(57)【要約】  【課題】  半田付けするときに高温に曝しても、タンタル電解コンデンサ素子の気密性を保持することができるとともに、量産性に優れ、小型化できるタンタル電解コンデンサを提供すること。  【解決手段】  本発明のセラミック容器６は、上面に凹部３−Ｂが形成され、凹部３−Ｂの内面に第一のメタライズ層３ａおよび第二のメタライズ層３ｂが形成されるとともに、下面に第一の導体層３ｃおよび第二の導体層３ｄが形成されたセラミック基体３と、第一のメタライズ層３ａから第一の導体層３ｃにかけて形成された第一の接続導体３ｅと、第二のメタライズ層３ｂから第二の導体層３ｄにかけて形成された第二の接続導体３ｆとを具備し、第一のメタライズ層３ａは、凹部３−Ｂの一側面と底面との間に形成された段差３−Ｃの上面から凹部３−Ｂの一側面にかけて形成されている。【選択図】  図１
2005311263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面の中央部に直方体状の凹部が形成され、該凹部の内面に第一のメタライズ層および第二のメタライズ層が互いに独立して形成されるとともに、下面に第一の導体層および第二の導体層が互いに独立して形成されたセラミック基体と、前記第一のメタライズ層と前記第一の導体層とを電気的に接続する第一の接続導体および前記第二のメタライズ層と前記第二の導体層とを電気的に接続する第二の接続導体とを具備しており、前記第一のメタライズ層は、前記凹部の一側面と底面との間に形成された段差の上面から前記一側面にかけて形成されていることを特徴とするセラミック容器。
【請求項２】
前記段差の上面と側面との間を前記一側面と垂直な方向に延びている溝状に切り欠いて成る切り欠き部が形成されているとともに、該切り欠き部の前記一側面側の内側面に前記第一のメタライズ層が延出して形成されていることを特徴とする請求項１記載のセラミック容器。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載のセラミック容器と、タンタル粉末の焼結体の側面に一端部が埋め込まれるとともに先端が尖っている他端部が前記第一のメタライズ層に当接されて溶接されている陽極リード端子、および前記焼結体の下面に被着されるとともに前記第二のメタライズ層に電気的に接続されている陰極層とを有するタンタル電解コンデンサ素子と、前記セラミック基体の上面に前記凹部を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることを特徴とするタンタル電解コンデンサ。
【請求項４】
前記タンタル粉末の焼結体の前記側面に対向する側面と前記セラミック容器の前記凹部の内面との間に弾性部材が挟み込まれていることを特徴とする請求項３記載のタンタル電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路などに使用されるタンタル電解コンデンサに関し、特にセラミック容器を用いて構成されたタンタル電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の樹脂封止された固体電解質コンデンサとして面実装型のタンタル電解コンデンサが知られている。このタンタル電解コンデンサは携帯電話などの通信機器、デジタルカメラなどのＡＶ機器、パソコンなどのコンピュータ機器、エアバッグ，アンチロックブレーキなどの自動車用機器を始めとする幅広い分野で大量に用いられ、また、用途としては電源の平滑回路、コンピュータのバックアップ、タンタル電解コンデンサの充放電時間を利用したタイマー回路、高周波フィルタなどがあり、上記機器類に欠くことのできない電子部品である。
【０００３】
このようなタンタル電解コンデンサは、タンタル電解コンデンサ素子部とリードフレームとこれらを気密に封止する外装樹脂とから成り、リードフレームは一般的に例えば鉄（Ｆｅ）−ニッケル（Ｎｉ）合金などの強度が大きなものが使用され、また外装樹脂としてはエポキシ樹脂などがその耐熱性、耐湿性が良好なために用いられている。
【０００４】
以下に、この種の従来のタンタル電解コンデンサについて図６を用いて説明する。図６は従来のタンタル電解コンデンサの構成を示す断面図であり、同図において11はタンタル電解コンデンサ、12はタンタル電解コンデンサ素子、12ｂは陽極リードを示し、タンタル電解コンデンサ素子12は、タンタル粉末を固めた成形体を焼結させて得られた焼結体12ａに誘電体の酸化皮膜層（図示せず）を形成し、固体電解質層（図示せず）を酸化被膜層外側に形成し、次いで外周に陰極層12ｃを形成するとともに、焼結体12の側面に一端部が埋め込まれ、他端部が側面から突出するように埋設されたタンタルなどから成る陽極リード12ｂを設けることにより得られる。
【０００５】
