(57)【要約】【課題】コンデンサ素子を樹脂モールドにより樹脂外装したチップ型固体電解コンデンサにおいて、コンデンサ素子内に残った水分等を放出させるのに、モールド成形時にモールド成形金型にピンを立てる方法などにより、外装樹脂の表面からコンデンサ素子表面まで貫通した開口を設け、そこを通してリフロー時の水蒸気等を放出する方法では、ピンなどの穿孔体とコンデンサ素子の寸法のばらつきにより、コンデンサ素子を傷める場合がある。また、外装樹脂より水蒸気透過性の高い物質からなる水蒸気の通気路を設ける方法では、リフロー時の急激な水蒸気等の放出には限界がある。【解決手段】外部端子板の、コンデンサ素子の導出下面部分で樹脂外装部分に、融点が樹脂モールド温度より高く、リフロー温度より低い積層体を設ける。【選択図】図１
2008270253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面積を拡大した陽極とその陽極の表面に酸化被膜を設けその表面に陰極層を設けたコンデンサ素子に、前記陰極層には導電性接着剤を介して陰極端子板を接続するとともに、前記陽極には陽極端子板を接続し、このコンデンサ素子を樹脂モールドにより樹脂外装したコンデンサ本体の対向する側面からそれぞれ導出し、かつ前記コンデンサ本体の側面にそって底面側に延在するように折り曲げ加工して形成した前記陰極端子板と前記陽極端子板とを有するチップ型固体電解コンデンサにおいて、前記導電性接着のバインダとして、熱硬化性樹脂またはリフロー温度より高い融点の熱可塑性樹脂を使用すると共に、前記陽極端子板または前記陰極端子板の、前記コンデンサ素子からの導出部分は、その下面部分でかつ外装樹脂中に、融点が樹脂モールド温度より高く、リフロー温度より低い積層体を有し、この積層体は、リフロー時に溶融し、溶融積層体は、外装樹脂中またはコンデンサ素子中の水蒸気により排出可能であることを特徴とするチップ型固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記陽極端子板または前記陰極端子板の幅中央部分で、前記コンデンサ素子の導出下面部分の樹脂外装部分に、前記積層体を設けることを特徴とする請求項１のチップ型固体電解コンデンサ。
【請求項３】
表面積を拡大した陽極とその陽極の表面に酸化被膜を設けその表面に陰極層を設けたコンデンサ素子に、前記陰極層には導電性接着剤を介して陰極端子板を接続するとともに、前記陽極には陽極端子板を接続し、このコンデンサ素子を樹脂モールドにより樹脂外装したコンデンサ本体の対向する側面からそれぞれ導出し、かつ前記コンデンサ本体の側面にそって底面側に延在するように折り曲げ加工して形成した前記陰極端子板と前記陽極端子板とを有するチップ型固体電解コンデンサの製造方法において、前記陰極端子板と、前記陽極端子板とは一枚のリードフレームより加工されたものからなり、前記陽極と前記陰極とを接続する前に、前記陽極端子板または前記陰極端子板の、前記コンデンサ素子からの導出下面部分で樹脂外装部分に、融点が樹脂モールド温度より高く、リフロー温度より低い積層体を設け、この積層体は、リフロー時に溶融し、溶融積層体は、外装樹脂中またはコンデンサ素子中の水蒸気により排出可能であることを特徴とするチップ型固体電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ形固体電解コンデンサ、特に板状金属端子を有するチップ形コンデンサおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップ形固体電解コンデンサの例として、焼結タイプのコンデンサの従来例を図４に示す。陽極用リード１の一端を埋め込んだ、タンタルまたはニオブなどを多孔質焼結体にして表面積を拡大した陽極と、その表面に化成による酸化被膜と、含浸による固体電解質層と、導電ペーストによる陰極層とを順次設け、コンデンサ素子２の最外層の陰極層３に導電ペーストによる導電性接着剤４を介して陰極端子板５に接続するとともに、溶接等により陽極用リード１に陽極端子板６を接続する。コンデンサ素子２等を絶縁樹脂等からなる外装７によるモールド成形金型などの方法により被覆する。そして陽極端子板６及び陰極端子板５は外装７の端面から引き出し、外装７の端面及び端底面に沿って折り曲げて配置している。
また、チップ形固体電解コンデンサの別例のコンデンサ素子として、アルミニウム箔等をエッチングして表面積を拡大した陽極と、その表面に酸化被膜と、固体電解質層と、陰極層とを順次設ける場合もある。
これらのチップ型固体電解コンデンサは、配線板にはんだ実装されるが、このリフローはんだ付けの時に、コンデンサが立ち上がる現象（マンハッタン現象とも呼ばれる）や、この時に噴出したガスによって周囲にはんだが飛散したり、周囲の部品の位置がずれたりするなどの問題が発生する。
