(57)【要約】【課題】大容量で実装面積を増やすことのないチップ形の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目的とする。【解決手段】金属電極体の表面に誘電体となる陽極酸化皮膜層、導電性高分子を含む固体電解質層、陰極導電体層を順次積層した素子部３ならびに陽極引き出し部４を有する平板状のコンデンサ素子１を、各電極にそれぞれ当接して接続される金属製の素子部端子部品８ａ，８ｂ、陽極引き出し部端子部品９ａ，９ｂの表裏両面に少なくとも２枚以上の複数枚積層し、陰極を導電性接着剤にて接続し、陽極引き出し部は端子部品９ａ，９ｂで保持したあとレーザ溶接により電気的に接続して構成された固体電解コンデンサ。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属電極体の表面に誘電体となる陽極酸化皮膜層、導電性高分子を含む固体電解質層、陰極導電体層を順次積層した素子部ならびに陽極引き出し部を有する平板状のコンデンサ素子を、各電極にそれぞれ当接して接続される金属製の端子部品の表裏両面に少なくとも２枚以上積層し、陰極を導電性接着剤にて接続し、陽極引き出し部は端子部品で保持したあとレーザ溶接により電気的に接続して構成された固体電解コンデンサ。
【請求項２】
積層した陽極引き出し部のレーザ溶接に対し、レーザ照射側とは反対側にレーザ溶接による金属の溶融痕が確認できるように、積層した陽極引き出し部を保持する金属製の端子部を表裏で横方向に位相をずらして形成した端子部品により構成された請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
平板状のコンデンサ素子の各電極にそれぞれ当接して接続される金属製の端子部品は、リードフレームにて一体に形成および供給してなる請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
弁作用を有する金属電極体の表面の少なくとも素子部となる部分全体に陽極酸化により誘電体となる陽極酸化皮膜層を形成し、この陽極酸化皮膜層上に少なくとも導電性高分子を含む固体電解質層および陰極導電体層を準じ形成して素子部を形成すると共に、上記金属電極体もしくは誘電体酸化皮膜層が露出した陽極引き出し部を形成して平板状のコンデンサ素子を作成し、この平板状のコンデンサ素子を対向する端子部品となる端子部を有するリードフレームの表裏に複数枚積層して、上記陽極引き出し部はレーザ溶接にて、陰極導電体層は導電性接着剤にて、それぞれ上記端子部に電気的に接続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、大容量および低等価直列抵抗（以下低ＥＳＲと称す）を実現できる固体電解コンデンサおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化・高周波化が進み、使用されるコンデンサも高周波で低インピーダンスが実現できる導電性高分子を固体電解質に用いた固体電解コンデンサが商品化されてきている。そして、この固体電解コンデンサは高導電率の導電性高分子を固体電解質として使用しているため、従来の駆動用電解液を用いた乾式電解コンデンサや二酸化マンガンを用いた固体電解コンデンサに比べて等価直列抵抗成分が低く、理想に近い大容量でかつ小型の固体電解コンデンサを実現できることから、さまざまな構造や改善がなされ、次第に市場にも受け入れられるようになってきた。
【０００３】
また、コンピュータのＣＰＵの省電力化と高速化に伴い、コンデンサに対して高速過渡応答性が必要とされ、大容量でかつ低ＥＳＲであることが必須の要件となってきており、これらの要望に対し、実装時の占有面積をできるだけ抑制したままで大容量化と低ＥＳＲ化を図るために、複数枚の平板状のコンデンサ素子をリード端子の表裏両面に積層し接続した構造の固体電解コンデンサを構成する技術が開発されている。
【０００４】
なお、この出願に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２０００−１３８１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記複数枚の平板状のコンデンサ素子をリード端子の表裏両面に積層し接続した構造のものに関しては、平板状のコンデンサ素子を一枚積層するたびに陽極引き出し部と端子部品を抵抗溶接により接続を行っている。接続状態を確認する方法としては溶接時の電流の管理、定期的な溶接電極の交換等により行っているが、材料の微妙な変化により溶接状態が変化して接続強度が弱くなり接続不良が発生、また積層数を増やすほど管理が難しく積層枚数を多くできないという問題点があった。
【０００６】
本発明はこのような従来の課題を解決しようとするものであり、大容量でしかも低ＥＳＲの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目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために本発明は以下の構成を有する。
【０００８】
