(57)【要約】【課題】方形のコンデンサ素子を実装するのにリードフレームを用い、方形の樹脂モールドにより樹脂外装し、その対向する端面からリードフレームが露出するチップ型固体電解コンデンサにあって、注入される樹脂の流れ性を改善しながら、リードフレームの陰極端子とコンデンサ素子の陰極端子との接続部分の陰極面と陰極側端面との角部周辺部分のストレスを緩和し、コンデンサとして漏れ電流が増化を抑えることにある。【解決手段】陰極端子は、方形のコンデンサ素子の側面から陽極リードとは反対側の端面に沿い折り曲げ、コンデンサ素子の端面から垂直方向に折り曲げられ伸びていて、リードフレームの陰極側端面の折り曲げ部周辺部分からその垂直方向に伸びた部分にかけての導出部を、陰極端子幅より狭くするかまたは中央に抜き穴を設ける。【選択図】図１
2010080600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
方形のコンデンサ素子を実装するのにリードフレームを用い、方形の樹脂モールドにより樹脂外装し、その対向する端面からリードフレームが露出し、露出部分が外部端子部となるチップ型固体電解コンデンサにあって、
前記コンデンサ素子は、弁作用金属よりなる成形体の陽極体の表面に、誘電体酸化被膜と陰極層を順次積層するとともに、前記陽極体の一方の端面から導出された陽極リードを有し、
前記陽極リードと前記リードフレームの陽極端子と、また、前記陰極層の側面部分と前記リードフレームの陰極端子とを接続し、
前記陰極端子は、方形の前記コンデンサ素子の側面から前記陽極リードとは反対側の端面に沿い折り曲げ、前記コンデンサ素子の端面から垂直方向に折り曲げられ伸びていて、前記端面の折り曲げ部周辺部分からその垂直方向に伸びた部分にかけての導出部は、前記陰極端子の前記外部端子部の幅より狭いかまたは中央に抜き穴を設けることを特徴とするチップ型固体電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リードフレームを用いたチップ形固体電解コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、タンタルやニオブなどの固体電解コンデンサは、タンタルやニオブのような弁金属粉末を成型して焼結することにより得た焼結体の表面に陽極酸化により誘電体となる酸化皮膜を形成して陽極体とし、この陽極体上に二酸化マンガンや導電性高分子などの固体電解質層とカーボンや銀ペーストなどの集電体から成る陰極層とを積層形成するとともに、前記陽極体から導出された陽極リードを有することにより得られるコンデンサ素子を陽極端子および陰極端子を有するリードフレームに取付けていた。
一般的には、陽極側が溶接で、陰極側は導電ペーストにより接続していた。
【０００３】
このタイプの固体電解コンデンサに使用されるリードフレームは、平板の金属板を打ち抜いて得られ、陰極端子側と陽極端子側とに分割するが、コンデンサ素子の陰極層と接続する陰極端子の幅は、外部端子部の幅のままの短冊状となっている。また、陽極リードは、陽極体の端面の中央から導出されるコンデンサ素子の構造のため、陽極リードと陰極部底面の距離分だけ陰極端子側を折り曲げ、陰極端子の上面にコンデンサ素子を搭載する構造をとる。そのため陰極端子は、コンデンサ素子の側面から陽極リードとは反対の端面（以下陰極側端面）に沿い折り曲げ（曲げ部Ａ９）、今度は逆方向に、その陰極側端面から垂直方向に折り曲げられ（曲げ部Ｂ１０）伸びる構造をとる（図３参照）。
【０００４】
そして、リードフレームに取付けられたコンデンサ素子は次に、成形金型にセットされ、成形金型内に加熱した樹脂を注入し樹脂モールドされる。
このとき、樹脂の流れ性を改善して樹脂部に発生するボイドを抑えるために、特許文献１には、図４に示すように、陰極端子の幅Ｗを、陰極側端面に沿い折り曲げた（曲げ部Ａ９）周辺部分から、その陰極側端面そして、その陰極側端面から垂直方向に折り曲げられ（曲げ部Ｂ１０）伸びた部分にかけて、陰極端子の外部端子部の幅より狭い幅Ｗ１する方法が記載されている。
【特許文献１】特開平３−９６２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