この現象は、固体電解コンデンサ中に含まれた水分等が、リフローはんだ付けの時の急激な加熱によって水蒸気等となり、モールド樹脂にクラックを生じさせ、このクラック部分から噴出する事によって引き起こされると考えられる。
この解決策として、特許文献１には、モールド成形時にモールド成形金型にピンを立てる方法などにより、外装樹脂の表面からコンデンサ素子表面まで貫通した開口を設け、そこを通してリフロー時の上記水蒸気等を放出することが開示されている。
また、特許文献２には、陽極または陰極外部端子板に沿うなどして、外装樹脂に内部から外部に通じる、エポキシ樹脂を主剤としこれに銀粉などを混ぜた導電性接着剤や多孔性のフッ素樹脂などの、外装樹脂より水蒸気透過性の高い物質からなる水蒸気の通気路を設けたことが開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−０６９８６号公報
【特許文献２】特開２００１−５７３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、モールド成形時にモールド成形金型にピンを立てる方法などにより外装樹脂の表面からコンデンサ素子表面まで貫通した開口を設け、そこを通してリフロー時の上記水蒸気等を放出する方法では、ピンなどの穿孔体とコンデンサ素子の外形寸法のばらつきによりコンデンサ素子を傷める場合がある。また、モールド成形金型による製造方法の場合、陽極端子板及び陰極端子板を挟んだ上下の金型となり、固体電解コンデンサの上面または底面にピンを立てることは可能であるが側面及び端面にピンを立てることは困難である。また、固体電解コンデンサの上面に開口を設ける場合、仕様印字部に穴を設けるものであり、この問題の発生しやすい小型の部品であればあるほど加工が困難になることや、印字のためのインクにより穴がふさがり十分な効果が得られないといった問題が生じやすい。
また、外装樹脂より水蒸気透過性の高い物質からなる水蒸気の通気路を設ける方法では、リフロー時の急激な水蒸気等の放出には限界がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、表面積を拡大した陽極とその陽極の表面に酸化被膜を設けその表面に陰極層を設けたコンデンサ素子に、前記陰極層には導電性接着剤を介して陰極端子板を接続するとともに、前記陽極には陽極端子板を接続し、このコンデンサ素子を樹脂モールドにより樹脂外装したコンデンサ本体の対向する側面からそれぞれ導出し、かつ前記コンデンサ本体の側面にそって底面側に延在するように折り曲げ加工して形成した前記陰極端子板と前記陽極端子板とを有するチップ型固体電解コンデンサにおいて、前記導電性接着のバインダとして、熱硬化性樹脂またはリフロー温度より高い融点の熱可塑性樹脂を使用すると共に、前記陽極端子板または前記陰極端子板の、前記コンデンサ素子からの導出部分は、その下面部分でかつ外装樹脂中に、融点が樹脂モールド温度より高く、リフロー温度より低い積層体を有し、この積層体は、リフロー時に溶融し、溶融積層体は、外装樹脂中またはコンデンサ素子中の水蒸気により排出可能であ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ものである。
また、前記陽極端子板または前記陰極端子板の幅中央部分で、前記コンデンサ素子の導出下面部分の樹脂外装部分に、前記積層体を設けることを特徴とする上記のチップ型固体電解コンデンサを提供するものである。
また、表面積を拡大した陽極とその陽極の表面に酸化被膜を設けその表面に陰極層を設けたコンデンサ素子に、前記陰極層には導電性接着剤を介して陰極端子板を接続するとともに、前記陽極には陽極端子板を接続し、このコンデンサ素子を樹脂モールドにより樹脂外装したコンデンサ本体の対向する側面からそれぞれ導出し、かつ前記コンデンサ本体の側面にそって底面側に延在するように折り曲げ加工して形成した前記陰極端子板と前記陽極端子板とを有するチップ型固体電解コンデンサの製造方法において、前記陰極端子板と、前記陽極端子板とは一枚のリードフレームより加工されたものからなり、前記陽極と前記陰極とを接続する前に、前記陽極端子板または前記陰極端子板の、前記コンデンサ素子からの導出下面部分で樹脂外装部分に、融点が樹脂モールド温度より高く、リフロー温度より低い積層体を設け、この積層体は、リフロー時に溶融し、溶融積層体は、外装樹脂中またはコンデンサ素子中の水蒸気により排出可能であることを特徴とするチップ型固体電解コンデンサの製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、リフローはんだ付けの時に発生する揮発成分を放出するための開口部をチップが立ち上がる現象を引き起こす底面部や、印字部である上面部や、周囲に影響を及ぼす側面部ではなく、折り曲げた端子の本体側の面に設けることにより、揮発成分を効果的でかつ周囲に影響を及ぼさないように放出する事が出来る構造であり、揮発成分の噴出に起因する問題が生じにくい。  
