説明

固体電解コンデンサ及びその製造方法

【課題】漏れ電流を低減し、静電容量の低下を抑制した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】本発明の固体電解コンデンサにおいて、陽極1は、陽極リード2の根元2c付近の領域である第1領域Aと、一端面1a側の角部1Ka付近の領域である第2領域Bと、第1領域Aと第2領域Bとの間の領域である第3領域Cと、陽極リードが埋め込まれた陽極内部の領域である第4領域Dと、を有し、第1領域A及び第2領域Bにおける誘電体層3の厚みは、第3領域C及び第4領域Dにおける誘電体層3の厚みよりも厚いことを特徴とする。

【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】
従来の固体電解コンデンサの断面構成を図10に示す。
【0003】
従来、固体電解コンデンサ120は、同図に示すように、弁作用金属からなる陽極101と、陽極101に一端部102aが埋設し、他端部102bが突出するように設けられた陽極リード102と、陽極101及び陽極リード102の一部を陽極酸化することにより形成された誘電体層103と、誘電体層103上に形成された電解質層104と、電解質層104上に形成された陰極引出層105とからなるコンデンサ素子を有する。陽極101と陽極リード102とは、陽極リード102を他端部102bが突出するように弁作用金属からなる粉末体に陽極リード102を埋め込み、直方体の外形を有する陽極101を成形し、焼結することにより結合し一体化している。
【0004】
陽極リード102の他端部102bには陽極端子107が取り付けられ、陰極引出層105上の一部には、導電性接着材108により陰極端子109が取り付けられている。陽極端子107及び陰極端子109が固定された状態でこのコンデンサ素子を樹脂形成型に設置し、樹脂外装体111により封止するモールド工程により、固体電解コンデンサ120が形成されている。
【0005】
このような固体電解コンデンサ120において、陽極101のうち、陽極リード102が突出している陽極の面101a近傍の領域100αは、陽極端子107の取り付け時や、モールド工程等の組立工程において、陽極リード102や樹脂外装体111から応力の影響を受け易く、領域100αにおいて陽極101の表面に形成された誘電体層103にはクラック等の欠陥が生じ易くなる。
【0006】
そこで、特許文献1に記載された固体電解コンデンサでは、前述した領域100αの全域において陽極101上に形成される誘電体層を厚くし、これにより、応力が原因で、前述の領域100αにおいて陽極101の表面に形成された誘電体層にクラックが発生することを抑制し、漏れ電流を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開平02−277213号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、特許文献1の固体電解コンデンサでは、漏れ電流を低減できるが、陽極リードが埋め込まれている陽極の面近傍の領域全域において誘電体層を厚くしため、静電容量が低下する。
【0009】
そこで、本発明は、従来の固体電解コンデンサと比べて漏れ電流を低減し、静電容量の低下を抑制した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】
【0010】
本発明の固体電解コンデンサは、一端面側と他端面側とに角部を有する多孔質焼結体からなる陽極と、陽極に一端部が埋設され、他端部が一端面から突出する陽極リードと、陽極の多孔質焼結体の表面に形成された誘電体層と、誘電体層上に形成された電解質層と、を有する固体電解コンデンサにおいて、陽極は、陽極リードの根元付近の領域である第1領域と、一端面側の角部付近の領域である第2領域と、第1領域と第2領域との間の領域である第3領域と、陽極リードが埋め込まれた陽極内部の領域である第4領域と、を有し、第1領域及び第2領域における誘電体層の厚みは、第3領域及び第4領域における誘電体層の厚みよりも厚いことを特徴とする。
【0011】
本発明の固体電解コンデンサでは、陽極リードからの応力が伝わり易い第1領域及び樹脂外装体等からの応力が伝わり易い第2領域での誘電体層の厚みが、陽極内部の第4領域での誘電体層の厚みよりも厚いため、前記第1、第2領域での前記応力による影響を抑え、漏れ電流を抑制できる。また、陽極リードが突出している陽極の面近傍の領域の中では、前述の応力が伝わりにくい第3領域での誘電体層の厚みが、第1領域及び第2領域の誘電体層での厚みより薄いので、誘電体層の厚みの増加による静電容量の低下を抑制できる。
