(57)【要約】      （修正有）【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低背で面実装可能なチップ部品とする。【解決手段】ともにリード端子が接続された陽極電極箔と陰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を長円形状もしくは楕円形状に扁平化して扁平形コンデンサ素子としたのち、扁平形コンデンサ素子に導電性高分子を含む固体電解質を形成し、上面が開放され側面にリード挿通孔を有する扁平な箱体からなる外装体内に、固体電解質が形成された扁平形コンデンサ素子を収納するとともに、各リード端子の先端部側をリード挿通孔から引き出し、外装体の上面開口部から硬化性樹脂を充填して扁平形コンデンサ素子を外装体内に固定し、各リード端子の先端部側を所定方向に折り曲げて、低背で面実装可能なチップ部品とする。【選択図】図１ｅ
2011003698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極リード端子と陰極リード端子とを有す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の製造方法において、
上記箔巻回型のコンデンサ素子を長円形状もしくは楕円形状に扁平化して扁平形コンデンサ素子としたのち、上記扁平形コンデンサ素子に導電性高分子を含む固体電解質を形成し、
上面が開放され所定の側面に上記陽極リード端子と上記陰極リード端子とに対応するリード挿通孔を有する扁平な箱体からなる外装体内に、上記固体電解質が形成された扁平形コンデンサ素子を収納するとともに、上記陽極リード端子と上記陰極リード端子の各先端部側を上記各リード挿通孔から引き出し、
上記外装体の上面開口部から硬化性樹脂を充填して上記扁平形コンデンサ素子を上記外装体内に固定し、上記陽極リード端子と上記陰極リード端子の各先端部側を所定方向に折り曲げて、低背で面実装可能なチップ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２】
陽極リード端子と陰極リード端子とを有す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の製造方法において、
上記箔巻回型のコンデンサ素子を長円形状もしくは楕円形状に扁平化して扁平形コンデンサ素子とし、上記扁平形コンデンサ素子に導電性高分子を含む固体電解質を形成したのち、上記陽極リード端子と上記陰極リード端子の各先端部側を除いて上記扁平形コンデンサ素子の周りに、その扁平形状に沿ってモールド樹脂よりなる樹脂外装体を直接形成し、上記陽極リード端子と上記陰極リード端子の各先端部側を所定方向に折り曲げて、低背で面実装可能なチップ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３】
上記箔巻回型のコンデンサ素子がリード同一方向型である請求項１または２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
上記箔巻回型のコンデンサ素子がリード反対方向型である請求項１または２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ないし４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により製造された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、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】
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低背で面実装可能なチップ部品とする固体電解コンデンサ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】
【００１１】
