表面実装積層型コンデンサ
【課題】 積層された固体電解コンデンサ素子の陽極部どうしの接続において、その接続部の高信頼性、且つ、バラツキの少ない安定した低抵抗接続を可能とした表面実装積層型コンデンサを提供すること。
【解決手段】 表面実装積層型コンデンサ１１０は、板状、または箔状の弁作用を有する拡面化した金属を陽極体１とし、その表面に誘電体層を形成し、固体電解質、グラファイトペースト、銀ペーストなどより陰極層２を形成し、上述の陽極体１に陽極金属片を接続した単層の固体電解コンデンサ素子１００による積層体を形成する際に、陽極同士の接続を同一金属のみの溶接による接続を行う。
【解決手段】 表面実装積層型コンデンサ１１０は、板状、または箔状の弁作用を有する拡面化した金属を陽極体１とし、その表面に誘電体層を形成し、固体電解質、グラファイトペースト、銀ペーストなどより陰極層２を形成し、上述の陽極体１に陽極金属片を接続した単層の固体電解コンデンサ素子１００による積層体を形成する際に、陽極同士の接続を同一金属のみの溶接による接続を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子を固体電解質として用いた固体電解コンデンサに関し、詳しくは、表面実装積層型コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の固体電解コンデンサとしては、３端子伝送線路素子タイプと呼ばれている特許文献１に記載されたものが知られている。また、この単体素子を積層し並列接続して静電容量を高めた表面実装積層型コンデンサも開発されている（例えば特許文献２）。
【０００３】
図２は従来の表面実装積層型コンデンサを説明する図であり、図２（ａ）は固体電解コンデンサ素子の断面図であり、図２（ｂ）は固体電解コンデンサ素子を積層した表面実装積層型コンデンサの断面図である。
【０００４】
図２（ａ）に示すように従来の固体電解コンデンサ素子１２０は、導電性機能高分子膜を固体電解質としており、弁作用金属の表面に陽極酸化皮膜層を形成して、弁作用金属の陽極体１とし、この陽極酸化皮膜層表面の中央部１ａを覆うように、導電性機能高分子膜を形成し、さらにその周囲にグラファイト層、銀ペースト層を順次形成し、陰極層２とした後、レジスト層３が形成されたレジスト形成部１ｂを介して、更に外側に延在する弁作用金属の陽極体１の両端１ｃに平板状の陽極金属片４１を接続して作製していた。さらに図２（ｂ）に示すように、この固体電解コンデンサ素子１２０同士を、陰極層２（表面は銀ペースト層）は導電ペースト５により、また、弁作用金属の陽極体の両端１ｃに平板状の陽極金属片４１が接続された陽極部は溶接により接続して積層体とし、次に陽極外部端子７と陰極外部端子８が平板状であり、基板実装面となる同一平面上に形成され、陽極外部端子７と陰極外部端子８の隙間を埋めるとともに機械的に連結する底面部を有し、前記平面に対して直交する側壁を有する外装樹脂ケース９において、その内側に露出した陽極外部端子７表面及び陰極外部端子８表面に前述の積層体となったコンデンサ素子の陽極部（平板状の陽極金属片４１）及び陰極層２（表面は銀ペースト層）を導電ペースト５により接続し、外装樹脂ケース９の上側周囲を蓋１０で覆うことで表面実装積層型コンデンサ１３０としている。
【０００５】
しかしながら、固体電解コンデンサ素子同士を積層し、積層体を形成する際、陽極部においては、溶接工法をとっていて異種金属同士による陽極接続部６１を形成している。そのため、異種金属であることによる融点の相違、設計上の理由による弁作用金属の陽極体１と平板状の陽極金属片４１の厚みの相違により、接続のバラツキが起きる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３１３６７６号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の技術的課題は、固体電解コンデンサ素子を積層して、表面実装積層型コンデンサを作製する際の陽極部の接続において、従来の溶接工法を用いたままで陽極部の接続の信頼性を向上したばらつきの少ない安定した接続性をもつ表面実装積層型コンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の表面実装積層型コンデンサは、板状または箔状の拡面化した弁作用金属を陽極体とし、前記陽極体の端部からは陽極金属片が引き出され、前記陽極体の少なくとも中央領域の表面には酸化皮膜からなる誘電体層が形成され、前記誘電体層上には固体電解質層が形成された固体電解コンデンサ素子を複数個積層し、少なくとも導電ペースト層を介して、板状の陽極外部端子および陰極外部端子と接続された多端子の表面実装積層型コンデンサにおいて、積層した前記固体電解コンデンサ素子の前記陽極金属片同士が積層方向に上下の陽極金属片と直接に接触し、接続されたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記陽極金属片同士がレーザ溶接により接続されていてもよいし、抵抗溶接により接続されていてもよく、前記陽極金属片が銅または銅系合金であっても良い。
