(57)【要約】【課題】陰極金属層および陽極金属層の寸法精度を向上させ、基板実装性能を向上させる。【解決手段】まず、陽極導出線３が取り付けられた陽極体素子の表面に、誘電体酸化皮膜、固体電解質層、陰極引出層６を順次形成してコンデンサ素子を形成する。次に、コンデンサ素子を粉体外装樹脂７で被覆する。続いて、陰極引出層６の一部を表出させるべく粉体外装樹脂７を部分的に除去する。さらに、陽極導出線３を表出させる。そして、実装面９を、陰極引出層６の粉体外装樹脂７から表出している部分に繋がる陰極近傍領域９ａと、陽極導出線３に繋がる陽極近傍領域９ｂと、陰極引出層６および陽極導出線３のいずれにも繋がっていない中間領域９ｃとの３つの領域に区分する２本の線状突起８を形成する。その後、導電性ペーストによって導電金属層を形成する。【選択図】図３
2008205130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属からなる陽極体素子、前記陽極体素子に取り付けられた陽極導出線、並びに前記陽極体素子の表面に順次形成された誘電体酸化皮膜、固体電解質層、および陰極引出層を有するコンデンサ素子と、
前記陰極引出層および前記陽極導出線の一部がそれぞれ表出するように前記コンデンサ素子を被覆する粉体外装樹脂と、
前記陰極引出層の前記粉体外装樹脂から表出している部分に接続されていると共に、流動性を有する材料により前記粉体外装樹脂の表面に形成された陰極金属層と、
前記陽極導出線の前記粉体外装樹脂から表出している部分に接続されていると共に、流動性を有する材料により前記粉体外装樹脂の表面に形成された陽極金属層とを備えたチップ形固体電解コンデンサであって、
前記粉体外装樹脂の表面に導電性材料により形成された２本の線状突起をさらに備えており、
２本の前記線状突起により、前記粉体外装樹脂の実装基板との対向面が、前記陰極引出層が表出している部分に繋がる陰極近傍領域と、前記陽極導出線が表出している部分に繋がっており、かつ前記陰極近傍領域に繋がっていない陽極近傍領域と、前記陰極引出層が表出している部分および前記陽極導出線が表出している部分のいずれにも繋がっていない中間領域とに区分されていることを特徴とするチップ形固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記線状突起が直線状であることを特徴とする請求項１の記載のチップ形固体電解コンデンサ。
【請求項３】
弁作用金属からなる陽極体素子に陽極導出線を取り付けると共に、前記陽極体素子の表面に誘電体酸化皮膜、固体電解質層、および陰極引出層を順次形成してコンデンサ素子を形成するコンデンサ素子形成工程と、
前記コンデンサ素子を粉体外装樹脂で被覆する被覆工程と、
前記陰極引出層の一部が表出するように前記粉体外装樹脂の一部を除去する第１の除去工程と、
前記陽極導出線の一部が表出するように前記粉体外装樹脂の一部を除去する第２の除去工程と、
前記陰極引出層の前記第１の除去工程において表出された部分に接続される陰極金属層を、流動性を有する材料により形成する陰極金属層形成工程と、
前記陽極導出線の前記第２の除去工程において表出された部分に接続される陽極金属層を流動性を有する材料により形成する陽極金属層形成工程とを備えているチップ形固体電解コンデンサの製造方法であって、
前記陰極金属層形成工程および前記陽極金属層形成工程が行われる前において、前記粉体外装樹脂の表面に導電性材料により２本の線状突起を形成する突起形成工程をさらに備えており、
前記突起形成工程において形成された２本の前記線状突起により、前記粉体外装樹脂の実装基板との対向面が、前記陰極引出層が表出している部分に繋がる陰極近傍領域と、前記陽極導出線が表出している部分に繋がっており、かつ前記陰極近傍領域に繋がっていない陽極近傍領域と、前記陰極引出層が表出している部分および前記陽極導出線が表出している部分のいずれにも繋がっていない中間領域とに区分されることを特徴とするチップ形固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項４】
