固体電解コンデンサおよびその製造方法
【課題】所望の溶断条件を満足しかつ適切な強度を有する固体電解コンデンサを提供する。
【解決手段】弁作用金属からなる多孔質焼結体、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ２、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子１と、外部導通部材５と、上記固体電解質層と外部導通部材５とを導通させるヒューズワイヤ６１と、を備える固体電解コンデンサＡ１であって、ヒューズワイヤ６１は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなる。
【解決手段】弁作用金属からなる多孔質焼結体、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ２、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子１と、外部導通部材５と、上記固体電解質層と外部導通部材５とを導通させるヒューズワイヤ６１と、を備える固体電解コンデンサＡ１であって、ヒューズワイヤ６１は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばタンタルまたはニオブからなる多孔質焼結体を備える固体電解コンデンサに関し、特にヒューズを有する固体電解コンデンサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２６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、コンデンサ素子９１と、外部接続用電極９２，９３と、コンデンサ素子９１を封止する樹脂パッケージ９４とを有している。コンデンサ素子９１は、たとえば多孔質焼結体９０によって構成され、内部から陽極ワイヤ９５が突出している。外部接続用電極９２，９３は、一部が樹脂パッケージ９４内に封止され、残りの部分が樹脂パッケージ９４から延出している。外部接続用電極９２は、陽極ワイヤ９５と接続されている一方、外部接続用電極９３は、コンデンサ素子９１の表面に形成された内部電極９６とワイヤ９７を介して電気的に接続されている。
【０００３】
この固体電解コンデンサＸでは、ワイヤ９７がヒューズとしての機能を有している。すなわち、固体電解コンデンサＸに過大な電流が流れた場合やコンデンサ素子９１の温度が異常に上昇した場合には、ワイヤ９７が溶断するように構成されている。これにより、固体電解コンデンサＸを含む電気回路に異常動作が発生したり、固体電解コンデンサＸが異常過熱したりすることを抑制することができる。
【０００４】
ワイヤ９７をヒューズとして機能させる場合、コンデンサ素子９１の発火温度や固体電解コンデンサＸの回路基板に実装する際の実装温度などを考慮して、ワイヤ９７の溶融温度を設定する必要がある。たとえばコンデンサ素子９１に発火温度が約４００℃のタンタルを用い、融点が約２６０℃のはんだを用いて固体電解コンデンサＸを回路基板に実装する場合には、３００℃程度で溶断するワイヤ９７が用いられる。
【０００５】
この溶断条件を満足するワイヤ９７の材料としては、たとえばＡｕなどが用いられる。しかしながら、Ａｕからなるワイヤ９７では、上記溶断条件を満足させたい場合には、ワイヤ径がたとえば２０〜１００μｍといった極細のものにする必要があった。このような極細のワイヤ９７は、強度が低いため、製造工程時の樹脂パッケージ９４をモールドする際に、ワイヤ９７の外部接続用電極９３に対する接合が外れたり、あるいは製品搬送中にワイヤ９７が切断したりすることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４２３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、所望の溶断条件を満足しかつ適切な強度を有する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その課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の側面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、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子と、外部導通部材と、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層と上記外部導通部材とを導通させるとともに、ヒューズとして機能する導体と、を備える固体電解コンデンサであって、上記導体は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなることを特徴としている。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体は、ワイヤによって構成されており、上記ワイヤの直径は、２０〜１００μｍである。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体のうち、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層、あるいは上記外部導通部材に接合されている部分であるファーストボンディング部は、接合部分の直径が２００〜３００μｍである。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ファーストボンディング部の高さは、３０〜７０μｍである。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体は、Ａｕ−Ｓｎ系合金からなり、かつＡｕとＳｎとの重量比率は、９５：５〜６５：３５または４５：５５〜２５：７５の範囲とされる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージをさらに備えており、上記外部導通部材は、上記樹脂パッケージから露出しており、かつ実装端子として用いられる薄板部と、上記樹脂パッケージに覆われており、かつ上記導体が接合された平板部と、上記薄板部および上記平板部を連結する連結部と、を有している。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記薄板部と上記平板部とは、互いに平行である。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記連結部は、上記薄板部および上記平板部よりも、上記薄板部および上記平板部を連結する方向と直角である断面寸法が小であり、かつ折り曲げられている。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記連結部は、上記樹脂パッケージによって覆われている。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記連結部の少なくとも一部は、上記樹脂パッケージから露出している。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記薄板部は、その厚さ方向視において上記コンデンサ素子と重なる薄肉部と、上記コンデンサ素子と重ならない厚肉部と、を有している。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージをさらに備えており、上記外部導通部材は、上記樹脂パッケージから露出しており、かつ実装端子として用いられる薄板部と、上記薄板部に対して直角である立設部とを有しており、上記導体の端部が上記立設部に接合されている。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記薄板部は、その厚さ方向視において上記コンデンサ素子と重なる薄肉部と、上記コンデンサ素子と重ならない厚肉部と、を有している。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージをさらに備えており、上記陽極ワイヤが延びる方向に対して交差しており、かつ上記陽極ワイヤに導通する上記外部導通部材の表面の一部と上記樹脂パッケージの表面の一部とが面一に繋がることにより形成された端面を有する。
【００２２】
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外部導通部材とは、上記導体を介して導通している。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記外部導通部材は、上記樹脂パッケージから露出しており、かつ実装端子として用いられる薄板部を有しており、上記薄板部は、その厚さ方向視において上記コンデンサ素子と重なる薄肉部と、上記コンデンサ素子と重ならない厚肉部と、を有している。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体は、帯状である。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体は、球状である。
【００２６】
本発明の第２の側面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、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子と、外部導通部材と、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層と上記外部導通部材とを電気的に接続するとともに、ヒューズとして機能する導体と、を備える固体電解コンデンサであって、板状の絶縁基材と、上記絶縁基材の表面に形成された陽極パターンおよびこの陽極パターンから離間した中間パターンと、上記絶縁基材の裏面に形成された陽極電極パターンと、上記中間パターンおよび上記陽極電極パターンをつなぐ陽極スルーホールと、を有する基板をさらに備えており、上記陽極パターンには、上記陽極ワイヤが接合されており、上記陽極パターンと上記中間パターンとは、上記導体によって接続されていることを特徴としている。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記陽極ワイヤは、上記絶縁基材の厚さ方向において上記絶縁基板寄りに配置されている。
【００２８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板は、上記絶縁基材の表面に形成された陰極パターンと、上記絶縁基材の裏面に形成された陰極電極パターンと、上記陰極パターンおよび上記陰極電極パターンとをつなぐ陰極スルーホールと、をさらに備えており、上記陰極パターンは、上記固体電解質層と導通している。
【００２９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなる。
【００３０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記多孔質焼結体は、タンタルまたはニオブからなる。
【００３１】
本発明の第３の側面によって提供される固体電解コンデンサの製造方法は、ヒューズ機能を発揮しうる導体の一部を、外部導通部材に対してボールボンディングを用いて接合する工程と、上記導体の他の部分を、弁作用金属からなる多孔質焼結体、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子の、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層に導通させる工程と、を有することを特徴としている。
【００３２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体の一端を上記外部導通部材に接合した後、上記導体を棒状に起立させる工程と、上記導体が接合された上記外部導通部材を折り曲げる工程と、上記外部導通部材が折り曲げられた状態で上記導体の他の部分を上記固体電解質層を覆う上記導電体層に接合する工程と、を有する。
【００３３】
本発明の第４の側面によって提供される固体電解コンデンサの製造方法は、ヒューズ機能を発揮しうる導体の一部を、外部導通部材に対して接合する工程と、上記導体の他の部分を、弁作用金属からなる多孔質焼結体、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子の、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層に導通させる工程と、上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージを形成する工程と、上記樹脂パッケージと上記外部導通部材とを一括して切断する工程と、を有することを特徴としている。
【００３４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなる。
【００３５】
このような構成によれば、たとえばＡｕからなる上記導体に比べ、上記導体強度を高めることができる。そのため、上記導体は、たとえば２０〜１００μｍといった極細のものであっても、製造工程時において上記導体が上記外部導通部材から外れたり、あるいは上記導体が切断したりすることを抑制することができる。また、上記導体は、環境問題に対応した鉛フリー化に寄与しうる。
【００３６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】ヒューズワイヤのファーストボンディング部を示す要部拡大断面図である。
【図４】ファーストボンディング部の直径と接合強度との関係を示すグラフである。
【図５】ファーストボンディング部の直径と不良発生頻度との関係を示すグラフである。
【図６】ファーストボンディング部の高さと不良発生頻度との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に基づく固体電解コンデンサの製造方法の一例を示す斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態に基づく固体電解コンデンサの製造方法の一例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に基づく固体電解コンデンサの変形例を示す要部斜視図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す斜視図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に基づく固体電解コンデンサの製造方法の一例を示す平面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に基づく固体電解コンデンサの製造方法の一例を示す断面図である。
