(57)【要約】【課題】陽極端子の倒れを防止し、陽極リード体と陽極端子との間の接続不良を低減すること。【解決手段】固体電解コンデンサは、弁作用金属からなる直方体の陽極体、陽極体の外周に形成された誘電体層、誘電体層上に形成された固体電解質層、および固体電解質層上に形成された陰極層を含むコンデンサ素子と、コンデンサ素子の一端から少なくとも一部が突出する陽極リード体と、陽極リード体と電気的に接続されている陽極端子と、コンデンサ素子の陰極層と電気的に接続されている陰極端子と、コンデンサ素子を覆うように形成された外装樹脂と、を備え、陽極端子は、実装基板の底面から陽極リード体に向かって曲げられた曲げ部を有し、曲げ部の鋭角側には、少なくとも１つのリブが形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属からなる直方体の陽極体、該陽極体の外周に形成された誘電体層、該誘電体層上に形成された固体電解質層、および該固体電解質層上に形成された陰極層を含むコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子の一端から少なくとも一部が突出する陽極リード体と、
前記陽極リード体と電気的に接続されている陽極端子と、
前記コンデンサ素子の前記陰極層と電気的に接続されている陰極端子と、
前記コンデンサ素子を覆うように形成された外装樹脂と、を備え、
前記陽極端子は、前記実装基板の底面から前記陽極リード体に向かって曲げられた曲げ部を有し、
前記曲げ部の鋭角側には、少なくとも１つの補強リブが形成されている、固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記補強リブは、三角錐の形状をしている、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記補強リブは、前記陽極端子と一体成型されている、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
前記陽極端子の厚さは、１５０μｍ以下、８０μｍ以上であり、前記曲げ部の高さは５００μｍ以下、２００μｍ以上である請求項１から３のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
弁作用金属からなる直方体の陽極体を形成し、前記陽極体の外周に誘電体層を形成し、該誘電体層上に固体電解質層を形成し、該固体電解質層上に陰極層を形成することでコンデンサ素子を形成する工程と、
前記コンデンサ素子の一端から少なくとも一部が突出する陽極リード体を形成する工程と、
陽極端子を形成し、該陽極端子を前記陽極リード体に向かって曲げて曲げ部を形成しつつ該曲げ部の鋭角側に少なくとも１つの補強リブを形成するとともに、前記陽極端子を前記陽極リード体に電気的に接続する工程と、
陰極端子を形成し、該陰極端子を前記コンデンサ素子の前記陰極層に導電性接着層を介して電気的に接続する工程と、
前記コンデンサ素子を覆うように外装樹脂を形成する工程と、を含む、固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項６】
前記補強リブを三角錐状に形成する、請求項５に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項７】
前記補強リブを前記陽極端子と一体成型で形成する、請求項５または６に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項８】
前記陽極端子の厚さを１５０μｍ以下、８０μｍ以上に形成し、前記曲げ部の高さを５００μｍ以下、２００μｍ以上に形成する、請求項５から７のいずれか１項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およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
陽極リード体に陽極端子を接続するために、陽極端子の一部を陽極リード体に向かって曲げ起こした構造を有する下面電極構造の固体電解コンデンサが知られている。このような固体電解コンデンサは、陽極リード体と陽極端子とを抵抗溶接で接続しているため、抵抗溶接の際に加える圧力によって陽極端子が曲げ起こした部分から倒れてしまうことがある。また、陽極端子が倒れないように抵抗溶接する際に加える圧力を弱くした場合には、陽極端子の溶融が不十分となり、陽極リード体と陽極端子との間で接続不良が生じてしまうこともある。そのため、陽極リード体と陽極端子とを接続する際、抵抗溶接する際に加える圧力で陽極端子が倒れないように陽極端子を補強し、陽極リード体と陽極端子との接続不良を防止する技術が求められている。
【０００３】
特許文献１は、ヒューズを有する固体電解コンデンサにおいて、ヒューズの変形を防止するためにヒューズを補強する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平２−１０６０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１は、ヒューズの変形を防止するために、ヒューズに補強リブを設けることでヒューズ自体の強度を向上させている。したがって、特許文献１は、部材の変形を防止することを目的としているので、陽極リード体と陽極端子とを接続する際の陽極端子の倒れを防止し、陽極リード体と陽極端子との接続不良を低減させることはできない。
