(57)【要約】本発明の固体電解コンデンサは、芯部の表面に多孔質部を有する弁作用金属基体、上記多孔質部の表面に形成された誘電体層、及び、上記誘電体層上に設けられた陰極層を有するコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子の上記陰極層と電気的に接続された陰極端子と、上記コンデンサ素子の上記芯部と電気的に接続された陽極端子と、上記コンデンサ素子を覆う封止材と、を備える固体電解コンデンサであって、上記弁作用金属基体の形状は、軸線方向に延びる線状であり、上記陰極端子には、上記軸線方向に沿った内壁面を有する凹部が設けられており、上記陰極端子の上記凹部に少なくとも１つの上記コンデンサ素子が配置され、上記コンデンサ素子の上記陰極層が上記凹部の上記内壁面と接続されていることを特徴とする。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯部の表面に多孔質部を有する弁作用金属基体、前記多孔質部の表面に形成された誘電体層、及び、前記誘電体層上に設けられた陰極層を有するコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子の前記陰極層と電気的に接続された陰極端子と、
前記コンデンサ素子の前記芯部と電気的に接続された陽極端子と、
前記コンデンサ素子を覆う封止材と、を備える固体電解コンデンサであって、
前記弁作用金属基体の形状は、軸線方向に延びる線状であり、
前記陰極端子には、前記軸線方向に沿った内壁面を有する凹部が設けられており、
前記陰極端子の前記凹部に少なくとも１つの前記コンデンサ素子が配置され、前記コンデンサ素子の前記陰極層が前記凹部の前記内壁面と接続さ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】
前記弁作用金属基体の形状は、曲面を有する柱状である請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記凹部の前記内壁面は、前記弁作用金属基体の形状に沿った曲面形状を有する請求項１又は２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
前記陰極端子は、金属板からなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
前記コンデンサ素子の表面に、前記芯部と前記陰極層とを絶縁するための絶縁層をさらに備え、
前記陰極端子は、前記陰極層及び前記絶縁層と接している請求項１〜４のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
前記コンデンサ素子の前記陰極層は、前記軸線方向における前記コンデンサ素子の長さの１／５以上の範囲において前記凹部の前記内壁面と接続されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項７】
前記コンデンサ素子の前記陰極層は、前記コンデンサ素子の高さの１／３以上の範囲まで前記凹部の前記内壁面と接続されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項８】
前記凹部の前記内壁面の高さは、前記コンデンサ素子の高さの１／３以上である請求項１〜７のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項９】
前記凹部の前記内壁面の高さは、前記コンデンサ素子の高さと同等以上である請求項８に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１０】
前記封止材は、底面と、前記底面に隣り合う側面とを有し、
前記封止材の前記底面及び前記側面には、前記陰極端子の外壁面が露出しており、
前記封止材の前記底面及び前記側面に露出する前記陰極端子は、一体物である請求項１〜９のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１１】
前記軸線方向において、前記凹部の前記内壁面の長さは、前記封止材の前記側面に露出する前記陰極端子の前記外壁面の長さと同等以上である請求項１０に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１２】
前記封止材の両方の端面に１対の前記陽極端子を備えるとともに、前記封止材の少なくとも底面に前記陰極端子を備える３端子コンデンサである請求項１〜１１のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１３】
芯部の表面に多孔質部を有する弁作用金属基体、前記多孔質部の表面に形成された誘電体層、及び、前記誘電体層上に設けられた陰極層を有するコンデンサ素子を準備する工程と、
前記コンデンサ素子の前記陰極層を陰極端子と接続させることにより、前記陰極端子に前記コンデンサ素子を搭載する工程と、
前記陰極端子に搭載された前記コンデンサ素子を封止材で封止する工程と、
前記コンデンサ素子の前記芯部と電気的に接続される陽極端子を形成する工程と、を備える固体電解コンデンサの製造方法であって、
前記弁作用金属基体の形状は、軸線方向に延びる線状であり、
前記陰極端子には、前記軸線方向に沿った内壁面を有する凹部が設けられており、
前記陰極端子に前記コンデンサ素子を搭載する工程では、前記陰極端子の前記凹部に少なくとも１つの前記コンデンサ素子を配置し、前記コンデンサ素子の前記陰極層を前記凹部の前記内壁面と接続させることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１４】
