる。従って、プリント基板５０の裏面５０Ｂ上の第１の導電パターン５１Ｂには、レーザ照射による損傷は全く生じていない。
【００４１】
全てのコンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂとスペーサ１１０〜１４０とが第１の接続部１Ａを有しており、スペーサ１１０〜１４０の左右端部１１０Ｅ、１１０Ｆが第２の接続部１Ｂを有しているため、第２の接続部１Ｂによってプリント基板５０に固定される部分をスペーサ１１０のみとすることができ、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向においてすべてのコンデンサ素子１０〜４０及びスペーサ１１０〜１４０を積層した場合の全体の厚さよりも比較的薄くすることができる。
【００４２】
このため、第２の接続部１Ｂを形成するために溶接が行われる際に、溶接の照射出力を調整することが容易となり、レーザ等の溶接の照射出力を低くすることにより、レーザがプリント基板５０を貫通してプリント基板５０の裏面５０Ｂの第１の導電パターン５１Ｂを損傷することを防止することができる。このため、製品の信頼性、歩留まりを向上させることができる。
【００４３】
また、表面５０Ａの第１導電パターン５１Ａ、第２の導電パターン５２Ａは、それぞれ裏面５０Ｂの第１の導電パターン５１Ｂ、第２の導電パターン５２Ｂとスルーホール５０ａ、５０ｂを介して電気的に接続されており、積層されたコンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１、陰極部１２〜４２が表面５０Ａの第１の導電パターン５１Ａと第２の導電パターン５２Ａとにそれぞれ電気的に接続されているため、裏面５０Ｂの第１の導電パターン５１Ｂ、第２の導電パターン５２Ｂをユーザ電極とすることができる。このため、ユーザ端子としてリードフレームを用いる場合と比較して、積層された複数のコンデンサ素子とユーザ電極との距離を極めて短くすることができ、ＥＳＲ（等価直列抵抗）を低減することができる。
【００４４】
また、スルーホール５０ａとスルーホール５０ｂとが近接して平行に配置されているため、第１の導電パターン５１Ａには積層されたコンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１がスペーサ１１０を介して電気的に接続され、第２の導電パターン５２Ａには積層されたコンデンサ素子１０〜４０の陰極部１２〜４２が電気的に接続されているため、各スルーホール５０ａ〜５０ｂ内を流れる電流により発生する磁束が互いに打ち消しあい、ユーザ端子としてリードフレームを用いる場合と比較して、固体電解コンデンサ１において生ずるＥＳＬ（等価直列インダクタンス）を低減することができる。
【００４５】
固体電解コンデンサの製造方法では、先ず、コンデンサ素子製造工程を行う。実際に行われるコンデンサ素子製造工程では、複数のコンデンサ素子が同時に製造されるが、ここでは、説明の便宜上１つのコンデンサ素子１０が製造される工程を一回のコンデンサ素子製造工程とする。先ず、表面に酸化膜層１１Ａが形成され陽極部１１となるアルミニウム板、即ち、化成箔を打抜いて一端を陽極部１１の形状とする。このとき、後述のように陰極層が形成される化成箔の部分は、複数同時に製造される他のコンデンサ素子の陰極部が形成される化成箔の他端の部分と、製品にならない余分な化成箔の部分を介して接続された状態となっている。後述の接続工程を行う直前に行う切断の工程において、この余分な化成箔の部分は切断され除去される。
【００４６】
次に、スクリーン印刷法を用いて、陽極部１１の所定の位置であって陰極部１２と陽極部１１との境界となる位置にレジスト１３を形成する。次に、前述のように化成箔を打抜いたときに、打抜いた断面には酸化膜層１１Ａが形成されていない部分が生ずるが、この部分に酸化膜層１１Ａを生成するために再度酸化させる再化成を行う。
【００４７】
次に、レジスト１３を境とする所定の領域、即ち図１に示される陽極部１１のレジスト１３よりも右側の部分に相当する化成箔の部分を、固体電解質層１２Ａを形成するための反応溶液中に浸漬し、化学酸化重合を行うことにより、固体電解質層１２Ａ、即ち、導電性ポリマー層を形成する。陽極部１１の表面はエッチングによりポーラス状になっているので、直接銀ペースト層１２Ｃを形成することができないため、銀ペースト層１２Ｃを形成する準備のために固体電解質層１２Ａを形成するのである。
【００４８】
次に、何らかの原因により、化成箔の表面に形成されている酸化膜層１１Ａに破損が生じることがある。この部分を修正するために再度酸化させる修復工程を行う。次に、導電性高分子層の上にグラファイトペースト層１２Ｂと、銀ペースト層１２Ｃとをこの順で積層して形成する。グラファイトペースト層１２Ｂ、銀ペースト層１２Ｃの形成は、ディップ法やスクリーン印刷法やスプレー塗布法等が用いられる。以上がコンデンサ素子製造工程である。このコンデンサ素子製造工程を４回行うことによって、４つのコンデンサ素子１０〜４０を製造する。
