(57)【要約】【課題】焼結体に対して陽極酸化膜、固体電解質層、および陰極層が形成されたコンデンサ素子を備えた電解コンデンサ、およびその製造方法において、その小型化、および低コスト化を図ることのできる構成を提供すること。【解決手段】タンタルの焼結体を用いたコンデンサ素子２０に陽極リード線２１および陰極リード線２２を各々接続し、かつ、これらのリード線２１、２２を座板３の底面３０側でこの底面３０に沿うように折り曲げて実装端子２３、２４を形成し、チップ形電解コンデンサ１を製造する。ここで、コンデンサ素子２０に対する外装は、粉体塗装で行う。【選択図】      図１
2004200417.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁金属あるいはその合金の焼結体に対して陽極酸化膜、固体電解質層、および陰極層が形成されたコンデンサ素子を備えたチップ形電解コンデンサにおいて、
前記コンデンサ素子の下端面側に引き出された陽極リード線および陰極リード線と、前記陽極リード線および前記陰極リード線が各々挿通する一対のリード線引出し穴が形成され、前記コンデンサ素子において前記陽極リード線および前記陰極リード線が引き出されている下端面に重ねて配置された絶縁性の座板とを有し、
前記陽極リード線および前記陰極リード線は、前記リード線引出し穴に各々挿通されて前記座板の底面側で当該底面に沿うように折り曲げられていることを特徴とするチップ形電解コンデンサ。
【請求項２】
請求項１において、前記弁金属は、タンタル、タンタル合金、ニオブ、およびニオブ合金のいずれかであることを特徴とするチップ形電解コンデンサ。
【請求項３】
請求項１または２において、前記焼結体は扁平に形成され、当該焼結体を高さ寸法が最小となる姿勢で配置したときに下方に位置する下端面で前記陽極リード線の根元部分が前記焼結体に埋設されていることを特徴とするチップ形電解コンデンサ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記陽極リード線の根元部分は、前記焼結体の下端面の中心から外れた位置で前記焼結体に埋設されていることを特徴とするチップ形電解コンデンサ。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記座板には、当該座板を厚さ方向に貫通して当該座板の側端部から前記一対のリード引出し穴まで前記陽極リード線および前記陰極リード線を各々通す一対のリード線導入溝が平行に形成されていることを特徴とするチップ形電解コンデンサ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかにおいて、前記コンデンサ素子は、粉体塗装により形成された外装樹脂で覆われていることを特徴とするチップ形電解コンデンサ。
【請求項７】
弁金属あるいはその合金の焼結体に対して陽極酸化膜、固体電解質層、および陰極層が形成されたコンデンサ素子を備えたチップ形電解コンデンサの製造方法において、
前記コンデンサ素子の下端面から陽極リード線および陰極リード線を引き出す一方、
前記陽極リード線および前記陰極リード線が各々挿通可能な一対のリード線引出し穴を備えた絶縁性の座板を準備しておき、
前記コンデンサ素子において前記陽極リード線および前記陰極リード線が引き出されている下端面に前記座板を重ねて配置するとともに、前記リード線引出し穴に各々挿通された前記陽極リード線および前記陰極リード線を前記座板の底面側で当該底面に沿うように折り曲げることを特徴とするチップ形電解コンデンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弁金属あるいはその合金の焼結体に対して陽極酸化膜、固体電解質層、および陰極層が形成されたコンデンサ素子を備えたチップ形電解コンデンサ、およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
チップ形のタンタル電解コンデンサでは、一般に、タンタルあるいはその合金の粉体を焼結してなる焼結体（タンタルペレット）に対して陽極酸化膜、固体電解質層、および陰極層が形成されたコンデンサ素子が用いられ、コンデンサ素子、陽極リードフレーム、および陰極リードフレームは、樹脂でモールドされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、樹脂モールドタイプのチップ形電解コンデンサは、コンデンサ全体の体積に対して樹脂部分がかなりの体積を占めているため、これ以上の小型化が困難である。また、樹脂モールドタイプのチップ形電解コンデンサは、サイズ毎に樹脂モールド用の金型を準備する必要があるなど、設備費用が嵩むという問題点がある。
【０００４】
一方、電極箔を巻回したコンデンサ素子に電解液を含浸したコンデンサ素子を金属ケース内に収納し、それに樹脂製の座板を取り付けたアルミニウム電解コンデンサはすでに市場にあるが、弁金属あるいはその合金の焼結体に対して陽極酸化膜、固体電解質層、および陰極層が形成されたコンデンサ素子を備えた電解コンデンサではそのような構造のものがない。その理由は、タンタルコンデンサなど、コンデンサ素子に焼結体を用いた場合、従来、陽極と陰極はコンデンサ素子の長手方向における反対側に構成されているため、座板を取り付けてその底面側でリード線を加工するという技術的思想が一切、ないためである。
【０００５】
