(57)【要約】固体電解コンデンサは、コンデンサ素子と、コンデンサ素子が搭載された基板とを備えている。コンデンサ素子は、弁金属からなる基体と、その基体に設けられた陽極および陰極を有する。基体の第１の主面上には、陽極および陰極にそれぞれ接続された陽極リード配線および陰極リード配線が形成されており、第２の主面上には、陽極ランドおよび陰極ランドが形成されている。基板を貫通する導電部は、陽極リード配線を陽極ランドに電気的に接続するか、あるいは陰極リード配線を陰極ランドに電気的に接続する。
2004077466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極部および陰極部を有するコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子が搭載された第１の主面および前記第１主面に対向する第２の主面を有する基板と、
を備える固体電解コンデンサであって、
前記第１主面上には、前記陽極部および陰極部のそれぞれに電気的に接続された陽極リード配線および陰極リード配線が形成されており、
前記第２主面上において前記陽極リード配線および陰極リード配線の各々に対応する位置には、それぞれ陽極ランドおよび陰極ランドが形成されており、
前記基板は、前記基板を貫通して前記陽極リード配線を前記陽極ランドに電気的に接続する第１導電部および前記基板を貫通して前記陰極リード配線を前記陰極ランドに電気的に接続する第２導電部の少なくとも一方を有している、
固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記第１導電部は、前記基板を貫通する孔と、この孔の中に配置され、前記陽極リード配線および陽極ランド間に延在する導電体とを有している、請求の範囲第１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記第２導電部は、前記基板を貫通する孔と、この孔の中に配置され、前記陰極リード配線および陰極ランド間に延在する導電体とを有している、請求の範囲第１項または第２項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
複数の前記コンデンサ素子が互いに隣接して配置されており、これらのコンデンサ素子は、互いに電気的に接続された陽極部および互いに電気的に接続された陰極部を有している、請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
前記複数のコンデンサ素子の前記陽極部同士は、弁金属体を介して電気的に接続されている、請求の範囲第４項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
前記弁金属体は、前記複数のコンデンサ素子の前記陽極部同士の間に挟まれた部分と、前記陽極リード配線に接続された部分とを有している、請求の範囲第５項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項７】
前記複数のコンデンサ素子の前記陰極部同士は、導電性接着剤を用いて電気的に接続されている、請求の範囲第４項〜第６項のいずれか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、固体電解コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  固体電解コンデンサは、絶縁性の酸化皮膜を形成する能力を有するアルミニウム、チタン、真鍮、ニッケル、タンタルなどの金属、すなわち、いわゆる弁金属を陽極に使用する。この弁金属の表面には、その表面を陽極酸化することにより絶縁性酸化皮膜が設けられる。その後、この酸化被膜上には、実質的に陰極として機能する固体電解質層が形成される。固体電解質層は、有機化合物等の材料から構成される。さらに、固体電解質層の上には、グラファイトや銀などの材料からなる導電層が陰極として設けられる。固体電解コンデンサは、このような工程を経て製造される。【０００３】  固体電解コンデンサの低インピーダンス化を図るためには、ＥＳＬ（等価直列インダクタンス）やＥＳＲ（等価直列抵抗）を低くする必要がある。特に、高周波動作を達成するにはＥＳＬを十分に低く保つことが必要とされている。一般に、低ＥＳＬ化を図る方法としては、第１に、電流経路の長さを極力短くする方法、第２に、電流経路によって形成される磁場を別の電流経路によって形成される磁場により相殺する方法、第３に、電流経路をｎ個に分割して実効的なＥＳＬを１／ｎにする方法が知られている。例えば、特開２０００−３１１８３２号公報に開示される発明は、第１および第３の方法を採用する。また、特開平０６−２６７８０２号公報に開示される発明は、第２および第３の方法を採用する。さらに、特開平０６−２６７８０１号公報および特開平１１−２８８８４６号公報に開示される発明は第３の方法を採用する。
【発明の開示】