芯部の表面に多孔質部を有する弁作用金属基体、前記多孔質部の表面に形成された誘電体層、及び、前記誘電体層上に設けられた陰極層を有するコンデンサ素子を複数個準備する工程と、
前記コンデンサ素子の前記陰極層を陰極端子となる集合フレームと接続させることにより、前記集合フレームに複数個の前記コンデンサ素子を搭載する工程と、
前記集合フレームに搭載された複数個の前記コンデンサ素子を封止材で一括して封止する工程と、
前記集合フレームから複数個のチップに個片化する工程と、
個片化されたチップ内の前記コンデンサ素子の前記芯部と電気的に接続される陽極端子を形成する工程と、を備える固体電解コンデンサの製造方法であって、
前記弁作用金属基体の形状は、軸線方向に延びる線状であり、
前記集合フレームには、前記軸線方向に沿った内壁面を有する凹部が複数個設けられており、
前記集合フレームに複数個の前記コンデンサ素子を搭載する工程では、前記集合フレームのそれぞれの前記凹部に少なくとも１つの前記コンデンサ素子を配置し、前記コンデンサ素子の前記陰極層を前記凹部の前記内壁面と接続させることを特徴と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、固体電解コンデンサ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体電解コンデンサとして、例えば、特許文献１には、金属粒子又は導電性セラミック粒子の多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体内に一部が進入した陽極と、上記多孔質焼結体の表面に形成された陰極とを備える固体電解コンデンサが開示されている。特許文献１に記載の固体電解コンデンサにおいては、陽極ワイヤが陽極を構成しており、多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤの各端部が、陽極リード部材（陽極端子）と電気的に接続されている。【０００３】
特許文献１によれば、広い周波数帯域においてノイズ除去特性を向上させ、高い応答性で大容量の電力供給を行なうことが可能となる。また、固体電解コンデンサが用いられた電気回路において、基板上のスペース効率の向上とコスト低減とを図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００５／０１５５８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者らは、特許文献１に記載の固体電解コンデンサに代えて、多孔質焼結体及び陽極ワイヤの機能を兼ね備える部品として、芯部の表面に多孔質部を有する線状の弁作用金属基体を用いることにより、部品点数の削減及びそれによる低コスト化を図る方法を考えた。このような固体電解コンデンサでは、弁作用金属基体の多孔質部の表面に誘電体層を形成した後、誘電体層上に陰極層を設けることによってコンデンサ素子とし、当該コンデンサ素子の陰極層を陰極端子と電気的に接続させる。【０００６】
しかし、上記の構成を有する固体電解コンデンサでは、線状の弁作用金属基体に設けられた陰極層と平面状の陰極端子とを接続させるため、コンデンサ素子と陰極端子との接着強度を確保することが困難になる。特に、弁作用金属基体の形状が円柱状であると、コンデンサ素子と陰極端子との接触面積が小さくなる。コンデンサ素子と陰極端子との接着強度が低下すると、樹脂からなる封止材を用いてコンデンサ素子を封止する際、樹脂の流動によってコンデンサ素子が陰極端子から剥離しやすくなるため、抵抗が増大する等、電気特性が劣化する虞がある。【０００７】
一方、コンデンサ素子と陰極端子との接着強度を高くするためには、コンデンサ素子と陰極端子とを多量の導電性接着剤を介して接着する方法も考えられるが、導電性接着剤の量が多くなると、導電性接着剤が封止材から漏れやすくなるため、漏れ不良が発生する虞がある。【０００８】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、弁作用金属基体の形状が線状であるコンデンサ素子と陰極端子との接着強度に優れる固体電解コンデンサを提供することを目的とする。本発明はまた、上記固体電解コンデンサの製造方法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】
【０００９】
本発明の固体電解コンデンサは、芯部の表面に多孔質部を有する弁作用金属基体、上記多孔質部の表面に形成された誘電体層、及び、上記誘電体層上に設けられた陰極層を有するコンデンサ素子と、上記コンデンサ素子の上記陰極層と電気的に接続された陰極端子と、上記コンデンサ素子の上記芯部と電気的に接続された陽極端子と、上記コンデンサ素子を覆う封止材と、を備える固体電解コンデンサであって、上記弁作用金属基体の形状は、軸線方向に延びる線状であり、上記陰極端子には、上記軸線方向に沿った内壁面を有する凹部が設けられており、上記陰極端子の上記凹部に少なくとも１つの上記コンデンサ素子が配置され、上記コンデンサ素子の上記陰極層が上記凹部の上記内壁面と接続されていることを特徴とする。【００１０】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、上記弁作用金属基体の形状は、曲面を有する柱状であることが好ましい。【００１１】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、上記凹部の上記内壁面は、上記弁作用金属基体の形状に沿った曲面形状を有することが好ましい。【００１２】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、上記陰極端子は、金属板からなることが好ましい。【００１３】