前記突起形成工程において、スプレー法、インクジェット法、ディスペンサ法、および転写法のうちの少なくともいずれか１つの方法で前記線状突起を形成することを特徴とする請求項３に記載のチップ形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、およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、弁作用金属からなる陽極体素子に陽極導出線を取り付け、陽極体素子の表面に誘電体酸化皮膜、固体電解質層および、カーボン層と銀層とからなる陰極引出層を順次形成することによってコンデンサ素子を構成し、当該コンデンサ素子を粉体外装樹脂で被覆した後、陰極引出層の一部を表出させて陰極金属層を形成し、さらに陽極導出線の一部を表出させて陽極金属層を形成して製造されるチップ形固体電解コンデンサが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のチップ形固体電解コンデンサの陰極金属層および陽極金属層は、導電性ペーストを塗布することによって形成される。
【０００４】
特許文献２には、チップ本体を導電性ペーストに浸漬することによって、陰極金属層および陽極金属層が形成されるチップ形コンデンサが開示されている。
【特許文献１】特公昭６１-３２８０７号公報
【特許文献２】特開平６-２６０３７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、チップ形固体電解コンデンサを製造する際に、陰極金属層および陽極金属層を形成すべく、上述の特許文献１に記載されているように導電性ペーストを塗布した後、又は上述の特許文献２に記載されているように導電性ペーストに浸漬した後は、室温で所定時間放置する。このとき、導電性ペーストは、時間の経過と共にその表面張力により粉体外装樹脂の表面に広がる。これにより、陰極金属層および陽極金属層の形状に個体差が生じることとなる。したがって、基板実装性能が著しく低下し、基板とはんだ接合するリフロー工程にてチップ立ち等の不具合が生じる。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、陰極金属層および陽極金属層の寸法精度を向上させ、基板実装性能を向上させることができるチップ形固体電解コンデンサ、およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のチップ形固体電解コンデンサは、弁作用金属からなる陽極体素子、前記陽極体素子に取り付けられた陽極導出線、並びに前記陽極体素子の表面に順次形成された誘電体酸化皮膜、固体電解質層、および陰極引出層を有するコンデンサ素子と、
前記陰極引出層および前記陽極導出線の一部がそれぞれ表出するように前記コンデンサ素子を被覆する粉体外装樹脂と、
前記陰極引出層の前記粉体外装樹脂から表出している部分に接続されていると共に、流動性を有する材料により前記粉体外装樹脂の表面に形成された陰極金属層と、
前記陽極導出線の前記粉体外装樹脂から表出している部分に接続されていると共に、流動性を有する材料により前記粉体外装樹脂の表面に形成された陽極金属層とを備えたチップ形固体電解コンデンサである。
そして、前記粉体外装樹脂の表面に導電性材料により形成された２本の線状突起をさらに備えており、２本の前記線状突起により、前記粉体外装樹脂の実装基板との対向面が、前記陰極引出層が表出している部分に繋がる陰極近傍領域と、前記陽極導出線が表出している部分に繋がっており、かつ前記陰極近傍領域に繋がっていない陽極近傍領域と、前記陰極引出層が表出している部分および前記陽極導出線が表出している部分のいずれにも繋がっていない中間領域とに区分されている（第１発明）。
【０００８】
また、本発明のチップ形固体電解コンデンサでは、前記線状突起が直線状であることが好ましい（第２発明）。
【０００９】
本発明のチップ形固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用金属からなる陽極体素子に陽極導出線を取り付けると共に、前記陽極体素子の表面に誘電体酸化皮膜、固体電解質層、および陰極引出層を順次形成してコンデンサ素子を形成するコンデンサ素子形成工程と、前記コンデンサ素子を粉体外装樹脂で被覆する被覆工程と、
前記陰極引出層の一部が表出するように前記粉体外装樹脂の一部を除去する第１の除去工程と、
前記陽極導出線の一部が表出するように前記粉体外装樹脂の一部を除去する第２の除去工程と、
前記陰極引出層の前記第１の除去工程において表出された部分に接続される陰極金属層を流動性を有する材料により形成する陰極金属層形成工程と、
前記陽極導出線の前記第２の除去工程において表出された部分に接続される陽極金属層を流動性を有する材料により形成する陽極金属層形成工程とを備えているチップ形固体電解コンデンサの製造方法である。