【0012】
本発明において、陽極は、陽極の側面及び/又は他端面の中央近傍の領域である第5領域を有し、第5領域における誘電体層の厚みは、第1領域及び第2領域における誘電体層の厚みよりも薄いことを特徴とすることが好ましい。このように、第5領域における誘電体層の厚みを第1領域及び第2領域における誘電体層の厚みより薄くすることにより、静電容量の低下をより抑制できる。
【0013】
本発明において、陽極は、他端面側の角部付近の領域である第6領域を有し、第6領域における誘電体層の厚みは、第3領域及び第4領域における誘電体層の厚みよりも厚いことを特徴とすることが好ましい。このように、第6領域における誘電体層の厚みを、第3領域及び第4領域における誘電体層の厚みよりも厚くすることにより、漏れ電流をより低減できる。
【0014】
本発明において、陽極は、角部を結ぶ稜線近傍の領域である第7領域を有し、第7領域における誘電体層の厚みは、第3領域及び第4領域における誘電体層の厚みよりも厚いことを特徴とすることが好ましい。このように、第7領域における誘電体層の厚みを、第3領域及び第4領域における誘電体層の厚みよりも厚くすることにより、漏れ電流をより低減できる。
【0015】
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、陽極リードの根元付近の領域である第1領域と、一端面側の角部付近の領域である第2領域とを局所的に陽極酸化することにより陽極の表面に誘電体層を形成する陽極酸化工程を備えることを特徴とする。
【0016】
このように本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、陽極リードの根元付近の領域である第1領域上及び一端面側の角部付近の領域である第2領域上の誘電体層の厚みを、局所的に厚くすることが出来、漏れ電流を低減し、静電容量の低下を抑制した固体電解コンデンサを容易に製造することが出来る。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、漏れ電流を低減し、静電容量の低下を抑制した固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】第1実施形態における固体電解コンデンサを説明するための断面図である。
【図2】第1実施形態における陽極の形状及び陽極の領域を説明するための図である。
【図3】陽極1の要部を示す断面図である。
【図4】第1実施形態における第1の陽極酸化工程を説明するための図である。
【図5】第1実施形態における第2の陽極酸化工程を説明するための図である。
【図6】第2実施形態における陽極の領域を説明するための図である。
【図7】第2実施形態における第2の陽極酸化工程を説明するための図である。
【図8】第3実施形態における陽極の領域を説明するための図である。
【図9】第3実施形態における第2の陽極酸化工程を説明するための図である。
【図10】従来における固体電解コンデンサを説明するための模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
次に、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【0020】
(第1実施形態)
図1は、本実施形態における固体電解コンデンサ20の内部を説明するための断面図である。
【0021】
本実施形態における固体電解コンデンサ20は、図1に示すように、陽極リード2が埋設された陽極1と、陽極1上に形成された誘電体層3と、誘電体層3上に形成された電解質層4と、電解質層4上に形成された陰極引出層5とを含むコンデンサ素子を有している。陽極リードの他端部2bには陽極端子7が接続され、陰極引出層5には導電性接着材8により陰極端子9が接着されている。そして、陽極端子7及び陰極端子9の一部が露出するよう、コンデンサ素子の周囲に樹脂外装体11が形成されている。尚、同図は多孔質焼結体からなる陽極1の外周部側に形成された誘電体層3のみを模式的に図示している。また、本実施形態における、陽極1の領域及び誘電体層3の厚みの分布については後述する。
【0022】
以下に、本実施形態における固体電解コンデンサ20の具体的な構成を説明する。
【0023】