本発明の固体電解コンデンサは、上記コンデンサ素子の表面に、上記芯部と上記陰極層とを絶縁するための絶縁層をさらに備え、上記陰極端子は、上記陰極層及び上記絶縁層と接していることが好ましい。【００１４】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、上記コンデンサ素子の上記陰極層は、上記軸線方向における上記コンデンサ素子の長さの１／５以上の範囲において上記凹部の上記内壁面と接続されていることが好ましい。【００１５】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、上記コンデンサ素子の上記陰極層は、上記コンデンサ素子の高さの１／３以上の範囲まで上記凹部の上記内壁面と接続されていることが好ましい。【００１６】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、上記凹部の上記内壁面の高さは、上記コンデンサ素子の高さの１／３以上であることが好ましく、上記コンデンサ素子の高さと同等以上であることがより好ましい。【００１７】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、上記封止材は、底面と、上記底面に隣り合う側面とを有し、上記封止材の上記底面及び上記側面には、上記陰極端子の外壁面が露出しており、上記封止材の上記底面及び上記側面に露出する上記陰極端子は、一体物であることが好ましい。【００１８】
この場合、上記軸線方向において、上記凹部の上記内壁面の長さは、上記封止材の上記側面に露出する上記陰極端子の上記外壁面の長さと同等以上であることが好ましい。【００１９】
本発明の固体電解コンデンサは、上記封止材の両方の端面に１対の上記陽極端子を備えるとともに、上記封止材の少なくとも底面に上記陰極端子を備える３端子コンデンサであることが好ましい。【００２０】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、第１の態様において、芯部の表面に多孔質部を有する弁作用金属基体、上記多孔質部の表面に形成された誘電体層、及び、上記誘電体層上に設けられた陰極層を有するコンデンサ素子を準備する工程と、上記コンデンサ素子の上記陰極層を陰極端子と接続させることにより、上記陰極端子に上記コンデンサ素子を搭載する工程と、上記陰極端子に搭載された上記コンデンサ素子を封止材で封止する工程と、上記コンデンサ素子の上記芯部と電気的に接続される陽極端子を形成する工程と、を備える固体電解コンデンサの製造方法であって、上記弁作用金属基体の形状は、軸線方向に延びる線状であり、上記陰極端子には、上記軸線方向に沿った内壁面を有する凹部が設けられており、上記陰極端子に上記コンデンサ素子を搭載する工程では、上記陰極端子の上記凹部に少なくとも１つの上記コンデンサ素子を配置し、上記コンデンサ素子の上記陰極層を上記凹部の上記内壁面と接続させることを特徴とする。【００２１】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、第２の態様において、芯部の表面に多孔質部を有する弁作用金属基体、上記多孔質部の表面に形成された誘電体層、及び、上記誘電体層上に設けられた陰極層を有するコンデンサ素子を複数個準備する工程と、上記コンデンサ素子の上記陰極層を陰極端子となる集合フレームと接続させることにより、上記集合フレームに複数個の上記コンデンサ素子を搭載する工程と、上記集合フレームに搭載された複数個の上記コンデンサ素子を封止材で一括して封止する工程と、上記集合フレームから複数個のチップに個片化する工程と、個片化されたチップ内の上記コンデンサ素子の上記芯部と電気的に接続される陽極端子を形成する工程と、を備える固体電解コンデンサの製造方法であって、上記弁作用金属基体の形状は、軸線方向に延びる線状であり、上記集合フレームには、上記軸線方向に沿った内壁面を有する凹部が複数個設けられており、上記集合フレームに複数個の上記コンデンサ素子を搭載する工程では、上記集合フレームのそれぞれの上記凹部に少なくとも１つの上記コンデンサ素子を配置し、上記コンデンサ素子の上記陰極層を上記凹部の上記内壁面と接続させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、弁作用金属基体の形状が線状であるコンデンサ素子と陰極端子との接着強度に優れる固体電解コンデンサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る固体電解コンデンサを模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す固体電解コンデンサのＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】図３は、図１に示す固体電解コンデンサのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】図４は、図２に示す固体電解コンデンサのＩＶ部分を拡大して模式的に示す断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサを模式的に示す断面図である。
【図６】図６は、本発明の第３実施形態に係る固体電解コンデンサを模式的に示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の第４実施形態に係る固体電解コンデンサを模式的に示す斜視図である。
