(57)【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、
上記多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤと、
上記陽極ワイヤに導通し、かつ面実装用の実装面を有する板状の陽極端子と、
上記固体電解質層に導通し、かつ上記陽極端子の上記実装面と面一とされた実装面を有する板状の陰極端子と、
上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う樹脂パッケージと、
を備える固体電解コンデンサであって、
上記陽極ワイヤは、上記多孔質焼結体から上記陽極端子の上記実装面に対して垂直に突出しているとともに、導電性ペーストを用いて上記陽極端子の上記実装面と反対側の面に接続されており、
上記陰極端子は、上記固体電解質層を覆う導電体層を介して上記固体電解質層に導通しており、
上記多孔質焼結体と上記陽極端子との間には、上記陽極ワイヤの少なくとも一部を囲うフッ素樹脂からなる絶縁部材が、上記陽極端子の上記実装面と反対側の面と、上記陰極端子の上記実装面と反対側の面とに跨がるようにして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】
上記絶縁部材のうち、少なくとも上記陽極端子の上記実装面寄りに位置する部分が、上記樹脂パッケージから露出している、請求項１に記載の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、弁作用金属の多孔質焼結体を備えた固体電解コンデンサに関する。
【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を備えており、陽極端子９６Ａおよび陰極端子９６Ｂの実装面９６Ａａ，９６Ｂａを用いて回路基板Ｓに面実装可能に構成されている。陽極端子９６Ａは、導通部材９６Ｃを介して陽極端子９２と導通している。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。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。陽極ワイヤ９２の根元には、しみ上がり防止板９７がはめられている。しみ上がり防止板９７は、たとえばフッ素樹脂などの絶縁性物質からなり、陽極ワイヤ９２を貫通させるための孔９７ａが形成されている。固体電解コンデンサＸの製造工程においては、固体電解質層９４を形成するために誘電体層９３を形成した多孔質焼結体９１を、たとえば硝酸マンガン水溶液に漬ける。このとき、しみ上がり防止板９７によって、上記硝酸マンガン水溶液が陽極ワイヤ９２に不当に付着してしまうことを回避可能である。これにより、陽極ワイヤ９２と固体電解質層９４とが導通してしまうことを防止することができる。
【０００３】
しかしながら、しみ上がり防止板９７は、固体電解コンデンサＸの構成部品として残存するために、しみ上がり防止板９７の分だけ固体電解コンデンサＸの体積が増加してしまう。固体電解コンデンサＸの体積を一定とするには、多孔質焼結体９１の体積を小さくせざるを得ない。この多孔質焼結体９１の体積減少分だけ固体電解コンデンサＸの静電容量が減少してしまうという問題があった。また、固体電解コンデンサＸが回路基板Ｓに実装された状態においては、多孔質焼結体９１に対して回路基板Ｓが広がる方向にしみ上がり防止板９７が位置する。このため、しみ上がり防止板９７の分だけ、固体電解コンデンサＸの実装面積が大きくなってしまう。したがって、回路基板Ｓへの高密度実装化が阻害されていた。
【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、小型化および大容量化を図ることが可能な固体電解コンデンサ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、上記多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤと、上記陽極ワイヤに導通し、かつ面実装用の実装面を有する板状の陽極端子と、上記固体電解質層に導通し、かつ上記陽極端子の上記実装面と面一とされた実装面を有する板状の陰極端子と、上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う樹脂パッケージと、を備える固体電解コンデンサであって、上記陽極ワイヤは、上記多孔質焼結体から上記陽極端子の上記実装面に対して垂直に突出しているとともに、導電性ペーストを用いて上記陽極端子の上記実装面と反対側の面に接続されており、上記陰極端子は、上記固体電解質層を覆う導電体層を介して上記固体電解質層に導通しており、上記多孔質焼結体と上記陽極端子との間には、上記陽極ワイヤの少なくとも一部を囲うフッ素樹脂からなる絶縁部材が、上記陽極端子の上記実装面と反対側の面と、上記陰極端子の上記実装面と反対側の面とに跨がるようにして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、上記固体電解コンデンサの製造工程において、上記固体電解質層を形成する際に、上記固体電解質層形成用の水溶液や反応液が上記陽極ワイヤにしみ上がることを防止することに、上記絶縁部材を用いることができる。また、上記固体電解コンデンサが回路基板に実装された状態において、上記絶縁部材は、上記多孔質焼結体に対して上記回路基板側に位置することとなり、上記多孔質焼結体に対して上記回路基板が広がる方向に位置することが無い。