【図１６】本発明の第５実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図１７】本発明の第５実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。
【図１８】本発明の第５実施形態に基づく固体電解コンデンサの製造方法の一例を示す断面図である。
【図１９】本発明の第６実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図２０】本発明の第７実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。
【図２１】本発明の第８実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。
【図２２】本発明の第９実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図２３】本発明の第１０実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図２４】本発明の第１１実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す斜視図である。
【図２５】本発明の第１２実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す斜視図である。
【図２６】従来の固体電解コンデンサの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
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。
【００３９】
図１および図２は、本発明の第１実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ１は、コンデンサ素子１、陽極ワイヤ２、樹脂パッケージ３、陽極導通部材４、陰極導通部材５、およびヒューズワイヤ６１を備えている。固体電解コンデンサＡ１は、たとえば電気回路においてノイズを除去したり、電源の供給を補助したりといった用途に用いられる。なお、図１においては、樹脂パッケージ３を想像線で示している。固体電解コンデンサＡ１の全体寸法は、長さ２．０ｍｍ程度、幅１．２５ｍｍ程度、高さ１．１ｍｍ程度である。
【００４０】
コンデンサ素子１は、多孔質焼結体１１、誘電体層１２、固体電解質層１３、および導電体層１４によって構成されている。多孔質焼結体１１は、たとえばタンタルまたはニオブなどの弁作用金属からなり、内部に多数の細孔が形成された構造とされている。多孔質焼結体１１の製作は、上記弁作用金属の微粉末を加圧成形した後に、この成形体に対して焼結処理を施すことによってなされる。この焼結処理により、弁作用金属の微粉末どうしが焼結し、多数の細孔を有する多孔質焼結体１１が形成される。
【００４１】
誘電体層１２は、多孔質焼結体１１の表面に形成されており、弁作用金属の酸化物からなる。誘電体層１２の形成は、たとえば多孔質焼結体１１をリン酸水溶液の化成液に漬けた状態で陽極酸化処理を施すことによってなされる。
【００４２】
固体電解質層１３は、誘電体層１２の表面を覆うように積層されており、多孔質焼結体１１の上記細孔を埋めるように形成されている。固体電解質層１３は、たとえば二酸化マンガンや導電性ポリマからなる。この固体電解コンデンサＡ１では、固体電解質層１３と誘電体層１２との界面に電荷が蓄蔵される。
【００４３】
導電体層１４は、たとえばグラファイト層およびＡｇ層（ともに図示せず）が積層された構造とされており、固体電解質層１３を覆うように形成されている。
【００４４】
陽極ワイヤ２は、多孔質焼結体１１と同様に、たとえばタンタルまたはニオブなどの弁作用金属からなり、多孔質焼結体１１の内部から図１においてｙ方向に突出している。上述した弁作用金属の微粉末を加圧成形する際に、この微粉末内に陽極ワイヤ２の一部を進入させておく。この状態で加圧成形することにより、多孔質焼結体１１と陽極ワイヤ２とが一体品とされる。
【００４５】
樹脂パッケージ３は、たとえばエポキシ樹脂からなり、多孔質焼結体１１を保護するためのものである。樹脂パッケージ３は、たとえばエポキシ樹脂材料を用いてモールド成形される。
【００４６】
陽極導通部材４は、たとえばＣｕメッキされた４２アロイなどのＮｉ−Ｆｅ合金からなり、平板部４１、連結部４２、および薄板部４３によって構成されている。平板部４１は、図１においてｘ方向に延びた平板状に形成されている。平板部４１は、陽極ワイヤ２が接合される部分である。連結部４２は、平板部４１のｘ方向に延びる一端面から延出しており、互いに平行とされた１対の帯状要素からなる。この構成により、連結部４２は、平板部４１や薄板部４３よりも断面サイズが小さい。連結部４２は、略直角に折り曲げられており、先端が薄板部４３に繋がっている。薄板部４３は、平板状であり、平板部４１と平行に配置されている。薄板部４３の裏面は、樹脂パッケージ３から露出している。この薄板部４３の露出面は、固体電解コンデンサＡ１を回路基板（図略）などに面実装するために用いられる陽極実装端子４ａとされている。
【００４７】
陰極導通部材５は、陽極導通部材４と同様に、たとえばＣｕメッキされた４２アロイなどのＮｉ−Ｆｅ合金からなり、平板部５１、連結部５２、および薄板部５３によって構成されている。平板部５１は、ｘ方向に延びた平板状に形成されている。平板部５１は、ヒューズワイヤ６１が接合される部分である。連結部５２は、平板部５１のｘ方向に延びる一端面から延出しており、互いに平行とされた一対の帯状要素からなる。この構成により、連結部５２は、平板部５１や薄板部５３よりも断面サイズが小さい。連結部５２は、略直角に折り曲げられており、先端が薄板部５３に繋がっている。薄板部５３は、平板状であり、平板部５１と平行に配置されている。薄板部５３の裏面は、樹脂パッケージ３から露出している。この薄板部５３の露出面は、固体電解コンデンサＡ１を回路基板（図略）などに面実装するために用いられる陰極実装端子５ａとされている。
【００４８】
ヒューズワイヤ６１は、コンデンサ素子１の導電体層１４と陰極導通部材５とを接続している。ヒューズワイヤ６１は、固体電解コンデンサＡ１に過大な電流が流れたり、コンデンサ素子１が過剰に発熱したりした場合に溶断し、固体電解コンデンサＡ１に流れる電流を遮断する、いわゆるヒューズとしての機能を有するものである。ヒューズワイヤ６１は、たとえばＡｕ−Ｓｎ系合金からなり、その直径がたとえば２０〜１００μｍとされている。本実施形態におけるＡｕ−Ｓｎ系合金は、Ａｕに対して１〜９０重量％（好ましくは５〜３５重量％または５５〜７５重量％）のＳｎを含有させたものである。なお、ヒューズワイヤ６１は、Ａｕの表面にＳｎのめっきが施されたものであってもよい。
【００４９】
ヒューズワイヤ６１は、その一端が陰極導通部材５の平板部５１と接合され、その接合方法としてはいわゆるボールボンディングが用いられている。ボールボンディングは、内部がたとえばＮ2−Ｈ2ガス雰囲気とされたシューター内で行われる。加熱されたキャピラリに支持されたＡｕ−Ｓｎ系合金ワイヤをスパークさせることにより、その一端をボール状とする。このボール状に形成された部分を陰極導通部材５の平板部５１に熱圧着することにより接合される。この熱圧着された部分は、ファーストボンディング部６１ａと呼ばれる。
【００５０】
図３に示すように、ファーストボンディング部６１ａは、扁平な形状に押しつぶされた部分であり、周縁が若干隆起した略円盤状である。本実施形態においては、ファーストボンディング部６１ａが平板部５１に接合されている部分の直径Ｄが、２００〜３００μｍとされている。また、ファーストボンディング部６１ａの平坦な部分の高さＴが、３０〜７０μｍとされている。図１および図２に示すように、ヒューズワイヤ６１の他端は、たとえばＡｇペーストを用いた接合部６８によってコンデンサ素子１の導電体層１４に接合されている。
【００５１】
次に、固体電解コンデンサＡ１の作用について説明する。
【００５２】
本実施形態によれば、ヒューズワイヤ６１は、Ａｕに対して１〜９０重量％のＳｎを含有させたＡｕ−Ｓｎ系合金により構成されているので、たとえばＡｕからなるヒューズワイヤに比べ、強度の高いヒューズワイヤとすることができる。そのため、ヒューズワイヤ６１のワイヤ径は、たとえば２０〜１００μｍといった極細のものであっても、製造工程時において樹脂パッケージ３をモールドする際に、ヒューズワイヤ６１と陰極導通部材５との接合が外れたり、あるいは製品搬送中にヒューズワイヤ６１が切断したりすることを抑制することができる。また、ヒューズワイヤ６１は、Ａｕ−Ｓｎ系合金により構成されているため、環境問題に対応した鉛フリー化を実現することができる。
【００５３】
ヒューズワイヤ６１には、上記したように、たとえば２０〜１００μｍといった極細のものを用いることができるので、たとえばボールボンディング時においてキャピラリによるＡｕ−Ｓｎ系合金ワイヤの引き回しを容易にすることができる。また、固体電解コンデンサＡ１の小型化に有利である。
【００５４】
また、ヒューズワイヤ６１は、上記した組成比のＡｕ−Ｓｎ系合金によって構成されているので、多孔質焼結体１１を構成するたとえばタンタルの発火温度（たとえば４００℃）より低く、固体電解コンデンサＡ１の回路基板（図略）に実装する際の実装温度（たとえば２４０〜２６０℃）より高い溶融温度で溶融させることができる。つまり、回路基板に実装される際にリフロー炉における温度がたとえば２６０℃以下の場合に、ヒューズワイヤ６１は溶断することがなく、固体電解コンデンサＡ１が正常に機能しうる温度において、不必要にヒューズワイヤ６１は溶断することもない。
【００５５】
ヒューズワイヤ６１の一端と陰極導通部材５との接合は、ボールボンディングによる方法で行われている。これにより、陰極導通部材５の表面において狭い面積でヒューズワイヤ６１を接合することが可能であり、小型の固体電解コンデンサの製作に有利である。
【００５６】
次に、上記した作用を確認すべく、本願出願人が行った実験について、表１を参照して説明する。この実験は、ヒューズワイヤを構成する材料がそれぞれ異なる複数種類の固体電解コンデンサを用意し、各固体電解コンデンサの電流溶断時間、溶断温度、および製造工程時においてワイヤ切れなどが生じた数量を調べたものである。
【００５７】
【表１】
【００５８】
ヒューズワイヤの材料としては、表１に示すように、（Ａ）直径６０μｍ程度のＡｕ、（Ｂ）直径３８μｍ程度のＡｕ、（Ｃ）直径２０μｍ程度のＡｕ、（Ｄ）直径６０μｍ程度で約１８重量％のＳｎを含むＡｕ−Ｓｎ系合金、および（Ｅ）直径１５０μｍ程度のＰｂ−Ｓｎ−Ａｇ系合金からそれぞれなる５種類を用意した。ここで、（Ｄ）が本実施形態にかかるヒューズワイヤ６１に適用されたものである。
【００５９】
電流溶断時間の実験では、たとえば２Ａの電流と５Ａの電流とをそれぞれ各固体電解コンデンサに流したときに、ヒューズワイヤが溶断するまでの所要時間を調べた。その結果、２Ａの電流を流したとき、（Ａ）、（Ｂ）では切断が生じず、（Ｃ）〜（Ｅ）では２００ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃの間で溶断した。また、５Ａの電流を流したとき、（Ａ）〜（Ｅ）では４０ｍｓｅｃ〜１．５ｓｅｃの間で溶断した。ヒューズワイヤとしては、たとえば２〜５Ａの電流で１秒以内に溶断することが望ましいとされるが、本実施形態に係るヒューズワイヤ６１に適用された（Ｄ）は、適切な電流溶断時間を示した。
【００６０】
また、溶断温度の実験では、本実施形態に係るヒューズワイヤ６１に適用された（Ｄ）が３４０℃、（Ｅ）が３３０℃でそれぞれ溶断した。（Ｄ）は、たとえばタンタルの発火温度（たとえば４００℃）より低く、固体電解コンデンサＡ１の実装温度（たとえば２４０〜２６０℃）より高い、適切な溶断温度を示した。
【００６１】
さらに、製造工程時においてワイヤ切れやワイヤ流れなどが生じた数量を調べる実験では、（Ｂ）で１０００個中５個、（Ｃ）で１０００個中３５０個のワイヤ切れなどが生じた。ヒューズワイヤ６１に適用された（Ｄ）は、ワイヤ切れやワイヤ流れなどが皆無であった。
【００６２】
このように、本実施形態のヒューズワイヤ６１に適用された（Ｄ）は、適切な溶断時間で溶断することが確認できた。また、回路基板に実装される際の固体電解コンデンサＡ１の実装温度では、ヒューズワイヤ６１は溶断することはなく、固体電解コンデンサＡ１が正常に機能しうる温度において、不必要にヒューズワイヤ６１が溶断することもなく、ヒューズワイヤ６１がヒューズとして正常に機能することが確認された。さらに、製造工程においてワイヤ切れやワイヤ流れなどが生じないことが確認された。
【００６３】
さらに、本願出願人が追加して行った実験について、表２を参照して説明する。
【００６４】
【表２】
【００６５】
Ａｕからなるヒューズワイヤ６１は、ワイヤ径がφ３８、φ２０であると、ワイヤ切れの発生頻度が顕著に増加した。これに対し、Ａｕ−Ｓｎ系のヒューズワイヤ６１は、電流および温度のいずれが上昇した場合においても適切に溶断している。その一方で、ワイヤ径がφ２０の場合にワイヤ切れが発生しているだけであり、その他の条件ではワイヤ切れは発生していない。このことから、Ａｕ−Ｓｎ系のヒューズワイヤ６１は、過電流防止と高温防止の両方の目的のヒューズとして適切に機能しうる。
【００６６】
Ｚｎ−Ａｌ系のヒューズワイヤ６１は、過電流によって比較的短時間で溶断する傾向を示した。このことから、Ｚｎ−Ａｌ系のヒューズワイヤ６１は、過電流防止のヒューズとして好適に機能する。
【００６７】
Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系、Ｓｎ−Ｓｂ系のヒューズワイヤ６１は、いずれも過電流によって比較的短時間で溶断する傾向を示した。また、比較的低い温度で溶断している。これにより、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系、Ｓｎ−Ｓｂ系のヒューズワイヤ６１は、製造工程において晒される温度が比較的低い場合に、過電流防止および高温防止の目的のヒューズとして機能しうる。
【００６８】