【図８】図８は、本発明の第５実施形態に係る固体電解コンデンサを模式的に示す断面図である。
【図９】図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）及び図９（ｄ）は、図１に示す固体電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）及び図１０（ｅ）は、図７に示す固体電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の固体電解コンデンサ及びその製造方法について説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。以下に示す各実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもない。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を２つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
【００２５】
［固体電解コンデンサ］
図１は、本発明の第１実施形態に係る固体電解コンデンサを模式的に示す斜視図である。
図１に示す固体電解コンデンサ１は、コンデンサ素子１０と、陰極端子２１と、１対の陽極端子３１及び３２と、コンデンサ素子１０を覆う封止材４０と、を備える。コンデンサ素子１０は、軸線方向（図１中、矢印Ｌで示す方向）に延びる線状の弁作用金属基体１１を有している。
【００２６】
陰極端子２１には、軸線方向Ｌに沿った内壁面を有する凹部２１ａが設けられており、陰極端子２１の凹部２１ａにコンデンサ素子１０が配置されている。
【００２７】
本実施形態では、封止材４０は、陰極端子２１を含めて直方体状の外形を有しており、軸線方向Ｌに直交する高さ方向（図１中、矢印Ｈで示す方向）に相対する１対の底面４１及び上面４６と、軸線方向Ｌ及び高さ方向Ｈに直交する幅方向（図１中、矢印Ｗで示す方向）に相対する１対の側面４２及び４３と、軸線方向Ｌに相対する１対の端面４４及び４５とを有している。封止材４０の側面４２及び４３は、いずれも底面４１及び上面４６に隣り合っており、端面４４及び４５にも隣り合っている。
【００２８】
本実施形態では、封止材４０の底面４１及び側面４２には、陰極端子２１の外壁面が露出している。また、図１には示されていないが、封止材４０の側面４３にも、陰極端子２１の外壁面が露出している（図３参照）。後述する図３に示すように、封止材４０の底面４１、側面４２及び側面４３に露出する陰極端子２１は、一体物である。このように、封止材の底面だけでなく側面にも陰極端子を露出させることによって、実装時に側面にも充分なフィレットを形成することができるため、高い実装強度を得ることができる。
【００２９】
陽極端子３１は、封止材４０の一方の端面４４に配置されており、陽極端子３２は、封止材４０の他方の端面４５に配置されている。このように、本発明の固体電解コンデンサは、封止材の両方の端面に１対の陽極端子を備えるとともに、封止材の少なくとも底面に陰極端子を備える３端子コンデンサであることが好ましいが、本発明の固体電解コンデンサは、３端子コンデンサに限定されるものではない。
【００３０】
図２は、図１に示す固体電解コンデンサのＩＩ−ＩＩ線断面図である。図３は、図１に示す固体電解コンデンサのＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は、図２に示す固体電解コンデンサのＩＶ部分を拡大して模式的に示す断面図である。
【００３１】
図２、図３及び図４に示すように、コンデンサ素子１０は、芯部１２の表面に多孔質部１３を有する弁作用金属基体１１、多孔質部１３の表面に形成された誘電体層１４（図４参照）、及び、誘電体層１４上に設けられた陰極層１５を有する。本実施形態では、陰極層１５は、誘電体層１４の表面に設けられた固体電解質層１５ａと、固体電解質層１５ａの表面に設けられたカーボン層１５ｂと、カーボン層の表面に設けられた銀層１５ｃとを含んでいる。
【００３２】
図４に示すように、弁作用金属基体１１の多孔質部１３の表面には、多数の細孔１３ａが形成されている。誘電体層１４は、多孔質部１３の表面状態を反映して多孔質になっており、微細な凹凸状の表面形状を有している。なお、図４では、多孔質部１３の表面形状が波線で示されているが、これは多孔質部１３の表面形状を模式的に示したものであり、実際の多孔質部１３はより複雑な表面形状を有している。また、図２及び図３では、多孔質部１３は、点線で囲まれた領域によって示されている。
【００３３】
図２及び図３に示すように、陰極端子２１は、コンデンサ素子１０の陰極層１５と電気的に接続されている。具体的には、コンデンサ素子１０の陰極層１５が陰極端子２１の凹部２１ａと接続されている。図３では、コンデンサ素子１０の陰極層１５が導電性接着剤６０を介して陰極端子２１の凹部２１ａと接続されている。しかし、本発明の固体電解コンデンサにおいて、例えば陰極層が銀層を含む場合、銀層は導電性接着剤としても機能するため、陰極層が陰極端子の凹部と直接接続されていてもよい。
【００３４】
陽極端子３１及び３２は、コンデンサ素子１０の芯部１２と電気的に接続されている。図２では、芯部１２の両端面が封止材４０から露出しており、１対の陽極端子３１及び３２とそれぞれ接触している。また、固体電解コンデンサ１は、コンデンサ素子１０の表面に、芯部１２と陰極層１５とを絶縁するための絶縁層５０をさらに備える。図２では、陰極層１５と陽極端子３１との間、及び、陰極層１５と陽極端子３２との間に絶縁層５０が設けられている。
【００３５】