本実施形態において陽極1には、弁作用金属または弁作用金属を主成分とする合金からなる多孔質焼結体を用いる。陽極1は、多数の弁作用金属または弁作用金属を主成分とする合金からなる金属粒子を成形し、それを焼結することにより形成されている。弁作用金属としては、タンタル、ニオブ、アルミニウム、チタン等が挙げられる。弁作用金属を主成分とする合金としては、例えば、合金の総重量に対して添加剤の重量が10%以下となることが好ましい。弁作用金属を主成分とする合金に含まれる添加剤としては、ケイ素、バナジウム、ホウ素、窒素等が挙げられ、このような添加剤を主成分となる弁作用金属に添加することにより合金が形成される。
【0024】
陽極リード2の材料としては、陽極1と同様に弁作用金属または弁作用金属を主成分とする合金を用いることができる。また、陽極リード2の材料は、陽極1と異なる弁作用金属を用いてもよい。
【0025】
図1に示すように、陽極1は、多孔質焼結体の外周部である一端面1a、他端面1b及び側面1cを有する。陽極1には、陽極1に一端部2aが埋設され、他端部2bが陽極1の一端面1aから突出するように陽極リード2が設けられている。他端面1bは、一端面1aと向かい合った陽極1の面である。陽極リードの根元2cは、陽極1から陽極リード2が突出している部分を示す、陽極リード2の部分である。
【0026】
図2(a)は、陽極リード2が埋め込まれた陽極1の形状を示す一部(破線部分)を透過した斜視図である。図2(a)に示すように、陽極1は、一端面1a、他端面1b及び一端面1aと他端面1bとの間の4つの側面1cからなる直方体の外形を有している。また、陽極1は、直方体の頂点からなる8箇所の角部1Ka,1Kbを有する。角部1Kaは一端面1a側の角部であり、角部1Kbは他端面1b側の角部である。
【0027】
図2(b)は、陽極1の領域を説明するための一部(破線部分)を透過した斜視図である。図2(c)は、角部1Ka,1Kbと陽極リード2とを通るように陽極1を対角に切断した場合の断面図である。陽極1は、第1領域A、第2領域B、第3領域C、第4領域D及び第5領域Eを有している。尚、図2(b)には、第1領域A及び第2領域Bのみを図示している。図2(c)において、一点鎖線A〜Eで囲む領域は第1領域A、第2領域B、第3領域C、第4領域D及び第5領域Eを夫々示している。第1領域Aは、陽極リード2の陽極1に埋め込まれる根元2c付近の領域である。第2領域Bは、一端面1a側の角部1Ka付近の領域である。第3領域Cは、一端面1a側における第1領域Aと第2領域Bとの間の領域である。第4領域Dは、陽極1の内部の領域であり、そのうち陽極リードの一端部2aが埋まり込んだ陽極リードの一端部2aの周りの領域である。第5領域Eは、角部1Kbを除く他端面1b及び側面1cの中央部近傍の領域である。
【0028】
図3は、図2(c)の破線αで囲む陽極1の領域において、陽極1の表面に形成された誘電体層3を示す模式的な断面図である。図3に示すように、誘電体層3は、多孔質焼結体からなる陽極1の表面に形成されているので、多孔質焼結体の外表面だけでなく、多孔質焼結体の内側における細孔の壁面にも形成されている。同図に示すように、第1領域A及び第2領域Bにおける陽極1の表面の誘電体層3の厚みは、第3領域C及び第4領域Dにおける陽極1の表面の誘電体層3の厚みよりも厚い。また、第1領域A及び第2領域Bにおける陽極1の表面の誘電体層3の厚みは、第5領域Eにおける陽極の表面の誘電体層3の厚みよりも厚い。
【0029】
本実施形態において、第1領域Aは、陽極リード2の根元2cの周囲に対して同心円状の位置に形成されている。尚、第1領域Aは、必ず同心円状であることはなく、例えば、同心円状から一部分が欠けていてもよい。
【0030】
本実施形態においては、図3に示すように、第1領域Aにおいて、陽極リードの根元2cから離れるに従い徐々に誘電体層3の厚みが薄くなるよう形成されている。また、同図に示すように、第2領域Bにおいて、陽極1の角部1Kaから離れるに従い徐々に誘電体層3の厚みが薄くなるよう形成されている。尚、第1領域A及び第2領域Bにおいて誘電体層3の厚みは、均一に厚く形成されていてもよい。
【0031】
誘電体層3の厚みは、断面SEM(走査型電子顕微鏡)により測定できる。図3に示すように、誘電体層3の厚みは、陽極1の表面から誘電体層3の表面までの距離dを測定することにより求めることができる。このように断面SEM像により、多孔質焼結体の外表面の誘電体層3の厚みと、多孔質焼結体の内側における細孔の壁面に形成された誘電体層3の厚みを測定できる。本実施形態においては、例えば、図2(c)で示す切断面において、上記第1〜第4領域内における任意の箇所の誘電体層3の厚みを夫々5箇所測定し、その値を平均した平均値から第1〜第4領域内の誘電体層3の厚みを求める。第5領域E内の誘電体層3の厚みについても同様に測定して求める。
