(57)【要約】【課題】箔巻回型コンデンサ素子に導電性高分子の固体電解質を形成してなる固体電解コンデンサを、全体の軸長が短く低背で面実装可能なチップ部品にする。【解決手段】有底筒状体で底部に一対のリード挿通孔２１ａ，２２ａを有する耐熱合成樹脂からなる外装ケース２０を用意し、外装ケース２０内に、コンデンサ素子１０をリード端子１５ｂ，１６ｂをリード挿通孔２１ａ，２２ａに挿通しながら収納したのち、外装ケース２０内に硬化性樹脂３１を充填し硬化させて外装ケース２０内にコンデンサ素子１０を固定し、リード挿通孔２１ａ，２２ａより引き出されているリード端子１５ｂ，１６ｂの先端部側を外装ケース２０の底面に沿って互いに離れる方向に折り曲げて固体電解コンデンサを面実装可能なチップ型部品とする。【選択図】図４ｅ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ともにリード端子が取り付けられている陽極電極箔と陰極電極箔とをセパレータを介して巻回してなる箔巻回型のコンデンサ素子に導電性高分子からなる固体電解質が形成されている固体電解コンデンサにおいて、
有底筒状体で底部に一対のリード挿通孔を有する耐熱合成樹脂からなる外装ケースを備え、上記外装ケース内に上記各リード端子を上記各リード挿通孔に挿通した状態で上記コンデンサ素子が収納され、上記外装ケース内で上記コンデンサ素子が硬化性樹脂により固定され、上記各リード挿通孔より引き出されている上記各リード端子の先端部側が上記外装ケースの底面に沿って互いに離れる方向に折り曲げられて、面実装可能なチップ部品として構成されていることを特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項２】
上記コンデンサ素子が、上記硬化性樹脂内に埋没されていることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
上記硬化性樹脂が上記外装ケースの開口面にまで充填され、その樹脂上面が上記開口面と同一面となるように研磨されていることを特徴とする請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
上記外装ケースの開口面が合成樹脂製の蓋で覆われていることを特徴とする請求項１ないし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】
上記外装ケースの底面には、上記各リード挿通孔から上記各リード端子の折り曲げ方向に沿って上記各リード端子の先端部側が収納される端子収納溝が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
上記各リード端子の先端部側が、上記外装ケースの底面とほぼ平行に扁平化されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項７】
上記外装ケースの底部には、上記コンデンサ素子の筒状収納部よりも外側に広がる台座が一体に形成されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項８】
ともにリード端子が取り付けられている陽極電極箔と陰極電極箔とをセパレータを介して巻回してなる箔巻回型のコンデンサ素子に導電性高分子からなる固体電解質が形成されている固体電解コンデンサを面実装可能なチップ型部品とする固体電解コンデンサの製造方法において、
有底筒状体で底部に一対のリード挿通孔を有する耐熱合成樹脂からなる外装ケースを用意し、上記外装ケース内に、上記コンデンサ素子を上記各リード端子を上記各リード挿通孔に挿通しながら収納したのち、上記外装ケースの内面と上記コンデンサ素子の外周面との間の隙間に硬化性樹脂を充填し硬化させて、上記外装ケース内に上記コンデンサ素子を固定し、上記各リード挿通孔より引き出されている上記各リード端子の先端部側を上記外装ケースの底面に沿って互いに離れる方向に折り曲げることにより、上記固体電解コンデンサを面実装可能なチップ型部品と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９】
上記外装ケースの内容積をＡ，上記コンデンサ素子の上記外装ケース内での体積をＢとして、上記外装ケース内に、上記硬化性樹脂をＡ−Ｂ以上に充填して上記コンデンサ素子を上記硬化性樹脂内に埋没し、上記硬化性樹脂を硬化させたのち、その樹脂上面を上記開口面と同一面となるように研磨することを特徴とする請求項８に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１０】
上記外装ケースの開口面に、合成樹脂製の蓋を被せることを特徴とする請求項８または９に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１１】