【０００４】  電子機器に用いられる電源回路の高周波化に伴い、この回路に適用される固体電解コンデンサのＥＳＬ（等価直列インダクタンス）の低減、すなわちインピーダンスの低減がより一層求められている。しかしながら、上述したいずれかの固体電解コンデンサにおいても、通常は、コンデンサとそれが搭載される回路基板とが、コンデンサから導出された長いリード部材によって接続されている。このため、このリード部材において不可避的にインピーダンスが増大してしまう。すなわち、コンデンサから回路基板に向かって延びるリード部材は、コンデンサと回路基板とを接続するために少なくとも１箇所で屈曲させる必要がある。このため、通電距離が長くなってしまう。
【０００５】  そこで、本発明は、固体電解コンデンサのインピーダンスを低減することを目的とする。
【０００６】  一つの側面において、本発明は固体電解コンデンサに関する。この固体電解コンデンサは、コンデンサ素子と、そのコンデンサ素子が搭載された第１の主面および第１主面に対向する第２の主面を有する基板とを備えている。コンデンサ素子は、陽極部および陰極部を有している。陽極部および陰極部は、弁金属からなる基体に設けられていてもよい。陽極部は、弁金属から構成されていてもよい。陰極部は、基体上に積層された固体高分子電解質層および導電体層を含んでいてもよい。第１主面上には、陽極部および陰極部のそれぞれに電気的に接続された陽極リード配線および陰極リード配線が形成されている。第２主面上において陽極リード配線および陰極リード配線の各々に対応する位置には、それぞれ陽極ランドおよび陰極ランドが形成されている。基板は、基板を貫通する第１および第２導電部の少なくとも一方を有している。第１導電部は、陽極リード配線を陽極ランドに電気的に接続する。第２導電部は、陰極リード配線を陰極ランドに電気的に接続する。
【０００７】  第１導電部は、基板を貫通する孔と、この孔の中に配置され、陽極リード配線および陽極ランド間に延在する導電体とを有していてもよい。第２導電部は、基板を貫通する孔と、この孔の中に配置され、陰極リード配線および陰極ランド間に延在する導電体とを有していてもよい。
【０００８】  複数の上記コンデンサ素子が互いに隣接して配置されていてもよい。これらのコンデンサ素子は、互いに電気的に接続された陽極部および互いに電気的に接続された陰極部を有していてもよい。
【０００９】  複数の上記コンデンサ素子の陽極部同士は、弁金属体を介して電気的に接続されていてもよい。この弁金属体は、複数のコンデンサ素子の陽極部同士の間に挟まれた部分と、陽極リード配線に接続された部分とを有していてもよい。
【００１０】  複数のコンデンサ素子の陰極部同士は、導電性接着剤を用いて電気的に接続されていてもよい。
【００１１】  この発明は、以下の詳細な説明および添付図面から、より十分に理解されるようになる。添付図面は、単なる例示に過ぎない。したがって、添付図面がこの発明を限定するものと考えるべきではない。
【００１２】  この発明のさらなる適用範囲は、以下の詳細な説明から明らかになる。しかし、この詳細な説明および特定の例は、この発明の好適な形態を示してはいるが、単なる例示に過ぎない。この発明の趣旨と範囲内における様々な変形および変更が、この詳細な説明から当業者には明らかになるからである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】  図１は、本発明に係る固体電解コンデンサの第１実施形態を示す斜視図である。【００１４】  図２は、図１に示した固体電解コンデンサの要部を示す模式断面図である。【００１５】  図３は、陽極酸化処理を示す模式図である。【００１６】  図４は、図１に示す基板の平面図である。【００１７】  図５は、図４のＶ−Ｖ線断面図である。【００１８】  図６は、本発明に係る固体電解コンデンサの第２実施形態を示す斜視図である。【００１９】  図７は、本発明に係る固体電解コンデンサの第３実施形態を示す斜視図である。【００２０】  図８は、図７に示す基板の平面図である。【００２１】  図９は、陽極酸化処理を示す模式図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】  以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。【００２３】  第１実施形態
図１は、本発明に係る固体電解コンデンサの第１実施形態を示す斜視図である。図１に示すように、固体電解コンデンサ１０は、コンデンサ素子１２と、コンデンサ素子１２が載置される方形薄片状の基板１４と、コンデンサ素子１２および基板１４をモールドする樹脂モールド１６とを有している。【００２４】  コンデンサ素子１２は、箔状のアルミニウム基体（弁金属基体）上の一部の領域（後述する）に、固体高分子電解質層および導電体層が順次に積層された構造を有する。アルミニウム基体の表面は、粗面化（拡面化）されると共に化成処理が施されている。図２を参照しつつ、コンデンサ素子１２の構造をより具体的に説明する。図２は、図１に示した固体電解コンデンサ１０の要部を示す模式断面図である。