(57)【要約】【課題】漏れ電流の抑制と低ＥＳＲ化とを図ることが可能な固体電解コンデンサを提供すること。【解決手段】Ｔａからなる多孔質焼結体１と、多孔質焼結体１から突出し、かつＴａからなる陽極ワイヤ１０と、陽極ワイヤ１０に導通し、かつその一部が実装用の陽極端子４ａとされている陽極導通部材４と、多孔質焼結体１を覆う誘電体層２と、誘電体層２を覆う固体電解質層３と、固体電解質層３に導通し、かつその一部が実装用の陰極端子５ａとされている陰極導通部材５と、を備える固体電解コンデンサＡ１であって、陽極ワイヤ１０と陽極導通部材４とは、銀ペースト８１を介して導通しており、陽極ワイヤ１０と銀ペースト８１との間には、酸素の拡散を防止しうるグラファイト層７２が介在している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属からなる多孔質焼結体と、
上記多孔質焼結体から突出し、かつ弁作用金属からなる陽極ワイヤと、
上記陽極ワイヤに導通し、かつその一部が実装用の陽極端子とされている陽極導通部材と、
上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う誘電体層と、
上記誘電体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層と、
上記固体電解質層に導通し、かつその一部が実装用の陰極端子とされている陰極導通部材と、を備える固体電解コンデンサであって、
上記陽極ワイヤと上記陽極導通部材とは、導電性ペーストを介して導通しており、
上記陽極ワイヤと上記導電性ペーストの少なくとも一部との間には、酸素の拡散を防止しうる酸素拡散防止層が介在していることを特徴とする、固体電解コンデンサ。
【請求項２】
上記酸素拡散防止層は、上記陽極ワイヤと上記導電性ペーストのすべてとの間に介在している、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
上記酸素拡散防止層は、グラファイト、金、またはパラジウムからなる、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
上記弁作用金属は、Ｔａである、請求項１ないし３のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
上記陽極ワイヤと上記酸素拡散防止層の少なくとも一部の間には、二酸化マンガンまたは導電性ポリマからなる層が介在している、請求項１ないし４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し、特に陽極ワイヤの接合形態に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の固体電解コンデンサの一例を示している。同図に示された固体電解コンデンサＸは、ＴａやＮｂなどの弁作用金属からなる多孔質焼結体９０を備えている。多孔質焼結体９０には、誘電体層（図示略）および固体電解質層９２が積層されている。固体電解質層９２は、グラファイト層（図示略）を介して銀ペースト９５により陰極導通部材９４に接続されている。多孔質焼結体９０からは、ＴａまたはＮｂからなる陽極ワイヤ９１が突出している。陽極ワイヤ９１は、陽極導通部材９３に接合されている。この接合には、スポット溶接やレーザ溶接、あるいは銀ペーストなどが用いられる。陽極導通部材９３および陰極導通部材９４のうち樹脂パッケージ９６から露出した部分は、それぞれ実装用の陽極端子９３ａおよび陰極端子９４ａとされている。
【０００３】
しかしながら、陽極ワイヤ９１と陽極導通部材９３とをスポット溶接あるいはレーザ溶接によって接合すると、過大な熱が発生する。この熱により、固体電解質層９２が変質するおそれがある。さらに、スポット溶接においては、陽極ワイヤ９１と多孔質焼結体９０との接合部に力が作用する。この力が過大であると、上述した誘電体層が破損する。固体電解質層９２の変質や上記誘電体層の破損が生じると、固体電解コンデンサＸの漏れ電流が大きくなってしまう。一方、銀ペーストを用いて接合された場合、この銀ペーストに対して陽極ワイヤ９１が酸化剤として作用するおそれがある。特に、陽極ワイヤ９１がＴａからなる場合、陽極ワイヤ９１の表面は、酸化されてＴａＯ2またはＴａ2Ｏ5などとなっている。ＴａＯ2またはＴａ2Ｏ5からは銀ペーストへの酸素拡散が顕著であり、上記銀ペーストが容易に酸化される。この酸化により陽極ワイヤ９１と陽極導通部材９３との接合部の電気抵抗が大きくなる。このようなことでは、固体電解コンデンサＸの等価直列抵抗（ＥＳＲ）が大きくなってしまう。