上記外装ケースに対して上記蓋を熱融着，接着もしくは超音波溶接のいずれか一つの方法によって一体的に接合することを特徴とする請求項１０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、箔巻回型コンデンサ素子に導電性高分子からなる固体電解質が形成されている固体電解コンデンサを低背で面実装可能なチップ部品とする技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
固体電解コンデンサでは、電解質として導電性高分子からなる固体電解質を用いるため、電解液が含浸されたアルミニウム電解コンデンサで指摘されている液漏れや蒸散と言った問題や、特性劣化がほとんどなく長寿命であり、しかも低ＥＳＲ化が容易であることなどからして、近年急速に普及されている。
【０００３】
箔巻回型コンデンサ素子を用いるアルミニウム固体電解コンデンサは、電解質形成工程を除いて、アルミニウム電解コンデンサとほぼ同じ工程を経て作製される。
【０００４】
すなわち、タブ端子がそれぞれ接続されたアルミニウムからなる陽極箔と陰極箔とをセパレータを介して渦巻き状に巻回したコンデンサ素子に、電解液の含浸に代えて、導電性高分子からなる固体電解質を形成し、外装体としての有底円筒状のアルミニウムケース内に収納し、その開口部を封口ゴムで封止し、開口部端縁をかしめるとともに、封口ゴムに対応するケース周面に横絞り溝を刻設することにより作製される。
【０００５】
したがって、外観上は例えば特許文献１に記載されているアルミニウム電解コンデンサとほとんど同じである。
【０００６】
しかしながら、アルミニウムケースの開口部を封口ゴムで封止しているため、他のチップ部品に比べて封口ゴムの厚さ分、背（全体の軸長）が高い、という問題がある。
【０００７】
封口ゴムの厚さを薄くすれば、その分、低背化することができるが、他方において、リフローはんだ時の熱によるケース内の圧力上昇に耐えられず、いわゆるリフロー膨れが生じやすくなるため、好ましくない。
【０００８】
箔積層型とすれば、低背化することができるが、これには専用設備を新規に導入する必要があり、生産コストが高くなる、という別の問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１０８８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の課題は、箔巻回型コンデンサ素子に導電性高分子の固体電解質を形成してなる固体電解コンデンサを、全体の軸長が短く低背で面実装可能なチップ部品にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本願の第１発明は、ともにリード端子が取り付けられている陽極電極箔と陰極電極箔とをセパレータを介して巻回してなる箔巻回型のコンデンサ素子に導電性高分子からなる固体電解質が形成されている固体電解コンデンサにおいて、有底筒状体で底部に一対のリード挿通孔を有する耐熱合成樹脂からなる外装ケースを備え、上記外装ケース内に上記各リード端子を上記各リード挿通孔に挿通した状態で上記コンデンサ素子が収納され、上記外装ケース内で上記コンデンサ素子が硬化性樹脂により固定され、上記各リード挿通孔より引き出されている上記各リード端子の先端部側が上記外装ケースの底面に沿って互いに離れる方向に折り曲げられて、面実装可能なチップ部品として構成されていることを特徴としている。
【００１２】
上記第１発明の好ましい態様によれば、上記コンデンサ素子は上記硬化性樹脂内に埋没される。
【００１３】
また、上記第１発明において、上記硬化性樹脂が上記外装ケースの開口面にまで充填され、その樹脂上面が上記開口面と同一面となるように研磨されることが好ましい。
【００１４】
また、上記第１発明において、上記外装ケースの開口面が合成樹脂製の蓋で覆われることが好ましい。
【００１５】
また、上記第１発明において、上記外装ケースの底面には、上記各リード挿通孔から上記各リード端子の折り曲げ方向に沿って上記各リード端子の先端部側が収納される端子収納溝が形成されていることが好ましい。
【００１６】
また、上記第１発明において、上記各リード端子の先端部側が、上記外装ケースの底面とほぼ平行に扁平化されるとよい。
【００１７】
また、上記第１発明には、上記外装ケースの底部に上記コンデンサ素子の筒状収納部よりも外側に広がる台座が一体に形成される態様も含まれる。
【００１８】
