(57)【要約】【課題】基板実装時の半田の熱により、コンデンサ素子の内部に浸入した水分が気化する際の気体膨張圧力で固体電解質層の剥離や外装樹脂にクラックが発生するという課題を解決し、優れた品質の固体電解コンデンサを提供することを目的とする。【解決手段】コンデンサ素子１の陽極導出線２ならびに陰極層６にリードフレームに設けられた陽極端子７ならびに陰極端子８を夫々接合して外装樹脂１０で被覆し、この外装樹脂１０の肉厚が最も薄い部分と対向する側のリードフレームに孔８ａを開けた構成とすることにより、基板実装時の半田の熱による影響を孔８ａにより緩和することができるため、固体電解質層５の剥離や外装樹脂１０にクラックが発生することが無い、優れた品質の固体電解コンデンサを安定して得ることができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極導出線をその一端が表出するように埋設した弁作用金属粉末からなる成形体を焼結した多孔質の陽極体の外表面に誘電体酸化皮膜層、導電性高分子からなる固体電解質層、陰極層を順次積層形成して構成されたコンデンサ素子と、外部接続用の陽極端子ならびに陰極端子を備えて上記コンデンサ素子の陽極導出線ならびに陰極層に夫々接合された金属製のリードフレームと、上記陽極端子ならびに陰極端子の一部が夫々外部に露呈するようにして上記コンデンサ素子を被覆した絶縁性の外装樹脂からなり、この外装樹脂の肉厚が最も薄い部分と対向する側の上記リードフレームに孔または切り欠きを設けた固体電解コンデンサ。
【請求項２】
リードフレームに設けた孔または切り欠きの大きさが、少なくとも外装樹脂の肉厚が最も薄い部分と同じ面積である請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
少なくともコンデンサ素子の陰極層と接合される部分のリードフレームの表面を粗面化した請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
導電性高分子からなる固体電解質層がポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリアニリンのいずれか一つ以上からなる請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器に使用される固体電解コンデンサの中で、特に、小型大容量品として面実装用に使用される導電性高分子を固体電解質として用いた固体電解コンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディア機器は高速化、ポータブル化が進み、高速デジタル信号処理が急速に進展してきており、これに伴って小型・薄型化した高周波駆動の電源が急増すると共に安定化やノイズ対策も重要になってきている。このような背景の中で回路部品として重要な役割を担う電解コンデンサについても、急速な電圧変動に対応できる低ＥＳＲ（等価直列抵抗）・小型大容量で面実装可能な電解コンデンサが求められてきている。
【０００３】
このような要求に応えられる電解コンデンサとして、導電性高分子を固体電解質として用いた固体電解コンデンサがあり、この固体電解コンデンサについて以下に図面を用いて説明する。
【０００４】
図３はこの種の従来の固体電解コンデンサの構成を示した断面図、図４は同固体電解コンデンサに用いるリードフレームを示した要部平面図であり、同図において１２はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１２は弁作用金属であるタンタルの金属粉末をタンタル製の陽極導出線１３を埋設した状態で所望の形状にプレス成形して焼結することにより多孔質の陽極体１４を作製し、この陽極体１４を陽極酸化することにより外表面に誘電体酸化皮膜層１５を形成し、さらにこの誘電体酸化皮膜層１５の表面に導電性高分子であるポリピロールからなる固体電解質層１６を形成した後、この固体電解質層１６の表面にカーボンと銀ペーストからなる陰極層１７を順次積層形成することにより構成されたものである。
【０００５】
１８は上記陽極導出線１３に溶接により接合された外部接続用の陽極端子、１９は上記陰極層１７に導電性接着剤２０を介して接合された外部接続用の陰極端子、２１は上記陽極端子１８と陰極端子１９の一部が夫々外部に露呈するようにしてコンデンサ素子１２を被覆した絶縁性の外装樹脂である。なお、上記陽極端子１８と陰極端子１９の外装樹脂２１からの露出部分は、外装樹脂２１の外表面に沿って折り曲げられることにより面実装可能なチップ型の構造に構成されたものである。
【０００６】
また、図４は上記陽極端子１８と陰極端子１９を備えたリードフレームの要部を示した平面図であり、このリードフレーム２２に設けられた陰極端子１９上に導電性接着剤２０を塗布してコンデンサ素子１２の陰極層１７を接合すると共に、同じくリードフレーム２２に設けられた陽極端子１８に陽極導出線１３を当接してレーザー溶接により接合した構成のものである。
