(57)【要約】【課題】　見掛表面積が大きく大電流を流すことができ、しかも高周波特性に優れた電解コンデンサ用電極を提供する。【解決手段】　弁金属粉末の成形体１に弁金属からなるリードを取り付けた電解コンデンサ用電極４において、前記リードの形状を少なくとも前記成形体への接触部分は箔形状とし、その箔２の厚みを２００μｍ以下とする。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　弁金属粉末の成形体に弁金属からなるリードとして箔を取り付けた陽極体と、陽極体の細孔表面に形成された誘電体酸化皮膜と、前記酸化皮膜に接して形成された固体電解質を含み、１００ｋＨｚ以上の高周波で使用される電解コンデンサであって、
　前記リード箔は、その幅が略一定であり、前記成形体に埋め込まれる部分と、前記成形体へ埋め込まれていない部分との箔幅が略同一であるように、前記成形体に一部が埋め込まれ、かつ前記リード箔の厚みは１００μｍ以下であることを特徴とする電解コンデンサ。
【請求項２】
　弁金属粉末の成形体に弁金属からなるリードとして箔を取り付けた電解コンデンサ用電極であって、
　前記リード箔は、その幅が成形体の幅に対して０．１７以上で略一定であり、前記成形体に埋め込まれる部分と、前記成形体へ埋め込まれていない部分との箔幅が略同一であるように、前記成形体に一部が埋め込まれ、かつ前記リード箔の厚みは１００μｍ以下である電解コンデンサ用電極。
【請求項３】
　弁金属の箔の表面に凹凸を形成し、前記箔の成形体への接触部分の表面積が、凹凸を形成しない箔の成形体への接触部分の表面積の２倍以上になるように前記凹凸が形成されている請求項２記載の電解コンデンサ用電極。
【請求項４】
　弁金属の箔が、貫通孔を有する請求項２または請求項３記載の電解コンデンサ用電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、弁金属粉末の成形体に弁金属からなるリードを取り付けた電解コンデンサ用電極に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　一般に、電源平滑回路の２次側やパーソナルコンピュータのＣＰＵ周りなどに使用される電解コンデンサ素子は、高周波に対応し、かつ大電流が流せることが要求されている。
【０００３】
　図６は、従来の電解コンデンサ用電極を示す。タンタル、アルミニウム、チタン、ニオブなどの弁作用を有する金属粉末からなる成形体１に、弁金属からなるリード線３が植立されて電解コンデンサ用電極４が形成される。
【０００４】
　この電解コンデンサ用電極４の成形体１に化成が行われて誘電体酸化皮膜が形成され、前記酸化皮膜の上に固体電解質層および陰極電極層が形成される。そして、陽極であるリード線３に外部陽極端子が接合され、前記陰極電極層に外部陰極端子が接合されて、エポキシ系粉末樹脂などにて陽極全体を覆うようにモールドすることにより電解コンデンサ素子が得られる。
【０００５】
　このような電解コンデンサ素子に大電流を流すためには、リード線３と成形体１を構成する弁金属粉末との接合面積（以下、「見掛表面積」と称す。）を大きくする必要があることから、従来より見掛表面積を増加させる方法が各種提案されている。
【０００６】
　例えば、実開昭５７−１３８３３０号公報には、リード線３の成形体１への埋め込み部分を薄く偏平加工する方法が提案されている。また、実開昭５８−１８７１３６号公報では、単にリード線３を偏平にするだけでなく、その埋め込み長さや偏平度合を限定して見掛表面積を増加させる方法が開示されている。また、実開昭５８−１８７１２９号公報にも、同様にリード線３の埋め込み部分を偏平形状にし、その厚さを規定した方法が開示されている。
【特許文献１】実開昭５７−１３８３３０号公報
【特許文献２】実開昭５８−１８７１３６号公報
【特許文献３】実開昭５８−１８７１２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　しかしながら、上記従来の電解コンデンサ素子では、リード線３を偏平化して見掛表面積を増やしているものの、リード線３の偏平化には強度などの問題から限界があり、焼結時の収縮による凹凸が生じて超薄型高密度実装が実現できないという問題があった。
【０００８】
　このような問題を解決するものとして、特開昭６３−２８３０１２号公報には、リード線３を成形体１の側面に溶接したのち偏平形状にする方法が提案されているが、この方法は製造工程が煩雑であるという問題があった。
【０００９】
　さらに、上記の電解コンデンサ素子は、見掛表面積を大きくしてはいるものの、いずれも大電流を流すのに十分な見掛表面積を有するものではないという問題もあった。
