固体電解コンデンサ及びその製造方法
【課題】漏れ電流を抑制するとともにコストを削減できる固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】弁作用金属を有する陽極体の表面に陰極層を形成するとともに前記陽極体の一端の端子導出面から導出される陽極ワイヤを有したコンデンサ素子と、前記陽極ワイヤに接合される陽極端子と、前記陰極層に接合される陰極端子と、前記コンデンサ素子の一部または全部を覆う樹脂から成る保護層と、前記保護層よりも硬質な樹脂により前記保護層及び前記陽極ワイヤを含む前記コンデンサ素子の周囲を被覆して外装を形成する外装体とを備え、前記保護層が前記外装体よりも大きい線膨張係数を有し、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間における前記外装体と前記保護層との重量和に対する前記外装体の重量比を５０％以上にした。
【解決手段】弁作用金属を有する陽極体の表面に陰極層を形成するとともに前記陽極体の一端の端子導出面から導出される陽極ワイヤを有したコンデンサ素子と、前記陽極ワイヤに接合される陽極端子と、前記陰極層に接合される陰極端子と、前記コンデンサ素子の一部または全部を覆う樹脂から成る保護層と、前記保護層よりも硬質な樹脂により前記保護層及び前記陽極ワイヤを含む前記コンデンサ素子の周囲を被覆して外装を形成する外装体とを備え、前記保護層が前記外装体よりも大きい線膨張係数を有し、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間における前記外装体と前記保護層との重量和に対する前記外装体の重量比を５０％以上にした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁作用を有する陽極体の表面に陰極層を形成したコンデンサ素子を樹脂により被覆した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】
従来の固体電解コンデンサは特許文献１に開示されている。図４はこの固体電解コンデンサの正面断面図を示している。固体電解コンデンサ１は弁作用金属を成形した陽極体の表面を固体電解質層から成る陰極層で覆うコンデンサ素子１０を有している。陰極層の周囲には陰極引出し層１５が形成される。陽極体には一面から陽極ワイヤ１６が導出され、陽極ワイヤ１６にはリードフレーム等から成る陽極端子４が溶接等によって接合される。陰極引出し層１５にはリードフレーム等から成る陰極端子５が銀ペースト等の接着層６を介して接合される。
【０００３】
コンデンサ素子１０は陽極ワイヤ１６とともにエポキシ樹脂等の硬質の樹脂から成る外装体３により被覆される。外装体３はコンデンサ素子１０を配した金型のキャビティ内に溶融状態で射出してトランスファ成形され、コンデンサ素子１０をモールドして硬化される。この時、外装体３のトランスファ成形時の樹脂突入による衝撃がコンデンサ素子１０に加わり、コンデンサ素子１０が機械的ストレスを受ける。また、外装体３の硬化時の収縮によってコンデンサ素子１０が機械的ストレスを受ける。
【０００４】
コンデンサ素子１０は機械的ストレスを受けると漏れ電流が著しく増加する。このため、コンデンサ素子１０を高温下で電圧印加する所謂エージング工程により修復が必要となる。しかし、モールド時のダメージが大きい場合はエージングしても修復が困難となり、ショートや漏れ電流不良によって歩留りが低下する。
【０００５】
また、固体電解コンデンサ１の完成後もユーザにおいて、陽極端子４及び陰極端子５をリフロー半田等により半田付けする際に外装体３が急激に膨張及び収縮する。このため、エージング工程を経た固体電解コンデンサ１のコンデンサ素子１０が再度機械的ストレスを受けて漏れ電流が増加する問題がある。
【０００６】
これらの問題を解決するために、特許文献２には外装体３とコンデンサ素子１０との間に保護層（緩衝層）を設けた固体電解コンデンサが開示される。図５はこの固体電解コンデンサの正面断面図を示している。同図において、前述の図４と同様の部分には同一の符号を付している。
【０００７】
コンデンサ素子１０は陽極ワイヤ１６とともに保護層２により覆われ、保護層２の外側にエポキシ樹脂等の硬質の樹脂から成る外装体３が薄い層により被覆される。保護層２は外装体３よりも線膨張係数が小さく、低応力のシリコーン樹脂等により形成される。
【０００８】
外装体３はコンデンサ素子１０を配した金型のキャビティ内に溶融状態で射出してトランスファ成形され、コンデンサ素子１０をモールドした後に硬化される。外装体３の硬化時の収縮は保護層２の弾性により吸収されるため、コンデンサ素子１０の機械的ストレスが抑制される。
【０００９】
また、外装体３のトランスファ成形時の樹脂突入による衝撃が軟質な保護層２により吸収され、コンデンサ素子１０のダメージを抑制することができる。従って、コンデンサ素子１０の機械的損傷による漏れ電流を抑制することができる。
【００１０】
加えて、陽極端子４及び陰極端子５をリフロー半田等により半田付けする際に外装体３及び保護層２が急激に膨張及び収縮する。この時、上記と同様に外装体３の伸縮は保護層２の弾性により吸収され、コンデンサ素子１０の機械的ストレスが抑制される。更に、外装体３に比べて保護層２の線膨張係数が小さいため、固体電解コンデンサ１にリフロー半田の熱がかかっても外装体３よりも保護層２の膨張が小さく外装体３は破裂しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−４５２３５号公報（第６頁−第１１頁、第１６図）
【特許文献２】特開平５−１３６００９号公報（第５頁−第７頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献２に開示された固体電解コンデンサ１によると、保護層２として用いられる低応力で且つ外装体３を形成するエポキシ樹脂等の硬質の樹脂よりも線膨張係数の小さいシリコーン樹脂等は非常に高価である。このため、固体電解コンデンサ１のコストが大きくなる問題があった。
【００１３】
本発明は、漏れ電流を抑制するとともにコストを削減できる固体電解コンデンサ及びそ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】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明の固体電解コンデンサは、弁作用を有する陽極体と誘電体を介して前記陽極体を覆う陰極層とを有するとともに前記陽極体の一端の端子導出面に陽極ワイヤが突設されるコンデンサ素子と、前記陽極ワイヤに接合される陽極端子と、前記陰極層に導通する陰極端子と、前記コンデンサ素子の一部または全部を覆う樹脂から成る保護層と、前記保護層よりも硬質な樹脂により前記保護層及び前記陽極ワイヤを含む前記コンデンサ素子の周囲を被覆して外装を形成する外装体とを備え、前記保護層が前記外装体よりも大きい線膨張係数を有し、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間における前記外装体と前記保護層との重量和に対する前記外装体の重量比を５０％以上にしたことを特徴としている。