【０００７】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−７７２６９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の固体電解コンデンサでは、外装樹脂２１で被覆されたコンデンサ素子１２の内部に大気中の水分等が外装樹脂２１を通して浸入することがあり、この浸入した水分が一定量以上になった固体電解コンデンサを配線基板に実装する場合、この実装時の半田の熱による影響でコンデンサ素子１２の内部に浸入した水分が気化し、その時の気体膨張圧力により導電性高分子からなる固体電解質層１６が剥離したり、外装樹脂２１の肉厚が薄い部分においてクラックが発生するという問題があった。
【００１０】
また、上記固体電解質層１６を形成する導電性高分子は、一般に固体電解質層として多用されているＭｎＯ２と比較して脆くて密着性が悪いばかりでなく、固体電解質層１６の剥離や外装樹脂２１のクラックによって長時間酸素に触れると電気伝導度が低下してＥＳＲが増大する、所謂酸素劣化を引き起こすという性質を有しており、信頼性試験の中でも特に高温寿命試験を行うとＥＳＲは徐々に悪化していくという致命的な課題を有したものであった。
【００１１】
このために陽極端子１８と陰極端子１９を備えたリードフレーム２２と外装樹脂２１との密着性を高めるために種々の工夫が成されてはいるものの、根本的な解決には至っていないというのが実態であった。
【００１２】
本発明はこのような従来の課題を解決し、大気中の水分が外装樹脂を通してコンデンサ素子の内部まで浸入しても、基板に実装する際に問題が発生することがない優れた性能の固体電解コンデンサを提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、陽極導出線をその一端が表出するように埋設した弁作用金属粉末からなる成形体を焼結した多孔質の陽極体の外表面に誘電体酸化皮膜層、導電性高分子からなる固体電解質層、陰極層を順次積層形成して構成されたコンデンサ素子と、外部接続用の陽極端子ならびに陰極端子を備えて上記コンデンサ素子の陽極導出線ならびに陰極層に夫々接合された金属製のリードフレームと、上記陽極端子ならびに陰極端子の一部が夫々外部に露呈するようにして上記コンデンサ素子を被覆した絶縁性の外装樹脂からなり、この外装樹脂の肉厚が最も薄い部分と対向する側の上記リードフレームに孔または切り欠きを設けたという構成にしたものであり、これにより、配線基板に実装する際の半田の熱による影響をリードフレームに設けた孔により緩和することができるようになるため、固体電解質層の剥離や外装樹脂にクラックが発生することがない、優れた性能と信頼性の固体電解コンデンサを得ることができるという作用効果を有する。
【００１４】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、リードフレームに設けた孔または切り欠きの大きさが、少なくとも外装樹脂の肉厚が最も薄い部分と同じ面積であるという構成にしたものであり、これにより、請求項１に記載の発明により得られる作用効果をより効率良く得ることができるという作用効果を有する。
【００１５】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、少なくともコンデンサ素子の陰極層と接合される部分のリードフレームの表面を粗面化したという構成にしたものであり、これにより、コンデンサ素子の陰極層とリードフレームとの密着性を高め、大気中の水分が外装樹脂を通してコンデンサ素子の内部まで浸入する確率を低減することができるという作用効果を有する。
【００１６】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、導電性高分子からなる固体電解質層がポリピロール、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリアニリンのいずれか一つ以上からなるという構成にしたものであり、これにより、請求項１に記載の発明により得られる作用効果に加え、より高性能の固体電解コンデンサを得ることができるという作用効果を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に請求項１〜４に記載の発明について説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサの構成を示した断面図、図２は同固体電解コンデンサに用いるリードフレームを示した要部平面図であり、同図において１はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１は弁作用金属であるタンタルの金属粉末をタンタル製の陽極導出線２を埋設した状態で所望の形状にプレス成形して焼結することにより多孔質の陽極体３を作製し、この陽極体３を陽極酸化することにより外表面に誘電体酸化皮膜層４を形成し、さらにこの誘電体酸化皮膜層４の表面に導電性高分子であるポリピロールからなる固体電解質層５を形成した後、この固体電解質層５の表面にカーボンと銀ペーストからなる陰極層６を順次積層形成することにより構成されたものである。