上述したように、本発明の固体電解コンデンサにおいては、陰極端子に設けられた凹部にコンデンサ素子が配置され、コンデンサ素子の陰極層が凹部の内壁面と接続されていることを特徴としている。この場合、陰極端子に凹部が設けられていない場合と比べて、コンデンサ素子と陰極端子との接着面積が増大する。そのため、等価直列抵抗（ＥＳＲ）を低く抑えることができる。
【００３６】
また、コンデンサ素子が陰極端子の凹部に覆われるため、封止材を用いてコンデンサ素子を封止する際における、樹脂の流動によるコンデンサ素子への外力を抑制することができ、その結果、電気特性の劣化を抑えることができる。
【００３７】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、陰極端子は、金属板からなることが好ましい。陰極端子として金属板を用いる場合、樹脂製のプリント基板を用いた場合と比べて高周波領域において寄生成分を抑制することができるため、信頼性を向上させることができる。また、放熱性が高いため、熱に対する信頼性も向上させることができる。
【００３８】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、軸線方向における凹部の内壁面の長さは特に限定されず、コンデンサ素子の一部又は全部を覆っていればよい。
【００３９】
ＥＳＲの増大を抑制する観点から、コンデンサ素子の陰極層は、軸線方向におけるコンデンサ素子の長さの１／５以上の範囲において凹部の内壁面と接続されていることが好ましく、芯部（陽極部）と陰極層（陰極部）とを絶縁するための絶縁層にかかる長さを有することがより好ましい。なお、軸線方向において、コンデンサ素子の陰極層は、凹部の内壁面と不連続に接続されていてもよい。
【００４０】
表１に、コンデンサ素子の長さに対する凹部の内壁面とコンデンサ素子との接続長さの比とＥＳＲ増加率との関係を示す。サンプル数はＮ＝５０である。
【００４１】
【表１】
2018143354.tif 000003
【００４２】
コンデンサ素子の長さ、及び、凹部の内壁面とコンデンサ素子との接続長さは、マイクロスコープでデジタル処理した画像を用いて測長した値である。
【００４３】
ＥＳＲ増加率は、以下の方法により求められる１００ｋＨｚにおけるＥＳＲ増加率である。まず、陰極端子にコンデンサ素子の陰極層を接続した後、封止材で封止する前のコンデンサ素子に対して、コンデンサ素子の陽極と陰極の露出部に直接プローブを当ててＥＳＲを測定し、その値をＥＳＲ１とする。次に、封止材で封止し、個片化した後のコンデンサ素子に対して、陽極端子と陰極端子に直接プローブを当ててＥＳＲを測定し、その値をＥＳＲ２とする。ＥＳＲ１及びＥＳＲ２からＥＳＲ２／ＥＳＲ１を計算し、その値をＥＳＲ増加率とする。なお、ＥＳＲ１及びＥＳＲ２は、ＬＣＲメーター又はインピーダンスアナライザーを用いて測定する。
【００４４】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、陰極端子に設けられた凹部の内壁面の高さは特に限定されず、コンデンサ素子の一部又は全部を覆っていればよい。また、高さ方向において、コンデンサ素子の陰極層と陰極端子とが接していてもよいし、コンデンサ素子の陰極層と陰極端子との間に隙間が設けられていてもよい。
【００４５】
ＥＳＲの増大を抑制する観点から、コンデンサ素子の陰極層は、コンデンサ素子の高さ（図３中、両矢印Ｈ１０で示す長さ）の１／３以上の範囲まで凹部の内壁面と接続されていることが好ましい。なお、高さ方向において、コンデンサ素子の陰極層は、凹部の内壁面と不連続に接続されていてもよい。
【００４６】
表２に、コンデンサ素子の高さに対する凹部の内壁面とコンデンサ素子との接続高さの比とＥＳＲ増加率との関係を示す。サンプル数はＮ＝５０である。
【００４７】
【表２】
2018143354.tif 000004
【００４８】
コンデンサ素子の高さ、及び、凹部の内壁面とコンデンサ素子との接続高さは、マイクロスコープでデジタル処理した画像を用いて測長した値である。
【００４９】
また、ＥＳＲの増大を抑制する観点から、凹部の内壁面の高さ（図３中、両矢印Ｈ２１で示す長さ）は、コンデンサ素子の高さの１／３以上であることが好ましく、コンデンサ素子の高さと同等以上であることがより好ましい。
【００５０】
表３に、コンデンサ素子の高さに対する凹部の内壁面の高さの比とＥＳＲ増加率との関係を示す。サンプル数はＮ＝５０である。
【００５１】
【表３】
2018143354.tif 000005
【００５２】
コンデンサ素子の高さ、及び、凹部の内壁面の高さは、マイクロスコープでデジタル処理した画像を用いて測長した値である。
【００５３】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、封止材の底面及び側面には、陰極端子の外壁面が露出していることが好ましい。この場合、陰極端子の外壁面の高さは、凹部の内壁面の高さと同じであることが好ましい。したがって、陰極端子の外壁面の高さは、コンデンサ素子の高さの１／３以上であることが好ましく、コンデンサ素子の高さと同等以上であることがより好ましい。図３において、陰極端子の外壁面の高さは、両矢印Ｈ２１で示す長さであり、凹部の内壁面の高さと同じである。
【００５４】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、封止材の底面及び側面に露出する陰極端子は、一体物であることが好ましい。この場合、封止材の側面に露出する陰極端子の外壁面は、切断面であってもよい。
