(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属からなる焼結体の表面に誘電体層、電解質層および陰極層を形成してなる陽極体と、該陽極体から導出された陽極リード線を有するコンデンサ素子と、前記陽極リード線に陽極部を介して接続された陽極端子と、前記陰極層に接続された陰極端子と、前記コンデンサ素子と前記陽極端子と前記陰極端子を、前記陽極端子の一部および前記陰極端子の一部が露出するように覆う外装樹脂を備えてなる固体電解コンデンサであって、前記陽極部または前記陽極端子に対向し、最も近接する部分を含む前記陽極体の一部は、前記陰極層を有さず、階段状の凹部が形成され、前記凹部に最外層として絶縁樹脂層を備えてなることを特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記凹部は、粗面化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】
前記焼結体の表面の一部に前記凹部を形成し、該凹部に前記絶縁樹脂層を形成した後に、前記焼結体の他の表面に前記誘電体層、前記電解質層および前記陰極層を形成する工程を含む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の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解コンデンサに関し、特にチップ型に好適な固体電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機やノート型パーソナルコンピュータ等に搭載されるＣＰＵのデカップリング回路や電源回路に固体電解コンデンサが用いられている。
【０００３】
特許文献１には、陽極端子構成部の先端部に、絶縁テープまたは絶縁塗料からなる絶縁体を設け、コンデンサ素子の陰極層を陽極端子構成部の先端部及び陰極端子構成部に接触させることで、小型化したチップコンデンサが記載されている。
【０００４】
特許文献２には、外表面に陰極層が形成され、陽極リードが突出している端面と下面との結合部は、斜め下方を向いて凸に丸められた湾曲部に形成されているコンデンサ素子を有するチップ形コンデンサが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−６９７７号公報
【特許文献２】特開２００９−２３１３１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の構成によれば、製造上のばらつきを考慮すると、量産においては絶縁テープまたは絶縁塗料のみで絶縁を確保することは困難であるという課題がある。
【０００７】
特許文献２の構成によれば、依然として外装樹脂の流動不良が懸念され、量産においては絶縁を確保することが困難であるという課題がある。
【０００８】
すなわち、従来のコンデンサ素子の構成では、固体電解コンデンサに求められる小型化および高容量化を満たすべく、陽極体の体積を大きくしようとすれば、陽極体の表面に形成された陰極層と陽極端子が近接し、短絡するという問題があった。
【０００９】
そこで本発明は、陽極体の体積を可能な限り大きくしても、短絡の可能性が低い固体電解コンデンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の固体電解コンデンサは、弁作用金属からなる焼結体の表面に誘電体層、電解質層および陰極層を形成してなる陽極体と、該陽極体から導出された陽極リード線を有するコンデンサ素子と、前記陽極リード線に陽極部を介して接続された陽極端子と、前記陰極層に接続された陰極端子と、前記コンデンサ素子と前記陽極端子と前記陰極端子を、前記陽極端子の一部および前記陰極端子の一部が露出するように覆う外装樹脂を備えてなる固体電解コンデンサであって、前記陽極部または前記陽極端子に対向し、最も近接する部分を含む前記陽極体の一部は、最外層として絶縁樹脂層を備えてなることを特徴とする。
【００１１】
本発明の固体電解コンデンサは、前記陽極部または前記陽極端子に対向し、最も近接する部分を含む前記陽極体の一部に、前記陰極層を有さないことを特徴とする。
【００１２】
本発明の固体電解コンデンサは、前記陽極部または前記陽極端子に対向し、最も近接する部分を含む前記陽極体の一部に、凹部を形成してなることを特徴とする。
【００１３】
本発明の固体電解コンデンサの前記凹部は、階段状であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の固体電解コンデンサの前記凹部は、粗面化されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、前記焼結体の表面の一部に前記絶縁樹脂層を形成した後に、前記焼結体の他の表面に前記誘電体層、前記電解質層および前記陰極層を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、前記焼結体の表面の一部に前記凹部を形成し、該凹部に前記絶縁樹脂層を形成した後に、前記焼結体の他の表面に前記誘電体層、前記電解質層および前記陰極層を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明は、陽極体の一部、すなわち陽極部や陽極端子に対向する陽極体の端部または端面に絶縁樹脂層を配する構成とする。