そして、前記陰極金属層形成工程および前記陽極金属層形成工程が行われる前において、前記粉体外装樹脂の表面に導電性材料により２本の線状突起を形成する突起形成工程をさらに備えており、前記突起形成工程において形成された２本の前記線状突起により、前記粉体外装樹脂の実装基板との対向面が、前記陰極引出層が表出している部分に繋がる陰極近傍領域と、前記陽極導出線が表出している部分に繋がっており、かつ前記陰極近傍領域に繋がっていない陽極近傍領域と、前記陰極引出層が表出している部分および前記陽極導出線が表出している部分のいずれにも繋がっていない中間領域とに区分される（第３発明）。
【００１０】
さらに、本発明のチップ形固体電解コンデンサの製造方法では、前記突起形成工程において、スプレー法、インクジェット法、ディスペンサ法、及び転写法のうちの少なくともいずれか１つの方法で前記線状突起を形成してもよい（第４発明）。
【発明の効果】
【００１１】
第１発明および第３発明によると、線状突起によって、陰極金属層および陽極金属層となる流動性を有する材料が、表面張力によって粉体外装樹脂の表面に広がるのをせき止めることができる。よって、陰極金属層および陽極金属層の寸法精度が向上する。したがって、基板実装性能を向上させることができる。
また、陰極金属層および陽極金属層の塗布レベルを固定することができるので、実装基板への実装作業の容易性も向上する。
【００１２】
第２発明によれば、陰極金属層および陽極金属層の縁を直線状にすることができる。
【００１３】
第４の発明によれば、既存の方法で容易に線状突起を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態に係るチップ形固体電解コンデンサの断面図である。本実施の形態のチップ形固体電解コンデンサ（以下、省略して「コンデンサ」と称する）１０は、全体として略直方体形状であり、図１に示すように、コンデンサ素子１とコンデンサ素子１を被覆する粉体外装樹脂７とを備えている。なお、図１において下方を向いている面が、図示しない実装基板に実装する際に実装基板と対向する実装面９となっている。
【００１６】
コンデンサ素子１は、略直方体形状を有する多孔質焼結体の陽極体素子２と、陽極体素子２の長手方向一端側（図１中の左側）に溶接された陽極導出線３と、陽極体素子２の表面に順次形成された誘電体酸化皮膜４、二酸化マンガンからなる固体電解質層５、および陰極引出層６とを有している。陰極引出層６は、カーボン層６ａおよび銀層６ｂによって構成されている。なお、本実施の形態においては、陽極体素子２としては、弁作用金属であるタンタルを使用する。
【００１７】
粉体外装樹脂７は、図１に示すように、陽極導出線３が外部に引き出されると共に、コンデンサ素子１における陰極引出層６の表面（すなわち、銀層６ｂ）の一部分、より詳細には、陽極導出線３が取り付けられている側とは反対側（図１中の右側）の一部分が表出するように、コンデンサ素子１を被覆している。
【００１８】
さらに、コンデンサ１０には、陰極引出層６の表出部分に接続されている、すなわち銀層６ｂに接続されている陰極金属層１１と、陽極導出線３に接続されている陽極金属層１２とが形成されている。すなわち、陰極金属層１１および陽極金属層１２は、略直方体のチップ形固体電解コンデンサ１０の長手方向両端部にそれぞれ形成されている。なお、本実施の形態においては、陰極金属層１１および陽極金属層１２は、導電金属層１１ａ、１２ａ、および導電金属層１１ａ、１２ａを被覆するコート層１１ｂ、１２ｂで構成されている。導電金属層１１ａ、１２ａは、いずれも銀を含有する導電性ペーストによって形成される。また、コート層１１ｂ、１２ｂは、無電解ニッケルめっき層、およびはんだ層により形成される。
【００１９】
また、粉体外装樹脂７の表面には、銀を含有した導電性ペーストによって形成された２本の線状突起８が形成されている。陰極金属層１１および陽極金属層１２が形成される前の実装面９を示す平面図である図３に示すように、線状突起８は、粉体外装樹脂７で覆われた状態のコンデンサ素子１の長手方向両端部近傍にそれぞれ形成されている。より詳細には、各線状突起８は直線状であり、実装面９の幅方向（図３中の上下方向）に沿って幅方向両端部まで延在している。
そして、図３に示すように、実装面９は、２本の線状突起８を境にして、陰極引出層６の粉体外装樹脂７から表出している部分に繋がる陰極近傍領域９ａ（図中の右方）と、陽極導出線３に繋がる陽極近傍領域９ｂ（図中の左方）と、陰極引出層６および陽極導出線３のいずれにも繋がっていない中間領域９ｃとの３つの領域に区分される。なお、中間領域９ｃは、陰極近傍領域９ａと陽極近傍領域９ｂとの間に位置しており、陰極近傍領域９ａと陽極近傍領域９ｂとは隣接していない。
【００２０】