【0032】
電解質層4は、誘電体層3の表面に形成されている。尚、本実施形態において、電解質層4は多孔質焼結体の孔を充填するように形成されているが、一部に電解質層4が形成されていない箇所があってもよい。電解質層4には、導電性高分子や二酸化マンガンを用いることができる。導電性高分子は化学重合法や電解重合法などにより形成することができ、材料としてはポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン及びポリフランなどが挙げられる。電解質層4は、単一の層で形成しても良いし、複数の層で形成してもよい。
【0033】
陰極引出層5は、電解質層4を覆うように形成されており、カーボン層5a、銀ペースト層5bが順次形成された積層構造をしている。カーボン層5aは、カーボン粒子を含む層により形成されている。このように陰極引出層5は、電解質層4上に直接接するように形成されている。尚、本実施形態において、陽極の一端面1a上には陰極引出し層5は、陽極リード2との短絡を防止するため形成されていない。
【0034】
陰極端子9は、陰極引出層5に取り付けられている。具体的には、この陰極端子9は、帯状の金属板を折り曲げて形成されており、図1に示すように、その一端部9a側の下面が陰極引出層5に導電性接着材8により接着されることにより、陰極端子9と陰極引出層5とは機械的にも電気的にも接続されている。具体的な導電性接着材8の材料としては、銀とエポキシ樹脂とが混合された銀ペーストなどの材料が挙げられる。
【0035】
尚、陰極引出層5は、カーボン層5a又は銀ペースト層5bのどちらか一方だけからなってもよく、電解質層4と陰極端子9とを電気的に接続するものであれば種々の構成をとることができる。
【0036】
陽極端子7は、陽極リード2の他端部2bに取り付けられている。具体的には、この陽極端子7は、帯状の金属板を折り曲げて形成されおり、図1に示すように、その一端部7a側の下面が陽極リード2の他端部2bに溶接等により機械的にも電気的にも接続されている。
【0037】
陽極端子7及び陰極端子9の材料としては、銅、銅合金及び鉄‐ニッケル合金(42アロイ)などが挙げられる。
【0038】
樹脂外装体11は、上述のように配された陽極リード2、電解質層4、陰極引出層5、陽極端子7、陰極端子9の露出した周囲を覆うように形成されている。陽極端子7の他端部7b及び陰極端子9の他端部9bは、樹脂外装体11の側面から下面にかけて露出しており、この露出箇所は基板との半田接続に用いられる。樹脂外装体11の材料としては、封止材として機能する材料が用いられ、具体的にはエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などが挙げられる。樹脂外装体11は主剤、硬化剤及びフィラーを適宜配合することにより調整された樹脂を硬化することにより形成することができる。
【0039】
(作用・効果)
本実施形態の固体電解コンデンサにおいて、陽極リード1からの応力が伝わり易い第1領域A及び樹脂外装体11等からの応力が伝わり易い第2領域Bでの誘電体層3の厚みが、陽極1内部の第4領域Dでの誘電体層3の厚みよりも厚いため、前記第1、第2領域A,Bでの前記応力による影響を抑え、漏れ電流を抑制できる。また、陽極リード2が突出している陽極1の一端面1a近傍の領域の中では、前述の応力が伝わりにくい第3領域Cでの誘電体層3の厚みが、第1領域A及び第2領域Bでの誘電体層3の厚みより薄いので、誘電体層3の厚みの増加による静電容量の低下を抑制できる。
【0040】
また、本実施形態においては、第5領域Eにおける誘電体層3の厚みが第1領域A及び第2領域Bにおける誘電体層の厚みより薄い。従って、樹脂外装体11から応力が伝わりにくい第5領域Eでの誘電体層3の厚みが第1領域A及び第2領域Bでの誘電体層3の厚みより薄いので、静電容量の低下をより抑制できる。
【0041】
また、本実施形態においては、第1領域A及び第2領域B上における誘電体層3の厚みのみが、第1領域A及び第2領域B以外の領域上における誘電体層3の厚みより厚い。従って、樹脂外装体11や陽極リード2から応力を受け易い、第1領域A及び第2領域Bのみの誘電体層3の厚みを他の領域の誘電体層の厚みよりも厚くすることにより、静電容量の低下をより抑制できる。
【0042】
