(57)【要約】【課題】小型化を図りつつ大容量化を図ることが可能な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。【解決手段】弁作用金属からなる多孔質焼結体１と、多孔質焼結体１から突出する陽極ワイヤ２と、誘電体層３および固体電解質層４と、樹脂パッケージ８と、陽極端子６Ａと、陰極端子６Ｂと、を備える固体電解コンデンサＡであって、陽極ワイヤ２のうち方向ｘを向く端面２ａと、樹脂パッケージ８のうち方向ｘを向く端面８ａとは、面一とされており、陽極ワイヤ２の端面２ａおよび樹脂パッケージ８の端面８ａは、多孔質焼結体１のうち方向ｘを向く端面１ａと平行とされており、陽極端子６Ａは、陽極ワイヤ２の端面２ａを覆い、かつ樹脂パッケージ８のうち端面８ａから方向ｘに沿う側面８ｃにわたる領域に設けられている。【選択図】  図１
2008108931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属からなる多孔質焼結体と、
上記多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤと、
上記多孔質焼結体の表面に積層された誘電体層および固体電解質層と、
上記多孔質焼結体を封止する樹脂パッケージと、
上記陽極ワイヤに導通する陽極端子と、
上記固体電解質層に導通する陰極端子と、
を備える固体電解コンデンサであって、
上記陽極ワイヤのうち突出方向を向く端面と、上記樹脂パッケージのうち上記突出方向を向く端面とは、面一とされており、
上記陽極ワイヤの上記端面および上記樹脂パッケージの上記端面は、上記多孔質焼結体のうち上記突出方向を向く端面と平行とされており、
上記陽極端子は、上記陽極ワイヤの上記端面を覆い、かつ上記樹脂パッケージのうち上記端面から上記突出方向に沿う側面にわたる領域に設けら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】
端面から直角である方向に陽極ワイヤが突出するように設けられた多孔質焼結体を形成する工程と、
上記多孔質焼結体の表面に誘電体層を形成する工程と、
上記誘電体層上に固体電解質層を形成する工程と、
上記多孔質焼結体と上記陽極ワイヤの少なくとも一部とを封止する樹脂パッケージを形成する工程と、
上記多孔質焼結体の上記端面に平行に、上記樹脂パッケージおよび上記陽極ワイヤを切断する工程と、
導体膜によって、上記陽極ワイヤの端面から上記樹脂パッケージのうち上記陽極ワイヤが突出する方向に沿う側面にわたる領域を覆うことにより、陽極端子を形成する工程と、
を有することを特徴とする、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、たとえばタンタルまたはニオブなどの弁作用金属からなる多孔質焼結体を備える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】
図５は、従来の固体電解コンデンサの一例を示している。同図に示された固体電解コンデンサＸは、陽極ワイヤ９２が突出した多孔質焼結体９１を備えている。多孔質焼結体９１の表面には、誘電体層９３および固体電解質層９４が積層されている。陽極ワイヤ９２の根元には、たとえばフッ素樹脂からなる絶縁樹脂９７がはめられている。多孔質焼結体９１は、樹脂パッケージ９８によって封止されている。樹脂パッケージ９８は、モールド成形において金型から抜け出しやすくするために、その端面９８ａがテーパ面とされている。陽極端子９６Ａは、導通部材９６Ｃを介して陽極ワイヤ９２と導通している。固体電解質層９４と陰極端子９６Ｂとは、導電体層９５によって接合されている。固体電解コンデンサＸは、陽極端子９６Ａおよび陰極端子９６Ｂを用いてたとえば回路基板などに面実装可能に構成されている。固体電解コンデンサＸの静電容量を大きくするには、多孔質焼結体９１の体積を大きくすることが有効である。
【０００３】
しかしながら、固体電解コンデンサＸが実装される回路基板においては、固体電解コンデンサＸをはじめとする電子部品の高密度実装化が指向されている。このため、固体電解コンデンサＸにも、さらなる小型化が求められている。固体電解コンデンサＸに許される体積から樹脂パッケージ９８の体積を除いたものが、多孔質焼結体９１に許される大きさとなる。樹脂パッケージ９８は、陽極ワイヤ９２のうち多孔質焼結体９１から突出した部分や導通部材９６Ｃを十分に覆うことが可能なサイズとする必要がある。また、端面９８ａがテーパ面であることにより、樹脂パッケージ９８のうちたとえば陽極端子９６Ａおよび陰極端子９６Ｂに接する部分は、多孔質焼結体９１を保護するために最低限必要な厚さよりもかなり厚くなってしまう。