JP6641915B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Description

この発明は、陽極が芯部および多孔質部を含むＡｌ箔であり、陰極が固体電解質を含む固体電解コンデンサであって、特に信頼性に優れた固体電解コンデンサに関する。

陽極が芯部および多孔質部を含むＡｌ箔であり、陰極が固体電解質を含む固体電解コンデンサは、製品寿命が長く、発熱量が小さく、充放電が高速で行われるため、様々な電子機器に用いられている。特開２００５−２６２５７号公報（特許文献１）には、そのような固体電解コンデンサの一例が提案されている。

図１０は、特許文献１に記載されている固体電解コンデンサ２００の断面図である。固体電解コンデンサ２００は、陽極２０１と、不図示の誘電体層と、陰極２０２とをそれぞれ備えた複数のコンデンサ素子ＣＵと、Ｃｕ箔２０４と、外装部２０６と、第１の外部電極２０７および第２の外部電極２０８とを備えている。

陽極２０１は、芯部２０１Ａおよび多孔質部２０１Ｂを有するＡｌ箔である。陽極２０１における、第１の外部電極２０７側の端部にＺｎ層２０１Ｃが形成され、Ｚｎ層２０１Ｃの表面にＮｉ層２０１Ｄが形成されている。誘電体層は、多孔質部２０１Ｂの表面に形成されたＡｌ酸化物膜である。上記のＺｎ層２０１Ｃは、多孔質部２０１Ｂの表面に形成されているＡｌ酸化物膜の一部を、いわゆる亜鉛置換することにより形成されている。陰極２０２は、Ａｌ酸化物膜表面に形成された固体電解質層２０２Ａ、および固体電解質層２０２Ａの表面に形成された集電体層２０２Ｂを含む。各コンデンサ素子ＣＵは、Ｃｕ箔２０４の表面および裏面の両面に所定の枚数ずつ積層されている。図６では、Ｃｕ箔２０４の表面に２つのコンデンサ素子ＣＵが、裏面に２つのコンデンサ素子ＣＵが、それぞれ積層されている。

互いに隣接するコンデンサ素子ＣＵ同士は、導電性接着剤２０５により接着されている。また、Ｃｕ箔２０４と、Ｃｕ箔２０４に隣接するコンデンサ素子ＣＵとは、導電性接着剤２０５により接着されている。外装部２０６は、積層された各コンデンサ素子ＣＵおよびＣｕ箔２０４を封止している。第１の外部電極２０７および第２の外部電極２０８は、外装部２０６の表面に形成されている。第１の外部電極２０７は、各陽極２０１と接続されており、第１のＮｉ層２０７Ａおよび第２のＮｉ層２０７Ｂを含んでいる。第２の外部電極２０８は、Ｃｕ箔２０４を介して各陰極２０２と電気的に接続されており、第１のＮｉ層２０８Ａおよび第２のＮｉ層２０８Ｂを含んでいる。

固体電解コンデンサ２００では、外装部２０６から露出している各陽極２０１の端部にＺｎ層２０１ＣおよびＮｉ層２０１Ｄが形成されていることにより、低インピーダンスで高信頼性を実現することができるとされている。

特開２００５−２６２５７号公報

固体電解コンデンサ２００では、前述のように多孔質部２０１Ｂの表面に形成されているＡｌ酸化物膜の一部を亜鉛置換することによりＺｎ層２０１Ｃが形成される。この亜鉛置換は、コンデンサ素子ＣＵが外装部２０６内に封止された状態で、外装部２０６から露出している陽極２０１の端部が、Ｚｎを含んだＮａＯＨ水溶液に浸漬されることにより行なわれる。

一方、多孔質部２０１Ｂが有する孔は非常に小さく、外装部２０６を形成する樹脂が多孔質部２０１Ｂの内部にまで十分入り込むことが困難である。したがって、亜鉛置換が行われたときに、多孔質部を通じてコンデンサ素子ＣＵの内部に水分が入り込むことを抑制できない虞がある。また、コンデンサ素子ＣＵの端部に亜鉛置換時または再化成時に処理液が他の領域に付着しないようにマスキング材が設けられることがある。この場合も、硬化前の液状のマスキング材が多孔質部２０１Ｂの内部にまで十分入り込むことは困難であるため、上記と同様に外部からの水分浸入を抑制できない虞がある。