図４は、ファーストボンディング部６１ａの直径Ｄと、ファーストボンディング部６１ａの接合強度Ｓｔとの関係を示している。同図に示されているように、直径Ｄが大きくなるほど接合強度Ｓｔは高まる。一方、図５には、直径Ｄと、ワイヤ切れなどの不良発生頻度Ｅｒとの関係を示している。直径Ｄが２００〜３００μｍの範囲においては、不良発生頻度Ｅｒが０である。この範囲においては、図４に示すように、接合強度Ｓｔは２００〜５００ｋｇｆ程度の値をとっている。したがって、直径Ｄを２００〜３００μｍとした構成を採用することにより、接合強度Ｓｔを適切な大きさとするとともに、不良発生頻度Ｅｒを低下させることができる。
【００６９】
図６は、ファーストボンディング部６１ａの高さＴと不良発生頻度Ｅｒとの関係を示している。本図から理解されるように、高さＴが３０〜７０μｍの範囲においては、不良発生頻度Ｅｒは０である。このことから、高さＴを３０〜７０μｍとした構成を採用することにより、不良発生頻度Ｅｒを好適に低下させることができる。
【００７０】
図７〜図２５は、本発明に係る固体電解コンデンサ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。
【００７１】
図７は、本発明の第２実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ２は、陽極導通部材４および陰極導通部材５の構成が上述した第１実施形態の固体電解コンデンサＡ１と異なっている。本実施形態においては、陽極導通部材４は、薄板部４４と、補助部４５とによって構成されている。薄板部４４は、ｘｙ平面に広がる平板状に形成されている。補助部４５は、ｘ方向に延びた略直方体形状に形成されている。補助部４５は、陽極ワイヤ２を支持するためのものである。補助部４５の上端面には、陽極ワイヤ２がたとえば抵抗溶接あるいはレーザ溶接により接合されている。
【００７２】
陰極導通部材５は、薄板部５４と、立設部５５とによって構成されている。薄板部５４は、ｘｙ平面に広がっており、凹部を有している。立設部５５は、薄板部５４の凹部からｚ方向に起立した長板状に形成されている。立設部５５は、コンデンサ素子１の端面と平行に配された面５５ａを有している。立設部５５の面５５ａには、ヒューズワイヤ６１が接合されている。ヒューズワイヤ６１は、棒状に形成され、その他端は、コンデンサ素子１の導電体層１４に接合されている。
【００７３】
立設部５５は、ヒューズワイヤ６１の他端が接合される導電体層１４の接合面の近傍に配されている。面５５ａは、上記接合面と直交する方向に広がる直交面とされている。ヒューズワイヤ６１は、棒状とされており、大きく湾曲する部分を有していない。これにより、ヒューズワイヤ６１は、より単純な形状を維持した状態でかつより短い距離で、導電体層１４と面５５ａとを接続することができる。
【００７４】
図８および図９は、固体電解コンデンサＡ２の製造方法の一部を示す図であり、特に、コンデンサ素子１と陽極導通部材４および陰極導通部材５とを接合する場合の一例を示す図である。この製造工程においては、陽極導通部材４を構成する部分となる薄板部４４および補助部４５と、陰極導通部材５の薄板部５４および立設部５５となる部分５４’，５５’を有する部材５Ａとを用意する。薄板部４４、補助部４５および部材５Ａは、たとえばＣｕメッキされた４２アロイなどのＮｉ−Ｆｅ合金からなるプレートに対して打ち抜きおよびプレス加工を施す、あるいはエッチング処理を施すことによって形成される。
【００７５】
まず、薄板部４４の表面に、ｘ方向に延びるように補助部４５を配置し接合する。次いで、補助部４５の上端面に、コンデンサ素子１の陽極ワイヤ２をたとえば抵抗溶接あるいはレーザ溶接により接合する。この場合、図示していないが、コンデンサ素子１の下部には、コンデンサ素子１を安定して支持するための台座が配置されていてもよい。
【００７６】
次に、薄板部５４となる部分５４’に対して、立設部５５の幅および長さと一致するように２本の切り込みＣ１を入れる。次いで、立設部５５となる部分５５’の一端近傍の位置に、ヒューズワイヤ６１の一端をボールボンディングによって接合する。この場合、ヒューズワイヤ６１を、立設部５５となる部分５５’の面５５ａに対して法線方向に起立するように形成する。
【００７７】
次に、図９に示すように、立設部５５となる部分５５’の根元部分を、ヒューズワイヤ６１の他端がコンデンサ素子１の導電体層１４に当接するまでたとえば金型（図略）を用いて折り曲げる。そして、ヒューズワイヤ６１の他端付近にたとえばＡｇペーストを用いて接合部６８（図７参照）を形成し、ヒューズワイヤ６１の他端と導電体層１４とを接合する。この場合、ヒューズワイヤ６１の他端と導電体層１４との接合部分は、陰極導通部材５寄りであることが望ましい。
【００７８】
その後、図９に示す切断線Ｃ２に沿って薄板部５４となる部材５４’を切断することにより、薄板部５４を形成する。そして、コンデンサ素子１を覆う樹脂パッケージ３の形成を経て、図７に示す固体電解コンデンサＡ２を得る。
【００７９】
このように、本実施形態によれば、陽極導通部材４および陰極導通部材５の構成を、より簡素化することができ、製造工程の短縮化および固体電解コンデンサＡ２の小型化を図ることができる。また、ヒューズワイヤ６１は、棒状に形成されているため、第１実施形態のヒューズワイヤ６１に比べその製作が容易であり、たとえばキャピラリ内でワイヤ自体が破損することを抑制することができる。また、ヒューズワイヤ６１の長さを比較的短くすることが可能であり、材料の削減化を図ることができる。
【００８０】
たとえば、上記実施形態においては、ヒューズワイヤ６１の一端と陰極導通部材５（または５Ａ）との接合は、ボールボンディングによって行われたが、ボールボンディングに代えて、たとえばシザースボンディングといったその他の熱圧着により接合する方法、スポット溶接により接合する方法、あるいはウェッジボンディングにより接合する方法などが適用可能である。
【００８１】
さらに、たとえば図１０に示すように、固体電解コンデンサＡ１の変形例として、ヒューズワイヤ６１を、端部が陰極導通部材５の平板部５１の長手方向に沿うように屈曲された構成としてもよい。この屈曲させた部分６１ｂを平板部５１の表面に接合させる。この方法によっても、比較的少ない面積でヒューズワイヤ６１と平板部５１とを接合させることができる。
【００８２】
図１１および図１２は、本発明の第３実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ３は、陽極導通部材４の連結部４２および陰極導通部材５の連結部５２の一部ずつが、樹脂パッケージ３から突出している点が、上述した固体電解コンデンサＡ１と異なっている。連結部４２および連結部５２は、樹脂パッケージ３からｙ方向に突出し、屈曲された部分を経由してｚ方向下方に向かっている。本実施形態の陽極導通部材４は、側板部４６を有している。連結部４２は側板部４６に繋がっている。側板部４６の下端は、薄板部４３に繋がっている。また、陰極導通部材５は、側板部５６を有している。連結部５２は側板部５６に繋がっている。側板部５６の下端は、薄板部５３に繋がっている。
【００８３】
図１３は、固体電解コンデンサＡ３の製造方法の一例における一工程を示している。たとえば平板を打ち抜き加工することにより形成した部材４Ａ，５Ａを用意する。部材４Ａは、平板部４１、連結部４２、側板部４６、および薄板部４３を有している。部材５Ａは、平板部５１、連結部５２、側板部５６、および薄板部５３を有している。コンデンサ素子１およびワイヤ６１の接合を行った後に、樹脂パッケージ３を形成する。この後に、連結部４２，５２を略直角に折り曲げ、さらに部材４Ａ，５Ａを折り曲げ線Ｌ１に沿って折り曲げる。これにより、固体電解コンデンサＡ３が得られる。
【００８４】
本実施形態によれば、樹脂パッケージ３から露出した側板部４６，５６にハンダフィレットを形成することが可能であり、固体電解コンデンサＡ３の実装強度を高めることができる。また。樹脂パッケージ３を形成した後に、比較的断面サイズが小である連結部４２，５２を折り曲げる加工は、比較的容易に行うことができる。
【００８５】
図１４は、本発明の第４実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ４は、端面３１を有する点が上述したいずれの実施形態とも異なっている。固体電解コンデンサＡ４のｙ方向両端には、互いに平行である端面３１が形成されている。図中左方の端面３１は、樹脂パッケージ３の表面の一部と、陽極導通部材４の補助部４５および薄板部４４の表面の一部と、によって構成されている。図中右方の端面３１は、樹脂パッケージ３の表面の一部によって構成されている。
【００８６】
薄板部４４には、厚肉部４４ａと薄肉部４４ｂとが形成されている。厚肉部４４ａは、補助部４５が接合されており、薄板部４４の厚さ方向視（ｚ方向視）においてコンデンサ素子１とは重なっていない。薄肉部４４ｂは、厚肉部４４ａの半分程度の厚さとされており、ｚ方向視においてコンデンサ素子１と重なっている。
【００８７】
薄板部５４には、厚肉部５４ａと薄肉部５４ｂとが形成されている。厚肉部５４ａは、ｚ方向視においてコンデンサ素子１とは重なっていない。薄肉部５４ｂは、厚肉部５４ａの半分程度の厚さとされており、ｚ方向視においてコンデンサ素子１と重なっている。
【００８８】
図１５は、固体電解コンデンサＡ４の製造方法の一例を示している。本図から理解されるとおり、この製造方法においては、まず上述した固体電解コンデンサＡ２に類似した中間品を作成する。そして、この中間品を切断線Ｃ３に沿って切断する。図中左方の切断線Ｃ３は、補助部４５および薄板部４４を通っている。
【００８９】
このような実施形態によれば、固体電解コンデンサＡ４のｙ方向寸法をより縮小することが可能である。また、補助部４５の露出した部分にハンダフィレットを形成することができる。また、薄肉部４４ｂ，５４ｂを設けることにより、コンデンサ素子１を相対的に下方に配置することが可能であり、固体電解コンデンサＡ４のｚ方向寸法をより縮小させることができる。
【００９０】
図１６および図１７は、本発明の第５実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ５は、ヒューズワイヤ６１が陽極ワイヤ２と陽極導通部材４とを接続している点が、上述した実施形態と異なっている。
【００９１】
本実施形態においては、ヒューズワイヤ６１は陽極ワイヤ２と補助部４５とに、たとえば抵抗溶接あるいはレーザ溶接によって接合されている。一方、コンデンサ素子１と陰極導通部材５とは、たとえばＡｇペースト１５によって接合されている。固体電解コンデンサＡ５もまた、固体電解コンデンサＡ４と同様に端面３１を有している。なお、図１７においては、樹脂パッケージ３およびＡｇペースト１５を省略している。
【００９２】
図１８は、固体電解コンデンサＡ５の製造方法の一例を示している。本図から理解されるように、ヒューズワイヤ６１の接合、樹脂パッケージ３の形成を経た後に、切断線Ｃ４に沿って中間品を切断する。これにより、図１６に示す端面３１が形成される。
【００９３】
このような実施形態によっても、ヒューズワイヤ６１にヒューズ機能を適切に発揮させることができる。また、陽極ワイヤ２側にヒューズワイヤ６１を配置することにより、ヒューズワイヤ６１を覆うために樹脂パッケージ３が大型化することを回避することが可能である。これは、固体電解コンデンサＡ５のさらなる小型化に有利である。
【００９４】
図１９は、本発明の第６実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ６は、２つのヒューズワイヤ６１を備える点が、上述した実施形態と異なっている。図中左方のヒューズワイヤ６１は、陽極ワイヤ２と陽極導通部材４とを接続しており、図中右方のヒューズワイヤ６１は、導電体層１４と陰極導通部材５とを接続している。たとえば、図中左方のヒューズワイヤ６１の材質として、Ｚｎ−Ａｌ系合金を選択し、図中右方のヒューズワイヤ６１としてＡｕ−Ｓｎ系合金を選択する。これにより、図中左方のヒューズワイヤ６１は、電流ヒューズとして機能し、図中右方のヒューズワイヤ６１は温度ヒューズとして機能する。
【００９５】
特に、図中左方のヒューズワイヤ６１はコンデンサ素子１に近接しているため、コンデンサ素子１からの温度が伝わりやすい。これは、コンデンサ素子１が意図せず高温となったときに、即座に溶断することによりさらなる温度上昇を未然に防ぎやすいという利点がある。
【００９６】
図２０は、本発明の第７実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ７は、本発明におけるヒューズ機能を発揮する導体として、ヒューズリボン６２を備える点が上述した実施形態と異なっている。なお、本図においては、樹脂パッケージ３を省略している。ヒューズリボン６２は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなる薄い帯状である。本実施形態においては、ヒューズリボン６２は、幅が２００μｍ程度、厚さが２０μｍ程度とされている。ヒューズリボン６２は、コンデンサ素子１と陰極導通部材５とを接続している。このような実施形態によっても、ヒューズリボン６２にヒューズ機能を適切に発揮させつつ、固体電解コンデンサＡ７の小型化を図ることができる。特に、ヒューズリボン６２は、薄いため、固体電解コンデンサＡ７の小型化に適している。
【００９７】
図２１は、本発明の第８実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ８は、ヒューズリボン６２の構成が上述した固体電解コンデンサＡ７と異なっている。本実施形態においては、ヒューズリボン６２は、コンデンサ素子１の上面と陰極導通部材５とに接合されており、全体として斜めに配置されている。このような構成によれば、コンデンサ素子１と陰極導通部材５との配置を変更することなく、ヒューズリボン６２の長さを固体電解コンデンサＡ７の場合よりも長くすることができる。これは、ヒューズリボン６２の抵抗値の調整に役立つ。
【００９８】
図２２は、本発明の第９実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ９は、本発明におけるヒューズ機能を発揮する導体として、ヒューズビーズ６３を備えている。ヒューズビーズ６３は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなり、球状とされている。ヒューズビーズ６３は、コンデンサ素子１の導電体層１４と陰極導通部材５とを接続している。このような実施形態によっても、固体電解コンデンサＡ９にヒューズ機能を適切に具備させることができる。