また、本実施形態において、陽極1の一端面1a側において電解質層4は陰極引出層5から露出している。このように電解質層4上において陰極引出層5が形成されていない箇所の近傍の誘電体層3は、応力の影響を受け易く、中でも、第1領域A及び第2領域Bの誘電体層3は応力の影響を更に受け易い。そこで、本実施形態では、電解質層4上において陰極引出層5が形成されていない箇所の近傍において第1領域A及び第2領域Bの誘電体層3の厚みが局所的に厚くなっているため、漏れ電流をより低減でき、静電容量の低下をより抑制できる。
【0043】
また、本実施形態においては、第1領域Aにおいて、陽極リードの根元2cから離れるに従い徐々に誘電体層3の厚みが薄くなるよう形成されているため、各領域の厚みを連続的に変化させることにより各領域の境界において誘電体層3に加わる応力を分散でき、漏れ電流をより低減できる。
【0044】
また、本実施形態においては、第2領域Bにおいて、一端面1a側の角部1Ka(頂点)から離れるに従い徐々に誘電体層3の厚みが薄くなるよう形成されているため、各領域の厚みを連続的に変化させることにより各領域の境界において誘電体層3に加わる応力を分散でき、漏れ電流をより低減できる。
【0045】
尚、本実施形態において、一端面1a側の4つの角部1Kaすべてにおいて誘電体層3の厚みを厚くしているが、少なくとも1箇所の角部1Kaにおいて誘電体層3を厚く形成すれば、漏れ電流を抑制でき、この場合、静電容量の低下をより抑制できる。
【0046】
また、本実施形態において、直方体の外形を有する陽極1を用いたが、直方体に限らず、陽極の一端面1a側に角部を陽極が有する形状であればよく、このような場合であっても、陽極リードの根元2c及び陽極の一端面1a側の角部の誘電体層が局所的に厚くなるように形成されていればよい。
(第1実施形態に係るタンタル固体電解コンデンサの製造方法)
本実施形態に係るタンタル固体電解コンデンサの製造方法について以下に説明する。
【0047】
<工程1:陽極の形成>
1次粒径が約0.5μm、2次粒子径が約100μmのタンタル金属粒子を用いて、複数のタンタル金属粒子を陽極リード2の一端部2aを埋め込んだ状態で成形し、真空中で焼結することにより、多孔質焼結体からなる陽極1と陽極リード2とを一体化し結合している。陽極リード2の他端部2bは、陽極1の一端面1aから突出した形で固定されている。このように形成された多孔質焼結体からなる陽極1の外形は、例えば、長さが4.2mm、幅が3.4mm、厚みが0.9mmからなる直方体である。尚、本実施形態では、陽極としてタンタルを用いたが、陽極としてニオブ、チタン等の種々の弁作用金属及び弁作用金属を主成分とする合金を用いることができる。
【0048】
<工程2:第1の陽極酸化工程>
図4は、第1の陽極酸化工程を説明するための図である。陽極1を陽極酸化することにより、陽極1の表面に酸化皮膜からなる誘電体層3を形成する。化成装置50は、化成槽51と陽極53と陰極54と電解水溶液55とを有する。陽極53及び陰極54は配線(図示省略)を通じて夫々電源に接続されている。陰極54は、化成槽51の底面側に配置されて、板状の形状を有している。陽極リード2の他端部2bを陽極53に接続し、電解水溶液55である0.01〜0.1wt%のリン酸水溶液を入れた化成槽51に陽極1と陽極リード2の一部を浸漬し、1〜10mAの電流、5〜100Vの化成電圧、3〜20時間の条件において陽極酸化を行うことにより、陽極1の表面及び陽極リード2の一部に酸化タンタル(Ta)の誘電体層3を形成できる。この第1の陽極酸化工程により、多孔質焼結体からなる陽極1の表面である外表面及び細孔の壁面には、均一な厚みを有する誘電体層3が形成される。
【0049】
尚、電解水溶液55は、リン酸水溶液に限らず、硝酸、酢酸、硫酸などを用いることができる。
【0050】
<工程3:第2の陽極酸化工程(局所化成)>
均一な誘電体層3を形成した陽極リードの根元2c付近の第1領域A及び陽極1の角部1Ka付近の第2領域Bに局所化成を行うための第2の陽極酸化工程について以下に説明する。
【0051】
図5は、第2の陽極酸化工程を説明するための図である。図5(a)に示すように、化成装置60は、化成槽61と陽極63と陰極64(同図において一部図示省略)と電解水溶液65とを有する。図5(b)は、陽極1及び陽極リード2に対する陽極63と陰極64の配置を示す模式的な斜視図である。陽極63は、陽極リード2の他端部2bに接続されている。陰極64は、細線状を有し、陽極1の陽極リード2の根元2c近傍に互いに対向させて2本及び陽極1の一端面1a側における4つの角部1Ka付近に1本ずつ配置される。このように陰極64を配置することで、陽極リード2の根元2cと陽極1の角部1Kaとの間の領域から陰極64を離し配置できる。陽極63及び陰極64は配線(図示省略)を通じて夫々電源に接続されている。
