JP6417085B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、固体電解コンデンサに関する。

従来から、固体電解コンデンサが知られている（たとえば、特許文献１参照）。同文献に開示の固体電解コンデンサは、多孔質焼結体と、陽極ワイヤと、誘電体層と、固体電解質層と、導電層と、を備えている。陽極ワイヤは、多孔質焼結体から突出するように設けられている。誘電体層は多孔質焼結体に積層されている。固体電解質層は誘電体層に積層されている。導電層は固体電解質層に積層されている。従来からこのような固体電解コンデンサにおいて、漏れ電流の低減が求められている。

特開２０１１−２４３９５２号公報

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、漏れ電流の発生を抑制できる固体電解コンデンサを提供することをその主たる課題とする。

本発明の第１の側面によると、弁作用金属よりなる多孔質焼結体と、前記多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤと、前記多孔質焼結体に積層された誘電体層と、前記誘電体層に積層された固体電解質層と、前記陽極ワイヤに接合された陽極電極と、前記陽極ワイヤに接する放熱部と、を備える、固体電解コンデンサが提供される。

好ましくは、前記放熱部は、前記陽極電極から離間している。

好ましくは、前記放熱部は、膜状である。

好ましくは、前記多孔質焼結体は、前記陽極ワイヤが突出する主面を有する。

好ましくは、前記陽極ワイヤは、中間部分を有し、前記中間部分は、前記陽極ワイヤの突出する方向において、前記陽極ワイヤおよび前記陽極電極の接触箇所と、前記主面と、の間の部分であり、前記放熱部は、前記陽極ワイヤにおける前記中間部分を覆う部位を有する。

好ましくは、前記陽極ワイヤは、先端部分を有し、前記先端部分は、前記陽極電極と前記陽極ワイヤとの接触箇所よりも、前記突出する方向側に位置する部分であり、前記放熱部は、前記陽極ワイヤにおける前記先端部分に接する部位を有する。

好ましくは、前記放熱部は、導電材料あるいは絶縁材料よりなる。

好ましくは、前記放熱部は、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、あるいはＡｌよりなる。

好ましくは、前記放熱部の熱伝導率は、０．１〜１．０ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃である。

好ましくは、前記放熱部の厚さは、１０〜１００μｍである。

好ましくは、前記放熱部は、前記多孔質焼結体および前記固体電解質層のいずれもから離間している。

好ましくは、前記陽極ワイヤおよび前記陽極電極には、溶接痕が形成されている。

好ましくは、前記溶接痕は、幅広部と第１幅狭部とを有し、前記陽極ワイヤの突出する方向に直交する方向視において、前記幅広部の幅寸法は、前記第１幅狭部の幅寸法よりも、大きく、前記陽極ワイヤの突出する方向において、前記幅広部は、前記第１幅狭部と前記主面との間に位置している。

好ましくは、前記溶接痕は、第２幅狭部を有し、前記陽極ワイヤの突出する方向に直交する方向視において、前記幅広部の幅寸法は、前記第２幅狭部の幅寸法よりも、大きく、前記陽極ワイヤの突出する方向において、前記第幅広部は、前記第１幅狭部と前記第２幅狭部との間に位置している。

好ましくは、前記溶接痕は、円形状である。

好ましくは、前記固体電解質層を覆う導電層を更に備える。

好ましくは、前記導電層に導通する陰極電極を更に備える。

好ましくは、前記陰極電極と前記導電層との間に介在する導電性接合層を更に備える。

好ましくは、前記陽極ワイヤと、前記放熱部と、を覆う樹脂部を更に備える。

好ましくは、前記陽極電極は、枕電極と、陽極実装端子と、を含み、前記枕電極は、前記陽極ワイヤに接しており、前記陽極実装端子は、前記枕電極を支持し、且つ、前記枕電極を介して前記陽極ワイヤに導通している。

好ましくは、前記陽極実装端子は、実装面と、支持面と、退避面と、を有し、前記支持面は、前記実装面と反対側に位置し、且つ、前記枕電極を支持しており、前記退避面は、前記実装面と反対側に位置し、且つ、前記陽極ワイヤが突出する方向と反対方向の端部に位置し、前記退避面と前記実装面との距離は、前記支持面と前記実装面との距離よりも小さい。

好ましくは、前記陽極実装端子には、前記突出する方向の端部において、前記実装面から前記支持面側に凹むフィレット部が形成されている。

好ましくは、前記陽極電極は、実装面と端面とを有し、前記端面は、前記陽極ワイヤが突出する方向を向いており、前記実装面は、前記陽極電極に対して、前記陽極ワイヤの位置する側とは反対側を向いており、前記端面および前記実装面はいずれも、前記樹脂部から露出している。

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。

本発明の第１実施形態にかかる固体電解コンデンサを示す断面図である。 図１に示した固体電解コンデンサの左側面図（一部透視化）である。 （ａ）は、図１の領域α１の部分拡大図であり、（ｂ）は、図１の領域β１の部分拡大図である。 図１に示した固体電解コンデンサの部分拡大図である。 図１に示した固体電解コンデンサの部分平面図（樹脂部を省略）である。 本発明の第１実施形態にかかる固体電解コンデンサの製造方法の流れの一部を示すフローチャートである。 （ａ）は、本発明の第１実施形態にかかる固体電解コンデンサの製造工程の一工程を示す断面図であり、（ｂ）は、本発明の第１実施形態にかかる固体電解コンデンサの製造工程の一工程を示す平面図である。 図７に続く一工程を示す断面図である。 図８に続く一工程を示す断面図である。 図９に続く一工程を示す断面図である。 図１０に続く一工程を示す断面図である。 図１１に続く一工程を示す断面図である。 図１２に続く一工程を示す断面図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。 図１３、図１４に続く一工程を示す断面図である。 本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる固体電解コンデンサを示す部分拡大断面図である。 本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる固体電解コンデンサを示す拡大断面図である。 図１７に示した固体電解コンデンサの左側面図である。 本発明の第１実施形態の第３変形例にかかる固体電解コンデンサを示す左側面図（一部透視化）である。 本発明の第２実施形態にかかる固体電解コンデンサを示す断面図である。 図２０に示した固体電解コンデンサの左側面図である。 図２０に示した固体電解コンデンサの底面図である。 本発明の第３実施形態にかかる固体電解コンデンサを示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