【００９９】
図２３は、本発明の第１０実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ１０は、ヒューズビーズ６３が陽極ワイヤ２と陽極導通部材４とを接続している点が、上述した固体電解コンデンサＡ９と異なっている。このような実施形態によっても、固体電解コンデンサＡ１０にヒューズ機能を適切に具備させることができる。
【０１００】
図２４は、本発明の第１１実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ１１は、基板７を備える点が上述したいずれの実施形態とも異なっている。基板７は、絶縁基材７１、陽極パターン７２、中間パターン７３、陰極パターン７４、スルーホール７５，７６、陽極電極パターン７７、および陰極電極パターン７８を有する。絶縁基材７１は、たとえばエポキシ樹脂からなり、略板状である。陽極パターン７２、中間パターン７３、および陰極パターン７４は、絶縁基材７１の表面に形成されており、陽極電極パターン７７および陰極電極パターン７８は、絶縁基材７１の裏面に形成されている。陽極パターン７２、中間パターン７３、陰極パターン７４、陽極電極パターン７７、および陰極電極パターン７８は、たとえばＡｕ−Ｎｉメッキ層からなる。
【０１０１】
陽極パターン７２は、絶縁基材７１の幅方向中央付近に形成されている。本実施形態の陽極ワイヤ２は、コンデンサ素子１の図中下端付近から突出している。陽極パターン７２には、陽極ワイヤ２およびヒューズワイヤ６１がＡｇペースト１６によって接合されている。中間パターン７３には、ヒューズワイヤ６１がＡｇペースト１７によって接合されている。スルーホール７５は、絶縁基材７を貫通しており、中間パターン７３と陽極電極パターン７７とを導通させている。陽極電極パターン７７は、固体電解コンデンサＡ１１の実装に用いられる。
【０１０２】
陰極パターン７４は、絶縁基材７１の表面の長手方向におけるほぼ半分の領域を覆うように形成されている。陰極パターン７４には、図示しないＡｇペーストによってコンデンサ素子１の導電体層１４が接合されている。スルーホール７６は、絶縁基材７１を貫通しており、陰極パターン７４と陰極電極パターン７８とを導通させている。陰極電極パターン７８は、固体電解コンデンサＡ１１の実装に用いられる。
【０１０３】
このような実施形態によれば、固体電解コンデンサＡ１１の小型化を図ることが可能であり、特に固体電解コンデンサＡ１１の薄型化に有利である。ヒューズワイヤ６１は、たとえばワイヤボンディングの手法によって形成する必要がなく、陽極パターン７２と中間パターン７３とを接続するに足る長さとすれば十分である。これは、固体電解コンデンサＡ１１の小型化に適している。
【０１０４】
図２５は、本発明の第１２実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ１２は、絶縁基材７１に厚肉部７１ａが形成されている点が上述した固体電解コンデンサＡ１１と異なっている。本実施形態においては、絶縁基材７１の長手方向一端寄りに厚肉部７１ａが形成されている。また、陽極パターン７２および中間パターン７３が、厚肉部７１ａに形成されている。陽極ワイヤ２は、コンデンサ素子１の幅方向および高さ方向中央から突出しており、その下端が厚肉部７１ａに形成された陽極パターン７２と同じ高さとされている。このような実施形態によっても、固体電解コンデンサＡ１２の小型化を図ることができる。
【０１０５】
本発明に係る固体電解コンデンサおよびその製造方法は、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およびその製造方法の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【０１０６】
Ａ１〜Ａ１２ 固体電解コンデンサ
１ コンデンサ素子
１１ 多孔質焼結体
１２ 誘電体層
１３ 固体電解質層
１４ 導電体層
１５，１６，１７ Ａｇペースト
２ 陽極ワイヤ
３ 樹脂パッケージ
３１ 端面
４ 陽極導通部材
４１ 平板部
４２ 連結部
４３，４４ 薄板部
４５ 補助部
４ａ 陽極実装端子
４６ 側板部
５ 陰極導通部材
５ａ 陰極実装端子
５１ 平板部
５２ 連結部
５３，５４ 薄板部
５５ 立設部
５６ 側板部
６１ ヒューズワイヤ（導体）
６１ａ ファーストボンディング部
６２ ヒューズリボン（導体）
６３ ヒューズビーズ
６８ 接合部
７ 基板
７１ 絶縁基材
７１ａ 厚肉部
７２ 陽極パターン
７３ 中間パターン
７４ 陰極パターン
７５，７６ スルーホール
７７ 陽極電極パターン
７８ 陰極電極パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえばタンタルまたはニオブからなる多孔質焼結体を備える固体電解コンデンサに関し、特にヒューズを有する固体電解コンデンサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２６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、コンデンサ素子９１と、外部接続用電極９２，９３と、コンデンサ素子９１を封止する樹脂パッケージ９４とを有している。コンデンサ素子９１は、たとえば多孔質焼結体９０によって構成され、内部から陽極ワイヤ９５が突出している。外部接続用電極９２，９３は、一部が樹脂パッケージ９４内に封止され、残りの部分が樹脂パッケージ９４から延出している。外部接続用電極９２は、陽極ワイヤ９５と接続されている一方、外部接続用電極９３は、コンデンサ素子９１の表面に形成された内部電極９６とワイヤ９７を介して電気的に接続されている。
【０００３】
この固体電解コンデンサＸでは、ワイヤ９７がヒューズとしての機能を有している。すなわち、固体電解コンデンサＸに過大な電流が流れた場合やコンデンサ素子９１の温度が異常に上昇した場合には、ワイヤ９７が溶断するように構成されている。これにより、固体電解コンデンサＸを含む電気回路に異常動作が発生したり、固体電解コンデンサＸが異常過熱したりすることを抑制することができる。
【０００４】
ワイヤ９７をヒューズとして機能させる場合、コンデンサ素子９１の発火温度や固体電解コンデンサＸの回路基板に実装する際の実装温度などを考慮して、ワイヤ９７の溶融温度を設定する必要がある。たとえばコンデンサ素子９１に発火温度が約４００℃のタンタルを用い、融点が約２６０℃のはんだを用いて固体電解コンデンサＸを回路基板に実装する場合には、３００℃程度で溶断するワイヤ９７が用いられる。
【０００５】
この溶断条件を満足するワイヤ９７の材料としては、たとえばＡｕなどが用いられる。しかしながら、Ａｕからなるワイヤ９７では、上記溶断条件を満足させたい場合には、ワイヤ径がたとえば２０〜１００μｍといった極細のものにする必要があった。このような極細のワイヤ９７は、強度が低いため、製造工程時の樹脂パッケージ９４をモールドする際に、ワイヤ９７の外部接続用電極９３に対する接合が外れたり、あるいは製品搬送中にワイヤ９７が切断したりすることがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４２３５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、所望の溶断条件を満足しかつ適切な強度を有する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その課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の側面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、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子と、外部導通部材と、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層と上記外部導通部材とを導通させるとともに、ヒューズとして機能する導体と、を備える固体電解コンデンサであって、上記導体は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなることを特徴としている。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体は、ワイヤによって構成されており、上記ワイヤの直径は、２０〜１００μｍである。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体のうち、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層、あるいは上記外部導通部材に接合されている部分であるファーストボンディング部は、接合部分の直径が２００〜３００μｍである。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ファーストボンディング部の高さは、３０〜７０μｍである。
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体は、Ａｕ−Ｓｎ系合金からなり、かつＡｕとＳｎとの重量比率は、９５：５〜６５：３５または４５：５５〜２５：７５の範囲とされる。
【００１３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージをさらに備えており、上記外部導通部材は、上記樹脂パッケージから露出しており、かつ実装端子として用いられる薄板部と、上記樹脂パッケージに覆われており、かつ上記導体が接合された平板部と、上記薄板部および上記平板部を連結する連結部と、を有している。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記薄板部と上記平板部とは、互いに平行である。
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記連結部は、上記薄板部および上記平板部よりも、上記薄板部および上記平板部を連結する方向と直角である断面寸法が小であり、かつ折り曲げられている。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記連結部は、上記樹脂パッケージによって覆われている。
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記連結部の少なくとも一部は、上記樹脂パッケージから露出している。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記薄板部は、その厚さ方向視において上記コンデンサ素子と重なる薄肉部と、上記コンデンサ素子と重ならない厚肉部と、を有している。
【００１９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージをさらに備えており、上記外部導通部材は、上記樹脂パッケージから露出しており、かつ実装端子として用いられる薄板部と、上記薄板部に対して直角である立設部とを有しており、上記導体の端部が上記立設部に接合されている。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記薄板部は、その厚さ方向視において上記コンデンサ素子と重なる薄肉部と、上記コンデンサ素子と重ならない厚肉部と、を有している。
【００２１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージをさらに備えており、上記陽極ワイヤが延びる方向に対して交差しており、かつ上記陽極ワイヤに導通する上記外部導通部材の表面の一部と上記樹脂パッケージの表面の一部とが面一に繋がることにより形成された端面を有する。
【００２２】
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外部導通部材とは、上記導体を介して導通している。
【００２３】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記外部導通部材は、上記樹脂パッケージから露出しており、かつ実装端子として用いられる薄板部を有しており、上記薄板部は、その厚さ方向視において上記コンデンサ素子と重なる薄肉部と、上記コンデンサ素子と重ならない厚肉部と、を有している。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体は、帯状である。
【００２５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体は、球状である。
【００２６】
本発明の第２の側面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、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子と、外部導通部材と、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層と上記外部導通部材とを電気的に接続するとともに、ヒューズとして機能する導体と、を備える固体電解コンデンサであって、板状の絶縁基材と、上記絶縁基材の表面に形成された陽極パターンおよびこの陽極パターンから離間した中間パターンと、上記絶縁基材の裏面に形成された陽極電極パターンと、上記中間パターンおよび上記陽極電極パターンをつなぐ陽極スルーホールと、を有する基板をさらに備えており、上記陽極パターンには、上記陽極ワイヤが接合されており、上記陽極パターンと上記中間パターンとは、上記導体によって接続されていることを特徴としている。
【００２７】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記陽極ワイヤは、上記絶縁基材の厚さ方向において上記絶縁基板寄りに配置されている。
【００２８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記基板は、上記絶縁基材の表面に形成された陰極パターンと、上記絶縁基材の裏面に形成された陰極電極パターンと、上記陰極パターンおよび上記陰極電極パターンとをつなぐ陰極スルーホールと、をさらに備えており、上記陰極パターンは、上記固体電解質層と導通している。
【００２９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなる。
