(57)【要約】      （修正有）【課題】コンデンサ素子と接続部材との接合効率が高く、且つ、接合状態の確認が容易な固体電解コンデンサを提供する。【解決手段】固体電解コンデンサ１０においては、コンデンサ素子２０の陽極部２２と接続される陽極接続部材３０にはスリット３６が設けられている。そして、このスリット３６は、コンデンサ素子２０の陽極部２２と陽極接続部材３０とのレーザ接合の際のレーザ照射部分３８ａを挟む位置に設けられている。そのため、レーザ照射部分３８ａから、レーザ照射に起因する熱が拡散する事態が有意に抑制されており、レーザ照射部分が加熱されやすく、それによりレーザ照射部分３８ａが効率よく陽極部２２に溶着される。従って、この固体電解コンデンサ１０においては、コンデンサ素子２０と陽極接続部材３０との高い接合効率が実現されている。        【選択図】図４
2007258214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に酸化皮膜が形成された弁金属基体の一部に形成された陽極部と、前記弁金属基体の表面領域のうち、前記陽極部が形成された表面領域の残余領域に形成され、前記酸化皮膜を介して前記弁金属基体上に形成された固体電解質層及び該固体電解質層上に形成された導電体層とを含む陰極部とを有するコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子の陽極部に当接し、且つ、レーザ接合によって前記陽極部に接続されたプレート状の接続部材とを備え、
前記接続部材には、レーザ接合の際のレーザ照射部分を挟む位置にスリットが設けられている、固体電解コンデンサ。
【請求項２】
表面に酸化皮膜が形成された弁金属基体の一部に形成された陽極部と、前記弁金属基体の表面領域のうち、前記陽極部が形成された表面領域の残余領域に形成され、前記酸化皮膜を介して前記弁金属基体上に形成された固体電解質層及び該固体電解質層上に形成された導電体層とを含む陰極部とを有するコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子の陽極部に当接し、且つ、レーザ接合によって前記陽極部に接続されたプレート状の接続部材とを備え、
前記接続部材のうち、少なくともレーザ接合の際のレーザ照射部分がメッシュ構造である、固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記接続部材が磁性材料で構成されている、請求項１又は２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。
【背景技術】
【０００２】
固体電解コンデンサの一種として、下記特許文献１に示されたようなタイプのものが知られている。この公報に開示された固体電解コンデンサにおいて、各コンデンサ素子の陽極部は、例えば弁作用金属であるアルミニウムで形成されており、その表面積の増加を図るためにエッチングにより粗面化（拡面化）され、表層はポーラス状になっている。さらに、このポーラス状の表面全体には、化成処理（陽極酸化）によって絶縁性の酸化皮膜が形成されている。そして、複数枚のコンデンサ素子の集合体をリードフレームへ接合することにより、回路基板等への表面実装が可能な固体電解コンデンサが得られる。
【０００３】
各コンデンサ素子の陽極部をリードフレームに接合する方法としては、レーザ照射を利用する溶接技術が代表的である。この技術は、複数のコンデンサ素子をリードフレームに載置し、その積層方向に沿ったレーザ光を陽極部に照射して、各コンデンサ素子の陽極部とリードフレームとの電気的接続を図るというものである。
【特許文献１】特開平５−２０５９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の平坦な一枚板のリードフレームに、コンデンサ素子をレーザ接合する技術には、以下に示すような問題があった。すなわち、レーザ接合の際、リードフレームのレーザ照射部分からその周辺部分に熱が伝わってしまい、リードフレームと陽極部との接合を高効率でおこなうことができなかった。その上、レーザ接合をした後、レーザ照射側からリードフレームと陽極部との接合状態を確認するのが甚だ困難であった。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、コンデンサ素子と接続部材との接合効率が高く、且つ、接合状態の確認が容易な固体電解コンデンサ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】
