固体电解电容器的制作方法

专利名称：固体电解电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及在各种电子设备使用的电容器中，特别使用导电性高分子 材料作为固体电解质的低阻抗特性的固体电解电容器。
背景技术：
随着电子设备的高频化，作为一种电子零件的电容器也要求高频区域 的阻抗特性比以前更优良的电容器。为了响应这样的要求，研究了固体电 解质使用电传导率高的导电性高分子的各种固体电解电容器。
近几年来，强烈希望使个人计算机的CPU周围等使用的固体电解电 容器小型、大容量化。而且，进一步对应高频化，要求低ESR (equivalent series resistance =等效串联电阻)、除去噪声和瞬态响应特性优良的低ESL (equivalent series inductance =等效串联电感)，为了响应这样的要求，进 行了各种研究。
其中，首先进行有关阳极电极四周的研究。图20A是表示这种现有的 固体电解电容器结构的正面剖视图，图20B是图20A的20B-20B剖面的 侧面剖视图，图21是该固体电解电容器封装前的俯视图。在图20A 图21 中，平板状元件lll使由作为阀作用金属(阀金属)的铝箔构成的阳极体 112的表面粗糙化，并在形成电介质氧化被膜层后设置绝缘性保护层部 (resist) 113而分隔为阳极电极部114和阴极形成部(未图示)。其次， 通过在该阴极形成部的电介质氧化被膜层上依次层叠形成由导电性高分 子构成的固体电解质层、由碳层和银糊剂层构成的阴极层而形成阴极电极 部115。因此，构成了夹住保护层部113而在纵长方向的两侧分别设置阳 极电极部114和阴极电极部115的平板状元件111。
在阳极引线框(阳极端子)116设置平面部116a，使平面部116a的 两端弯曲，形成连接部116b。在阳极引线框116的平面部116a上装载多片层叠的元件111的阳极电极部114，使连接部116b向内方弯曲，与阳极 电极部114贴紧地包上。通过对焊接部116c进行激光焊接，使该连接部 116b的前端部分和元件111的阳极电极部114接合。
在阴极引线框117的平面部117a装载阴极电极部115，该阴极引线框 117的平面部117a和阴极电极部115之间及各元件111的阴极电极部115 之间的接合、连接是采用导电性粘接剂118进行的。
多片元件111，在与其连接的阳极引线框116和阴极引线框117的各 自一部分暴露在外表面的状态被绝缘性封装树脂119覆盖。
通过把从该封装树脂119露出的阳极引线框116和阴极引线框117的 一部分沿封装树脂119向底面弯曲，由此构成在底面部形成了阳极端子部 116d和阴极端子部117b的平面安装型固体电解电容器。
这样构成的现有固体电解电容器，通过对在阳极引线框116设置的连 接部116b的前端和元件111的阳极电极部114同时照射激光进行激光焊
接，能进行稳定的焊接作业。
作为与申请的发明相关的现有技术文献信息，例如，知道有特开
2003-289023号公报。
但是，上述现有的固体电解电容器，同时对设置在阳极引线框116的 连接部116b的端面和元件111的阳极电极部114照射激光，进行激光焊 接，从而进行元件111的阳极电极部114和阳极引线框116的接合。因此， 作为第1课题，有焊接时的热量的一部分容易通过连接部116b发散到阳 极引线框116去，难以对层叠的多片元件111全体提供均匀的热量进行焊 接作业的问题。因而，即使能确保焊接强度，焊接状态也发生偏差，因多 余的熔融部分和没有充分熔融的部分混杂一起而使ESR恶化。
作为第2课题，为了在元件lll的阳极电极部114的表面形成电介质 氧化被膜层，使焊接作业容易发生偏差。因此，如图22上其详细表示的 那样，难以熔融多片层叠的元件111的下层，由于对全体进行均匀地焊接 变得困难起来，ESR增大了。
作为第3课题，在用上述激光焊接时往往发生飞溅，这样发生的飞溅 物向四周飞散。因此，若飞溅物飞散到为了阳极电极部114和阴极电极部 115之间的绝缘而设置的绝缘树脂部113上时会使绝缘性能恶化。因此，ESR增大了。向这样的绝缘树脂部113上飞散的飞溅物或单个体积大或数
量多的那样最坏情况下，阳极电极部114和阴极电极部115之间的绝缘受
破坏，也有发生短路的危险。
接着，进行有关阴极电极四周的研究。
图23是表示这种现有的固体电解电容器结构立体图，图24是表示该 固体电解电容器使用的元件结构俯视图。在图23和图24中，首先，使由 作为阀作用金属的铝箔构成的阳极体(未图示)表面粗糙化，在形成电介 质氧化被膜层后设置绝缘性保护层部122，分开为阳极电极部123和阴极 形成部(未图示)。然后，通过在该阴极形成部的电介质氧化被膜层上依 次层叠形成由导电性高分子构成的固体电解质层、由碳层和银糊剂层构成 的阴极层而形成阴极电极部124。因此，构成了在纵长方向使保护层部122 介于中间地设置阳极电极部123和阴极电极部124的平板状元件121。
通过激光焊接等的方法，使在阳极引线框(阳极端子)125上层叠装 载多片的元件121的阳极电极部123接合。
使阴极引线框(阴极端子)126的元件装载部分的两侧面向上方弯曲 而形成弯曲部126a，该阴极引线框126的元件装载部分和元件121的阴极 电极部124间及各元件121的阴极电极部124相互间的接合，用未图示的 导电性粘接剂进行。而且，上述弯曲部126a和阴极电极部124间也用导 电性粘接剂127电连接。