【０００６】
本発明の目的は、陽極端子の倒れを防止し、陽極リード体と陽極端子との間の接続不良を低減でき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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の態様の固体電解コンデンサは、弁作用金属からなる直方体の陽極体、該陽極体の外周に形成された誘電体層、該誘電体層上に形成された固体電解質層、および該固体電解質層上に形成された陰極層を含むコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子の一端から少なくとも一部が突出する陽極リード体と、前記陽極リード体と電気的に接続されている陽極端子と、前記コンデンサ素子の前記陰極層と電気的に接続されている陰極端子と、前記コンデンサ素子を覆うように形成された外装樹脂と、を備え、前記陽極端子は、前記実装基板の底面から前記陽極リード体に向かって曲げられた曲げ部を有し、前記曲げ部の鋭角側には、少なくとも１つの補強リブが形成されている。
【０００８】
また、本発明の第１の態様の固体電解コンデンサは、前記補強リブが三角錐の形状をしていることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の第１の態様の固体電解コンデンサは、前記補強リブが前記陽極端子と一体成型されていることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の第１の態様の固体電解コンデンサは、前記陽極端子の厚さが１５０μｍ以下、８０μｍ以上であり、前記曲げ部の高さが５００μｍ以下、２００μｍ以上であることが好ましい。
【００１１】
本発明の第２の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用金属からなる直方体の陽極体を形成し、前記陽極体の外周に誘電体層を形成し、該誘電体層上に固体電解質層を形成し、該固体電解質層上に陰極層を形成することでコンデンサ素子を形成する工程と、前記コンデンサ素子の一端から少なくとも一部が突出する陽極リード体を形成する工程と、陽極端子を形成し、該陽極端子を前記陽極リード体に向かって曲げて曲げ部を形成しつつ該曲げ部の鋭角側に少なくとも１つの補強リブを形成するとともに、前記陽極端子を前記陽極リード体に電気的に接続する工程と、陰極端子を形成し、該陰極端子を前記コンデンサ素子の前記陰極層に導電性接着層を介して電気的に接続する工程と、前記コンデンサ素子を覆うように外装樹脂を形成する工程と、を含む。
【００１２】
また、本発明の第２の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記補強リブを三角錐状に形成することが好ましい。
【００１３】
また、本発明の第２の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記補強リブを前記陽極端子と一体成型で形成することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の第２の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記陽極端子の厚さを１５０μｍ以下、８０μｍ以上に形成し、前記曲げ部の高さを５００μｍ以下、２００μｍ以上に形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、陽極端子の倒れを防止し、陽極リード体と陽極端子との間の接続不良を低減できる固体電解コンデンサおよびその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る固体電解コンデンサの断面を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る補強リブの一例を示す模式図であり、（ａ）は補強リブの斜視図であり、（ｂ）は補強リブの断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る補強リブの変形例を示す模式図であり、（ａ）は補強リブの斜視図であり、（ｂ）は補強リブの断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る固体電解コンデンサの断面を示す模式図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る補強リブを示す模式図である。
【図６】本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサの製造の流れを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態について詳細に説明する。なお、繰り返し説明することによる煩雑さを避けるため、各図において同一または相当する部分には同一の符号を付して適宜説明を省略する。