陽極リード12ｂは他端部がリードフレーム13に溶接され、このリードフレーム13が外装樹脂14から突出して外装樹脂14の外形に沿って下面に至るまで折り曲げられることにより外部接続用の陽極端子13ａとされる。また、リードフレーム13が導電性接合材15を介して陰極層12ｃ上に接合され、外装樹脂14から突出して外装樹脂14の外形に沿って外装樹脂14の下面に至るように折り曲げられることにより外部接続用の陰極端子13ｂとされる。リードフレーム13は、陽極端子13ａおよび陰極端子13ｂを同時に同じ方向に曲げて加工ができるように外装樹脂14の対向する側面の同じ高さから両側方向に導出された構造となっている。また、外装樹脂14にはエポキシ系樹脂がその耐熱性および耐湿性などが優れているという理由から使用されている。
【０００６】
次に、このタンタル電解コンデンサ11の製造方法について説明する。まず、リードフレーム13のタンタル電解コンデンサ素子12の固定部16にタンタル電解コンデンサ素子12を載置し、タンタル電解コンデンサ素子12の陰極層12ｃと陰極端子13ｂとを熱硬化性の導電性接合材15を介して接合する。さらに、タンタル電解コンデンサ素子12の陽極リード12ｂと陽極端子13ａとを溶接により互いに接合する。導電性接合材15は例えば銀（Ａｇ）を含有するエポキシ系樹脂接合材が用いられ、300℃程度の温度で約10分加熱することにより硬化される。
【０００７】
さらに、リードフレーム13に接合したタンタル電解コンデンサ素子12を所定の位置に載置し、次いで外部電気回路基板との接合部となる陽極端子13ａおよび陰極端子13ｂの端部を外部に露出するようにしてタンタル電解コンデンサ素子12をリードフレーム13の一部とともにエポキシ系樹脂から成る外装樹脂14で被覆し、150〜180℃で約１時間加熱することにより外装樹脂14を硬化させる。これにより、外装樹脂14の高分子架橋の割合が増加して耐熱性および耐湿性が向上し、信頼性の高いタンタル電解コンデンサ11が得られる。次いで、陽極端子13ａおよび陰極端子13ｂの露出された端部がタンタル電解コンデンサ11の下面に位置するようにリードフレーム13を外装樹脂14の外形に沿うように下方に曲げてタンタル電解コンデンサ11の下面の一部を構成する。これにより外部電気回路基板の表面への実装を容易なものとし、量産に適したものとすることができる。
【特許文献１】特開平10−55937号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、地球環境問題の意識が高まるとともに鉛（Ｐｂ）を用いないＰｂフリー半田が使用されるようになってきた。しかしながらＰｂフリー半田は、半田付けする際の温度が従来のＰｂ（鉛）40％−Ｓｎ（錫）60％の半田の処理温度（220〜230℃）に比して40〜50℃高く、この温度で半田付けが行なわれると外装樹脂14が熱で変質してリードフレーム13との間に隙間が発生し、この隙間から水分が侵入して漏れ電流を発生させたり、タンタル電解コンデンサ素子12の陰極層12ｃと陽極リード12ｂとの間の短絡による不良を発生させたりするという問題点を有していた。
【０００９】
そこで、外装樹脂14にシリカ（ＳｉＯ２）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などのフィラーを添加して高耐熱性を付与することが検討されたが、この場合には外装樹脂14の熱膨張率が小さくなってリードフレーム13の熱膨張係数との差が増大する。これにより半田付け処理の温度でリードフレーム13と外装樹脂14との間に隙間が発生し、水分が侵入して上記不良を発生させるため、この方法は実用的ではなかった。
【００１０】
さらに、外装樹脂14としてポリイミドなどの高耐熱性の樹脂を用いることも検討されたが、材料が高価であることに加えてポリイミドは熱膨張率がリードフレーム13の熱膨張係数（７×10−６／℃）の８倍を超える値（約60×10−６／℃）であることから、やはりリードフレーム13と外装樹脂14との間に隙間が発生し、上記不良を発生するという問題点を有していた。
【００１１】
また、従来のタンタル電解コンデンサ11は、外装樹脂14からリードフレーム13が突出する構造であるため、近時のタンタル電解コンデンサ11の小型化要求に応えられなくなってきた。
【００１２】
従って、本発明は上記問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、タンタル電解コンデンサを半田付けする際に高温に曝しても、タンタル電解コンデンサ素子の気密性を保持することができるとともに、量産性に優れ、小型化できて長期にわたり正確かつ安定してタンタル電解コンデンサ素子を作動させることができる機械的信頼性や電気的特性に優れるタンタル電解コンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のセラミック容器は、上面の中央部に直方体状の凹部が形成され、該凹部の内面に第一のメタライズ層および第二のメタライズ層が互いに独立して形成されるとともに、下面に第一の導体層および第二の導体