　本発明は前記問題点を解決し、見掛表面積が大きく大電流を流すことができ、しかも高周波特性に優れた電解コンデンサ用電極を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
　本発明の電解コンデンサ用電極は、陽極リードの形状を特殊な構成としたことを特徴とする。
　この本発明によると、見掛表面積を大きくして大電流が流せ、しかも高周波特性に優れた電解コンデンサ用電極とすることができる。
【００１１】
　本発明の請求項１記載の電解コンデンサは、弁金属粉末の成形体に弁金属からなるリードとして箔を取り付けた陽極体と、陽極体の細孔表面に形成された誘電体酸化皮膜と、前記酸化皮膜に接して形成された固体電解質を含み、１００ｋＨｚ以上の高周波で使用される電解コンデンサであって、前記リード箔は、その幅が略一定であり、前記成形体に埋め込まれる部分と、前記成形体へ埋め込まれていない部分との箔幅が略同一であるように、前記成形体に一部が埋め込まれ、かつ前記リード箔の厚みは１００μｍ以下であることを特徴とする。
【００１２】
　本発明の請求項２記載の電解コンデンサ用電極は、弁金属粉末の成形体に弁金属からなるリードとして箔を取り付けた電解コンデンサ用電極であって、前記リード箔は、その幅が成形体の幅に対して０．１７以上で略一定であり、前記成形体に埋め込まれる部分と、前記成形体へ埋め込まれていない部分との箔幅が略同一であるように、前記成形体に一部が埋め込まれ、かつ前記リード箔の厚みは１００μｍ以下であることを特徴とする。
【００１３】
　本発明の請求項３記載の電解コンデンサ用電極は、請求項２において、弁金属の箔の表面に凹凸を形成し、前記箔の成形体への接触部分の表面積が、凹凸を形成しない箔の成形体への接触部分の表面積の２倍以上になるように前記凹凸が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
　本発明の請求項４記載の電解コンデンサ用電極は、請求項２または請求項３において、弁金属の箔が、貫通孔を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
　本発明の電解コンデンサ用電極によると、リードの形状を箔とし、その厚みを２００μｍ以下とすることで、成形体を構成する弁金属の粉末とリードとの接合面積が増大するため、接合点の抵抗が低減され、等価直列抵抗が低くなり、高周波特性に優れ、かつ大リップル電流を流すことができる電解コンデンサ用電極が得られる。
【００１６】
　また、リードと成形体との接合面積が増大することで、リードと成形体との接着強度を向上させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
　以下、本発明の各実施の形態について、図１〜図５を用いて説明する。
　なお、上記従来例を示す図１と同様をなすものについては、同一の符号を付けて説明する。
【００１８】
　　（実施の形態１）
　図１〜図３は、本発明の（実施の形態１）の電解コンデンサ用電極を示す。図１に示す電解コンデンサ用電極は、上記従来例を示す図６とほぼ同様の構成であるが、この（実施の形態１）では、従来は線状であったリード線３を箔形状として見掛表面積を大きくした点で異なる。
【００１９】
　具体的には、弁金属としてタンタル粉末を用い、このタンタル粉末を成形加工し、同じくタンタルからなる箔２とともに真空焼結して電解コンデンサ用電極４を形成する。
　そして、この電解コンデンサ用電極４に、上記従来例と同様に酸化皮膜および電解質層を形成した後、陰極引出電極を設ける。その後、陽極である箔２に外部陽極端子を接合し、前記陰極電極層に外部陰極端子を接合して、エポキシ系粉末樹脂などにて陽極全体を覆うようにモールドして電解コンデンサ素子とする。
【００２０】
　このように、陽極リードの形状を線状ではなく箔２とすることで、陽極であるタンタル微粉末とリードの接触面積すなわち見掛表面積が増大して、得られる電解コンデンサ素子は、等価直列抵抗が低減し、高周波特性に優れたものとなる。
【００２１】
　また、箔２を用いることで見掛表面積を増大させ、かつ静電容量としては損失となる埋没体積を小さくさせることができるため、静電容量を大きくとることも可能である。
　また、見掛表面積を大きくするためには、箔２の厚さや幅、埋め込み長さを調整するだけでなく、箔２の表面を研磨または電気的エッチングによって増大させてもよい。
【００２２】
　また、箔２を用いることでより薄型の成形体１が作成できることから必然的に電解コンデンサ用電極４も薄型となり、小型で大容量の電解コンデンサ素子が得られる。