【００３０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記多孔質焼結体は、タンタルまたはニオブからなる。
【００３１】
本発明の第３の側面によって提供される固体電解コンデンサの製造方法は、ヒューズ機能を発揮しうる導体の一部を、外部導通部材に対してボールボンディングを用いて接合する工程と、上記導体の他の部分を、弁作用金属からなる多孔質焼結体、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子の、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層に導通させる工程と、を有することを特徴としている。
【００３２】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体の一端を上記外部導通部材に接合した後、上記導体を棒状に起立させる工程と、上記導体が接合された上記外部導通部材を折り曲げる工程と、上記外部導通部材が折り曲げられた状態で上記導体の他の部分を上記固体電解質層を覆う上記導電体層に接合する工程と、を有する。
【００３３】
本発明の第４の側面によって提供される固体電解コンデンサの製造方法は、ヒューズ機能を発揮しうる導体の一部を、外部導通部材に対して接合する工程と、上記導体の他の部分を、弁作用金属からなる多孔質焼結体、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子の、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層に導通させる工程と、上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージを形成する工程と、上記樹脂パッケージと上記外部導通部材とを一括して切断する工程と、を有することを特徴としている。
【００３４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記導体は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなる。
【００３５】
このような構成によれば、たとえばＡｕからなる上記導体に比べ、上記導体強度を高めることができる。そのため、上記導体は、たとえば２０〜１００μｍといった極細のものであっても、製造工程時において上記導体が上記外部導通部材から外れたり、あるいは上記導体が切断したりすることを抑制することができる。また、上記導体は、環境問題に対応した鉛フリー化に寄与しうる。
【００３６】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】ヒューズワイヤのファーストボンディング部を示す要部拡大断面図である。
【図４】ファーストボンディング部の直径と接合強度との関係を示すグラフである。
【図５】ファーストボンディング部の直径と不良発生頻度との関係を示すグラフである。
【図６】ファーストボンディング部の高さと不良発生頻度との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に基づく固体電解コンデンサの製造方法の一例を示す斜視図である。
【図９】本発明の第２実施形態に基づく固体電解コンデンサの製造方法の一例を示す斜視図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に基づく固体電解コンデンサの変形例を示す要部斜視図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す斜視図である。
【図１２】図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に基づく固体電解コンデンサの製造方法の一例を示す平面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図１５】本発明の第４実施形態に基づく固体電解コンデンサの製造方法の一例を示す断面図である。
【図１６】本発明の第５実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図１７】本発明の第５実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。
【図１８】本発明の第５実施形態に基づく固体電解コンデンサの製造方法の一例を示す断面図である。
【図１９】本発明の第６実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図２０】本発明の第７実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。
【図２１】本発明の第８実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。
【図２２】本発明の第９実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図２３】本発明の第１０実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図２４】本発明の第１１実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す斜視図である。
【図２５】本発明の第１２実施形態に基づく固体電解コンデンサを示す斜視図である。
【図２６】従来の固体電解コンデンサの一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
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。
【００３９】
図１および図２は、本発明の第１実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ１は、コンデンサ素子１、陽極ワイヤ２、樹脂パッケージ３、陽極導通部材４、陰極導通部材５、およびヒューズワイヤ６１を備えている。固体電解コンデンサＡ１は、たとえば電気回路においてノイズを除去したり、電源の供給を補助したりといった用途に用いられる。なお、図１においては、樹脂パッケージ３を想像線で示している。固体電解コンデンサＡ１の全体寸法は、長さ２．０ｍｍ程度、幅１．２５ｍｍ程度、高さ１．１ｍｍ程度である。
【００４０】
コンデンサ素子１は、多孔質焼結体１１、誘電体層１２、固体電解質層１３、および導電体層１４によって構成されている。多孔質焼結体１１は、たとえばタンタルまたはニオブなどの弁作用金属からなり、内部に多数の細孔が形成された構造とされている。多孔質焼結体１１の製作は、上記弁作用金属の微粉末を加圧成形した後に、この成形体に対して焼結処理を施すことによってなされる。この焼結処理により、弁作用金属の微粉末どうしが焼結し、多数の細孔を有する多孔質焼結体１１が形成される。
【００４１】
誘電体層１２は、多孔質焼結体１１の表面に形成されており、弁作用金属の酸化物からなる。誘電体層１２の形成は、たとえば多孔質焼結体１１をリン酸水溶液の化成液に漬けた状態で陽極酸化処理を施すことによってなされる。
【００４２】
固体電解質層１３は、誘電体層１２の表面を覆うように積層されており、多孔質焼結体１１の上記細孔を埋めるように形成されている。固体電解質層１３は、たとえば二酸化マンガンや導電性ポリマからなる。この固体電解コンデンサＡ１では、固体電解質層１３と誘電体層１２との界面に電荷が蓄蔵される。
【００４３】
導電体層１４は、たとえばグラファイト層およびＡｇ層（ともに図示せず）が積層された構造とされており、固体電解質層１３を覆うように形成されている。
【００４４】
陽極ワイヤ２は、多孔質焼結体１１と同様に、たとえばタンタルまたはニオブなどの弁作用金属からなり、多孔質焼結体１１の内部から図１においてｙ方向に突出している。上述した弁作用金属の微粉末を加圧成形する際に、この微粉末内に陽極ワイヤ２の一部を進入させておく。この状態で加圧成形することにより、多孔質焼結体１１と陽極ワイヤ２とが一体品とされる。
【００４５】
樹脂パッケージ３は、たとえばエポキシ樹脂からなり、多孔質焼結体１１を保護するためのものである。樹脂パッケージ３は、たとえばエポキシ樹脂材料を用いてモールド成形される。
【００４６】
陽極導通部材４は、たとえばＣｕメッキされた４２アロイなどのＮｉ−Ｆｅ合金からなり、平板部４１、連結部４２、および薄板部４３によって構成されている。平板部４１は、図１においてｘ方向に延びた平板状に形成されている。平板部４１は、陽極ワイヤ２が接合される部分である。連結部４２は、平板部４１のｘ方向に延びる一端面から延出しており、互いに平行とされた１対の帯状要素からなる。この構成により、連結部４２は、平板部４１や薄板部４３よりも断面サイズが小さい。連結部４２は、略直角に折り曲げられており、先端が薄板部４３に繋がっている。薄板部４３は、平板状であり、平板部４１と平行に配置されている。薄板部４３の裏面は、樹脂パッケージ３から露出している。この薄板部４３の露出面は、固体電解コンデンサＡ１を回路基板（図略）などに面実装するために用いられる陽極実装端子４ａとされている。
【００４７】
陰極導通部材５は、陽極導通部材４と同様に、たとえばＣｕメッキされた４２アロイなどのＮｉ−Ｆｅ合金からなり、平板部５１、連結部５２、および薄板部５３によって構成されている。平板部５１は、ｘ方向に延びた平板状に形成されている。平板部５１は、ヒューズワイヤ６１が接合される部分である。連結部５２は、平板部５１のｘ方向に延びる一端面から延出しており、互いに平行とされた一対の帯状要素からなる。この構成により、連結部５２は、平板部５１や薄板部５３よりも断面サイズが小さい。連結部５２は、略直角に折り曲げられており、先端が薄板部５３に繋がっている。薄板部５３は、平板状であり、平板部５１と平行に配置されている。薄板部５３の裏面は、樹脂パッケージ３から露出している。この薄板部５３の露出面は、固体電解コンデンサＡ１を回路基板（図略）などに面実装するために用いられる陰極実装端子５ａとされている。
【００４８】
ヒューズワイヤ６１は、コンデンサ素子１の導電体層１４と陰極導通部材５とを接続している。ヒューズワイヤ６１は、固体電解コンデンサＡ１に過大な電流が流れたり、コンデンサ素子１が過剰に発熱したりした場合に溶断し、固体電解コンデンサＡ１に流れる電流を遮断する、いわゆるヒューズとしての機能を有するものである。ヒューズワイヤ６１は、たとえばＡｕ−Ｓｎ系合金からなり、その直径がたとえば２０〜１００μｍとされている。本実施形態におけるＡｕ−Ｓｎ系合金は、Ａｕに対して１〜９０重量％（好ましくは５〜３５重量％または５５〜７５重量％）のＳｎを含有させたものである。なお、ヒューズワイヤ６１は、Ａｕの表面にＳｎのめっきが施されたものであってもよい。
【００４９】
ヒューズワイヤ６１は、その一端が陰極導通部材５の平板部５１と接合され、その接合方法としてはいわゆるボールボンディングが用いられている。ボールボンディングは、内部がたとえばＮ2−Ｈ2ガス雰囲気とされたシューター内で行われる。加熱されたキャピラリに支持されたＡｕ−Ｓｎ系合金ワイヤをスパークさせることにより、その一端をボール状とする。このボール状に形成された部分を陰極導通部材５の平板部５１に熱圧着することにより接合される。この熱圧着された部分は、ファーストボンディング部６１ａと呼ばれる。
【００５０】
図３に示すように、ファーストボンディング部６１ａは、扁平な形状に押しつぶされた部分であり、周縁が若干隆起した略円盤状である。本実施形態においては、ファーストボンディング部６１ａが平板部５１に接合されている部分の直径Ｄが、２００〜３００μｍとされている。また、ファーストボンディング部６１ａの平坦な部分の高さＴが、３０〜７０μｍとされている。図１および図２に示すように、ヒューズワイヤ６１の他端は、たとえばＡｇペーストを用いた接合部６８によってコンデンサ素子１の導電体層１４に接合されている。
【００５１】
次に、固体電解コンデンサＡ１の作用について説明する。
【００５２】
本実施形態によれば、ヒューズワイヤ６１は、Ａｕに対して１〜９０重量％のＳｎを含有させたＡｕ−Ｓｎ系合金により構成されているので、たとえばＡｕからなるヒューズワイヤに比べ、強度の高いヒューズワイヤとすることができる。そのため、ヒューズワイヤ６１のワイヤ径は、たとえば２０〜１００μｍといった極細のものであっても、製造工程時において樹脂パッケージ３をモールドする際に、ヒューズワイヤ６１と陰極導通部材５との接合が外れたり、あるいは製品搬送中にヒューズワイヤ６１が切断したりすることを抑制することができる。また、ヒューズワイヤ６１は、Ａｕ−Ｓｎ系合金により構成されているため、環境問題に対応した鉛フリー化を実現することができる。
【００５３】
ヒューズワイヤ６１には、上記したように、たとえば２０〜１００μｍといった極細のものを用いることができるので、たとえばボールボンディング時においてキャピラリによるＡｕ−Ｓｎ系合金ワイヤの引き回しを容易にすることができる。また、固体電解コンデンサＡ１の小型化に有利である。
【００５４】
また、ヒューズワイヤ６１は、上記した組成比のＡｕ−Ｓｎ系合金によって構成されているので、多孔質焼結体１１を構成するたとえばタンタルの発火温度（たとえば４００℃）より低く、固体電解コンデンサＡ１の回路基板（図略）に実装する際の実装温度（たとえば２４０〜２６０℃）より高い溶融温度で溶融させることができる。つまり、回路基板に実装される際にリフロー炉における温度がたとえば２６０℃以下の場合に、ヒューズワイヤ６１は溶断することがなく、固体電解コンデンサＡ１が正常に機能しうる温度において、不必要にヒューズワイヤ６１は溶断することもない。
【００５５】
ヒューズワイヤ６１の一端と陰極導通部材５との接合は、ボールボンディングによる方法で行われている。これにより、陰極導通部材５の表面において狭い面積でヒューズワイヤ６１を接合することが可能であり、小型の固体電解コンデンサの製作に有利である。
【００５６】
次に、上記した作用を確認すべく、本願出願人が行った実験について、表１を参照して説明する。この実験は、ヒューズワイヤを構成する材料がそれぞれ異なる複数種類の固体電解コンデンサを用意し、各固体電解コンデンサの電流溶断時間、溶断温度、および製造工程時においてワイヤ切れなどが生じた数量を調べたものである。
【００５７】
【表１】
【００５８】