そして、図１に示すように、実装面９において、コンデンサ１０の長手方向両端部にそれぞれ形成された陰極金属層１１および陽極金属層１２の縁は、線状突起８にほぼ一致している。すなわち、陰極金属層１１および陽極金属層１２が形成された状態の実装面９を示す平面図である図５に示すように、陰極金属層１１および陽極金属層１２の縁は、実装面９の幅方向に沿って一直線状に延びている。
つまり、陰極金属層１１は、実装面９の陰極近傍領域９ａに形成されており、陽極金属層１２は、実装面９の陽極近傍領域９ｂに形成されている。
【００２１】
なお、本実施の形態のコンデンサ１０は、外形寸法が２．０ｍｍ×１．２５ｍｍ×０．６５ｍｍ（いわゆる２０１２サイズ）、定格電圧が６．３Ｖ、定格静電容量が２２μＦである。
【００２２】
次に、図２〜図５を参照しつつ、コンデンサ１０の製造方法について説明する。図２〜図５は、いずれもコンデンサ１０の製造過程における実装面９を示す平面図である。
【００２３】
まず、タンタルからなる弁作用金属粉末を加圧成形して、焼結後得られた陽極体素子２に陽極導出線３を溶接した後、陽極体素子２の表面に誘電体酸化皮膜４、固体電解質層５、および陰極引出層６を順次形成することによって、コンデンサ素子１を形成する（コンデンサ素子形成工程）。続いて、陽極導出線３が外部に引き出されるように、粉体外装樹脂７によって、コンデンサ素子１の表面である陰極引出層６を被覆する（被覆工程）。
その後、図２に示すように、陰極引出層６の一部分（図中の右方部分）が表出するように、粉体外装樹脂７を部分的に除去する。（第１の除去工程）。さらに、陽極導出線３を覆っている粉体外装樹脂７の一部を除去することによって陽極導出線３を表出させる（第２の除去工程）。
【００２４】
次に、粉体外装樹脂７の表面における実装面９に、転写法により導電性ペーストを実装面９の幅方向に延びる２本の直線状に印刷し、さらに乾燥させることで、図３に示すように、２本の線状突起８を形成する（突起形成工程）。
【００２５】
続いて、第１の除去工程において粉体外装樹脂７が除去された部分（図３中の右方部分）近傍を、銀を含有した導電性ペーストに浸漬後、乾燥することによって、導電金属層１１ａを形成する。さらに、第２の除去工程において粉体外装樹脂が除去された部分（図３中の左方部分）近傍に、銀を含有した導電性ペーストをローラー塗布することによって、導電金属層１２ａを形成する。そして、室温で所定時間放置した後、焼付けを行う。その後、無電解ニッケルめっき、およびはんだコーティングにより、コート層１１ｂ、１２ｂを形成する（陰極金属層形成工程、陽極金属層形成工程）。
【００２６】
以上のように、本実施の形態のコンデンサ１０では、実装面９を陰極引出層６の粉体外装樹脂７から表出している部分に繋がる陰極近傍領域９ａと、陽極導出線３に繋がる陽極近傍領域９ｂと、陰極引出層６および陽極導出線３のいずれにも繋がっていない中間領域９ｃとの３つの領域に区分する２本の線状突起８が形成されている。
そして、当該線状突起８を粉体外装樹脂７の表面に形成した後に、導電性ペーストによって陰極金属層１１、陽極金属層１２を構成する導電金属層１１ａ、１２ａが形成される。
【００２７】
したがって、線状突起８によって、導電金属層１１ａ、１２ａとなる流動性を有する導電性ペーストが、表面張力によって粉体外装樹脂７の表面に広がるのをせき止めることができる。よって、陰極金属層１１および陽極金属層１２の寸法精度が向上する。したがって、チップ形固体電解コンデンサ１０の基板実装性能を向上させることができる。
また、陰極金属層１１および陽極金属層１２の塗布レベルを固定することができるので、基板への実装作業の容易性も向上する。
【００２８】
さらに、本実施の形態のコンデンサ１０における線状突起８は、実装面９の幅方向に延びる直線状である。
したがって、陰極金属層１１および陽極金属層１２の縁も直線状にすることができる。
【００２９】
加えて、本実施の形態のコンデンサ１０では、線状突起８が転写法により形成されている。
したがって、既存の方法で容易に線状突起８を形成することができる。
【００３０】
以上、本発明の好適な一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更を行うことが可能なものである。例えば、上述の実施の形態では、線状突起８を転写法により形成する場合について説明したが、これに限らず、スプレー法、インクジェット法、およびディスペンサ法等を用いることもできる。
【００３１】
また、上述の実施の形態では、線状突起８が直線状である場合について説明したが、線状突起８は曲線状であってもよい。
【００３２】