　以下にこの（実施の形態１）の具体例を示す。見掛表面積と、等価直列抵抗およびリップル発熱温度との関係を調べるために、以下の実施例１〜５および比較例１を行った。
【００２３】
　　実施例１
　弁金属として４００００μＦ・Ｖ／ｇのタンタル粉末を用い、このタンタル粉末を１．７ｍｍ×３．５ｍｍ×６．４ｍｍの大きさに成形加工し、成形体１を得た。
【００２４】
　また、箔２としては、同じくタンタルからなる、厚み２００μｍ、幅０．３ｍｍの箔２を用い、成形体１への埋め込み部の深さを４ｍｍとして、成形体１とともに１４５０℃で真空焼結して、電解コンデンサ用電極４を得た。
【００２５】
　そして、電解コンデンサ素子として評価するために、この電解コンデンサ用電極４の成形体１に８５℃のリン酸溶液中で印加電圧３０Ｖで化成を行い酸化皮膜を形成した。さらに、電解質として二酸化マンガンを形成した後、カーボン層、銀導電性樹脂層からなる陰極引出電極を設けた。
【００２６】
　その後、箔２には外部陽極端子を接合し、前記陰極引出電極には外部陰極端子を接合して、樹脂でモールドして電解コンデンサ素子を作製した。この電解コンデンサ素子を用いて、１００ｋＨｚの等価直列抵抗とリップル発熱温度とを測定した。
【００２７】
　なお、リップル発熱温度は次のように測定した。すなわち、電解コンデンサ素子の外部陽極及び外部陰極端子に１００ｋＨｚの正弦波にバイアスを重畳したものをリップルとして印加する。リップル電流は１０００ｍＡＰ−Ｐが電解コンデンサ素子に流れるようにアンプ出力を調整してそのリップル発熱温度を測定した。
【００２８】
　得られた電解コンデンサ素子の等価直列抵抗およびリップル発熱温度を表１に示す。
【００２９】
【表１】
2004146850.tif 000003
【００３０】
　　実施例２〜５
　見掛表面積が電解コンデンサ素子に与える影響を調べるために、箔２の成形体１への埋め込み深さは４ｍｍに固定したまま、箔２の厚さおよび幅を表１に示すように変化させて、成形体１に埋め込まれたリード部の体積が上記実施例１とほぼ同様になるようにした。
【００３１】
　そしてそれ以外は上記実施例１と同様にして電解コンデンサ素子を作成し、電解コンデンサ素子の等価直列抵抗およびリップル発熱温度を測定した。得られた測定結果を表１に示す。
【００３２】
　　比較例１
　リードとして、上記実施例１〜５とは異なり、断面積が円状であり径が２８０μｍのリード線３を用いた。
【００３３】
　なお、リード線３の埋め込み部の深さは４ｍｍとして、得られる電極の静電容量が上記実施例１〜５とほぼ等しくなるようにした。
　実施例１と比較例５とを比較すると、どちらも陽極リードの見掛表面積がほぼ同じため、等価直列抵抗およびリップル発熱温度が同じ程度となっている。しかし、実施例２〜５に示すように、箔２の厚みを２００μｍよりも小さくして、箔２の幅を広くし、見掛表面積を大きくしていくにつれて、陽極であるタンタル微粉末とリードとの接触面積が増大することから、得られる電解コンデンサ素子は等価直列抵抗が低減し、高周波特性の優れたものとなる。
【００３４】
　また、リップル発熱の温度上昇も低減できることから、同一温度上昇範囲における許容リップル電流量が増加した優れた電解コンデンサ素子を得ることができる。
　なお、上記（実施の形態１）では、陽極リードとしての箔２を図１に示すように成形体１の内部に埋め込んだが、本発明はこれに限定されるものではなく、リード線３を用いた場合よりも見掛表面積が大きければ、図２に示すように箔２を成形体１の表面に取り付ける、あるいは図３に示すように箔２を成形体１に埋め込みその一部を露出させてもよい。
【００３５】
　また、箔２の表面に研磨あるいは電子的エッチングを施して凹凸を形成し、見掛表面積を増大させる場合には、上記実施例１〜５より明らかなように、凹凸を形成する前の箔２の見掛表面積の２倍以上になるように凹凸を形成すると、等価直列抵抗値の低下やリップル発熱温度の低下の実現により効果的となる。
【００３６】
　また、実施例１〜５および比較例１から明らかなように、より大きな効果が得られたのは箔２の厚みが１００μｍ以下の場合であった。
　　（実施の形態２）
　上記（実施の形態１）における実施例１〜５および比較例１では、見掛表面積の等価直列抵抗およびリップル発熱温度に与える影響を調べたが、この（実施の形態１）では、以下の実施例６〜８および比較例２において、見掛表面積の高周波特性に与える影響を調べた。
【００３７】
　　実施例６〜８
　箔２として厚み５０μｍのものを用い、埋設部の体積が同じになるようにその幅と成形体１への埋没深さを表２に示すように変化させた。そして、それ以外は上記実施例１と同様にして電解コンデンサ素子を作製した。