＜第１実施形態＞
図１〜図１３を用いて、本発明の第１実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる固体電解コンデンサを示す断面図である。図２は、図１に示した固体電解コンデンサの左側面図（一部透視化）である。図３の（ａ）は、図１の領域α１の部分拡大図であり、（ｂ）は、図１の領域β１の部分拡大図である。図４は、図１に示した固体電解コンデンサの部分拡大図である。図５は、図１に示した固体電解コンデンサの部分平面図（樹脂部を省略）である。

これらの図に示す固体電解コンデンサ１００は、コンデンサ素子１と、導電性接合層２と、樹脂部３と、陽極電極６Ａと、陰極電極６Ｂと、放熱部７と、を備える。

固体電解コンデンサ１００は、たとえば回路基板Ｓ１ａに面実装された状態で用いられる。固体電解コンデンサ１００は、図１の上下方向の寸法がたとえば０．８ｍｍであり、図１の左右方向の寸法がたとえば１．６ｍｍであり、図１の紙面奥行き方向の寸法がたとえば０．８５ｍｍである。

コンデンサ素子１は、多孔質焼結体１１と、陽極ワイヤ１２と、誘電体層１３（図３参照）と、絶縁膜１４と、固体電解質層１５と、導電層１６とを含む。

多孔質焼結体１１は、直方体形状である。多孔質焼結体１１は、弁作用金属よりなり、このような弁作用金属としては、たとえばタンタルおよびニオブが挙げられる。図３（ａ），（ｂ）に示すように、多孔質焼結体１１には複数（多数）の細孔１８が形成されている。多孔質焼結体１１は、方向ｘを向く主面１１ａと、方向ｘの反対側を向く面１１ｃと、主面１１ａおよび面１１ｃにつながる４つの面１１ｂ（図１にて２つのみ示す）とを有する。主面１１ａおよび面１１ｂ，１１ｃはそれぞれ、矩形状である。

陽極ワイヤ１２は、弁作用金属よりなり、このような弁作用金属としては、たとえばタンタルおよびニオブが挙げられる。陽極ワイヤ１２は、多孔質焼結体１１の主面１１ａから、突出している。陽極ワイヤ１２の突出する方向は、方向ｘに一致する。陽極ワイヤ１２の直径は、たとえば０．１５ｍｍである。図４に示すように、陽極ワイヤ１２は、ワイヤ端面１２ａを有する。ワイヤ端面１２ａは、方向ｘを向いている。ワイヤ端面１２ａは平坦である。

陽極ワイヤ１２は、中間部分１２１と、先端部分１２２と、を有する。

中間部分１２１は、陽極ワイヤ１２の突出する方向ｘにおいて、陽極ワイヤ１２および陽極電極６Ａの接触箇所６９１と、主面１１ａと、の間の部分である。先端部分１２２は、陽極ワイヤ１２および陽極電極６Ａの接触箇所６９１よりも、陽極ワイヤ１２の突出する方向ｘ側に位置する部分である。すなわち、先端部分１２２は、陽極ワイヤ１２の先端に位置する部分である。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、誘電体層１３は、多孔質焼結体１１に積層されている。誘電体層１３は、多孔質焼結体１１を構成する弁作用金属の酸化物よりなる。このような弁作用金属の酸化物としては、五酸化タンタルや五酸化ニオブなどが挙げられる。

図１に示すように、絶縁膜１４は、陽極ワイヤ１２を覆っている。本実施形態においては更に、絶縁膜１４は、多孔質焼結体１１（具体的には、主面１１ａ）を覆っている。本実施形態とは異なり、絶縁膜１４は、多孔質焼結体１１を覆っていなくてもよい。絶縁膜１４は、フッ素樹脂よりなる。本実施形態において、このようなフッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、フッ化エチレンプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、および、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）よりなる群の少なくとも一つから選択される樹脂のみを含んでなる。絶縁膜１４の厚さは、たとえば５０μｍ以下であり、本実施形態では、厚さは２μｍ〜４μｍである。絶縁膜１４は、固体電解質層１５を形成するための溶液が陽極ワイヤ１２をしみ上がることを防止するためのものである。本実施形態とは異なり、絶縁膜１４は、シリコンよりなっていてもよい。

図３（ｂ）に示すように、固体電解質層１５は、誘電体層１３に積層されている。固体電解質層１５の一部は、細孔１８に形成されている。図１に示すように、固体電解質層１５の一部は、多孔質焼結体１１の主面１１ａ、面１１ｂ，１１ｃに形成されている。固体電解質層１５は、たとえば、二酸化マンガンや導電性ポリマーよりなる。固体電解コンデンサ１００が用いられる際には、固体電解質層１５と誘電体層１３との界面に電荷が蓄蔵される。

導電層１６は、固体電解質層１５を覆っている。導電層１６は、固体電解質層１５と導通している。導電層１６は、たとえばグラファイト層と銀層とからなる積層構造を有する。

導電性接合層２は、たとえば銀ペーストである。導電性接合層２は、導電層１６と、陰極電極６Ｂとの間に介在している。

樹脂部３は、たとえばエポキシ樹脂よりなる。樹脂部３は、コンデンサ素子１を保護するためのものである。樹脂部３は、コンデンサ素子１（多孔質焼結体１１、陽極ワイヤ１２、誘電体層１３、絶縁膜１４、固体電解質層１５、導電層１６）と、導電性接合層２と、陽極電極６Ａと、陰極電極６Ｂと、を覆っている。樹脂部３は、陽極ワイヤ１２と、絶縁膜１４と、固体電解質層１５と、導電層１６と、導電性接合層２と、陽極電極６Ａと、陰極電極６Ｂと、に接している。樹脂部３は、樹脂部端面３ａを有している。樹脂部端面３ａは、陽極ワイヤ１２が突出する方向ｘを向いている。