【００１５】
この構成によると、コンデンサ素子はニオブやタンタル等の弁作用を有する金属や酸化物から成る陽極体の表面に酸化被膜等の誘電体が形成され、誘電体の表面に二酸化マンガンや有機導電性ポリマー等の固体電解質層から成る陰極層が設けられる。また、コンデンサ素子には陽極体の一面の端子導出面に陽極ワイヤが植設や溶接によって突設される。陽極ワイヤにはリードフレーム等の陽極端子が接合され、陰極層に導通するリードフレーム等の陰極端子が設けられる。コンデンサ素子の周囲は樹脂から成る保護層が形成され、保護層の周囲及び陽極ワイヤが保護層よりも硬質な樹脂から成る外装体により被覆される。保護層は外装体よりも大きい線膨張係数を有し、陽極端子側の外装体の重量が外装体と保護層との重量和の５０％以上になっている。外装体のトランスファ成形時の樹脂突入による衝撃、外装体の硬化時の収縮、陽極端子及び陰極端子の半田付け時の外装体の伸縮は、軟質な保護層の弾性によって吸収される。また、陽極ワイヤの周囲の保護層が外装体に対して少ないため、陽極端子及び陰極端子の半田付け時の保護層の熱膨張による外装体の破裂が防止される。
【００１６】
また本発明は、上記構成の固体電解コンデンサにおいて、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間に前記保護層が設けられないことを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の固体電解コンデンサにおいて、前記保護層の動的粘弾性率が２００ＭＰａ以下であることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の固体電解コンデンサにおいて、前記保護層のデュロメータＡに基づく硬度が９０度以下であることを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の固体電解コンデンサにおいて、前記陽極体がニオブまたはニオブ酸化物を主成分とすることを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成の固体電解コンデンサにおいて、前記陰極層が有機導電性ポリマーから成ることを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、上記構成の固体電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子の前記端子導出面に対向する端面とこれに対向する前記外装体の外面との間の前記保護層及び前記外装体の体積に対し、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間の前記保護層及び前記外装体の体積を１．４倍以上にしたことを特徴としている。
【００２２】
また本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用を有する陽極体と誘電体を介して前記陽極体を覆う陰極層とを有するとともに前記陽極体の一端の端子導出面に陽極ワイヤが突設されるコンデンサ素子を形成する工程と、
前記陽極ワイヤに陽極端子を接合する工程と、
前記陰極層に導通した陰極端子を設ける工程と、
前記コンデンサ素子の一部または全部を樹脂により覆う保護層を形成する工程と、
前記保護層及び前記陽極ワイヤを含む前記コンデンサ素子の周囲を被覆して外装を成す外装体を前記保護層よりも硬質な樹脂により形成する工程と、
を備え、前記保護層が前記外装体よりも大きい線膨張係数を有し、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間における前記外装体と前記保護層との重量和に対する前記外装体の重量比を５０％以上にしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、外装体が保護層よりも硬質な樹脂から成るとともに保護層が外装体よりも大きな線膨張係数を有し、陽極ワイヤを導出する端子導出面とこれに対向する外装体の外面との間における外装体と保護層との重量和に対する外装体の重量比を５０％以上にしたので、固体電解コンデンサのコストを削減することができる。また、外装体の硬化時の収縮や陽極端子及び陰極端子を半田付けする際の外装体の伸縮が保護層の弾性により吸収される。更に、外装体のトランスファ成形時の樹脂突入による衝撃が軟質な保護層により吸収される。従って、コンデンサ素子の機械的ストレスによる漏れ電流を抑制することができる。加えて、端子導出面側において陽極ワイヤを覆う保護層及び外装体が広い範囲に設けられるが、熱膨張係数の大きい保護層が少ないため半田付け時の保護層の熱膨張による外装体の破裂を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態の固体電解コンデンサを示す正面断面図
【図２】図１のＡ部拡大図
【図３】本発明の第２実施形態の固体電解コンデンサを示す正面断面図
【図４】従来の固体電解コンデンサを示す正面断面図
【図５】従来の他の固体電解コンデンサを示す正面断面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。説明の便宜上、前述の図４、図５に示す従来例と同様の部分には同一の符号を付している。図１は第１実施形態の固体電解コンデンサを示す正面断面図である。また、図２は図１のＡ部拡大図を示している。固体電解コンデンサ１は保護層２及び外装体３で覆われるコンデンサ素子１０を有している。
【００２６】
コンデンサ素子１０は一端に陽極ワイヤ１６を植設されたタンタル、ニオブ、ニオブ酸化物等の弁作用を有する金属や酸化物の粉末を所定の寸法に成形し、高温真空焼結して多孔質の陽極体１２が形成される。これにより、陽極体１２の一面の端子導出面１２ａに陽極ワイヤ１６が突設される。陽極ワイヤ１６は通常、陽極体１２と同じ材質により形成される。陽極ワイヤ１６は焼結後の陽極体１２の端子導出面１２ａに電気溶接してもよい。
【００２７】
次に、この多孔質体から成る陽極体１２を陽極酸化（化成）によって酸化皮膜から成る誘電体１３を多孔質体の内部まで全表面に形成する。次に、誘電体１３の全表面を覆うように二酸化マンガンや有機導電性ポリマー等の固体電解質層から成る陰極層１４を多孔質体の内部まで形成する。
【００２８】
次に、陰極層１４の周囲にカーボン層及び銀層を積層して陰極引出し層１５を形成し、コンデンサ素子１０が得られる。この時、陰極引出し層１５は短絡回避のため端子導出面１２ａには設けられない。
【００２９】
陽極ワイヤ１６にはリードフレームから成る陽極端子４が溶接して接合される。陰極引出し層１５にはリードフレームから成る陰極端子５が導電接着剤から成る接着層６を介して取り付けられる。これにより、陰極層１４と陰極端子５とが導通する。
【００３０】