本願の第２発明は、ともにリード端子が取り付けられている陽極電極箔と陰極電極箔とをセパレータを介して巻回してなる箔巻回型のコンデンサ素子に導電性高分子からなる固体電解質が形成されている固体電解コンデンサを面実装可能なチップ型部品とする固体電解コンデンサの製造方法において、有底筒状体で底部に一対のリード挿通孔を有する耐熱合成樹脂からなる外装ケースを用意し、上記外装ケース内に、上記コンデンサ素子を上記各リード端子を上記各リード挿通孔に挿通しながら収納したのち、上記外装ケースの内面と上記コンデンサ素子の外周面との間の隙間に硬化性樹脂を充填し硬化させて、上記外装ケース内に上記コンデンサ素子を固定し、上記各リード挿通孔より引き出されている上記各リード端子の先端部側を上記外装ケースの底面に沿って互いに離れる方向に折り曲げることにより、上記固体電解コンデンサを面実装可能なチップ型部品とすることを特徴としている。
【００１９】
上記第２発明には、その好ましい態様として、上記外装ケースの内容積をＡ，上記コンデンサ素子の上記外装ケース内での体積をＢとして、上記外装ケース内に、上記硬化性樹脂をＡ−Ｂ以上に充填して上記コンデンサ素子を上記硬化性樹脂内に埋没し、上記硬化性樹脂を硬化させたのち、その樹脂上面を上記開口面と同一面となるように研磨する態様が含まれる。
【００２０】
また、上記第２発明には、上記外装ケースの開口面に、合成樹脂製の蓋を被せる態様が好ましく含まれる。
【００２１】
その際、上記蓋は上記外装ケースに対して熱融着，接着もしくは超音波溶接のいずれか一つの方法によって一体的に接合されてよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ともにリード端子が取り付けられている陽極電極箔と陰極電極箔とをセパレータを介して巻回してなる箔巻回型のコンデンサ素子に導電性高分子からなる固体電解質が形成されている固体電解コンデンサにおいて、有底筒状体で底部に一対のリード挿通孔を有する耐熱合成樹脂からなる外装ケース内に、コンデンサ素子の各リード端子を各リード挿通孔に挿通した状態で収納し、外装ケース内でコンデンサ素子を硬化性樹脂により固定し、各リード挿通孔より引き出されている各リード端子の先端部側を外装ケースの底面に沿って互いに離れる方向に折り曲げるようにしたことにより、封口ゴムが不要となり、その分、低背化がはかれる。
【００２３】
また、箔巻回型のコンデンサ素子は、既存のチップ型アルミニウム電解コンデンサの生産設備を利用して作製されるため、新規導入設備に要するコスト負担が軽減され、生産コストを低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】箔巻き取り時の陽極電極箔、陰極電極箔およびセパレータを示す模式図。
【図２】箔巻回型のコンデンサ素子を示す斜視図。
【図３】（ａ）本発明に適用される外装ケースの上面側斜視図，（ｂ）底面側斜視図。
【図４ａ】コンデンサ素子収納工程を示す断面図。
【図４ｂ】硬化性樹脂充填工程を示す断面図。
【図４ｃ】端子プレス工程を示す断面図。
【図４ｄ】端子折り曲げ工程を示す断面図。
【図４ｅ】樹脂研磨工程を示す断面図。
【図４ｆ】蓋被着工程を示す断面図。
【図５】外装ケースの第１変形例を示す（ａ）斜視図，（ｂ）底面図。
【図６】外装ケースの第２辺形例を示す（ａ）斜視図，（ｂ）底面図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２６】
本発明の固体電解コンデンサは、箔巻回型のコンデンサ素子を用いることから、まず図１に示すように、タブ端子１５が取り付けられた陽極電極箔１１と、タブ端子１６が取り付けられた陰極電極箔１３とをセパレータ１２，１４を介して渦巻き状に巻回することにより、図２に示す円筒状のコンデンサ素子１０を作製する。
【００２７】
アルミニウム電解コンデンサ素子と同じく、陽極電極箔１１には、酸化被膜が形成されたアルミニウム箔、陰極電極箔１３には、アルミニウム箔またはその合金箔をエッチングにより表面粗化したもの、あるいはそれに酸化被膜を形成したもの、弁金属箔またはその合金をプレーンのまま、またはエッチングし表面にカーボンやチタンなどの粒子を蒸着等で付着させたものを使用することができる。
【００２８】
また、タブ端子１５，１６には、アルミニウム丸棒線の一端側をプレスして扁平とした羽子板状の端子本体１５ａ，１６ａの丸棒側の端面に、ＣＰ線（ハンダメッキ銅被覆鋼線）１５ｂ，１６ｂを溶接してなる端子が用いられてよい。なお、ＣＰ線に代えて、錫あるいはハンダメッキ被覆銅線が採用されてもよい。
【００２９】
なお、以下の説明において、陽極側のタブ端子１５のＣＰ線１５ｂを「陽極リード端子１５ｂ」、陰極側のタブ端子１６のＣＰ線１６ｂを「陰極リード端子１６ｂ」と言うことがある。
【００３０】
そして、好ましくはコンデンサ素子１０を例えばアジピン酸アンモニウムを主成分とする化成液に浸漬し、タブ端子１５を介して陽極電極箔１１に所定の電圧を印加して、陽極電極箔１１を再化成する。これにより、箔巻回時に生じた陽極電極箔１１の酸化皮膜の欠損箇所および箔スリット時の箔端面を修復化成する。
【００３１】
その後、コンデンサ素子１０に所定のモノマー（例えば、チオフェンモノマー（３，４−エチレンジオキシチオフェン））と酸化剤を含浸し、化学重合させて導電性高分子からなる固体電解質を形成する。