陽極電極６Ａは、陽極ワイヤ１２に接している。陽極電極６Ａは、溶接によって陽極ワイヤ１２に接合されている。本実施形態においては、陽極電極６Ａは、枕電極４および陽極実装端子５１を含む。

枕電極４は、コンデンサ素子１に陽極実装端子５１等を取り付ける際に、陽極ワイヤ１２を支持するためのものである。枕電極４は、方向ｘと交差する方向に延びており、本実施形態では、図１の上下方向に延びている。枕電極４は、陽極ワイヤ１２に接合され、且つ、陽極ワイヤ１２と導通している。枕電極４は、たとえば、銅メッキが施された、４２アロイなどのＮｉ−Ｆｅ合金よりなる。

図２に示すように、枕電極４には、凹部４１が形成されている。凹部４１は、図２の下方に凹む形状である。本実施形態では、凹部４１に陽極ワイヤ１２が嵌っており、凹部４１の内面が陽極ワイヤ１２と接合している。

陽極実装端子５１は、固体電解コンデンサ１００を回路基板Ｓ１ａに実装するためのものである。陽極実装端子５１は、たとえば、銅メッキが施された、４２アロイなどのＮｉ−Ｆｅ合金よりなる。

陽極実装端子５１は、枕電極４を支持し、且つ、枕電極４を介して陽極ワイヤ１２と導通している。陽極実装端子５１の一部は、樹脂部３から露出している。陽極実装端子５１において樹脂部３から露出している面は、固体電解コンデンサ１００を回路基板Ｓ１ａに実装するための実装面５１３となっている。実装面５１３がハンダ８９によって回路基板Ｓ１ａに対し接着されることにより、固体電解コンデンサ１００は回路基板Ｓ１ａに対し実装される。

陽極実装端子５１は、厚肉部５１１と、厚肉部５１１よりも厚さ（図１の上下方向における寸法）が薄い薄肉部５１２とを含む。

厚肉部５１１にて実装面５１３と反対側に位置する面は、枕電極４を支持する支持面５１４となっている。支持面５１４は、実装面５１３と平行である。厚肉部５１１の方向ｘ側の部分には、実装面５１３から支持面５１４側に凹むフィレット部５１１ａが形成されている。これにより、実装面５１３と回路基板Ｓ１ａとを接着するハンダ８９の一部は、ハンダフィレットとして形成される。本実施形態では、陽極実装端子５１にはフィレット部５１１ａが形成されているが、陽極実装端子５１の形状はこれに限定されない。たとえば、陽極実装端子５１にフィレット部５１１ａが形成されていなくてもよい。

薄肉部５１２は、陽極実装端子５１が導電層１６ないし固体電解質層１５に接触するのを防止するために形成されている。薄肉部５１２にて実装面５１３と反対側に位置する面は、退避面５１５となっている。退避面５１５は、実装面５１３と平行である。退避面５１５は、陽極実装端子５１において、方向ｘと反対側の端部に位置している。退避面５１５は薄肉部５１２におけるものであるから、退避面５１５と実装面５１３との距離は、支持面５１４と実装面５１３との距離よりも小さい。退避面５１５は、必ずしも実装面５１３と平行である必要はなく、支持面５１４から方向ｘの反対側に向かうにつれて、徐々に実装面５１３に接近する面であってもよい。本実施形態では、退避面５１５は、支持面５１４と起立面５１６を介してつながっている。起立面５１６は、退避面５１５に対し垂直である面であり、退避面５１５から支持面５１４に延びる。

陰極電極６Ｂは、固体電解コンデンサ１００を回路基板Ｓ１ａに実装するためのものである。陰極電極６Ｂはいずれも、たとえば、銅メッキが施された、４２アロイなどのＮｉ−Ｆｅ合金よりなる。

陰極電極６Ｂは、導電性接合層２および導電層１６を介して固体電解質層１５と導通している。陰極電極６Ｂの一部は、樹脂部３から露出している。陰極電極６Ｂにおいて樹脂部３から露出している面は、固体電解コンデンサ１００を回路基板Ｓ１ａに実装するための実装面５２３となっている。実装面５２３がハンダ８９によって回路基板Ｓ１ａに対し接着されることにより、固体電解コンデンサ１００は回路基板Ｓ１ａに対し実装される。実装面５２３の面積と実装面５１３の面積とが同一であるならば、セルフアライメントに効果的である。陰極電極６Ｂの方向ｘの反対側の部分には、陽極実装端子５１と同様に、フィレット部５２ａが形成されている。本実施形態では、陰極電極６Ｂにはフィレット部５２ａが形成されているが、陰極電極６Ｂの形状はこれに限定されない。たとえば、陰極電極６Ｂにフィレット部５２ａが形成されていなくてもよい。陰極電極６Ｂにて実装面５２３と反対側に位置する面は、等価直列抵抗（ＥＳＲ）を向上させる観点から、大きい方が好ましい。

図１、図４、図５に示す放熱部７は、陽極ワイヤ１２に接している。本実施形態では放熱部７は、膜状である。放熱部７の厚さは、たとえば、１０〜１００μｍである。放熱部７の熱伝導率は、陽極ワイヤ１２の熱伝導率よりも大きい。放熱部７の熱伝導率は、たとえば、０．１〜１．０ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃である。放熱部７は、多孔質焼結体１１、固体電解質層１５、および導電層１６のいずれもから離間している。放熱部７は、導電材料あるいは絶縁材料よりなる。放熱部７が導電材料よりなる場合、このような導電材料としては、たとえば、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、およびＡｌが挙げられる。放熱部７が絶縁材料よりなる場合、このような絶縁材料としては、たとえば、高熱伝導性のエポキシ樹脂が挙げられる。本実施形態においては、放熱部７は、陽極電極６Ａから離間している。また、放熱部７は、絶縁膜１４よりも方向ｘ側に形成されている。