加えて、固体電解コンデンサ２００が、亜鉛置換が行われるとき、および、めっき処理が行われるときのような水を含む液体中に置かれた状態のみならず、例えば高い湿度を有する環境中に置かれた場合にも、外部からの水分の浸入を抑制できない虞がある。その結果、固体電解コンデンサ２００内に浸入した水分は、固体電解コンデンサ２００の信頼性に悪影響を及ぼす虞がある。

そこで、この発明の目的は、外部からの水分の浸入が抑制され、信頼性に優れた固体電解コンデンサを提供することである。

この発明に係る固体電解コンデンサは、コンデンサ素子と、外装部と、第１の外部電極および第２の外部電極とを備えている。

コンデンサ素子は、陽極と誘電体層と陰極とを備えている。陽極は、芯部および多孔質部を有し、Ａｌを含む。誘電体層は、多孔質部の所定の表面に配置されたＡｌ酸化物を含む。陰極は、誘電体層表面に配置された固体電解質層を含んでなる。

外装部は、陽極の端部が露出するように、コンデンサ素子を封止している。第１の外部電極は、外装部の表面に配置されており、陰極と電気的に接続されている。第２の外部電極は、外装部の表面に配置されており、陽極の端部と接続されている。

そして、陰極の配置されていない領域における多孔質部は、陰極の配置されている領域における多孔質部の厚みより、厚みが薄い箇所を有する。

この発明に係る固体電解コンデンサは、以下の特徴を備えることが好ましい。すなわち、外装部から露出している陽極の端部における多孔質部の厚みは、陰極の配置されている領域における多孔質部の厚みより薄くなっている。

また、この発明に係る固体電解コンデンサは、以下の特徴を備えることが好ましい。すなわち、陽極における陰極が配置されていない領域には、多孔質部がない箇所を有する。

また、この発明に係る固体電解コンデンサは、以下の特徴を備えることが好ましい。すなわち、外装部から露出している陽極の端部には、多孔質部がない。

この発明により、外部からの水分の浸入を抑制することができ、信頼性に優れた固体電解コンデンサを提供することができる。

この発明に係る固体電解コンデンサの第１の実施形態である固体電解コンデンサ１００の断面図である。 図１において点線で示されている領域Ａを拡大して示した図である。 この発明に係る固体電解コンデンサの第１の実施形態の第１の変形例である固体電解コンデンサ１００Ａの断面図である。 この発明に係る固体電解コンデンサの第１の実施形態の第２の変形例である固体電解コンデンサ１００Ｂの断面図である。 固体電解コンデンサ１００における多孔質部１Ｂの陰極形成領域１Ｂ₁の厚みｔ_1B1を測定する方法を模式的に示す図である。 この発明に係る固体電解コンデンサの第２の実施形態である固体電解コンデンサ１００Ｃの断面図である。 図６において点線で示されている領域Ｂを拡大して示した図である。 この発明に係る固体電解コンデンサの第２の実施形態の第１の変形例である固体電解コンデンサ１００Ｄの断面図である。 この発明に係る固体電解コンデンサの第２の実施形態の第２の変形例である固体電解コンデンサ１００Ｅの断面図である。 背景技術の固体電解コンデンサ２００の断面図である。

以下にこの発明の実施形態を示して、この発明の特徴とするところをさらに詳しく説明する。この発明に係る固体電解コンデンサは、例えば、様々な電源回路の入出力段の電圧を平滑化する用途や、ＣＰＵ周辺の電圧の負荷の変動に対するバックアップの用途などに用いられるが、これらに限られるものではない。

−固体電解コンデンサの第１の実施形態−
この発明に係る固体電解コンデンサの第１の実施形態である固体電解コンデンサ１００について、図１および図２を用いて説明する。

固体電解コンデンサ１００の全体を示す斜視図などは省略するが、この固体電解コンデンサ１００は、略直方体の形状を有している。図１に示された各コンデンサ素子ＣＵが積層される方向をＴ方向とする。Ｔ方向に直交し、陽極１が外装部６の表面に引き出される方向をＬ方向とする。Ｔ方向とＬ方向のそれぞれに直交する方向をＷ方向とする。固体電解コンデンサ１００は、Ｗ方向及びＴ方向に沿って伸びる第１の端面と第２の端面を有している。また、固体電解コンデンサ１００は、Ｌ方向及びＴ方向に沿って伸びる第１の側面と第２の側面を有している。そして、Ｌ方向およびＷ方向に沿って伸びる第１の主面及び第２の主面を有している。ここで第１の端面および第２の端面は互いに対向し、第１の側面および第２の側面は互いに対向し、そして第１の主面および第２の主面は互いに対向する。なお、固体電解コンデンサ１００は、略直方体の形状を有していれば、角部および稜線部に、丸みなどが形成されていてもよい。