【００１８】
［第１の実施形態］
図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る固体電解コンデンサ１００について説明する。図１は、固体電解コンデンサ１００の断面を示す模式図である。
【００１９】
ここでは、図１に示すように、直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を使用している。図１に図示した状態では、直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）において、ｘ軸方向は左右方向（幅方向）であり、ｙ軸方向は前後方向（奥行方向）であり、ｚ軸方向は上下方向（高さ方向）である。
【００２０】
固体電解コンデンサ１００は、上面１００ａ、下面１００ｂ、左面１００ｃ、右面１００ｄ、前面（図示しない）、および後面（図示しない）の６面を有する直方体の固体電解コンデンサである。固体電解コンデンサ１００は、コンデンサ素子１と、陽極リード体２と、陽極端子３と、補強リブ３Ａと、陰極端子４と、導電性接着層５と、外装樹脂６と、を備える。
【００２１】
コンデンサ素子１は、上面１ａ、下面１ｂ、左面１ｃ、右面１ｄ、前面（図示しない）、および後面（図示しない）の６面を有する直方体のコンデンサ素子である。また、コンデンサ素子１は、陽極体１Ａ、誘電体層１Ｂ、固体電解質層１Ｃ、および陰極層１Ｄを含む。なお、第１の実施形態に係るコンデンサ素子１の形状は、例示であり、本発明のコンデンサ素子１の形状を限定するものではない。
【００２２】
陽極体１Ａは、弁作用金属から形成されており、６面を持つ直方体の形状をしている。弁作用金属としては、例えばタンタル、ニオブ、チタン、およびアルミニウム等をあげることができる。
【００２３】
誘電体層１Ｂは、左面１ｃを除く陽極体１Ａの５面に形成された酸化皮膜である。誘電体層１Ｂは、例えばＴａ２Ｏ５（五酸化タンタル）から形成することができる。
【００２４】
固体電解質層１Ｃは、誘電体層１Ｂ上に形成された電解質である。固体電解質層１Ｃは、例えば硝酸マンガンに浸漬した後、熱分解することで形成したＭｎＯ２（二酸化マンガン）からなる。なお、固体電解質層１Ｃは、ＭｎＯ２の代わりに、例えばポリチオフェンまたはポリピロールで形成してもよい。
【００２５】
陰極層１Ｄは、固体電解質層１Ｃ上に形成された陰極である。陰極層１Ｄは、例えばグラファイトおよびＡｇ（銀）を含む溶材で形成されている。
【００２６】
なお、第１の実施形態において、コンデンサ素子１の構成は上記に限定されず、その他の公知の技術および材料を用いて形成してもよい。
【００２７】
陽極リード体２は、コンデンサ素子１の陽極体１Ａと同様の弁作用金属から形成されており、コンデンサ素子１の左面１ｃの中央部分から、左方向に向かって少なくとも一部が導出されている。
【００２８】
陽極端子３は、固体電解コンデンサ１００の下面１００ｂにおいて左部に形成されており、下面１００ｂに接続される実装基板（図示しない）の陽極部と接続される。また、陽極端子３は、図１に示すように、陽極リード体２に向かって略９０°曲げ起こされた形状をしており、曲げ部３ａおよび曲げ起こし部３ｂを有する。ここで、曲げ部３ａの鋭角側には、曲げ起こし部３ｂを補強する補強リブ３Ａが形成されている。
【００２９】
曲げ部３ａは、陽極端子３を陽極リード体２と電気的に接続させるために、陽極端子３を陽極リード体２に向かって曲げ起こす部分である。曲げ起こし部３ｂは、陽極端子３と陽極リード体２とを電気的に接続するために、陽極端子３を曲げ起こした部分である。すなわち、陽極端子３において、曲げ起こし部３ｂが陽極リード体２と電気的に接続されている。陽極リード体２と、曲げ起こし部３ｂとは、例えば抵抗溶接で接続されている。この場合、陽極リード体２と、曲げ起こし部３ｂとは、陽極リード体２と、曲げ起こし部３ｂとを接触させた状態で加圧しながら電流を流し、曲げ起こし部３ｂを部分的に溶融させることで接続することができる。
【００３０】
図２を参照して、補強リブ３Ａについて説明する。図２（ａ）は第１の実施形態に係る補強リブ３Ａの一例を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）において、Ａ−Ａ線を切断した断面図である。
【００３１】
ここでは、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を使用している。図２（ａ）および図２（ｂ）に図示した状態では、直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）において、ｘ軸方向は左右方向（幅方向）であり、ｙ軸方向は前後方向（奥行方向）であり、ｚ軸方向は上下方向（高さ方向）である。
【００３２】