図２に示すように、エッチングによって粗面化されたアルミニウム基体１８（厚さ１００μｍ）の表面１８ａには、化成処理、すなわち陽極酸化によって、絶縁性の酸化アルミニウム皮膜２０が形成されている。粗面化されたアルミニウム基体１８の凹部には、導電性の高分子化合物を含む固体高分子電解質層２１が含浸している。なお、固体高分子電解質層２１は、モノマーの状態でアルミニウム基体１８の凹部に含浸し、その後、化学酸化重合または電解酸化重合される。【００２５】  この固体高分子電解質層２１上には、グラファイトペースト層２２および銀ペースト層２３（導電体層）がスクリーン印刷、浸漬法（ディップ成形）およびスプレー塗布のいずれかによって順次に形成されている。これらの固体高分子電解質層２１、グラファイトペースト層２２および銀ペースト層２３によってコンデンサ素子１２の陰極部２８が構成されている。【００２６】  図１で示されるように、コンデンサ素子１２は、長方形薄片状の蓄電部１２ａと、蓄電部１２ａの長い方の２側面１３ｃから外方に突出する複数の薄片状の陽極部１２ｂとを有している。これらの陽極部１２ｂは、偶数個の対（図１では２対）を成している。以下、説明の便宜上、蓄電部１２ａの長辺方向をＸ方向、蓄電部１２ａの短辺方向をＹ方向、Ｘ方向およびＹ方向に直交する方向をＺ方向とする。【００２７】  蓄電部１２ａは、アルミニウム基体１８を主体として構成されている。蓄電部１２ａの両主面１３ａおよびＸ方向の端面（短い方の２側面）１３ｂには、ほぼ全域にわたって陰極部２８が設けられている。この陰極部２８は、上述した固体高分子電解質層２１、グラファイトペースト層２２および銀ペースト層２３から構成されている。陽極部１２ｂは、アルミニウム基体１８の突出部である。陽極部１２ｂは、蓄電部１２ａの長い方の側面１３ｃの各々に１対ずつ形成されており、いずれの陽極部１２ｂもＹ方向に延在している。コンデンサ素子１２をＺ方向に沿って見下ろすと、これら４つの陽極部１２ｂは、蓄電部１２ａの重心を中心として点対称に配置されている。ここで、「重心」は、蓄電部１２ａの主面１３ａ上において主面１３ａの対角線が交差する一点を指す。陽極部１２ｂをこのように配置すると、コンデンサ素子１２を基板１４に搭載する際に、重心を通ってＺ方向に延びる軸の周りにコンデンサ素子１２を１８０度回転させても、コンデンサ素子１２の極性配置は変化しない。この結果、コンデン��素子１２を基板１４に搭載する際に誤った極性でコンデンサ素子１２を基板１４上の電極に接続することを防止できる。【００２８】  なお、上述した形状のコンデンサ素子１２は、粗面化されると共に化成処理が施された表面を有するアルミニウム箔を打抜き加工することにより製造される。打抜き加工されたアルミニウム箔は化成液に浸漬され、それによりアルミニウム箔の主面のみならず側面にも絶縁性の酸化アルミニウム皮膜が形成される。このようにしてアルミニウム基体１８が得られる。化成液は、例えば、濃度３％のアジピン酸アンモニウム水溶液等が好ましい。【００２９】  ここで、コンデンサ素子１２に施す処理について、図３を参照しつつ説明する。図３は、陰極部２８が設けられる前のコンデンサ素子１２に施される陽極酸化処理を示している。まず、コンデンサ素子１２の一方の側面１３ｃ上に設けられた陽極部１２ｂを、熱硬化型レジスト２４によってマスクする。そして、ステンレスビーカ２５中に収容された、アジピン酸アンモニウム水溶液よりなる化成溶液２６中に、反対側の側面１３ｃ上に設けられた陽極部１２ｂを支持しながらコンデンサ素子１２を浸漬する。続いて、支持された陽極部１２ｂをプラス極、ステンレスビーカ２５をマイナス極として用いて電圧を印加する。このときの電圧は、所望する酸化アルミニウム皮膜の膜厚に応じて適宜決定することができる。１０ｎｍ〜１μｍの膜厚を有する酸化アルミニウム皮膜２０を形成する場合には、通常、数ボルト〜２０ボルト程度の電圧が印加される。電圧印加により陽極酸化が開始されると、毛細管現象のために、粗面化されたコンデンサ素子１２の表面上を化成溶液２６が上昇する。この結果、粗面化されたコンデンサ素子１２の側面を含む全表面に酸化アルミニウム皮膜２０が形成される。この後、コンデンサ素子１２には、公知の方法で陰極部２８が形成される。【００３０】  図４は図１に示す基板１４の平面図であり、図５は図４のＶ−Ｖ線断面図である。基板１４は、ＦＲ４材（エポキシ樹脂材）製のプリント基板である。図４および図５に示すように、基板１４の上面１４ａには銅製のリード配線３０が印刷され、下面１４ｂには銅製のランド電極３２が印刷されている。基板１４には、銅製のリード配線３０とランド電極３２とを電気的に接続するビアホール（導電部）３４も形成されている。これらのビアホール３４は、基板１４の厚さ方向（図のＺ方向）に貫通する孔３６の内面に銅メッキ（導電体）３８が施された構造を有している。ビアホール３４は、基板１４の対向する端部１４ｃおよび１４ｄの各々においてＸ方向に沿って４つずつ等間隔に形成されている。なお、一方の端部の各ビアホール３４は、他方の端部の対応するビアホール３４と対をなしている。各対のビアホール３４はＹ方向に並んでいる。ビアホール３４は、ドリル加工により基板１４に貫通孔３６を設けた後、貫通穴３６の表面に無電解銅メッキ３８を形成することにより得られる。