本発明の請求項１に記載の発明は、特に、金属電極体の表面に誘電体となる陽極酸化皮膜層、導電性高分子を含む固体電解質層、陰極導電体層を順次積層した素子部ならびに陽極引き出し部を有する平板状のコンデンサ素子を、各電極にそれぞれ当接して接続される金属製の端子部品の表裏両面に少なくとも２枚以上の複数枚積層し、陰極を導電性接着剤にて接続、陽極引き出し部は端子部品で保持したあとレーザ溶接により電気的に接続するという構成を有しており、これにより積層する平板状のコンデンサ素子の陽極引き出し部と金属製の端子部品との電気的接続の強度と信頼性を高め、金属製の端子部品の表裏両面に積層する枚数を増やすことができるようになり大容量でかつ低ＥＳＲの固体電解コンデンサを提供することができるという作用効果が得られる。
【０００９】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、特に、積層した陽極引き出し部のレーザ溶接に対し、レーザ照射側とは反対側にレーザ溶接による金属の溶融痕が確認できるように、積層した陽極引き出し部を保持する金属製の端子部を表裏で横方向に位相をずらして端子部品を形成するという構成を有している。接続が確実にできていればレーザ照射側とは反対側の端子面に金属の溶融痕が確認でき、接続が不充分の場合は溶融痕が確認できない。これにより積層する平板状のコンデンサ素子の陽極引き出し部と金属製の端子部品との接続の良否を溶融痕の有無で確実に判別できるという作用効果が得られる。
【００１０】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、特に平板状のコンデンサ素子の各電極にそれぞれ当接して接続される金属製の端子部品をリードフレームにて一体に形成および供給するという構成を有しており、これにより連続搬送など生産工程の自動化が可能になるという作用効果が得られる。
【００１１】
本発明の請求項４に記載の発明は、特に弁作用を有する金属電極体の表面の少なくとも素子部となる部分全体に陽極酸化により誘電体となる陽極酸化皮膜層を形成し、この陽極酸化皮膜層上に少なくとも導電性高分子を含む固体電解質層および陰極導電体層を準じ形成して素子部を形成すると共に、上記金属電極体もしくは誘電体酸化皮膜層が露出した陽極引き出し部を形成して平板状のコンデンサ素子を作成し、この平板状のコンデンサ素子を対向する端子部品となる端子部を有するリードフレームの表裏に複数枚積層して、上記陰極導電体層は導電性接着剤にて陽極引き出し部はレーザ溶接にて、それぞれ上記端子部に電気的に接続する製造方法としており、陽極引き出し部と端子部品との電気的接続の強度と信頼性を高め、端子部品の両面に積層する枚数を増やすことができ、また、従来の積層型コンデンサの製造工程をそのまま用いて製造することができ、新しい投資を必要としないという作用効果を有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、陽極引き出し部を端子部品で保持したあとレーザ溶接により電気的に接続し、端子部品のレーザ照射側の反対側に形成される溶融痕の有無を確認することにより、陽極引き出し部と端子部品の接続の良否を容易に判別することができる構成を備えることにより、積層する平板状のコンデンサ素子の陽極引き出し部と金属製の端子部品との電気的接続の強度と信頼性を高め、金属製の端子部品の表裏両面に積層する枚数を増やすことができるようになり大容量でかつ低ＥＳＲの固体電解コンデンサを提供することができるという効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜４に記載の発明について説明する。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態１における固体電解コンデンサの平板状のコンデンサ素子を示す一部切欠斜視図、図２は、同固体電解コンデンサの金属製リードフレームに形成した端子部品を示す斜視図、図３は、同固体電解コンデンサの金属製リードフレームに形成した端子部品の片面にコンデンサ素子を積層した状態の構造を示す斜視図、図４は、同固体電解コンデンサの金属製リードフレームに形成した端子部品の両面にコンデンサ素子を積層した状態の構造を示す斜視図、図５は、同固体電解コンデンサの陽極引き出し部の接続を示す工程図、図６は、同固体電解コンデンサの連続フープ形の金属製リードフレームに形成した端子部品の両面にコンデンサ素子を積層した状態の構造を示す斜視図である。
【００１５】
まず、電極体となる純度９９．９９％のアルミニウム箔を公知の方法である電解エッチングにより粗面化した後、３％のアジピン酸アンモニウム水溶液中で１３Ｖの電圧を印加して３０分間化成し、誘電体となる酸化アルミニウムの化成皮膜を形成する。このようにして作製した電極体を例えば幅３．５ｍｍ、長さ６．５ｍｍに切断し、図１に示すように所定の位置にポリイミド粘着テープ２を表裏面の両側から貼り付けて素子部３と陽極引き出し部４とに分け、前記切断により発生した断面部分を、再び３％のアジピン酸アンモニウム水溶液中で１３Ｖの電圧を印加し、断面を３０分間化成してから、素子部３に硝酸マンガン水溶液をディップして３００℃で熱分解し、導電性のマンガン酸化物層を形成する。さらに、ピロール０．１モルとアルキルナフタレンスルフォン酸塩０．１５モルを含有する水溶液中に浸漬し、マンガン酸化物上の一部に作用電極を接触させて２Ｖの定電圧で３０分間電解重合させ、ポリピロールの導電性高分子層５を均一に析出させる。以上のようにして作製した金属電極体であるコンデンサ素子１の素子部３に、カーボンペイント層６および銀ペイント層７を形成して、図１に示すような平板状のコンデンサ素子１を製作した。
【００１６】
