JP7200912B2 - 電解コンデンサ - Google Patents
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Description
この積層セラミックコンデンサは、コンデンサ本体の第1面と第2面それぞれに電極ペーストをディップし乾燥した後、焼き付け処理を行って外部電極用の下地膜を形成するとともに、コンデンサ本体の第5面の長さ方向両端部それぞれに電極ペーストを印刷して乾燥した後、焼き付け処理を行って外部電極用の別の下地膜を下地膜と連続するように形成することで製造されている。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の各実施形態の望ましい構成を2つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
図1は、第1実施形態の電解コンデンサの一例を模式的に示す斜視図である。
図1には電解コンデンサ1を構成する直方体状の樹脂成形体9を示している。
樹脂成形体9は、長さ方向(L方向)、幅方向(W方向)、厚さ方向(T方向)を有しており、長さ方向に対向する第1端面9a及び第2端面9bを備えている。第1端面9aには第1外部電極11が形成され、第2端面9bには第2外部電極13が形成されている。
樹脂成形体9は、厚さ方向に対向する底面9c及び上面9dを備えている。底面9cは電解コンデンサ1の実装面となる側の面である。
底面9cには第3外部電極15及び第4外部電極17が形成されている。
第3外部電極15は第1外部電極11と電気的に接続されており、第4外部電極17は第2外部電極13と電気的に接続されている。
また、樹脂成形体9は、幅方向に対向する第1側面9e及び第2側面9fを備えている。
コンデンサ素子20は、表面に誘電体層5を有する陽極3と、陽極3と対向する陰極7とを含む。
コンデンサ素子20が複数積層されて積層体30となり、積層体30の周囲が封止樹脂8で封止されて樹脂成形体9となっている。積層体30において、積層されたコンデンサ素子20の間は、導電性接着剤(図示しない)を介して互いに接合されていてもよい。
樹脂成形体9の第1端面9aに第1外部電極11が形成されていて第1外部電極11は第1端面9aから露出する陽極3と電気的に接続されている。
樹脂成形体9の第2端面9bに第2外部電極13が形成されていて第2外部電極13は第2端面9bから露出する陰極7と電気的に接続されている。
エッチング前の弁作用金属箔の厚さが60μm以上であることが好ましく、180μm以下であることが好ましい。また、エッチング処理後にエッチングされていない弁作用金属箔(芯部)の厚さが10μm以上であることが好ましく、70μm以下であることが好ましい。多孔質層の厚さは電解コンデンサに要求される耐電圧、静電容量に合わせて設計されるが、弁作用金属箔の両側の多孔質層を合わせて10μm以上であることが好ましく、120μm以下であることが好ましい。
誘電体層は多孔質層の表面に沿って形成されることにより細孔(凹部)が形成されている。誘電体層の厚さは電解コンデンサに要求される耐電圧、静電容量に合わせて設計されるが、10nm以上であることが好ましく、100nm以下であることが好ましい。
陰極の一部として固体電解質層が設けられている、本実施形態の電解コンデンサは固体電解コンデンサであるといえる。
固体電解質層は、上記の処理液または分散液を、スポンジ転写、スクリーン印刷、スプレー塗布、ディスペンサ、インクジェット印刷等によって誘電体層上に塗布することにより、所定の領域に形成することができる。固体電解質層の厚さは2μm以上であることが好ましく、20μm以下であることが好ましい。
金属箔の場合は、Al、Cu、Ag及びこれらの金属を主成分とする合金からなる群より選択される少なくとも一種の金属からなることが好ましい。金属箔が上記の金属からなると、金属箔の抵抗値を低減させることができ、ESRを低減させることができる。
また、金属箔として、表面にスパッタや蒸着等の成膜方法によりカーボンコートやチタンコートがされた金属箔を用いてもよい。カーボンコートされたAl箔を用いることがより好ましい。金属箔の厚みは特に限定されないが、製造工程でのハンドリング、小型化、およびESRを低減させる観点からは、20μm以上であることが好ましく、50μm以下であることが好ましい。