【0052】
局所化成を行うためには、所望の箇所に電流を集中させる必要があるため、電解水溶液の濃度(導電率)を調整し、且つ、陰極64を適宜配置する必要がある。具体的には、第1の陽極酸化工程では、濃度が0.01〜0.1wt%のリン酸水溶液(電解水溶液55)を用いるが、局所化成を行う第2の陽極酸化工程では、第1の陽極酸化工程と比較し低濃度のリン酸水溶液(電解水溶液65)を用いる。このように、電解水溶液65の濃度を低くし、陰極64を陽極1上の所定の箇所に配置し、陽極酸化を行うことにより、前述の第1領域A及び第2領域Bの陽極1の表面における誘電体層の厚みを他の領域である前述の第3〜第5領域C〜Eの陽極1の表面における誘電体層の厚みと比較し局所的に厚く形成できる。
【0053】
尚、第1領域A及び第2領域Bは、陽極1の形状に応じて適宜形成する。例えば、第1領域Aの誘電体層3の厚みは、陽極リードの根元2cから、0.01〜1mmの距離の範囲で厚くなるよう形成することが好ましい。第2領域Bの誘電体層3の厚みは、陽極1の角部1Kaから、0.01〜0.5mmの距離の範囲で厚くなるよう形成することが好ましい。
【0054】
また、陰極64を局所的に配置しても、電解水溶液65の濃度が高ければ誘電体層3の厚みの分布が広がるため、リン酸水溶液は、0.0001〜0.005wt%程度が好ましい。
【0055】
細線状の形状を有する陰極64の先端から陽極1の表面までの距離は、離れすぎると誘電体層3の厚みの分布が広がり、短すぎると陽極1に短絡する虞があるため、陰極64の先端から陽極1の表面までの距離は、0.1〜3mm程度が好ましい。
【0056】
局所化成の時間は、短過ぎると十分な誘電体層3の厚みが得られず、また、長過ぎると誘電体層3の厚みの分布が広がるため、0.5〜10minの範囲で行うことが好ましい。局所化成の電圧は、低過ぎると十分な誘電体層3の厚みが得られず、また、高過ぎると誘電体層3の厚みの分布が広がるため、50〜300Vの範囲で行うことが好ましい。更に、局所化成の電圧は、第1の陽極酸化工程の化成電圧の2〜10倍が好ましい。
【0057】
尚、局所化成に用いる電解水溶液65は、リン酸水溶液に限らず、硝酸、酢酸、硫酸などを用いることができる。本実施形態では、第1の陽極酸化工程と第2の陽極酸化工程とにおいて、同じ電解質を用いた電解水溶液を用いているため、第1の陽極酸化工程後の洗浄工程を簡略化できる。
【0058】
また、図5(b)に示す、陰極64は、細線状であるが、先端部が尖った形状を有する針状の電極を用いてもよい。陰極64の先端部が尖るほど、局所的な誘電体層3の厚みの分布を得ることができる。
【0059】
<工程4:電解質層の形成>
誘電体層3の表面に、電解質層4を形成する。電解質層4に導電性高分子を用いた場合の形成方法としては、例えば、化学重合法を用いてポリピロール等の導電性高分子からなるプレコート層を形成する。引き続き、プレコート層の表面上に、電解重合法を用いてポリピロール等の導電性高分子層を形成する。このようにして、誘電体層3上に、プレコート層、導電性高分子層の積層膜からなる導電性高分子の電解質層4を形成できる。電解質層4を、陽極1の細孔の壁面に形成された誘電体層3の表面にも形成する。
【0060】
<工程5:陰極引出層の形成>
電解質層4の表面に直接接するようにカーボンペーストを塗布することによりカーボン層5aを形成し、カーボン層5a上に銀ペーストを塗布することにより銀ペースト層5bを形成する。本実施形態において、陰極引出層5は、このカーボン層5a及び銀ペースト層5bにより構成されている。また、本実施形態において、陽極の一端面1a側において、陰極引出層5は電解質層が露出するように形成する。
【0061】
<工程6:陽極端子及び陰極端子の接続>
陽極端子7の端部7aを、陽極リード2の他端部2bに溶接などにより電気的及び機械的に接続する。また、陰極端子9の端部9aを、陰極引出層5上に導電性接着材8により電気的及び機械的に接続する。
【0062】
<工程7:モールド工程>
工程6まで形成後、陽極端子及び陰極端子の一部が露出するように、エポキシ樹脂及びイミダゾール化合物を含む封止材を用い、トランスファーモールド法により樹脂外装体11を形成した。具体的には、予備加熱した封止材を金型に注入し、金型内で硬化させた。樹脂外装体11を形成後、露出した陽極端子及び陰極端子を樹脂外装体11の側面から下面側に折り曲げることにより、基板との半田接続に用いる端子7b、9b部分を形成した。
【0063】