したがって、上記固体電解コンデンサの上記回路基板への実装面積を縮小することが可能である。また、このような構成によれば、上記固体電解コンデンサの製造工程において、上記絶縁部材が取付けられた上記多孔質焼結体を上記陽極端子および上記陰極端子に載置するときに、上記絶縁部材が上記陽極端子および上記陰極端子に当接する。このため、上記絶縁部材を介して上記陽極端子および上記陰極端子によって上記多孔質焼結体が支持される格好となり、上記多孔質焼結体が上記陽極端子および上記陰極端子に対して不当に傾いてしまうことを防止することができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記絶縁部材のうち、少なくとも上記陽極端子の上記実装面寄りに位置する部分が、上記樹脂パッケージから露出している。このような構成によれば、上記絶縁部材によって上記樹脂パッケージの一部を代替することが可能である。これにより、上記樹脂パッケージの体積を縮小することが可能であり、上記固体電解コンデンサの小型化を図ることができる。また、上記固体電解コンデンサの体積を増加させること無く上記多孔質焼結体の体積を大きくすることが可能であり、上記固体電解コンデンサの大容量化を図ることができる。
【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および図２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、しみ上がり防止板７、および樹脂パッケージ８を備えており、回路基板Ｓ上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。本実施形態においては、多孔質焼結体１は、直方体形状とされている。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金型を用いて加圧成形した後に、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。
【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、その一部が多孔質焼結体１内に進入している。陽極ワイヤ２は、上述した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。図１に示すように、陽極ワイヤ２は、陽極端子６Ａに向かって突出している。
【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。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。
【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。このため、固体電解質層４と誘電体層３との界面の面積が大きいほど、固体電解コンデンサＡの静電容量を増加させることができる。
【００１７】
陽極端子６Ａは、たとえばＣｕまたＮｉからなる板状部材であり、たとえば導電性ペースト（図示略）によって陽極ワイヤ２の先端に接合されている。陽極端子６Ａのうち多孔質焼結体１と反対側に位置する面は、実装面６Ａａとされている。実装面６Ａａは、固体電解コンデンサＡをたとえば回路基板Ｓに面実装するために用いられる部分である。
【００１８】
陰極端子６Ｂは、たとえばＣｕまたＮｉからなる板状部材であり、導電体層５によって固体電解質層４と導通している。陰極端子６Ｂのうち多孔質焼結体１と反対側に位置する面は、実装面６Ｂａとされている。実装面６Ｂａは、陽極端子６Ａの実装面６Ａａと面一とされている。実装面６Ｂａは、固体電解コンデンサＡの面実装に用いられる。図２に示すように、陽極端子６Ａおよび陰極端子６Ｂは、固体電解コンデンサＡの両端寄りに配置されており、それぞれの幅が樹脂パッケージ８の幅よりも若干小である矩形状とされている。
【００１９】
しみ上がり防止板７は、たとえばフッ素樹脂からなる板状部材であり、図１に示すように多孔質焼結体１と陽極端子６Ａとの間に設けられている。しみ上がり防止板７は、本発明で言う絶縁部材の一例である。しみ上がり防止板７には、孔７ａが形成されている。孔７ａは、しみ上がり防止板７を陽極ワイヤ２にはめるための部分であり、その内径が陽極ワイヤ２を貫通させることが可能な寸法とされている。また、図２に示すように、しみ上がり防止板７は、その平面視寸法が固体電解コンデンサＡの外径寸法よりも若干小とされており、陽極端子６Ａおよび陰極端子６Ｂを跨ぐ格好とされている。しみ上がり防止板７のうち陽極端子６Ａと陰極端子６Ｂとの間の部分は、樹脂パッケージ８から露出している。
【００２０】
図３は、固体電解コンデンサＡの製造工程において固体電解質層４を形成する工程を示している。この工程に先立って、あらかじめ陽極ワイヤ２にしみ上がり防止板７をはめた状態で、多孔質焼結体１の表面に誘電体層３を形成しておく。この多孔質焼結体１をたとえば容器４１に満たされた硝酸マンガンの水溶液４２に漬ける。このとき、水溶液４２の界面がしみ上がり防止板７に留まり、陽極ワイヤ２の突出部分と接しない位置関係とする。フッ素樹脂からなるしみ上がり防止板７と水溶液４２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４２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４２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、しみ上がり防止板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。