本実施形態においては、放熱部７は、第１部位７１を有する。第１部位７１は、陽極ワイヤ１２における中間部分１２１に接している。換言すれば、第１部位７１は、本実施形態においては、放熱部７は中間部分１２１を覆っている。陽極ワイヤ１２における先端部分１２２や、ワイヤ端面１２ａには、放熱部７は形成されていない。

図５に示すように、放熱部７および陽極ワイヤ１２には、溶接痕７８が形成されている。本実施形態では、２つの溶接痕７８が形成されている。溶接痕７８は、放熱部７および陽極ワイヤ１２を接合するために、溶接を行った結果形成されたものである。本実施形態では、溶接としてレーザ溶接を行う。レーザ溶接ではスポット光が照射されるため、溶接痕７８は、円形状となることが多い。円形状は楕円形状を含んでいる。

溶接痕７８は、幅広部７８１と、第１幅狭部７８２と、第２幅狭部７８３と、を有する。

図５に示すように、陽極ワイヤ１２の突出する方向ｘに直交する方向視において、幅広部７８１の幅寸法Ｌ１１は、第１幅狭部７８２の幅寸法Ｌ１２よりも大きい。陽極ワイヤ１２の突出する方向ｘに直交する方向視において、幅広部７８１の幅寸法Ｌ１１は、第２幅狭部７８３の幅寸法Ｌ１３よりも大きい。

陽極ワイヤ１２の突出する方向ｘにおいて、幅広部７８１は、第１幅狭部７８２と主面１１ａとの間に位置している。また、幅広部７８１は、第１幅狭部７８２および第２幅狭部７８３の間に位置している。

次に、図６〜図１５を用いて固体電解コンデンサ１００の製造方法の一例について説明する。まず、コンデンサ素子１の製造方法について説明する。図６は、本発明の第１実施形態にかかる固体電解コンデンサの製造方法の流れの一部を示すフローチャートである。

まず、図７に示す多孔質焼結体１１’を形成する工程Ｓ１を行う。工程Ｓ１においては、たとえば、タンタルまたはニオブなどの弁作用金属の微粉末に陽極ワイヤ１２’の一部を進入させた状態で加圧成形を行う。この加圧成形により得られた加圧成型体に対して焼結処理を施す。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。

次に、図７〜図１０に示すように、絶縁膜１４（図１０参照）を形成する工程Ｓ２を行う。工程Ｓ２では、フッ素樹脂よりなる複数の粒状体８１を陽極ワイヤ１２’に付着させる工程Ｓ２１（図７〜図９）と、複数の粒状体８１を溶融させる工程Ｓ２２（図１０）とを行う。本実施形態においては、工程Ｓ２１を行う際に、複数の粒状体８１を多孔質焼結体１１’にも付着させる。以下、詳細に説明する。

図７（ａ），（ｂ）に示すように、複数の粒状体８１を陽極ワイヤ１２’に付着させる工程Ｓ２１においては、先端が二股状になっている保持部材８８の二股部分に、水性分散体８を保持させる。水性分散体８は、複数の粒状体８１を界面活性剤で安定化させたものである。

次に、同図（ａ），（ｂ）の想像線で示すように、保持部材８８を陽極ワイヤ１２’に接近させ、保持部材８８の二股部分を、陽極ワイヤ１２’における多孔質焼結体１１’の近傍部分に嵌めこむ。すると、保持部材８８に保持された水性分散体８は、陽極ワイヤ１２’および多孔質焼結体１１’に付着する。

次に、図８に示すように、保持部材８８を陽極ワイヤ１２’から離間させる。すると、水性分散体８が陽極ワイヤ１２’および多孔質焼結体１１’に塗布された状態となる。次に、図９に示すように、多孔質焼結体１１’および陽極ワイヤ１２’に水性分散体８を塗布したのち数秒ほど経過すると、水性分散体８中の液体成分が多孔質焼結体１１’にしみ込む。そして、複数の粒状体８１が多孔質焼結体１１’と陽極ワイヤ１２’とに付着した状態となる。このように、複数の粒状体８１を陽極ワイヤ１２’に付着させる工程Ｓ２１を行う。

本実施形態において水性分散体８としては、たとえば、ダイキン工業株式会社、ＰＴＦＥ Ｄシリーズ、型番Ｄ−２１０Ｃを用いることができる。この水性分散体８を用いたときの各パラメータは以下のとおりである。陽極ワイヤ１２’と多孔質焼結体１１’とに塗布する水性分散体８の質量は、約０．２ｇである。水性分散体８に対する粒状体８１の濃度は、約６０質量％である。粒状体８１の粒子径は、たとえば０．１５μｍ〜０．３０μｍである。水性分散体８に対する界面活性剤の濃度は、約６質量％／ｐである。水性分散体８の粘度は、１５〜３５（ｃｐ，２５℃）である。水性分散体８の比重は、１．５１〜１．５４（２５℃）である。水性分散体８のｐＨは、９〜１０である。

なお、水性分散体８としては、ダイキン工業株式会社、ＰＴＦＥ Ｄシリーズ、型番Ｄ−１Ｅや、ダイキン工業株式会社、ＰＴＦＥ Ｄシリーズ、型番Ｄ−３１１や、ダイキン工業株式会社、ＰＴＦＥ Ｄシリーズ、型番ＮＤ−１１０を用いるとよい。