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６３１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、漏れ電流の抑制と低ＥＳＲ化とを図ることが可能な固体電解コンデンサを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供される固体電解コンデンサは、弁作用金属からなる多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体から突出し、かつ弁作用金属からなる陽極ワイヤと、上記陽極ワイヤに導通し、かつその一部が実装用の陽極端子とされている陽極導通部材と、上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う誘電体層と、上記誘電体層の少なくとも一部を覆う固体電解質層と、上記固体電解質層に導通し、かつその一部が実装用の陰極端子とされている陰極導通部材と、を備える固体電解コンデンサであって、上記陽極ワイヤと上記陽極導通部材とは、導電性ペーストを介して導通しており、上記陽極ワイヤと上記導電性ペーストの少なくとも一部との間には、酸素の拡散を防止しうる酸素拡散防止層が介在していることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、上記酸素拡散防止層により、上記陽極ワイヤの表面に形成された酸化膜から上記導電性ペーストへと酸素が拡散することを防止することができる。これにより、上記導電性ペーストが不当に酸化されることを阻止可能である。また、導電性ペーストを用いた接合によれば、上記誘電体層が破損したり、上記固体電解質層が変質したりするおそれがない。したがって、上記固体電解コンデンサの漏れ電流の抑制と低ＥＳＲ化とを図ることができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記酸素拡散防止層は、上記陽極ワイヤと上記導電性ペーストのすべてとの間に介在している。このような構成によれば、上記陽極ワイヤから上記導電性ペーストへと酸素が拡散することをほぼ完全に防止することが可能である。したがって、上記固体電解コンデンサの低ＥＳＲ化をさらに促進することができる。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記酸素拡散防止層は、グラファイト、金、またはパラジウムからなる。このような構成によれば、上記陽極ワイヤから上記導電性ペーストへと酸素が拡散することを防止するのに適している。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記弁作用金属は、Ｔａである。このような構成によれば、上記固体電解コンデンサを比較的大容量なものとすることが可能である。また、Ｔａの酸化物であるＴａＯ2またはＴａ2Ｏ5は酸化作用が顕著であるが、上記酸素拡散防止層により上記導電性ペーストが酸化されることを適切に防止することができる。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記陽極ワイヤと上記酸素拡散防止層の少なくとも一部の間には、二酸化マンガンまたは導電性ポリマからなる層が介在している。このような構成によれば、上記二酸化マンガンまたは導電性ポリマからなる層により、上記導電性ペーストの濡れ性を高めることが可能である。したがって、上記導電性ペーストを確実に塗布することができる。
【００１２】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る固体電解コンデンサの第１実施形態を示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ１は、多孔質焼結体１、陽極ワイヤ１０、誘電体層２、固体電解質層３、陽極導通部材４、陰極導通部材５、および樹脂パッケージ６を具備して構成されている。固体電解コンデンサＡ１は、多孔質焼結体１の大きさに応じた静電容量を有する有極性のコンデンサとして構成されており、たとえば電気回路におけるノイズ除去および電力供給の補助に用いられる。
【００１５】
多孔質焼結体１は、弁作用金属であるＴａからなり、本実施形態においては直方体形状とされている。多孔質焼結体１の内部には、微小な孔が多数存在している。多孔質焼結体１は、Ｔａの微粉末を金型を用いたプレス加工によって直方体の多孔質体とした後に、この多孔質体を焼結することによって形成することができる。固体電解コンデンサＡ１の静電容量は、多孔質焼結体１の大きさに大きく依存する。
【００１６】
陽極ワイヤ１０は、弁作用金属であるＴａからなり、多孔質焼結体１から突出している。陽極ワイヤ１０は、上述したＴａの微粉末に対してプレス加工する前にこのＴａの微粉末に侵入させられることにより、多孔質焼結体１と強固に接合されている。陽極ワイヤ１０は、多孔質焼結体１と陽極導通部材４とを導通させるためのものである。
【００１７】