図１は、固体電解コンデンサ１００の、Ｌ方向およびＴ方向にそったＬＴ断面図である。固体電解コンデンサ１００は、コンデンサ素子ＣＵと、基板４と、外装部６と、第１の外部電極７および第２の外部電極８とを備えている。

コンデンサ素子ＣＵは、陽極１と誘電体層ｄと陰極２とを備えている。誘電体層ｄの詳細は、図２に示される。陽極１は、芯部１Ａおよび多孔質部１Ｂを有するＡｌ箔である。本実施形態においては、芯部１ＡのＴ方向両側に多孔質部１Ｂが形成されているが、芯部１ＡのＴ方向片側のみに多孔質部１Ｂが形成されていてもよい。誘電体層ｄは、多孔質部１Ｂの表面に形成されたＡｌ酸化物膜である。陰極２は、誘電体層ｄの表面に形成された固体電解質層２Ａ、集電体であるＣ層（カーボン層）２ＢおよびＡｇ層２Ｃを含んでなる。

誘電体層ｄは、上記のＡｌ箔の表面が、アジピン酸アンモニウム水溶液中で陽極酸化処理され、Ａｌ酸化物膜が形成されることにより得られる。また、例えばＡｌ酸化物膜が形成された大判のＡｌ箔が切断され、個片化される場合がある。そのような場合、切断面にＡｌ酸化物膜が形成される、いわゆる再化成の処理が行なわれる必要がある。この再化成の処理も、上記と同様にアジピン酸アンモニウム水溶液が用いられ、切断面が陽極酸化されることにより行なわれる。

固体電解質層２Ａは、例えば３,４−エチレンジオキシチオフェンと酸化剤とを含む処理液が用いられ、多孔質部１Ｂの孔内の誘電体層ｄの表面に、ポリ（３,４−エチレンジオキシチオフェン）の重合膜が形成されることにより得られる。

この実施形態では、固体電解質層２Ａは、多孔質部１Ｂの孔にすべて充填されるように形成されているが、誘電体層ｄの表面が被覆されていればよく、固体電解質層２Ａで満たされていない孔が一部残留していてもよい。また、陽極１の第２の外部電極８と接続されている端部には、亜鉛置換によりＺｎ層を形成するようにしてもよい。

また、この実施形態では、コンデンサ素子ＣＵは、固体電解質層２Ａの形成領域が規定されるための、ポリイミド樹脂またはポリアミドイミド樹脂などの絶縁体からなるマスキング材３をさらに備えている。ただし、このマスキング材３はなくてもよい。

基板４は、基体４Ａおよび基体４Ａの主面上に形成された引き出し導体４Ｂを備えている。ここで、基体４Ａの主面とは、固体電解コンデンサ１００の第１及び第２の主面に略並行となる基体４Ａの面のうち、導電性接着剤５を介して、各コンデンサ素子ＣＵが積層されている側の面をいう。基体４Ａには、例えばガラスやシリカなどの織布または不織布と、エポキシ樹脂などの絶縁性の樹脂とを含んでなる複合材料が用いられる。また、引き出し導体４Ｂとして、例えばＣｕパターン導体が形成される。

この実施形態では、コンデンサ素子ＣＵは、基板４上に所定の枚数が積層されている。互いに隣接し合うコンデンサ素子ＣＵの陰極２同士、および基板４と隣り合うコンデンサ素子ＣＵの陰極２と基板４の引き出し導体４Ｂとは、導電性接着剤５により接続されている。導電性接着剤５にはＡｇペーストなどが用いられる。なお、コンデンサ素子ＣＵは、１枚でもよい。また、陰極２同士と、陰極２と引き出し導体４Ｂとは、異なる種類の導電性接着剤を用いて接続されてもよい。

外装部６は、陰極２と引き出し導体４Ｂとが接続された状態で、陽極１の端部および引き出し導体４Ｂの端部が露出されるように、基板４上にコンデンサ素子ＣＵを封止している。外装部６は、例えばフィラーとしてガラス材料やＳｉ酸化物などを分散させた絶縁性の樹脂材料を用いて形成することができる。