したがって、固体電解コンデンサＸの小型化を図りつつ、多孔質焼結体９１を大きくすることは困難であった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５８０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、小型化を図りつつ大容量化を図ることが可能な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をその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の側面によって提供される固体電解コンデンサは、弁作用金属からなる多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤと、上記多孔質焼結体の表面に積層された誘電体層および固体電解質層と、上記多孔質焼結体を封止する樹脂パッケージと、上記陽極ワイヤに導通する陽極端子と、上記固体電解質層に導通する陰極端子と、を備える固体電解コンデンサであって、上記陽極ワイヤのうち突出方向を向く端面と、上記樹脂パッケージのうち上記突出方向を向く端面とは、面一とされており、上記陽極ワイヤの上記端面および上記樹脂パッケージの上記端面は、上記多孔質焼結体のうち上記突出方向を向く端面と平行とされており、上記陽極端子は、上記陽極ワイヤの上記端面を覆い、かつ上記樹脂パッケージのうち上記端面から上記突出方向に沿う側面にわたる領域に設けられていることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、上記樹脂パッケージのうち上記多孔質焼結体の上記端面を覆う部分の厚さを均一とすることができる。上記樹脂パッケージのこの部分の厚さを上記多孔質焼結体を保護するために最低限必要な厚さとすれば、上記樹脂パッケージのうち上記多孔質焼結体を保護するための部分以外の不要な部分を縮小することが可能である。したがって、上記固体電解コンデンサの小型化と大容量化とを図ることができる。
【０００８】
本発明の第２の側面によって提供される固体電解コンデンサの製造方法は、端面から直角である方向に陽極ワイヤが突出するように設けられた多孔質焼結体を形成する工程と、上記多孔質焼結体の表面に誘電体層を形成する工程と、上記誘電体層上に固体電解質層を形成する工程と、上記多孔質焼結体と上記陽極ワイヤの少なくとも一部とを封止する樹脂パッケージを形成する工程と、上記多孔質焼結体の上記端面に平行に、上記樹脂パッケージおよび上記陽極ワイヤを切断する工程と、導体膜によって、上記陽極ワイヤの端面から上記樹脂パッケージのうち上記陽極ワイヤが突出する方向に沿う側面にわたる領域を覆うことにより、陽極端子を形成する工程と、を有することを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、上記切断する工程の前において上記樹脂パッケージにテーパ面とされた端面を形成しておくことにより、上記樹脂パッケージを金型から容易に引き抜くことが可能である。一方、上記切断する工程の後には、上記樹脂パッケージには、上記陽極ワイヤが突出する方向と垂直である端面が形成される。これは、上記製造方法によって製造される固体電解コンデンサの小型化と大容量化とを図るのに適している。
【００１０】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る固体電解コンデンサの一例を示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡは、多孔質焼結体１、陽極ワイヤ２、誘電体層３、固体電解質層４、導電体層５、陽極端子６Ａ、陰極端子６Ｂ、絶縁樹脂７、および樹脂パッケージ８を備えており、たとえば回路基板に面実装可能な構成とされている。
【００１３】
多孔質焼結体１は、ニオブまたはタンタルなどの弁作用金属からなり、多数の細孔が形成された構造とされている。多孔質焼結体１は、端面１Ａｂを有している。端面１ａからは陽極ワイヤ２が突出している。端面１Ａｂは、いずれも陽極ワイヤ２が突出する方向ｘに対して直角である。
【００１４】
陽極ワイヤ２は、ニオブまたはタンタルなどの弁作用金属からなり、その一部が端面１ａから多孔質焼結体１内に進入している。陽極ワイヤ２には、方向ｘに対して垂直である端面２ａが形成されている。
【００１５】
誘電体層３は、多孔質焼結体１の表面に形成されており、弁作用金属の酸化物からなる。この誘電体層３は、多孔質焼結体１の上記細孔を覆っている。
【００１６】
固体電解質層４は、誘電体層３上に積層されており、多孔質焼結体１の上記細孔を埋めるように形成されている。固体電解質層４は、たとえば二酸化マンガンや、導電性ポリマからなる。固体電解コンデンサＡが使用されるときには、固体電解質層４と誘電体層３との界面に電荷が蓄蔵される。固体電解質層４は、たとえばグラファイト層と銀層とからなる導電体層５によって覆われている。