【００３１】  基板下面１４ｂにおいて露出するビアホール３４の端部の周辺には、方形状のランド電極３２が８つ形成されている。各ランド電極３２はそれぞれ対応するビアホール３４と電気的に接続されている。ランド電極３２は陽極ランド電極３２���と陰極ランド電極３２Ｂを含んでいる。上述した１対のビアホール３４に接続された２つのランド電極３２のうち、一方が陽極ランド電極３２Ａであり、他方が陰極ランド電極３２Ｂである。各端部１４ｃおよび１４ｄに形成された４つのランド電極３２は、陽極ランド電極３２Ａと陰極ランド電極３２Ｂとが交互するように配置されている。【００３２】  基板上面１４ａにおいて露出するビアホール３４の端部の周辺には、リード配線３０が形成されている。これらのリード配線３０は、陽極リード配線３０Ａおよび陰極リード配線３０Ｂを含んでいる。これらのリード配線３０Ａおよび３０Ｂは、対応するビアホール３４と電気的に接続されている。陰極リード配線３０Ｂは、陰極ランド電極３２Ｂと電気的に接続された４つのビアホール３４の端部周辺および基板上面１４ａの中央部を含むように一体的に形成されている。陽極リード配線３０Ａは、陽極ランド電極３２Ａと電気的に接続された４つのビアホール３４の周辺それぞれに形成されており、ランド電極３２同様、方形状となっている。なお、１つの陰極リード配線３０Ｂと４つの陽極リード配線３０Ａとは電気的に隔離されている。【００３３】  次に、基板１４上にコンデンサ素子１２を搭載して固体電解コンデンサ１０を作製する方法について、図１および図４を参照しつつ説明する。【００３４】  基板１４上にコンデンサ素子１２を搭載する際、コンデンサ素子１２の陽極部１２ｂはそれぞれ、基板１４上の対応する位置に配置された陽極リード配線３０Ａと電気的に接続される。この電気的接続は、抵抗溶接やＹＡＧレーザスポット溶接などの金属溶接法を用いておこなわれる。この結果、陽極部１２ｂのアルミニウム基体１８（図２参照）と陽極リード配線３０Ａとが電気的に接続される。それに応じて、アルミニウム基体１８と、基板下面１４ｂに形成された４つの陽極ランド電極３２Ａとが、４本のビアホール３４を介して電気的に接続される。また、基板１４上にコンデンサ素子１２を搭載する際、陰極部２８の最上層である銀ペースト層２３（図２参照）は、導電性接着剤４８によって陰極リード配線３０Ｂと電気的に接続される。従って、陰極部２８（すなわち、固体高分子電解質層２１、グラファイトペースト層２２および銀ペースト層２３）と、基板下面１４ｂに形成された４つの陰極ランド電極３２Ｂとが、４本のビアホール３４を介して電気的に接続される。そして、基板１４上にコンデンサ素子１２が上述の方法により搭載された後に、インジェクションまたはトランスファモールドによって樹脂モールド１６が形成される。なお、樹脂モールド１６は、基板１４およびコンデンサ素子１２の両方を覆うエポキシ樹脂である。【００３５】  以上、詳細に説明したように、固体電解コンデンサ１０においては、基板１４の厚さ方向（図のＺ方向）に直線状に延在するビアホール３４によって、リード配線３０とランド電極３２とが接続されている。この固体電解コンデンサ１０を搭載する回路基板（図示せず）上の端子が固体電解コンデンサ１０のそれぞれのランド電極３２Ａ，３２Ｂと電気的に接続されると、このビアホール３４を介して回路基板からコンデンサ素子１２へ電力が供給される。そのため、屈曲部を有するリー��部材を介してコンデンサ素子へ電力が供給される固体電解コンデンサに比べて、回路基板上の端子とコンデンサ素子１２の電極（陽極部１２ｂおよび陰極部２８）との通電距離が短縮され、それに応じて等価直列インダクタンスが低減される。そして、この等価直列インダクタンスの低下に伴い、インピーダンスが低くなる。等価直列インダクタンスおよびインピーダンスが低下することで、固体電解コンデンサ１０の高周波動作への対応が容易になり、また、電流容量の増加および発熱量の抑制が達成される。したがって、固体電解コンデンサ１０は、電源の一次側や二次側に配置される比較的大きな電流が流れる回路への適用が可能である。【００３６】  第２実施形態
次に、本発明に係る固体電解コンデンサの第２の実施形態を説明する。【００３７】  図６は、第２実施形態の固体電解コンデンサ１０Ａを示す斜視図である。図６に示すように、固体電解コンデンサ１０Ａは、上述したコンデンサ素子１２を３つ備えている点でのみ、上述した固体電解コンデンサ１０と異なる。この固体電解コンデンサ１０Ａにおいて、３つのコンデンサ素子４０Ａ，４０Ｂおよび４０Ｃは互いに重なり合っている。そして、３つのコンデンサ素子４０Ａ，４０Ｂおよび４０Ｃのうち、下段に位置するコンデンサ素子４０Ａは、上述したコンデンサ素子１２と同様の方法で基板１４上に搭載されている。【００３８】  下段のコンデンサ素子４０Ａと、このコンデンサ素子４０Ａ上に重ねられた中段のコンデンサ素子４０Ｂとは、陰極部２８同士が導電性接着剤４８によって電気的に接続されており、陽極部１２ｂ同士がそれぞれ弁金属箔４２を介して電気的に接続されている。