ヒューズワイヤの材料としては、表１に示すように、（Ａ）直径６０μｍ程度のＡｕ、（Ｂ）直径３８μｍ程度のＡｕ、（Ｃ）直径２０μｍ程度のＡｕ、（Ｄ）直径６０μｍ程度で約１８重量％のＳｎを含むＡｕ−Ｓｎ系合金、および（Ｅ）直径１５０μｍ程度のＰｂ−Ｓｎ−Ａｇ系合金からそれぞれなる５種類を用意した。ここで、（Ｄ）が本実施形態にかかるヒューズワイヤ６１に適用されたものである。
【００５９】
電流溶断時間の実験では、たとえば２Ａの電流と５Ａの電流とをそれぞれ各固体電解コンデンサに流したときに、ヒューズワイヤが溶断するまでの所要時間を調べた。その結果、２Ａの電流を流したとき、（Ａ）、（Ｂ）では切断が生じず、（Ｃ）〜（Ｅ）では２００ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃの間で溶断した。また、５Ａの電流を流したとき、（Ａ）〜（Ｅ）では４０ｍｓｅｃ〜１．５ｓｅｃの間で溶断した。ヒューズワイヤとしては、たとえば２〜５Ａの電流で１秒以内に溶断することが望ましいとされるが、本実施形態に係るヒューズワイヤ６１に適用された（Ｄ）は、適切な電流溶断時間を示した。
【００６０】
また、溶断温度の実験では、本実施形態に係るヒューズワイヤ６１に適用された（Ｄ）が３４０℃、（Ｅ）が３３０℃でそれぞれ溶断した。（Ｄ）は、たとえばタンタルの発火温度（たとえば４００℃）より低く、固体電解コンデンサＡ１の実装温度（たとえば２４０〜２６０℃）より高い、適切な溶断温度を示した。
【００６１】
さらに、製造工程時においてワイヤ切れやワイヤ流れなどが生じた数量を調べる実験では、（Ｂ）で１０００個中５個、（Ｃ）で１０００個中３５０個のワイヤ切れなどが生じた。ヒューズワイヤ６１に適用された（Ｄ）は、ワイヤ切れやワイヤ流れなどが皆無であった。
【００６２】
このように、本実施形態のヒューズワイヤ６１に適用された（Ｄ）は、適切な溶断時間で溶断することが確認できた。また、回路基板に実装される際の固体電解コンデンサＡ１の実装温度では、ヒューズワイヤ６１は溶断することはなく、固体電解コンデンサＡ１が正常に機能しうる温度において、不必要にヒューズワイヤ６１が溶断することもなく、ヒューズワイヤ６１がヒューズとして正常に機能することが確認された。さらに、製造工程においてワイヤ切れやワイヤ流れなどが生じないことが確認された。
【００６３】
さらに、本願出願人が追加して行った実験について、表２を参照して説明する。
【００６４】
【表２】
【００６５】
Ａｕからなるヒューズワイヤ６１は、ワイヤ径がφ３８、φ２０であると、ワイヤ切れの発生頻度が顕著に増加した。これに対し、Ａｕ−Ｓｎ系のヒューズワイヤ６１は、電流および温度のいずれが上昇した場合においても適切に溶断している。その一方で、ワイヤ径がφ２０の場合にワイヤ切れが発生しているだけであり、その他の条件ではワイヤ切れは発生していない。このことから、Ａｕ−Ｓｎ系のヒューズワイヤ６１は、過電流防止と高温防止の両方の目的のヒューズとして適切に機能しうる。
【００６６】
Ｚｎ−Ａｌ系のヒューズワイヤ６１は、過電流によって比較的短時間で溶断する傾向を示した。このことから、Ｚｎ−Ａｌ系のヒューズワイヤ６１は、過電流防止のヒューズとして好適に機能する。
【００６７】
Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系、Ｓｎ−Ｓｂ系のヒューズワイヤ６１は、いずれも過電流によって比較的短時間で溶断する傾向を示した。また、比較的低い温度で溶断している。これにより、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系、Ｓｎ−Ｓｂ系のヒューズワイヤ６１は、製造工程において晒される温度が比較的低い場合に、過電流防止および高温防止の目的のヒューズとして機能しうる。
【００６８】
図４は、ファーストボンディング部６１ａの直径Ｄと、ファーストボンディング部６１ａの接合強度Ｓｔとの関係を示している。同図に示されているように、直径Ｄが大きくなるほど接合強度Ｓｔは高まる。一方、図５には、直径Ｄと、ワイヤ切れなどの不良発生頻度Ｅｒとの関係を示している。直径Ｄが２００〜３００μｍの範囲においては、不良発生頻度Ｅｒが０である。この範囲においては、図４に示すように、接合強度Ｓｔは２００〜５００ｋｇｆ程度の値をとっている。したがって、直径Ｄを２００〜３００μｍとした構成を採用することにより、接合強度Ｓｔを適切な大きさとするとともに、不良発生頻度Ｅｒを低下させることができる。
【００６９】
図６は、ファーストボンディング部６１ａの高さＴと不良発生頻度Ｅｒとの関係を示している。本図から理解されるように、高さＴが３０〜７０μｍの範囲においては、不良発生頻度Ｅｒは０である。このことから、高さＴを３０〜７０μｍとした構成を採用することにより、不良発生頻度Ｅｒを好適に低下させることができる。
【００７０】
図７〜図２５は、本発明に係る固体電解コンデンサ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。
【００７１】
図７は、本発明の第２実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ２は、陽極導通部材４および陰極導通部材５の構成が上述した第１実施形態の固体電解コンデンサＡ１と異なっている。本実施形態においては、陽極導通部材４は、薄板部４４と、補助部４５とによって構成されている。薄板部４４は、ｘｙ平面に広がる平板状に形成されている。補助部４５は、ｘ方向に延びた略直方体形状に形成されている。補助部４５は、陽極ワイヤ２を支持するためのものである。補助部４５の上端面には、陽極ワイヤ２がたとえば抵抗溶接あるいはレーザ溶接により接合されている。
【００７２】
陰極導通部材５は、薄板部５４と、立設部５５とによって構成されている。薄板部５４は、ｘｙ平面に広がっており、凹部を有している。立設部５５は、薄板部５４の凹部からｚ方向に起立した長板状に形成されている。立設部５５は、コンデンサ素子１の端面と平行に配された面５５ａを有している。立設部５５の面５５ａには、ヒューズワイヤ６１が接合されている。ヒューズワイヤ６１は、棒状に形成され、その他端は、コンデンサ素子１の導電体層１４に接合されている。
【００７３】
立設部５５は、ヒューズワイヤ６１の他端が接合される導電体層１４の接合面の近傍に配されている。面５５ａは、上記接合面と直交する方向に広がる直交面とされている。ヒューズワイヤ６１は、棒状とされており、大きく湾曲する部分を有していない。これにより、ヒューズワイヤ６１は、より単純な形状を維持した状態でかつより短い距離で、導電体層１４と面５５ａとを接続することができる。
【００７４】
図８および図９は、固体電解コンデンサＡ２の製造方法の一部を示す図であり、特に、コンデンサ素子１と陽極導通部材４および陰極導通部材５とを接合する場合の一例を示す図である。この製造工程においては、陽極導通部材４を構成する部分となる薄板部４４および補助部４５と、陰極導通部材５の薄板部５４および立設部５５となる部分５４’，５５’を有する部材５Ａとを用意する。薄板部４４、補助部４５および部材５Ａは、たとえばＣｕメッキされた４２アロイなどのＮｉ−Ｆｅ合金からなるプレートに対して打ち抜きおよびプレス加工を施す、あるいはエッチング処理を施すことによって形成される。
【００７５】
まず、薄板部４４の表面に、ｘ方向に延びるように補助部４５を配置し接合する。次いで、補助部４５の上端面に、コンデンサ素子１の陽極ワイヤ２をたとえば抵抗溶接あるいはレーザ溶接により接合する。この場合、図示していないが、コンデンサ素子１の下部には、コンデンサ素子１を安定して支持するための台座が配置されていてもよい。
【００７６】
次に、薄板部５４となる部分５４’に対して、立設部５５の幅および長さと一致するように２本の切り込みＣ１を入れる。次いで、立設部５５となる部分５５’の一端近傍の位置に、ヒューズワイヤ６１の一端をボールボンディングによって接合する。この場合、ヒューズワイヤ６１を、立設部５５となる部分５５’の面５５ａに対して法線方向に起立するように形成する。
【００７７】
次に、図９に示すように、立設部５５となる部分５５’の根元部分を、ヒューズワイヤ６１の他端がコンデンサ素子１の導電体層１４に当接するまでたとえば金型（図略）を用いて折り曲げる。そして、ヒューズワイヤ６１の他端付近にたとえばＡｇペーストを用いて接合部６８（図７参照）を形成し、ヒューズワイヤ６１の他端と導電体層１４とを接合する。この場合、ヒューズワイヤ６１の他端と導電体層１４との接合部分は、陰極導通部材５寄りであることが望ましい。
【００７８】
その後、図９に示す切断線Ｃ２に沿って薄板部５４となる部材５４’を切断することにより、薄板部５４を形成する。そして、コンデンサ素子１を覆う樹脂パッケージ３の形成を経て、図７に示す固体電解コンデンサＡ２を得る。
【００７９】
このように、本実施形態によれば、陽極導通部材４および陰極導通部材５の構成を、より簡素化することができ、製造工程の短縮化および固体電解コンデンサＡ２の小型化を図ることができる。また、ヒューズワイヤ６１は、棒状に形成されているため、第１実施形態のヒューズワイヤ６１に比べその製作が容易であり、たとえばキャピラリ内でワイヤ自体が破損することを抑制することができる。また、ヒューズワイヤ６１の長さを比較的短くすることが可能であり、材料の削減化を図ることができる。
【００８０】
たとえば、上記実施形態においては、ヒューズワイヤ６１の一端と陰極導通部材５（または５Ａ）との接合は、ボールボンディングによって行われたが、ボールボンディングに代えて、たとえばシザースボンディングといったその他の熱圧着により接合する方法、スポット溶接により接合する方法、あるいはウェッジボンディングにより接合する方法などが適用可能である。
【００８１】
さらに、たとえば図１０に示すように、固体電解コンデンサＡ１の変形例として、ヒューズワイヤ６１を、端部が陰極導通部材５の平板部５１の長手方向に沿うように屈曲された構成としてもよい。この屈曲させた部分６１ｂを平板部５１の表面に接合させる。この方法によっても、比較的少ない面積でヒューズワイヤ６１と平板部５１とを接合させることができる。
【００８２】
図１１および図１２は、本発明の第３実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ３は、陽極導通部材４の連結部４２および陰極導通部材５の連結部５２の一部ずつが、樹脂パッケージ３から突出している点が、上述した固体電解コンデンサＡ１と異なっている。連結部４２および連結部５２は、樹脂パッケージ３からｙ方向に突出し、屈曲された部分を経由してｚ方向下方に向かっている。本実施形態の陽極導通部材４は、側板部４６を有している。連結部４２は側板部４６に繋がっている。側板部４６の下端は、薄板部４３に繋がっている。また、陰極導通部材５は、側板部５６を有している。連結部５２は側板部５６に繋がっている。側板部５６の下端は、薄板部５３に繋がっている。
【００８３】
図１３は、固体電解コンデンサＡ３の製造方法の一例における一工程を示している。たとえば平板を打ち抜き加工することにより形成した部材４Ａ，５Ａを用意する。部材４Ａは、平板部４１、連結部４２、側板部４６、および薄板部４３を有している。部材５Ａは、平板部５１、連結部５２、側板部５６、および薄板部５３を有している。コンデンサ素子１およびワイヤ６１の接合を行った後に、樹脂パッケージ３を形成する。この後に、連結部４２，５２を略直角に折り曲げ、さらに部材４Ａ，５Ａを折り曲げ線Ｌ１に沿って折り曲げる。これにより、固体電解コンデンサＡ３が得られる。
【００８４】
本実施形態によれば、樹脂パッケージ３から露出した側板部４６，５６にハンダフィレットを形成することが可能であり、固体電解コンデンサＡ３の実装強度を高めることができる。また。樹脂パッケージ３を形成した後に、比較的断面サイズが小である連結部４２，５２を折り曲げる加工は、比較的容易に行うことができる。
【００８５】
図１４は、本発明の第４実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ４は、端面３１を有する点が上述したいずれの実施形態とも異なっている。固体電解コンデンサＡ４のｙ方向両端には、互いに平行である端面３１が形成されている。図中左方の端面３１は、樹脂パッケージ３の表面の一部と、陽極導通部材４の補助部４５および薄板部４４の表面の一部と、によって構成されている。図中右方の端面３１は、樹脂パッケージ３の表面の一部によって構成されている。
【００８６】
薄板部４４には、厚肉部４４ａと薄肉部４４ｂとが形成されている。厚肉部４４ａは、補助部４５が接合されており、薄板部４４の厚さ方向視（ｚ方向視）においてコンデンサ素子１とは重なっていない。薄肉部４４ｂは、厚肉部４４ａの半分程度の厚さとされており、ｚ方向視においてコンデンサ素子１と重なっている。
【００８７】
薄板部５４には、厚肉部５４ａと薄肉部５４ｂとが形成されている。厚肉部５４ａは、ｚ方向視においてコンデンサ素子１とは重なっていない。薄肉部５４ｂは、厚肉部５４ａの半分程度の厚さとされており、ｚ方向視においてコンデンサ素子１と重なっている。
【００８８】
図１５は、固体電解コンデンサＡ４の製造方法の一例を示している。本図から理解されるとおり、この製造方法においては、まず上述した固体電解コンデンサＡ２に類似した中間品を作成する。そして、この中間品を切断線Ｃ３に沿って切断する。図中左方の切断線Ｃ３は、補助部４５および薄板部４４を通っている。
【００８９】
このような実施形態によれば、固体電解コンデンサＡ４のｙ方向寸法をより縮小することが可能である。また、補助部４５の露出した部分にハンダフィレットを形成することができる。また、薄肉部４４ｂ，５４ｂを設けることにより、コンデンサ素子１を相対的に下方に配置することが可能であり、固体電解コンデンサＡ４のｚ方向寸法をより縮小させることができる。
【００９０】
図１６および図１７は、本発明の第５実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ５は、ヒューズワイヤ６１が陽極ワイヤ２と陽極導通部材４とを接続している点が、上述した実施形態と異なっている。
【００９１】
本実施形態においては、ヒューズワイヤ６１は陽極ワイヤ２と補助部４５とに、たとえば抵抗溶接あるいはレーザ溶接によって接合されている。一方、コンデンサ素子１と陰極導通部材５とは、たとえばＡｇペースト１５によって接合されている。固体電解コンデンサＡ５もまた、固体電解コンデンサＡ４と同様に端面３１を有している。なお、図１７においては、樹脂パッケージ３およびＡｇペースト１５を省略している。
【００９２】
図１８は、固体電解コンデンサＡ５の製造方法の一例を示している。本図から理解されるように、ヒューズワイヤ６１の接合、樹脂パッケージ３の形成を経た後に、切断線Ｃ４に沿って中間品を切断する。これにより、図１６に示す端面３１が形成される。