層が互いに独立して形成されたセラミック基体と、前記第一のメタライズ層と前記第一の導体層とを電気的に接続する第一の接続導体および前記第二のメタライズ層と前記第二の導体層とを電気的に接続する第二の接続導体とを具備しており、前記第一のメタライズ層は、前記凹部の一側面と底面との間に形成された段差の上面から前記一側面にかけて形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のセラミック容器は、好ましくは、前記段差の上面と側面との間を前記一側面と垂直な方向に延びている溝状に切り欠いて成る切り欠き部が形成されているとともに、この切り欠き部の前記一側面側の内側面に前記第一のメタライズ層が延出して形成されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明のタンタル電解コンデンサは、本発明のセラミック容器と、タンタル粉末の焼結体の側面に一端部が埋め込まれるとともに先端が尖っている他端部が前記第一のメタライズ層に当接されて溶接されている陽極リード端子、および前記焼結体の下面に被着されるとともに前記第二のメタライズ層に電気的に接続されている陰極層とを有するタンタル電解コンデンサ素子と、前記セラミック基体の上面に前記凹部を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のタンタル電解コンデンサは、好ましくは、前記タンタル粉末の焼結体の前記側面に対向する側面と前記セラミック容器の前記凹部の内面との間に弾性部材が挟み込まれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のセラミック容器によれば、上面の中央部に直方体状の凹部が形成され、凹部の内面に第一のメタライズ層および第二のメタライズ層が互いに独立して形成されるとともに、下面に第一の導体層および第二の導体層が互いに独立して形成されたセラミック基体と、第一のメタライズ層と第一の導体層とを電気的に接続する第一の接続導体および第二のメタライズ層と第二の導体層とを電気的に接続する第二の接続導体とを具備していることから、半田付けする際の温度が高いＰｂフリー半田を用いて第一の導体層および第二の導体層を外部電気回路基板の配線導体に電気的に接続しても、セラミック基体は耐熱性を有するため、セラミック基体が熱で変形してセラミック容器に隙間が発生することがないので、気密性を良好に維持することができるとともに、セラミック容器の内部に水分が侵入するのを有効に防止することができる。すなわち、タンタル電解コンデンサ素子などに腐食や濡れ電流，短絡などが発生することを効果的に防止できるので、長期にわたり正確かつ安定してタンタル電解コンデンサ素子を作動させることができるセラミック容器とすることができる。
【００１８】
また、セラミック容器の内部に導体を具備しているため、タンタル電解コンデンサ素子を収容することにより、リードフレームを用いることなくタンタル電解コンデンサを構成することができ、従来のタンタル電解コンデンサに比べて小型化が可能となる。
【００１９】
さらに、第一のメタライズ層が、凹部の一側面と底面との間に形成された段差の上面から一側面にかけて形成されていることから、第一のメタライズ層にタンタル電解コンデンサ素子の陽極リード端子を溶接する際、陽極リード端子を段差の上面に載置できることで安定して支持することができるとともに、第一のメタライズ層に陽極リード端子の先端を当接させてこの当接部に抵抗溶接の電流を集中させることによって第一のメタライズ層と陽極リード端子とを容易かつ確実に溶接することができるので、歩留りや生産性を向上させることができる。さらに、陽極リード端子と第一のメタライズ層との接合面積のばらつきによる抵抗値の変動が少なくなり、抵抗値の精度が優れたセラミック容器とすることができる。
【００２０】
また、好ましくは、段差の上面と側面との間を一側面と垂直な方向に延びている溝状に切り欠いて成る切り欠き部が形成されているとともに、この切り欠き部の一側面側の内側面に第一のメタライズ層が延出して形成されていることから、第一のメタライズ層にタンタル電解コンデンサ素子の陽極リード端子を溶接する際、陽極リード端子を段差の上面と側面との間に形成されている切り欠き部で容易に位置決めすることができることから、陽極リード端子の先端を第一のメタライズ層に当接させてこの当接部に抵抗溶接の電流を集中させることによって第一のメタライズ層の所定の位置に確実かつ容易に溶接することができる。さらに、陽極リード端子の先端が切り欠き部で保護されることから、溶接の際やハンドリングの際に陽極リード端子に変形等が生じるのを有効に防止することができる。
【００２１】