弁金属箔（弁金属体）４２は、粗面化処理が施されていない表面を有するアルミニウム箔であり、陽極部１２ｂのそれぞれと超音波溶接により接続されている。これにより、弁金属からなる陽極部１２ｂ同士の電気的な接続が確実に行われる。そして、この弁金属箔４２と陽極リード配線３０ＡとをＹＡＧレーザスポット溶接で接続することで、中段のコンデンサ素子４０Ｂおよび上段のコンデンサ素子４０Ｃのアルミニウム基体と陽極リード配線との電気的な接続がおこなわれている。なお、この弁金属箔４２と陽極部１２ｂとの接続法は、冷間圧接を用いた、かしめ固定であってもよく、弁金属箔４２と陽極リード配線３０Ａとの接続法は抵抗溶接であってもよい。【００３９】  固体電解コンデンサ１０Ａを搭載する回路基板（図示せず）上の端子が固体電解コンデンサ１０Ａのそれぞれのランド電極３２Ａおよび３２Ｂと電気的に接続されると、下段のコンデンサ素子４０Ａだけでなく、中段のコンデンサ素子４０Ｂおよび上段のコンデンサ素子４０Ｃにも電力が供給される。そのため、この固体電解コンデンサ１０Ａは、１つのコンデンサ素子１２を有する固体電解コンデンサ１０の静電容量の約３倍の静電容量を有している。【００４０】  この固体電解コンデンサ１０Ａにおいても、基板１４の厚さ方向（図のＺ方向）に直線状に延在するビアホール３４によってリード配線３０とランド電極３２とが接続されている。したがって、屈曲部を有するリード配線を介して電力が供給される固体電解コンデンサに比べて、回路基板上の端子とコンデンサ素子の電極（陽極部１２ｂおよび陰極部２８）との通電距離が短縮され、それに応じて、等価直列インダクタンスおよびインピーダンスが低下する。【００４１】  なお、固体電解コンデンサ１０Ａでは、３つのコンデンサ素子を有するが、コンデンサ素子の数を適宜増加させてもよい。この場合、コンデンサに用いるコンデンサ素子の数を増加した分だけ、静電容量が増加する。また、重なり合うコンデンサ素子の陰極部２８同士は、導電性接着剤４８を用いて容易に電気的に接続できる。【００４２】  第３実施形態
次に、本発明に係る固体電解コンデンサの第３実施形態を説明する。【００４３】  図７は、第３実施形態の固体電解コンデンサを示す斜視図であり、図８は図７に示す基板の平面図である。図７および図８に示すように、固体電解コンデンサ１０Ｂは、コンデンサ素子の形状が異なる点、基板のリード配線、ビアホールおよびランド電極の配置が異なる点でのみ、上述した固体電解コンデンサ１０と異なる。すなわち、固体電解コンデンサ１０Ｂのコンデンサ素子４４は、正方形薄片状の蓄電部４４ａと、蓄電部４４ａの４つの側面の各々から外方に突出する、薄片状の４つの陽極部４４ｂとで構成されている。蓄電部４４ａの主面および側面には、そのほぼ全域にわたって上述した陰極部２８が形成されている。コンデンサ素子４４をＺ方向に沿って見下ろすと、陽極部４４ｂは、蓄電部４４ａの重心を中心として点対称に配置されていると共に、コンデンサ素子４４の角寄りに片寄らせて配置されている。なお、上述した形状のコンデンサ素子４４は、コンデンサ素子１２と同様に、粗面化されると共に化成処理が施された表面を有するアルミニウム箔を打抜き加工することにより製造される。打抜き加工されたアルミニウム箔は化成液に浸漬され、それによりアルミニウム箔の主面のみならず側面にも絶縁性の酸化アルミニウム皮膜が形成される。【００４４】  ここで、コンデンサ素子４４に施す処理について、図９を参照しつつ説明する。図９は、陰極部２８が設けられる前のコンデンサ素子４４に施される陽極酸化処理を示している。まず、コンデンサ素子４４の３つの陽極部４４ｂを、熱硬化型レジスト２４によってマスクする。そして、ステンレスビーカ２５中に収容されたアジピン酸アンモニウム水溶液よりなる化成溶液２６中に、熱硬化型レジストでマスクされていない陽極部４４ｂを支持しながらコンデンサ素子４４を浸漬する。続いて、支持された陽極部４４ｂをプラス極、ステンレスビーカ２５をマイナス極として用いて電圧を印加する。このときの電圧は、所望する酸化アルミニウム皮膜の膜厚に応じて適宜決定することができる。１０ｎｍ〜１μｍの膜厚を有する酸化アルミニウム皮膜２０を形成する場合には、通常、数ボルト〜２０ボルト程度の電圧が印加される。電圧印加により陽極酸化が開始されると、毛細管現象のために、粗面化されたコンデンサ素子４４の表面上を化成溶液２６が上昇する。この結果、粗面化されたコンデンサ素子４４の側面を含む全表面に酸化アルミニウム皮膜２０が形成される。この後、コンデンサ素子４４には、公知の方法で陰極部２８が形成される。【００４５】  固体電解コンデンサ１０Ｂは、正方形薄片状の基板４６を有する。基板４６には、基板４６の厚さ方向（図のＺ方向）に延在する８個のビアホール３４が形成されている。これらのビアホール３４は、基板４６の各辺に沿って１対のビアホール３４が並ぶように配置されている。これらのビアホール３４の端部が露出する基板下面４６ｂには、基板４６の各辺に沿って、方形状の陽極ランド電極３２Ａおよび陰極ランド電極３２Ｂが並設されており、対応するビアホール３４とそれぞれ電気的に接続されている。これら４対のランド電極３２は、陽極ランド電極３２Ａと陰極ランド電極３２Ｂとが交���するよう循環的に配置されている。