【００５５】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、幅方向における凹部の内壁面の長さは特に限定されない。幅方向において、コンデンサ素子の陰極層と陰極端子とが接していてもよいし、コンデンサ素子の陰極層と陰極端子との間に隙間が設けられていてもよい。
【００５６】
図５は、本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサを模式的に示す断面図である。
図５に示す固体電解コンデンサ２では、陰極層１５と陽極端子３１との間、及び、陰極層１５と陽極端子３２との間に絶縁層５０が設けられており、陰極端子２２は、陰極層１５及び絶縁層５０と接している。この場合、導通接触面積を増大させることができるため、ＥＳＲを低く抑えることができる。
【００５７】
なお、図５では、陰極端子２２は、陰極層１５と陽極端子３１との間の絶縁層５０及び陰極層１５と陽極端子３２との間の絶縁層５０の両方と接しているが、いずれか一方の絶縁層と接していてもよい。
【００５８】
また、図５では、軸線方向において、陰極端子２２の凹部２２ａの内壁面の長さは、封止材４０の底面４１に露出する陰極端子２２の外壁面の長さよりも長いが、凹部の内壁面の長さは、封止材の底面に露出する陰極端子の外壁面の長さと同等以上であればよい。
【００５９】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、陰極端子の凹部の形状は特に限定されないが、凹部の内壁面が弁作用金属基体の形状に沿った形状を有することが好ましい。
【００６０】
図６は、本発明の第３実施形態に係る固体電解コンデンサを模式的に示す断面図である。
図６に示す固体電解コンデンサ３では、コンデンサ素子１０の弁作用金属基体１１の形状が曲面を有する柱状であり、陰極端子２３の凹部２３ａの内壁面が弁作用金属基体１１の形状に沿った曲面形状である。この場合、図３に示す固体電解コンデンサ１に比べて導電性接着剤６０の量を少なくできるため、接着信頼性を向上させることができる。
【００６１】
本発明の固体電解コンデンサでは、軸線方向において、凹部の内壁面の長さは、封止材の側面に露出する陰極端子の外壁面の長さと同等以上であることが好ましい。この場合、導通接触面積を増大させることができるため、ＥＳＲを低く抑えることができる。一方、引出し部の面積を小さくすることができるため、陽極とのショートを防止することができる。
【００６２】
図７は、本発明の第４実施形態に係る固体電解コンデンサを模式的に示す斜視図である。
図７に示す固体電解コンデンサ４では、軸線方向において、陰極端子２４の凹部２４ａの内壁面の長さ（図７中、両矢印Ｌ２４ａで示す長さ）は、封止材４０の側面に露出する陰極端子の外壁面の長さ（図７中、両矢印Ｌ２４ｂで示す長さ）よりも長い。なお、陰極端子２４の形状は、図７に示す形状に限定されるものではない。
【００６３】
図８は、本発明の第５実施形態に係る固体電解コンデンサを模式的に示す断面図である。
図８に示す固体電解コンデンサ５では、陰極端子２５の凹部２５ａに２つのコンデンサ素子１０が配置されている。
【００６４】
図８に示すように、本発明の固体電解コンデンサにおいては、陰極端子の凹部に複数のコンデンサ素子が配置されていてもよい。この場合、図８に示すように、幅方向に複数のコンデンサ素子が配置されていてもよいし、高さ方向に複数のコンデンサ素子が配置されていてもよい。
【００６５】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、陰極端子には、複数の凹部が設けられ、それぞれの凹部にコンデンサ素子が配置されていてもよい。この場合、それぞれの凹部に配置されるコンデンサ素子の個数は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【００６６】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、コンデンサ素子を構成する弁作用金属基体は、いわゆる弁作用を示す弁作用金属からなる。弁作用金属としては、例えば、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム等の金属単体、又は、これらの金属を含む合金等が挙げられる。これらの中では、アルミニウム又はタンタルが好ましい。
【００６７】
弁作用金属基体の形状は、軸線方向に延びる線状であれば特に限定されないが、幅方向における最大長さをＷＢ、高さ方向における最大長さをＨＢとしたとき、ＨＢ／ＷＢの比として表されるアスペクト比が０．５以上であることが好ましく、１以上であることがより好ましい。
【００６８】
弁作用金属基体の形状は、曲面を有する柱状であることが好ましく、例えば、円柱状、楕円柱状、扁平柱状、角柱の稜線部分がＲ面取りされた形状等が挙げられる。
【００６９】
弁作用金属基体は、芯部の表面に多孔質部を有している。多孔質部は、芯部の表面に形成されたエッチング層であることが好ましい。
【００７０】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、多孔質部の表面に形成される誘電体層は、上記弁作用金属の酸化皮膜からなることが好ましい。例えば、弁作用金属基体としてアルミニウム線が用いられる場合、アジピン酸アンモニウム等を含む水溶液中でアルミニウム線の表面に対して陽極酸化処理（化成処理ともいう）を行うことにより、酸化皮膜からなる誘電体層を形成することができる。
【００７１】
本発明の固体電解コンデンサにおいては、陰極層として、固体電解質層が誘電体層の表面に設けられていることが好ましい。固体電解質層の表面には、導体層が設けられていることがより好ましい。