また、上述の実施の形態では、導電金属層１１ａ、１２ａが、コート層１１ｂ、１２ｂによって被覆されている場合について説明したが、これには限定されない。コート層１１ｂ、１２ｂが形成されておらず、陰極金属層１１および陽極金属層１２が、導電金属層１１ａ、および導電金属層１２ａのみで構成されていてもよい。
【００３３】
さらに、上述の実施の形態では、弁作用金属からなる陽極体素子２がタンタルである場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。陽極体素子２を形成する弁作用金属としては、ニオブ、アルミニウム、チタン等を用いることもできる。
【００３４】
加えて、上述の実施の形態では、固体電解質として二酸化マンガンを使用する場合について説明したが、ポリチオフェン、ポリピロール、またはポリアニリン等の導電性高分子で公知のものも使用することができる。
【００３５】
また、上述の実施の形態では、銀を含有する導電性ペーストで線状突起８を形成する場合について説明したが、亜鉛、銅、およびニッケルの少なくとも１つを含有するような導電性ペーストで線状突起８を形成してもよい。
【００３６】
＜比較試験＞
ここで、本実施の形態のコンデンサ１０の変形例として、いずれもコンデンサ１０とほぼ同一であり、線状突起８がスプレー法によって形成されている点のみが異なるもの（変形例１）、線状突起８がインクジェット法によって形成されている点のみが異なるもの（変形例２）、および線状突起８がディスペンサ法によって形成されている点のみが異なるもの（変形例３）を考える。そして、本実施例のコンデンサ１０と、変形例１〜３にかかるコンデンサと、線状突起８が形成されていない点を除いて、本実施例のコンデンサ１０と同一のコンデンサ（従来例）とを比較する比較試験を行った。
【００３７】
（チップ立ち不良発生率の比較試験）
実施例、変形例１〜３、および従来例のコンデンサを実装基板に実装し、チップ立ち不良が発生する率を比較する試験を行った。なお、実装基板への実装は、２６０℃で１０秒間加熱するリフロー処理によって行った。かかる比較試験を、各条件につき３００，０００個／ロットの製品を用いて行った結果を表１に示す。
【００３８】
【表１】
2008205130.tif 000003
【００３９】
（電極間寸法バラツキの比較試験）
実施例、変形例１〜３、および従来例のコンデンサの陰極金属層と陽極金属層との間の寸法バラツキを比較する試験を行った。かかる比較試験の結果を表２に示す。なお、表２の数値は、各条件につき１００個／ロットの製品の平均値である。
【００４０】
【表２】
2008205130.tif 000004
【００４１】
チップ立ち不良発生率の比較試験の結果である表１に示すように、従来例のコンデンサでは、チップ立ちが発生しているが、実施例、および変形例１〜３のコンデンサでは、チップ立ちの発生はない。つまり、実施例、および変形例１〜３では、従来例に比べて、基板実装精度が向上している。
また、電極間寸法バラツキの比較試験の結果である表２に示すように、実施例、および変形例１〜３のコンデンサは、いずれも従来例のコンデンサに比べて、寸法バラツキが低減しており、個体差が大幅に減少している。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態に係るコンデンサの断面図である。
【図２】図１に示すコンデンサの製造過程における第２の除去工程後の状態を示す図である。
【図３】図１に示すコンデンサの製造過程における突起形成工程後の状態を示す図である。
【図４】図１に示すコンデンサの製造過程における導電金属層を形成した後の状態を示す図である。
【図５】図１に示すコンデンサの製造過程における陰極金属層形成工程および陽極金属層形成工程後の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  コンデンサ素子
２  陽極体素子
３  陽極導出線
４  誘電体酸化皮膜
５  固体電解質層
６  陰極引出層
６ａ  カーボン層
６ｂ  銀層
７  粉体外装樹脂
８  線状突起
９  実装面
９ａ  陰極近傍領域
９ｂ  陽極近傍領域
９ｃ  中間領域
１０  コンデンサ
１１  陰極金属層
１２  陽極金属層
１１ａ、１２ａ  導電金属層
１１ｂ、１２ｂ  コート層
【図１】
2008205130.tif 000005
【図２】
2008205130.tif 000006
【図３】
2008205130.tif 000007
【図４】
2008205130.tif 000008
【図５】
2008205130.tif 000009