上記課題を解決するため、本願の第１の発明は、陽極リード端子と陰極リード端子とを有す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の製造方法において、上記箔巻回型のコンデンサ素子を長円形状もしくは楕円形状に扁平化して扁平形コンデンサ素子としたのち、上記扁平形コンデンサ素子に導電性高分子を含む固体電解質を形成し、上面が開放され所定の側面に上記陽極リード端子と上記陰極リード端子とに対応するリード挿通孔を有する扁平な箱体からなる外装体内に、上記固体電解質が形成された扁平形コンデンサ素子を収納するとともに、上記陽極リード端子と上記陰極リード端子の各先端部側を上記各リード挿通孔から引き出し、上記外装体の上面開口部から硬化性樹脂を充填して上記扁平形コンデンサ素子を上記外装体内に固定し、上記陽極リード端子と上記陰極リード端子の各先端部側を所定方向に折り曲げて、低背で面実装可能なチップ部品とすることを特徴としている。
【００１２】
また、本願の第２の発明は、 陽極リード端子と陰極リード端子とを有す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の製造方法において、上記箔巻回型のコンデンサ素子を長円形状もしくは楕円形状に扁平化して扁平形コンデンサ素子とし、上記扁平形コンデンサ素子に導電性高分子を含む固体電解質を形成したのち、上記陽極リード端子と上記陰極リード端子の各先端部側を除いて上記扁平形コンデンサ素子の周りに、その扁平形状に沿ってモールド樹脂よりなる樹脂外装体を直接形成し、上記陽極リード端子と上記陰極リード端子の各先端部側を所定方向に折り曲げて、低背で面実装可能なチップ部品とすることを特徴としている。
【００１３】
上記の各発明において、上記箔巻回型のコンデンサ素子は、リード同一方向型であってもよいし、リード反対方向型であってもよい。
【００１４】
また、本発明には、上記の各発明の製造方法によって製造された固体電解コンデンサも含まれる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、例えば既存のアルミニウム電解コンデンサの設備によって作製された円筒状の箔巻回型のコンデンサ素子を、長円形状もしくは楕円形状に扁平化して扁平形コンデンサ素子としたのち、導電性高分子を含む固体電解質を形成し、この扁平化された固体電解質を有するコンデンサ素子を横置き、すなわちコンデンサ素子の巻き取り軸線を回路基板の基板面に対して平行として、コンデンサ素子をそれに見合った扁平な箱形の外装体内に収納して硬化性樹脂により固定するか、もしくはコンデンサ素子の周りに、直接モールド樹脂よりなる扁平形状に見合った外装体を形成することにより、低背で面実装可能なチップ部品とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１ａ】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斜視図。
【図１ｂ】円筒状に巻回されたコンデンサ素子を扁平に押し潰す状態を示す模式図。
【図１ｃ】第１実施形態における扁平形コンデンサ素子を示す斜視図。
【図１ｄ】上記扁平形コンデンサ素子用の外装体を示す斜視図。
【図１ｅ】上記扁平形コンデンサ素子を外装体内に収納した状態を示す斜視図。
【図１ｆ】上記第１実施形態による固体電解コンデンサを示す斜視図。
【図２ａ】第２実施形態に適用される外装体を示す斜視図。
【図２ｂ】上記扁平形コンデンサ素子を外装体内に収納した状態を示す斜視図。
【図２ｃ】上記第２実施形態による固体電解コンデンサを示す斜視図。
【図３】第２実施形態に適用される扁平形コンデンサ素子の別の例を示す斜視図。
【図４】第３実施形態による固体電解コンデンサを模式的示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、図面を参照して、本発明のいくつか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。
【００１８】
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１ａ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１ｂに示す円筒状のコンデンサ素子１０を作製する。
【００１９】
陽極電極箔１１には、エッチング処理により表面が粗面化され、その後に例えば陽極酸化法にて、誘電体としての酸化被膜が表面に形成されたアルミニウム箔が好ましく使用される。
【００２０】
これに対して、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
次に、図１ｂに示すように、コンデンサ素子１０をプレス装置の水平な基台面１１０上に載置し、プレスヘッド１２０にてコンデンサ素子１０をその巻き取り軸と直交する方向（矢印Ａ方向）から押し潰して、図１ｃに示す第１実施形態における扁平形コンデンサ素子１０Ａを作製する。