なお、この実施形態では、基板４が有する引き出し導体４Ｂを介して各陰極２が外装部６の表面に引き出されているが、基板４がなくてもよい。この場合、陰極２に導電体が接続され、この導電体が外装部６の表面に引き出される。あるいは、陰極２が外装部６の表面に直接露出されてもよい。

第１の外部電極７および第２の外部電極８は、外装部の表面の所定の領域に形成されている。第２の外部電極８は、陽極１の端部と接続されており、第１のめっき層８Ａ、導電性樹脂層８Ｂおよび第２のめっき層８Ｃを含んでいる。第１のめっき層８Ａは、例えばＮｉ層とＡｕ層とを含む複合めっき層とすることができる。

第１のめっき層８ＡにおけるＮｉ層の形成にあたっては、めっき成長の核となるＰｄ微粒子が外装部６の表面の所定の領域、ならびに陽極１の端部に付与された後に行なわれることが好ましい。また、陽極１の端部に、亜鉛置換処理によりＺｎ層が形成された後、そのＺｎ層の表面に無電解めっきにより第１のＮｉ層が形成され、その後、めっき成長の核となるＰｄ微粒子が外装部６の表面の所定の領域、ならびに陽極１の端部、すなわち第１のＮｉ層の表面に付与され、その後、無電解めっきにより第２のＮｉ層が形成されてもよい。第１のめっき層８Ａは、陽極１の端部が露出している外装部６の端面の全体に形成されていることが好ましい。

導電性樹脂層８Ｂは、例えばフィラーとしてＡｇなどを分散させた樹脂材料を用いて形成されている。第２のめっき層８Ｃは、例えばＮｉ層とＳｎ層とを含む複合めっき層とすることができる。ただし、第１のめっき層８Ａ、導電性樹脂層８Ｂおよび第２のめっき層８Ｃの材質は、これらに限られるものではない。

第１の外部電極７は、引き出し導体４Ｂを介して各陰極２と電気的に接続されており、第１のめっき層７Ａ、導電性樹脂層７Ｂおよび第２のめっき層７Ｃを含んでいる。第１のめっき層７Ａ、導電性樹脂層７Ｂおよび第２のめっき層７Ｃは、それぞれ第１のめっき層８Ａ、導電性樹脂層８Ｂおよび第２のめっき層８Ｃと同様にして形成される。第１のめっき層７Ａは、外装部６における引き出し導体４Ｂの端部が露出している端面の全体に形成されていることが好ましい。導電性樹脂層７Ｂや導電性樹脂層８Ｂは、必要に応じて形成されなくてもよい。この場合、固体電解コンデンサをより小型化し易くなる。

なお、この実施形態では、第１の外部電極７は、引き出し導体４Ｂを介して陰極２と電気的に接続されているが、陰極２が外装部６から露出し、第１の外部電極７と陰極２が直接接続されてもよい。

そして、図２に示されるように、この実施形態では、多孔質部１Ｂは、その表面の誘電体層ｄ上に陰極２が形成されている陰極形成領域１Ｂ₁と、陰極形成領域１Ｂ₁と比べて厚みが薄くなっている厚み減少領域１Ｂ₂とを含んでいる。厚み減少領域１Ｂ₂における多孔質部上には、陰極が配置されていない。厚み減少領域１Ｂ₂は、外装部６から露出している陽極１の端部を含む。すなわち、厚み減少領域１Ｂ₂における多孔質部の厚みｔ_1B2は、陰極の形成されている領域における多孔質部の厚みｔ_1B1より薄くなっている。

また、厚み減少領域１Ｂ₂を有する範囲における陽極１の厚みは、陰極形成領域１Ｂ₁を有する範囲における陽極１の厚みより薄くなっている。つまり、厚み減少領域１Ｂ₂を有する範囲における厚み減少領域１Ｂ₂と芯部１Ａの厚さの合計は、陰極形成領域１Ｂ₁を有する範囲における陰極形成領域１Ｂ₁と芯部１Ａの厚さの合計より薄くなっている。これにより、陰極形成領域１Ｂ₁と厚み減少領域１Ｂ₂間には、段差が存在している。