【００３２】
固体電解質が形成されたコンデンサ素子１０を、図４ｆに例示されている面実装可能なチップ化された固体電解コンデンサ１とするにあたって、この実施形態では、図３（ａ）（ｂ）に示すように、有底四角筒体で底部に一対のリード挿通孔２１ａ，２２ａを有する合成樹脂製の外装ケース２０を用いる。
【００３３】
外装ケース２０は、リフローはんだ時の熱に耐え得る、例えばポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ），エポキシ樹脂，フェノール樹脂等の耐熱性合成樹脂材から作られることが好ましい。
【００３４】
この実施形態において、外装ケース２０の底部の底面には、リード挿通孔２１ａ，２２ａから互いに反対方向に延在する端子収納溝２１ｂ，２２が形成されている。なお、外装ケース２０は、コンデンサ素子１０の軸長（高さ）よりも深い深さを有している。
【００３５】
次に、図４ａ〜図４ｆを参照して、固体電解コンデンサの製造工程の一例について説明すると、まず、図４ａに示すように、陽極リード端子１５ｂ，陰極リード端子１６ｂをリード挿通孔２１ａ，２２ａに挿通しながらコンデンサ素子１０を外装ケース２０内に収納する。
【００３６】
次に、図４ｂに示すように、外装ケース２０内に硬化性樹脂３１を充填する。硬化性樹脂３１は、少なくとも外装ケース２０の内面とコンデンサ素子１０の外周面との間の隙間に充填されればよいが、好ましくは外装ケース２０の上面開口部に至るまで充填し、硬化性樹脂３１内にコンデンサ素子１０を埋没させて、コンデンサ素子１０を外気から遮断するとよい。
【００３７】
硬化性樹脂３１内にコンデンサ素子１０を完全に埋没させるには、外装ケース２０の内容積をＡ，コンデンサ素子１０の体積をＢとして、硬化性樹脂３１をＡ−Ｂ以上に充填すればよい。
【００３８】
硬化性樹脂３１には、熱硬化性樹脂もしくは紫外線硬化型樹脂等が用いられるが、外装ケース２０内の硬化性樹脂３１をまんべんなく硬化するうえで、熱硬化性樹脂が好ましく採用される。
【００３９】
硬化性樹脂３１の硬化をまって、図４ｃに示すように、外装ケース２０から引き出されている陽極リード端子１５ｂ，陰極リード端子１６ｂの各先端部分をそれぞれ扁平にプレス加工する。
【００４０】
すなわち、図４ｃにおいて、各リード端子１５ｂ，１６ｂをそれぞれ左右方向からプレスして、各リード端子１５ｂ，１６ｂを外装ケース２０の底面に沿わせた際、その底面とほぼ平行に扁平化する。
【００４１】
しかる後、図４ｄに示すように、各リード端子１５ｂ，１６ｂを互いに離れる方向に折り曲げて端子収納溝２１ｂ，２２ｂ内に収納する。
【００４２】
次に、図４ｅに示すように、外装ケース２０内に充填され硬化している硬化性樹脂３１の樹脂上面を外装ケース２０の上部開口面と同一面となるように研磨し、その後、好ましくは外装ケース２０の上部開口面に合成樹脂製の蓋４１を被せる。
【００４３】
蓋４１は、外装ケース２０と同じく耐熱性合成樹脂であることが好ましく、外装ケース２０に対して熱融着，接着もしくは超音波溶接等により一体的に取り付けられるとよい。
【００４４】
このようにして、面実装可能でチップ化された固体電解コンデンサ１が得られるが、固体電解コンデンサ１には封口ゴムが不要であることから、その分、低背化がはかれる。
【００４５】
外装ケースについて、上記実施形態と異なり、図５（ａ）（ｂ）に示すように、有底円筒状の外装ケース２０Ａや、図５（ａ）（ｂ）に示すように、円筒体の下部に台座２３をフランジ状に一体に備える外装ケース２０Ｂが用いられてもよい。図５，図６において、２１ａ，２２ａはリード挿通孔，２１ｂ，２２ｂは端子収納溝である。
【００４６】
工程の順序について、例えば図４ｃ，図４ｄの各工程と、図４ｅ，図４ｆの各工程とを入れ替えて、先に図４ｅの研磨工程と図４ｆの蓋４１の被着工程を実施したのち、図４ｃの端子プレス工程と図４ｄの端子折り曲げ工程を実施するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１  固体電解コンデンサ
１０  コンデンサ素子
１５ｂ  陽極リード端子
１６ｂ  陰極リード端子
２０，２０Ａ，２０Ｂ  外装ケース
２１ａ，２２ａ  リード挿通孔
２１ｂ，２２ｂ  端子収納溝
３１  硬化性樹脂
４１  蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図４ｆ】
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【図５】
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【図６】
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