補強リブ３Ａは、曲げ部３ａの鋭角側に、曲げ部３ａを基点として曲げ起こし部３ｂに沿って設けられている。このような補強リブ３Ａの形状に特に制限はないが、例えば図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、補強リブ３Ａは、曲げ部３ａを基点として、曲げ起こし部３ｂに沿って、その端部まで形成された凸部である。このような補強リブ３Ａは、例えば陽極端子３を曲げ起こして曲げ起こし部３ｂを形成する際に、リブ出し加工することで形成することができる。また、曲げ部３ａに設けられる補強リブ３Ａの数にも制限はなく、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の補強リブ３Ａが形成されていてもよい。
【００３３】
さらに、補強リブ３Ａは、曲げ起こし部３ｂだけでなく、曲げ部３ａを基点として左部に亘って設けられていてもよい。図３は、補強リブ３Ａの変形例を示す模式図であり、図３（ａ）は斜視図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）において、Ｂ−Ｂ線を切断した断面図である。ここでは、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を使用している。図３（ａ）および図３（ｂ）に図示した状態では、直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）において、ｘ軸方向は左右方向（幅方向）であり、ｙ軸方向は前後方向（奥行方向）であり、ｚ軸方向は上下方向（高さ方向）である。
【００３４】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、補強リブ３Ａは、曲げ部３ａの鋭角側に、曲げ部３ａを基点として曲げ起こし部３ｂに沿って一部に設けられているとともに、曲げ部３ａを基点に左方向に沿って一部に設けられている。すなわち、補強リブ３Ａは、曲げ部３ａを基点に、曲げ起こし部３ｂの端部に亘って設ける必要はなく、曲げ起こし部３ｂの少なくとも一部に設けられていればよい。
【００３５】
なお、補強リブ３Ａを形成する方法は、リブ出し加工に限定されない。補強リブ３Ａは、例えば陽極端子３と同質の材料で予め所定の形状に加工された部材を、曲げ起こし部３ｂに溶接することで形成してもよい。
【００３６】
曲げ部３ａの鋭角側において、補強リブ３Ａを曲げ起こし部３ｂに沿って形成することで、曲げ部３ａの機械的強度を向上させることができる。これにより、陽極リード体２と、陽極端子３とを抵抗溶接する際の圧力によって、曲げ起こし部３ｂが歪曲したり、倒れたりしてしまうことを防止することができる。その結果、抵抗溶接の際に、陽極リード体２と、陽極端子３との間に十分な圧力を加えることができるので、陽極リード体２と陽極端子３との間の接続不良が低減する。また、第１の実施形態は、曲げ起こし部３ｂの歪曲や倒れを防止するために陽極端子３を厚く形成する必要がなく、陽極端子３の厚みをより薄くすることができる。そのため、第１の実施形態はコストの観点からも関連技術と比べて優れている。また、陽極端子３の厚みをより薄くすることで、陽極端子３と陽極リード体２の接触面積が小さくなり、抵抗溶接する際の圧力を大きくすることができ、抵抗溶接等を確実に行い、溶接電流も抑えることができる。さらに、陽極端子３を薄く形成することによって、コンデンサ素子１をより大きく形成することができる。これにより、第１の実施形態は、小型でありながらより容量の大きな固体電解コンデンサを作製することができる。ここで、このような陽極端子３の厚さは、１５０μｍ以下、８０μｍ以上とすることが望ましく、曲げ起こし部３ｂの高さを５００μｍ以下、２００μｍ以上とすることが望ましい。
【００３７】
再び図１を参照する。陰極端子４は、固体電解コンデンサ１００において右下部に形成されており、固体電解コンデンサ１００用のセット基板（図示しない）の陰極部と接続される。また、陰極端子４の上面には、コンデンサ素子１の陰極層１Ｄと電気的に接続するための導電性接着層５が形成されている。ここで、導電性接着層５は、特に限定しないが、例えば導電性の接着剤からなる。
【００３８】
外装樹脂６は、コンデンサ素子１の外周を覆うように形成されている。外装樹脂６としては、例えばトランスファーモールド樹脂、液状エポキシ樹脂、および液晶ポリマーを用いることができる。
【００３９】
［第２の実施形態］
図４を参照して、本発明の第２の実施形態に係る固体電解コンデンサ１００Ａについて説明する。図４は、固体電解コンデンサ１００Ａの断面を示す模式図である。
【００４０】
固体電解コンデンサ１００Ａは、上面１００ａ、下面１００ｂ、左面１００ｃ、右面１００ｄ、前面（図示しない）、および後面（図示しない）の６面を有する直方体の固体電解コンデンサである。固体電解コンデンサ１００Ａは、コンデンサ素子１と、陽極リード体２と、陽極端子３と、補強リブ３Ｂと、陰極端子４と、導電性接着層５と、外装樹脂６と、を備える。固体電解コンデンサ１００Ａは、第１の実施形態に係る固体電解コンデンサ１００と比較すると、補強リブの形状が異なっている。具体的には後述するが、補強リブ３Ｂは、三角錐状の形状を有している。
【００４１】
図５を参照して、補強リブ３Ｂについて説明する。図５は、第２の実施形態に係る補強リブ３Ｂを示す斜視図である。
【００４２】