次に、図１０に示すように、加熱することにより粒状体８１を溶融させる工程Ｓ２２を行う。粒状体８１が溶融することにより、絶縁膜１４が形成される。工程Ｓ２２は、たとえば、粒状体８１の融点より高い温度の加熱炉にて行う。粒状体８１がＰＴＦＥである場合、粒状体８１の融点は３２７℃であるため、工程Ｓ２２は約３４０℃の加熱炉にて行うとよい。粒状体８１がＰＦＡである場合、粒状体８１の融点は３０４〜３１０℃であるため、工程Ｓ２２は約３４０℃の加熱炉にて行うとよい。粒状体８１がＦＥＰである場合、粒状体８１の融点は２８０℃であるため、工程Ｓ２２は約３００℃の加熱炉にて行うとよい。

なお、工程Ｓ２２では、陽極ワイヤ１２が酸化することを防止するため、陽極ワイヤ１２を加熱する時間を短くすることが好ましい。工程Ｓ２２では、粒状体８１と多孔質焼結体１１’とを挟み込むようなヒートブロックを用いて、粒状体８１を溶融させるとよい。これにより、陽極ワイヤ１２をあまり加熱することなく粒状体８１を溶融させることができる。

本実施形態において、絶縁膜１４は、多孔質焼結体１１’と陽極ワイヤ１２’とに形成される。これにより、上述のように、絶縁膜１４は多孔質焼結体１１と陽極ワイヤ１２とを覆うこととなる。絶縁膜１４は、複数の粒状体８１が溶融することにより形成されている。そのため、絶縁膜１４は、陽極ワイヤ１２’に密着したものとなる。また複数の粒状体８１が溶融する際には、溶融した樹脂が多孔質焼結体１１’にわずかに入り込むと考えられる。そのため、絶縁膜１４の一部は、多孔質焼結体１１’における細孔内に形成されることがある。

なお、絶縁膜１４の厚さをより厚くするために、絶縁膜１４を形成する工程Ｓ２を繰り返し行ってもよい。また、絶縁膜１４の厚さをより薄くするために、工程Ｓ２１にて、水性分散体８を水で希釈したものを陽極ワイヤ１２’に塗布してもよい。

次に、誘電体層１３を形成する工程Ｓ３を行う。工程Ｓ３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りなされる。

次に、図１１に示すように、固体電解質層１５を形成する工程Ｓ４を行う。工程Ｓ４においては、誘電体層１３が形成された多孔質焼結体１１を、水溶液８７に漬ける。水溶液８７は、たとえば、硝酸マンガンの水溶液、もしくは、導電性ポリマの水溶液である。多孔質焼結体１１を水溶液８７に漬けるとき、水溶液８７の界面が絶縁膜１４を超えない位置関係とする。水溶液８７は絶縁膜１４との間に表面張力が生じ、絶縁膜１４には水溶液８７は付着しない。仮に絶縁膜１４に水溶液８７が一時的に付着しても、その後、多孔質焼結体１１を水溶液８７から引き揚げた時に、水溶液８７は絶縁膜１４から流れ落ちる。多孔質焼結体１１を水溶液８７から引き揚げた後には、焼成処理を施す。多孔質焼結体１１を水溶液８７に漬け、その後、焼成処理を施す当該作業を繰り返すことにより、固体電解質層１５を形成することができる。

次に、図１２に示すように、たとえばグラファイト層および銀層からなる導電層１６を形成する工程Ｓ５を行う。以上の工程Ｓ１〜Ｓ５を経ることにより、コンデンサ素子１が製造される。

次に、図１３、図１４に示すように、放熱部７を形成する。本実施形態では、放熱部７は、ローラＲ１、Ｒ２を用いて形成される。ローラＲ１、Ｒ２の周面には、放熱部７を構成する材料が塗布されている。そして、ローラＲ１、Ｒ２が回転することにより、陽極ワイヤ１２の周面に、放熱部７（たとえばＣｕよりなる膜）が形成される。本実施形態とは異なり、陽極ワイヤ１２の周囲に、放熱部７の材料となる粒子を付着させることにより、放熱部７を形成してもよい。あるいは、適当な手法で、陽極ワイヤ１２の周面に材料を塗布することにより、放熱部７を形成してもよい。なお、放熱部７の形成は、上述の工程Ｓ１〜Ｓ５を全て行った後に行う必要は必ずしもない。たとえば、上述の工程Ｓ１〜Ｓ５のうちのいずれか２工程の間に行ってもよい。

次に、導電性接合層２を介して、導電層１６と陰極電極６Ｂを接合する（図示略、図１参照）。

また、図１５に示すように、溶接（本実施形態ではレーザ溶接）をすることにより、陽極ワイヤ１２に陽極電極６Ａ（枕電極４）を接合する。図１５の上側から、陽極ワイヤ１２と陽極電極６Ａとの近接箇所に、レーザを照射する。このレーザの照射により、図５に示した溶接痕７８が形成される。本実施形態では、レーザのスポット中心は、方向ｘにおいて、陽極電極６Ａ（枕電極４）のほぼ中央である。

次に、コンデンサ素子１を覆うように樹脂部３をモールド成形する（図示略、図１参照）。以上の工程を経ることにより、図１に示す固体電解コンデンサ１００を製造することができる。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。

陽極ワイヤ１２と陽極電極６Ａ（本実施形態では枕電極４）とを溶接によって接合する際、陽極ワイヤ１２と陽極電極６Ａとの接合箇所にて熱が発生する。本実施形態においては、固体電解コンデンサ１００は、陽極ワイヤ１２に形成された放熱部７を備える。そのため、陽極ワイヤ１２と陽極電極６Ａとの接合の際に発生した熱の一部は、陽極ワイヤ１２から放熱部７に伝わる。放熱部７に伝わった熱は、放熱部７や陽極ワイヤ１２の外部（たとえば空気中）に放出される。よって、陽極ワイヤ１２と陽極電極６Ａとを溶接する際に発生した熱が、多孔質焼結体１１や誘電体層１３や固体電解質層１５に伝わりにくくなる。その結果、固体電解コンデンサ１００における漏れ電流の発生を抑制できる。なお、多孔質焼結体１１や誘電体層１３や固体電解質層１５に熱が伝わりにくくなると、漏れ電流の発生を抑制できる理由の一つとしては、熱による悪影響を誘電体層１３が受けにくくなることが考えられる。