本発明のタンタル電解コンデンサは、上記構成のセラミック容器と、タンタル粉末の焼結体の側面に一端部が埋め込まれるとともに先端が尖っている他端部が第一のメタライズ層に当接されて溶接されている陽極リード端子、および焼結体の下面に被着されるとともに第二のメタライズ層に電気的に接続されている陰極層とを有するタンタル電解コンデンサ素子と、セラミック基体の上面に凹部を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることにより、陽極リード端子の先端が尖っている他端部の先端とセラミック容器の第一のメタライズ層とを当接させて、抵抗溶接により極めて溶接しやすくすることができ、非常に量産性に優れるものとなる。さらに、リードフレームを用いないことから、従来のタンタル電解コンデンサに比べて小型化が可能となる。
【００２２】
また、セラミック容器に剥離や隙間が発生することをなくすことができ、気密性を良好に維持できることから、長期にわたり正確かつ安定してタンタル電解コンデンサ素子を作動させることができるとともに、歩留りや生産性の高い電気的特性に優れたタンタル電解コンデンサを提供することができる。
【００２３】
また、好ましくは、タンタル粉末の焼結体の側面に対向する側面とセラミック容器の凹部の内面との間に弾性部材が挟み込まれていることから、第一のメタライズ層にタンタル電解コンデンサ素子の陽極リード端子を溶接法によって溶接する際、陽極リード端子を段差の上面で支持させ真っ直ぐに伸ばした状態に載置することにより、弾性部材の弾力によって陽極リード端子の先端が一定の力で第一のメタライズ層に押し当てられる状態となり、第一のメタライズ層に抵抗溶接されることとなる。すなわち、陽極リード端子の先端が第一のメタライズ層の所定の位置に弾性部材の弾力による一定の力で押し付けられながら溶接されるので、陽極リード端子の先端の接合面積がばらつくのを極めて有効に抑制することができる。その結果、陽極リード端子と第一のメタライズ層との接合部の抵抗値の精度がよいものとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明のセラミック容器およびタンタル電解コンデンサについて以下に詳細に説明する。図１（ａ）は本発明のセラミック容器の実施の形態の一例を示す平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のセラミック容器の断面図である。また、図３は本発明のタンタル電解コンデンサの実施の形態の一例を示す断面図である。これらの図において、１はタンタル電解コンデンサ、２はタンタル電解コンデンサ素子、３はセラミック基体、３ａは第一のメタライズ層、３ｂは第二のメタライズ層、３ｃは第一の導体層、３ｄは第二の導体層、３ｅは第一の接続導体、３ｆは第二の接続導体、３−Ｂはセラミック基体３の凹部、３−Ｃは段差、４は蓋体、６はセラミック容器、７は弾性部材である。
【００２５】
本発明のセラミック容器６は、上面の中央部に直方体状の凹部３−Ｂが形成され、凹部３−Ｂの内面に第一のメタライズ層３ａおよび第二のメタライズ層３ｂが互いに独立して形成されるとともに、下面に第一の導体層３ｃおよび第二の導体層３ｄが互いに独立して形成されたセラミック基体３と、第一のメタライズ層３ａから第一の導体層３ｃにかけて形成された第一の接続導体３ｅと、第二のメタライズ層３ｂから第二の導体層３ｄにかけて形成された第二の接続導体３ｆとを具備しており、第一のメタライズ層３ａが凹部３−Ｃの一側面と底面との間に形成された段差３−Ｃの上面から凹部３−Ｂの一側面にかけて形成されている。
【００２６】
そして、セラミック容器６は、第一のメタライズ層３ａにタンタル電解コンデンサ素子２の陽極リード端子２ｂが溶接されるとともに、第二のメタライズ層３ｂにタンタル電解コンデンサ素子２の陰極層２ｃが電気的に接合され、セラミック基体３の側壁３−Ａの上面に凹部３−Ｂを塞ぐように蓋体４が取着されることによりタンタル電解コンデンサ１と成る。
【００２７】
セラミック基体３は、アルミナ質焼結体等のセラミックスから成り、上面の中央部に凹部３−Ｂが形成されている。そして、凹部３−Ｂの一側面と底面との間に段差３−Ｃが形成されているとともに、第一のメタライズ層３ａが段差３−Ｃの上面から凹部３−Ｂの一側面にかけて形成されている。これにより、タンタル電解コンデンサ素子２の陽極リード端子２ｂの第一のメタライズ層３ａへの電気的な接続が容易なものとなり、タンタル電解コンデンサ素子２の陽極リード端子２ｂを第一のメタライズ層３ａに接続する作業効率が大幅に改善される。
【００２８】
セラミック容器６は、例えば、以下のようにして作製される。セラミック基体３がアルミナ質焼結体から成る場合、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），酸化珪素（ＳｉＯ２），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），酸化カルシウム（ＣａＯ）等の原料粉末に適当な有機バインダ，溶剤等を添加混合してスラリーと成す。このスラリーをドクターブレード法やカレンダーロール法によってグリーンシートと成し、所要の大きさに切断する。次に、その中から選ばれた複数のグリーンシートにおいて凹部３−Ｂおよび段差３−Ｃを形成するために適当な打抜き加工を施す。