また、外装樹脂より水蒸気透過性の高い物質からなる水蒸気の通気路を設ける方法ではないので、リフロー時の急激な水蒸気等の放出にも対応できる。
また、陽極端子板または陰極端子板の幅中央部分で、前記コンデンサ素子の導出下面部分の樹脂外装部分に、積層体を設けているので、積層体がぬけた後でも陽極端子板または陰極端子板が樹脂外装から剥がれることがない。
また、陽極と陰極とをリードフレームに接続する前の平板状態で、積層体を設けることにより、既存のスクリーン印刷などを活用して複数の積層体を一括して設けると共に安定した膜厚を確保することができる。また、リードフレームを変形加工後であっても、陽極と陰極とをリードフレームに接続する前であれば、電着法、めっき法などを活用して複数の積層体を一括して設けると共に安定した膜厚を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明に述べるコンデンサ素子は、表面積を拡大した陽極とその陽極の表面に酸化被膜を設けその表面に陰極層を有するものからなり、たとえば、表面積を拡大した陽極としては、タンタルまたはニオブなどを多孔質焼結体にして表面積を拡大したものや、アルミニウム箔等をエッチングして表面積を拡大したものなどが含まれる。多孔質焼結体の場合は、一端に陽極用リードを埋め込んだものが使用される。
【０００８】
本発明に述べる導電性接着剤は、従来のチップ形固体電解コンデンサに用いられてきた導電性接着剤と同じものであって、エポキシ樹脂を主剤としこれに銀粉などを混ぜたもので、リフローを通したときにも、軟化または溶融して陰極と陰極端子板との間の導電性を損ねるものであってはならない。
そういう範囲において、リフロー温度より高い融点の熱可塑性樹脂を使用することもできる。
【０００９】
本発明に述べる陽極端子板と陰極端子板は、厚さが５０μｍから５００μｍ程度の、４２アロイ、銅、銅合金（銅ニッケル合金）または洋白（洋銀）等の金属板からなり、特に溶接、剛性の点で４２アロイ、銅合金が使用される。表面の実装面には高温ハンダ、錫メッキ層、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メッキを設ける場合もある。いずれの金属も延性展性等の加工性に富み、かつ、はんだや錫等のめっき性、導電ペーストとの接続性が良好なものが選択できる。
また、陽極端子板と陰極端子板は、別々の部品であってのかまわないが、一枚のリードフレームより加工されたものが好ましい。このリードフレームの材質としては、上記陽極端子板と陰極端子板と同様なものが選択できる。
【００１０】
本発明に述べる積層体は、融点または軟化点が樹脂モールド温度より高く、リフロー温度より低いもので、融点が１８０℃から２４０℃程度の物質から選択できる。具体的な材質としては、低融点金属合金として、錫−鉛系合金（融点１８５℃前後）、錫−銀−銅系合金（融点２２０℃前後）、錫−銀−インジウム−ビスマス系合金（融点２０６℃前後）、錫−亜鉛−ビスマス系合金（融点１９７℃前後）などが選択できる。高分子材料として、熱可塑性フッ素樹脂（融点１８０℃から２４０℃前後）、ポリフッ化ビニリデン（融点１８０℃前後）、ポリアミド６（融点２１５℃から２２５℃前後）などが選択できる。
積層体の厚さは、１μｍから１００μｍ程度で、好ましくは、５μｍから５０μｍ程度である。１μｍより薄いと、リフロー時の急激な水蒸気等の放出には限界が生じやすい。１００μｍよる厚いと、積層体を設けた陽極端子板または陰極端子板の固定性が悪化しやすくなる。
積層体の形成方法は、金属薄板を所望の形状に打ち抜き成形する前後に、所定の部分にのみめっきにより形成する方法や、積層体の原料となる金属粒子材料や高分子材料を溶解した状態、もしくは溶媒中に溶解または分散せしめた液状の塗料を塗布した後乾燥して形成することができる。また、溶射や蒸着などの方法でもかまわない。陽極と陰極とをリードフレームに接続する前の平板状態では、既存のスクリーン印刷などを活用して積層体を一括して設けると共に安定した膜厚を確保することができる。また、リードフレームを変形加工後であっても、陽極と陰極とをリードフレームに接続する前に、電着法、めっき法などを活用して積層体を一括して設けると共に安定した膜厚を確保することができる。
積層体の形成場所は、陽極端子板または陰極端子板の、コンデンサ素子からの導出下面部分で樹脂外装部分に設ける。  積層体は、この部分全体に設けることが好ましいが、陰極端子板または陽極端子板と外装樹脂との界面部分は、異種材料で線膨張率が一致し難いため接着強度の弱い部分で、リフロー時の急激な水蒸気等の蒸気圧が集中しやすい部分であるが、積層体を一部分また間欠的に設けることにより、接着強度はより弱くなるので、そこを通しての蒸気の放出を助長することができる。