【００４６】  基板上面４６ａにおいて露出するビアホール３４の端部の周辺には、リード配線３０が形成されている。これらのリード配線３０は、陽極リード配線３０Ａおよび陰極リード配線３０Ｂを含んでいる。これらのリード配線３０Ａおよび３０Ｂは、対応するビアホール３４と電気的に接続されている。陰極リード配線３０Ｂは、陰極ランド電極３２Ｂと電気的に接続された４つのビアホール３４の端部周辺および基板上面４６ａの中央部を含むように一体的に形成されている。陽極リード配線３０Ａは、陽極ランド電極３２Ａと電気的に接続された４つのビアホール３４の周辺それぞれに形成されており、ランド電極３２同様、方形状となっている。なお、１つの陰極リード配線３０Ｂと４つの陽極リード配線３０Ａとは電気的に隔離されている。【００４７】  以上で説明した固体電解コンデンサ１０Ｂにおいても、基板４６の厚さ方向（図のＺ方向）に直線状に延在するビアホール３４によって、リード配線３０とランド電極３２とが接続されている。したがって、屈曲部を有するリード部材を介して電力が供給される固体電解コンデンサに比べて、回路基板上の端子とコンデンサ素子の電極（陽極部４４ｂおよび陰極部２８）との通電距離が短縮され、それに応じて、等価直列インダクタンスおよびインピーダンスが低下する。【００４８】  本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、弁金属基体の材料として、アルミニウムが用いられているが、アルミニウムに代えて、アルミニウム合金、または、タンタル、チタン、ニオブ、ジルコニウムもしくはこれらの合金などによって、弁金属基体を形成することもできる。【００４９】  上記実施形態では、リード電極対を構成する陽極リード電極および陰極リード電極が、粗面化された表面を有する箔状のアルミニウム基体の重心を中心として点対称に配置されている。しかし、弁金属基体の対向する２つの端部にそれぞれ設けられた２組のリード電極対が、その中心線を軸として線対称に配置されていてもよい。【００５０】  すなわち、粗面化された表面を有する箔状のアルミニウム基体の対向する２つの端部に、それぞれ１組のリード電極対が設けられており、一方のリード電極対の陽極リード電極と対向する位置に、他方のリード電極対の陽極リード電極が配置されていてもよい。なお、導電部は、中空のビアホールに限らず、例えば、ビアホール内が半田などの導電体で埋められた構造を有していてもよい。さらに導電部は、基板の縁において基板を貫通する切り欠きの表面に金属が塗布された構造など、他の構造を有していてもよい。【００５１】  上記では、８端子の固体電解コンデンサを説明したが、端子数はこれに限定されるものではなく、端子数を加減してもよい。【００５２】  さらに、上記では、蓄電部１２ａと陽極部１２ｂとが一体化されたタイプのコンデンサ素子を説明したが、導通さえ取れていれば、蓄電部１２ａと陽極部１２ｂが別々に作製されて接合されてもよい。例えば、コンデンサ素子は、蓄電部１２ａと陽極部１２ｂの弁金属間が直接接合された構成を有していてもよい。このようなコンデンサ素子は、まず蓄電部全体の粗面化処理を行い、固��高分子電解質層等を形成した後に所望の位置の固体高分子電解質等を一定の面積で剥離して、電極部を超音波溶接等により溶接することで得られる。なお、陰極部と陽極部のショートを避けなければならない都合上、例えば、先の剥離面積を十分確保する等して、固体電解高分子層等と陽極部１２ｂが接触しないよう構成しなければならない。このようにすることで、図３および図９で示したようなレジストでの電極部の保護を必要とせず、簡易にコンデンサ素子を作製することができる。【００５３】  以下、本発明の効果をより一層明らかなものとするため、実施例を挙げる。【００５４】  第１実施例
図６に示した固体電解コンデンサ１０Ａと同様の固体電解コンデンサを、以下のようにして作製した。【００５５】  まず、粗面化処理が施され、酸化アルミニウム皮膜が形成されている厚さ１００μｍのアルミニウム箔シートから、陰極電極領域の面積が０．７５ｃｍ２となる所定の寸法でアルミニウム箔を切り出した。そして、図３に示したように、陽極リード電極部分に熱硬化性レジストを一定の面積にわたって形成した。レジスト処理したアルミニウム箔を３重量％の濃度および６．０のｐＨに調整されたアジピン酸アンモニウム水溶液中に浸漬すると共に電圧を印加し、アルミニウム箔の切断端面に酸化アルミニウム皮膜を形成した。なお、この化成処理は、化成電流密度が５０〜１００ｍＡ／ｃｍ２、化成電圧が１２ボルトの条件下でおこなった。次に、化学酸化重合によって、ポリピロールからなる固体高分子電解質層を陰極電極領域に形成した。ここで、ポリピロールからなる固体高分子電解質層は、精製した０．１モル／リットルのピロールモノマー、０．１モル／リットルのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムおよび０．０５モル／リットルの硫酸鉄（ＩＩＩ）を含むエタノール水混合溶液セル中で形成した。