印刷電極層の場合は、電極ペーストをスポンジ転写、スクリーン印刷、スプレー塗布、ディスペンサ、インクジェット印刷等によって導電層上に形成することにより、所定の領域に陰極引き出し層を形成することができる。電極ペーストとしては、Ag、Cu、またはNiを主成分とする電極ペーストが好ましい。陰極引き出し層を印刷電極層とする場合は印刷電極層の厚さは金属箔を用いる場合よりも薄くすることが可能であり、スクリーン印刷の場合、2μm以上、20μm以下の厚さとすることも可能である。
樹脂成形体の成形方法としては、固形封止材を用いる場合は、コンプレッションモールド、トランスファーモールド等の樹脂モールドを用いることが好ましく、コンプレッションモールドを用いることがより好ましい。また、液状封止材を用いる場合は、ディスペンス法や印刷法等の成形方法を用いることが好ましい。コンプレッションモールドで陽極3、誘電体層5、および陰極7からなるコンデンサ素子20の積層体30を封止樹脂8で封止して樹脂成形体9とすることが好ましい。
樹脂成形体9の底部には支持基板9gが設けられていて、支持基板9gの底部表面が樹脂成形体9の底面9cとなっている。
支持基板は複数のコンデンサ素子を積層してなる積層体を一体化させるために設けられたものであり、ガラスエポキシ基板からなることが好ましい。
また、後述する第3外部電極15および第4外部電極17となるCuパターン電極層15a、17aが底面側に形成されていることが好ましい。
そして、樹脂成形体の端面に形成される第1外部電極及び第2外部電極と、樹脂成形体の底面に形成される第3外部電極及び第4外部電極との接合性を向上させることができる。
図3は樹脂成形体の第1端面側を露出させて示す斜視図であり、図4は樹脂成形体の第2端面側を露出させて示す斜視図である。
各陽極部の間には封止樹脂8が充填されている。
各陰極部の間には封止樹脂が充填されている。
本発明の電解コンデンサにおける第1外部電極及び第2外部電極は、導電成分と樹脂成分を含む樹脂電極層を有する外部電極であればよく、その他のめっき層の構成は必須ではないが、以下には、内層めっき層、樹脂電極層及び外層めっき層を備える第1外部電極及び第2外部電極について図2を参照して説明する。
また、図2に示す樹脂電極層は電極ペーストのスクリーン印刷により形成された印刷樹脂電極層である。
第1外部電極11は、内層めっき層11a、樹脂電極層11b、外層めっき層11cを含む。内層めっき層11aは、Niめっき層11a1とAgめっき層11a2を含む。外層めっき層11cは、Niめっき層11c1とSnめっき層11c2を含む。樹脂電極層11bは、Ag印刷樹脂電極層11b1を含む。
第2外部電極13は、内層めっき層13a、樹脂電極層13b、外層めっき層13cを含む。内層めっき層13aは、Niめっき層13a1とAgめっき層13a2を含む。外層めっき層13cは、Niめっき層13c1とSnめっき層13c2を含む。樹脂電極層13bは、Ag印刷樹脂電極層13b1を含む。
ジンケート処理はシングルジンケート(アルカリ洗)とダブルジンケート(剥離)の両方を行うことが好ましい。なお、ジンケート処理は酸エッチングにより行ってもよい。
次に無電解Niめっきによる置換めっきを行うことにより、Niめっき層11a1、13a1を形成する。
内層めっき層のAgめっき層11a2、13a2は、Niめっき層11a1、13a1の酸化を防止するために形成されており、無電解Niめっきを行ったものを大気中に触れることなく連続的にAgめっきを行う。
また、内層めっき層の形成に関して、上述のようにジンケート処理後に電解Agめっきを行う以外に、ジンケート処理後に無電解Agめっきを行うことにより、Agめっき層を形成してもよい。さらに、ジンケート処理後に無電解Cuめっきを行うことにより、Cuめっき層を形成してもよい。Cuめっき層はNiめっき層よりも酸化されにくいので、その上にAgめっき層を形成しなくてもよい。
導電成分としてはAg、Cu、Ni、Snなどを主成分として含むことが好ましく、樹脂成分としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを主成分として含むことが好ましい。
樹脂電極層は、導電成分を67重量%以上、97重量%以下、樹脂成分を3重量%以上、33重量%以下含むことが好ましい。
また、導電成分を72重量%以上、95重量%以下、樹脂成分を5重量%以上、28重量%以下含むことがより好ましい。
また、導電成分を78重量%以上、95重量%以下、樹脂成分を5重量%以上、22重量%以下含むことがより好ましい。