【００２４】
この第１実施形態における扁平形コンデンサ素子１０Ａは、陽極リード端子１５ｂと陰極リード端子１６ｂとが、箔巻回体の同一端面側から引き出されているリード同一方向型（ディスクリート型）である。
【００２５】
なお、コンデンサ素子１０を扁平に押し潰す際、タブ端子１５，１６の端子本体１５ａ，１６ａの角によって箔損傷もしくは箔切れが生じないようにするため、図１ｂに示すように、素子巻き取り時にタブ端子１５，１６を、円筒状コンデンサ素子１０の直径線Ｒ１を中心として仮想的に分けられた２つの素子内部のいずれか一方の素子内部に存在させ、直径線Ｒ１を基台面１１０と平行として、円筒状コンデンサ素子１０を基台面１１０と直交する方向から押し潰すことが好ましい。
【００２６】
図１ｃでは、作図の都合上、扁平形コンデンサ素子１０Ａは楕円形を呈しているが、プレスによって押し潰した場合、実際には一対の平行な平坦面を含む長円形とされる。これとは別に、扁平形コンデンサ素子１０Ａは楕円状に巻き取られてもよく、この態様も本発明に含まれる。
【００２７】
そして、好ましくは扁平形コンデンサ素子１０Ａを例えばアジピン酸アンモン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、箔巻回時および扁平化時に生じた陽極電極箔１１の酸化皮膜の欠損箇所を修復する。
【００２８】
その後、扁平形コンデンサ素子１０Ａ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。
【００２９】
このように、本発明においては、扁平化したコンデンサ素子１０Ａに対して、固体電解質を形成することにより、以下の工程において良好な固体電解質が維持される。
【００３０】
次に、扁平形コンデンサ素子１０Ａに外装体を形成するため、第１実施形態では、図１ｄに示すように、外装体として、上面が開放されていて、同一側面に陽極リード端子１５ｂ用の第１リード挿通孔２１ａと陰極リード端子１６ｂ用の第２リード挿通孔２１ｂとが穿設されている耐熱性樹脂よりなる扁平な箱体２０Ａを用いる。
【００３１】
この箱体２０Ａ内に、図１ｅに示すように、扁平形コンデンサ素子１０Ａを横置き状に収納して、陽極リード端子１５ｂと陰極リード端子１６ｂとを、それぞれ第１リード挿通孔２１ａ，第２リード挿通孔２１ｂから引き出す。
【００３２】
そして、図１ｆに示すように、箱体２０Ａの上面開口部より硬化性樹脂３１を充填し、硬化させて扁平形コンデンサ素子１０Ａを箱体２０Ａ内に固定する。なお、硬化性樹脂３１は、熱硬化樹脂もしくは紫外線硬化樹脂のいずれでもよいが、樹脂全体をまんべんなく硬化させる上で、熱硬化樹脂が好ましい。
【００３３】
その後、陽極リード端子１５ｂと陰極リード端子１６ｂの各先端部分を図示しない回路基板の基板面に沿うように所定方向に折り曲げて、面実装可能なチップ化された固体電解コンデンサ１Ａを得る。
【００３４】
この例では、図１ｆに示すように、陽極リード端子１５ｂと陰極リード端子１６ｂの各先端部分を箱体２０Ａの側面に沿って下方に向けて折り曲げてから、箱体２０Ａの底面を含む平面に沿って箱体２０Ａから離れる方向に折り曲げているが、これとは反対に、箱体２０Ａの底面に潜り込むように折り曲げてもよい。いずれにしても、陽極リード端子１５ｂと陰極リード端子１６ｂの各先端部分をプレス等で扁平に押し潰すことが好ましい。
【００３５】
この固体電解コンデンサ１によれば、箔巻回型のコンデンサ素子を扁平に押し潰してなる扁平形のコンデンサ素子１Ａを用いているため、その分、低背化することができる。また、固体電解質の形成工程を除いて、既存のアルミニウム電解コンデンサの製造設備を使用することができるため、生産コスト的にも有利である。
【００３６】
次に、図２ａ〜図２ｃにより、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態では、図１ｃに示すリード同一方向型の扁平形コンデンサ素子１０Ａを、見かけ上、リード反対方向型のチップ化された固体電解コンデンサとする。
【００３７】
そのため、扁平形コンデンサ素子１０Ａを収納する外装体として、図２ａに示すように、上面が開放されており、陽極リード端子１５ｂ用の第１リード挿通孔２１ａと陰極リード端子１６ｂ用の第リード挿通孔２１ｂとが対向する側面に穿設されている耐熱性樹脂よりなる扁平な箱体２０Ｂを用いる。
【００３８】