その際、３０分間にわたって攪拌して化学酸化重合を進行させ、同じ操作を３回繰り返した。その結果、最大厚さが約５０μｍの固体高分子電解質層が得られた。【００５６】  このようにして積層された固体高分子電解質層の表面に、さらにカーボンペーストおよび銀ペーストを順次塗布して、陰極電極を形成した。最後に、陽極リード電極部に形成しておいたレジスト膜を除去した。【００５７】  上記のようにして作製した固体電解コンデンサ素子を３つ用意し、３層積層した。なお、電極部間に介在する、粗面化されていないアルミニウム箔（弁金属箔）は、日本エマソン株式会社ブランソン事業本部製の４０ｋＨｚ−超音波溶接機を用いて、対応する陽極電極部と溶接した。また、コンデンサ素子間および最下段のコンデンサ素子の陰極電極領域と基板の陰極リード配線とは、銀エポキシ導電性接着剤を用いて電気的に接続し、コンデンサ素子のそれぞれの電極部に固定された粗面化されていないアルミニウム箔と基板の陽極リード配線とは、ＮＥＣ製ＹＡＧレーザスポット溶接機で溶接固定した。さらに、コンデンサ素子および基板を、インジェクションまたはトランスファモールドによってエポキシ樹脂で覆い、上述の固体電解コンデンサを作製した。その後、既知の方法にて、作製された固体電解コンデンサに一定の電圧を印加して、エージング処理を行い、漏れ電流を十分に低減させて、固体電解コンデンサを完成させた。【００５８】  このようにして得られた８端子型固体電解コンデンサ＃１の電気的特性について、アジレントテクノロジー社製インピーダンスアナライザー４１９４Ａ、ネットワークアナライザー８７５３Ｄを用いて、静電容量およびＳ２１特性を測定し、得られたＳ２１特性をもとに、等価回路シミュレーションを行い、ＥＳＲ、ＥＳＬ値を決定した。その結果、１２０Ｈｚでの静電容量は３２５μＦであり、１００ｋＨｚでのＥＳＲは１２ｍΩであり、ＥＳＬは１５０ｐＨであった。なお、同様の方法にて、リードフレームを用いる従来の固体電解コンデ��サの静電容量およびＥＳＲ、ＥＳＬ値を測定した結果、１２０Ｈｚでの静電容量は３２０μＦであり、１００ｋＨｚでのＥＳＲは１４ｍΩであり、ＥＳＬは３００ｐＨであった。【００５９】  第２実施例
図７に示したコンデンサ素子を３つ備える固体電解コンデンサを、以下のようにして作製した。【００６０】  まず、粗面化処理が施され酸化アルミニウム皮膜が形成されている厚さ１００μｍのアルミニウム箔シートから、陰極部の面積が１ｃｍ２となる所定の寸法で、アルミニウム箔を切り出した。そして、実施例１と同様にレジスト処理した電極を図９に示したように、３重量％の濃度、６．０のｐＨに調整されたアジピン酸アンモニウム水溶液中に浸漬すると共に電圧印加して、アルミニウム箔の切断端面に酸化アルミニウム皮膜を形成した。なお、この化成処理は、化成電流密度が５０〜１００ｍＡ／ｃｍ２、化成電圧が１２ボルトの条件下でおこなった。次に、酸化アルミニウム皮膜上において陰極部を配置すべき領域に、化学酸化重合によって、ポリピロールからなる固体高分子電解質層を形成した。ここで、ポリピロールからなる固体高分子電解質層は、精製した０．１モル／リットルのピロールモノマー、０．１モル／リットルのアルキルナフタレンスルホン酸ナトリウムおよび０．０５モル／リットルの硫酸鉄（ＩＩＩ）を含むエタノール水混合溶液セル中で形成した。その際、３０分間にわたって攪拌して化学酸化重合を進行させ、同じ操作を３回繰り返した。その結果、最大厚さが約５０μｍの固体高分子電解質層が得られた。【００６１】  このようにして積層された固体高分子電解質層の表面に、さらにカーボンペーストおよび銀ペーストを順次に塗布して、陰極部を形成した。最後に、実施例１と同様にレジスト層を除去した。【００６２】  上記のようにして作製した固体電解コンデンサ素子を３層積層した。なお、電極部間に介在する粗面化されていないアルミニウム箔（弁金属箔）は、日本エマソン株式会社ブランソン事業本部製の４０ｋＨｚ−超音波溶接機を用いて、対応する電極部と溶接した。また、コンデンサ素子の陰極電極領域間および最下段のコンデンサ素子の陰極電極領域と基板の陰極リード配線とは、銀エポキシ導電性接着剤を用いて電気的に接続し、コンデンサ素子のそれぞれの陽極部から引き出されたアルミニウム箔と基板の陽極リード配線とは、ＮＥＣ製ＹＡＧレーザスポット溶接機で溶接固定した。さらに、コンデンサ素子および基板を、インジェクションまたはトランスファモールドによってエポキシ樹脂で覆い、上述の固体電解コンデンサを作製した。その後、既知の方法にて、作製された固体電解コンデンサに一定の電圧を印加して、エージング処理を行い、漏れ電流を十分に低減させて、固体電解コンデンサを完成させた。【００６３】  このようにして得られた８端子型固体電解コンデンサ＃２の電気的特性について、アジレントテクノロジー社製インピーダンスアナライザー４１９４Ａ、ネットワークアナライザー８７５３Ｄを用いて、静電容量およびＳ２１特性を測定し、得られたＳ２１特性をもとに、等価回路シミュレーションを行い、ＥＳＲ、ＥＳＬ値を決定した。その結果、１２０Ｈｚでの静電容量は４４０μＦであり、１００ｋＨｚでのＥＳＲは１３ｍΩであり、ＥＳＬは１４０ｐＨであった。なお、同様の方法にて、リードフレームを用いる従来の固体電解コンデンサの静電容量およびＥＳＲ、ＥＳＬ値を測定した結果、１２０Ｈｚでの静電容量は��３５μＦであり、１００ｋＨｚでのＥＳＲは１４．５ｍΩであり、ＥＳＬは２００ｐＨであった。