上述多片元件121，在上述阳极引线框125和阴极引线框126的一部 分分别暴露在外表面的状态下，被绝缘性封装树脂128整体加以覆盖。通 过使从该封装树脂128露出的阳极引线框125和阴极引线框126的一部分 沿封装树脂128向底面弯曲，构成在底面部形成了阳极端子部和阴极端子 部的平面安装型固体电解电容器。
这样构成的现有固体电解电容器，是使阴极引线框126的元件装载部 分的两侧面向上方弯曲来设置弯曲部126a，用导电性粘接剂127连接该弯 曲部126a和元件121的阴极电极部124之间。因此，由于能降低层叠元 件121时的全体内部电阻，所以可以实现低ESR化。
作为与该申请的发明相关的现有技术文献信息，例如，知道有特开 2003-45753号公报。但是，用图23和图24说明了的现有固体电解电容器，由于通过导电 性粘接剂127使层叠的多片元件121的阴极电极部124和阴极引线框126 的弯曲部126a连接，降低内部电阻，谋求低ESR化。但是，作为第4课 题，由于元件121本身固有的ESR值高，对于市场要求的更低ESR化， 有不能充分应对的这个课题。关于其理由，以下用图25进行说明。
图25是表示通过电解聚合形成现有元件121的固体电解质层的工序 的主要部分俯视图。在图25中，首先，在将表面粗糙化并形成了电介质 氧化被膜层的铝箔冲压加工成规定形状的阳极体129上，形成绝缘性保护 层部122。用该保护层部122把阳极体129分开为阳极电极部123和阴极 形成部130。然后，安装供电带131，该供电带131成为给上述阳极体129 进行供电用的电极。在该状态浸渍在充填了未图示的聚合液的聚合槽内， 由于通过上述供电带131供电，进行电解聚合，所以在上述阴极形成部130 的表面形成由导电性高分子构成的固体电解质层。
上述电解聚合过程中的固体电解质层的生长，是沿着通过供电带131 对阴极形成部130供电的电流流动进行的，所以依图中表示的点A—B— D的顺序逐渐形成固体电解质层。
因而，为了得到希望膜厚的固体电解质层，需要进行电解聚合直到上 述的点D达到希望的膜厚。可是，这样在点D达到希望的膜厚时刻，点A、 点B就形成比点D还厚的膜厚。因而，在阴极形成部130中固体电解质 层的膜厚发生偏差，由于在形成膜厚大于需要的部分增加了不需要的电 阻，从而有ESR恶化这个课题。

发明内容
本发明解决了现有这样的各种课题，其目的在于提供一种固体电解电 容器，该固体电解电容器关于阳极电极部能容易得到稳定的熔融状态，而 且关于阴极电极部能抑制阴极形成部的固体电解质层的膜厚偏差，因此能 抑制ESR恶化，实现低ESR化。
为了解决上述第1课题，本发明具有固体电解质使用导电性高分子， 使绝缘部介于中间设置阳极电极部和阴极电极部的平板状元件；与在上述 平板状元件上设置的阳极电极部接合的阳极端子；与在上述平板状元件上设置的阴极电极部接合的阴极端子；在上述阳极端子和阴极端子的一部分 分别暴露的状态下整体覆盖上述平板状元件、上述阳极端子和上述阴极端 子的封装树脂；以及与上述阳极电极部和上述阳极端子的接合及上述阴极 电极部和上述阴极端子的接合的至少一方的导通有关的低ESR化机构。
低ESR化机构之一，是在上述阳极端子设置和上述阳极电极部接合的 接合部，用激光焊接法使该接合部顶端和上述阳极电极部的平坦部接合， 而且上述接合部顶端的宽度(w)和激光焊接部的焊接痕迹直径(d)之比 (w/d)为0.5 1.5，更好是0.5 1.25。
使用这种结构，降低激光焊接时通过接合部扩散的热量，由于热量集 中于焊接部所以得到稳定的焊接状态，因此，使ESR好转，得到能谋求低 ESR化的这种效果。
接着，为了解决上述第2课题，本发明的ESR化机构，是通过在平板 状元件的阳极电极部的一部分上设置贯通孔，并且在阳极端子设置和该阳 极电极部接合的接合部，用激光焊接法使接合部顶端和在上述阳极电极部 上设置的贯通孔附近接合，使熔融的上述阳极电极部的一部分流入到上述 贯通孔内。
使用这种结构，焊接时熔融的上述阳极电极部的一部分流入到贯通孔 内，使元件的阳极电极部相互间电连接，因此使层叠了多片的元件全体接 合，得到能降低ESR的这个效果。
接着，为了解决上述第3课题，本发明的上述低ESR化机构，是在上 述阳极端子上设置和上述阳极电极部接合的接合部，该接合部被形成为 覆盖在上述平板状元件元件的阳极电极部和阴极电极部之间设置的绝缘 树脂的一部分，并且和上述阳极电极部的平坦部接合，用激光焊接法使该 接合部的一部分和上述阳极电极部的平坦部接合。
使用这种结构，焊接时即使飞溅物飞散，由于上述绝缘树脂部被接合 部的一部分覆盖，从而不会受到影响，稳定地进行可靠性高的焊接，能实 现高可靠性和低ESR化。
接着，为了解决上述第4课题，本发明的上述低ESR化机构，是在上 述平板状元件的阳极电极部和阴极电极部连结方向的阴极电极部端部的 两端设置缺口部或圆锥部，并且设置侧壁部，该侧壁部是使对上述元件的阴极电极部进行装载的阴极端子部的元件装载部两端弯起并与在上述元 件的阴极电极部上设置的缺口部或圆锥部的侧面抵接。
使用这种结构，在用电解聚合法形成固体电解质层时，由于固体电解 质层达到希望膜厚的时间提前，能减少在固体电解质层的生成最晚的部分 达到希望膜厚的时刻形成大于需要膜厚的部分，抑制阴极形成部的固体电 解质层的膜厚偏差，防止增加不需要的电阻，得到能降低ESR的这个效果。