さらに、導電成分を79重量%以上、89重量%以下、樹脂成分を11重量%以上、21重量%以下含むことがさらに好ましい。
図2に示すような断面図において第1外部電極及び第2外部電極の平坦性を測定した場合に、樹脂成形体の第1端面から測定した第1外部電極の厚さのばらつき及び樹脂成形体の第2端面から測定した第2外部電極の厚さのばらつきが10μm以下であることが好ましい。また、厚さのばらつきが8μm以下であることがより好ましい。さらに、厚さのばらつきが5μm以下であることがさらに好ましい。
また、導電成分を65重量%以上、90重量%以下、樹脂成分を5重量%以上、25重量%以下含むことがより好ましい。
また、導電成分を70重量%以上、90重量%以下、樹脂成分を5重量%以上、20重量%以下含むことがより好ましい。
さらに、導電成分を75重量%以上、85重量%以下、樹脂成分を10重量%以上、20重量%以下含むことがさらに好ましい。
電極ペーストは有機溶媒を含んでいてもよく、有機溶媒としてはグリコールエーテル系の溶媒を使用することが好ましい。例えばジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル等が挙げられる。
また、必要に応じて5重量%未満の添加剤を用いてもよい。添加剤は電極ペーストのレオロジー、特にチクソ性の調整に有用である。
また、第2外部電極13は、第2外部電極13が樹脂成形体9の上面9dに回り込んだ第2上面回り込み部13b2と、第2外部電極13が樹脂成形体9の底面9cに回り込んだ第2底面回り込み部13b3と、を有している。
第1上面回り込み部11b2、第2上面回り込み部13b2及び第1底面回り込み部11b3、第2底面回り込み部13b3の寸法については、スクリーン印刷の条件により適宜調整が可能である。
また、後述する電解コンデンサの外部電極の形成において、樹脂成形体の第1端面(第2端面)に電極ペーストとしてのAg電極ペーストをスクリーン印刷する場合に、印刷する方向を第1端面(第2端面)の底面側から上面側に向けた方向に印刷するか、上面側から底面側に向けた方向に印刷するかにより、第1上面回り込み部11b2(第2上面回り込み部13b2)と第1底面回り込み部11b3(第2底面回り込み部13b3)の寸法を変えることができる。
第1底面回り込み部11b3及び第2底面回り込み部13b3の寸法を、第1上面回り込み部11b2及び第2上面回り込み部13b2の寸法より大きくするためには、印刷する方向を第1端面の底面側から上面側に向けた方向に印刷することが好ましい。なお、印刷する方向を樹脂成形体の幅方法(W方向)にして、第1上面回り込み部11b2及び第2上面回り込み部13b2の寸法を、第1底面回り込み部11b3及び第2底面回り込み部13b3と同じ程度の寸法に形成してもよい。
また、第4外部電極17は、樹脂成形体9の底面9cに設けられた金属パターン電極層であるCuパターン電極層17aを有する。さらに、Cuパターン電極層17aの上に金属めっき層であるAuめっき層17bを有する。
Cuパターン電極層15a、17aは、支持基板9gにCu層を形成しておき、当該Cu層をエッチングすることで、所望の形状に形成することができる。
Auめっき層15b、17bは、Cuパターン電極層15a、17aの酸化を防止するために形成されている。
金属パターン電極層の厚さは10μm以上であることが好ましく、25μm以下であることが好ましい(代表値15μm)。
Auめっき層の厚さは20nm以上であることが好ましく、50nm以下であることが好ましい(代表値30nm)。Niめっき層の厚さは2μm以上であることが好ましく、5μm以下であることが好ましい(代表値3μm)。
Auめっき層15b、15bの上のNiめっき層、Snめっき層はそれぞれ第3外部電極15、第4外部電極17の一部である。
また、第3外部電極の厚さは、第1外部電極が樹脂成形体の上面に回り込んだ第1上面回り込み部の厚さよりも厚く、第4外部電極の厚さは、第2外部電極が樹脂成形体の上面に回り込んだ第2上面回り込み部の厚さよりも厚いことが好ましい。
以下に図面を参照してこれらの関係について説明する。
図5には、電解コンデンサ1の樹脂成形体9及び第1外部電極11、第2外部電極13、第3外部電極15、第4外部電極17のみを示している。
さらに、第4外部電極17の長さを両矢印E17で示しており、第2外部電極13の第2上面回り込み部の長さを両矢印E13で示している。また、第4外部電極17の厚さを両矢印T17で示しており、第2外部電極13の第2上面回り込み部の厚さを両矢印T13で示している。