誘電体層２は、Ｔａの酸化物であるＴａ2Ｏ5からなり、多孔質焼結体１の表面および多孔質焼結体１に形成された多数の孔の内面と陽極ワイヤ１０とを覆っている。固体電解コンデンサＡ１に静電容量を備えさせるためには、誘電体層２が多孔質焼結体１と固体電解質層３との間に介在するように形成されていればよく、誘電体層２が陽極ワイヤ１０を覆っていることは必ずしも必要ではない。したがって、陽極ワイヤ１０の一部が誘電体層２によって覆われていない構成であってもかまわないことはもちろんである。
【００１８】
誘電体層２を形成するには、化成処理を用いることができる。たとえばリン酸水溶液などの化成液を用意し、この化成液中に多孔質焼結体１を浸漬させる。また、直流電源に接続された陽極印加端子を陽極ワイヤ１０に接続し、上記直流電源に接続された陰極印加端子を上記化成液中に浸漬させる。この状態で、上記直流電源から所定の電圧を印加することにより多孔質焼結体１から上記化成液へと直流電流を通電させる。これにより、多孔質焼結体１の表面に陽極酸化処理が施され、多孔質焼結体１の表面にＴａ2Ｏ5からなる誘電体層２が形成される。
【００１９】
固体電解質層３は、たとえば二酸化マンガンからなり、誘電体層２上に積層されている。固体電解質層３は、誘電体層２との境界面において電荷を蓄積するためのものである。この境界面において固体電解コンデンサＡ１の静電容量が形成されている。固体電解質層３は、たとえば硝酸マンガンの水溶液に多孔質焼結体１を浸漬させた後に、多孔質焼結体１を引き揚げて焼成するという処理を繰り返すことにより形成することができる。
【００２０】
陽極導通部材４は、固体電解コンデンサＡ１が実装される回路基板に形成された配線パターンの所定部分と陽極ワイヤ１０とを導通させるためのものであり、陽極ブロック４０および陽極プレート４１からなる。陽極ブロック４０は、略直方体形状であり、陽極ワイヤ１０から図中下方に向けて延びている。陽極プレート４１は、陽極ブロック４０の図中下面に接合されている。陽極ブロック４０および陽極プレート４１は、たとえばＮｉ製である。陽極プレート４１の図中下面は、固体電解コンデンサＡ１を上記回路基板に実装するための陽極端子４ａとされている。
【００２１】
陽極ワイヤ１０と陽極導通部材４とは、二酸化マンガン層７１、グラファイト層７２、および銀ペースト８１を介して導通している。二酸化マンガン層７１は、陽極ワイヤ１０の先端寄り部分を覆う誘電体層２上に形成されている。二酸化マンガン層７１は、上述した固体電解質層３を形成する際に同時に形成することができる。グラファイト層７２は、本発明で言う酸素拡散防止層の一例であり、グラファイトからなる。グラファイト層７２は、二酸化マンガン層７１を完全に覆っている。銀ペースト８１は、グラファイト層７２と陽極導通部材４の陽極ブロック４０とを接合するためのものであり、本発明で言う導電性ペーストの一例である。
【００２２】
陰極導通部材５は、上記回路基板に形成された配線パターンの所定部分と固体電解質層３とを導通させるためのものであり、たとえばＮｉからなる。陰極導通部材５は、固体電解質層３に対してたとえばグラファイト層３１および銀ペースト３２を介して接合されている。グラファイト層３１および銀ペースト３２は、上述したグラファイト層７２および銀ペースト８１とそれぞれ同じ材質からなる。陰極導通部材５の図中下面は、固体電解コンデンサＡ１を上記回路基板に実装するための陰極端子５ａとされている。
【００２３】
樹脂パッケージ６は、多孔質焼結体１、陽極ワイヤ１０、陽極導通部材４および陰極導通部材５の一部ずつを覆うことにより、これらを保護するためのものである。樹脂パッケージ６は、たとえばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いてモールド成形法により形成される。
【００２４】
次に、固体電解コンデンサＡ１の作用について説明する。
【００２５】
本実施形態によれば、銀ペースト８１を陽極ワイヤ１０を覆う誘電体層２と全く接触しない状態とすることができる。誘電体層２を形成するＴａ2Ｏ5は、非常に活性な状態で酸素を含んでいる。誘電体層２に金属が接触すると、この金属へとＴａ2Ｏ5から酸素が拡散する。グラファイト層７２は、このような酸素の拡散を好適に遮断する。これにより、誘電体層２を形成するＴ2Ｏ5からの酸素によって銀ペースト８１が酸化されることを防止することが可能である。したがって、固体電解コンデンサＡ１の低ＥＳＲ化を図ることができる。なお、陽極ワイヤ１０を覆うように誘電体層２を形成していない場合であっても、Ｔａからなる陽極ワイヤ１０の表面は酸化されやすく、ＴａＯ2またはＴ2Ｏ5などの酸化膜が形成されていることが多い。このような場合であっても、グラファイト層７２の酸素拡散を防止する機能が発揮されることにより、銀ペースト８１の酸化を防止することができる。
【００２６】
銀ペースト８１を用いた接合によれば、陽極ワイヤ１０と多孔質焼結体１との接合部分などに過大な力が作用することを回避することができる。これにより、誘電体層２が破壊されることを防止することができる。また、銀ペースト８１を塗布する工程においては、たとえばスポット溶接やレーザ溶接と異なり、接合部分から過大な熱が生じることがない。このため、たとえば固体電解質層３が高温となることによって変質するおそれがない。以上より、本実施形態によれば、固体電解コンデンサＡ１の漏れ電流の抑制を図ることができる。