如以上那样，根据本发明的固体电解电容器，通过对应上述各课题的
各自结构，能够得到层叠多片的元件全体接合并能降低ESR的这个效果。


图1A是表示本发明的实施方式1的固体电解电容器结构的正面剖视图。
图1B是该图1A的1B-1B线的侧面剖视图。 图2是该固体电解电容器封装前的俯视图。 图3是表示该固体电解电容器使用的元件结构的剖视图。 图4是表示使在该阳极引线框设置的接合部顶端部分的宽度尺寸变化 进行焊接时的特性图。
图5是本发明的实施方式2的固体电解电容器的封装前的俯视图。 图6A是表示本发明的实施方式3的固体电解电容器结构的正面剖视图。
图6B是该图6A的6B-6B线的侧面剖视图。
图7是该周体电解电容器封装前的俯视图。
图8是表示该固体电解电容器使用的元件结构剖视图。
图9是实验例2的固体电解电容器封装前的俯视图。
图IO是固体电解电容器的ESR特性比较图。
图11是本发明的实施方式4的固体电解电容器封装前的俯视图。
图12A是表示本发明的实施方式5的固体电解电容器结构的主视图。
图12B是该图12A的12B-12B线的侧面剖视图。
图13是该固体电解电容器封装前的俯视图。
图14是表示该固体电解电容器使用的元件结构正面剖视图。图15是表示本发明的实施方式6的固体电解电容器结构立体图。
图16A是表示该固体电解电容器使用的元件结构俯视图。
图16B是图16A的剖视图。
图17是表示用电解聚合法形成该元件的固体电解质层的工序的主要 部分俯视图。
图18是和现有固体电解电容器的特性比较图。
图19是表示本发明的实施方式7的固体电解电容器使用的元件结构 俯视图。
图20A是表示现有固体电解电容器结构的正面剖视图。 图20B是该图20A的20B-20B线的侧面剖视图。 图21是该固体电解电容器封装前的俯视图。 图22是该图20A的20B-20B线的侧面剖视图。 图23是表示该固体电解电容器结构的立体图。 图24是表示该固体电解电容器使用的元件结构俯视图。 图25是表示用电解聚合法形成该元件固体电解质层的工序的主要部 分俯视图。
具体实施例方式
(实施方式1)
以下，用附图，说明本发明的实施方式l的固体电解电容器。 图1A、图1B分别是表示本发明的实施方式1的固体电解电容器结构 的正面剖视图和该图1A的1B-1B线的侧面剖视图，图2是该固体电解电 容器封装前的俯视图，图3是表示该固体电解电容器使用的元件的结构的 剖视图。
在图1 图3中，元件1是使由作为阀作用金属(阀金属)的铝箔构成 的阳极体2的表面粗糙化并形成电介质氧化被膜层2a后，设置由聚酰亚 胺树脂、硅树脂等绝缘性树脂构成的绝缘性保护层部3，分开为阳极电极 部4和阴极形成部(未图示)。接着，通过在该阴极形成部的电介质氧化 被膜层2a上依次层叠形成由导电性高分子构成的固体电解质层5a、由碳 层5b和银糊剂层5c构成的阴极层而形成阴极电极部5。因此，构成了纵长方向夹住保护层部3地设置了阳极电极部4和阴极电极部5的平板状元 件l。
上述元件1的阳极电极部4连接阳极引线框(阳极端子)6。阳极引
线框6上设置用于装载阳极电极部4的元件装载部6a，然后通过使元件装 载部6a的两端向上方弯曲形成一对接合部6b。该接合部6b作为与阳极电 极部4和阳极引线框6的接合导通相关的低ESR化机构之一，形成仅顶端 部分宽度变窄的头细形状。
在这样构成的阳极引线框6的元件装载部6a上装载层叠多片(在本 实施方式是4片)元件1的阳极电极部4。通过把在该元件装载部6a的两 端设置的接合部6b从两侧面相对分别贴紧阳极电极部4向内包入，从而 捆扎层叠的多个阳极电极部4。用YAG激光器等对在接合部6b的狭窄宽 度形成的顶端部分和元件1的阳极电极部4的上面平坦部照射激光，用激 光焊接的办法使焊接部6c接合。
通过用上述接合部6b捆扎层叠的多个阳极电极部4，能够提高层叠的 多个阳极电极部4彼此的接合强度，降低接合电阻。
上述元件1的阴极电极部5连接阴极引线框(阴极端子)7。阴极引 线框7上设有装载阴极电极部5的元件装载部7a，该元件装载部7a和阴 极电极部5之间及各元件1的阴极电极部5相互间用导电性粘接剂8进行 导电接合。
在上述阳极引线框6和阴极引线框7的一部分分别暴露在外表面的状 态下，用绝缘性封装树脂9整体覆盖上述多片元件1、阳极引线框6和阴 极引线框7。通过把从该封装树脂9露出的阳极引线框6和阴极引线框7 的一部分，沿封装树脂9从侧面向底面弯曲，由此构成在底面部形成了阳 极端子部6d和阴极端子部7b的平面安装型固体电解电容器。
这样构成的本实施方式的固体电解电容器，成为用激光焊接法使和元 件1的阳极电极部4接合的阳极引线框6的接合部6b的顶端部分变窄而 形成头细形状的结构。由于这种结构，焊接时的热量难以通过接合部6b 发散，由于热量都集中在焊接部6c，所以得到阳极电极部4相互间及阳极 电极部4和焊接部6c之间稳定的焊接状态，因此起到能够抑制ESR恶化， 实现低ESR化的这个特别的效果。在确认这些效果的目的方面，图4表示确认了使上述阳极引线框6上 设置的接合部6b的顶端部分宽度尺寸变化来进行焊接时的特性的结果。
图4表示的固体电解电容器，其额定电压是2.0V，静电电容是220|iF， 层叠4片元件1，铝箔厚度0.1mm，阳极引线框6和阴极引线框7使用厚 度0.1mm的铜合金。在接合部6b的顶端宽度(w)为0.7mm的情况下， 固体电解电容器的频率是100kHz下的ESR是4mQ 10mQ。