次に、陽極端子４及び陰極端子５の先端を避けてコンデンサ素子１０の周囲に軟質の樹脂から成る保護層２を塗布し、コンデンサ素子１０が保護層２により覆われる。この時、保護層２は陽極体１２の端子導出面１２ａ及び陰極引出し層１５の全面に設けてもよく、一部を省いてもよい。軟質な樹脂から成る保護層２として、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等が用いられる。
【００３１】
次に、トランスファ成形によってコンデンサ素子１０が外装体３により樹脂モールドされる。即ち、コンデンサ素子１０を成形金型（不図示）のキャビティ内に設置し、陽極端子４及び陰極端子５の先端はそれぞれキャビティの外部に引き出される。外装体３は硬化した際に保護層２よりも硬質な樹脂から成り、例えば、密封性に優れて外力に強いエポキシ樹脂等が用いられる。
【００３２】
高温（例えば、１８０℃）で熱溶融された高粘度（数百〜数千Ｐ）の溶融状態の樹脂は細い（例えば、内径が０．１ｍｍ2以下）ゲートを介して高圧力（数ＭＰａ〜数１０ＭＰａ）でキャビティ内に射出される。これにより、コンデンサ素子１０は外装体３により被覆される。
【００３３】
この時、陽極ワイヤ１６も同時に外装体３により被覆される。このため、陰極引出し層１５の端子導出面１２ａに対向する端面１５ａとこれに対向する外装体３の外面３ｂとの間の保護層２及び外装体３の体積に対し、端子導出面１２ａとこれに対向する外装体３の外面３ａとの間の保護層２及び外装体３の体積は１．４倍以上に形成される。
【００３４】
そして、外装体３の外部に引出した陽極端子４及び陰極端子５を所定の寸法に切断し、外装体３に沿って折り曲げて陽極半田付け部４ａ及び陰極半田付け部５ａを形成する。これにより、チップ型の固体電解コンデンサ１が得られる。
【００３５】
また、固体電解コンデンサ１はリフロー半田等により陽極半田付け部４ａ及び陰極半田付け部５ａを半田付けして回路基板に実装される。この時、固体電解コンデンサ１は約２５０℃の高温で約１０秒〜数分程度の熱衝撃を受ける。
【００３６】
上記の固体電解コンデンサ１の保護層２は外装体３よりも軟質であるため弾性係数が小さく、更に外装体３よりも線膨張係数の大きい樹脂が用いられる。そして、端子導出面１２ａとこれに対向する外装体３の外面３ａとの間における外装体３と保護層２との重量和に対する外装体３の重量比が５０％以上に形成される。
【００３７】
保護層２として用いられる軟質で線膨張係数の大きい樹脂は、軟質で線膨張係数の小さい樹脂に比して安価である。このため、固体電解コンデンサ１のコストを削減することができる。
【００３８】
加えて、外装体３のトランスファ成形後の硬化時に発生する体積収縮が保護層２の弾性により吸収される。また、陽極端子４及び陰極端子５をリフロー半田等により半田付けする際に外装体３及び保護層２が急激に膨張及び収縮する。この時、外装体３の伸縮は保護層２の弾性により吸収される。更に、外装体３のトランスファ成形時の樹脂突入による衝撃が軟質な保護層２により吸収される。従って、コンデンサ素子１０の機械的ストレスによる漏れ電流を抑制することができる。
【００３９】
また、コンデンサ素子１０の端子導出面１２ａ側は陽極ワイヤ１６を覆うために端面１５ａ側よりも保護層２及び外装体３の体積が大きい。このため、陽極半田付け部４ａ及び陰極半田付け部５ａを半田付けする際に保護層２の熱膨張によって外装体３が破裂する可能性がある。しかしながら、端子導出面１２ａ側の保護層２が外装体３に対して少ないため、半田付け時の保護層２の熱膨張による外装体３の破裂を防止することができる。
【００４０】
特に、本実施形態に示すように、端子導出面１２ａ側の保護層２及び外装体３の体積が端面１５ａ側の保護層２及び外装体３の体積の１．４倍以上であるため、端子導出面１２ａ側の保護層２が多くなると外装体３が破裂し易くなる。このため、端子導出面１２ａ側の保護層２を外装体３に対して少なくすることにより、外装体３の破裂防止に対してより大きな効果を奏することができる。
【００４１】
また、端子導出面１２ａ以外の面は保護層２及び外装体３を薄く形成できるため全体として保護層２が少なく、熱膨張の影響が小さい。このため、保護層２による外装体３の破裂には至らない。
【００４２】
次に、図３は第２実施形態の固体電解コンデンサ１の正面断面図を示している。説明の便宜上、前述の図１、図２に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態の固体電解コンデンサ１は、コンデンサ素子１０を覆う保護層２が端子導出面１２ａを除く周面に設けられる。即ち、端子導出面１２ａとこれに対向する外装体３の外面３ａとの間における外装体３と保護層２との重量和に対する外装体３の重量比が１００％に形成される。その他の部分は第１実施形態と同様である。
【００４３】
外装体３をトランスファ成形する際の金型のゲートはキャビティの端子導出面１２ａに対向する面以外に設けられる。これにより、端子導出面１２ａに保護層２が設けられなくても外装体３のトランスファ成形時の樹脂突入による衝撃を保護層２により吸収することができる。また、端子導出面１２ａ側の保護層２が設けられないため、半田付け時の保護層２の熱膨張による外装体３の破裂を防止することができる。
【００４４】
また、コンデンサ素子１０の端子導出面１２ａを除く略全面が保護層２により覆われるため、トランスファ成形時や半田付け時の外装体３の伸縮が保護層２により吸収される。従って、コンデンサ素子１０の機械的ストレスを抑制することができる。
【００４５】
表１は第１、第２実施形態の固体電解コンデンサ１の試作した時の完成歩留り、並びにこれらの半田付け耐熱試験を行って漏れ電流ＬＣ（Leakage Current）及び外観を調べた結果を示している。各試験の保護層２は表２のＡ〜Ｄに示す樹脂を用い、外装体３は表２のＥに示す樹脂を用いている。各保護層２の樹脂は外装体３の樹脂よりも軟質で線膨張係数が大きくなっている。
【００４６】
表２において保護層２の樹脂の硬度はＪＩＳ Ｋ ６２５３に基づくデュロメータ Ａの値を示している。尚、デュロメータ Ａの硬度が９０度を超えると測定精度が著しく低下する。このため、樹脂Ｄについては動的粘弾性測定装置（例えば、ティ・エー・インスツルメント・ジャパン（株）社製 Ｑ８００）で測定した動的粘弾性の弾性率を計測している。また、樹脂Ｅについては硬度が大きいためデュロメータ Ａ及び動的粘弾性測定装置による測定ができなかった。
【００４７】
各試料は陽極体１２としてＣＶ積１０万μＦＶ／ｇのニオブ粉末６０ｍｇにニオブの陽極ワイヤ１６を植設して成形焼結し、硝酸水溶液中にて４５Ｖで化成して酸化皮膜の誘電体１３を形成する。そして、陰極層１４としてポリピロール重合層を設け、更に陰極引出し層１５となるカーボン層及び銀層を順次形成してコンデンサ素子１０を作成した。
【００４８】
コンデンサ素子１０は保護層２及び外装体３で樹脂モールドして固体電解コンデンサ１の外形寸法を７．３ｍｍ×４．３ｍｍ×２．８ｍｍに形成している。また、各試料の端子導出面１２ａ側の保護層２及び外装体３の体積は端面１５ａ側の保護層２及び外装体３の体積の１．４倍に形成されている。そして、最高温度２５０℃（５秒間）に設定した半田リフローシュミレータ試験機で２回（１回当たり４分）繰り返し処理して半田付け耐熱試験を行った。