【００１０】
本発明によれば、陽極金属片の接続が同一金属同士の接続であることから、固体電解コンデンサ素子の陽極部の接続における高温高湿下での長期にわたる信頼性を確保でき、また、溶接工法による接続状態のバラツキが少なく、その接続部のバラツキが少なく、且つ、低抵抗である表面実装積層型コンデンサが得られる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来の接続工法を用いて、固体電解コンデンサ素子を積層した陽極部の接続の高信頼性、且つ、バラツキの少ない低抵抗を可能とした表面実装積層型コンデンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は本発明の表面実装積層型コンデンサを説明する図であり、図１（ａ）は固体電解コンデンサ素子の断面図であり、図１（ｂ）は固体電解コンデンサ素子を積層した表面実装積層型コンデンサの断面図である。
【００１４】
本発明の実施の形態による表面実装積層型コンデンサ１１０は、直方体の平板状の固体電解コンデンサである。図２に示すものと同様に、３端子伝送線路素子タイプと呼ばれている。図１に示すように、本発明の実施の形態による表面実装積層型コンデンサ１１０は、固体電解コンデンサ素子１００を積層したものを内蔵しており、固体電解コンデンサ素子１００は、導電性機能高分子膜を固体電解質としており、板状または箔状の弁作用を有する弁作用金属の表面をエッチング等による無数の空孔を形成して表面積を２００倍等に大きくする拡面化を施し、この拡面化した弁作用金属の中央部１ａの表面に、陽極酸化皮膜層を形成して、弁作用金属の陽極体１とする。ここで、弁作用金属としては、タンタル、アルミニウム、ニオブ等を用いることができる。次に、この陽極酸化皮膜が表面に形成された弁作用金属の陽極体１の中央部１ａを覆うように、導電性機能高分子膜を形成し、さらにその周囲にグラファイト層、銀ペースト層を順次形成し、それを陰極層２とした後、弁作用金属の陽極体１の中央部１ａからレジスト層３が形成されたレジスト形成部１ｂを介して外側に連続する両端１ｃに段差面を有する階段状の陽極金属片４を接合してコンデンサ素子１００とする。弁作用金属の陽極体１の両端１ｃに段差面を有する階段状の陽極金属片４を接合する際には、階段状の陽極金属片４の段差の凹状部で、弁作用金属の陽極体１と接続し、階段状の陽極金属片４の段差の凸状部が、弁作用金属の陽極体１よりは、飛び出した状態で弁作用金属の陽極体１と接続する。尚、弁作用金属の陽極体１の厚さと階段状の陽極金属片４の凹状部の段差とを同じにすることで、接続後は同一の高さとすることもできる。
【００１５】
ここで、階段状の陽極金属片４としては、銅、銅系合金等の板材を用いることができるが、電子部品端子材料からなる板材であるならば、これらに限定されるものではない。また、弁作用金属の陽極体１と階段状の陽極金属片４の接続においては、超音波溶接、或いは、抵抗溶接等がある。
【００１６】
次に、固体電解コンデンサ素子１００同士を、陰極部は陰極層２（表面は銀ペースト層）同士を導電ペーストにより接続し、陽極部は弁作用金属の陽極体１と階段状の陽極金属片４の接続部を外すように、弁作用金属の陽極体１より飛び出た階段状の陽極金属片４の段差の凸状部同士の溶接による接続により、同一金属による陽極接続部６を形成し、固体電解コンデンサ素子１００の積層体を形成させる。ここで、階段状の陽極金属片４同士の溶接による接続方法としては、レーザー溶接、或いは、抵抗溶接等がある。
【００１７】
さらに、陽極外部端子７及び陰極外部端子８が、基板実装面となる同一平面上に形成され、陽極外部端子７と陰極外部端子８の隙間を埋めるとともに機械的に連結する底面部を有し、前記平面に対して直交する側壁を有する外装樹脂ケ−ス９において、その内側に露出した陽極外部端子７の表面及び陰極外部端子８の表面に前述の固体電解コンデンサ素子１００の積層体の階段状の陽極金属片４及び陰極層２（表面は銀ペースト層）を導電ペースト５により接続し、外装樹脂ケース９に蓋１０を接着剤１１により接続し、表面実装積層型コンデンサを作製する。
【００１８】
尚、本発明の実施の形態においては、陰極層２を形成する導電性機能高分子膜には、ピロール、チオフェン等を用いることができ、陽極外部端子７及び陰極外部端子８としては、銅、銅系合金等の板材を用いることができるが、電子部品端子材料からなる板材であるならば、これらに限定されるものではない。