換言すると、固体電解コンデンサ１００は、Ｔ方向にそって、芯部１Ａ上に、多孔質部１Ｂの陰極形成領域１Ｂ₁、固体電解質層２Ａ及び集電体層であるＣ層２Ｂが設けられている第１の部分と、芯部１Ａ上に、多孔質部１Ｂの厚み減少領域１Ｂ₂及びマスキング材３が設けられている第２の部分とを有している。そして、図２の断面図では一点破線で示されている芯部１Ａの最外面からの高さを比較した場合、第１の部分に設けられている多孔質部１Ｂ（陰極形成領域１Ｂ₁）の高さの方が、第２の部分に設けられている多孔質部１Ｂ（厚み減少領域１Ｂ₂）の高さよりも大きい。

上記の固体電解コンデンサ１００では、陰極２の配置されていない領域における多孔質部１Ｂが、厚み減少領域１Ｂ₂を有しているため、マスキング材３または外装部６は、厚みの薄い箇所における多孔質部１Ｂの内部にまで入り込み易くなる。また、比較的水分の浸入し易い多孔質部１Ｂが占める割合を減らすことができる。したがって、水中に置かれた状態のみならず、高湿度環境中に置かれた場合にも、外部からの水分の浸入を抑制することができる。その結果、信頼性に優れた固体電解コンデンサを提供することができる。

また、上記の固体電解コンデンサ１００では、基板４上にコンデンサ素子ＣＵが積層された場合、互いに隣接し合うコンデンサ素子ＣＵの厚み減少領域１Ｂ₂間の距離や、基板４と隣り合うコンデンサ素子ＣＵの厚み減少領域１Ｂ₂と基板４間の距離を大きくすることができる。このため、外装部６によって基板４上にコンデンサ素子ＣＵが封止される際、外装部用の液状の樹脂材料が、互いに隣接し合うコンデンサ素子ＣＵの厚み減少領域１Ｂ₂の間や、基板４と隣り合うコンデンサ素子ＣＵの厚み減少領域１Ｂ₂と基板４の間に、入り込み易くなる。よって、外装部６による封止性が向上する。

なお、厚み減少領域は、図１に示すように、多孔質部１Ｂのうち、陰極２が設けられていない部分の全体に渡って形成されていることが好ましい。ただし、図３に示すこの実施形態の第１の変形例である固体電解コンデンサ１００Ａのように、この陰極２が設けられていない部分の一部に形成されていてもよい。

厚み減少領域１Ｂ₂が、この陰極２の設けられていない部分の一部に形成されている場合は、この厚み減少領域１Ｂ₂は、より外側、つまり、より外装部６から露出している陽極１の端部側に形成されていることが好ましい。さらには、この厚み減少領域１Ｂ₂は、図４に示すこの実施形態の第２の変形例である固体電解コンデンサ１００Ｂのように、外装部６から露出している陽極１の端部に形成されていることがより好ましい。

上記の固体電解コンデンサでは、外装部から露出している多孔質部の厚みが薄いため、より外側で外部からの水分の浸入を抑制することができる。その結果、より信頼性に優れた固体電解コンデンサを提供することができる。なお、陰極２が設けられていない部分の全てを厚み減少領域１Ｂ₂とした場合は、より効果的に外部からの水分の浸入を抑制することができる。

また、厚み減少領域における多孔質部の厚みｔ_1B2は、陰極の形成されている領域における多孔質部の厚みｔ_1B1の４分の３以下であることが好ましく、２分の１以下であることがより好ましく、４分の１以下であることがさらに好ましい。厚み減少領域１Ｂ₂における多孔質部の厚みｔ_1B2が薄いほど、水分の浸入をより効果的に抑制できる。

さらに、厚み減少領域の長さ方向、すなわちＬ方向における長さは、陽極における陰極の配置されていない領域のＬ方向における長さの４分の３以上であることが好ましい。厚み減少領域の長さが長いほど、水分の浸入をより効果的に抑制できる。

このような厚み減少領域１Ｂ₂は、陽極１の端部の多孔質部１Ｂを、例えばＱスイッチ−ＹＡＧレーザー装置から発振される高出力のパルスレーザー光によって所定の面積および所定の深さだけ除去することによって形成可能である。また、厚み減少領域１Ｂ₂は、陽極１の多孔質部１Ｂを、Ｔ方向に圧縮し、孔の体積を減らすように成形することにより得てもよい。

ここで、上記の陰極の形成されている領域における多孔質部の厚みｔ_1B1と、厚み減少領域における多孔質部の厚みｔ_1B2との測定方法について、図５を用いて説明する。