【００１９】
７は上記陽極導出線２に溶接により接合された外部接続用の陽極端子、８は上記コンデンサ素子１の陰極層６に導電性接着剤９を介して接合された外部接続用の陰極端子、８ａは上記陰極端子８を備えたリードフレーム１１に設けられた孔（切り欠きでも良い）であり、この孔８ａは後述する外装樹脂１０の肉厚が最も薄い部分と対向する位置に設けられているものである。
【００２０】
１０は上記陽極端子７と陰極端子８の一部が夫々外部に露呈するようにしてコンデンサ素子１を被覆した絶縁性の外装樹脂であり、この外装樹脂１０から表出した上記陽極端子７と陰極端子８の露出部分は外装樹脂１０の外表面（底面側）に沿って折り曲げられることにより、面実装可能なチップ型の構造に構成されているものである。
【００２１】
図２は本実施の形態による固体電解コンデンサに用いるリードフレームを示したものであり、このリードフレーム１１は、厚みが０．１ｍｍの鉄基材を打ち抜き加工することによって陽極端子７と陰極端子８を形成すると共に、この陰極端子８には矩形状の孔８ａを開け、リードフレーム１１の表面に厚さ３μｍの銅めっきからなる銅めっき層を形成し、さらにこの表面をアルミナ研磨剤を用いて乾式ブラスト法により粗面化して作製したものである。
【００２２】
このように構成されたリードフレーム１１の陰極端子８上に導電性接着剤９を塗布した後、この上に図２の破線で示すようにコンデンサ素子１を載せてコンデンサ素子１の陰極層６と陰極端子８を電気的に導通した状態で接合すると共に、コンデンサ素子１から導出された陽極導出線２を陽極端子７にレーザー溶接により接合した。
【００２３】
その後、陽極端子７と陰極端子８の不要部分を切断してからこの陽極端子７と陰極端子８の一部が夫々外部に露呈するようにしてコンデンサ素子１をモールド成型することにより外装樹脂１０で被覆した後、この外装樹脂１０から表出した陽極端子７と陰極端子８を夫々外装樹脂１０の側面から底面に沿って折り曲げることにより本実施の形態の固体電解コンデンサを作製した。
【００２４】
なお、このように構成された本実施の形態の固体電解コンデンサのサイズは、コンデンサ素子１の大きさが４．６×３．３×１．１４ｍｍ（Ｌ×Ｗ×ｔ）であり、製品の大きさが７．３×４．２×１．９５ｍｍ（Ｌ×Ｗ×ｔ）であり、上記リードフレーム１１の陰極端子８に開けた孔８ａの大きさは３×１．５ｍｍ（Ｗ×Ｌ）とし、当然ながら孔８ａ内にも外装樹脂１０が回り込むようにしているものである。
【００２５】
このように構成された本実施の形態の固体電解コンデンサと、比較例として従来の固体電解コンデンサを夫々準備し、３０℃で７０％ＲＨの耐湿無負荷試験後、基板に実装して２５０℃でリフロー試験を行った結果を（表１）に示す。
【００２６】
【表１】
2004111460.tif 000003
【００２７】
この（表１）から明らかなように、本実施の形態による固体電解コンデンサは外装樹脂１０にクラックが発生することもなく、優れた信頼性を発揮することができるものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明による固体電解コンデンサは、コンデンサ素子の陽極導出線ならびに陰極層に金属製のリードフレームに設けられた外部接続用の陽極端子ならびに陰極端子を夫々接合して外装樹脂で被覆し、この外装樹脂の肉厚が最も薄い部分と対向する側のリードフレームに孔を開けた構成とすることにより、基板実装時の半田の熱による影響をリードフレームに設けた孔により緩和することができるため、固体電解質層の剥離や外装樹脂にクラックが発生することが無い、優れた品質の固体電解コンデンサを安定して得ることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサの構成を示した断面図
【図２】同固体電解コンデンサに用いるリードフレームを示した要部平面図
【図３】従来の固体電解コンデンサの構成を示した断面図
【図４】同固体電解コンデンサに用いるリードフレームを示した要部平面図
【符号の説明】
１　コンデンサ素子
２　陽極導出線
３　陽極体
４　誘電体酸化皮膜層
５　固体電解質層
６　陰極層
７　陽極端子
８　陰極端子
８ａ　孔
９　導電性接着剤
１０　外装樹脂
１１　リードフレーム
【図１】
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【図２】
2004111460.tif 000005
【図３】
2004111460.tif 000006
【図４】
2004111460.tif 000007