【００１９】
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、この実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であればなしえるであろう各種変更、修正を含むことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の表面実装積層型コンデンサを説明する図、図１（ａ）は固体電解コンデンサ素子の断面図、図１（ｂ）は固体電解コンデンサ素子を積層した表面実装積層型コンデンサの断面図。
【図２】従来の表面実装積層型コンデンサを説明する図、図２（ａ）は固体電解コンデンサ素子の断面図、図２（ｂ）は固体電解コンデンサ素子を積層した表面実装積層型コンデンサの断面図。
【符号の説明】
【００２１】
１ 陽極体
１ａ 中央部
１ｂ レジスト形成部
１ｃ 両端
２ 陰極層
３ レジスト層
４ 階段状の陽極金属片
４１ 平板状の陽極金属片
５ 導電ペースト
６ 同一金属による陽極接続部
６１ 異種金属同士による陽極接続部
７ 陽極外部端子
８ 陰極外部端子
９ 外装樹脂ケース
１０ 蓋
１１ 接着剤
１００、１２０ 固体電解コンデンサ素子
１１０、１３０ 表面実装積層型コンデンサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高分子を固体電解質として用いた固体電解コンデンサに関し、詳しくは、表面実装積層型コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の固体電解コンデンサとしては、３端子伝送線路素子タイプと呼ばれている特許文献１に記載されたものが知られている。また、この単体素子を積層し並列接続して静電容量を高めた表面実装積層型コンデンサも開発されている（例えば特許文献２）。
【０００３】
図２は従来の表面実装積層型コンデンサを説明する図であり、図２（ａ）は固体電解コンデンサ素子の断面図であり、図２（ｂ）は固体電解コンデンサ素子を積層した表面実装積層型コンデンサの断面図である。
【０００４】
図２（ａ）に示すように従来の固体電解コンデンサ素子１２０は、導電性機能高分子膜を固体電解質としており、弁作用金属の表面に陽極酸化皮膜層を形成して、弁作用金属の陽極体１とし、この陽極酸化皮膜層表面の中央部１ａを覆うように、導電性機能高分子膜を形成し、さらにその周囲にグラファイト層、銀ペースト層を順次形成し、陰極層２とした後、レジスト層３が形成されたレジスト形成部１ｂを介して、更に外側に延在する弁作用金属の陽極体１の両端１ｃに平板状の陽極金属片４１を接続して作製していた。さらに図２（ｂ）に示すように、この固体電解コンデンサ素子１２０同士を、陰極層２（表面は銀ペースト層）は導電ペースト５により、また、弁作用金属の陽極体の両端１ｃに平板状の陽極金属片４１が接続された陽極部は溶接により接続して積層体とし、次に陽極外部端子７と陰極外部端子８が平板状であり、基板実装面となる同一平面上に形成され、陽極外部端子７と陰極外部端子８の隙間を埋めるとともに機械的に連結する底面部を有し、前記平面に対して直交する側壁を有する外装樹脂ケース９において、その内側に露出した陽極外部端子７表面及び陰極外部端子８表面に前述の積層体となったコンデンサ素子の陽極部（平板状の陽極金属片４１）及び陰極層２（表面は銀ペースト層）を導電ペースト５により接続し、外装樹脂ケース９の上側周囲を蓋１０で覆うことで表面実装積層型コンデンサ１３０としている。
【０００５】
しかしながら、固体電解コンデンサ素子同士を積層し、積層体を形成する際、陽極部においては、溶接工法をとっていて異種金属同士による陽極接続部６１を形成している。そのため、異種金属であることによる融点の相違、設計上の理由による弁作用金属の陽極体１と平板状の陽極金属片４１の厚みの相違により、接続のバラツキが起きる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３１３６７６号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の技術的課題は、固体電解コンデンサ素子を積層して、表面実装積層型コンデンサを作製する際の陽極部の接続において、従来の溶接工法を用いたままで陽極部の接続の信頼性を向上したばらつきの少ない安定した接続性をもつ表面実装積層型コンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の表面実装積層型コンデンサは、板状または箔状の拡面化した弁作用金属を陽極体とし、前記陽極体の端部からは陽極金属片が引き出され、前記陽極体の少なくとも中央領域の表面には酸化皮膜からなる誘電体層が形成され、前記誘電体層上には固体電解質層が形成された固体電解コンデンサ素子を複数個積層し、少なくとも導電ペースト層を介して、板状の陽極外部端子および陰極外部端子と接続された多端子の表面実装積層型コンデンサにおいて、積層した前記固体電解コンデンサ素子の前記陽極金属片同士が積層方向に上下の陽極金属片と直接に接触し、接続されたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記陽極金属片同士がレーザ溶接により接続されていてもよいし、抵抗溶接により接続されていてもよく、前記陽極金属片が銅または銅系合金であっても良い。