図５は、陰極の形成されている領域における多孔質部の厚みｔ_1B1を測定する方法を模式的に示す図である。なお、厚み減少領域における多孔質部の厚みｔ_1B2についても、同様の方法により測定される。

固体電解コンデンサ１００のＬ方向とＴ方向により規定されるＬＴ面がＷ方向に１／２程度の深さまで研磨されることにより、ＬＴ断面が得られた。このＬＴ断面において、陽極１の陰極形成領域１Ｂ₁のＬ方向長さの１／２付近が観察面とされた。観察面がＳＥＭにて観察され、写真撮影された。撮影範囲は観察対象の大きさにより適宜決定されるが、例えばＬ方向２００μｍ×Ｔ方向２００μｍとされた。

次に、撮影された写真上において、陽極１の芯部１ＡのＴ方向の中央部付近で、Ｌ方向に直線ＶＳＬが引かれた。

次に、芯部１ＡのＴ方向一方側に配置されている陰極形成領域１Ｂ₁の表面と直線ＶＳＬの間の距離のうち、最も長い距離Ｘ₁と、最も短い距離Ｙ₁をそれぞれ求めた。また、芯部１ＡのＴ方向他方側に配置されている陰極形成領域１Ｂ₁の表面と直線ＶＳＬの間の距離のうち、最も長い距離Ｘ₂と、最も短い距離Ｙ₂をそれぞれ求めた。ただし、これらの距離は、誘電体層ｄが極めて薄いため、実際には誘電体層ｄの表面から直線ＶＳＬまでの距離になる。

そして、距離Ｘ₁と距離Ｙ₁との差、および、距離Ｘ₂と距離Ｙ₂との差の平均値を、陰極の形成されている領域における多孔質部の厚みｔ_1B1とした。つまり、ｔ_1B1＝（（Ｘ₁−Ｙ₁）＋（Ｘ₂−Ｙ₂））／２となる。また、距離Ｙ₁と距離Ｙ₂の和を芯部１Ａの厚みとした。

なお、芯部１ＡのＴ方向一方側のみに多孔質部１Ｂが形成されている場合、距離Ｘ₁と距離Ｙ₁との差が、陰極の形成されている領域における多孔質部の厚みｔ_1B1とされる。つまり、ｔ_1B1＝Ｘ₁−Ｙ₁となる。

上記のように、厚み減少領域における多孔質部の厚みｔ_1B2が陰極の形成されている領域における多孔質部の厚みｔ_1B1より薄い場合、マスキング材３または外装部６は、陽極１の端部の厚み減少領域１Ｂ₂の内部にまで十分入り込むことができる。また、水分の浸入経路となりやすい陽極の端部における多孔質部が占める空間を減らすことができる。したがって、水中に置かれた状態のみならず、高湿度環境中に置かれた場合にも、外部からの水分の浸入を抑制することができる。その結果、信頼性に優れた固体電解コンデンサ１００を得ることができる。

−固体電解コンデンサの第２の実施形態−
この発明に係る固体電解コンデンサの第２の実施形態である固体電解コンデンサ１００Ｃについて、図６および図７を用いて説明する。

図６は、固体電解コンデンサ１００Ｃの、Ｌ方向およびＴ方向にそったＬＴ断面図である。固体電解コンデンサ１００Ｃは、陽極１の構造が固体電解コンデンサ１００と異なる。それ以外は固体電解コンデンサ１００と共通であるため、共通する箇所の説明については省略する。

固体電解コンデンサ１００と固体電解コンデンサ１００Ｃとの間の、陽極１の構造の違いについて、以下に述べる。前述の通り、固体電解コンデンサ１００では、Ｌ方向とＴ方向とにそった断面図で観察された場合に、図１で示されるように、各陽極１が、多孔質部１Ｂの厚み減少領域１Ｂ₂とマスキング材３とがＴ方向に積み重なった部分を有する。これに対して、図６に示された固体電解コンデンサ１００Ｃでは、各陽極１が、多孔質部１Ｂとマスキング材３とがＴ方向に積み重なった部分を有していない。換言すると、各芯部１Ａ上に、マスキング材３のみが設けられている部分が存在する。

すなわち、図７により詳細に示されるように、この実施形態の固体電解コンデンサ１００Ｃでは、固体電解コンデンサ１００の多孔質部１Ｂの厚み減少領域１Ｂ₂に相当する部分において、多孔質部が実質的に設けられていない。したがって、外装部６から露出している陽極１の端部は、芯部１Ａが露出しており、マスキング材３または外装部６は、陽極１の端部で、比較的平坦な芯部１Ａの表面と直接接触している。