【００１８】
これにより、陽極体を陽極部または陽極端子近傍にまで配置することが可能となる。すなわち、静電容量の増加に寄与する陽極体の体積を大きくし、陽極体の表面に形成された陰極層と、陽極部または陽極端子の短絡を防止する。
【００１９】
換言すれば、固体電解コンデンサにおいて、小型または薄型形状を維持したままで、可能なかぎり静電容量値を大きくすることが可能となる。
【００２０】
絶縁樹脂層と焼結体の間に陰極層を形成しない構成とすることにより、より確実に短絡を防止することができ、陽極体の体積増を図ることができる。
【００２１】
陽極部または陽極端子に近接する陽極体の一部に凹部を設けることにより、より確実に短絡を防止することができ、陽極体の体積増を図ることができる。
【００２２】
上記凹部の形状は、いかなるものでも上述の効果を奏するが、陽極部および陽極端子の凹凸形状に沿うように、階段状の凹部を設けるのがより好ましい。
【００２３】
階段状の凹部は、絶縁樹脂の液だれを防止することから、絶縁樹脂層をより確実かつ容易に形成することにも貢献する。
【００２４】
同様の理由により、凹部の内表面や周辺を溝や凹凸により粗面化するのも好ましい。
【００２５】
絶縁樹脂層は、公知の材料および公知の手段から適宜選択して形成するが、陰極層形成の抑止効果を奏する、撥水性を有するフッ素系樹脂やシリコン系樹脂を用いるのがより好ましい。
【００２６】
たとえばタンタルのような弁作用金属粉末を成型し高温焼結して得られた焼結体表面であって、陽極部または陽極端子の近傍に配置される部分に、あらかじめ、絶縁性の樹脂を塗布し、絶縁樹脂層を形成した後に、公知の手段によって、酸化被膜等からなる誘電体層、たとえば導電性高分子層からなる電解質層、およびグラファイト層や銀層からなる陰極層を形成した後、外装を施して固体電解コンデンサを得る。
【００２７】
絶縁性樹脂層を形成する部分に凹部を形成する場合は、弁作用金属粉末を成型する金型にあらかじめ所定形状の凸部を設けて、焼結体を得るのが好ましい。
【００２８】
または、得られた焼結体に公知の手段により加工を施して、凹部を形成してもよい。
【００２９】
上述の製造方法により、陽極部または陽極端子に対向し近接する陽極体の一部に、絶縁樹脂層が最外層として形成され、少なくとも焼結体と絶縁樹脂層の間に陰極層が形成されない固体電解コンデンサが得られる。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、小型または薄型形状を維持したままで静電容量を増加させ、かつ短絡する可能性が低い固体電解コンデンサおよびその製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の固体電解コンデンサにおける実施の形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。 
【００３３】
図１は本発明の固体電解コンデンサにおける実施の形態を示す断面図である。
【００３４】
コンデンサ素子は、陽極体１および陽極体１から導出された陽極リード線２からなる。陽極リード線２の一端は、導電性部材３１およびはんだ３２を備える陽極部３を介して、内部陽極端子４１に陽極ビア４２で導通された外部陽極端子４３を備える陽極端子４に接続している。
【００３５】
陽極体１は、弁作用金属粉末を成型後に高温焼結して得た焼結体からなる。焼結体の一部には、最外層として絶縁樹脂層９を有する凹部１１と、凹部１１を除く他の表面には、図示しない酸化被膜等からなる誘電体層、同様に図示しない導電性高分子層等の電解質層、グラファイト層や銀層からなる陰極層７が順次形成されてなる。
【００３６】
陰極層７は、導電性接着剤７１を介して、内部陰極端子５１に陰極ビア５２で導通された外部陰極端子５３からなる陰極端子５に接続している。
【００３７】
陽極ビア４２は、基板８に開孔されてなり、内部陽極端子４１と外部陽極端子４３は、基板８の表裏に対向して形成されてなる。
【００３８】
陰極ビア５２は、基板８に開孔されてなり、内部陰極端子５１と外部陰極端子５３は、基板８の表裏に対向して形成されてなる。
【００３９】
コンデンサ素子、陽極部３、内部陽極端子４１、導電性接着剤７１および内部陰極端子５１は、外装樹脂６により、一体となるように覆われている。
【００４０】
上記構成の固体電解コンデンサを得る方法を以下に例示する。
【００４１】
凹部１１を設けた成型金型に弁作用金属粉末としてタンタル粉末を入れ、同時にタンタルからなる陽極リード線２を挿入した後、通常の方法で加圧成型、高温焼結して凹部１１を有する焼結体を得る。
【００４２】
続いて、撥水性を有するフッ素系樹脂を塗布し、高温処理を施して硬化させて、絶縁樹脂層９を形成する。
【００４３】
さらに、公知の方法により、焼結体の表面に、酸化膜からなる誘電体層、導電性高分子層からなる電解質層、陰極層７たるグラファイト層および銀層を順次積層して陽極体１を得る。
【００４４】
この時、絶縁樹脂層９を形成してなる凹部１１または凹部１１近傍には、少なくとも陰極層７たるグラファイト層および銀層は形成されない。