【０００６】
本発明に係る固体電解コンデンサは、表面に酸化皮膜が形成された弁金属基体の一部に形成された陽極部と、弁金属基体の表面領域のうち、陽極部が形成された表面領域の残余領域に形成され、酸化皮膜を介して弁金属基体上に形成された固体電解質層及び該固体電解質層上に形成された導電体層とを含む陰極部とを有するコンデンサ素子と、コンデンサ素子の陽極部に当接し、且つ、レーザ接合によって陽極部に接続されたプレート状の接続部材とを備え、接続部材には、レーザ接合の際のレーザ照射部分を挟む位置にスリットが設けられている。
【０００７】
この固体電解コンデンサにおいては、コンデンサ素子の陽極部と接続される接続部材にはスリットが設けられている。そして、このスリットは、コンデンサ素子の陽極部と接続部材とのレーザ接合の際のレーザ照射部分を挟む位置に設けられている。そのため、レーザ照射部分から、レーザ照射に起因する熱が拡散する事態が有意に抑制されており、レーザ照射部分が加熱されやすく、それによりレーザ照射部分が効率よく陽極部に溶着される。従って、この固体電解コンデンサにおいては、コンデンサ素子と接続部材との高い接合効率が実現されている。加えて、上記スリットにより、コンデンサ素子と接続部材との接合部分の視認性が向上されているため、その接合状態を容易に確認することができる。
【０００８】
本発明に係る固体電解コンデンサは、表面に酸化皮膜が形成された弁金属基体の一部に形成された陽極部と、弁金属基体の表面領域のうち、陽極部が形成された表面領域の残余領域に形成され、酸化皮膜を介して弁金属基体上に形成された固体電解質層及び該固体電解質層上に形成された導電体層とを含む陰極部とを有するコンデンサ素子と、コンデンサ素子の陽極部に当接し、且つ、レーザ接合によって陽極部に接続されたプレート状の接続部材とを備え、接続部材のうち、少なくともレーザ接合の際のレーザ照射部分がメッシュ構造である。
【０００９】
この固体電解コンデンサにおいては、コンデンサ素子の陽極部と接続される接続部材のうち、少なくともレーザ接合の際のレーザ照射部分がメッシュ構造である。そのため、レーザ照射部分から、レーザ照射に起因する熱が拡散する事態が有意に抑制されており、レーザ照射部分が加熱されやすく、それによりレーザ照射部分が効率よく陽極部に溶着される。従って、この固体電解コンデンサにおいては、コンデンサ素子と接続部材との高い接合効率が実現されている。加えて、上記メッシュ構造により、コンデンサ素子と接続部材との接合部分の視認性が向上されているため、その接合状態を容易に確認することができる。
【００１０】
また、接続部材が磁性材料で構成されていることが好ましい。接続部材には、コンデンサ素子の陽極部が接続されているため、磁気的手段により、コンデンサ素子の陽極部位置を確認することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、コンデンサ素子と接続部材との接合効率が高く、且つ、接合状態の確認が容易な固体電解コンデンサが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明に係る固体電解コンデンサ及びその製造方法を実施するにあたり最良と思われる形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。
（第１実施形態）
【００１３】
図１に示すように、第１実施形態に係る固体電解コンデンサ１０は、積層された３つのコンデンサ素子２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ）と、各コンデンサ素子２０と電気的に接続された接続部材対３０，４０とを備えている。なお、固体電解コンデンサ１０は、適宜、３つのコンデンサ素子２０と接続部材対３０，４０とを一体的に覆うモールド部５０を備えていてもよい。
【００１４】
３つのコンデンサ素子２０は実質的に同一の構成及び寸法を有しており、それぞれ陽極部２２と陰極部２４とを備えている。以下、このコンデンサ素子２０について、図２及び図３を参照しつつ詳しく説明する。
【００１５】
図２に示すように、コンデンサ素子２０は弁作用金属であるアルミニウムで構成された箔状の弁金属基体２６を含んでおり、この弁金属基体２６は長方形板状（例えば、３．５ｍｍ×６．５ｍｍ）の形状を有している。この弁金属基体２６の表面は、表面積を増やすためにエッチングが施されることにより粗面化(拡面化)されてポーラス状になっている。このポーラス状の表面２６ａ全体は化成処理(陽極酸化)によって絶縁性の酸化皮膜(誘電体層)２８が形成されている。この化成処理は、例えば、弁金属基体２６をアジピン酸アンモニウム水溶液などの化成溶液に浸漬させた状態で６Ｖの電圧を印加しておこなわれる。