金属製リードフレーム１４としては図２に示すように平板状のコンデンサ素子１を表裏両面に積層できるよう、素子部３を載せ表裏で千鳥配列になるガイドを設けた素子部用の端子部品８ａ，８ｂと、ガイド状の部分の２次加工により陽極引き出し部４を包み込むように加工できる部分を表裏で横方向に位相をずらした陽極引き出し部用の端子部品９ａ，９ｂを形成したものを作製した。
【００１７】
金属製リードフレーム１４の表側に上記にして作製した平板状のコンデンサ素子１を図３に示すように、素子部３には導電性接着剤として銀ペイントを塗布した後、素子部用の端子部品８ａに接着し、陽極引き出し部４は陽極引き出し部用の端子部品９ａのガイド部にはめ込む。これを繰り返し素子部３どうしが重なりあうように積層すると同時に、陽極引き出し部４どうしが重なるように４枚を積層する。陽極引き出し部用の端子部品９ａは陽極引き出し部４を包み込むようにガイド部を２次加工した後、端子部品９ａの上から積層されたコンデンサ素子１の陽極引き出し部４を貫くような方向にＹＡＧレーザ照射位置１１ａにＹＡＧレーザを照射して溶接することで４枚のコンデンサ素子１を電気的に接続する。この時、図５に示すように端子部品９ａのレーザ照射側の反対側に形成される溶融痕１２ａの有無を認識カメラ１３にて確認することにより、金属製リードフレーム１４の表側に積層されたコンデンサ素子の陽極引き出し部４と端子部品９ａの接続の良否を確実に判別することができる。
【００１８】
次に金属製リードフレーム１４を天地逆にひっくり返し、表面と同様に、平板状のコンデンサ素子１を図４に示すように、素子部３には導電性接着剤として銀ペイントを塗布した後、素子部用の端子部品８ｂに接着し、陽極引き出し部４は陽極引き出し部用の端子部品９ｂのガイド部にはめ込む。これを繰り返し素子部３どうしが重なりあうように積層すると同時に、陽極引き出し部４どうしが重なるように４枚を積層する。陽極引き出し部用の端子部品９ｂは陽極引き出し部４を包み込むようにガイド部を２次加工した後、端子部品９ｂの上から積層されたコンデンサ素子１の陽極引き出し部４を貫くような方向にＹＡＧレーザ照射位置ｂにＹＡＧレーザを照射して溶接することで４枚のコンデンサ素子１を電気的に接続する。この時、図５に示すように端子部品９ｂのレーザ照射側の反対側に形成される溶融痕１２ｂの有無を認識カメラ１３にて確認することにより、金属製リードフレーム１４の表側に積層されたコンデンサ素子の陽極引き出し部４と端子部品９ｂの接続の良否を確実に判別することができる。
【００１９】
その後さらに外装樹脂によって全体を外装し（図示せず）、エージングした後、金属製リードフレーム１４から切り離し外装樹脂に沿ってコム端子１０ａ，１０ｂを曲げ加工して定格６．３Ｖ、１１２μＦの固体コンデンサを製作した。
【００２０】
以上のように本実施の形態における固体コンデンサでは、端子部品のレーザ照射側の反対側に形成される溶融痕の有無を確認することにより、陽極引き出し部と端子部品の接続の良否を容易に判別することができるので、コンデンサ素子の積層数を容易に増やすことができるという効果を奏するものである。
【００２１】
図６は金属製リードフレーム１４を連続フープ形状にした構成にしてあり、これにより連続搬送の従来の積層形コンデンサ製造工程にそのまま流すことができるという効果を奏するものである。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明の固体電解コンデンサ及びその製造方法は、端子部品のレーザ照射側の反対側に形成される溶融痕の有無を確認することにより、陽極引き出し部と端子部品の接続の良否を容易に判別することができ、積層する平板状のコンデンサ素子の陽極引き出し部と金属製の端子部品との電気的接続の強度と信頼性を高め、金属製の端子部品の表裏両面に積層する枚数を増やすことができるという効果を有し、大容量および低ＥＳＲを実現する固体電解コンデンサ及びその製造方法などの用途に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態１における平板状のコンデンサ素子を示す一部切欠き斜視図
【図２】本発明の実施の形態１における金属製リードフレームに形成した端子部品を示す斜視図
【図３】本発明の実施の形態１における金属製リードフレームに形成した端子部品の片面にコンデンサ素子を積層した状態の構造を示す斜視図
【図４】本発明の実施の形態１における金属製リードフレームに形成した端子部品の両面にコンデンサ素子を積層した状態の構造を示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態１における陽極引き出し部の接続を示す工程図
【図６】本発明の実施の形態１における連続フープ形状の金属製リードフレームに形成した端子部品の両面にコンデンサ素子を積層した状態の構造を示す斜視図
【符号の説明】
【００２４】
１  コンデンサ素子
２  ポリイミド粘着テープ
３  素子部
４  陽極引き出し部
５  導電性高分子層
６  カーボンペイント層
７  銀ペイント層
８ａ，８ｂ  素子部端子部品
９ａ，９ｂ  陽極引き出し部端子部品
１０ａ，１０ｂ  コム端子
１１ａ，１１ｂ  ＹＡＧレーザ照射位置
１２ａ，１２ｂ  溶融痕
１３  認識カメラ
１４  金属製リードフレーム
【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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