【００２９】
そして、これらのグリーンシートにタングステン（Ｗ）等の金属粉末を主成分とする金属ペーストを印刷塗布して第一および第二のメタライズ層３ａ，３ｂ、第一および第二の導体層３ｃ，３ｄとなる導体層を形成し、次いでこれらの導体層を形成したグリーンシートを積層し、外側面に第一および第二の接続導体３ｅ，３ｆと成る金属ペーストを塗布し、最後に約1600℃の温度で焼成することによってセラミック容器６が作製される。
【００３０】
なお、第一および第二の接続導体３ｅ，３ｆは、セラミック基体３に形成した貫通導体であってもよい。貫通導体とする場合は、上記グリーンシートに凹部３−Ｂおよび段差３−Ｃを打抜き加工により形成するときに、同時に貫通孔となる孔を所定位置に打抜き加工を施しておき、この貫通孔に金属ペーストを充填して焼成すればよい。
【００３１】
また、このようにして作製されたセラミック容器６に形成されたメタライズ層等から成る配線導体の露出した表面には、耐食性に優れかつ半田との濡れ性に優れる金属、具体的には厚さ１〜12μｍのニッケル（Ｎｉ）層をめっき法等により被着しておくのがよい。これにより、導体層が大気中の酸素や水分等により酸化腐食されるのを防止するとともに、第一および第二の導体層３ｃ，３ｄにおいては半田との濡れ性が良くなり、外部電気回路基板上の配線導体（図示せず）との接合強度がより強固なものとなる。
【００３２】
Ｎｉ層の厚さが１μｍ未満であれば、配線導体の酸化腐蝕を防止するのが困難になって外部電気回路基板への接合強度が劣化しやすく成る。また、Ｎｉ層の厚さが12μｍを超えると、めっき形成に多大の時間がかかることになり量産性が低下しやすくなるとともに配線導体との熱膨張差による応力によってめっき層が剥がれやすくなる。
【００３３】
セラミック容器６の内部にタンタル電解コンデンサ素子２を収容して陽極リード端子２ｂと陰極層２ｃとがそれぞれ第一のメタライズ層３ａおよび第二のメタライズ層３ｂに電気的に接続するとともに、セラミック容器６の下面に形成されている第一および第二の導体層３ｃ，３ｄを外部電気回路基板（図示せず）の表面の配線導体にＡｕ−Ｓｎ半田やＡｇ−Ｓｎ半田等の半田を介して接続することにより、セラミック容器６の内部に収容したタンタル電解コンデンサ素子２と外部電気回路基板の配線導体とを電気的に接続させることができる。
【００３４】
本発明のセラミック容器６の第一のメタライズ層３ａは、段差３−Ｃの上面から凹部３−Ｂの一側面にかけて形成されていることにより、第一のメタライズ層３ａにタンタル電解コンデンサ素子２の陽極リード端子２ｂを溶接する際、陽極リード端子２ｂを段差３−Ｃの上面に載置できることで安定して支持することができるとともに、第一のメタライズ層３ａに陽極リード端子２ｂの先端を当接させてこの当接部に抵抗溶接（いわゆるプロジェクション溶接）の電流を集中させることによって第一のメタライズ層３ａと陽極リード端子２ｂとを容易かつ確実に溶接することができるので、歩留りや生産性を向上させることができる。さらに、陽極リード端子２ｂと第一のメタライズ層３ａとの接合面積のばらつきによる抵抗値の変動が少なくなり、抵抗値の精度が優れたセラミック容器６とすることができる。
【００３５】
また、好ましくは、図２に示すように、段差３−Ｃの上面と側面との間を凹部３−Ｂの一側面と垂直な方向に延びている溝状に切り欠いて成る切り欠き部３−Ｄが形成されているとともに、切り欠き部３−Ｄの凹部３−Ｂの一側面側の内側面に第一のメタライズ層３ａが延出して形成されているのがよい。この構成により、第一のメタライズ層３ａにタンタル電解コンデンサ素子２の陽極リード端子２ｂを溶接する際、陽極リード端子２ｂを段差３−Ｃの上面と側面との間に形成されている切り欠き部３−Ｄで容易に位置決めすることができることから、陽極リード端子２ｂの先端を第一のメタライズ層３ａに当接させてこの当接部に抵抗溶接の電流を集中させることによって第一のメタライズ層３ａの所定の位置に確実かつ容易に溶接することができる。さらに、陽極リード端子２ｂの先端が切り欠き部３−Ｄで保護されることから、溶接の際やハンドリングの際に陽極リード端子２ｂに変形等が生じるのを有効に防止することができる。
【００３６】
また、切り欠き部３−Ｄの幅は陽極リード端子２ｂの幅より大きいのがよく、切り欠き部３−Ｄの幅は陽極リード端子２ｂの幅より0.03〜0.3ｍｍ程度大きいのが好ましい。これにより、陽極リード端子２ｂを切り欠き部３−Ｄに容易に嵌めることができるとともに、陽極リード端子２ｂを動きにくくすることができる。0.03ｍｍよりも小さいと、陽極リード端子２ｂと切り欠き部３−Ｄの幅とが同一に近くなり、切り欠き部３−Ｄに陽極リード端子２ｂを嵌めるのが困難となる。0.3ｍｍより大きいと陽極リード端子２ｂが切り欠き部３−Ｄ内で動きやすくなり、それによって第一のメタライズ層３ａに対する陽極リード端子２ｂの位置決めの精度が悪くなってしまう。