【００４５】
続いて、陽極リード線２と、公知の合金から適宜選択された材料からなる導電性部材３１を、溶接等の公知の手段から適宜選択された手段で接続し、さらに、はんだ３２を介して、内部陽極端子４１に接続する。導電性部材３１は、陽極体１と一定の距離を保つように、溶接位置を調整する。
【００４６】
陽極体１の表面に形成された陰極層７は、導電性接着剤７１を介して、内部陰極端子５１に接続する。
【００４７】
なお、陽極端子４および陰極端子５を設けた、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる基板８は、あらかじめ用意してなる。
【００４８】
続いて、コンデンサ素子を搭載した基板８を、たとえばガラスフィラーを含有した液状のエポキシ樹脂からなる、通常用いられる外装樹脂６を用いて、公知の手段により外装する。
【００４９】
基板８の裏面、すなわち、コンデンサ素子を搭載しない面には、外部陽極端子４３および外部陰極端子５３が露出する。
【００５０】
さらに、公知の方法を用いて、切断や仕上げ加工を施し、チップ型の固体電解コンデンサ１００を得る。
【実施例１】
【００５１】
凹部１１として階段状の段差を有する成型金型に、従来比１．０７倍のタンタル粉末を搬入し、所定の位置にタンタルからなる陽極リード線２を挿入して、加圧成型後、高温焼結して陽極体１となる焼結体を得た。
【００５２】
次に、凹部１１に、撥水性を有するフッ素系樹脂を先端が細いチューブにより塗布し、１５０℃で３時間の高温処理で硬化させ、絶縁樹脂層９を形成した。
【００５３】
続いて、焼結体に、公知の方法でタンタル酸化被膜からなる誘電体層、導電性高分子層からなる固体電解質層、グラファイト層および銀層からなる陰極層７を形成し、陽極体１とした。
【００５４】
凹部１１には、撥水性の絶縁樹脂層９が形成されていることから、凹部１１の凹面または凹面の近傍には、少なくとも陰極層は形成されていないことを確認した。
【００５５】
なお、焼結体の製造方法および誘電体層を形成させる際の化成電圧は、比較例たる従来品と同じ電圧とした。
【００５６】
次に、陽極リード線２と導電性部材３１とを抵抗溶接した。この時、陽極体１と導電性部材３１の陽極体１に対向している面との距離が０．２±０．１ｍｍになるように溶接位置を調整した。
【００５７】
続いて、陰極部すなわち、陽極体１の表面に形成された陰極層７と内部陰極端子５１を、導電性接着剤７１を介して接続した。
【００５８】
さらに、ガラスフィラーを含む液状エポキシ樹脂からなる外装樹脂６でモールド成形し、１５０℃で３００秒間保持して加熱硬化させ、外装を完了した。その後、個片に切断し、チップ形状にして、１００個の本発明の固体電解コンデンサ１００を得た。
【００５９】
比較例として、凹部１１および絶縁樹脂層９を有さない従来品を１００個用意した。従来品は、上述の製造工程から、凹部１１の形成工程および絶縁樹脂層９の形成工程を除いた点以外は、同一の条件および同一の方法で製造した。
【００６０】
本発明および従来品の固体電解コンデンサ各１００個について、初期容量値を測定した。表１に測定結果を示す。
【００６１】
ここで、相対的容量値は、従来品の平均値を１とした場合の初期容量値の平均を示す。
【００６２】
また、陽極リード線２の導出方向における陽極体１の寸法の測定結果も表１に併記する。
【表１】
0006430737.tif 000002
【００６３】
本発明品の相対的容量値が増加していることから、弁作用金属粉末の増加、すなわち陽極体の体積増加により、静電容量値が増加したことが明らかである。したがって、凹部を形成し、陰極層の表面積を減少させたことによる静電容量の損失は無視できることがわかる。
【実施例２】
【００６４】
実施例１記載の本発明品の構成において、凹部１１の凹面に階段状の段差を形成する代わりに、溝を施して粗面化し、撥水性のフッ素系樹脂を吹き付けて、絶縁樹脂層９を形成し、実施例１と同様の条件および方法で、１００個の固体電解コンデンサ１００を得た。
【００６５】
実施例１と同様の手法により、静電容量値を測定したところ、静電容量値の相対的容量値は平均値で、１．０７０であり、実施例１と同様の効果を奏することを確認した。
【００６６】
上記より、小型または薄型形状を維持しつつも、静電容量値を増加させかつ短絡する可能性が低い固体電解コンデンサが得られた。
【００６７】
以上、本発明の実施の形態および実施例を説明したが、本発明は、上記に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の変更や修正が可能である。すなわち、当業者であれば成し得る各種変形、修正もまた本発明に含まれる。 
【符号の説明】
【００６８】
１    陽極体
１１  凹部
２    陽極リード線
３    陽極部
３１  導電性部材
３２  はんだ
４    陽極端子
４１  内部陽極端子
４２  陽極ビア
４３  外部陽極端子
５    陰極端子
５１  内部陰極端子
５２  陰極ビア
５３  外部陰極端子
６    外装樹脂
７    陰極層
７１  導電性接着剤
８    基板
９    絶縁樹脂層
１００  固体電解コンデンサ
【図１】
0006430737.tif 000003