【００２７】
陽極ワイヤ１０を覆うように形成された二酸化マンガン層７１は、銀ペースト８１をはじめとする金属ペーストさらには導電性ペーストの濡れ性を顕著に高める効果を発揮する。これにより、銀ペースト８１を塗布する際に、陽極ワイヤ１０のたとえば先端寄りの部分など所望の領域を十分に覆うように塗布することができる。したがって、陽極導通部材４の陽極ブロック４０と陽極ワイヤ１０とを確実に接合することができる。
【００２８】
図２および図３は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。
【００２９】
図２は、本発明に係る固体電解コンデンサの第２実施形態を示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ２は、銀ペースト８１が塗布されている範囲が上述した実施形態と異なっている。
【００３０】
本実施形態においては、銀ペースト８１がグラファイト層７２のすべてを覆っており、グラファイト層７２よりも陽極ワイヤ１０の根元寄りの部分にも塗布されている。この結果、銀ペースト層８１の一部が誘電体層２と直接接触している。このような実施形態においては、固体電解コンデンサＡ２が長期間使用されると銀ペースト８１の一部が誘電体層２からの酸素により酸化される可能性がある。しかしながら、銀ペースト８１の塗布範囲を広げることにより、銀ペースト８１の陽極ワイヤ１０側の接触面積が拡大されている。これは固体電解コンデンサＡ２の低ＥＳＲ化に寄与する。また、銀ペースト８１の大部分は、グラファイト層７２上に形成されている。このため、このような実施形態によっても、銀ペースト８１の酸化を抑制することができる。
【００３１】
図３は、本発明に係る固体電解コンデンサの第３実施形態を示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ３は、図１および図２に示された二酸化マンガン層７１を備えていない点が、上述したいずれの実施形態とも異なる。このような実施形態によっても、固体電解コンデンサＡ３の漏れ電流の抑制と低ＥＳＲ化とを図ることができる。
【００３２】
本発明に係る固体電解コンデンサは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る固体電解コンデンサの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００３３】
固体電解質層３は、二酸化マンガンに代えて導電性ポリマによって形成してもよい。導電性ポリマとしては、ポリエチレンジオキシチオフェンまたはポリピロールを用いることができる。このような固体電解質層３は、電解酸化重合および化学酸化重合によって形成することができる。この場合、二酸化マンガン層７１に代えて、固体電解質層３と同材質からなる導電性ポリマ層を設けることが合理的である。
【００３４】
本発明で言う酸素拡散防止層は、グラファイトからなるもののほかに、金またはパラジウムからなるものとしてもよい。これらの材質によれば、陽極ワイヤからの酸素拡散を適切に防止することができる。また、本発明で言う導電性ペーストとしては、銀ペーストに限定されず、陽極ワイヤと陽極導通部材とを確実に接合しつつ適切な導通を図ることが可能なものを用いればよい。多孔質焼結体および陽極ワイヤの材質としては、Ｔａに代えてＮｂなどの弁作用金属を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る固体電解コンデンサの第１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明に係る固体電解コンデンサの第２実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明に係る固体電解コンデンサの第３実施形態を示す断面図である。
【図４】従来の固体電解コンデンサの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
Ａ１，Ａ２，Ａ３    固体電解コンデンサ
１      多孔質焼結体
１０    陽極ワイヤ
２      誘電体層
３      固体電解質層
４      陽極導通部材
４ａ    陽極端子
５      陰極導通部材
５ａ    陰極端子
６      樹脂パッケージ
４０    陽極ブロック
４１    陽極プレート
７１    二酸化マンガン層
７２    グラファイト層（酸素拡散防止層）
８１    銀ペースト（導電性ペースト）
【図１】
2007227465.tif 000003
【図２】
2007227465.tif 000004
【図３】
2007227465.tif 000005
【図４】
2007227465.tif 000006