本実施形態の製造方法によれば、陽極端子を接続する際や、モールド工程において応力を受け易い領域である、第1領域A及び第2領域Bの誘電体層の厚みを他の領域の誘電体層の厚みより局所的に厚く形成できるので、漏れ電流を抑制し、更に容量の低下を抑制できる。
【0064】
(第2実施形態)
次に、第2実施形態における固体電解コンデンサについて以下に説明する。尚、上述の第1実施形態と同様の部分については説明を省略する。
【0065】
本実施形態では、第1実施形態の第1領域A及び第2領域Bに加え、後述する第6領域についても誘電体層3の厚みを大きくした。
【0066】
図6(a)は、陽極1の領域を説明するための一部(破線部分)を透過した斜視図である。図6(b)は、陽極1の角部1Ka,1Kb及び陽極リード2を通るように陽極1を対角に切断した場合の断面図である。図6(a)及び図6(b)に示す第1領域A、第2領域B、第3領域C、第4領域D及び第5領域Eについては、第1実施形態と同様である。図6(a)及び図6(b)に示す第6領域Fは、陽極1の一端面1aと対向する面である他端面1b側の角部1Kb付近の領域である。
【0067】
本実施形態の固体電解コンデンサは、第1領域A、第2領域B及び第6領域Fの誘電体層3の厚みが、第3領域C及び第4領域Dの誘電体層よりも厚い。
【0068】
本実施形態では、樹脂外装体11からの応力の影響を受けやすい陽極1の角部Ka,1Kb付近の第2領域B及び第6領域Fの誘電体層が第3領域C及び第4領域Dの誘電体層よりも厚く形成されることにより、固体電解コンデンサの漏れ電流をより低減できる。
【0069】
尚、本実施形態において、第1領域A、第2領域B及び第6領域Fの誘電体層3の厚みは、第1領域A、第2領域B及び第6領域F以外の領域の誘電体層の厚みよりも厚く形成されている。
【0070】
(第2実施形態に係るタンタル固体電解コンデンサの製造方法)
本実施形態に係るタンタル固体電解コンデンサの製造方法について以下に説明する。
【0071】
第1実施形態と異なる工程である、工程3について下記に説明する。尚、上述の第1実施形態と同様の部分については説明を省略する。
【0072】
<工程3:第2の陽極酸化工程(局所化成)>
図7は、化成装置において陽極63と陰極64の配置を示す模式的な斜視図である。陽極63は、陽極リード2の他端部2bに接続されている。陰極64は、陽極1の陽極リードの根元2c付近の領域及び陽極1の一端面側における角部1Ka付近の領域に加え、陽極の一端面1aと対向する面である他端面1b側の4つの角部1Kb付近の領域にも1本ずつ配置される。
【0073】
同図のように陰極64を配置し、局所化成することより、前述の第1領域A及び第2領域Bと同様に陽極の他端面1b側の角部1Kb付近の領域である前述の第6領域Fの誘電体層3の厚みを局所的に厚くできる。
【0074】
(第3実施形態)
次に、第3実施形態における固体電解コンデンサについて以下に説明する。尚、上述の第1実施形態及び第2実施形態と同様の部分については説明を省略する。
【0075】
図8(a)は、陽極1の領域を説明するための一部(破線部分)を透過した斜視図である。図8(b)は、陽極1の角部1Ka,1Kb及び陽極リード2を通るように陽極1を対角に切断した場合の断面図である。本実施形態においては、第1領域A、第2領域B及び第6領域Fに加え、図8(a)及び図8(b)に示す、直方体からなる陽極の稜線近傍の領域である第7領域Gx,Gy,Gzについても誘電体層3の厚みを厚くした。第7領域Gxは、陽極1の角部1Ka間を結ぶ4つの稜線近傍の領域である。第7領域Gyは、陽極1の角部1Kb間を結ぶ4つの稜線近傍の領域である。第7領域Gzは、陽極1の角部1Kaと角部1Kbとを結ぶ4つの稜線近傍の領域である。
【0076】
本実施形態の固体電解コンデンサは、第1領域A、第2領域Bに次いで樹脂外装体11から応力の影響を受け易い陽極1の辺周辺の領域である第7領域Gx,Gy,Gzの誘電体層を厚くすることにより、固体電解コンデンサの漏れ電流を更に低減できる。
【0077】
(第3実施形態に係るタンタル固体電解コンデンサの製造方法)
本実施形態に係るタンタル固体電解コンデンサの製造方法について以下に説明する。
【0078】
第1実施形態と異なる工程である、工程3について下記に説明する。尚、上述の第1実施形態と同様の部分については説明を省略する。
【0079】
<工程3:第2の陽極酸化工程(局所化成)>