激光焊接是以输出功率2KW进行的，焊接部6c的焊接痕迹直径(d) 是0.4mm,成为恒定的。
各接合部6b的顶端宽度(w)的连接电阻值指数，表示了将从顶端宽 度(w)是0.7mm时层叠的阳极电极部4的最下层到接合部6b的焊接部 6c之间的连接电阻设为100时的连接电阻值的比例。
另外，漏电流值表示外加额定电压2.0V的1部分值。
从图4就明白，本实施方式的固体电解电容器，作为与阳极电极部4 和阳极引线框6的接合导通有关的低ESR化机构之一，接合部6b的顶端 宽度(w)和焊接部6c的焊接痕迹直径(d)之比(w/d)在0.50-1.50的 范围内，连接电阻值表示低的值，在这范围以外时连接电阻值恶化，所以 知道在该范围能实现低ESR化。
上述之比(w/d)在0.25 1.50的范围内，由激光焊接引起的漏电流值 好转，特别是比(w/d)在0.25 1.25的范围内漏电流值能变得更小，所以 认为实现能防止元件1受损伤的效果。
(实施方式2)
以下，用附图，说明本发明的实施方式2的固体电解电容器。 本实施方式的阳极引线框的结构， 一部'分和在上述实施方式1用图 1A 图2说明了的固体电解电容器的阳极引线框的结构不同。除此以外的 结构和实施方式l同样，所以相同的部分给予相同的符号，其详细说明省 略，以下用附图，只说明不同部分。在以下的各实施方式中，关于和已经 说明相同的内容，给予相同的符号，说明省略。
图5是本发明的实施方式2的固体电解电容器封装前的俯视图。在图 5中，阳极引线框61上设有装载元件1的阳极电极部4的元件装载部61a。通过使该元件装载部61a的两端向上方弯曲形成一对接合部61b。该接合 部61b作为与阳极电极部4和阳极引线框61的接合导通有关的低ESR化 机构之一，通过在顶端部分设置缺口 61d，形成为其顶端部分宽度变窄。
在这样构成的阳极引线框61的元件装载部61a上装载层叠多片元件1 的阳极电极部4。通过使接合部61b弯曲从两侧面相对贴紧阳极电极部4 向内部包入，以捆扎层叠的多个阳极电极部4。用YAG激光器等对在该 接合部61b的狭窄宽度处形成的顶端部分的缺口 61d和元件1的阳极电极 部4的上面平坦部照射激光，通过用激光焊接焊接部61c，使阳极电极部 4接合。
这样构成的本实施方式的固体电解电容器，和上述实施方式1的固体 电解电容器同样，是设置了缺口61d的结构，使得用激光焊接法只使和元 件1的阳极电极部4接合的阳极引线框61的接合部61b的顶端部分宽度 变窄。因而，焊接时的热量难以通过接合部61b发散，热量就集中在接合 部61b，所以得到稳定的焊接状态，因此起到抑制ESR的恶化，并能实现 低ESR化的这个效果。
(实施方式3)
以下，用附图，说明本发明的实施方式3的固体电解电容器。 图6A是表示本发明的实施方式3的固体电解电容器结构正面剖视图， 图6B是该图的6B-6B线的侧面剖视图，图7是该固体电解电容器封装前 的俯视图，图8是表示该固体电解电容器使用的元件结构剖视图。
在图6A 图8中，平板状的元件1是使由阀作用金属的铝箔构成的阳 极体2的表面粗糙化并形成电介质氧化被膜层2a后，设置绝缘性保护层 部3，分开为阳极电极部4和阴极形成部(未图示)。通过在该阴极形成 部的电介质氧化被膜层2a上依次层叠形成由导电性高分子构成的固体电 解质层5a、由碳层5b和银糊剂5c构成的阴极层而形成阴极电极部5。因 此，构成了纵长方向夹住保护层部3来设置阳极电极部4和阴极电极部5 的平板状元件1。
在元件1的阳极电极部4的宽度方向大致中央设置矩形的贯通孔41， 作为与阳极电极部4和阳极引线框的接合导通有关的低ESR化机构之一。按照使纵长方向朝向和阳极电极部4的宽度方向交叉的方向的方式设置该 贯通孔41。然后，完全设置层叠了多片(在本实施方式是4片)的元件l，
在层叠了元件1的状态下形成各贯通孔41为连通状态。
上述贯通孔41也可以用金属模等对每一片元件1进行冲压加工而成，
也可以同时冲压加工层叠后的多片元件1。贯通孔41的形状没有必要一定
是矩形，也可以是方形、圆形、椭圆形等。
平板状的阳极引线框62由铜、铁合金等金属的引线框构成，并连接
上述元件1的阳极电极部4。该阳极引线框62上设有装载阳极电极部4
的元件装载部62a，通过使该元件装载部62a的两端分别弯曲形成接合部
62b。
在这样构成的阳极引线框62的元件装载部62a上装载层叠多片元件l 的阳极电极部4。然后通过使接合部62b分别向内侧弯曲，从两侧面相对 贴紧阳极电极部4向内部包入的办法进行捆扎。用YAG激光器等对在接 合部62b的顶端部分和在上述元件1设置的贯通孔41附近的阳极电极部4 照射激光，通过激光焊接焊接部62c使阳极电极部4接合。
因此，构成阳极电极部4的阳极体2的铝表面上进一步流入熔融了焊 接部62c的阳极电极部4的铝，从而在上述贯通孔41的内面形成铝层。 用该铝层以连通状态使各阳极电极部4之间接合，并且电连接起来。
平板状阴极引线框7由铜、铁合金等金属的引线框构成，并连接上述 元件1的阴极电极部5。该阴极引线框7上设有装载阴极电极部5的元件 装载部7a，元件装载部7a和阴极电极部5之间及各元件1的阴极电极部 5相互间用导电性粘接剂8进行接合。
在上述阳极引线框62和阴极引线框7的一部分分别暴露在外表面的 状态下，用绝缘性封装树脂9整体覆盖上述多片元件1、阳极引线框62 及阴极引线框7 。通过使从该封装树脂9露出的阳极引线框62和阴极引线 框7的一部分沿封装树脂9从侧面向底面弯曲，从而构成了在底面部形成 有阳极电极部62d和阴极电极部7b的平面安装型固体电解电容器。