【００１７】
絶縁樹脂７は、たとえばフッ素樹脂からなるリング状であり、陽極ワイヤ２の先端部分を囲っている。絶縁樹脂７は、固体電解質層４を形成するための溶液が陽極ワイヤ２に不当にしみ上がることを防止するためのものである。絶縁樹脂７は、その端面７ａが陽極ワイヤ２の端面２ａと面一とされている。
【００１８】
樹脂パッケージ８は、たとえばエポキシ樹脂からなり、多孔質焼結体１を保護するためのものである。樹脂パッケージ８は、端面８ａ，８ｂ、および側面８ｃを有している。端面８ａは、陽極ワイヤ２の端面２ａおよび絶縁樹脂７の端面７ａと面一とされている。端面８ａ，８ｂは、いずれも方向ｘに対して垂直である。すなわち、多孔質焼結体１の端面１ａと陽極ワイヤ２の端面２ａと樹脂パッケージ８の端面８ａとは、互いに平行とされている。また、多孔質焼結体１の端面１ｂと樹脂パッケージ８の端面８ｂとは、互いに平行とされている。側面８ｃは、方向ｘに沿って広がる面であり、端面８ａ，８ｂに対して垂直である。
【００１９】
陽極端子６Ａは、たとえばハンダメッキ層からなり、固体電解コンデンサＡをたとえば回路基板に面実装するために用いられるものである。陽極端子６Ａは、陽極ワイヤ２の端面２ａおよび絶縁樹脂７の端面７ａを覆っている。これにより、陽極端子６Ａは、陽極ワイヤ２と導通している。また、陽極端子６Ａは、樹脂パッケージ８の端面８ａから側面８ｃにわたる領域を覆っている。
【００２０】
陰極端子６Ｂは、たとえばハンダメッキ層からなり、固体電解コンデンサＡをたとえば回路基板に面実装するために用いられるものである。陰極端子６Ｂは、樹脂パッケージ８の端面８ｂから側面８ｃにわたる領域を覆っている。陰極端子６Ｂは、導通部材６１Ｂを介して導電体層５に導通している。導通部材６１Ｂは、たとえばＣｕまたはＮｉからなる。
【００２１】
次に、固体電解コンデンサＡの製造方法について、図２〜図４を参照しつつ以下に説明する。
【００２２】
まず、図２に示すように、陽極ワイヤ２’が突出するように設けられた多孔質焼結体１を用意する。多孔質焼結体１の製造は、たとえばニオブまたはタンタルなどの弁作用金属の微粉末を加圧成形した後に、この成形体に対して焼結処理を施すことによってなされる。この焼結処理により、弁作用金属の微粉末どうしが焼結し、多数の細孔を有する多孔質焼結体１が形成される。陽極ワイヤ２’は、弁作用金属の微粉末を加圧成形する際に、この微粉末内にその一部が進入させられた状態で一体品とされる。陽極ワイヤ２’には、たとえばフッ素樹脂ペーストを用いて絶縁樹脂７を形成しておく。次いで、多孔質焼結体１の表面に誘電体層３を形成しておく。誘電体層３の形成は、たとえば、多孔質焼結体１をリン酸水溶液の化成液に漬けた状態で陽極酸化処理を施すことによってなされる。
【００２３】
そして、誘電体層３が形成された多孔質焼結体１を、たとえば図示された硝酸マンガンの水溶液４０に漬ける。このとき、水溶液４０の界面が絶縁樹脂７を超えない位置関係とする。フッ素樹脂からなる絶縁樹脂７と水溶液４０との間には、比較的大きな表面張力が発生する。これにより、水溶液４０が不当に陽極ワイヤ２’の突出部分へとしみあがることを防止することができる。多孔質焼結体１を水溶液４０から引き揚げた後には、焼成処理を施す。この作業を繰り返すことにより、誘電体層３上に固体電解質層４を形成することができる。なお、導電性ポリマからなる固体電解質層４を形成する場合においても、絶縁樹脂７によって電解重合または化学重合のための反応液が陽極ワイヤ２’にしみ上がることを防止することができる。
【００２４】
次いで、図３に示すように、多孔質焼結体１をフレーム６１’によって保持する。フレーム６１’は、たとえばＣｕまたはＮｉからなる板状部材であり、陽極側支持部６１Ａ’と陰極側支持部６１Ｂ’とを有している。陽極ワイヤ２を陽極側支持部６１Ａ’によって支持するには、支持部材６２を用いる。支持部材６２を用いることにより、多孔質焼結体１が不当に傾いてしまうことを防止することができる。一方、多孔質焼結体１に形成された固体電解質層４にグラファイトおよび銀ペーストを塗布する。そして、上記グラファイトおよび銀ペーストを塗布した部分を陰極側支持部６１Ｂ’に対して接合する。上記グラファイトおよび銀ペーストが硬化すると、導電体層５となる。
【００２５】
次いで、多孔質焼結体１をフレーム６１’によって支持した状態で、樹脂パッケージ８’をモールド成形する。このとき、樹脂パッケージ８’の端面８ａ’，８ｂ’をともにテーパ面としておく。これにより、上記モールド成形に用いる金型から樹脂パッケージ８’を容易に抜き取ることができる。
【００２６】