【００９３】
このような実施形態によっても、ヒューズワイヤ６１にヒューズ機能を適切に発揮させることができる。また、陽極ワイヤ２側にヒューズワイヤ６１を配置することにより、ヒューズワイヤ６１を覆うために樹脂パッケージ３が大型化することを回避することが可能である。これは、固体電解コンデンサＡ５のさらなる小型化に有利である。
【００９４】
図１９は、本発明の第６実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ６は、２つのヒューズワイヤ６１を備える点が、上述した実施形態と異なっている。図中左方のヒューズワイヤ６１は、陽極ワイヤ２と陽極導通部材４とを接続しており、図中右方のヒューズワイヤ６１は、導電体層１４と陰極導通部材５とを接続している。たとえば、図中左方のヒューズワイヤ６１の材質として、Ｚｎ−Ａｌ系合金を選択し、図中右方のヒューズワイヤ６１としてＡｕ−Ｓｎ系合金を選択する。これにより、図中左方のヒューズワイヤ６１は、電流ヒューズとして機能し、図中右方のヒューズワイヤ６１は温度ヒューズとして機能する。
【００９５】
特に、図中左方のヒューズワイヤ６１はコンデンサ素子１に近接しているため、コンデンサ素子１からの温度が伝わりやすい。これは、コンデンサ素子１が意図せず高温となったときに、即座に溶断することによりさらなる温度上昇を未然に防ぎやすいという利点がある。
【００９６】
図２０は、本発明の第７実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ７は、本発明におけるヒューズ機能を発揮する導体として、ヒューズリボン６２を備える点が上述した実施形態と異なっている。なお、本図においては、樹脂パッケージ３を省略している。ヒューズリボン６２は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなる薄い帯状である。本実施形態においては、ヒューズリボン６２は、幅が２００μｍ程度、厚さが２０μｍ程度とされている。ヒューズリボン６２は、コンデンサ素子１と陰極導通部材５とを接続している。このような実施形態によっても、ヒューズリボン６２にヒューズ機能を適切に発揮させつつ、固体電解コンデンサＡ７の小型化を図ることができる。特に、ヒューズリボン６２は、薄いため、固体電解コンデンサＡ７の小型化に適している。
【００９７】
図２１は、本発明の第８実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ８は、ヒューズリボン６２の構成が上述した固体電解コンデンサＡ７と異なっている。本実施形態においては、ヒューズリボン６２は、コンデンサ素子１の上面と陰極導通部材５とに接合されており、全体として斜めに配置されている。このような構成によれば、コンデンサ素子１と陰極導通部材５との配置を変更することなく、ヒューズリボン６２の長さを固体電解コンデンサＡ７の場合よりも長くすることができる。これは、ヒューズリボン６２の抵抗値の調整に役立つ。
【００９８】
図２２は、本発明の第９実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ９は、本発明におけるヒューズ機能を発揮する導体として、ヒューズビーズ６３を備えている。ヒューズビーズ６３は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなり、球状とされている。ヒューズビーズ６３は、コンデンサ素子１の導電体層１４と陰極導通部材５とを接続している。このような実施形態によっても、固体電解コンデンサＡ９にヒューズ機能を適切に具備させることができる。
【００９９】
図２３は、本発明の第１０実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ１０は、ヒューズビーズ６３が陽極ワイヤ２と陽極導通部材４とを接続している点が、上述した固体電解コンデンサＡ９と異なっている。このような実施形態によっても、固体電解コンデンサＡ１０にヒューズ機能を適切に具備させることができる。
【０１００】
図２４は、本発明の第１１実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ１１は、基板７を備える点が上述したいずれの実施形態とも異なっている。基板７は、絶縁基材７１、陽極パターン７２、中間パターン７３、陰極パターン７４、スルーホール７５，７６、陽極電極パターン７７、および陰極電極パターン７８を有する。絶縁基材７１は、たとえばエポキシ樹脂からなり、略板状である。陽極パターン７２、中間パターン７３、および陰極パターン７４は、絶縁基材７１の表面に形成されており、陽極電極パターン７７および陰極電極パターン７８は、絶縁基材７１の裏面に形成されている。陽極パターン７２、中間パターン７３、陰極パターン７４、陽極電極パターン７７、および陰極電極パターン７８は、たとえばＡｕ−Ｎｉメッキ層からなる。
【０１０１】
陽極パターン７２は、絶縁基材７１の幅方向中央付近に形成されている。本実施形態の陽極ワイヤ２は、コンデンサ素子１の図中下端付近から突出している。陽極パターン７２には、陽極ワイヤ２およびヒューズワイヤ６１がＡｇペースト１６によって接合されている。中間パターン７３には、ヒューズワイヤ６１がＡｇペースト１７によって接合されている。スルーホール７５は、絶縁基材７を貫通しており、中間パターン７３と陽極電極パターン７７とを導通させている。陽極電極パターン７７は、固体電解コンデンサＡ１１の実装に用いられる。
【０１０２】
陰極パターン７４は、絶縁基材７１の表面の長手方向におけるほぼ半分の領域を覆うように形成されている。陰極パターン７４には、図示しないＡｇペーストによってコンデンサ素子１の導電体層１４が接合されている。スルーホール７６は、絶縁基材７１を貫通しており、陰極パターン７４と陰極電極パターン７８とを導通させている。陰極電極パターン７８は、固体電解コンデンサＡ１１の実装に用いられる。
【０１０３】
このような実施形態によれば、固体電解コンデンサＡ１１の小型化を図ることが可能であり、特に固体電解コンデンサＡ１１の薄型化に有利である。ヒューズワイヤ６１は、たとえばワイヤボンディングの手法によって形成する必要がなく、陽極パターン７２と中間パターン７３とを接続するに足る長さとすれば十分である。これは、固体電解コンデンサＡ１１の小型化に適している。
【０１０４】
図２５は、本発明の第１２実施形態に基づく固体電解コンデンサを示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ１２は、絶縁基材７１に厚肉部７１ａが形成されている点が上述した固体電解コンデンサＡ１１と異なっている。本実施形態においては、絶縁基材７１の長手方向一端寄りに厚肉部７１ａが形成されている。また、陽極パターン７２および中間パターン７３が、厚肉部７１ａに形成されている。陽極ワイヤ２は、コンデンサ素子１の幅方向および高さ方向中央から突出しており、その下端が厚肉部７１ａに形成された陽極パターン７２と同じ高さとされている。このような実施形態によっても、固体電解コンデンサＡ１２の小型化を図ることができる。
【０１０５】
本発明に係る固体電解コンデンサおよびその製造方法は、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およびその製造方法の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【０１０６】
Ａ１〜Ａ１２ 固体電解コンデンサ
１ コンデンサ素子
１１ 多孔質焼結体
１２ 誘電体層
１３ 固体電解質層
１４ 導電体層
１５，１６，１７ Ａｇペースト
２ 陽極ワイヤ
３ 樹脂パッケージ
３１ 端面
４ 陽極導通部材
４１ 平板部
４２ 連結部
４３，４４ 薄板部
４５ 補助部
４ａ 陽極実装端子
４６ 側板部
５ 陰極導通部材
５ａ 陰極実装端子
５１ 平板部
５２ 連結部
５３，５４ 薄板部
５５ 立設部
５６ 側板部
６１ ヒューズワイヤ（導体）
６１ａ ファーストボンディング部
６２ ヒューズリボン（導体）
６３ ヒューズビーズ
６８ 接合部
７ 基板
７１ 絶縁基材
７１ａ 厚肉部
７２ 陽極パターン
７３ 中間パターン
７４ 陰極パターン
７５，７６ スルーホール
７７ 陽極電極パターン
７８ 陰極電極パターン
【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、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子と、
外部導通部材と、
上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層と上記外部導通部材とを導通させるとともに、ヒューズとして機能する導体と、
を備える固体電解コンデンサであって、
上記導体は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなることを特徴とする、固体電解コンデンサ。
【請求項２】
上記導体は、ワイヤによって構成されており、
上記ワイヤの直径は、２０〜１００μｍである、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
上記導体のうち、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層、あるいは上記外部導通部材に接合されている部分であるファーストボンディング部は、接合部分の直径が２００〜３００μｍである、請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
上記ファーストボンディング部の高さは、３０〜７０μｍである、請求項３に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
上記導体は、Ａｕ−Ｓｎ系合金からなり、かつＡｕとＳｎとの重量比率は、９５：５〜６５：３５または４５：５５〜２５：７５の範囲とされる、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。
【請求項６】
上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージをさらに備えており、
上記外部導通部材は、上記樹脂パッケージから露出しており、かつ実装端子として用いられる薄板部と、上記樹脂パッケージに覆われており、かつ上記導体が接合された平板部と、上記薄板部および上記平板部を連結する連結部と、を有している、請求項１ないし５のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項７】
上記薄板部と上記平板部とは、互いに平行である、請求項６に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項８】
上記連結部は、上記薄板部および上記平板部よりも、上記薄板部および上記平板部を連結する方向と直角である断面寸法が小であり、かつ折り曲げられている、請求項７に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項９】
上記連結部は、上記樹脂パッケージによって覆われている、請求項８に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１０】
上記連結部の少なくとも一部は、上記樹脂パッケージから露出している、請求項８に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１１】
上記薄板部は、その厚さ方向視において上記コンデンサ素子と重なる薄肉部と、上記コンデンサ素子と重ならない厚肉部と、を有している、請求項６ないし１０のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１２】
上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージをさらに備えており、
上記外部導通部材は、上記樹脂パッケージから露出しており、かつ実装端子として用いられる薄板部と、上記薄板部に対して直角である立設部とを有しており、
上記導体の端部が上記立設部に接合されている、請求項１ないし５のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１３】
上記薄板部は、その厚さ方向視において上記コンデンサ素子と重なる薄肉部と、上記コンデンサ素子と重ならない厚肉部と、を有している、請求項１２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１４】
上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージをさらに備えており、
上記陽極ワイヤが延びる方向に対して交差しており、かつ上記陽極ワイヤに導通する上記外部導通部材の表面の一部と上記樹脂パッケージの表面の一部とが面一に繋がることにより形成された端面を有する、請求項１ないし５のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１５】
上記陽極ワイヤと上記外部導通部材とは、上記導体を介して導通している、請求項１４に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１６】
上記外部導通部材は、上記樹脂パッケージから露出しており、かつ実装端子として用いられる薄板部を有しており、
上記薄板部は、その厚さ方向視において上記コンデンサ素子と重なる薄肉部と、上記コンデンサ素子と重ならない厚肉部と、を有している、請求項１４または１５に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１７】
上記導体は、帯状である、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１８】
上記導体は、球状である、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１９】
弁作用金属からなる多孔質焼結体、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子と、
外部導通部材と、
上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層と上記外部導通部材とを電気的に接続するとともに、ヒューズとして機能する導体と、