【００７２】
固体電解質層を構成する材料としては、例えば、ポリピロール類、ポリチオフェン類、ポリアニリン類等の導電性高分子等が挙げられる。これらの中では、ポリチオフェン類が好ましく、ＰＥＤＯＴと呼ばれるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）が特に好ましい。また、上記導電性高分子は、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）等のドーパントを含んでいてもよい。なお、固体電解質層は、誘電体層の細孔（凹部）を充填する内層と、誘電体層を被覆する外層とを含むことが好ましい。
【００７３】
導体層は、下地であるカーボン層と、その上の銀層からなることが好ましいが、カーボン層のみでもよく、銀層のみでもよい。
【００７４】
本発明の固体電解コンデンサは、コンデンサ素子の表面に、芯部と陰極層とを絶縁するための絶縁層をさらに備えることが好ましい。特に、陰極層と陽極端子との間に絶縁層が設けられていることが好ましい。絶縁層の材料としては、例えば、ポリフェニルスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、シアン酸エステル樹脂、フッ素樹脂（テトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等）、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、及び、それらの誘導体又は前駆体等の絶縁性樹脂が挙げられる。
【００７５】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、陽極端子は、例えば、ニッケル、亜鉛、銅、錫、金、銀、パラジウム、鉛等の金属、又は、これらの金属を含有する合金を含むめっき膜、あるいは、例えば、銀、銅、ニッケル、錫、パラジウム等を導電成分として含む導電性樹脂膜から構成される。陽極端子は、めっき膜と導電性樹脂膜とを含む多層構造とされてもよい。例えば、陽極端子は、２層のめっき層とこれらのめっき層の間にある導電性樹脂層とを備えていてもよい。
【００７６】
本発明の固体電解コンデンサにおいて、封止材は、例えば、樹脂を含む。封止材に含まれる樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂等が挙げられる。封止材は、樹脂に加えて、アルミナ又はシリカ等のフィラー、磁性材料等を含んでもよい。
【００７７】
［固体電解コンデンサの製造方法］
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、第１の態様において、コンデンサ素子を準備する工程と、陰極端子にコンデンサ素子を搭載する工程と、陰極端子に搭載されたコンデンサ素子を封止材で封止する工程と、陽極端子を形成する工程と、を備える。陰極端子にコンデンサ素子を搭載する工程では、陰極端子に設けられた凹部に少なくとも１つのコンデンサ素子を配置し、コンデンサ素子の陰極層を凹部の内壁面と接続させることを特徴とする。
【００７８】
以下、図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）及び図９（ｄ）を参照しながら、本発明の第１の態様における固体電解コンデンサの製造方法について説明する。
図９（ａ）、図９（ｂ）、図９（ｃ）及び図９（ｄ）は、図１に示す固体電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【００７９】
図９（ａ）に示す工程では、コンデンサ素子１０を準備する。コンデンサ素子１０は、軸線方向に延びる線状の弁作用金属基体１１を有している。なお、後述するダイシング加工を行う場合には、図１に示したコンデンサ素子１０と陰極層１５の長さは同じで、両端部の絶縁層５０の長さが長いコンデンサ素子を準備しておく。
【００８０】
コンデンサ素子１０は、例えば、以下のように製造される。弁作用金属基体１１として、エッチング処理が施されることによって多孔質部が芯部の表面に形成され、陽極酸化処理によって誘電体層が多孔質部の表面に形成された円柱状のアルミニウム線を準備する。さらに、コンデンサ素子１０の両端部のまわりに絶縁性樹脂を塗布して乾燥させることによって、絶縁層５０を形成する。弁作用金属基体１１の、絶縁層５０が形成されていない部分に、固体電解質層、カーボン層及び銀層を形成することによって陰極層１５を形成する。
【００８１】
図９（ａ）には、陰極端子２１も示している。陰極端子２１には、軸線方向に沿った内壁面を有する凹部２１ａが設けられている。陰極端子２１は、金属板からなることが好ましい。
【００８２】
図９（ｂ）に示す工程では、コンデンサ素子１０の陰極層１５を陰極端子２１と接続させることにより、陰極端子２１にコンデンサ素子１０を搭載する。この工程では、陰極端子２１の凹部２１ａにコンデンサ素子１０を配置し、コンデンサ素子１０の陰極層１５を凹部２１ａの内壁面と接続させる。例えば、図３に示したように、導電性接着剤を介して、コンデンサ素子の陰極層を陰極端子の凹部と接続させることができる。
【００８３】
図９（ｃ）に示す工程では、陰極端子２１に搭載されたコンデンサ素子１０を封止材４０で封止する。図９（ｃ）では、コンデンサ素子１０の両端面、陰極端子２１の底面及び側面が露出するように封止材４０を形成する。これらの面を露出させる方法としては、研磨加工でもよいが、一様な露出面を得る観点からは、ダイシング加工が好ましい。
【００８４】