【００１０】
本発明によれば、陽極金属片の接続が同一金属同士の接続であることから、固体電解コンデンサ素子の陽極部の接続における高温高湿下での長期にわたる信頼性を確保でき、また、溶接工法による接続状態のバラツキが少なく、その接続部のバラツキが少なく、且つ、低抵抗である表面実装積層型コンデンサが得られる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来の接続工法を用いて、固体電解コンデンサ素子を積層した陽極部の接続の高信頼性、且つ、バラツキの少ない低抵抗を可能とした表面実装積層型コンデンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は本発明の表面実装積層型コンデンサを説明する図であり、図１（ａ）は固体電解コンデンサ素子の断面図であり、図１（ｂ）は固体電解コンデンサ素子を積層した表面実装積層型コンデンサの断面図である。
【００１４】
本発明の実施の形態による表面実装積層型コンデンサ１１０は、直方体の平板状の固体電解コンデンサである。図２に示すものと同様に、３端子伝送線路素子タイプと呼ばれている。図１に示すように、本発明の実施の形態による表面実装積層型コンデンサ１１０は、固体電解コンデンサ素子１００を積層したものを内蔵しており、固体電解コンデンサ素子１００は、導電性機能高分子膜を固体電解質としており、板状または箔状の弁作用を有する弁作用金属の表面をエッチング等による無数の空孔を形成して表面積を２００倍等に大きくする拡面化を施し、この拡面化した弁作用金属の中央部１ａの表面に、陽極酸化皮膜層を形成して、弁作用金属の陽極体１とする。ここで、弁作用金属としては、タンタル、アルミニウム、ニオブ等を用いることができる。次に、この陽極酸化皮膜が表面に形成された弁作用金属の陽極体１の中央部１ａを覆うように、導電性機能高分子膜を形成し、さらにその周囲にグラファイト層、銀ペースト層を順次形成し、それを陰極層２とした後、弁作用金属の陽極体１の中央部１ａからレジスト層３が形成されたレジスト形成部１ｂを介して外側に連続する両端１ｃに段差面を有する階段状の陽極金属片４を接合してコンデンサ素子１００とする。弁作用金属の陽極体１の両端１ｃに段差面を有する階段状の陽極金属片４を接合する際には、階段状の陽極金属片４の段差の凹状部で、弁作用金属の陽極体１と接続し、階段状の陽極金属片４の段差の凸状部が、弁作用金属の陽極体１よりは、飛び出した状態で弁作用金属の陽極体１と接続する。尚、弁作用金属の陽極体１の厚さと階段状の陽極金属片４の凹状部の段差とを同じにすることで、接続後は同一の高さとすることもできる。
【００１５】
ここで、階段状の陽極金属片４としては、銅、銅系合金等の板材を用いることができるが、電子部品端子材料からなる板材であるならば、これらに限定されるものではない。また、弁作用金属の陽極体１と階段状の陽極金属片４の接続においては、超音波溶接、或いは、抵抗溶接等がある。
【００１６】
次に、固体電解コンデンサ素子１００同士を、陰極部は陰極層２（表面は銀ペースト層）同士を導電ペーストにより接続し、陽極部は弁作用金属の陽極体１と階段状の陽極金属片４の接続部を外すように、弁作用金属の陽極体１より飛び出た階段状の陽極金属片４の段差の凸状部同士の溶接による接続により、同一金属による陽極接続部６を形成し、固体電解コンデンサ素子１００の積層体を形成させる。ここで、階段状の陽極金属片４同士の溶接による接続方法としては、レーザー溶接、或いは、抵抗溶接等がある。
【００１７】
さらに、陽極外部端子７及び陰極外部端子８が、基板実装面となる同一平面上に形成され、陽極外部端子７と陰極外部端子８の隙間を埋めるとともに機械的に連結する底面部を有し、前記平面に対して直交する側壁を有する外装樹脂ケ−ス９において、その内側に露出した陽極外部端子７の表面及び陰極外部端子８の表面に前述の固体電解コンデンサ素子１００の積層体の階段状の陽極金属片４及び陰極層２（表面は銀ペースト層）を導電ペースト５により接続し、外装樹脂ケース９に蓋１０を接着剤１１により接続し、表面実装積層型コンデンサを作製する。