【００３８】
【表２】
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【００３９】
　得られた電解コンデンサ素子のインピーダンスの１００Ｈｚ〜４０ＭＨｚでの変化を図４に示す。
　　比較例２
　比較例１と同様のリード線３を用いて、上記実施例６〜８とほぼ同等の容量が得られるように成形体１にリード線３を埋め込んだ。そしてそれ以外は実施例１と同様にして電解コンデンサ素子を作製した。
【００４０】
　得られた電解コンデンサ素子のインピーダンスの１００Ｈｚ〜４０ＭＨｚでの変化を図４に示す。
　図４に示すように、１００Ｈｚ〜３００，０００Ｈｚの間では実施例６〜８および比較例２のインピーダンスに差はないが、３００，０００Ｈｚを超えた高周波数領域では、実施例６〜８は比較例２に比べインピーダンスが小さくなり、良好な高周波数特性が得られた。
【００４１】
　これは、実施例６〜８の陽極リードが、断面が円のリード線３ではなく断面が四角形の箔２であるため、断面積が大きくなり共振周波数において低等価直列抵抗となり、また箔２の幅が広くなることで低等価直列誘導となったためと考えられる。
【００４２】
　　（実施の形態３）
　図５は、本発明の（実施の形態３）を示す。
　上記（実施の形態１）における図１に示す電解コンデンサ用電極４とほぼ同様の構成であるが、この（実施の形態３）では、箔２の成形体１への埋設部に複数の貫通孔５を設けた点で異なる。
【００４３】
　このように箔２に貫通孔５を設けることで、見掛表面積はほぼ同じものであっても、成形体１と箔２とを真空焼結する際に成形体１が収縮する力（矢印ＡおよびＢ方向）を箔２が受けやすくなり、接合面積が大きくなり低等価直列抵抗で高強度の電解コンデンサ素子が得られる。
【００４４】
　以下にこの（実施の形態３）の具体例を示す。
　　実施例９
　厚み５０μｍ、幅１．２ｍｍ、埋め込み深さ４ｍｍの箔２に、径０．２ｍｍの貫通孔を２０孔設けた。そしてそれ以外は実施例１と同様にして、電解コンデンサ素子を作製した。
【００４５】
　得られた電解コンデンサ素子の１００ｋＨｚにおける等価直列抵抗および比較例３と実施例９とを比較したときの強度比を表３に示す。
【００４６】
【表３】
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【００４７】
　　比較例３
　厚み５０μｍ、幅１．２ｍｍ、埋め込み深さ４ｍｍの貫通孔５のない箔２を用いた。そしてそれ以外は実施例１と同様にして電解コンデンサ素子を作製した。
【００４８】
　得られた電解コンデンサ素子の１００ｋＨｚにおける等価直列抵抗および強度比を表３に示す。
　　実施例９と比較例３とは、見掛表面積はほぼ等しいものの、実施例９は、真空焼結の際に成形体１が収縮する力を箔２が受けやすくなり、粉末と箔２の接合面積が増えるため、低等価直列抵抗となり、また、高強度のものが得られた。
【００４９】
　なお、上記（実施の形態３）では、箔２に複数の貫通孔５を設けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記（実施の形態１）で述べたように箔２の表面にエッチングなどにより凹凸を形成し、この凹凸を有する箔２に複数の貫通孔５を形成してもよい。
【００５０】
　また、上記（実施の形態１）〜（実施の形態３）では、弁金属としてタンタルを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、タンタル以外の弁金属を用いても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】（実施の形態１）における電解コンデンサ用電極の構成を示す斜視図
【図２】（実施の形態１）における別の電解コンデンサ用電極の構成を示す斜視図
【図３】（実施の形態１）における別の電解コンデンサ用電極の構成を示す斜視図
【図４】（実施の形態２）におけるインピーダンスの周波数特性を示すグラフ
【図５】（実施の形態３）における電解コンデンサ用電極の構成を示す断面図
【図６】従来の電解コンデンサ用電極の構成を示す斜視図
【符号の説明】
【００５２】
１ 　成形体
２ 　箔
３ 　リード線
４ 　電解コンデンサ用電極
５ 　貫通孔
【図１】
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【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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