【００３７】
この構成とすることによって、陽極リード端子２ｂに変形が生じたり、陽極リード端子２ｂの先端の位置がずれたりすることなく、第一のメタライズ層３ａの所定の位置に確実に溶接することができる。
【００３８】
本発明のタンタル電解コンデンサ１は、上記構成のセラミック容器６と、タンタル粉末の焼結体２ａの側面に一端部が埋め込まれるとともに先端が尖っている他端部が第一のメタライズ層３ａに当接されて溶接されている陽極リード端子２ｂ、および焼結体２ａの下面に被着されるとともに第二のメタライズ層３ｂに導電性接合材５を介して電気的に接続されている陰極層２ｃとを有するタンタル電解コンデンサ素子２と、セラミック基体３の上面に凹部３−Ｂを塞ぐように取着された蓋体４とを具備している。
【００３９】
タンタル電解コンデンサ素子２は、タンタルなどから成る陽極リード２ｂの一端部が埋め込まれるとともに他端部が側面から突出するように埋設されたタンタル粉末を固めた成形体を焼結させて得られた焼結体２ａに誘電体の酸化皮膜層（図示せず）を形成し、固体電解質層（図示せず）を酸化被膜層外側に形成し、次いで外周に陰極層２ｃを形成することにより得られる。
【００４０】
陽極リード２ｂは他端部が第一のメタライズ層３ａに溶接により電気的に接続される。この第一のメタライズ層３ａは第一の接続導体３ｅを経由して第一の導体層３ｃに電気的に接続されている。即ち、第一の導体層３ｃが外部電気回路基板の配線導体に接続されるタンタル電解コンデンサ１の陽極端子となる。
【００４１】
陽極リード端子２ｂは、例えばタンタルやニオブ等から成るが、好ましくは、陽極リード端子２ｂがタンタルから成ることにより、タンタル電解コンデンサ素子２となるタンタルの焼結体２ａに強固に接合させることができるとともに、タンタルは抵抗値（13.5×10-8Ωｍ）が高いことから第一のメタライズ層３ａと接する部分において、抵抗値を高くし電流を熱に変換しやすくできるので、陽極リード端子２ｂを溶けやすくすることができ、陽極リード端子２ｂを第一のメタライズ層３ａに接続しやすくできる。
【００４２】
また、タンタル電解コンデンサ素子２の陽極リード端子２ｂの他端部の先端が尖っているので抵抗溶接の際に溶接部となる尖っている先端に電流を集中させることができ、陽極リード端子２ｂとセラミック容器３の第一のメタライズ層３ａとを当接させて、プロジェクション溶接により極めて溶接しやすくすることができ、非常に量産性に優れるものとなる。
【００４３】
プロジェクション溶接では、タンタル電解コンデンサ素子２のタンタル粉末の焼結体２ａの陽極リード端子２ｂの一端部が埋め込まれる側面に対向する側面、すなわち陽極リード端子２ｂの無い側から陽極リード端子２ｂの有る側の方向に押し付けることにより陽極リード端子２ｂの先端と第一のメタライズ層３ａとの間に電気的導通を取って溶接させる。電気的導通を取ることから、好ましくは、陽極リード端子２ｂの尖った先端部の角度は60〜120°であるのがよく、この構成によって、陽極リード端子２ｂの先端を第一のメタライズ層３ａに溶接する際に、陽極リード端子２ｂの先端に曲がりや折れ等が発生することなく、陽極リード端子２ｂの先端を第一のメタライズ層３ａに強固に溶接接合することができる。
【００４４】
陽極リード端子２ｂの先端の角度が60°未満であるとリード端子２ｂの先端が細く尖りすぎることから、リード端子２ｂの先端の細い部分が長くなり、陽極リード端子２ｂの先端を第一のメタライズ層３ａに溶接接合する際に、曲がりや折れ等が発生しやすくなる。またこの場合、陽極リード端子２ｂの先端自体の電気抵抗が大きくなり、溶接に使う電流を損失しやすくなる。また、陽極リード端子２ｂの先端の角度が120°を超えて大きくなると、陽極リード端子２ｂの先端が急激に細くなることから陽極リード端子２ｂの先端部の細い部分が短くなり、また、陽極リード端子２ｂの先端と第一のメタライズ層３ａとの当接部分の面先が大きくなるので、陽極リード端子２ｂと第一のメタライズ層３ａとを容易に接合させるのが困難となる。
【００４５】
また、陽極リード端子２ｂの先端の傾斜面はなだらかな曲面であってもよい。
【００４６】
また好ましくは、陽極リード端子２ｂの下面は、段差３−Ｃの上面、または切り欠き部３−Ｄが形成されている場合は切り欠き部３−Ｄの底面と同一の高さとなるようにタンタル電間コンデンサ素子２の大きさ、または、段差３−Ｄの高さを調節するのがよい。陽極リード端子２ｂの下面と、段差３−Ｃの上面または切り欠き部３−Ｄの底面とが同一の高さであると、第一のメタライズ層３ａにタンタル電解コンデンサ素子２の陽極リード端子２ｂを溶接する際、陽極リード端子２ｂを段差３−Ｃの上面または切り欠き部３−Ｄの底面に載置することで、タンタル電解コンデンサ素子２の傾きを効果的に抑制することができるとともに安定して支持することができる。すなわち、第一のメタライズ層３ａに陽極リード端子２ｂの先端を安定させるとともに当接させてこの当接部に抵抗溶接の電流を集中させることによって第一のメタライズ層３ａと陽極リード端子２ｂとを容易かつ確実に溶接することができる。従って、歩留りや生産性を向上させることができるとともに陽極リード端子２ｂと第一のメタライズ層３ａとの接合面積のばらつきによる抵抗値の変動が少なくなり、抵抗値の精度が優れたタンタル電解コンデンサ１およびセラミック容器６とすることができる。