このように示した場合、E15>E11、E17>E13であり、T15>T11.T17>T13である。
第3外部電極15及び第4外部電極17はその長さ又は厚さが相対的に長く又は厚いので電解コンデンサを実装するための電極として好適に使用することができる。
一方、第1外部電極11及び第2外部電極13の上面回り込み部には実装する電極として役割はない。そのため、この部分の厚さを薄くすることで電解コンデンサの厚さを薄くすることができる。電解コンデンサのチップ部品としての許容寸法(許容厚さ)は決まっているので上面回り込み部の厚さを薄くすることができれば積層体部分の厚さを相対的に厚くすることができ、コンデンサの容量を大きくすることができる。
さらに、第1外部電極11及び第2外部電極13の側面回り込み部の長さ寸法を両矢印WL11、WL13で示している。
図6は電解コンデンサ1を上面から見た図であるので第1外部電極11及び第2外部電極13が示されており、第1外部電極11及び第2外部電極13の上面回り込み部も示されている。
図6には、図5に示した寸法に加えて、電解コンデンサ1の幅を両矢印Wで示している。
さらに、第1外部電極11及び第2外部電極13の側面回り込み部の厚さ寸法を両矢印WT11、WT13で示しており、第1外部電極11及び第2外部電極13の第1端面又は第2端面での厚さを両矢印L11、L13で示している。
図7は電解コンデンサ1を底面から見た図であるので第3外部電極15及び第4外部電極17が示されている。
図6と図7を比較すると、第3外部電極15の長さである両矢印E15、第4外部電極17の長さである両矢印E17の長さが、図6に示した第1外部電極11及び第2外部電極13の上面回り込み部の長さE11、E13よりも長くなっていることが分かる。
すなわち、電解コンデンサの底面において外部電極の面積が大きくなっていて、電解コンデンサの実装に適した外部電極となっているといえる。
図8は電解コンデンサ1を第1端面側から見た図として示しているが、第2端面側からでも図面としては同様である。
図8には第3外部電極15、第4外部電極17の厚さである両矢印T15、T17の厚さが、第1外部電極11及び第2外部電極13の上面回り込み部の厚さT11、T13よりも厚くなっていることを示している。
積層コンデンサの寸法
L寸法:3.4mm以上3.8mm以下、代表値3.5mm
W寸法:2.7mm以上3.0mm以下、代表値2.8mm
T寸法:1.8mm以上2.0mm以下、代表値1.9mm
外部電極の寸法
L11、L13寸法(第1、第2外部電極の端面厚さ寸法):0.005mm以上0.06mm以下、代表値0.02mm
E11、E13寸法(上面回り込み部長さ寸法):0.005mm以上0.15mm以下、代表値0.1mm
E15、E17寸法(第3、第4外部電極長さ寸法):0.3mm以上0.7mm以下、代表値0.5mm
WT11、WT13寸法(第1、第2外部電極の側面回り込み部厚さ寸法):0.005mm以上0.02mm以下、代表値0.01mm
WL11、WL13寸法(第1、第2外部電極の側面回り込み部長さ寸法):0.01mm以上0.15mm以下、代表値0.05mm
T11、T13寸法(上面回り込み部厚さ寸法):0.002mm以上0.015mm以下、代表値0.005mm
T15、T17寸法(第3、第4外部電極厚さ寸法):0.01mm以上0.15mm以下、代表値0.05mm
これは図5に示した外部電極の形状から明らかである。
第1外部電極11及び第3外部電極15は、樹脂成形体9の第1端面9a上及び底面9c上に形成されることにより、L字状を有している。また、第2外部電極13及び第4外部電極17は、樹脂成形体9の第2端面9b上及び底面9c上に形成されることにより、L字状を有している。
なお、外部電極がL字状を有するとは、主として樹脂成形体9の両端面及び底面に外部電極が形成されることを意味し、図5等に示すように、樹脂成形体9の両端面及び底面以外の面にも上面回り込み部や側面回り込み部といった形で外部電極が形成されることがあるが、これらを含めてL字状とする。
第1外部電極及び第2外部電極の上面回り込み部の長さは短いのに対して第3外部電極及び第4外部電極の長さは長いので、外部電極全体としてはL字状に見える。
また、第1外部電極及び第2外部電極の側面回り込み部の長さは短いのでL字状であるかの判断には影響しない。
[コンデンサ素子の作製]