【００２１】
樹脂パッケージ８は、たとえばエポキシ樹脂からなり、図１に示すように多孔質焼結体１を保護するためのものである。樹脂パッケージ８は、たとえばエポキシ樹脂材料を用いてモールド成形される。図２に示すように、本実施形態においては、陽極端子６Ａおよび陰極端子６Ｂそれぞれの実装面６Ａａ，６Ｂａとしみ上がり防止板７の一部とが、樹脂パッケージ８から露出している。
【００２２】
次に、固体電解コンデンサＡの作用について説明する。
【００２３】
本実施形態によれば、固体電解コンデンサＡが回路基板Ｓに実装された状態においては、しみ上がり防止板７は、多孔質焼結体１に対して回路基板Ｓ側に位置することとなる。本実施形態とは異なり、しみ上がり防止板７が多孔質焼結体１に対して回路基板Ｓが広がる方向に位置する構成においては、しみ上がり防止板７の分だけ固体電解コンデンサの回路基板Ｓへの実装面積が大きくなってしまう。このようなことでは、高密度実装化が阻害されてしまう。固体電解コンデンサＡにおいては、しみ上がり防止板７が固体電解コンデンサＡの実装面積を増加させることが無く、固体電解コンデンサＡの実装面積を、多孔質焼結体１とこれを覆う樹脂パッケージ８の厚さとを加えた程度の大きさと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の実装面積を縮小することが可能であり、高密度実装化を図ることができる。
【００２４】
しみ上がり防止板７の一部を露出させることにより、多孔質焼結体１の回路基板Ｓ側部分は、樹脂パッケージ８に代えてしみ上がり防止板７によって覆われている。このため、樹脂パッケージ８の体積をしみ上がり防止板７の分だけ縮小させることが可能である。これは、固体電解コンデンサＡの小型化を図るのに適している。また、しみ上がり防止板７に相当する樹脂パッケージ８の体積減少分だけ多孔質焼結体１の体積を増加させれば、固体電解コンデンサＡの体積を変えることなく、その大容量化を図ることができる。
【００２５】
しみ上がり防止板７を陽極端子６Ａおよび陰極端子６Ｂに跨る構成とすることにより、固体電解コンデンサＡを確実かつ容易に製造することが可能となる。図４は、固体電解コンデンサＡの製造工程の一工程を示している。この工程においては、陽極端子６Ａおよび陰極端子６Ｂとなるべきフレーム６に対して、多孔質焼結体１が載置される。この工程に先立って、多孔質焼結体１にはしみ上がり防止板７が取付けられており、誘電体層３および固体電解質層４が形成されている。多孔質焼結体１をフレーム６に接近させると、しみ上がり防止板７が陽極端子６Ａおよび陰極端子６Ｂに当接することとなる。このため、多孔質焼結体１は、陽極端子６Ａおよび陰極端子６Ｂのいずれか一方のみによって支持されるのではなく、しみ上がり防止板７を介して陽極端子６Ａおよび陰極端子６Ｂの双方によって支持される。したがって、多孔質焼結体１がフレーム６に対して不当に傾くおそれが無く、多孔質焼結体１とフレーム６との接合を確実かつ容易に行うことができる。
【００２６】
本発明に係る固体電解コンデンサは、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の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００２７】
本発明で言う絶縁部材は、固体電解質層を形成する際に水溶液または反応液が陽極ワイヤにしみ上がることを防止するための機能を果たす部材であれば、フッ素樹脂以外の樹脂材料やガラスなどによって形成してもよい。また、絶縁部材が陽極端子および陰極端子に跨った構成のほかに、絶縁部材が陰極端子とは重ならない構成としてもよい。さらに、絶縁部材のすべてが樹脂パッケージに覆われた構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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】本発明に係る固体電解コンデンサの一例を示す底面図である。
【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、固体電解質層を形成する工程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、多孔質焼結体をフレームに載置する工程を示す要部断面図である。
【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】
【００２９】
Ａ      固体電解コンデンサ
Ｓ      回路基板
１      多孔質焼結体
２      陽極ワイヤ
３      誘電体層
４      固体電解質層
５      導電体層
６Ａ    陽極端子
６Ａａ  実装面
６Ｂ    陰極端子
６Ｂａ  実装面
７      しみ上がり防止板（絶縁部材）
７ａ    孔
８      樹脂パッケージ
【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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