その結果、マスキング材３または外装部６と陽極１との密着性がより高くなる。また、水分の浸入経路となりやすい陽極１の端部における多孔質部１Ｂが実質的にない。その結果、外部からの水分の浸入をより効果的に抑制することができ、信頼性がさらに優れた固体電解コンデンサ１００Ｃを得ることができる。

なお、多孔質部が実質的になくなっている厚み減少領域１Ｂ₂は、固体電解コンデンサ１００の厚み減少領域１Ｂ₂と同様に、例えば、Ｑスイッチ−ＹＡＧレーザー装置から発振される高出力のパルスレーザー光によって、多孔質部１Ｂが所定の面積および所定の深さだけ除去されることで形成される。したがって、レーザーによる除去などが完全に行われず、多孔質部１Ｂの一部が若干残存する場合なども、実際の製造場面では考えられるが、この場合は、本明細書でいう「多孔質部が実質的に設けられていない」場合に相当する。

なお、多孔質部１Ｂが実質的になくなっている厚み減少領域１Ｂ₂は、陽極１における陰極２の配置されていない領域の全体に渡って形成されていることが好ましい。ただし、図８に示すこの実施形態の第１の変形例である固体電解コンデンサ１００Ｄのように、陽極１における陰極２の配置されていない領域の一部に形成されていてもよい。

陽極１における陰極２の配置されていない領域の一部に形成されている場合は、この厚み減少領域１Ｂ₂は、より外側、つまり、より外装部６から露出している陽極１の端部側に形成されていることが好ましい。さらには、この厚み減少領域１Ｂ₂は、図９に示すこの実施形態の第２の変形例である固体電解コンデンサ１００Ｅのように、外装部６から露出している陽極１の端部に形成されていることがより好ましい。

上記の固体電解コンデンサでは、より外側で外部からの水分の浸入をより効果的に抑制することができる。その結果、信頼性がさらに優れた固体電解コンデンサを提供することができる。なお、陽極１における陰極２の配置されていない領域の全体に渡って形成されている場合、より効果的に外部からの水分の浸入を抑制することができる。

−実験例−
次に、この発明を実験例に基づいてより具体的に説明する。この実験例では、第２の実施形態に基づき、この発明の範囲内である実施例１ないし３に係る試料と、比較例１および２に係る試料とを作製した。なお、この実験例において、マスキング材はポリイミド樹脂が、基体はガラスエポキシ基板が、外装部はフィラーとしてＳｉ酸化物を分散させたエポキシの封止樹脂が、それぞれ用いられた。

また、陽極における芯部の厚みは３０μｍ、陽極における多孔質部の厚み、つまり陰極の形成されている領域における多孔質部の厚みは４０μｍとされた。多孔質部の除去はＱスイッチ−ＹＡＧレーザーを用いて実施され、厚み減少領域１Ｂ₂において、多孔質部が実質的になくなっている。コンデンサ素子ＣＵは８つ積層された。

実施例１は、図６に示すような固体電解コンデンサである。サイズは、長さ３．５ｍｍ×幅２．８ｍｍ×高さ１．９ｍｍとした。実施例２は、図６における第１の外部電極７の第１のめっき層７Ａおよび第２の外部電極８の第１のめっき層８Ａが形成されていない固体電解コンデンサである。実施例３は、図６における第１の外部電極７の導電性樹脂層７Ｂおよび第２の外部電極８の導電性樹脂層８Ｂが形成されていない固体電解コンデンサである。

比較例１は、図６における多孔質部１Ｂの厚み減少領域１Ｂ₂が形成されておらず、外装部６の表面まで実質的に同じ厚みの多孔質部１Ｂが存在している固体電解コンデンサである。比較例２は、図６における多孔質部１Ｂの厚み減少領域１Ｂ₂が形成されておらず、かつ図４における第１の外部電極７の第１のめっき層７Ａおよび第２の外部電極８の第１のめっき層８Ａが形成されていない固体電解コンデンサである。実施例２および３、ならびに比較例１および２は、上記で説明した違い以外は、実施例１と同様の構造を有している。