エッチング層等の多孔質層を表面に有する、アルミニウム箔等の弁作用金属箔を準備し、多孔質層の表面に陽極酸化を行って誘電体層を形成する。
誘電体層上にスクリーン印刷により固体電解質層を形成し、続けて固体電解質層上にスクリーン印刷によりカーボン層を形成し、さらにカーボン層上に陰極引き出し層をシート積層又はスクリーン印刷することにより形成する。
上記工程によりコンデンサ素子が得られる。
複数のコンデンサ素子を積層体として、コンプレッションモールドにより封止樹脂で封止して樹脂成形体とする。
積層体の作製を支持基板上で行うことが好ましく、支持基板にはその裏面に第3外部電極及び第4外部電極の一部となる金属パターン電極層を設けておくことが好ましい。
また、金属パターン電極層の上にはAuめっき層を設けておくことが好ましい。
当該樹脂成形体の製造方法は、第1のシートを準備する工程、第2のシートを準備する工程、第1のシートを絶縁材料により被覆する工程、第1のシートに導電体層を形成する工程、積層シートを作製する工程、封止樹脂で封止して積層ブロック体を作製する工程、積層ブロック体を切断することにより、複数個の樹脂成形体を作製する工程を有する。
第1のシートと第2のシートはそれぞれ樹脂成形体の第1端面又は第2端面となる部分に貫通穴を有しており、積層シートとする際に貫通穴が連通するようにする。そして、封止樹脂による封止の際に貫通穴に封止樹脂を充填して積層ブロック体を作製する。この積層ブロック体を、貫通穴に封止された封止樹脂を分離するように切断することにより樹脂成形体を得ることができる。
この樹脂成形体では、貫通穴に封止された封止樹脂により陽極が複数の陽極部に分かれて露出する。また、貫通穴に封止された封止樹脂により陰極も複数の陰極部に分かれて露出する。
樹脂成形体の第1端面に、電極ペーストとしてのAg電極ペーストをスクリーン印刷した後、熱硬化させて第1外部電極を形成する。この際に、樹脂成形体の底面に設けられた第3外部電極である金属パターン電極層と電気的に接続する。
また、樹脂成形体の第2端面に、Ag電極ペーストをスクリーン印刷した後、熱硬化させて第2外部電極を形成する。この際に、樹脂成形体の底面に設けられた第4外部電極である金属パターン電極層と電気的に接続する。
Ag電極ペーストは導電成分と樹脂成分とを含み、このようにして形成される樹脂電極層は印刷樹脂電極層である。
また、この工程で使用する電極ペーストは、導電成分を60重量%以上、95重量%以下、樹脂成分を3重量%以上、30重量%以下含むことが好ましい。
また、導電成分を65重量%以上、90重量%以下含むことがより好ましく、樹脂成分を5重量%以上、25重量%以下含むことがより好ましい。
また、導電成分を70重量%以上、90重量%以下含むことがより好ましく、樹脂成分を5重量%以上、20重量%以下含むことがより好ましい。
さらに、導電成分を75重量%以上、85重量%以下含むことがさらに好ましく、樹脂成分を10重量%以上、20重量%以下含むことがより好ましい。
電極ペーストは有機溶媒を含んでいてもよく、有機溶媒としてはグリコールエーテル系の溶媒を使用することが好ましい。例えばジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル等が挙げられる。
また、必要に応じて5重量%未満の添加剤を用いてもよい。
さらに、Niめっき層の上に内層めっき層としてのAgめっき層を形成することが好ましい。
外層めっき層は、第1外部電極及び第2外部電極としての印刷樹脂電極層の上と、第3外部電極及び第4外部電極の上に形成される。
上記工程により本発明の電解コンデンサを得ることができる。
第2実施形態の電解コンデンサは、第3外部電極及び第4外部電極が、金属パターン電極層及びAuめっき層に代えて導電成分と樹脂成分を含む樹脂電極層を有する他は第1実施形態の電解コンデンサと同様の構成を有する。
図9は、第2実施形態の電解コンデンサの一例を模式的に示す断面図である。
図9に示す電解コンデンサ2は、第3外部電極15として樹脂電極層15cを有する。また、第4外部電極17として樹脂電極層17cを有する。
また、樹脂電極層15c、17cの上にはNiめっき層、Snめっき層がさらに形成されている。このNiめっき層、Snめっき層は第1外部電極11、第2外部電極13の外層めっき層11c、13cと連続的に形成されたものである。
樹脂電極層15c、17cの上のNiめっき層、Snめっき層はそれぞれ第3外部電極15、第4外部電極17の一部である。