解決しようとする問題点は、陰極端子を、陰極側端面に沿い折り曲げた（曲げ部Ａ）周辺部分から、その陰極側端面そして、その陰極側端面から垂直方向に折り曲げられ（曲げ部Ｂ）伸びた部分にかけて、陰極端子の外部端子部の幅より狭くする特許文献１等の方法は、陰極端子幅を、外部端子部と同じ幅にする従来の方法と同様に、陽極端子―陰極端子方向にストレスが発生した場合、陰極側端面に沿い折り曲げた（曲げ部Ａ）周辺部分とから、その陰極側端面から垂直方向に折り曲げられ（曲げ部Ｂ）伸びた部分にかけて、陰極端子には均等にストレスが発生し、陰極側端面に沿い折り曲げた（曲げ部Ａ）部分と、陰極側端面から垂直方向に折り曲げられた（曲げ部Ｂ）部分とは同じように折り曲げ角度に変化をもたらす。
ところで、この陰極側端面に沿い折り曲げた（曲げ部Ａ）部分の折り曲げ角度が変化すると、コンデンサ素子側のこの角部周辺分、つまり、陰極端子との接続部分の陰極面と陰極側端面との角部周辺に、特にストレスが集中しやすい。
そのため、コンデンサが高温にさらされると、この角部周辺のストレス部分に、変形や部分剥離などが生じやすい。特に、コンデンサ素子の陰極層の集電体に高分子ペーストを使用し、固体電解質層に導電性高分子を使用し、リードフレームの陰極端子とコンデンサ素子の陰極層の接続に導電高分子ペーストを使用するように、高分子系の材料を使用した場合は顕著で、そのため、その内部部分の焼結体の表面の酸化皮膜の損傷や修復劣化を生じ、コンデンサとして漏れ電流が増化しやすくなる。
また、陰極端子の幅を、陰極側端面に沿い折り曲げた（曲げ部Ａ）周辺部分から、その陰極側端面から垂直方向に折り曲げられ（曲げ部Ｂ）伸びた部分にかけて、コンデンサ素子の幅より狭くすれば狭くするほど、陰極端子の端面部分が、コンデンサ素子の陰極端子との接続部分の陰極面と陰極側端面との角部を被覆する面積が減少するために、樹脂モールド時に注入される樹脂により、コンデンサ素子のこの端面を押す力が増加することになり、陰極端子との接続部分の陰極面と陰極側端面との角部周辺部分にストレスがかかりやすい。
【０００６】
本発明の目的は、注入される樹脂の流れ性を改善しながら、リードフレームの陰極端子とコンデンサ素子の陰極端子との接続部分の陰極面と陰極側端面との角部周辺部分のストレスを緩和し、コンデンサとして漏れ電流が増化を抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するために、方形のコンデンサ素子を実装するのにリードフレームを用い、方形の樹脂モールドにより樹脂外装し、その対向する端面からリードフレームが露出するチップ型固体電解コンデンサにあって、
前記コンデンサ素子は、弁作用金属よりなる成形体の陽極体の表面に、誘電体酸化被膜と陰極層を順次積層するとともに、前記陽極体の一方の端面から導出された陽極リードを有し、
前記陽極リードと前記リードフレームの陽極端子と、また、前記陰極層の側面部分と前記リードフレームの陰極端子とを接続し、
前記陰極端子は、方形の前記コンデンサ素子の側面から前記陽極リードとは反対側の端面に沿い折り曲げ、前記コンデンサ素子の端面から垂直方向に折り曲げられ伸びていて、前記端面の折り曲げ部周辺部分からその垂直方向に伸びた部分にかけての導出部は、前記陰極端子幅より狭いかまたは中央に抜き穴を設けることを特徴とするチップ型固体電解コンデンサを提供する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のチップ型固体電解コンデンサの陰極端子は、陽極端子―陰極端子方向にストレスが発生した場合、リードフレームの陰極側端面の折り曲げ部（曲げ部Ｂ）周辺部分からその垂直方向に伸びた部分にかけての導出部を、陰極端子幅より狭くするかまたは中央に抜き穴を設けることにより、コンデンサ素子の、陰極接続面と陰極側端面との角部周辺部分のストレスを緩和することができ、コンデンサとして漏れ電流が増化を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明に述べる方形とは、両方に長方形の端面を有する直方体である。また、端面と端面の間には側面を有する。
【００１０】
本発明に述べるコンデンサ素子は、たとえば、陽極用リードの一端を埋め込んで、タンタルやニオブまたはアルミニウム等の弁作用金属の平均粒径１μｍ程度の微粉末に、アクリル系樹脂やカンファー等のバインダーを混合した粉末をプレス加圧成形し、次いで真空中において焼結して形成した海綿状の陽極焼結体と、この焼結体に陽極酸化皮膜と、二酸化マンガンや導電性高分子等の固体電解質層と、カーボン層や銀層の陰極層とを順次設けたものである。  
【００１１】