図２ｂに、扁平形コンデンサ素子１０Ａを横置き状として箱体２０Ｂ内に収納し、各リード端子１５ｂ，１６ｂをリード挿通孔２１ａ，２１ｂから引き出した状態を示す。
【００３９】
この場合、一方のリード端子は、対向する側面に穿設されているリード挿通孔から引き出され、他方のリード端子は、その長さを長くして扁平形コンデンサ素子１０Ａの他方の端面側に折り曲げられたうえで、反対側の側面に穿設されているリード挿通孔から引き出されることになるが、上記一方のリード端子を陽極リード端子１５ｂとし、上記他方のリード端子を陰極リード端子１６ｂとすることが好ましい。
【００４０】
上記のように扁平形コンデンサ素子１０Ａを箱体２０Ｂ内に収納したのち、図２ｃに示すように、箱体２０Ｂの上面開口部より硬化性樹脂３１を充填し、硬化させて扁平形コンデンサ素子１０Ａを箱体２０Ｂ内に固定する。硬化性樹脂３１は、熱硬化樹脂もしくは紫外線硬化樹脂のいずれでもよいが、この第２実施形態においても、樹脂全体をまんべんなく硬化させるうえで、熱硬化樹脂が好ましい。
【００４１】
その後、陽極リード端子１５ｂと陰極リード端子１６ｂの各先端部分を図示しない回路基板の基板面に沿うように所定方向に折り曲げることにより、面実装可能なチップ化されたリード反対方向型の固体電解コンデンサ１Ｂを得る。
【００４２】
この第２実施形態においても、陽極リード端子１５ｂと陰極リード端子１６ｂの各先端部分を上記第１実施形態塗同じく所定方向に折り曲げ、プレス等で扁平に押し潰すことが好ましい。
【００４３】
なお、図２ｃに示すリード反対方向型のチップ化された固体電解コンデンサ１Ｂを得るにあたって、図３に示すリード反対方向型の扁平形コンデンサ素子１０Ｂを用いることもできる。
【００４４】
この扁平形コンデンサ素子１０Ｂは、図１ａにおいて、例えば陰極側のタブ端子１６を陽極側のタブ端子１５とは反対方向に取り付けて、陽極電極箔１１と陰極電極箔１３とをセパレータ１２，１４を介して渦巻き状に巻回したのち、図１ｂに示すように扁平に押し潰すことにより作製される。
【００４５】
このリード反対方向型の扁平形コンデンサ素子１０Ｂによれば、上記第２実施形態のように、一方のリード端子を箱体２０Ｂ内で引き回すことなく、陽極リード端子１５ｂと陰極リード端子１６ｂとを、それぞれ対応するリード挿通孔２１ａ，２１ｂから直接的に引き出すことができる。
【００４６】
次に、図４により、本発明の第３実施形態について説明する。
【００４７】
この第３実施形態では、図３に示すリード反対方向型の扁平形コンデンサ素子１０Ｂの周りに、その扁平形状に沿ってモールド樹脂よりなる樹脂外装体４１を直接形成し、陽極リード端子１５ｂと陰極リード端子１６ｂの各先端部側を所定方向に折り曲げて、低背で面実装可能なチップ化された固体電解コンデンサ１Ｃとする。
【００４８】
樹脂外装体４１は、リード反対方向型の扁平形コンデンサ素子１０Ｂを図示しない成型金型内に入れ、そのキャビティ内に耐熱性の溶融合成樹脂を注入することにより形成されてよい。
【００４９】
図４において、陽極リード端子１５ｂと陰極リード端子１６ｂの各先端部側は、樹脂外装体４１の底面に沿って互いに近づく方向にいゆわる蟹足状に折り曲げられているが、樹脂外装体４１の底面を含む平面内で互いに離れる方向に折り曲げられてもよい。
【００５０】
いずれの場合も、陽極リード端子１５ｂと陰極リード端子１６ｂの各先端部側は、プレスにより扁平に押し潰されることが好ましい。
【符号の説明】
【００５１】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  固体電解コンデンサ
１０Ａ，１０Ｂ  扁平形コンデンサ素子
１５ｂ  陽極リード端子
１６ｂ  陰極リード端子
２０Ａ，２０Ｂ  箱体
２１ａ  第１リード挿通孔
２１ｂ  第１リード挿通孔
３１  硬化性樹脂
４１  樹脂外装体
【図１ａ】
2011003698.tif 000003
【図１ｂ】
2011003698.tif 000004
【図１ｃ】
2011003698.tif 000005
【図１ｄ】
2011003698.tif 000006
【図１ｅ】
2011003698.tif 000007
【図１ｆ】
2011003698.tif 000008
【図２ａ】
2011003698.tif 000009
【図２ｂ】
2011003698.tif 000010
【図２ｃ】
2011003698.tif 000011
【図３】
2011003698.tif 000012
【図４】
2011003698.tif 000013