ここでは、図５に示すように、直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）を使用している。図２に図示した状態では、直交座標系（ｘ，ｙ，ｚ）において、ｘ軸方向は左右方向（幅方向）であり、ｙ軸方向は前後方向（奥行方向）でありｚ軸方向は上下方向（高さ方向）である。
【００４３】
補強リブ３Ｂは、曲げ部３ａを基点として左方向および上方向に亘って陽極端子３上に形成された三角錐の形状を有している。このような補強リブ３Ｂは、物の倒れを防止する支え棒のような効果を奏するため、曲げ起こし部３ｂの歪曲や倒れの防止により効果的である。また、形成される補強リブ３Ｂの数に制限はなく、曲げ部３ａの鋭角側にはＮ個（Ｎは２以上の整数）の補強リブ３Ｂが形成されていてもよい。補強リブ３Ｂは、例えば陽極端子３をリブ出し加工することで形成することができる。この場合、補強リブ３Ｂと、陽極端子３とは、一体的に形成される。なお、補強リブ３Ｂを形成する方法は、リブ出し加工に限定されず、例えば陽極端子３と同じ材質の材料で所定の形状に加工した補強リブ３Ｂを、曲げ部３ａの鋭角側に溶接することで形成してもよい。固体電解コンデンサ１００Ａにおいて、その他の構成については第１の実施形態に係る固体電解コンデンサ１００と同様なので説明は省略する。
【実施例】
【００４４】
［製造方法］
次に、図６を参照して、第１の実施形態に係る固体電解コンデンサ１００の製造方法の一例について説明する。図６は、第１の実施形態に係る固体電解コンデンサ１００の製造方法の流れを示すフローチャートである。
【００４５】
まず、タンタル線からなる陽極リード体２の外周にプレス機によってタンタル粉末から所定の形状の陽極体１Ａを形成する（ステップＳ１０１）。ここで、陽極リード体２は、図１において、コンデンサ素子１の左面１ｃの中央部から左方向に向かって導出する。そして、高真空および高温度の条件で陽極体１Ａを焼結する（ステップＳ１０２）。
【００４６】
次いで、焼結後の陽極体１Ａにおいて上面１ａ、下面１ｂ、右面１ｄ、前面（図示しない）、および後面（図示しない）の５面に対応する面の表面にＴａ２Ｏ５を含む誘電体層１Ｂを形成する。そして、誘電体層１Ｂの上面に硝酸マンガンで熱分解して、二酸化マンガンからなる固体電解質層１Ｃを形成する。さらに、固体電解質層１Ｃの上面にグラファイトおよびＡｇ（銀）を含む陰極層１Ｄを形成することでコンデンサ素子１を得る（ステップＳ１０３）。
【００４７】
次いで、陽極端子３を形成する（ステップＳ１０４）。具体的には、矩形状の板を陽極リード体２に向かって９０°曲げ加工することで、曲げ部３ａおよび陽極リード体２と接続される曲げ起こし部３ｂを形成するとともに、リブ出し加工を施し補強リブ３Ａを陽極端子３の曲げ起こし部３ｂに一体成型することで、陽極端子３を形成する。
【００４８】
次いで、陰極端子４を形成する（ステップＳ１０５）。なお、陰極端子４は公知の方法で形成することができる。
【００４９】
次いで、陽極端子３と陽極リード体２とを接続し、陰極端子４とコンデンサ素子１とを接続する（ステップＳ１０６）。具体的には、陽極端子３と陽極リード体２とは、曲げ起こし部３ｂと陽極リード体２とを抵抗溶接することで接続した。陰極端子４とコンデンサ素子１とを接続するためには、まず陰極端子４の上面に導電性接着剤からなる導電性接着層５を塗布する。そして、コンデンサ素子１を導電性接着層５上にコンデンサ素子１を搭載し、導電性接着層５を乾燥させて硬化することでコンデンサ素子１と陰極端子４とを接続する。
【００５０】
次いで、外装樹脂６としてトランスファーモールド樹脂を用いて熱成形することでコンデンサ素子１を封止する（ステップＳ１０７）。
【００５１】
最後に、所定の寸法になるように外装樹脂６の余分な箇所をダイシングソーで切断することで、固体電解コンデンサ１００を得た（ステップＳ１０８）。なお、ステップＳ１０４において、補強リブ３Ａの代わりに補強リブ３Ｂを形成することで、第２の実施形態に係る固体電解コンデンサ１００Ａを得ることができる。
【００５２】
以上、本発明を、実施形態および実施例に基づいて説明したが、本発明は実施形態および実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細は、請求項に記載された本発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・コンデンサ素子
１Ａ・・・陽極体
１Ｂ・・・誘電体層
１Ｃ・・・固体電解質層
１Ｄ・・・陰極層
２・・・陽極リード体
３・・・陽極端子
３ａ・・・曲げ部
３ｂ・・・曲げ起こし部
３Ａ，３Ｂ・・・補強リブ
４・・・陰極端子
５・・・導電性接着層
６・・・外装樹脂
１００，１００Ａ・・・固体電解コンデンサ
【図１】
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【図２】
2018101709.tif 000004
【図３】
2018101709.tif 000005
【図４】
2018101709.tif 000006
【図５】
2018101709.tif 000007
【図６】
2018101709.tif 000008