【００４９】
表１の「外装体重量比」の項目は端子導出面１２ａとこれに対向する外装体３の外面３ａとの間における外装体３と保護層２との重量和に対する外装体３の重量比を示している。即ち、試験番号１、３、５、６、８及び比較例３、４は端子導出面１２ａに保護層２を設けた第１実施形態の構造を有し、試験番号２、４、７は端子導出面１２ａに保護層２が設けられない第２実施形態の構造を有している。また、比較例１、２はコンデンサ素子１０の周囲全面に保護層２が設けられない構造を有している。尚、歩留りについては各条件で２００個の試料を試験し、１０Ｖ印加時の漏れ電流が１００μＡ以下を良品とした。また、半田付け耐熱試験については各条件において２０個の試料を試験した。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
上記試験結果によると、保護層２のない比較例１、２で歩留りが突出して低い。これは、外装体３のエポキシ樹脂注入時の突進衝撃によるダメージと該樹脂硬化時の硬化収縮によるストレスによってエージングで修復しきれなかったものが多数発生したためである。また、比較例１、２では半田付け耐熱試験後の漏れ電流ＬＣが著しく増大している。
【００５３】
また、端子導出面１２ａ側の外装体３の重量比が小さい比較例３、４（それぞれ、２５％、４０％）では半田付け耐熱試験後の外装体３の破裂が全数または半数以上に発生した。
【００５４】
これに対し、試験番号１〜８の試料はいずれも半田付け耐熱試験後の漏れ電流ＬＣが比較例１、２に比して著しく小さい。また、各試験の計１６０個の試料について、半田付け耐熱試験後の外装体３の破裂痕等の外観異常は殆ど見られなかった。従って、外装体３の破裂を防止するとともにコンデンサ素子１０の機械的ストレスを抑制できることが確認された。
【００５５】
尚、保護層２を動的粘弾性が２００ＭＰａの樹脂により形成した場合も同様の結果が得られた。
【００５６】
また、各試験片は陽極体１２としてニオブを用い、陰極層１４として有機導電性ポリマーを用いているが、陽極体１２としてタンタル等の他の材料を用いた場合や陰極層１４として二酸化マンガン等の他の材料を用いた場合も同様の効果を得ることができることは明らかである。
【００５７】
しかしながら、特に、陽極体１２としてニオブやニオブ酸化物を主成分として用いた場合や陰極層１４として有機導電性ポリマーを用いた場合に、コンデンサ素子１０が機械的ストレスを受けやすい。
【００５８】
即ち、ニオブの融点は２４７０℃であり、タンタルの融点は２９９０℃である。このため、ニオブやニオブ酸化物の焼結温度はタンタルよりも低く、陽極体１２として用いた際に機械的ストレスに対する強度が低い。また、有機導電性ポリマーは二酸化マンガンよりも耐熱性が低く、陰極層１４として用いた際に機械的ストレスに対する強度が低い。
【００５９】
加えて、外装体３のトランスファ成形に伴うコンデンサ素子１０の機械的ストレスによる漏れ電流の上昇は、高温下で電圧印加する所謂エージング工程により修復が可能である。この時、誘電体１３の欠陥部分の修復には酸素原子を必要とする。このため、陰極層１４として二酸化マンガンを用いた場合は酸素を供給できるため誘電体１３を修復できるが、有機導電性ポリマーを用いた場合は酸素を含まないため誘電体１３の修復が困難となる。
【００６０】
従って、陽極体１２がニオブやニオブ酸化物を主成分とする場合や、陰極層１４が有機導電性ポリマーから成る場合には、第１、第２実施形態の構成によってコンデンサ素子１０の機械的ストレスを抑制してより大きな効果を奏することができる。
【００６１】
尚、第１、第２実施形態において、陽極端子４及び陰極端子５としてリードフレームを用いているが、フレームレス構造にしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によると、弁作用金属を有する陽極体の表面に陰極層を形成したコンデンサ素子を樹脂により被覆した固体電解コンデンサに利用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 固体電解コンデンサ
２ 保護層
３ 外装体
３ａ、３ｂ 外面
４ 陽極端子
４ａ 陽極半田付け部
５ 陰極端子
５ａ 陰極半田付け部
６ 接着層
１０ コンデンサ素子
１２ 陽極体
１２ａ 端子導出面
１３ 誘電体
１４ 陰極層
１５ 陰極引出し層
１５ａ 端面
１６ 陽極ワイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁作用を有する陽極体の表面に陰極層を形成したコンデンサ素子を樹脂により被覆した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】
従来の固体電解コンデンサは特許文献１に開示されている。図４はこの固体電解コンデンサの正面断面図を示している。固体電解コンデンサ１は弁作用金属を成形した陽極体の表面を固体電解質層から成る陰極層で覆うコンデンサ素子１０を有している。陰極層の周囲には陰極引出し層１５が形成される。陽極体には一面から陽極ワイヤ１６が導出され、陽極ワイヤ１６にはリードフレーム等から成る陽極端子４が溶接等によって接合される。陰極引出し層１５にはリードフレーム等から成る陰極端子５が銀ペースト等の接着層６を介して接合される。
【０００３】
コンデンサ素子１０は陽極ワイヤ１６とともにエポキシ樹脂等の硬質の樹脂から成る外装体３により被覆される。外装体３はコンデンサ素子１０を配した金型のキャビティ内に溶融状態で射出してトランスファ成形され、コンデンサ素子１０をモールドして硬化される。この時、外装体３のトランスファ成形時の樹脂突入による衝撃がコンデンサ素子１０に加わり、コンデンサ素子１０が機械的ストレスを受ける。また、外装体３の硬化時の収縮によってコンデンサ素子１０が機械的ストレスを受ける。
【０００４】
コンデンサ素子１０は機械的ストレスを受けると漏れ電流が著しく増加する。このため、コンデンサ素子１０を高温下で電圧印加する所謂エージング工程により修復が必要となる。しかし、モールド時のダメージが大きい場合はエージングしても修復が困難となり、ショートや漏れ電流不良によって歩留りが低下する。
【０００５】
また、固体電解コンデンサ１の完成後もユーザにおいて、陽極端子４及び陰極端子５をリフロー半田等により半田付けする際に外装体３が急激に膨張及び収縮する。このため、エージング工程を経た固体電解コンデンサ１のコンデンサ素子１０が再度機械的ストレスを受けて漏れ電流が増加する問題がある。
【０００６】
これらの問題を解決するために、特許文献２には外装体３とコンデンサ素子１０との間に保護層（緩衝層）を設けた固体電解コンデンサが開示される。図５はこの固体電解コンデンサの正面断面図を示している。同図において、前述の図４と同様の部分には同一の符号を付している。
【０００７】
コンデンサ素子１０は陽極ワイヤ１６とともに保護層２により覆われ、保護層２の外側にエポキシ樹脂等の硬質の樹脂から成る外装体３が薄い層により被覆される。保護層２は外装体３よりも線膨張係数が小さく、低応力のシリコーン樹脂等により形成される。