【産業上の利用可能性】
【００６４】  本発明に係る固体電解コンデンサは、インピーダンスの低減を達成することができる。
【図１】
2004077466.tif 000003
【図２】
2004077466.tif 000004
【図３】
2004077466.tif 000005
【図４】
2004077466.tif 000006
【図５】
2004077466.tif 000007
【図６】
2004077466.tif 000008
【図７】
2004077466.tif 000009
【図８】
2004077466.tif 000010
【図９】
2004077466.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成17年8月25日(2005.8.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  陽極部および陰極部を有するコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子が搭載された第１の主面および前記第１主面に対向する第２の主面を有する基板と、
を備える固体電解コンデンサであって、
前記第１主面上には、前記陽極部および陰極部のそれぞれに電気的に接続された陽極リード配線および陰極リード配線が形成されており、
前記第２主面上において前記陽極リード配線および陰極リード配線の各々に対応する位置には、それぞれ陽極ランドおよび陰極ランドが形成されており、
前記基板は、前記基板を貫通して前記陽極リード配線を前記陽極ランドに電気的に接続する第１導電部および前記基板を貫通して前記陰極リード配線を前記陰極ランドに電気的に接続する第２導電部の少なくとも一方を有しており、
前記コンデンサ素子は、方形薄片状の弁金属からなる基体を更に有しており、前記基体は、複数の前記陽極部として複数の突出部を有しており、前記基体の二つの主面は連続的な絶縁膜によって覆われており、前記陰極部は、この絶縁膜上に設けられており、
前記基板の前記第１主面上には、前記複数の陽極部の各々に電気的に接続された複数の前記陽極リード配線が形成されており、
前記陰極リード配線は、前記基体の下方に位置する第１の部分と、前記第１の部分から突出する複数の第２の部分とを有しており、
前記第１の部分は、前記陰極部に電気的に接続されており、
前記複数の第２の部分は、前記複数の陽極リード配線と交互に並べられている、
固体電解コンデンサ。
【請求項２】  前記第１導電部は、前記基板を貫通する孔と、この孔の中に配置され、前記陽極リード配線および陽極ランド間に延在する導電体とを有している、
請求の範囲第１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】  前記第２導電部は、前記基板を貫通する孔と、この孔の中に配置され、前記陰極リード配線および陰極ランド間に延在する導電体とを有している、請求の範囲第１項または第２項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】  複数の前記コンデンサ素子が互いに隣接して配置されており、これらのコンデンサ素子は、互いに電気的に接続された陽極部および互いに電気的に接続された陰極部を有している、請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】  前記複数のコンデンサ素子の前記陽極部同士は、弁金属体を介して電気的に接続されている、請求の範囲第４項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】  前記弁金属体は、前記複数のコンデンサ素子の前記陽極部同士の間に挟まれた部分と、前記陽極リード配線に接続された部分とを有している、請求の範囲第５項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項７】  前記複数のコンデンサ素子の前記陰極部同士は、導電性接着剤を用いて電気的に接続されている、請求の範囲第４項〜第６項のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項８】  前記基体は、前記陰極リード配線の複数の第２の部分の各々に電気的に接続された複数の突出部を有さない、請求項１〜７のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項９】  前記陰極リード配線は、前記第１の部分においてのみ前記陰極部に電気的に接続されている、請求項１〜７のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【国際調査報告】
2004077466.tif 000012
2004077466.tif 000013