本実施形態においては、陽極ワイヤ１２は、中間部分１２１を有する。中間部分１２１は、陽極ワイヤ１２の突出する方向ｘにおいて、陽極ワイヤ１２および陽極電極６Ａの接触箇所６９１と、主面１１ａと、の間の部分である。放熱部７は、陽極ワイヤ１２における中間部分１２１を覆う第１部位７１を有する。このような構成によると、陽極ワイヤ１２と陽極電極６Ａとの接合箇所６９１から、陽極ワイヤ１２内にて多孔質焼結体１１に向かう熱の一部は、第１部位７１に伝わる。すなわち、接合箇所６９１から、方向ｘとは反対方向に向かったとしても、熱の一部は第１部位７１に伝わる。これにより、陽極ワイヤ１２と陽極電極６Ａとを溶接する際に発生した熱が、多孔質焼結体１１や誘電体層１３や固体電解質層１５に伝わりにくくなる。その結果、固体電解コンデンサ１００における漏れ電流の発生を抑制できる。

本実施形態においては、放熱部７は、多孔質焼結体１１および固体電解質層１５のいずれもから離間している。このような構成によると、放熱部７に伝わった熱が、多孔質焼結体１１や固体電解質層１５に伝わってしまうことを防止できる。また、放熱部７が導電材料よりなる場合であっても、放熱部７と固体電解質層１５等との絶縁状態を確保できる。

本実施形態においては、溶接痕７８は、幅広部７８１と第１幅狭部７８２とを有する。図５に示したように、陽極ワイヤ１２の突出する方向ｘに直交する方向視において、幅広部７８１の幅寸法Ｌ１１は、第１幅狭部７８２の幅寸法Ｌ１２よりも、大きい。陽極ワイヤ１２の突出する方向ｘにおいて、幅広部７８１は、第１幅狭部７８２と主面１１ａとの間に位置している。これは、上述のように、レーザのスポット中心を、方向ｘにおいて、陽極電極６Ａ（枕電極４）のほぼ中央としたためである。このような構成によると、レーザのスポット中心が、方向ｘにおける、陽極電極６Ａ（枕電極４）の端部にある場合に比べて、陽極電極６Ａと陽極ワイヤ１２とをより確実に接合することができる。

固体電解コンデンサ１００においては、絶縁膜１４は、複数の粒状体８１を溶融することにより形成される。そのため、絶縁膜１４は陽極ワイヤ１２に、より密着したものとなる。したがって、固体電解質層１５を形成する工程Ｓ４にて、陽極ワイヤ１２と絶縁膜１４との間を毛細管現象によって水溶液８７がしみ上がることを、抑制することができる。

本実施形態において、複数の粒状体８１を陽極ワイヤ１２’に付着させる工程Ｓ２１は、水性分散体８を陽極ワイヤ１２’および多孔質焼結体１１’に塗布することにより行っている。水性分散体８にて複数の粒状体８１は分散した状態となっている。そのため、本実施形態にかかる方法は、複数の粒状体８１を分散した状態で陽極ワイヤ１２’に付着させるのに適している。

＜第１実施形態の第１変形例＞
図１６を用いて、本発明の第１実施形態の第１変形例について説明する。

なお、以下の説明では、上記と同一もしくは類似の構成については上記と同一の符号を付し、説明を適宜省略する。

図１６は、本発明の第１実施形態の第１変形例にかかる固体電解コンデンサを示す部分拡大断面図である。

これらの図に示す固体電解コンデンサ１０１は、コンデンサ素子１と、導電性接合層２と、樹脂部３と、陽極電極６Ａと、陰極電極６Ｂと、放熱部７と、を備える。

放熱部７を除き、固体電解コンデンサ１０１における、コンデンサ素子１と、導電性接合層２と、樹脂部３と、陽極電極６Ａと、陰極電極６Ｂの各構成は、固体電解コンデンサ１００における説明を適用できるから、本変形例では説明を省略する。

放熱部７は、第１部位７１および第２部位７２を有する。第１部位７１については、固体電解コンデンサ１００における説明を適用できるから、本変形例では説明を省略する。

第２部位７２は、陽極ワイヤ１２における先端部分１２２に接している。換言すれば、第２部位７２は、先端部分１２２を覆っている。本変形例とは異なり、放熱部７は第１部位７１を有さずに、第２部位７２のみを有していてもよい。また、本変形例とは異なり、放熱部７は、第１部位７１と第２部位７２とをつなぐ部位を有していてもよい。また、本変形例とは異なり、ワイヤ端面１２ａを覆う部位を、放熱部７が有していてもよい。

本変形例によると、固体電解コンデンサ１００にて述べた作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。

本変形例においては、陽極ワイヤ１２は、先端部分１２２を有する。先端部分１２２は、陽極電極６Ａと陽極ワイヤ１２との接触箇所６９１よりも、突出する方向ｘ側に位置する部分である。放熱部７は、陽極ワイヤ１２における先端部分１２２に接する第２部位７２を有する。このような構成によると、陽極ワイヤ１２と陽極電極６Ａとの接合箇所６９１にて発生した熱は、放熱部７における第２部位７２に伝わり、放熱部７および陽極ワイヤ１２の外部に放出される。そのため、接合箇所６９１にて発生した熱が、方向ｘとは反対側に向かうことを防止できる。これにより、陽極ワイヤ１２と陽極電極６Ａとを溶接する際に発生した熱が、多孔質焼結体１１や誘電体層１３や固体電解質層１５に伝わりにくくなる。その結果、固体電解コンデンサ１０１における漏れ電流の発生を抑制できる。