【００１６】
そして、弁金属基体２６の長手方向（図１及び図２の紙面左右方向）の一端部（図１及び図２の紙面右側の端部）２６ｂ側の一部分が、陽極部２２となっている。
【００１７】
そして、弁金属基体２６の表面領域のうち、陽極部２２が形成された表面領域２７Ａの残余領域（すなわち、陽極部２２の左側の縁から弁金属基体２６の他端部２６ｃまでの部分の領域）２７Ｂの全域には陰極部２４が形成されている。
【００１８】
陰極部２４は、図３に示すような３層構造となっている。上述したように、エッチングによって粗面化された弁金属基体２６は、化成処理によって、その表面２６ａに絶縁性を有する酸化皮膜２８が成膜されている。そして、さらに酸化皮膜２８上には、弁金属基体２６の凹部に含浸するように、導電性高分子化合物を含む固体高分子電解質層（固体電解質層）２４ａが形成されている。なお、固体高分子電解質層２４ａの形成は、３，４−エチレンジオキシチオフェン（Ｂａｙｅｒ社製ＢＡＹＴＲＯＮＭ）０．９ｇと、パラトルエンスルホン酸鉄溶液（Ｂａｙｅｒ社製ＢＡＹＴＲＯＮ Ｃ−Ｂ５０）１０．８１ｇと、ブタノール２．６３ｇの混合溶液に含浸させて、その後、化学酸化重合する方法によっておこなわれる。
【００１９】
この固体高分子電解質層２４ａ上には、厚さ３μｍのグラファイト層２４ｂ及び厚さ２０μｍのＡｇ層２４ｃ（導電体層）が浸漬法（ディップ法）によって順次形成されている。上述した固体高分子電解質層２４ａ、グラファイト層２４ｂ及びＡｇ層２４ｃによって、コンデンサ素子２０の陰極部２４が構成されている。なお、グラファイト層２４ｂやＡｇ層２４ｃの形成は、必要に応じ、スクリーン印刷法やスプレー塗布法で代用される。
【００２０】
図２に戻って、陽極部２２の表面領域２７Ａと陰極部２４の形成領域２７Ｂとの境界には、絶縁性を有するエポキシ系樹脂等からなるレジスト２９が設けられている。レジスト２９は、固体高分子電解質層２４ａを形成するために弁金属基体２６を溶液に浸漬させているときに、ポーラス状になっている弁金属基体２６の表面における毛細管現象により溶液が所定の領域よりも図２の右側の方へ上がってくることを防止する。
【００２１】
さらに、コンデンサ素子２０においては、弁金属基体２６の一端部２６ｂ側の最外端部２６ｄが幅方向に沿って切断されており、陽極部２２には切断面Ｓが形成されている。この切断面Ｓは、その面方向に関して平坦な平坦面となっており、陽極部２２の一端部２６ｂの最外端部２６ｄをカッターやレーザ、回転刃等で切断して形成される。
【００２２】
３つのコンデンサ素子２０は、図１に示すように、互いの陽極部２２同士及び陰極部２４同士が重なるように同方向に向けて積層されて、積層体６０が形成されている。そして、積層体６０の各コンデンサ素子２０の陰極部２４は陰極接続部材４０と電気的に接続されており、積層体６０の各コンデンサ素子２０の陽極部２２は陽極接続部材（本発明における接続部材）３０と電気的に接続されている。なお、積層体６０の下層のコンデンサ素子２０Ｃの上面と中間層のコンデンサ素子２０Ｂの下面とは導電性接着剤５２によって接着され、中間層のコンデンサ素子２０Ｂの上面と上層のコンデンサ素子２０Ａの下面とはやはり導電性接着剤５２によって接着されており、それにより各コンデンサ素子２０の陰極部２４同士の電気的接続が図られている。
【００２３】
固体電解コンデンサ１０は、所定の実装基板７０上に搭載され、陽極接続部材３０及び陰極接続部材４０はそれぞれ対応する実装基板７０に設けられた陽極電極部７２及び陰極電極部７４に接続される。
【００２４】
陰極接続部材４０は、プレート状の金属片（例えば、幅３．５ｍｍ）が屈曲した形状であり、Ｌ字状の断面形状を有している。すなわち、この陰極接続部材４０は、コンデンサ素子２０の面方向に平行に延在する支持部４２と、コンデンサ素子２０の陰極部２４側の端部が当接すると共に、支持部４２から立ち上がる陰極当接部４４とを含む形状となっている。そして、積層体６０は、この陰極接続部材４０の支持部４２上に、導電性接着剤５２を介して、コンデンサ素子２０の陰極部２４側の端部が陰極当接部４４に当接するように搭載されている。
【００２５】