本発明に述べるリードフレームは、陽極リードを有するコンデンサ素子を実装するもので、厚さが０．０７ｍｍから０．２ｍｍ程度の板状のものを打ち抜きなどの加工し、陽極端子側と陽極リードを接続し、陰極端子側と陰極層を接続するものである。材質が、４２アロイ、銅、銅合金（銅ニッケル合金）または洋白（洋銀）等の金属板が使用でき、特に溶接性、剛性の点で４２アロイ、銅合金が使用される。表面の実装面にはハンダめっき、錫めっき、特に銅、銅合金表面にはニッケルとパラジウムそして金の積層めっき等のめっき層を設ける場合もある。
リードフレームは従来と同様、陽極リードと陰極部底面の距離分だけ陰極端子側を折り曲げ、陰極端子の上面にコンデンサ素子を搭載する構造をとる。そのため陰極端子は、コンデンサ素子の側面から陽極リードとは反対の端面に沿い折り曲げ（曲げ部Ａ）、今度は逆方向に、その陰極側端面から垂直方向に折り曲げられ（曲げ部Ｂ）伸びる構造をとる。
【００１２】
本発明に述べる陽極リードは、たとえば、タンタル、ニオブまたはアルミニウム等の陽極と同様な弁作用金属などが使用でき、陽極から引き出されたリードで、直径が０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度の線状や厚さ０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度の短冊薄板状のものである。
【００１３】
以下、本発明を図面に示す実施の形態に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る例を模式的に示した斜視図である。
コンデンサ素子の端面のところにおいて、陰極端子の折り曲げ部（曲げ部Ｂ）周辺部分からその垂直方向に伸びた部分にかけての導出部に、図１（ａ）では、中央に抜き穴を設け、図１（ｂ）では、陰極端子幅より狭くしている。
【００１４】
つまり、図１（ａ）では、平板の金属板を打ち抜いて、陰極端子側の部分１と陽極端子側の部分２とに分割したリードフレームの陰極端子側の部分１は、方形のコンデンサ素子３の側面４から陽極リード５とは反対側の端面６に沿い折り曲げ（曲げ部Ａ９）、コンデンサ素子３の端面６から垂直方向に折り曲げられ（曲げ部Ｂ１０）伸びていて、端面６の折り曲げ部（曲げ部Ｂ１０）周辺部分からその垂直方向に伸びた部分にかけての導出部７に、中央に抜き穴８を設けている。抜き穴８を設けることにより、その部分が陰極外部端子幅Ｗより狭くなっている。
端面６の折り曲げ部（曲げ部Ｂ１０）は、曲げ部Ａと同様、実際には曲げ部分にアールを持っている方が多く、このアール部分を含め抜き穴８を設ける。
また、図１（ｂ）でも同様に、平板の金属板を打ち抜いて、陰極端子側１の部分と陽極端子側の部分２とに分割したリードフレームの陰極端子側１の部分は、方形のコンデンサ素子３の側面４から陽極リード５とは反対側の端面６に沿い折り曲げ（曲げ部Ａ９）、コンデンサ素子３の端面６から垂直方向に折り曲げられ（曲げ部Ｂ１０）伸びていて、端面６の折り曲げ部（曲げ部Ｂ１０）周辺部分からその垂直方向に伸びた部分にかけての導出部７が、陰極外部端子幅Ｗより狭い幅Ｗ１になっている。
【００１５】
抜き穴があることによりまたは、導出部が陰極端子幅より狭くなっていることにより、成形金型にセットされ、成形金型内に加熱した樹脂を注入し樹脂モールドされるときに、樹脂の移動が容易になる。
また、抜き穴部分または導出部が陰極端子幅より狭くなっている部分は、それより幅の広いコンデンサ素子の側面から陽極リードとは反対側の端面に沿い折り曲げた部分よりも変形しやすく、陰極接続面と陰極側端面との角部周辺部分のストレスを緩和することができる。
また、中央に抜き穴を設けた場合は、陰極端子幅より狭くする場合に比べ、リードフレームの陰極端子に幅方向のねじれが生じにくく、コンデンサ素子の陰極部が寸法よく設置しやすい。
【００１６】
また、陰極端子の幅は、少なくとも、方形のコンデンサ素子の側面と陽極リードとは反対側の陰極側端面との角部周辺部分から上記陰極側端面部分にかけて、コンデンサ素子の幅の４分の３以上から同等程度までであることが好ましい。そうすることにより、リードフレームが、陰極接続面と陰極側端面との角部周辺部分を覆う面積が増加するので、樹脂モールド時に注入される樹脂により、コンデンサ素子のこの陰極側端面を垂直方向に押す力が増加することが少なくなり、と陰極接続面と陰極側端面との角部周辺部分にストレスがかかりにくくなる。
【００１７】
図２は、本発明に係る別の例を模式的に示した斜視図である。