以下说明具体的实验例，但本发明不限定于这些实验例。
(实验例1)首先，设构成阳极体2的铝箔厚度为0.1mm，层叠4片阳极体2用该 铝箔的元件1，使用由厚度O.lmm的铜合金引线框构成的阳极引线框62 和阴极引线框7，制成了额定电压2.0V，静电电容220)iF的固体电解电容器。
在阳极引线框62设置的接合部62b的顶端部宽度B设为0.7mm，接 合部62b的顶端部间的距离C设为0.9mm，在这一对接合部62b的顶端部 之间大致中央的位置，在阳极电极部4设置了长边0.5mmx短边0.2mm的 矩形贯通孔41。该贯通孔41，其纵长方向配置在和阳极电极部4的宽度 方向交叉的方向。
激光焊接使用YAG激光器以激光输出功率2kW进行，焊接了接合部 62b的顶端部和层叠的阳极电极部4的最上部表面。这时激光焊接部62c 的焊接痕迹的直径是0.4mm。
(实验例2)
作为实验例2，是使形状和在上述实验例1的元件1的阳极电极部4 设置的贯通孔41不同。如图9表示其详细情况的那样，是纵长方向朝向 阳极电极部4的宽度方向配置元件1的矩形贯通孔42。除此以外都和实验 例1同样制造固体电解电容器。
(比较实验例)
作为比较实验例，除了不设置贯通孔以外都和上述实验例l及实验例 2同样，制造了额定电压2.0V，静电电容220(iF的固体电解电容器。
图IO表示确认了这样制造的实验例1、实验例2、比较实验例的固体 电解电容器ESR特性(测定频率100kHz)的结果。
从图IO可以知道，本发明的固体电解电容器在元件I的阳极电极部4 的焊接部62c之间设有贯通孔41 (42)。因此，焊接时从阳极电极部4熔 融了的铝流入到贯通孔41 (42)内，从而能使层叠了多片的阳极电极部4 全体均匀接合，其结果，很清楚能显著地降低ESR。很清楚也能减少ESR 的偏差。
另外，就上述贯通孔41 (42)的大小而言，0.1mm 0.7mm是合适的，小于0.1mm时熔融的铝难以流入，大于0.7mm时阳极电极部4的机械强 度变弱，不理想，所以可以说矩形孔是合适的。
如上述实验例2那样，通过采用按照纵长方向朝向阳极电极部4的宽 度方向的方式设置矩形贯通孔42的结构，由于縮短了焊接部62c和贯通 孔42的距离，所以焊接时从阳极体2熔融了的铝更容易流入到贯通孔42 内。
焊接部62c和贯通孔41 (42)的距离为0.1mm 0.5mm是合适的，小 于O.lmm时焊接部62c的熔融状态的偏差增大，大于0.5mm时流入到贯 通孔41 (42)的铝量不足，所以都不理想。
如以上那样，本发明的固体电解电容器是在使元件1的阳极电极部4 和阳极引线框62接合的焊接部62c附近的阳极电极部4设置贯通孔41(42) 的结构。因此，焊接时烙融后的阳极电极部4的一部分流入到贯通孔41 (42)内，使元件的阳极电极部4彼此电连接，所以使层叠多片的元件l 全体接合，取得能降低ESR的这个效果。
另外，由于使焊接部62c和贯通孔41 (42)分开，而且设置在附近， 从而能使焊接部62c处于稳定熔融状态，可减小阳极电极部4之间的连接
由于对阳极电极部4的平坦部照射激光，从而焊接部62c的熔融状态 更稳定，会使熔融后的阳极电极部4的一部分流入到贯通孔41 (42)内的 量稳定，可縮小阳极电极部4之间的连接电阻的偏差。
由于在二个焊接部62c之间连结线上设置贯通孔41 (42)，从而能增 加熔融后的阳极电极部4的一部分流入到贯通孔41 (42)的量，可减小阳 极电极部4之间的连接电阻。
由于设置接合部62b，层叠的阳极电极部4的贯通孔41 (42)之间贴 紧，所以即使熔融流入的阳极电极部4的一部分量少的情况下，也能减小 阳极电极部4之间的连接电阻。
(实施方式4)
以下，用附图，说明本发明的实施方式4的固体电解电容器。 本实施方式的贯通孔形状，和在上述实施方式3用图6、图7、图8说明了的固体电解电容器所使用的元件的阳极电极部设置的贯通孔形状 部分不同。除此以外的结构都和实施方式3同样，因此相同的部分给予相 同的符号，详细说明省略，以下用附图只说明不同的部分。
图11是本发明的实施方式4的固体电解电容器封装前的俯视图。在 图11中，在元件1的阳极电极部4的宽度方向大致中央设置矩形贯通孔
43，作为与阳极电极部4和阳极引线框62的接合导通有关的低ESR化机 构之一。按照使纵长方向朝向和阳极电极部4的宽度方向交叉的方向的方 式设置该贯通孔43，而且设置成一端将阳极电极部4断开的狭缝状。
这样构成的本实施方式的固体电解电容器的结构是增大了贯通孔 43，并且为其一部分将阳极电极部4断开的狭缝状。因此，焊接时熔融的 铝更容易从阳极体进入贯通孔43内，取得能比上述实施方式3的固体电 解电容器得到的效果更有效的效果。
(实施方式5)
以下，用附图，说明本发明的实施方式5的固体电解电容器。 图12A、 12B是表示本发明的实施方式5的固体电解电容器的结构的 正面剖视图和其12B-12B线的侧面剖视，图13是该固体电解电容器 封装前的俯视图，图14是表示该固体电解电容器使用的元件结构剖视图。 在图12A 图14中，元件la使由作为阀作用金属的铝箔构成的阳极 体2d的表面粗糙化并形成电介质氧化被膜层2a。然后，设置由聚酰亚胺 树脂、硅树脂等的绝缘性树脂构成的绝缘树脂部3a，分开为阳极电极部 44和阴极形成部(未图示)。接着，通过在该阴极形成部的电介质氧化被 膜层2a上依次层叠形成由导电性高分子构成的固体电解质层5a、由碳层 5b和银糊剂层5c构成的阴极层以形成阴极电极部5。因此，构成纵长方 向两侧隔着绝缘树脂部3a设置了阳极电极部44和阴极电极部5的平板状 元件la。