上記の実施例１ないし３に係る試料と、比較例１および２とに係る試料を各５個ずつ用いて、下記の表１に示す試験および測定が実施された。また、各５個の試料から得られた測定値の平均値が求められ、各例の測定結果とされた。これら測定結果が表２に示される。なお、耐湿試験後において等価直列抵抗の変化率が１００％以下、かつ漏れ電流の変化率が５００％以下のものが良品と判定され、この条件から外れるものが不良品と判定された。

表２に示された測定結果によると、比較例１および２の固体電解コンデンサは、厚み減少領域１Ｂ₂が形成されていないため、外部から水分が浸入しやすく、耐湿試験後の電気的特性の変化が大きいことが分かる。一方、実施例１から３、すなわちこの発明に係る固体電解コンデンサは、外部からの水分の浸入が抑制されており、耐湿試験後の電気的特性の変化が小さく抑えられていること分かる。

なお、実施例２および比較例２の初期状態における等価直列抵抗値が高い。これは、実施例２および比較例２では、第１の外部電極の第１のめっき層および第２の外部電極の第１のめっき層が形成されておらず、導電性樹脂層が陽極の端部に直接接続されているため、陽極と第２の外部電極とが電気的に接続される面積が小さくなり、抵抗が高くなったものと推測される。

また、比較例２の耐湿試験後の等価直列抵抗値の変化が比較的小さい。これは、比較例２の初期状態における等価直列抵抗値が元々高いため、耐湿試験における等価直列抵抗値の劣化が目立たなくなったためと推測される。

なお、この発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることができる。また、この明細書に記載の各実施形態は、例示的なものであり、異なる実施形態間において、構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることを指摘しておく。

１００、１００Ａ 固体電解コンデンサ
１ 陽極
１Ａ 芯部
１Ｂ 多孔質部
１Ｂ₁ 陰極形成領域
１Ｂ₂ 厚み減少領域
２ 陰極
２Ａ 固体電解質層
２Ｂ Ｃ層（集電体層）
２Ｃ Ａｇ層（集電体層）
３ マスキング材
４ 基板
４Ａ 基体
４Ｂ 引き出し導体
５ 導電性接着剤
６ 外装部
７ 第１の外部電極
７Ａ 第１のめっき層
７Ｂ 導電性樹脂層
７Ｃ 第２のめっき層
８ 第２の外部電極
８Ａ 第１のめっき層
８Ｂ 導電性樹脂層
８Ｃ 第２のめっき層
ＣＵ コンデンサ素子

Claims (5)

1. 芯部および多孔質部を有するＡｌを含む陽極と、
   前記多孔質部の所定の表面に配置されたＡｌ酸化物を含む誘電体層と、
   前記誘電体層表面に配置された固体電解質層を含む陰極と、を備えたコンデンサ素子と、
   前記陽極の端部が露出するように、前記コンデンサ素子を封止する外装部と、
   前記外装部の表面に配置され、前記陰極と電気的に接続された第１の外部電極と、
   前記外装部の表面に配置され、前記陽極の端部と接続された第２の外部電極と、を備えた固体電解コンデンサであって、
   前記陰極の配置されていない領域における前記多孔質部は、前記陰極の配置されている領域における前記多孔質部の厚みより、厚みが薄い箇所を有し、
   前記厚みが薄い箇所は、前記陽極の端部を含むことを特徴とする、固体電解コンデンサ。
2. 前記厚みが薄い箇所における前記陽極の表面には、マスキング材が配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 芯部および多孔質部を有するＡｌを含む陽極と、
   前記多孔質部の所定の表面に配置されたＡｌ酸化物を含む誘電体層と、
   前記誘電体層表面に配置された固体電解質層を含む陰極と、を備えたコンデンサ素子と、
   前記陽極の端部が露出するように、前記コンデンサ素子を封止する外装部と、
   前記外装部の表面に配置され、前記陰極と電気的に接続された第１の外部電極と、
   前記外装部の表面に配置され、前記陽極の端部と接続された第２の外部電極と、を備えた固体電解コンデンサであって、
   前記陽極における前記陰極が配置されていない領域には、前記多孔質部がない箇所を有し、
   前記多孔質部がない箇所は、前記陽極の端部を含むことを特徴とする、固体電解コンデンサ。
4. 前記多孔質部がない箇所における前記陽極の表面には、マスキング材が配置されていることを特徴とする、請求項３に記載の固体電解コンデンサ。
5. 前記第２の外部電極は、前記陽極の端部と接続されためっき層を有することを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の固体電解コンデンサ。