図９（ｄ）に示す工程では、コンデンサ素子１０の芯部と電気的に接続される陽極端子３１及び３２を形成する。図９（ｄ）では、封止材４０から露出するコンデンサ素子１０の両端面に接続されるように、陽極端子３１及び３２を形成する。
【００８５】
以上の工程により、図１に示す固体電解コンデンサ１が得られる。同様の方法により、他の固体電解コンデンサも製造することができる。
【００８６】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、第２の態様において、コンデンサ素子を複数個準備する工程と、陰極端子となる集合フレームに複数個のコンデンサ素子を搭載する工程と、集合フレームに搭載された複数個のコンデンサ素子を封止材で一括して封止する工程と、集合フレームから複数個のチップに個片化する工程と、個片化されたチップ内のコンデンサ素子に陽極端子を形成する工程と、を備える。集合フレームに複数個のコンデンサ素子を搭載する工程では、集合フレームに設けられたそれぞれの凹部に少なくとも１つのコンデンサ素子を配置し、コンデンサ素子の陰極層を凹部の内壁面と接続させることを特徴とする。
【００８７】
以下、図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）及び図１０（ｅ）を参照しながら、本発明の第２の態様における固体電解コンデンサの製造方法について説明する。
図１０（ａ）、図１０（ｂ）、図１０（ｃ）、図１０（ｄ）及び図１０（ｅ）は、図７に示す固体電解コンデンサの製造方法の一例を模式的に示す斜視図である。
【００８８】
図１０（ａ）に示す工程では、コンデンサ素子１１０を２個準備する。コンデンサ素子１１０は、軸線方向に延びる線状の弁作用金属基体１１を有している。図１０では、図７に示したコンデンサ素子１０と陰極層１５の長さは同じで、両端部の絶縁層５０の長さが長いコンデンサ素子１１０を準備しておく。
【００８９】
図１０（ａ）には、陰極端子２４となる集合フレーム１２４も示している。集合フレーム１２４には、軸線方向に沿った内壁面を有する凹部２４ａが２個設けられている。集合フレーム１２４は、金属板からなることが好ましい。
【００９０】
図１０（ｂ）に示す工程では、コンデンサ素子１１０の陰極層１５を集合フレーム１２４と接続させることにより、集合フレーム１２４に２個のコンデンサ素子１１０を搭載する。この工程では、集合フレーム１２４のそれぞれの凹部２４ａにコンデンサ素子１１０を配置し、コンデンサ素子１１０の陰極層１５を凹部２４ａの内壁面と接続させる。例えば、導電性接着剤を介して、コンデンサ素子の陰極層を集合フレームのそれぞれの凹部と接続させることができる。
【００９１】
図１０（ｃ）に示す工程では、集合フレーム１２４に搭載された２個のコンデンサ素子１１０を封止材１４０で一括して封止する。
【００９２】
その後、集合フレームから複数のチップに個片化する。この工程では、集合フレームに設けられていた凹部の数に応じて適切な個数のチップに個片化する。図１０（ｄ）では、陰極端子２４の凹部２４ａに配置されたコンデンサ素子１０が封止材４０で封止された２個のチップ４ａが示されている。個片化の方法としては、ダイシング加工が好ましい。ダイシング加工により、コンデンサ素子１０の両端面、陰極端子２４の底面及び側面を露出させることができる。この場合、封止材４０の側面に露出する陰極端子２４の外壁面は切断面となる。
【００９３】
図１０（ｅ）に示す工程では、個片化されたチップ内のコンデンサ素子１０の芯部と電気的に接続される陽極端子３１及び３２を形成する。図１０（ｅ）では、封止材４０から露出するコンデンサ素子１０の両端面に接続されるように、陽極端子３１及び３２を形成する。
【００９４】
以上の工程により、図７に示す固体電解コンデンサ４が得られる。同様の方法により、他の固体電解コンデンサも製造することができる。
【００９５】
本発明の固体電解コンデンサは、上記実施形態に限定されるものではなく、固体電解コンデンサの構成、製造方法等に関し、本発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１，２，３，４，５  固体電解コンデンサ
４ａ  チップ
１０，１１０  コンデンサ素子
１１  弁作用金属基体
１２  芯部
１３  多孔質部
１３ａ  細孔
１４  誘電体層
１５  陰極層
１５ａ  固体電解質層
１５ｂ  カーボン層
１５ｃ  銀層
２１，２２，２３，２４，２５  陰極端子
２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ，２５ａ  凹部
３１，３２  陽極端子
４０，１４０  封止材
４１  封止材の底面
４２，４３  封止材の側面
４４，４５  封止材の端面
４６  封止材の上面
５０  絶縁層
６０  導電性接着剤
１２４  集合フレーム
【図１】
2018143354.tif 000006
【図２】
2018143354.tif 000007
【図３】
2018143354.tif 000008
【図４】
2018143354.tif 000009
【図５】
2018143354.tif 000010
【図６】
2018143354.tif 000011
【図７】
2018143354.tif 000012
【図８】
2018143354.tif 000013
【図９】
2018143354.tif 000014
【図１０】
2018143354.tif 000015
【国際調査報告】
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2018143354.tif 000017
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