この陰極接続部材４０は、積層体６０に導電性接着剤５２を用いて接続される。より具体的には、積層体６０の各コンデンサ素子２０の陰極部２４側の端部が陰極当接部４４に当接するようにして、積層体６０の陰極部２４側が、導電性接着剤５２を塗布した支持部４２上に搭載される。なお、コンデンサ素子２０の陰極部２４側の端部を、陰極当接部４４に当接させることで、位置合わせを正確におこなうことができるが、必ずしも陰極当接部４４に当接させなくてもよい。
【００２６】
一方、陽極接続部材３０は、プレート状の合金片（例えば、幅３．５ｍｍ）が屈曲した形状であり、Ｌ字状の断面形状を有している。すなわち、この陽極接続部材３０は、コンデンサ素子２０の面方向に平行に延在する支持部３２と、コンデンサ素子２０の陽極部２２側の端部が当接すると共に、支持部３２から立ち上がる陽極当接部３４とを含む形状となっている。この陽極当接部３４には、積層体６０の積層方向に沿って平行に延びる３本のスリット３６（例えば、幅０．５ｍｍ）が形成されている。これらのスリット３６は、陽極当接部３４の下端から上端付近まで延びる縦スリットとなっており、等間隔（例えば、０．７ｍｍ）で形成されている。積層体６０は、陽極接続部材３０の支持部３２上に、コンデンサ素子２０の陽極部２２側の端部が陽極当接部３４に当接して、陽極部２２の切断面Ｓが陽極当接部３４に接するように搭載されている。なお、陽極接続部材３０は、磁性材料で構成されており、具体的にはステンレス合金（例えば、フェライト系）で構成されている。
【００２７】
そして、各コンデンサ素子２０の陽極部２２は、陽極接続部材３０にレーザ接合されている。具体的には、レーザ接合は、ＹＡＧレーザを用い、積層体６０の各コンデンサ素子２０の陽極部２２側の端部が陽極当接部３４に当接して陽極部２２の切断面Ｓが陽極当接部３４に接するように（若しくは、１００μｍ以下の間隙を介して近接するように）、積層体６０の陽極部２２側を支持部３２上に搭載された状態でおこなわれる。
【００２８】
上記レーザ接合について、図４を参照しつつより詳しく説明する。レーザ接合の際、レーザは、陽極当接部３４における陽極部２２が当接された側と反対側から、積層体６０のコンデンサ素子２０の積層方向に交差する方向に照射される。そして、レーザは、陽極接続部材３０のスリット３６に挟まれた部分であるスリット間部３８に、０．４ｍｍ程度の径でスポット照射される。つまり、スリット間部３８のレーザ照射部分３８ａを挟む位置にスリット３６が設けられている。
【００２９】
そのため、レーザが照射されると、そのレーザ照射に起因する熱がレーザ照射部分３８ａからその周辺に向かって拡散するが、スリット３６によってその熱拡散が阻まれる。すなわち、スリット３６が形成されているために、スリット間部３８からの熱拡散が有意に抑制されており、スリット間部３８が集中的に加熱される。その結果、陽極接続部材３０のスリット間部３８が効率よく各コンデンサ素子２０の陽極部２２に溶着されている。従って、この固体電解コンデンサ１０においては、コンデンサ素子２０と陽極接続部材３０との高い接合効率が実現されている。
【００３０】
上述したように、レーザを、陽極当接部３４における陽極部２２が当接された側と反対側から照射した場合には、従来の平坦な一枚板のリードフレームではリードフレームが目隠しとなり、レーザ照射側からリードフレームと陽極部との接合状態を確認することができない。ところが、上述した陽極接続部材３０のようにスリット３６が設けられている場合には、顕微鏡やＣＣＤ等を用いて、コンデンサ素子２０と陽極接続部材３０との接合部分を、スリット３６の部分から観察することができる。つまり、スリット３６によって、接合部分の視認性が向上されているため、コンデンサ素子２０と陽極接続部材３０との接合状態を容易に確認することができる。
【００３１】
また、上述したように、陽極接続部材３０が磁性材料で構成されているため、固体電解コンデンサ１０がモールド部５０によって覆われて陽極部２２の位置の判別が困難である場合であっても、容易にその判別をおこなうことができる。すなわち、公知の磁気的手段を用いて、固体電解コンデンサ１０の陽極接続部材３０の側を検出することで、陽極接続部材３０に接続されている陽極部２２の位置が判別される。また、公知の磁気的手段を用いて、固体電解コンデンサ１０を整列や移送等をおこなうことも可能である。
【００３２】