【００４７】
また、好ましくは、図４に示すように、タンタル粉末の焼結体２ａの陽極リード端子２ｂの一端が埋め込まれる側面に対向する側面とセラミック容器６の凹部３−Ｂの内面との間に弾性部材７が挟み込まれていることから、第一のメタライズ層３ａにタンタル電解コンデンサ素子２の陽極リード端子２ｂを溶接法によって溶接する際、陽極リード端子２ｂを段差３−Ｃの上面で支持させ真っ直ぐに伸ばした状態に載置することにより、陽極リード端子２ｂの先端が一定の力で第一のメタライズ層３ａに押し当てられる状態となり、第一のメタライズ層３ａにプロジェクション溶接されることとなる。すなわち、陽極リード端子２ｂの先端が第一のメタライズ層３ａの所定の位置に弾性部材７の弾力によって一定の力で押し付けられながら溶接されるので、陽極リード端子２ｂの先端の接合面積がばらつくのを極めて有効に抑制することができる。その結果、陽極リード端子２ｂと第一のメタライズ層３ａとの接合部の抵抗値の精度がよいものとすることができる。
【００４８】
ここで、弾性部材７は、ウレタンゴム，天然ゴム，クロロプレンゴム，シリコーンゴム等のゴムやステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属製のバネ等から成る。好ましくは、弾性部材７がタンタル電解コンデンサ素子２の他の側面から陽極リード端子２ｂを第一のメタライズ層３ａに押し付ける力の大きさは0.9〜５Ｎがよく、陽極リード端子２ｂの先端が第一のメタライズ層３ａに適度な力で押し当てられることとなるので、良好に溶接される。弾性部材７が陽極リード端子２ｂを押しつける力の大きさが0.9Ｎ未満であると陽極リード端子２ｂが第一のメタライズ層３ａに押し付けられる力が不十分となり、陽極リード端子２ｂを第一のメタライズ層３ａにプロジェクション溶接するのが困難となる。弾性部材７が陽極リード端子２ｂを押し付ける力の大きさが５Ｎを超えて大きくなると陽極リード端子２ｂに加わる力が大きくなりすぎて、陽極リード端子２ｂが折れ曲がってしまう等、陽極リード端子２ｂに破損を生じさせ易くなる。
【００４９】
また、好ましくは、図５に示すように、段差３−Ｃの上面と側面との間を一側面と垂直な方向に延びている溝状の切り欠き部３−Ｄが形成されているとともに少なくとも切り欠き部３−Ｄの一側面側の内側面、すなわち陽極リード端子２ｂの尖った先端が当接される内側面に第一のメタライズ層３ａが延出して形成されているのがよい。この構成により、陽極リード端子２ｂを段差３−Ｃの上面の切り欠き部３−Ｄで支持させることができ、陽極リード端子２ｂの先端を第一のメタライズ層３ａに押し当てながら第一のメタライズ層３ａにプロジェクション溶接することが容易となる。そして、陽極リード端子２ｂに曲がりが生じたり、陽極リード端子２ｂの先端の位置がずれて所定の位置に接合できなくなったりするのを防止できる。その結果、陽極リード端子２ｂを第一のメタライズ層３ａに溶接接合し易くなり、第一のメタライズ層３ａとの接合を確実にすることができる。
【００５０】
なお、弾性部材７を中空の形状とすることによって、弾性部材７の伸縮を大きくすることができるので、焼結体２ａの他側面と凹部３−Ｂの内面との距離による弾力の調節を容易とすることができる。また、弾性部材７を中空の形状とし、内外を連絡する小さな穴を設けることによって弾性部材７の伸縮をさらに大きくすることができる。さらに、穴の径を調節することにより、陽極リード端子２ｂを抵抗溶接する間は陽極リード端子２ｂを所定の力で押し付けるような弾力を弾性部材７に発生させながら、溶接終了後に時間が経過するとともに弾性部材７の中空内のガスが排出されて、弾性部材７の弾力を小さなものとする構造にすることも可能である。これにより、常に焼結体２ａに弾性部材７の弾力による応力を生じないようにすることができる。
【００５１】
また、弾性部材７の中空内には吸湿剤やセラミック容器６内に発生する有害な物質の吸着剤を配置することも可能であり、これによりタンタル電解コンデンサ素子２の信頼性を向上することができる。
【００５２】
さらに、陽極リード端子２ｂの平面視での形状は、タンタル電解コンデンサ素子２側の幅より先端側の幅の方が小さい台形状等でもよい。これにより、溶接の際、溶接部にさらに電流を集中させることができるとともに、固定されているタンタル電解コンデンサ素子２側の幅を大きくすることができることから、作業中や輸送中に陽極リード端子２ｂが外的要因により変形することを効果的に防止することができる。