第3外部電極及び第4外部電極以外の構成は図2に示す電解コンデンサ1と同様の構成であるためそれらの詳細な説明は省略する。
また、樹脂電極層は、導電成分を67重量%以上、97重量%以下、樹脂成分を3重量%以上、33重量%以下含むことが好ましい。
Agを導電成分として含むAg電極ペーストのスクリーン印刷により形成されたAg印刷樹脂電極層であることがより好ましい。
印刷樹脂電極層の厚さは5μm以上であることが好ましく、150μm以下であることが好ましく、100μm以下であることがより好ましい。
この場合、支持基板の裏面には金属パターン電極層を設けていないものを使用する。
コンデンサ素子の積層、樹脂封止までの工程は第1実施形態の電解コンデンサの製造方法と同様にすることができる。
外部電極を形成するにあたっては、樹脂成形体の第1端面及び第2端面に電極ペーストとしてのAg電極ペーストをスクリーン印刷した後、熱硬化させて第1外部電極及び第2外部電極を形成する。
そして、樹脂成形体の底面に、電極ペーストとしてのAg電極ペーストをスクリーン印刷した後、熱硬化させて印刷樹脂電極層としての第3外部電極及び第4外部電極を同時に形成する。
なお、上記のように、樹脂成形体の第1端面及び第2端面に第1外部電極及び第2外部電極を形成した後に、樹脂成形体の底面に第3外部電極及び第4外部電極を同時に形成してもよいが、工程を逆にして、すなわち、樹脂成形体の底面に第3外部電極及び第4外部電極を同時に形成した後に、樹脂成形体の第1端面及び第2端面に第1外部電極及び第2外部電極を形成してもよい。
また、この工程で使用する電極ペーストは、導電成分を60重量%以上、95重量%以下、樹脂成分を3重量%以上、30重量%以下含むことが好ましい。
また、導電成分を65重量%以上、90重量%以下含むことがより好ましく、樹脂成分を5重量%以上、25重量%以下含むことがより好ましい。
また、導電成分を70重量%以上、90重量%以下含むことが好ましく、樹脂成分を5重量%以上、20重量%以下含むことが好ましい。
さらに、導電成分を75重量%以上、85重量%以下含むことがさらに好ましく、樹脂成分を10重量%以上、20重量%以下含むことがさらに好ましい。
電極ペーストは有機溶媒を含んでいてもよく、有機溶媒としてはグリコールエーテル系の溶媒を使用することが好ましい。例えばジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノフェニルエーテル等が挙げられる。
また、必要に応じて5重量%未満の添加剤を用いてもよい。
外層めっき層は、第1外部電極及び第2外部電極としての印刷樹脂電極層の上と、第3外部電極及び第4外部電極としての印刷樹脂電極層の上に形成される。
上記工程により本発明の第2実施形態の電解コンデンサを得ることができる。なお、第2実施形態の電解コンデンサは、支持基板の裏面に金属パターン電極層を設けていない。よって、樹脂成形体の第1端面及び第2端面に樹脂電極層をスクリーン印刷する前に、例えば、底面側から上面側に向けた方向に印刷するために、複数の電解コンデンサをその向きに整列させる必要がない。さらに、支持基板を必要としない構造にすれば、上面と底面を区別する必要が無いので、印刷する方向を揃えるために、複数の電解コンデンサをその向きに整列させる必要がない。
また、コンデンサ素子を含む積層体は、コンデンサ素子を複数含んでいることが好ましいが、コンデンサ素子が一つであってもよい。
表1には組成No.1~No.8のAg電極ペーストの組成を示した。左欄はAg電極ペースト100重量%における組成比であり、右欄は有機溶媒を除いた固形分である印刷電極層100重量%における組成比を示す。
図1及び図2に示す構成の積層体をエポキシ樹脂とシリカ粒子を含む封止樹脂で封止して樹脂成形体を得た後、内層めっきを施し、樹脂成形体の端面(第1端面及び第2端面)にAg電極ペーストをスクリーン印刷により塗布し、150~200℃の乾燥温度で熱硬化した。また、樹脂成形体の底面にAg電極ペーストをスクリーン印刷により塗布し、150~200℃の乾燥温度で熱硬化した。その後、外層めっきを形成することにより、第1外部電極及び第2外部電極並びに第3外部電極及び第4外部電極を形成した。
膜厚均一性は、各組成のAg電極ペーストを用いて形成した第1外部電極及び第2外部電極の厚さ(図6、図7の両矢印L11、L13参照)を5箇所測定して、標準偏差σを算出し、◎:ばらつきが5μm以下、〇:ばらつきが8μm以下、△:ばらつきが10μm以下と評価して表1に示した。