【０００８】
外装体３はコンデンサ素子１０を配した金型のキャビティ内に溶融状態で射出してトランスファ成形され、コンデンサ素子１０をモールドした後に硬化される。外装体３の硬化時の収縮は保護層２の弾性により吸収されるため、コンデンサ素子１０の機械的ストレスが抑制される。
【０００９】
また、外装体３のトランスファ成形時の樹脂突入による衝撃が軟質な保護層２により吸収され、コンデンサ素子１０のダメージを抑制することができる。従って、コンデンサ素子１０の機械的損傷による漏れ電流を抑制することができる。
【００１０】
加えて、陽極端子４及び陰極端子５をリフロー半田等により半田付けする際に外装体３及び保護層２が急激に膨張及び収縮する。この時、上記と同様に外装体３の伸縮は保護層２の弾性により吸収され、コンデンサ素子１０の機械的ストレスが抑制される。更に、外装体３に比べて保護層２の線膨張係数が小さいため、固体電解コンデンサ１にリフロー半田の熱がかかっても外装体３よりも保護層２の膨張が小さく外装体３は破裂しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−４５２３５号公報（第６頁−第１１頁、第１６図）
【特許文献２】特開平５−１３６００９号公報（第５頁−第７頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記特許文献２に開示された固体電解コンデンサ１によると、保護層２として用いられる低応力で且つ外装体３を形成するエポキシ樹脂等の硬質の樹脂よりも線膨張係数の小さいシリコーン樹脂等は非常に高価である。このため、固体電解コンデンサ１のコストが大きくなる問題があった。
【００１３】
本発明は、漏れ電流を抑制するとともにコストを削減できる固体電解コンデンサ及びそ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】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明の固体電解コンデンサは、弁作用を有する陽極体と誘電体を介して前記陽極体を覆う陰極層とを有するとともに前記陽極体の一端の端子導出面に陽極ワイヤが突設されるコンデンサ素子と、前記陽極ワイヤに接合される陽極端子と、前記陰極層に導通する陰極端子と、前記コンデンサ素子の一部または全部を覆う樹脂から成る保護層と、前記保護層よりも硬質な樹脂により前記保護層及び前記陽極ワイヤを含む前記コンデンサ素子の周囲を被覆して外装を形成する外装体とを備え、前記保護層が前記外装体よりも大きい線膨張係数を有し、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間における前記外装体と前記保護層との重量和に対する前記外装体の重量比を５０％以上にしたことを特徴としている。
【００１５】
この構成によると、コンデンサ素子はニオブやタンタル等の弁作用を有する金属や酸化物から成る陽極体の表面に酸化被膜等の誘電体が形成され、誘電体の表面に二酸化マンガンや有機導電性ポリマー等の固体電解質層から成る陰極層が設けられる。また、コンデンサ素子には陽極体の一面の端子導出面に陽極ワイヤが植設や溶接によって突設される。陽極ワイヤにはリードフレーム等の陽極端子が接合され、陰極層に導通するリードフレーム等の陰極端子が設けられる。コンデンサ素子の周囲は樹脂から成る保護層が形成され、保護層の周囲及び陽極ワイヤが保護層よりも硬質な樹脂から成る外装体により被覆される。保護層は外装体よりも大きい線膨張係数を有し、陽極端子側の外装体の重量が外装体と保護層との重量和の５０％以上になっている。外装体のトランスファ成形時の樹脂突入による衝撃、外装体の硬化時の収縮、陽極端子及び陰極端子の半田付け時の外装体の伸縮は、軟質な保護層の弾性によって吸収される。また、陽極ワイヤの周囲の保護層が外装体に対して少ないため、陽極端子及び陰極端子の半田付け時の保護層の熱膨張による外装体の破裂が防止される。
【００１６】
また本発明は、上記構成の固体電解コンデンサにおいて、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間に前記保護層が設けられないことを特徴としている。
【００１７】
また本発明は、上記構成の固体電解コンデンサにおいて、前記保護層の動的粘弾性率が２００ＭＰａ以下であることを特徴としている。
【００１８】
また本発明は、上記構成の固体電解コンデンサにおいて、前記保護層のデュロメータＡに基づく硬度が９０度以下であることを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の固体電解コンデンサにおいて、前記陽極体がニオブまたはニオブ酸化物を主成分とすることを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成の固体電解コンデンサにおいて、前記陰極層が有機導電性ポリマーから成ることを特徴としている。
【００２１】
また本発明は、上記構成の固体電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子の前記端子導出面に対向する端面とこれに対向する前記外装体の外面との間の前記保護層及び前記外装体の体積に対し、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間の前記保護層及び前記外装体の体積を１．４倍以上にしたことを特徴としている。
【００２２】
また本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用を有する陽極体と誘電体を介して前記陽極体を覆う陰極層とを有するとともに前記陽極体の一端の端子導出面に陽極ワイヤが突設されるコンデンサ素子を形成する工程と、
前記陽極ワイヤに陽極端子を接合する工程と、
前記陰極層に導通した陰極端子を設ける工程と、
前記コンデンサ素子の一部または全部を樹脂により覆う保護層を形成する工程と、
前記保護層及び前記陽極ワイヤを含む前記コンデンサ素子の周囲を被覆して外装を成す外装体を前記保護層よりも硬質な樹脂により形成する工程と、
を備え、前記保護層が前記外装体よりも大きい線膨張係数を有し、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間における前記外装体と前記保護層との重量和に対する前記外装体の重量比を５０％以上にしたことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、外装体が保護層よりも硬質な樹脂から成るとともに保護層が外装体よりも大きな線膨張係数を有し、陽極ワイヤを導出する端子導出面とこれに対向する外装体の外面との間における外装体と保護層との重量和に対する外装体の重量比を５０％以上にしたので、固体電解コンデンサのコストを削減することができる。また、外装体の硬化時の収縮や陽極端子及び陰極端子を半田付けする際の外装体の伸縮が保護層の弾性により吸収される。更に、外装体のトランスファ成形時の樹脂突入による衝撃が軟質な保護層により吸収される。従って、コンデンサ素子の機械的ストレスによる漏れ電流を抑制することができる。加えて、端子導出面側において陽極ワイヤを覆う保護層及び外装体が広い範囲に設けられるが、熱膨張係数の大きい保護層が少ないため半田付け時の保護層の熱膨張による外装体の破裂を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態の固体電解コンデンサを示す正面断面図