【００５３】
また、陰極層２ｃはＡｇを含有するエポキシ樹脂系接合材等の導電性接合材５を介して第二のメタライズ層３ｂ上に電気的に接続される。そして、第二のメタライズ層３ｂは第二の接続導体３ｆを経由して第二の導体層３ｄに電気的に接続される。すなわち、第二の導体層３ｄが外部電気回路基板の配線導体に接続されるタンタル電解コンデンサ１の陰極端子となる。
【００５４】
このように構成された本発明のタンタル電解コンデンサ１によれば、Ｐｂを含んでいない半田を用いて第一および第二の導体層３ｃ，３ｄを外部電気回路基板の配線導体に電気的に接続しても、セラミック基体３は耐熱性を有するため、セラミック基体３が熱で変形してセラミック容器６に隙間が発生することがないので気密性を良好に維持できる。従って、セラミック容器６の内部に水分が侵入するのを有効に防止し、漏れ電流が発生したり、陽極リード端子２ｂと陰極層２ｃとの間等で短絡不良が発生したりするのを有効に防止できる。
【００５５】
よって、従来の外装樹脂とリードフレームとを有する構成における気密性に比べて、格段に気密信頼性が高くなり、タンタル電解コンデンサ素子２が水分による腐食等で誤作動するのを有効に防止できるとともに、タンタル電解コンデンサ素子２の電気特性を長期間にわたって良好に維持することができる。
【００５６】
また、タンタル電解コンデンサ１の陽極リード端子２ｂおよび陰極層２ｃにそれぞれ電気的に接続される第一および第二の導体層３ｃ，３ｄをともにセラミック基体３の下面に設けることによって、リードフレーム等を用いることなく外部電気回路基板の表面の配線導体に表面実装によって容易に接続することが可能となり、リードフレームの曲げ加工の必要がないので、量産性に優れたものとなるとともに、従来のタンタル電解コンデンサに比べて小型化が可能となる。
【００５７】
さらに、セラミック容器６は周知のセラミックグリーンシート積層法による多数個取りの手法で製造できることから非常に量産性に優れるものとなる。
【００５８】
なお、本発明は上述の実施の形態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内であれば種々の変更は可能である。例えば、タンタル電解コンデンサ１のセラミック基体３の材質がアルミナ質焼結体である場合について説明したが、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体やガラスセラミックス等の他のセラミックスから成っていてもよい。ＡｌＮ質焼結体から成る場合にはタンタル電解コンデンサ１が作動する際に発生する熱を効率よく外部に放散させることができるので、タンタル電解コンデンサ１の電気特性をより長期間にわたって保持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明のタンタル電解コンデンサは携帯電話などの通信機器、デジタルカメラなどのＡＶ機器、パソコンなどのコンピュータ機器の他、特に過酷な環境条件下で長期信頼性が要求されるエアバッグ，アンチロックブレーキなどの自動車用機器を始めとする幅広い分野にも好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】（ａ）は本発明のセラミック容器の実施の形態の一例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のセラミック容器の断面図である。
【図２】（ａ）は本発明のセラミック容器の実施の形態の他の例を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のセラミック容器の断面図である。
【図３】本発明のタンタル電解コンデンサの実施の形態の一例を示す断面図である。
【図４】本発明のタンタル電解コンデンサの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図５】本発明のタンタル電解コンデンサの実施の形態の他の例を示す断面図である。
【図６】従来のタンタル電解コンデンサの例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  ：タンタル電解コンデンサ
２  ：タンタル電解コンデンサ素子
２ａ：焼結体
２ｂ：陽極リード端子
２ｃ：陰極層
３  ：セラミック基体
３ａ：第一のメタライズ層
３ｂ：第二のメタライズ層
３ｃ：第一の導体層
３ｄ：第二の導体層
３ｅ：第一の接続導体
３ｆ：第二の接続導体
３−Ｂ：凹部
３−Ｃ：段差
３−Ｄ：切り欠き部
４  ：蓋体
５  ：導電性接合材
６  ：セラミック容器
７  ：弾性部材
【図１】
2005311263.tif 000003
【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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