樹脂パッケージ８’を形成した後は、図示された切断面ＣＬに沿って樹脂パッケージ８’を切断する。２つの切断面ＣＬは、方向ｘに対して直角である。図中右方の切断線ＣＬは、絶縁樹脂７を横切っている。図中左方の切断線ＣＬは、多孔質焼結体１と端面８ｂ’との間に位置している。これらの切断線ＣＬに沿った切断を行うことにより、図４に示す中間品が得られる。この中間品は、樹脂パッケージ８を備えている。樹脂パッケージ８には、上述した切断によって方向ｘに対して直角である端面８ａ，８ｂが形成される。また、陽極端子２には、端面２ａが形成され、絶縁樹脂７には、端面７ａが形成される。図３に示された陰極側支持部６１Ｂ’の一部が導通部材６１Ｂとなる。この後は、上記中間品に対してハンダメッキを施すことにより、図１に示す固体電解コンデンサＡが得られる。
【００２７】
次に、固体電解コンデンサＡおよびその製造方法の作用について説明する。
【００２８】
本実施形態によれば、図１に示すように、多孔質焼結体１の端面１ａと樹脂パッケージ８の端面８ａとは、互いに平行である。このため、樹脂パッケージ８のうち端面１ａを覆う部分の厚さを均一とすることが可能である。この部分の厚さを多孔質焼結体１を保護するのに最低限必要な厚さとすれば、樹脂パッケージ８のうち多孔質焼結体１を保護するために必要な部分以外の不要な部分を縮小することが可能である。したがって、固体電解コンデンサＡに対する多孔質焼結体１の相対的な大きさを大きくすることが可能であり、固体電解コンデンサＡの小型化と大容量化とを図ることができる。
【００２９】
樹脂パッケージ８から露出させた陽極ワイヤ２の端面２ａと陽極端子６Ａとを接触させる構造は、たとえば図５に示された構成において陽極ワイヤ９２と陽極端子６２Ａとを導通させるための構造と比べて、固体電解コンデンサＡの小型化を図るのに有利である。
【００３０】
陽極端子６Ａを樹脂パッケージ８の側面８ｃに回り込ませることにより、陽極端子６Ａのうち側面８ｃを覆う部分を利用して固体電解コンデンサＡをたとえば回路基板などに適切に面実装することが可能である。
【００３１】
本実施形態においては、多孔質焼結体１の端面１ｂと樹脂パッケージ８の端面８ｂとが平行とされている。このため、樹脂パッケージ８のうち端面１ｂを覆う部分の厚さを、多孔質焼結体１を保護するために最低限必要な厚さとすることが可能である。これにより、固体電解コンデンサＡの小型化と大容量化とをさらに促進することができる。
【００３２】
図３に示すように、固体電解コンデンサＡの製造工程において形成される樹脂パッケージ８’は、端面８ａ’，８ｂ’がテーパ面とされている。これにより、樹脂パッケージ８’を金型から容易に抜き出すことができる。一方、樹脂パッケージ８’を２つの切断面ＣＬに沿って切断することにより、樹脂パッケージ８の端面８ａ，８ｂは、多孔質焼結体１の端面１Ａｂとそれぞれ平行となる。したがって、上述した製造方法によれば、製造工程において樹脂パッケージ８’を金型から容易に抜き出し可能としつつ、合理的に固体電解コンデンサＡの小型化および大容量化を図ることができる。
【００３３】
本発明に係る固体電解コンデンサおよびその製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る固体電解コンデンサおよびその製造方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る固体電解コンデンサの一例を示す断面図である。
【図２】図１に示す固体電解コンデンサの製造方法の一例において、固体電解質層を形成する工程を示す断面図である。
【図３】図１に示す固体電解コンデンサの製造方法の一例において、樹脂パッケージが形成された状態を示す断面図である。
【図４】図１に示す固体電解コンデンサの製造方法の一例において、樹脂パッケージを切断した状態を示す断面図である。
【図５】従来の固体電解コンデンサの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ      固体電解コンデンサ
ＣＬ    切断面
ｘ      （突出）方向
１      多孔質焼結体
１Ａｂ  端面
２      陽極ワイヤ
２ａ    端面
３      誘電体層
４      固体電解質層
５      導電体層
６Ａ    陽極端子
６Ｂ    陰極端子
７      絶縁樹脂
８      樹脂パッケージ
８ａ    端面
４０    溶液
６１’    フレーム
６１Ａ’  陽極側支持部
６１Ｂ’  陰極側支持部
６１Ｂ  導通部材
【図１】
2008108931.tif 000003
【図２】
2008108931.tif 000004
【図３】
2008108931.tif 000005
【図４】
2008108931.tif 000006
【図５】
2008108931.tif 000007