【図２】図１のＡ部拡大図
【図３】本発明の第２実施形態の固体電解コンデンサを示す正面断面図
【図４】従来の固体電解コンデンサを示す正面断面図
【図５】従来の他の固体電解コンデンサを示す正面断面図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。説明の便宜上、前述の図４、図５に示す従来例と同様の部分には同一の符号を付している。図１は第１実施形態の固体電解コンデンサを示す正面断面図である。また、図２は図１のＡ部拡大図を示している。固体電解コンデンサ１は保護層２及び外装体３で覆われるコンデンサ素子１０を有している。
【００２６】
コンデンサ素子１０は一端に陽極ワイヤ１６を植設されたタンタル、ニオブ、ニオブ酸化物等の弁作用を有する金属や酸化物の粉末を所定の寸法に成形し、高温真空焼結して多孔質の陽極体１２が形成される。これにより、陽極体１２の一面の端子導出面１２ａに陽極ワイヤ１６が突設される。陽極ワイヤ１６は通常、陽極体１２と同じ材質により形成される。陽極ワイヤ１６は焼結後の陽極体１２の端子導出面１２ａに電気溶接してもよい。
【００２７】
次に、この多孔質体から成る陽極体１２を陽極酸化（化成）によって酸化皮膜から成る誘電体１３を多孔質体の内部まで全表面に形成する。次に、誘電体１３の全表面を覆うように二酸化マンガンや有機導電性ポリマー等の固体電解質層から成る陰極層１４を多孔質体の内部まで形成する。
【００２８】
次に、陰極層１４の周囲にカーボン層及び銀層を積層して陰極引出し層１５を形成し、コンデンサ素子１０が得られる。この時、陰極引出し層１５は短絡回避のため端子導出面１２ａには設けられない。
【００２９】
陽極ワイヤ１６にはリードフレームから成る陽極端子４が溶接して接合される。陰極引出し層１５にはリードフレームから成る陰極端子５が導電接着剤から成る接着層６を介して取り付けられる。これにより、陰極層１４と陰極端子５とが導通する。
【００３０】
次に、陽極端子４及び陰極端子５の先端を避けてコンデンサ素子１０の周囲に軟質の樹脂から成る保護層２を塗布し、コンデンサ素子１０が保護層２により覆われる。この時、保護層２は陽極体１２の端子導出面１２ａ及び陰極引出し層１５の全面に設けてもよく、一部を省いてもよい。軟質な樹脂から成る保護層２として、例えばシリコーン樹脂やエポキシ樹脂等が用いられる。
【００３１】
次に、トランスファ成形によってコンデンサ素子１０が外装体３により樹脂モールドされる。即ち、コンデンサ素子１０を成形金型（不図示）のキャビティ内に設置し、陽極端子４及び陰極端子５の先端はそれぞれキャビティの外部に引き出される。外装体３は硬化した際に保護層２よりも硬質な樹脂から成り、例えば、密封性に優れて外力に強いエポキシ樹脂等が用いられる。
【００３２】
高温（例えば、１８０℃）で熱溶融された高粘度（数百〜数千Ｐ）の溶融状態の樹脂は細い（例えば、内径が０．１ｍｍ2以下）ゲートを介して高圧力（数ＭＰａ〜数１０ＭＰａ）でキャビティ内に射出される。これにより、コンデンサ素子１０は外装体３により被覆される。
【００３３】
この時、陽極ワイヤ１６も同時に外装体３により被覆される。このため、陰極引出し層１５の端子導出面１２ａに対向する端面１５ａとこれに対向する外装体３の外面３ｂとの間の保護層２及び外装体３の体積に対し、端子導出面１２ａとこれに対向する外装体３の外面３ａとの間の保護層２及び外装体３の体積は１．４倍以上に形成される。
【００３４】
そして、外装体３の外部に引出した陽極端子４及び陰極端子５を所定の寸法に切断し、外装体３に沿って折り曲げて陽極半田付け部４ａ及び陰極半田付け部５ａを形成する。これにより、チップ型の固体電解コンデンサ１が得られる。
【００３５】
また、固体電解コンデンサ１はリフロー半田等により陽極半田付け部４ａ及び陰極半田付け部５ａを半田付けして回路基板に実装される。この時、固体電解コンデンサ１は約２５０℃の高温で約１０秒〜数分程度の熱衝撃を受ける。
【００３６】
上記の固体電解コンデンサ１の保護層２は外装体３よりも軟質であるため弾性係数が小さく、更に外装体３よりも線膨張係数の大きい樹脂が用いられる。そして、端子導出面１２ａとこれに対向する外装体３の外面３ａとの間における外装体３と保護層２との重量和に対する外装体３の重量比が５０％以上に形成される。
【００３７】
保護層２として用いられる軟質で線膨張係数の大きい樹脂は、軟質で線膨張係数の小さい樹脂に比して安価である。このため、固体電解コンデンサ１のコストを削減することができる。
【００３８】
加えて、外装体３のトランスファ成形後の硬化時に発生する体積収縮が保護層２の弾性により吸収される。また、陽極端子４及び陰極端子５をリフロー半田等により半田付けする際に外装体３及び保護層２が急激に膨張及び収縮する。この時、外装体３の伸縮は保護層２の弾性により吸収される。更に、外装体３のトランスファ成形時の樹脂突入による衝撃が軟質な保護層２により吸収される。従って、コンデンサ素子１０の機械的ストレスによる漏れ電流を抑制することができる。
【００３９】
また、コンデンサ素子１０の端子導出面１２ａ側は陽極ワイヤ１６を覆うために端面１５ａ側よりも保護層２及び外装体３の体積が大きい。このため、陽極半田付け部４ａ及び陰極半田付け部５ａを半田付けする際に保護層２の熱膨張によって外装体３が破裂する可能性がある。しかしながら、端子導出面１２ａ側の保護層２が外装体３に対して少ないため、半田付け時の保護層２の熱膨張による外装体３の破裂を防止することができる。
【００４０】
特に、本実施形態に示すように、端子導出面１２ａ側の保護層２及び外装体３の体積が端面１５ａ側の保護層２及び外装体３の体積の１．４倍以上であるため、端子導出面１２ａ側の保護層２が多くなると外装体３が破裂し易くなる。このため、端子導出面１２ａ側の保護層２を外装体３に対して少なくすることにより、外装体３の破裂防止に対してより大きな効果を奏することができる。
【００４１】
また、端子導出面１２ａ以外の面は保護層２及び外装体３を薄く形成できるため全体として保護層２が少なく、熱膨張の影響が小さい。このため、保護層２による外装体３の破裂には至らない。
【００４２】
次に、図３は第２実施形態の固体電解コンデンサ１の正面断面図を示している。説明の便宜上、前述の図１、図２に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態の固体電解コンデンサ１は、コンデンサ素子１０を覆う保護層２が端子導出面１２ａを除く周面に設けられる。即ち、端子導出面１２ａとこれに対向する外装体３の外面３ａとの間における外装体３と保護層２との重量和に対する外装体３の重量比が１００％に形成される。その他の部分は第１実施形態と同様である。