＜第１実施形態の第２変形例＞
図１７、図１８を用いて、本発明の第１実施形態の第２変形例について説明する。

図１７は、本発明の第１実施形態の第２変形例にかかる固体電解コンデンサを示す拡大断面図である。図１８は、図１７に示した固体電解コンデンサの左側面図である。

これらの図に示す固体電解コンデンサ１０２は、陽極ワイヤ１２、絶縁膜１４、および枕電極４が樹脂部３から露出している点において、固体電解コンデンサ１００と相違する。陽極ワイヤ１２のワイヤ端面１２ａ、枕電極４の端面４ａ、および樹脂部３の樹脂部端面３ａは、面一となっている。このような固体電解コンデンサ１０２は、切断線ＣＬ１に沿って切断されることにより製造されたものである。

本変形例によると、固体電解コンデンサ１００にて述べた作用効果と同様の作用効果を奏する。

＜第１実施形態の第３変形例＞
図１９を用いて、本発明の第１実施形態の第３変形例について説明する。

図１９は、本発明の第１実施形態の第３変形例にかかる固体電解コンデンサを示す左側面図（一部透視化）である。

同図に示す固体電解コンデンサ１０３は、枕電極４が陽極ワイヤ１２に近づくにつれ幅狭となる台形状である点において、上述の固体電解コンデンサ１０２と異なる。このような構成によると、陽極ワイヤ１２と枕電極４とを溶接により接合する際、枕電極４の幅狭となっている部分は多くの電流が流れるため、発熱しやすい。そのため、溶接により陽極ワイヤ１２と枕電極４とを接合する際、枕電極４のうち陽極ワイヤ１２の近傍の部分を溶融させやすい。したがって当該構成によると、溶接によって陽極ワイヤ１２と枕電極４とを接合しやすくなる。

本変形例によると、固体電解コンデンサ１００にて述べた作用効果と同様の作用効果を奏する。

＜第２実施形態＞
図２０〜図２２を用いて、本発明の第２実施形態について説明する。

図２０は、本発明の第２実施形態にかかる固体電解コンデンサを示す断面図である。図２１は、図２０に示した固体電解コンデンサの左側面図である。図２２は、図２０に示した固体電解コンデンサの底面図である。

これらの図に示す固体電解コンデンサ２００は、陽極電極６Ａが単一の部材よりなる点において、固体電解コンデンサ１００と異なる。また、固体電解コンデンサ２００は、陽極電極６Ａおよび陰極電極６Ｂの断面がＬ字状である点において、固体電解コンデンサ１００と異なる。

陽極ワイヤ１２は、樹脂部３から露出している。陽極ワイヤ１２は、樹脂部３から露出しているワイヤ端面１２ａを有する。

陽極電極６Ａは、実装面５１３と端面５１７とを有する。実装面５１３および端面５１７は樹脂部３から露出している。実装面５１３は矩形状を呈する。図２１に示すように、本実施形態において端面５１７は、台形状を呈する。端面５１７は、陽極ワイヤ１２のワイヤ端面１２ａと面一となっている。陽極電極６Ａは、表面にメッキが施された一つの板状部材を折り曲げ成形されている。そのため、実装面５１３および端面５１７にはいずれも、メッキが施されている。これにより、固体電解コンデンサ２００が回路基板Ｓ１ａに実装される際には、実装面５１３のみならず端面５１７にも、回路基板Ｓ１ａと接着するためのハンダ８９を付着させることができる。したがって、このような構成によれば、視認性の高いハンダフィレットを形成することができる。

陰極電極６Ｂは、実装面５２３と端面５２７とを有する。実装面５２３および端面５２７は樹脂部３から露出している。実装面５２３および端面５２７は矩形状を呈する。陰極電極６Ｂは、陽極電極６Ａと同様に、一つの板状部材を折り曲げ成形されている。そのため、実装面５２３および端面５２７にはいずれも、銅などのメッキが施されている。これにより、固体電解コンデンサ２００が回路基板Ｓ１ａに実装される際には、実装面５２３のみならず端面５２７にも、回路基板Ｓ１ａと接着するためのハンダ８９を付着させることができる。したがって、このような構成によれば、視認性の高いハンダフィレットを形成することができる。

本実施形態によると、固体電解コンデンサ１００にて述べた作用効果と同様の作用効果を奏する。

＜第３実施形態＞
図２３を用いて、本発明の第３実施形態について説明する。

図２３は、本発明の第３実施形態にかかる固体電解コンデンサを示す断面図である。

同図に示す固体電解コンデンサ３００は、陽極電極６Ａの形状と、陰極電極６Ｂの形状とが、固体電解コンデンサ２００におけるものの形状と異なる。陽極電極６Ａは２つの屈曲部を有しており、Ｕ字状を呈している。陰極電極６Ｂは、４つの屈曲部を有しており、Ｕ字状の部分と、Ｌ字状の部分とが、連結した形状となっている。陽極電極６Ａおよび陰極電極６Ｂはいずれも、樹脂部３から突出している。

このような構成によっても、固体電解コンデンサ１００にて述べた作用効果と同様の作用効果を奏する。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

上述の説明では、水溶液８７のしみ上がりの防止のために絶縁膜１４が形成されている例を示したが、本発明はこれに限定されない。たとえば、しみ上がり防止のために陽極ワイヤ１２に、リング状のワッシャーをはめ込んでいてもよい。