【００４９】
次に、コンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１の図１に示される左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂに、凸部１１Ｃ〜４１Ｃを設けるために、端部１１Ｂ〜４１Ｂの部分に切欠きを入れる。このことにより、凸部１１Ｃ〜４１Ｃが設けられる。
【００５０】
次に、積層工程を行う。積層工程では、４つのコンデンサ素子１０〜４０を、陽極部１１〜４１の図１に示される左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂ同士がスペーサ１１０〜１４０を介して互いに対向するように積層配置するとともに、陰極部１２〜４２同士を互いに積層配置する。具体的には、先ず図３に示されるように、第１層目のコンデンサ素子１０の陽極部１１の端部１１Ｂの凸部１１Ｃがスペーサ１１０の長手方向の略中央位置に配置されるように、コンデンサ素子１０をスペーサ１１０上に載置して積層する。
【００５１】
次に、図３に示されるように、コンデンサ素子１０の陽極部１１の端部１１Ｂ上にスペーサ１２０を凸部１１Ｃ、１２０Ｃの形状が一致するように載置して積層する。このようにして、コンデンサ素子２０〜４０とスペーサ１３０〜１４０とを交互に載置して積層することにより、図４に示されるような積層された状態の複数のコンデンサ素子１０〜４０が出来上がる。陰極部１２〜４２間には、それぞれ導電性接着剤７１が塗布され、陰極部１２〜４２同士が導電性接着剤７１によって互いに電気的に接続される。導電性接着剤７１としては、例えば、銀−エポキシ系接着剤が用いられる。
【００５２】
次に、積層された状態の４つのコンデンサ素子１０〜４０を、製品とならない余分な化成箔の部分から切断して陰極部１２〜４２の形状とすることにより、略長方形状をしたコンデンサ素子１０〜４０の形状とする。
【００５３】
次に、接続工程を行う。接続工程では第１導通工程と基板載置工程と第２導通工程とを行う。第１導通工程では、積層した複数のコンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１の図１に示される左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂ及びスペーサ１１０〜１４０を電気的に接続することにより、４つのコンデンサ素子１０〜４０及びスペーサ１１０〜１４０を互いに電気的に並列接続する。
【００５４】
具体的には、図４において破線で示される第１重畳部及び第２重畳部の所定の位置に対して当該第１重畳部及び第２重畳部を横切るように、ＹＡＧレーザを照射して、図５に示されるように第１接続部１Ａを設ける。ＹＡＧレーザの照射の方向は、コンデンサ素子１０〜４０の面に交差する方向、即ち、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向であって図１の上から下に向う方向である。ＹＡＧレーザの照射により陽極部１１〜４１の端縁部１１Ｇ〜４１Ｇ及びスペーサ１１０〜１４０の端縁部１１０Ｇ〜１４０Ｇが同時に切落とされる。
【００５５】
基板載置工程では、４つの積層されたコンデンサ素子１０〜４０とは別体として用意されたプリント基板５０の表面５０Ａ上に、積層された状態のコンデンサ素子１０〜４０を載置する。具体的には、プリント基板５０の表面５０Ａ上の第１の導電パターン５１Ａにスペーサ１１０を対向させ、表面５０Ａ上の第２の導電パターン５２Ａに第１コンデンサ素子１０の陰極部１２を対向させる。そして、第２の導電パターン５２Ａに対向する陰極部１２の位置に導電性接着剤７１を塗布し、第１コンデンサ１０をプリント基板５０に接着固定させる。
【００５６】
第２導通工程では、図６に示されるように、プリント基板５０上に４つの積層されたコンデンサ素子１０〜４０を電気的に接続する。具体的には、先ず、スペーサ１１０を第１の導電パターン５１Ａに当接させ、第２重畳部に対してコンデンサ素子１０〜４０の積層方向から、即ち、図６に示される上方向からＹＡＧレーザを照射して、図６に示されるように第２の接続部１Ｂを設ける。このことにより、スペーサ１１０をプリント基板５０の第１の導電パターン５１Ａに電気的に接続する。第２導通工程は導通工程に相当する。また、基板載置工程と第２導通工程とは基板載置固定工程に相当する。
【００５７】
その後、固体電解コンデンサ１を保護するためにモールドを行い、切断を行い、更に、損傷している部分を修復するためのエージングを行い、特性検査、外観検査を経て固体電解コンデンサの製造方法の全工程を終了する。
【００５８】