を備える固体電解コンデンサであって、
板状の絶縁基材と、上記絶縁基材の表面に形成された陽極パターンおよびこの陽極パターンから離間した中間パターンと、上記絶縁基材の裏面に形成された陽極電極パターンと、上記中間パターンおよび上記陽極電極パターンをつなぐ陽極スルーホールと、を有する基板をさらに備えており、
上記陽極パターンには、上記陽極ワイヤが接合されており、
上記陽極パターンと上記中間パターンとは、上記導体によって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２０】
上記陽極ワイヤは、上記絶縁基材の厚さ方向において上記絶縁基板寄りに配置されている、請求項１９に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項２１】
上記基板は、上記絶縁基材の表面に形成された陰極パターンと、上記絶縁基材の裏面に形成された陰極電極パターンと、上記陰極パターンおよび上記陰極電極パターンとをつなぐ陰極スルーホールと、をさらに備えており、
上記陰極パターンは、上記固体電解質層と導通している、請求項１９または２０に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項２２】
上記導体は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなる、請求項１９ないし２１のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項２３】
上記多孔質焼結体は、タンタルまたはニオブからなる、請求項１ないし２２のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項２４】
ヒューズ機能を発揮しうる導体の一部を、外部導通部材に対してボールボンディングを用いて接合する工程と、
上記導体の他の部分を、弁作用金属からなる多孔質焼結体、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子の、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層に導通させる工程と、を有す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２５】
上記導体の一端を上記外部導通部材に接合した後、上記導体を棒状に起立させる工程と、
上記導体が接合された上記外部導通部材を折り曲げる工程と、
上記外部導通部材が折り曲げられた状態で上記導体の他の部分を上記固体電解質層を覆う上記導電体層に接合する工程と、
を有する、請求項２４に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２６】
ヒューズ機能を発揮しうる導体の一部を、外部導通部材に対して接合する工程と、
上記導体の他の部分を、弁作用金属からなる多孔質焼結体、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子の、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層に導通させる工程と、
上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージを形成する工程と、
上記樹脂パッケージと上記外部導通部材とを一括して切断する工程と、
を有す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２７】
上記導体は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなる、請求項２４ないし２６のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項１】
弁作用金属からなる多孔質焼結体、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子と、
外部導通部材と、
上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層と上記外部導通部材とを導通させるとともに、ヒューズとして機能する導体と、
を備える固体電解コンデンサであって、
上記導体は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなることを特徴とする、固体電解コンデンサ。
【請求項２】
上記導体は、ワイヤによって構成されており、
上記ワイヤの直径は、２０〜１００μｍである、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
上記導体のうち、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層、あるいは上記外部導通部材に接合されている部分であるファーストボンディング部は、接合部分の直径が２００〜３００μｍである、請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
上記ファーストボンディング部の高さは、３０〜７０μｍである、請求項３に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
上記導体は、Ａｕ−Ｓｎ系合金からなり、かつＡｕとＳｎとの重量比率は、９５：５〜６５：３５または４５：５５〜２５：７５の範囲とされる、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。
【請求項６】
上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージをさらに備えており、
上記外部導通部材は、上記樹脂パッケージから露出しており、かつ実装端子として用いられる薄板部と、上記樹脂パッケージに覆われており、かつ上記導体が接合された平板部と、上記薄板部および上記平板部を連結する連結部と、を有している、請求項１ないし５のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項７】
上記薄板部と上記平板部とは、互いに平行である、請求項６に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項８】
上記連結部は、上記薄板部および上記平板部よりも、上記薄板部および上記平板部を連結する方向と直角である断面寸法が小であり、かつ折り曲げられている、請求項７に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項９】
上記連結部は、上記樹脂パッケージによって覆われている、請求項８に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１０】
上記連結部の少なくとも一部は、上記樹脂パッケージから露出している、請求項８に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１１】
上記薄板部は、その厚さ方向視において上記コンデンサ素子と重なる薄肉部と、上記コンデンサ素子と重ならない厚肉部と、を有している、請求項６ないし１０のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１２】
上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージをさらに備えており、
上記外部導通部材は、上記樹脂パッケージから露出しており、かつ実装端子として用いられる薄板部と、上記薄板部に対して直角である立設部とを有しており、
上記導体の端部が上記立設部に接合されている、請求項１ないし５のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１３】
上記薄板部は、その厚さ方向視において上記コンデンサ素子と重なる薄肉部と、上記コンデンサ素子と重ならない厚肉部と、を有している、請求項１２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１４】
上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージをさらに備えており、
上記陽極ワイヤが延びる方向に対して交差しており、かつ上記陽極ワイヤに導通する上記外部導通部材の表面の一部と上記樹脂パッケージの表面の一部とが面一に繋がることにより形成された端面を有する、請求項１ないし５のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１５】
上記陽極ワイヤと上記外部導通部材とは、上記導体を介して導通している、請求項１４に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１６】
上記外部導通部材は、上記樹脂パッケージから露出しており、かつ実装端子として用いられる薄板部を有しており、
上記薄板部は、その厚さ方向視において上記コンデンサ素子と重なる薄肉部と、上記コンデンサ素子と重ならない厚肉部と、を有している、請求項１４または１５に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１７】
上記導体は、帯状である、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１８】
上記導体は、球状である、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１９】
弁作用金属からなる多孔質焼結体、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子と、
外部導通部材と、
上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層と上記外部導通部材とを電気的に接続するとともに、ヒューズとして機能する導体と、
を備える固体電解コンデンサであって、
板状の絶縁基材と、上記絶縁基材の表面に形成された陽極パターンおよびこの陽極パターンから離間した中間パターンと、上記絶縁基材の裏面に形成された陽極電極パターンと、上記中間パターンおよび上記陽極電極パターンをつなぐ陽極スルーホールと、を有する基板をさらに備えており、
上記陽極パターンには、上記陽極ワイヤが接合されており、
上記陽極パターンと上記中間パターンとは、上記導体によって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２０】
上記陽極ワイヤは、上記絶縁基材の厚さ方向において上記絶縁基板寄りに配置されている、請求項１９に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項２１】
上記基板は、上記絶縁基材の表面に形成された陰極パターンと、上記絶縁基材の裏面に形成された陰極電極パターンと、上記陰極パターンおよび上記陰極電極パターンとをつなぐ陰極スルーホールと、をさらに備えており、
上記陰極パターンは、上記固体電解質層と導通している、請求項１９または２０に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項２２】
上記導体は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなる、請求項１９ないし２１のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項２３】
上記多孔質焼結体は、タンタルまたはニオブからなる、請求項１ないし２２のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項２４】
ヒューズ機能を発揮しうる導体の一部を、外部導通部材に対してボールボンディングを用いて接合する工程と、
上記導体の他の部分を、弁作用金属からなる多孔質焼結体、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子の、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層に導通させる工程と、を有す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２５】
上記導体の一端を上記外部導通部材に接合した後、上記導体を棒状に起立させる工程と、
上記導体が接合された上記外部導通部材を折り曲げる工程と、
上記外部導通部材が折り曲げられた状態で上記導体の他の部分を上記固体電解質層を覆う上記導電体層に接合する工程と、
を有する、請求項２４に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２６】
ヒューズ機能を発揮しうる導体の一部を、外部導通部材に対して接合する工程と、
上記導体の他の部分を、弁作用金属からなる多孔質焼結体、この多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤ、この多孔質焼結体を覆う誘電体層および固体電解質層、を有するコンデンサ素子の、上記陽極ワイヤまたは上記固体電解質層に導通させる工程と、
上記コンデンサ素子を覆う樹脂パッケージを形成する工程と、
上記樹脂パッケージと上記外部導通部材とを一括して切断する工程と、
を有す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２７】
上記導体は、Ａｕ−Ｓｕ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｚｎ−Ａｌ系合金、Ｓｎ−Ａｇ−Ｃｕ系合金、Ｓｎ−Ｃｕ−Ｎｉ系合金、Ｓｎ−Ｓｂ系合金の少なくともいずれかを含む金属からなる、請求項２４ないし２６のいずれかに記載の固体電解コンデンサの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【公開番号】特開２０１０−２５１７１６（Ｐ２０１０−２５１７１６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４４８５６（Ｐ２０１０−４４８５６）
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２日（２０１０．３．２）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]