平板状的阳极引线框63由铜、铁合金等金属的引线框构成，并连接 上述元件la的阳极电极部44。该阳极引线框63上设有装载阳极电极部 44的元件装载部63a，通过使元件装载部63a的两端分别向上方弯曲而形 成一对接合部63b。该接合部63b作为与阳极电极部44和阳极引线框63的接合导通有关的低ESR化机构之一，被形成为也同时覆盖绝缘树脂部
3a的一部分那样的大小，该绝缘树脂部3a是为了上述元件la的阳极电极 部44和阴极电极部5之间的绝缘而设置的。而且在顶端部分的阳极电极 部44侧设有缺口部63e。
在这样构成的阳极引线框63的元件装载部63a上装载层叠多片元件 la的阳极电极部44。然后通过分别使接合部63b弯曲，从两侧面相对贴 紧阳极电极部44向内部包入加以捆扎。与此同时覆盖元件la的绝缘树脂 部3a的一部分，用YAG激光器等同时对在接合部63b的顶端部分设置的 缺口 63e和元件la的阳极电极部44照射激光，通过激光焊接焊接部63c 使阳极电极部44接合。
平板状阴极引线框7由铜、铁合金等金属的引线框构成，并连接上述 元件la的阴极电极部5。在该阴极引线框7设有装载阳极电极部5的元件 装载部7a，该元件装载部7a和阴极电极部5之间及各元件la的阴极电极 部5相互间的接合使用导电性粘接剂8进行。
在上述阳极引线框63和阴极引线框7的一部分分别暴露在外表面的 状态下，用绝缘性封装树脂9整体覆盖上述多片元件la、阳极引线框63 和阴极引线框7。通过使从封装树脂9露出的阳极引线框63和阴极引线框 7的一部分，沿封装树脂9从侧面向底面弯曲，构成了在底面部形成了阳 极端子部63d和阴极电极部7b的平面安装型的固体电解电容器。
这样构成的本实施方式5的固体电解电容器的结构是和元件la的 阳极电极部44接合的阳极引线框63的接合部63b覆盖绝缘树脂部3a的 一部分，该绝缘树脂部3a是为了阳极电极部44和阳极电极部5之间的绝 缘而设置的。因此，即使焊接时发生的飞溅物飞散，上述绝缘树脂部3a 由于被部分接合部63b覆盖而不受影响，能稳定进行可靠性高的焊接。因 此，取得高可靠性和实现低ESR化的这个效果。
在本实施方式中，在元件la的阳极电极部44所接合的阳极引线框63 的接合部63b的顶端部分设置缺口 63e，用该缺口部内的焊接部63c进行 焊接的结构作为例子进行了说明。但是，本发明并非仅限定于此，只要形 成悍接部63c和绝缘树脂部3a之间存在接合部63b，而且该接合部63b的 一部分覆盖绝缘树脂部3a的一部分那样的结构，就能得到同样的效果。另外，接合部63b的顶端部分的形状即使是缺口部以外的形状也无妨。 (实施方式6)
以下，用附图，说明本发明的实施方式6的固体电解电容器。
图15是表示本发明的实施方式6的固体电解电容器结构立体图，图 16A、图16B是表示该固体电解电容器使用的元件结构俯视图和剖视图。
在图15 图16 B中，元件71是使由作为阀作用金属的铝箔构成的阳 极体72的表面粗糙化并形成电介质氧化被膜层72a后，设置绝缘性保护 膜部73，分开为阳极电极部74和阴极形成部(未图示)。通过在该阴极 形成部的电介质氧化被膜层72a上依次层叠形成由导电性高分子构成的固 体电解质层75a、由碳层75b和银糊剂层75c构成的阴极层而形成阴极电 极部75。因此，构成纵在长方向跟着保护膜部73来设置阳极电极部74 和阴极电极部75的平板状元件71。
上述元件71的阴极电极部75的连接阳极电极部74和阴极电极部75 的方向上的阴极电极部75的端部两端设置一对矩形状的缺口 75d，作为与 阴极电极部75和阴极引线框81的接合导通有关的低ESR化机构之一。
平板状阳极引线框80由铜、铁合金等金属的引线框构成，并连接上 述元件71的阳极电极部74。用激光焊接等的方法使在该阳极引线框80 上装载层叠多片元件71的阳极电极部74接合。
平板状阴极引线框81由铜、铁合金等金属的引线框构成，并连接上 述元件71的阴极电极部75。侧壁部81a是把该阴极引线框81的元件装载 部分的两侧面向上方弯曲而形成的。该阴极引线框81的元件装载部分和 71的阴极电极部75之间及各元件71的阴极电极部75相互间的接合使用 未图示导电性粘接剂进行。而且，通过上述侧壁部81a嵌入到在元件71 的阴极电极部75设置的缺口部75d中抵接，就能减小元件71和阴极引线 框81的电连接电阻。
如图15表示的那样，在侧壁部81a的内面和缺口部75d的侧面之间 也可以涂敷导电性粘接剂78进行电连接。因此，使元件71和阴极引线框 81的电连接电阻进一步降低，能使固体电解电容器的ESR减小。
在缺口部75d中，导电性粘接剂78也可以在与连接阳极电极部74和阴极电极部75的方向平行的侧面、和与该方向交叉的方向的侧面的两面
上蔓延而使缺口部75d和侧壁部81a接合。因此，提高元件71和阴极引 线框81的连接强度，并能使电连接电阻稳定。
上述导电性粘接剂78也可以只使用于侧壁部81a和阴极电极部75之 间的连接。也可以将元件装载部和阴极电极部75之间的连接、或阴极电 极部75相互之间的连接之中一种组合来使用。这些办法全部都是为了实 现一种低ESR化机构。