加えて、上述した固体電解コンデンサ１０の製造方法においては、積層体６０の３つの陽極部２２それぞれに切断面Ｓを形成した際に、弁金属基体２６の平坦面が露出する。そのため、この切断面Ｓにおいて各陽極部２２と陽極接続部材３０とをレーザ接合することで、ポーラス状の拡面化部分へのレーザ照射によって従来生じていた空気膨張を防止することができる。そのため、この製造方法を用いて作製された固体電解コンデンサ１０においては、コンデンサ素子２０と陽極接続部材３０との電気的接続の確度が向上している。
（第２実施形態）
【００３３】
次に、第２実施形態に係る固体電解コンデンサ１０Ａについて、図５を参照しつつ説明する。この固体電解コンデンサ１０Ａは、陽極接続部材３０Ａのみが、第１実施形態に係る固体電解コンデンサ１０と異なっている。
【００３４】
すなわち、固体電解コンデンサ１０Ａの陽極接続部材３０Ａは、プレート状の合金片（例えば、幅３．５ｍｍ）が屈曲した形状であり、Ｌ字状の断面形状を有していると共に、全体がメッシュ構造となっている。この陽極接続部材３０Ａは、第１実施形態に係る陽極接続部材３０同様、磁性を有するステンレス合金で構成されている。
【００３５】
この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、レーザ接合の際、レーザは、陽極当接部３４における陽極部２２が当接された側と反対側から、積層体６０のコンデンサ素子２０の積層方向に交差する方向に照射されると、そのレーザ照射に起因する熱がレーザ照射部分３８ａからその周辺に向かって拡散するが、陽極接続部材３０Ａがメッシュ構造であるためにその熱拡散が阻まれる。すなわち、陽極接続部材３０Ａがメッシュ構造であるために、レーザ照射部分３８ａからの熱拡散が有意に抑制されており、レーザ照射部分３８ａが集中的に加熱される。その結果、陽極接続部材３０のレーザ照射部分３８ａが効率よく各コンデンサ素子２０の陽極部２２に溶着されている。従って、この固体電解コンデンサ１０Ａにおいても、上述した第１実施形態に係る固体電解コンデンサ１０同様、コンデンサ素子２０と陽極接続部材３０Ａとの高い接合効率が実現されている。
【００３６】
また、陽極接続部材３０Ａのようにメッシュ構造である場合には、顕微鏡やＣＣＤ等を用いて、コンデンサ素子２０と陽極接続部材３０Ａとの接合部分を、メッシュの間から観察することができる。つまり、メッシュ構造の採用によって、接合部分の視認性が向上されているため、コンデンサ素子２０と陽極接続部材３０Ａとの接合状態を容易に確認することができる。
【００３７】
なお、第２実施形態における陽極接続部材３０Ａは、必ずしも全体がメッシュ構造である必要はなく、少なくともレーザ照射部分３８ａがメッシュ構造となっていればよい。
【００３８】
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、スリットの本数は、３本に限らず、適宜増減することができる。また、スリットの形状も、上述した形状に限らず、適宜、その寸法や延在方向（例えば、横スリットや斜めスリット）を変更することができる。さらに、固体電解コンデンサに含まれるコンデンサ素子の数は、３つに限らず、適宜増減してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る固体電解コンデンサを示した断面図である。
【図２】図１に示した固体電解コンデンサのコンデンサ素子を示した断面図である。
【図３】図２に示したコンデンサ素子の陰極部の要部拡大図である。
【図４】図１に示した固体電解コンデンサの分解斜視図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る固体電解コンデンサの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０，１０Ａ…固体電解コンデンサ、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ…コンデンサ素子、２２，２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ…陽極部、２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ…陰極部、２６…弁金属基体、２７Ａ，２７Ｂ…領域、２８…酸化皮膜、３０，３０Ａ…陽極接続部材、３６…スリット、３８ａ…レーザ照射部分、４０…陰極接続部材、５０…モールド部、６０…積層体。
【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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