コンデンサ素子の陰極部分の導電性接着剤塗布部分や陽極用のリード部分に少しかかるのはかまわない。また、樹脂外装部分より約１ｍｍ程度外側にはみ出していてもかまわない。
【００１１】
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、本発明に係るチップ形固体電解コンデンサを示している。
陽極用リード１は、タンタル、ニオブまたはアルミニウム等の弁作用金属の、直径が０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度の線状や、厚さ０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度の短冊薄板状からなる。
コンデンサ素子２は、陽極用リード１の一端を埋め込んで、タンタルやニオブまたはアルミ等の弁作用金属の平均粒径１μｍ程度の微粉末に、アクリル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３とを順次設けたものからなる。
陰極端子板５は、導電性接着剤４等により陰極層３に接続される。
陽極端子板６は、抵抗溶接やレーザ溶接等の溶接や導電性接着剤により陽極用リード１に接続される。陰極端子板５と陽極端子板６の導出部分は、図１ではコンデンサ本体に折れ込まれているが、逆に、下側から外側へと広がっていてもかまわない。
外装７は、エポキシ樹脂等の封止樹脂等で、コンデンサ素子等を封止する。陰極端子板５と陽極端子板６はこの外装７の端面部と端底部より露呈させている。陰極端子板５または陽極端子板６は、外装７の端底部ではなくて外側に露呈させても、またコンデンサ本体の側面にそって底面側に延在したままでもかまわない。
積層体８は、陰極端子板５または陽極端子板６のコンデンサ素子からの導出下面部分で、樹脂外装部分の樹脂外装部分外表面部分までか、またはそれよりすこし外側にはみ出して設ける。この導出下面部分の下面とは、コンデンサが実装される基板側を向いている面を指している。
【００１２】
図２は、本発明に係るチップ形固体電解コンデンサの蒸気放出後の横断面図を示している。
陰極端子板５または陽極端子板６の下面上の積層体は、リフロー時、溶融して液状になっているが、陰極端子板５または陽極端子板６と外装７との間がすき間形状のため、そこに留まっている。コンデンサ素子２中に含まれる除去仕切れなかった水蒸気等がある場合、この水蒸気等は、陰極層３のポーラスな部分を通して、また、コンデンサ素子２と外装７との界面、陰極端子板５または陽極端子板６と外装７との界面の弱い部分を押し広げて、液状の積層体を押し出すように、この積層体のすき間を通して放出され、コンデンサ本体の側面にそって底面側に延在するように折り曲げ加工して形成した陰極端子板５または前記陽極端子板６にあたるので、揮発成分を効果的でかつ周囲に影響を及ぼさないように放出する事が出来る。また、押し出された積層体９は、陰極端子板５または陽極端子板６とコンデンサ本体の間に留まりやすい。
【００１３】
図３は、本発明に係るチップ形固体電解コンデンサの縦断面図であって、図２に示したようなチップ形固体電解コンデンサの縦断面図を示している。断面箇所は、陰極側端面近傍を示している。
図３（イ）は、積層体が陽極端子板または陰極端子板の下側全面に積層されている状態を示している。
図３（ロ）は、積層体が陽極端子板または陰極端子板の下側の中央に積層されている状態を示している。
陽極端子板または陰極端子板の幅中央部分で、コンデンサ素子の導出下面部分の樹脂外装部分に、積層体を設けているので、積層体がぬけた後でも陽極端子板または陰極端子板が樹脂外装から剥がれることがない。
【産業上の利用可能性】
【００１４】
本発明は、チップ形固体電解コンデンサのほか、内容物が、水分と酸化等に特に敏感ではなく、外形寸法にある程度ばらつきがあり、表面積が大きいなどのように製造上水分を除去し難い部分があるようなものを、樹脂モールドにより樹脂外装する電子部品にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係るチップ形固体電解コンデンサの横断面図である。
【図２】本発明に係るチップ形固体電解コンデンサの蒸気放出後の横断面図である。
【図３】本発明に係るチップ形固体電解コンデンサの縦断面図である。
【図４】従来例に係るチップ形固体電解コンデンサの横断面図である。
【符号の説明】
【００１６】
１…陽極用リード  ２…コンデンサ素子  ３…陰極層  ４…導電性接着剤  ５…陰極端子板  ６…陽極端子板  ７…外装  ８…積層体  ９…押し出された積層体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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