【００４３】
外装体３をトランスファ成形する際の金型のゲートはキャビティの端子導出面１２ａに対向する面以外に設けられる。これにより、端子導出面１２ａに保護層２が設けられなくても外装体３のトランスファ成形時の樹脂突入による衝撃を保護層２により吸収することができる。また、端子導出面１２ａ側の保護層２が設けられないため、半田付け時の保護層２の熱膨張による外装体３の破裂を防止することができる。
【００４４】
また、コンデンサ素子１０の端子導出面１２ａを除く略全面が保護層２により覆われるため、トランスファ成形時や半田付け時の外装体３の伸縮が保護層２により吸収される。従って、コンデンサ素子１０の機械的ストレスを抑制することができる。
【００４５】
表１は第１、第２実施形態の固体電解コンデンサ１の試作した時の完成歩留り、並びにこれらの半田付け耐熱試験を行って漏れ電流ＬＣ（Leakage Current）及び外観を調べた結果を示している。各試験の保護層２は表２のＡ〜Ｄに示す樹脂を用い、外装体３は表２のＥに示す樹脂を用いている。各保護層２の樹脂は外装体３の樹脂よりも軟質で線膨張係数が大きくなっている。
【００４６】
表２において保護層２の樹脂の硬度はＪＩＳ Ｋ ６２５３に基づくデュロメータ Ａの値を示している。尚、デュロメータ Ａの硬度が９０度を超えると測定精度が著しく低下する。このため、樹脂Ｄについては動的粘弾性測定装置（例えば、ティ・エー・インスツルメント・ジャパン（株）社製 Ｑ８００）で測定した動的粘弾性の弾性率を計測している。また、樹脂Ｅについては硬度が大きいためデュロメータ Ａ及び動的粘弾性測定装置による測定ができなかった。
【００４７】
各試料は陽極体１２としてＣＶ積１０万μＦＶ／ｇのニオブ粉末６０ｍｇにニオブの陽極ワイヤ１６を植設して成形焼結し、硝酸水溶液中にて４５Ｖで化成して酸化皮膜の誘電体１３を形成する。そして、陰極層１４としてポリピロール重合層を設け、更に陰極引出し層１５となるカーボン層及び銀層を順次形成してコンデンサ素子１０を作成した。
【００４８】
コンデンサ素子１０は保護層２及び外装体３で樹脂モールドして固体電解コンデンサ１の外形寸法を７．３ｍｍ×４．３ｍｍ×２．８ｍｍに形成している。また、各試料の端子導出面１２ａ側の保護層２及び外装体３の体積は端面１５ａ側の保護層２及び外装体３の体積の１．４倍に形成されている。そして、最高温度２５０℃（５秒間）に設定した半田リフローシュミレータ試験機で２回（１回当たり４分）繰り返し処理して半田付け耐熱試験を行った。
【００４９】
表１の「外装体重量比」の項目は端子導出面１２ａとこれに対向する外装体３の外面３ａとの間における外装体３と保護層２との重量和に対する外装体３の重量比を示している。即ち、試験番号１、３、５、６、８及び比較例３、４は端子導出面１２ａに保護層２を設けた第１実施形態の構造を有し、試験番号２、４、７は端子導出面１２ａに保護層２が設けられない第２実施形態の構造を有している。また、比較例１、２はコンデンサ素子１０の周囲全面に保護層２が設けられない構造を有している。尚、歩留りについては各条件で２００個の試料を試験し、１０Ｖ印加時の漏れ電流が１００μＡ以下を良品とした。また、半田付け耐熱試験については各条件において２０個の試料を試験した。
【００５０】
【表１】
【００５１】
【表２】
【００５２】
上記試験結果によると、保護層２のない比較例１、２で歩留りが突出して低い。これは、外装体３のエポキシ樹脂注入時の突進衝撃によるダメージと該樹脂硬化時の硬化収縮によるストレスによってエージングで修復しきれなかったものが多数発生したためである。また、比較例１、２では半田付け耐熱試験後の漏れ電流ＬＣが著しく増大している。
【００５３】
また、端子導出面１２ａ側の外装体３の重量比が小さい比較例３、４（それぞれ、２５％、４０％）では半田付け耐熱試験後の外装体３の破裂が全数または半数以上に発生した。
【００５４】
これに対し、試験番号１〜８の試料はいずれも半田付け耐熱試験後の漏れ電流ＬＣが比較例１、２に比して著しく小さい。また、各試験の計１６０個の試料について、半田付け耐熱試験後の外装体３の破裂痕等の外観異常は殆ど見られなかった。従って、外装体３の破裂を防止するとともにコンデンサ素子１０の機械的ストレスを抑制できることが確認された。
【００５５】
尚、保護層２を動的粘弾性が２００ＭＰａの樹脂により形成した場合も同様の結果が得られた。
【００５６】
また、各試験片は陽極体１２としてニオブを用い、陰極層１４として有機導電性ポリマーを用いているが、陽極体１２としてタンタル等の他の材料を用いた場合や陰極層１４として二酸化マンガン等の他の材料を用いた場合も同様の効果を得ることができることは明らかである。
【００５７】
しかしながら、特に、陽極体１２としてニオブやニオブ酸化物を主成分として用いた場合や陰極層１４として有機導電性ポリマーを用いた場合に、コンデンサ素子１０が機械的ストレスを受けやすい。
【００５８】
即ち、ニオブの融点は２４７０℃であり、タンタルの融点は２９９０℃である。このため、ニオブやニオブ酸化物の焼結温度はタンタルよりも低く、陽極体１２として用いた際に機械的ストレスに対する強度が低い。また、有機導電性ポリマーは二酸化マンガンよりも耐熱性が低く、陰極層１４として用いた際に機械的ストレスに対する強度が低い。
【００５９】
加えて、外装体３のトランスファ成形に伴うコンデンサ素子１０の機械的ストレスによる漏れ電流の上昇は、高温下で電圧印加する所謂エージング工程により修復が可能である。この時、誘電体１３の欠陥部分の修復には酸素原子を必要とする。このため、陰極層１４として二酸化マンガンを用いた場合は酸素を供給できるため誘電体１３を修復できるが、有機導電性ポリマーを用いた場合は酸素を含まないため誘電体１３の修復が困難となる。
【００６０】
従って、陽極体１２がニオブやニオブ酸化物を主成分とする場合や、陰極層１４が有機導電性ポリマーから成る場合には、第１、第２実施形態の構成によってコンデンサ素子１０の機械的ストレスを抑制してより大きな効果を奏することができる。
【００６１】
尚、第１、第２実施形態において、陽極端子４及び陰極端子５としてリードフレームを用いているが、フレームレス構造にしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明によると、弁作用金属を有する陽極体の表面に陰極層を形成したコンデンサ素子を樹脂により被覆した固体電解コンデンサに利用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１ 固体電解コンデンサ
２ 保護層
３ 外装体
３ａ、３ｂ 外面
４ 陽極端子
４ａ 陽極半田付け部
５ 陰極端子
５ａ 陰極半田付け部
６ 接着層
１０ コンデンサ素子
１２ 陽極体
１２ａ 端子導出面
１３ 誘電体
１４ 陰極層
１５ 陰極引出し層
１５ａ 端面