図２（ａ）では、中央に抜き穴、図２（ｂ）では、陰極外部端子幅より狭くした場合を示している。
抜き穴８または陰極端子幅より狭い幅Ｗ１にした部分の範囲を、導出部７の陰極端子の折り曲げ部（曲げ部Ｂ１０）から陰極側端面６にまで十分拡張した状態を示している。拡張の範囲は、コンデンサ素子３の側面４から陽極リード５とは反対側の陰極側端面６に沿い折り曲げた（曲げ部Ａ９）部分を除いた部分まで、好ましくはリードフレームの陰極側端面６部分の半分程度までが好ましい。
【００１８】
拡張の範囲が拡大すると、リードフレームの抜き穴部分または導出部が陰極端子幅より狭い幅Ｗ１になっている部分は、より変形しやすくなり、陰極接続面と陰極側端面との角部周辺部分のストレスを緩和することができる。
拡張の範囲が減少すると、リードフレームの陰極側端面を覆っている部分が増加するので、その分、樹脂モールド時に注入される樹脂により、コンデンサ素子のこの陰極側端面を押す力は減少することになる。そのため、陰極接続面と陰極側端面との角部周辺部分のストレスを緩和することができる。
【実施例】
【００１９】
定格６．３Ｖ，１００μＦのタンタルチップ型固体電解コンデンサの製造方法について述べる。弁作用金属として、タンタルの微粉末を用い、これにアクリル樹脂をバインダとして加えた微粉末を、タンタル製の陽極用リード線の一端を埋め込んだ状態にして、プレス機により圧縮成形する。そしてこの成形体を真空中で加熱処理し、焼結して、幅２．５ｍｍ、厚さ１．５ｍｍ、長さ２ｍｍの直方体形状の焼結体を形成する。次に、焼結体を希硝酸液中に浸漬し、直流電圧２０Ｖを印加して、誘電体皮膜を形成する。誘電体皮膜を形成後、導電性ポリチオフェンからなる導電層を積層する。加熱乾燥後、カーボン層その上に銀ペースト層を形成する。厚さ０．１ｍｍのリードフレームの形状（図２参照）は、表１のようにし、リードフレームの陰極端子部に素子の銀層を銀導電性ペーストにより接続するとともに、リードフレームの陽極端子部に陽極用リード線を溶接して、焼結体をリードフレームに取り付ける。素子をリードフレームに取り付け後、エポキシ樹脂を用いてトランスファーモールド法により外装を形成する。外装を形成後、エージング処理を行ない、リードフレームを切断除去し、陰極端子及び陽極端子をフォーミングし、チップ型の固体電解コンデンサとする。
【００２０】
（比較例１）
リードフレームの陰極端子側の部分を短冊状にした（図３参照）以外、実施例１同様に作成した。
【００２１】
（比較例２）
リードフレームの陰極端子側の部分を、陰極側端面に沿い折り曲げた（曲げ部Ａ）周辺部分から、その陰極側端面そして、その陰極側端面から垂直方向に折り曲げられ（曲げ部Ｂ）伸びた部分にかけて、陰極端子の外部端子部の幅より狭い幅Ｗ１する方法（図４参照）以外、実施例１同様に作成した。  
【００２２】
実施例と比較例を下記のパラメータ（図２参照）で製作し、できたチップ型の固体電解コンデンサの漏れ電流測定した。測定は各ｎ１０で行い、その平均測定結果を表１に示す。
Ｗ：  陰極外部端子幅  ２．４ｍｍ
Ｌ：  曲げ部Ａと曲げ部Ｂ間の長さ  ０．８ｍｍ
Ｗ１：陰極外部端子幅より狭くした部分の幅（陰極外部端子幅から抜き穴幅を引いた幅）
Ｗ２：曲げ部Ａの幅
Ｅ：  拡張した長さ
【００２３】
【表１】
2010080600.tif 000003
【００２４】
以上、表１から明らかな通り、実施例１〜実施例６は、従来例１〜従来例２に比較して、漏れ電流を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るリードフレームとコンデンサ素子部分の例を模式的に示した斜視図である。
【図２】本発明に係る別のリードフレームとコンデンサ素子部分を模式的に示した斜視図である。
【図３】従来のリードフレームとコンデンサ素子部分を模式的に示した斜視図である。
【図４】従来のリードフレームとコンデンサ素子部分を模式的に示した斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…陰極端子側の部分、２…陽極端子側の部分、３…コンデンサ素子、４…側面、５…陽極リード、６…端面、７…導出部、８…抜き穴、９…曲げ部Ａ、１０…曲げ部Ｂ。
【図１】
2010080600.tif 000004
【図２】
2010080600.tif 000005
【図３】
2010080600.tif 000006
【図４】
2010080600.tif 000007