また、密着性は、測定基板上の電極に半田クリームを印刷した後、電解コンデンサの第3外部電極及び第4外部電極を載置し、リフロー炉にて260℃で半田付け実装した電解コンデンサを、電解コンデンサのLT面をW方向に荷重印加し、外観の損傷、外部電極の切断や剥がれがないかどうかを判断し、◎:より好ましい、〇:好ましい、△:実用上差し支えないと評価して表1に示した。
また、電気特性としてESRは、各組成のAg電極ペーストを用いて形成した第1外部電極及び第2外部電極に測定端子を当て、LCRメーターにて100kHzにおけるESR(mΩ)を測定し、◎:30mΩ以下、〇:35mΩ以下、△:40mΩ以下と評価して表1に示した。
また、電極ペーストのスクリーン印刷により樹脂電極層を形成することで膜厚均一性の高い外部電極を形成することができた。
さらに、導電成分の比率が高い樹脂電極層の本来の電気特性を活かして、樹脂電極層のESRを低減させることができた。
また、導電ペーストにおける導電成分と樹脂成分の割合を調整することによって、膜厚均一性、密着性及びESRを好ましい評価、及び、より好ましい評価とすることができた。
3 陽極
3a 弁作用金属箔
3A、3B、3C、3D 陽極部
5 誘電体層
7 陰極
7a 固体電解質層
7b 導電層
7c 陰極引き出し層
7A、7B、7C、7D 陰極部
8 封止樹脂
9 樹脂成形体
9a 第1端面
9a1、9b1 上面角部
9a2、9b2 底面角部
9b 第2端面
9c 樹脂成形体の底面
9d 樹脂成形体の上面
9e 第1側面
9f 第2側面
9g 支持基板
11 第1外部電極
11a、13a 内層めっき層
11a1、13a1 Niめっき層
11a2、13a2 Agめっき層
11b、13b 樹脂電極層
11b1、13b1 Ag印刷樹脂電極層
11b2 第1上面回り込み部
11b3 第1底面回り込み部
11c、13c 外層めっき層
11c1、13c1 Niめっき層
11c2、13c2 Snめっき層
13 第2外部電極
13b2 第2上面回り込み部
13b3 第2底面回り込み部
15 第3外部電極
15a、17a Cuパターン電極層
15b、17b Auめっき層
17 第4外部電極
20 コンデンサ素子
30 積層体
Claims (19)
- 表面に誘電体層を有する陽極及び前記陽極と対向する陰極を含むコンデンサ素子を含む積層体と、前記積層体の周囲を封止する封止樹脂とを備える直方体状の樹脂成形体と、
前記樹脂成形体の第1端面に形成され、前記第1端面から露出する前記陽極と電気的に接続される第1外部電極と、
前記樹脂成形体の第2端面に形成され、前記第2端面から露出する前記陰極と電気的に接続される第2外部電極と、を備える電解コンデンサであって、
前記第1外部電極及び前記第2外部電極は導電成分と樹脂成分を含む樹脂電極層を有しており、
前記樹脂成形体の底面には、前記第1外部電極と電気的に接続される第3外部電極、及び、前記第2外部電極と電気的に接続される第4外部電極が設けられており、
前記第3外部電極の長さは、前記第1外部電極が前記樹脂成形体の上面に回り込んだ第1上面回り込み部の長さよりも長く、
前記第4外部電極の長さは、前記第2外部電極が前記樹脂成形体の上面に回り込んだ第2上面回り込み部の長さよりも長いことを特徴とする電解コンデンサ。 - 表面に誘電体層を有する陽極及び前記陽極と対向する陰極を含むコンデンサ素子を含む積層体と、前記積層体の周囲を封止する封止樹脂とを備える直方体状の樹脂成形体と、
前記樹脂成形体の第1端面に形成され、前記第1端面から露出する前記陽極と電気的に接続される第1外部電極と、
前記樹脂成形体の第2端面に形成され、前記第2端面から露出する前記陰極と電気的に接続される第2外部電極と、を備える電解コンデンサであって、
前記第1外部電極及び前記第2外部電極は導電成分と樹脂成分を含む樹脂電極層を有しており、
前記樹脂成形体の底面には、前記第1外部電極と電気的に接続される第3外部電極、及び、前記第2外部電極と電気的に接続される第4外部電極が設けられており、
前記第3外部電極の厚さは、前記第1外部電極が前記樹脂成形体の上面に回り込んだ第1上面回り込み部の厚さよりも厚く、
前記第4外部電極の厚さは、前記第2外部電極が前記樹脂成形体の上面に回り込んだ第2上面回り込み部の厚さよりも厚いことを特徴とする電解コンデンサ。 - 前記電解コンデンサを側面視した際に、前記第1外部電極及び前記第3外部電極と、前記第2外部電極及び前記第4外部電極とが、それぞれL字状を有する請求項1又は2に記載の電解コンデンサ。