１６ 陽極ワイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用を有する陽極体と誘電体を介して前記陽極体を覆う陰極層とを有するとともに前記陽極体の一端の端子導出面に陽極ワイヤが突設されるコンデンサ素子と、前記陽極ワイヤに接合される陽極端子と、前記陰極層に導通する陰極端子と、前記コンデンサ素子の一部または全部を覆う樹脂から成る保護層と、前記保護層よりも硬質な樹脂により前記保護層及び前記陽極ワイヤを含む前記コンデンサ素子の周囲を被覆して外装を形成する外装体とを備え、前記保護層が前記外装体よりも大きい線膨張係数を有し、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間における前記外装体と前記保護層との重量和に対する前記外装体の重量比を５０％以上にしたことを特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間に前記保護層が設けられないことを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記保護層の動的粘弾性率が２００ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
前記保護層のデュロメータＡに基づく硬度が９０度以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
前記陽極体がニオブまたはニオブ酸化物を主成分とすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
前記陰極層が有機導電性ポリマーから成ることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか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端子導出面に対向する端面とこれに対向する前記外装体の外面との間の前記保護層及び前記外装体の体積に対し、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間の前記保護層及び前記外装体の体積を１．４倍以上にしたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項８】
弁作用を有する陽極体と誘電体を介して前記陽極体を覆う陰極層とを有するとともに前記陽極体の一端の端子導出面に陽極ワイヤが突設されるコンデンサ素子を形成する工程と、
前記陽極ワイヤに陽極端子を接合する工程と、
前記陰極層に導通した陰極端子を設ける工程と、
前記コンデンサ素子の一部または全部を樹脂により覆う保護層を形成する工程と、
前記保護層及び前記陽極ワイヤを含む前記コンデンサ素子の周囲を被覆して外装を成す外装体を前記保護層よりも硬質な樹脂により形成する工程と、
を備え、前記保護層が前記外装体よりも大きい線膨張係数を有し、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間における前記外装体と前記保護層との重量和に対する前記外装体の重量比を５０％以上にした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１】
弁作用を有する陽極体と誘電体を介して前記陽極体を覆う陰極層とを有するとともに前記陽極体の一端の端子導出面に陽極ワイヤが突設されるコンデンサ素子と、前記陽極ワイヤに接合される陽極端子と、前記陰極層に導通する陰極端子と、前記コンデンサ素子の一部または全部を覆う樹脂から成る保護層と、前記保護層よりも硬質な樹脂により前記保護層及び前記陽極ワイヤを含む前記コンデンサ素子の周囲を被覆して外装を形成する外装体とを備え、前記保護層が前記外装体よりも大きい線膨張係数を有し、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間における前記外装体と前記保護層との重量和に対する前記外装体の重量比を５０％以上にしたことを特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間に前記保護層が設けられないことを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記保護層の動的粘弾性率が２００ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
前記保護層のデュロメータＡに基づく硬度が９０度以下であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
前記陽極体がニオブまたはニオブ酸化物を主成分とすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
前記陰極層が有機導電性ポリマーから成ることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか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端子導出面に対向する端面とこれに対向する前記外装体の外面との間の前記保護層及び前記外装体の体積に対し、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間の前記保護層及び前記外装体の体積を１．４倍以上にしたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
【請求項８】
弁作用を有する陽極体と誘電体を介して前記陽極体を覆う陰極層とを有するとともに前記陽極体の一端の端子導出面に陽極ワイヤが突設されるコンデンサ素子を形成する工程と、
前記陽極ワイヤに陽極端子を接合する工程と、
前記陰極層に導通した陰極端子を設ける工程と、
前記コンデンサ素子の一部または全部を樹脂により覆う保護層を形成する工程と、
前記保護層及び前記陽極ワイヤを含む前記コンデンサ素子の周囲を被覆して外装を成す外装体を前記保護層よりも硬質な樹脂により形成する工程と、
を備え、前記保護層が前記外装体よりも大きい線膨張係数を有し、前記端子導出面とこれに対向する前記外装体の外面との間における前記外装体と前記保護層との重量和に対する前記外装体の重量比を５０％以上にしたことを特徴とする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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−９６７２３（Ｐ２０１１−９６７２３Ａ）
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２４６６９１（Ｐ２００９−２４６６９１）
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（５９５１２２１３２）サン電子工業株式会社 (17)
【公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月２７日（２００９．１０．２７）
【出願人】（５９５１２２１３２）サン電子工業株式会社 (17)
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