１ コンデンサ素子
１００，１０１，１０２，１０３，２００，３００ 固体電解コンデンサ
１１，１１’ 多孔質焼結体
１１ａ 主面
１１ｂ，１１ｃ 面
１２，１２’ 陽極ワイヤ
１２１ 中間部分
１２２ 先端部分
１２ａ ワイヤ端面
１３ 誘電体層
１４ 絶縁膜
１５ 固体電解質層
１６ 導電層
１８ 細孔
２ 導電性接合層
３ 樹脂部
３ａ 樹脂部端面
４ 枕電極
４１ 凹部
４ａ 端面
５１ 陽極実装端子
５１１ 厚肉部
５１１ａ フィレット部
５１２ 薄肉部
５１３ 実装面
５１４ 支持面
５１５ 退避面
５１６ 起立面
５１７ 端面
５２３ 実装面
５２７ 端面
５２ａ フィレット部
６９１ 接触箇所
６Ａ 陽極電極
６Ｂ 陰極電極
７ 放熱部
７１ 第１部位
７２ 第２部位
７８ 溶接痕
７８１ 幅広部
７８２ 第１幅狭部
７８３ 第２幅狭部
８ 水性分散体
８１ 粒状体
８７ 水溶液
８８ 保持部材
８９ ハンダ
ＣＬ１ 切断線
Ｌ１１ 幅寸法
Ｌ１２ 幅寸法
Ｌ１３ 幅寸法
Ｓ１ａ 回路基板
ｘ 方向
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ２１，Ｓ２２ 工程
Ｒ１，Ｒ２ ローラ

Claims (22)

1. 弁作用金属よりなる多孔質焼結体と、
   前記多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤと、
   前記多孔質焼結体に積層された誘電体層と、
   前記誘電体層に積層された固体電解質層と、
   前記陽極ワイヤに接合された陽極電極と、
   前記陽極ワイヤに接する放熱部と、を備え、
   前記放熱部は、厚さ方向が前記陽極ワイヤの径方向に一致する膜状であり、
   前記陽極ワイヤのうち、前記陽極電極よりも前記陽極ワイヤの突出する方向側に位置する表面の全ては、前記放熱部から露出しており、
   前記放熱部の熱伝導率は、０．１〜１．０ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃であり、
   前記放熱部は、前記多孔質焼結体および前記固体電解質層のいずれもから離間している、固体電解コンデンサ。
2. 前記放熱部は、前記陽極電極から離間している、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 前記放熱部は、前記陽極ワイヤを包囲する円筒状であり、
   前記陽極ワイヤの突出する方向における、前記放熱部の合計寸法は、前記陽極ワイヤの前記径方向における、前記放熱部の厚さよりも、大きい、請求項１または請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
4. 前記多孔質焼結体は、前記陽極ワイヤが突出する主面を有する、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
5. 前記陽極ワイヤは、中間部分を有し、
   前記中間部分は、前記陽極ワイヤの突出する方向において、前記陽極ワイヤおよび前記陽極電極の接触箇所と、前記主面と、の間の部分であり、
   前記放熱部は、前記陽極ワイヤにおける前記中間部分を覆う部位を有する、請求項４に記載の固体電解コンデンサ。
6. 前記陽極ワイヤおよび前記陽極電極の接触箇所は、前記放熱部に対し、前記陽極ワイヤ
   の突出する方向に離間する、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
7. 前記放熱部は、導電材料あるいは絶縁材料よりなる、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
8. 前記放熱部は、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ、Ｎｉ、あるいはＡｌよりなる、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
9. 前記陽極ワイヤおよび前記陽極電極の接触箇所と、前記放熱部との、前記陽極ワイヤの突出する方向における離間距離は、前記放熱部の厚さよりも、小さい、請求項６に記載の固体電解コンデンサ。
10. 前記放熱部の厚さは、１０〜１００μｍである、請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
11. 前記陽極ワイヤおよび前記陽極電極には、溶接痕が形成されている、請求項４に記載の固体電解コンデンサ。
12. 前記溶接痕は、幅広部と第１幅狭部とを有し、
    前記陽極ワイヤの突出する方向に直交する方向視において、前記幅広部の幅寸法は、前記第１幅狭部の幅寸法よりも、大きく、
    前記陽極ワイヤの突出する方向において、前記幅広部は、前記第１幅狭部と前記主面との間に位置している、請求項１１に記載の固体電解コンデンサ。
13. 前記溶接痕は、第２幅狭部を有し、
    前記陽極ワイヤの突出する方向に直交する方向視において、前記幅広部の幅寸法は、前記第２幅狭部の幅寸法よりも、大きく、
    前記陽極ワイヤの突出する方向において、前記幅広部は、前記第１幅狭部と前記第２幅狭部との間に位置している、請求項１２に記載の固体電解コンデンサ。
14. 前記溶接痕は、円形状である、請求項１１ないし請求項１３のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
15. 前記固体電解質層を覆う導電層を更に備える、請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
16. 前記導電層に導通する陰極電極を更に備える、請求項１５に記載の固体電解コンデンサ。
17. 前記陰極電極と前記導電層との間に介在する導電性接合層を更に備える、請求項１６に記載の固体電解コンデンサ。
18. 前記陽極ワイヤと、前記放熱部と、を覆う樹脂部を更に備える、請求項１ないし請求項１７のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
19. 前記陽極電極は、枕電極と、陽極実装端子と、を含み、
    前記枕電極は、前記陽極ワイヤに接しており、
    前記陽極実装端子は、前記枕電極を支持し、且つ、前記枕電極を介して前記陽極ワイヤに導通している、請求項１ないし請求項１８のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
20. 前記陽極実装端子は、実装面と、支持面と、退避面と、を有し、
    前記支持面は、前記実装面と反対側に位置し、且つ、前記枕電極を支持しており、
    前記退避面は、前記実装面と反対側に位置し、且つ、前記陽極ワイヤが突出する方向と反対方向の端部に位置し、
    前記退避面と前記実装面との距離は、前記支持面と前記実装面との距離よりも小さい、請求項１９に記載の固体電解コンデンサ。
21. 前記陽極実装端子には、前記突出する方向の端部において、前記実装面から前記支持面側に凹むフィレット部が形成されている、請求項２０に記載の固体電解コンデンサ。
22. 前記陽極電極は、実装面と端面とを有し、
    前記端面は、前記陽極ワイヤが突出する方向を向いており、
    前記実装面は、前記陽極電極に対して、前記陽極ワイヤの位置する側とは反対側を向いており、
    前記端面および前記実装面はいずれも、前記樹脂部から露出している、請求項１８に記載の固体電解コンデンサ。

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