【００１８】
尚、本発明の実施の形態においては、陰極層２を形成する導電性機能高分子膜には、ピロール、チオフェン等を用いることができ、陽極外部端子７及び陰極外部端子８としては、銅、銅系合金等の板材を用いることができるが、電子部品端子材料からなる板材であるならば、これらに限定されるものではない。
【００１９】
以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、この実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であればなしえるであろう各種変更、修正を含むことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の表面実装積層型コンデンサを説明する図、図１（ａ）は固体電解コンデンサ素子の断面図、図１（ｂ）は固体電解コンデンサ素子を積層した表面実装積層型コンデンサの断面図。
【図２】従来の表面実装積層型コンデンサを説明する図、図２（ａ）は固体電解コンデンサ素子の断面図、図２（ｂ）は固体電解コンデンサ素子を積層した表面実装積層型コンデンサの断面図。
【符号の説明】
【００２１】
１ 陽極体
１ａ 中央部
１ｂ レジスト形成部
１ｃ 両端
２ 陰極層
３ レジスト層
４ 階段状の陽極金属片
４１ 平板状の陽極金属片
５ 導電ペースト
６ 同一金属による陽極接続部
６１ 異種金属同士による陽極接続部
７ 陽極外部端子
８ 陰極外部端子
９ 外装樹脂ケース
１０ 蓋
１１ 接着剤
１００、１２０ 固体電解コンデンサ素子
１１０、１３０ 表面実装積層型コンデンサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状または箔状の拡面化した弁作用金属を陽極体とし、前記陽極体の端部からは陽極金属片が引き出され、前記陽極体の少なくとも中央領域の表面には酸化皮膜からなる誘電体層が形成され、前記誘電体層上には固体電解質層が形成された固体電解コンデンサ素子を複数個積層し、少なくとも導電ペースト層を介して、板状の陽極外部端子および陰極外部端子と接続された多端子の表面実装積層型コンデンサにおいて、積層した前記固体電解コンデンサ素子の前記陽極金属片同士が積層方向に上下の陽極金属片と直接に接触し、接続されたことを特徴とする表面実装積層型コンデンサ。
【請求項２】
前記陽極金属片同士がレーザ溶接により接続されたことを特徴とする請求項１に記載の表面実装積層型コンデンサ。
【請求項３】
前記陽極金属片同士が抵抗溶接により接続されたことを特徴とする請求項１に記載の表面実装積層型コンデンサ。
【請求項４】
前記陽極金属片が銅または銅系合金からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表面実装積層型コンデンサ。
【請求項１】
板状または箔状の拡面化した弁作用金属を陽極体とし、前記陽極体の端部からは陽極金属片が引き出され、前記陽極体の少なくとも中央領域の表面には酸化皮膜からなる誘電体層が形成され、前記誘電体層上には固体電解質層が形成された固体電解コンデンサ素子を複数個積層し、少なくとも導電ペースト層を介して、板状の陽極外部端子および陰極外部端子と接続された多端子の表面実装積層型コンデンサにおいて、積層した前記固体電解コンデンサ素子の前記陽極金属片同士が積層方向に上下の陽極金属片と直接に接触し、接続されたことを特徴とする表面実装積層型コンデンサ。
【請求項２】
前記陽極金属片同士がレーザ溶接により接続されたことを特徴とする請求項１に記載の表面実装積層型コンデンサ。
【請求項３】
前記陽極金属片同士が抵抗溶接により接続されたことを特徴とする請求項１に記載の表面実装積層型コンデンサ。
【請求項４】
前記陽極金属片が銅または銅系合金からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表面実装積層型コンデンサ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−１７７２３６（Ｐ２００８−１７７２３６Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７２１８（Ｐ２００７−７２１８）
【出願日】平成１９年１月１６日（２００７．１．１６）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１６日（２００７．１．１６）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
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