在上述阳极引线框80和阴极引线框81的一部分分别暴露在外表面的 状态下，用绝缘性封装树脂79整体覆盖上述多片元件71，使从封装树脂 79露出的阳极引线框80和阴极引线框81的一部分沿封装树脂79向底面 弯曲。由此构成了在底面部形成了阳极端子部和阴极电极部的平面安装型 固体电解电容器。
图17是表示用电解聚合法形成上述元件71的固体电解质层的工序的 主要部分俯视图。在图17中，阳极体72是使表面粗糙化，并把形成了电 介质氧化被膜层72a (未图示)的铝箔冲压加工成规定形状而成的。形成 把该阳极体72分成阳极电极部74和阴极形成部85用的绝缘性保护层部 73，在阴极形成部85的端部两端设置一对缺口部75d，并安装用于对上述 阳极体72进行供电的电极、即供电带82。在该状态下将其浸渍在充填了 未图示的聚合液的聚合槽内，通过供电带82供电进行电解聚合。在具有 用热分解法在电介质氧化被膜层72a上形成的二氧化锰层等薄膜底层的阴 极电极部85表面上，形成由导电性高分子构成的固体电解质层75a (未图 示)。 '
随着通过供电带82给阴极电极部85供电的电流流动，来实现对如上 述构成的上述阴极电极部85生成固体电解质层75a，按照图中表示的点A —B—C的顺序形成固体电解质层75a。但是，根据在成为最晚进行部分的 阴极电极部85的端部两端设置一对缺口部75d的结构，实质上最晚进行 的是点C的部分。因此，与没有缺口部75d的情况比较，固体电解质层 75a达到希望的膜厚的时间提前了。
因而，点C部分的固体电解质层75a达到要求膜厚的时刻，点B 、 A 部分的膜厚并没有比点C部分厚多少。因此，与以往的产品比较，减少了形成大于要求膜厚的部分，防止增加不需要的电阻，能降低ESR。和所述
背景技术：
中用图25说明过的以往产品比较，图18表示这样的结果。
图18表示的本发明的产品和以往的产品的固体电解电容器分别都是 装载一片元件71，额定电压2.0V，静电电容47iiF。阳极体72的各点A、 B、 C、 D的固体电解质层75a的厚度指数是把点D厚度设成100%时的各 点厚度。
从图18很清楚，本实施方式的固体电解电容器，在固体电解质层75a 的膜厚是最薄部分的点C达到要求膜厚的时刻，作为最厚部分的点A膜 厚是点C的110%。而在以往的产品中作为最薄部分的点D达到要求膜厚 的时刻，作为最厚部分的点A膜厚是点D的125%。由此，若使用本发明， 则能减少大于需要厚度形成的部分，防止增加不需要的电阻，因此能降低 ESR。相对于本发明的固体电解电容器的ESR (测定频率100kHz)是10 mQ，以往的产品的固体电解电容器的ESR是15mQ。
这样，本发明的固体电解电容器，用电解聚合法在阳极体72的阴极 形成部75形成由导电性高分子构成的固体电解质层75a时，能减少在最 薄部分的固体电解质层75a达到要求膜厚的时刻，形成大于需要膜厚的部 分。因此，取得抑制阴极形成部75的固体电解质层75a的膜厚偏差，防 止增加不需要的电阻，能达到降低ESR的这个效果。
(实施方式7)
以下，用附图，说明本发明的实施方式7的固体电解电容器。 本实施方式的元件结构和上述实施方式6中用图15 图18说明了的固 体电解电容器所使用的元件结构部分不同。除此以外的结构都和实施方式 6同样，因此相同的部分给予相同的符号，并省略其详细说明，以下用附 图只说明不同的部分。
图19是表示本发明的实施方式7的固体电解电容器使用的元件结构 俯视图。在图19中，元件91上有绝缘性保护膜部73、阳极电极部74、 阴极电极部92，对该阴极电极部92的端部两端分别进行直线状斜切，设 置一对锥形部92d，作为与阴极电极部92和阴极引线框81 (未图示)接 合导通有关的低ESR化机构之一。在使用这样构成的元件91的情况下，虽没有图示出来，但需要按照 如下方式形成，即，通过把阴极引线框81的元件装载部分两侧面向上方 弯曲而形成的侧壁部，也与在上述阴极电极部92的端部两端设置的一对
锥形部92d抵接。
而且，作为低ESR化机构之一，在侧壁部和阴极电极部92的锥形部 92d之间通过涂敷导电性粘接剂78 (未图示)来电连接，能进一步降低 ESR。
这样构成的本实施方式的元件91 ，和上述实施方式6的元件71同样， 在用电解聚合法形成由导电性高分子构成的固体电解质层时，在成为最晚 进行部分的阴极电极部92的端部两端设置一对锥形部92d的结构。因此， 固体电解质层达到要求膜厚的时间提前，与以往的产品比较，取得了减少 形成大于需要膜厚的部分，防止增加不需要的电阻，能够达到降低ESR 的这个效果。
本发明如以上说明过的那样解决现有的各种课题，关于阳极电极，既 容易得到稳定的焊接状态，又能防止焊接时飞溅物的影响，能良好保持阳 极电极部和阴极电极部之间的绝缘。关于阴极电极部，抑制阴极形成部的 固体电解质层的膜厚偏差，因此能抑制ESR的恶化，实现低ESR化。这 些措施虽然也可以只在阳极电极或者阴极电极各自的周边实施，但通过组 合这些措施也可能进一步提高效果。
这样，本发明的固体电解电容器在特别要求高频区域的阻抗特性优良 的领域是有用的。
权利要求