接続工程は、第１接続部１Ａを設けるための第１導通工程と、第２接続部１Ｂを設けるための第２導通工程とを有するようにして、２ステップに分けて溶接をするようにしたため、第２の導通工程において第２の接続部１Ｂによってプリント基板５０に固定されるコンデンサ素子をスペーサ１１０のみとすることができ、コンデンサ素子１０〜４０の積層方向においてすべてのコンデンサ素子１０〜４０及びスペーサ１１０〜１４０を積層した場合の全体の厚さよりも比較的薄くすることができる。
【００５９】
このため、第２の接続部１Ｂを形成するために溶接が行われる際に、溶接の照射出力を調整することが容易となり、コンデンサ素子１０〜４０をプリント基板５０に載置固定するためのレーザ等の溶接の照射出力を低くすることにより、プリント基板５０を貫通してプリント基板５０の裏面５０Ｂの第１の導電パターン５１Ｂを損傷することを防止することができる。このため、製品の信頼性、歩留まりを向上させることができる。
【００６０】
接続工程では、図４において破線で示される第１重畳部及び第２重畳部の所定の位置に対して当該第１重畳部及び第２重畳部を横切るように、ＹＡＧレーザを照射して、図５に示されるように第１接続部１Ａを設けて、積層した複数のコンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１の左側の端部１１Ｂ〜４１Ｂ及びスペーサ１１０〜１４０を電気的に接続するようにしたため、陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂとスペーサ１１０〜１４０とを互いに電気的に接続するための工程を１つとすることができる。このため、固体電解コンデンサ１の製造コストを低減することができる。
【００６１】
また、レーザ照射により切断されるため、切断面をきれいな平面とすることができ、外観を良くすることができる。更に、陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂの切断面及びスペーサ１１０〜１４０の切断面の全面が溶接されるため、溶接部分の強度を高くすることができ、耐久性を向上させることができる。また、レーザ照射により切断と溶接とを一緒に行う場合には、レーザのビーム径やレーザの照射出力を調整することができる。このため、レーザが照射される各コンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂの溶融部及び接合部に、空隙が形成されることを防止することができる。
【００６２】
また、スペーサ１１０〜１４０を設けることにより、基板５０と陽極部１１の端部１１Ｂとの間のスペースを大きく確保することができるため、積層工程及び接続工程において陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂが極端に曲げられることを防止することができる。このため、陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂに極端な曲げによる亀裂が生じることを防止することができ、亀裂に起因する漏れ電流の増大や陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂの切断や接続不良を防止することができる。
【００６３】
また、陽極部の端部とスペーサとを互いに電気的に接続するために、（１）陽極部の端部とスペーサとを交互に積層してゆく際に、アルミニウム箔からなるスペーサを溶接等の方法により陽極部の端部に接合させる工程と、（２）各陽極部の端部及びスペーサを密着させた状態として、陽極部の端部及びスペーサの端面を溶接する工程との、２つの溶接の工程を行う場合には、陰極部と陽極部とのショートを防止するために溶接を考慮して、陽極部の端部と陰極部とを結ぶ方向においてスペーサの長さを長くせざるを得ない。
【００６４】
しかし、レーザにより切断する１つの工程により行う場合には、溶接によるショートの心配はなく、スペーサ１１０〜１４０を短くすることができる。このため、陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂと陰極部１２〜４２とを結ぶ方向において、スペーサ１１０〜１４０と互いに積層される陽極部の端部の長さも短くすることができ、固体電解コンデンサの小型化を図ることができる。
【００６５】
基板載置固定工程は導通工程を有しているため、導通工程において基板５０に固定される部分をスペーサ１１０のみとすることができ、複数のコンデンサ素子１０〜４０の積層方向においてすべてのコンデンサ素子１０〜４０及びスペーサ１１０〜１４０を積層した場合の全体の厚さよりも比較的薄くすることができる。
【００６６】
このため、基板５０にスペーサ１１０〜１４０を固定するために溶接が行われる際に、溶接の照射出力を調整することが容易となり、複数のコンデンサ素子１０〜４０を基板５０に載置固定するためのレーザ等の溶接の照射出力を低くすることにより、基板５０を貫通して基板５０の裏面５０Ｂの第１の導電パターン５１Ｂを損傷することを防止することができる。このため、製品の信頼性、歩留まりを向上させることができる。