図9は、本実施形態に用いる化成装置において陽極63と陰極64、64Bの配置を示す斜視図である。尚、同図において、陽極1の稜線の一部と、陰極64Bの一部とにおいて透過した部分を破線で示している。陽極63は、陽極リード2の他端部2bに接続されている。陰極64は、陽極1の陽極リードの根元2c付近に配置される。陰極64Bは、細線を格子状に形成した形状を有し、格子の各辺が夫々、陽極1の各稜線に配置される。このように陰極64,64Bを陽極1上に配置し、陽極酸化することより、前述の第1領域A、第2領域B、第6領域F及び第7領域Gx,Gy,Gzの誘電体層3の厚みを他の領域より局所的に厚くできる。
【0080】
尚、本実施形態において第7領域Gx,Gy,Gzで示す領域全ての誘電体層を厚くしたが、これらのうちの一部の領域のみ誘電体層を厚くしてもよい。例えば、陰極引出層が形成されていない一端面1a側の第7領域Gxの誘電体層の厚みを厚くすれば、より漏れ電流を低減できる。
【符号の説明】
【0081】
1 陽極
1a 陽極の一端面
1b 陽極の他端面
1Ka 陽極の一端面側の角部
1Kb 陽極の他端面側の角部
A 第1領域
B 第2領域
C 第3領域
D 第4領域
E 第5領域
F 第6領域
Gx,Gy,Gz 第7領域
2 陽極リード
3 誘電体層
4 電解質層
5 陰極引出層
7 陽極端子
8 導電性接着材
9 陰極端子
11 樹脂外装体
20 固体電解コンデンサ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一端面側と他端面側とに角部を有する多孔質焼結体からなる陽極と、
前記陽極に一端部が埋設され、他端部が前記一端面から突出する陽極リードと、
前記陽極の前記多孔質焼結体の表面に形成された誘電体層と、
前記誘電体層上に形成された電解質層と、を有する固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極は、前記陽極リードの根元付近の領域である第1領域と、前記一端面側の角部付近の領域である第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間の領域である第3領域と、前記陽極リードが埋め込まれた陽極内部の領域である第4領域と、を有し、
前記第1領域及び前記第2領域における前記誘電体層の厚みは、前記第3領域及び前記第4領域における前記誘電体層の厚みよりも厚いことを特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項2】
前記陽極は、前記陽極の側面及び/又は他端面の中央近傍の領域である第5領域を有し、
前記第5領域における誘電体層の厚みは、前記第1領域及び前記第2領域における前記誘電体層の厚みよりも薄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】
前記陽極は、前記他端面側の角部付近の領域である第6領域を有し、
前記第6領域における前記誘電体層の厚みは、前記第3領域及び前記第4領域における前記誘電体層の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項1又は2に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項4】
前記陽極は、角部を結ぶ稜線近傍の領域である第7領域を有し、
前記第7領域における前記誘電体層の厚みは、前記第3領域及び前記第4領域における前記誘電体層の厚みよりも厚いことを特徴とする請求項1〜3に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項5】
一端面から陽極リードが突出し、一端面側に角部を有する多孔質焼結体からなる陽極と、前記陽極の表面に誘電体層とを有する固体電解コンデンサの製造方法であって、
前記陽極リードの根元付近の領域である第1領域と、前記一端面側の角部付近の領域である第2領域とを局所的に陽極酸化することにより前記陽極の表面に前記誘電体層を形成する陽極酸化工程を備えることを特徴とする固体電解コンデンサの製造方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate

【図10】
image rotate


【公開番号】特開2013−51244(P2013−51244A)
【公開日】平成25年3月14日(2013.3.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−187106(P2011−187106)
【出願日】平成23年8月30日(2011.8.30)
【出願人】(000001889)三洋電機株式会社 (18,308)