1.一种固体电解电容器，其具有固体电解质使用导电性高分子，隔着绝缘部设置有阳极电极部和阴极电极部的平板状元件；与在上述平板状元件设置的上述阳极电极部接合的阳极端子；与在上述平板状元件设置的上述阴极电极部接合的阴极端子；在上述阳极端子和上述阴极端子的一部分分别暴露的状态下，一体覆盖上述平板状元件、上述阳极端子和上述阴极端子的封装树脂；和与上述阳极电极部和上述阳极端子的接合、及上述阴极电极部和上述阴极端子的接合的至少一方的导通有关的低ESR化机构。
2. 根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，上述低ESR化机构，是在上述阳极端子设置和上述阳极电极部接合的 接合部，用激光焊接法使上述接合部的顶端和上述阳极电极部的平坦部接 合，而且上述接合部顶端的宽度(w)和激光焊接部的焊接痕迹直径(d) 之比(w/d)为0.5 1.5。
3. 根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，上述低ESR化机构，是在上述阳极端子设置和上述阳极电极部接合的 接合部，用激光焊接法使该接合部的顶端和上述阳极电极部的平坦部接 合，而且上述接合部顶端的宽度(w)和激光焊接部的焊接痕迹直径(d) 之比(w/d)为0,5 1.25。
4. 根据权利要求2或3所述的固体电解电容器，其特征在于， 在上述阳极端子设置的上述接合部的顶端部分宽度比其他部分狭窄。
5. 根据权利要求2或3所述的固体电解电容器，其特征在于， 在上述阳极端子设置的上述接合部，通过从两侧面相对地向内部包入，来捆扎上述平板状元件的上述阳极电极部。
6. 根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，上述低ESR化机构，是在上述平板状元件的上述阳极电极部的一部分 设置贯通孔，并且在上述阳极端子设置和上述阳极电极部接合的接合部，通过用激光焊接法使上述接合部的顶端和在上述阳极电极部设置的上述 贯通孔附近接合，使熔融了的上述阳极电极部的一部分流入到上述贯通孔 内。
7. 根据权利要求6所述的固体电解电容器，其特征在于， 在两个地方设置在上述阳极端子所设置的接合部的顶端和上述平板状元件的上述阳极电极部的焊接部，在上述两个地方的焊接部连结线上配 置了设置在上述阳极电极部的上述贯通孔。
8. 根据权利要求6或7所述的固体电解电容器，其特征在于，在上述阳极端子设置的上述接合部，通过从两侧面相对地包入上述平 板状元件的上述阳极电极部加以捆扎。
9. 根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，上述低ESR化机构被形成为在上述阳极端子设置和上述阳极电极部 接合的接合部，上述接合部覆盖在上述平板状元件的上述阳极电极部与上 述阴极电极部之间所设置的绝缘树脂部的一部分，并且和上述阳极电极部 的平坦部接合，用激光焊接法使上述接合部的一部分和上述阳极电极部的平坦部接合。
10. 根据权利要求9所述的固体电解电容器，其特征在于， 在和上述平板状元件的上述阳极电极部接合的接合部顶端部分的上述阳极电极部侧设置缺口部，使上述接合部和上述阳极电极部在上述缺口 部内接合。
11. 根据权利要求IO所述的固体电解电容器，其特征在于， 在上述阳极端子设置的上述接合部，通过从两侧面相对地包入的方式捆扎上述平板状元件的上述阳极电极部。
12. 根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，上述低ESR化机构，是在上述平板状元件的上述阳极电极部和上述阴 极电极部的连结方向的上述阴极电极部的端部两端设置缺口部，并且设置 侧壁部，该侧壁部是使对上述平板状元件的上述阴极电极部进行装载的上 述阴极端子的元件装载部的两端弯起并与在上述平板状元件的上述阴极 电极部设置的缺口部的侧面抵接。
13. 根据权利要求1所述的固体电解电容器，其特征在于，上述低ESR化机构，是在上述平板状元件的上述阳、阴极电极部的连 结方向的上述阴极电极部的端部两端设置锥形部，并且设置侧壁部，该侧 壁部是使对上述平板状元件的上述阴极电极部进行装载的上述阴极端子 的元件装载部的两端弯起并与在上述平板状元件的上述阴极电极部设置 的锥形部侧面抵接。
14. 根据权利要求12所述的固体电解电容器，其特征在于， 用导电性粘接剂将在上述平板状元件的上述阴极电极部设置的上述缺口部侧面和在上述阴极端子的上述元件装载部设置的侧壁部电连接。
15. 根据权利要求14所述的固体电解电容器，其特征在于， 用导电性粘接剂将在上述平板状元件的上述阴极电极部设置的上述锥形部侧面和在上述阴极端子的上述元件装载部设置的侧壁部电连接。
全文摘要
用导电性粘接剂等连接平板状元件(1)的阴极电极部(5)和阴极端子(7)，在阳极端子(6)的元件装载部(6a)设置从两侧面包入阳极电极部(4)的一对接合部(6b)，用激光焊接法使该接合部(6b)的顶端和阳极电极部(4)接合，而且设定该焊接的接合部(6b)的顶端宽度(w)和焊接痕迹直径(d)之比(w/d)是0.5～1.5，更好是0.5～1.25，通过设置焊接时的热量难以发散，而集中于焊接部(6c)等的低ESR化机构，从而得到稳定的焊接状态，因此ESR良好，实现固体电解电容器的低ESR化。
文档编号H01G9/04GK101290832SQ200810125839
公开日2008年10月22日 申请日期2008年3月19日 优先权日2007年3月19日
发明者丸桥吉郎, 大森实, 小泽正人, 川人一雄, 石崎胜久 申请人:松下电器产业株式会社