【００６７】
本発明による固体電解コンデンサの製造方法及び固体電解コンデンサは、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、本実施の形態の積層工程では、コンデンサ素子１０〜４０の陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂとスペーサ１１０〜１４０とを交互に積層させていったが、これに限定されない。例えば、先ず、スペーサを介さずにコンデンサ素子１０〜４０を積層させて、陽極部１１〜４１の端部１１Ｂ〜４１Ｂ間をそれぞれ隙間が空いた状態とし、その後で、当該隙間に板状のスペーサ１２０〜１４０を挿入するようにしてもよい。
【００６８】
また、スペーサ１１０とプリント基板５０との間に低融点金属が介装されていてもよい。この構成により、本実施の形態における第２導通工程のレーザ照射の強度よりも弱いレーザ照射による熱により低融点金属を溶融させることができ、この低融点金属によりスペーサ１１０とプリント基板５０との間を電気的に接続する第２接続部を設けることができる。また、スペーサ１１０とプリント基板５０との間に低融点金属を介在させるのではなく、スペーサ１１０自体を低融点金属により構成してもよい。この構成とすることにより、低融点金属をスペーサに設ける工程を省くことができる。
【００６９】
また、最下層のスペーサ１１０が第２重畳部を有しておらず、第２層目のスペーサ１２０等の上層のスペーサが第２重畳部を有していてもよい。また、第２重畳部を有する陽極部を備えるスペーサが複数枚あってもよい。
【００７０】
また、陽極部１１〜４１を構成する弁作用金属はアルミニウムにより構成されたが、これに限定されない。例えばタンタルやニオブ等であってもよい。また、スペーサ１１０〜１４０はアルミニウムにより構成されていたが、これに限定されない。例えば、ＳＵＳ、鉄、銅、リン青銅、Ｍｏ、Ｃｒ等の導電性の金属あるいは、これら１種以上を含む合金であればよい。また、コンデンサ素子１０〜４０は４つ設けられていたが、個数は４つに限定されない。
【００７１】
また、レーザはＹＡＧレーザが用いられたが、これに限定されず、例えば、ＹＶＯレーザやＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザの波長の半分のＳＨＧ、即ち第二高調波を利用したレーザ、ＬＤ（半導体）レーザ、エキシマレーザ等を用いてもよい。
【００７２】
また、レーザを照射する位置は、図６において示される第２の接続部１Ｂの位置には限られない。例えば、スペーサ１１０の周縁部等であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法及び固体電解コンデンサは、多数のコンデンサ素子が積層されて構成される固体電解コンデンサ及び当該固体電解コンデンサの製造方法の分野において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態による固体電解コンデンサを示す断面図。
【図２】本発明の実施の形態による固体電解コンデンサを構成するコンデンサ素子を示す断面図。
【図３】本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの製造方法の積層工程を示す分解斜視図。
【図４】本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの製造方法の積層工程を行った後の状態を示す分解斜視図。
【図５】本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの製造方法の第１導通工程を行った後の状態を示す分解斜視図。
【図６】本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの製造方法の第２導通工程を行った後の状態を示す斜視図。
【符号の説明】
【００７５】
１              固体電解コンデンサ
１Ａ            第１接続部
１０〜４０      コンデンサ素子
１１〜４１      陽極部
１１Ａ          酸化膜層
１１Ｂ〜４１Ｂ  端部
１１Ｃ〜４１Ｃ  凸部
１２〜４２      陰極部
１２Ａ          固体電解質層
１２Ｂ          グラファイトペースト層
１２Ｃ          銀ペースト層
５０            プリント基板
５１Ａ、５１Ｂ  第１の導電パターン
５２Ａ、５２Ｂ  第２の導電パターン
１１０〜１４０  スペーサ
１１０Ｅ、１１０Ｆ    左右端部
１１０Ｇ〜１４０Ｇ    端縁部
【図１】
2006147746.tif 000003
【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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