- 前記第3外部電極及び前記第4外部電極は、前記樹脂成形体の底面に設けられた金属パターン電極層を有する請求項1~3のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 前記第3外部電極及び前記第4外部電極は、前記樹脂成形体の底面に対して金属パターン電極層、Auめっき層、Niめっき層、Snめっき層の順に形成されている請求項4に記載の電解コンデンサ。
- 前記第3外部電極及び前記第4外部電極は、導電成分と樹脂成分を含む樹脂電極層を有する請求項1~3のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 前記第3外部電極及び前記第4外部電極を構成する前記樹脂電極層は、導電成分を67重量%以上、97重量%以下、樹脂成分を3重量%以上、33重量%以下含む請求項6に記載の電解コンデンサ。
- 前記第3外部電極及び前記第4外部電極を構成する前記樹脂電極層が、前記樹脂成形体の底面に対して電極ペーストのスクリーン印刷により形成された印刷樹脂電極層である請求項6又は7に記載の電解コンデンサ。
- 前記電極ペーストは、導電成分を60重量%以上、95重量%以下、樹脂成分を3重量%以上、30重量%以下含む請求項8に記載の電解コンデンサ。
- 前記第3外部電極及び前記第4外部電極は、前記樹脂成形体の底面に対してスクリーン印刷により形成された印刷樹脂電極層、Niめっき層、Snめっき層の順に形成されている請求項6~9のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 前記第1外部電極及び前記第2外部電極を構成する前記樹脂電極層が、電極ペーストのスクリーン印刷により形成された印刷樹脂電極層である請求項1~10のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 前記電極ペーストは、導電成分を60重量%以上、95重量%以下、樹脂成分を3重量%以上、30重量%以下含む請求項11に記載の電解コンデンサ。
- 前記第1外部電極及び前記第2外部電極は、前記樹脂成形体の第1端面及び第2端面のそれぞれに対して内層めっき層、電極ペーストのスクリーン印刷により形成された印刷樹脂電極層の順に形成されている請求項11又は12に記載の電解コンデンサ。
- 前記第1外部電極及び前記第2外部電極は、前記樹脂成形体の第1端面及び第2端面のそれぞれに対してNiめっき層、Agめっき層、電極ペーストのスクリーン印刷により形成されたAg印刷樹脂電極層の順に形成されている請求項11~13のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 前記第1外部電極及び前記第2外部電極は、前記樹脂成形体の第1端面及び第2端面のそれぞれに対してNiめっき層、Agめっき層、電極ペーストのスクリーン印刷により形成されたAg印刷樹脂電極層、Niめっき層、Snめっき層の順に形成されている請求項11~14のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 前記第1外部電極及び前記第2外部電極を構成する前記樹脂電極層は、導電成分を79重量%以上、89重量%以下、樹脂成分を11重量%以上、21重量%以下含む請求項1~15のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 前記陽極は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる弁作用金属箔である請求項1~16のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 前記誘電体層の表面に、前記陰極の一部である固体電解質層が設けられている請求項1~17のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
- 前記樹脂成形体の前記第1端面から露出する前記陽極及び/又は前記樹脂成形体の前記第2端面から露出する前記陰極は、1つのコンデンサ素子の陽極及び/又は陰極が、複数の陽極部及び/又は陰極部に分かれて露出している請求項1~18のいずれか1項に記載の電解コンデンサ。
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