そこで、本発明の課題は、弁金属あるいはその合金の焼結体に対して陽極酸化膜、固体電解質層、および陰極層が形成されたコンデンサ素子を備えたチップ形電解コンデンサ、およびその製造方法において、その小型化、および低コスト化を図ることのできる構成を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、弁金属あるいはその合金の焼結体に対して陽極酸化膜、固体電解質層、および陰極層が形成されたコンデンサ素子を備えたチップ形電解コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子の下端面側に引き出された陽極リード線および陰極リード線と、前記陽極リード線および前記陰極リード線が各々挿通する一対のリード線引出し穴が形成されて、前記コンデンサ素子において前記陽極リード線および前記陰極リード線が引き出されている下端面に重ねて配置された絶縁性の座板とを有し、前記陽極リード線および前記陰極リード線は、前記リード線引出し穴に各々挿通されて前記座板の底面側で当該底面に沿うように折り曲げられていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、コンデンサ素子に接続された陽極リード線および陰極リード線が各々、座板の底面側でこの底面に沿うように折り曲げられているため、底板を回路基板にのせたようにチップ形電解コンデンサを基板上に搭載した状態で陽極リード線および陰極リード線を各々、回路基板のパターンにハンダで接続することができる。従って、本発明を適用したチップ形電解コンデンサは、基板に容易に実装できる。また、リードフレームや樹脂モールドを用いなくても面実装を行うことができるので、材料費および設備費を低減できる。従って、チップ形電解コンデンサを安価に製造できる。また、座板については、コンデンサ素子の下端面のみに重ねて配置すればよく、かつ、この座板についてはコンデンサ素子を保護する機能が不要なのでシート状あるいは薄い板状のものでよい。それ故、コンデンサ素子をモールドした構造と比較してチップ形電解コンデンサの薄型化を図ることができる。
【０００８】
本発明において、前記弁金属は、タンタル、タンタル合金、ニオブ、ニオブ合金などである。
【０００９】
本発明において、前記焼結体は扁平に形成され、当該焼結体を高さ寸法が最小となる姿勢で配置したときに下方に位置する下端面で前記陽極リード線の根元部分が前記焼結体に埋設されていることが好ましい。すなわち、従来のタンタル電解コンデンサなどでは、扁平な焼結体を高さ寸法が最小となる姿勢で配置したときの側面で陽極リード線の根元部分が焼結体に埋設されるが、本発明では、下端面で陽極リード線の根元部分が焼結体に埋設されていることが好ましい。
【００１０】
本発明において、前記陽極リード線の根元部分は、前記焼結体の下端面の中心から外れた位置で前記焼結体に埋設されていることが好ましい。本発明に係るチップ形電解コンデンサでは、コンデンサ素子の下端面の中心を両側で挟むように陽極リード線および陰極リード線をコンデンサ素子から引き出すことが好ましいので、陽極リード線の根元部分をもともとコンデンサ素子の下端面の中心から外れた位置で焼結体に埋設しておけば、陽極リード線をコンデンサ素子への埋設部分から略直線的に延ばして座板のリード引出し穴に挿通させることができる。それ故、陽極リード線を複雑に屈曲させて引き出す必要がないなど、構造を簡素化できるので、生産性および信頼性を向上することができる。
【００１１】
本発明において、前記座板には、当該座板の側端部から前記一対のリード引出し穴まで前記陽極リード線および前記陰極リード線を各々案内する一対のリード線導入溝が平行に形成されていることが好ましい。このように構成すると、座板の側端部で陽極リード線および陰極リード線をリード線導入溝の開口位置に位置合わせした後は、リード線導入溝を通ってリード引出し穴まで導くことができる。それ故、陽極リード線および陰極リード線の先端部をキャリアバーなどに接続した状態のままで、座板のリード引出し穴内に陽極リード線および陰極リード線を通すことができる。
【００１２】
本発明において、前記コンデンサ素子は、粉体塗装により形成された外装樹脂で覆われていることが好ましい。コンデンサ素子に外装を施す必要がある場合に、樹脂モールドではなく、粉体塗装を用いれば、外装樹脂を薄く形成できる。また、粉体塗装であれば、金型が必要なく、かつ、コンデンサ素子のサイズが変更になったときその樹脂層の形成条件の変更も容易である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１４】
［全体構成］
図１（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本形態のチップ形タンタル電解コンデンサを斜め上方から見たときの斜視図、および斜め下方から見たときの斜視図である。
図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本形態のチップ形タンタル電解コンデンサに用いた座板を斜め上方から見たときの斜視図、および斜め下方から見たときの斜視図である。
【００１５】
図１（Ａ）、（Ｂ）において、本形態のチップ形タンタル電解コンデンサ１はコンデンサ本体２と座板３とを有しており、コンデンサ本体２は、タンタルあるいはタンタル合金の焼結体に対して陽極酸化膜、固体電解質層、および陰極層が形成されたコンデンサ素子２０を備えている。詳しくは後述するが、コンデンサ素子２０の下端面のうち、その中央位置を挟む両側位置からは陽極リード線２１および陰極リード線２２がそれぞれ引き出され、これらの陽極リード線２１および陰極リード線２２が座板３の底面３０の側で折り曲げられて実装端子２３、２４が構成されている。コンデンサ素子２０は、粉体塗装によって形成された光硬化性の外装樹脂２５で薄く覆われている。
【００１６】
ここで、実装端子２３、２４は、扁平にプレス加工したものが図示されているが、断面円形のまま折り曲げ形成されていてもよい。また、実装端子２３、２４の先端部は、座板３の側端面からはみ出た構造になっているが、座板３の側端面より内側に位置している構成であってもよい。
【００１７】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、座板３は、ＰＰＳなどの耐熱樹脂製の板状あるいはシート状の部材であり、座板３には、その中央位置を挟む両側に一対の貫通穴からなるリード引出し穴３１、３２が形成されている。また、座板３の底面３０側には、リード引出し穴３１、３２の各々から互いに反対方向に延びた浅いリード収納溝３３、３４が座板３の反対側の端部に届くように形成されている。さらに、座板３には、座板３の側端部から一対のリード引出し穴３１、３２まで陽極リード線２１および陰極リード線２２を各々通すための一対のリード線導入溝３５、３６が平行に形成され、このリード線導入溝３５、３６は、座板３を厚さ方向に貫通する状態にある。
【００１８】
ここで、リード収納溝３３、３４は、実装端子２３、２４の厚さ寸法より浅いものが図示されているが、実装端子２３、２４の厚さと同等、あるいはわずかに深いものであってもよい。
【００１９】
このように構成した座板３は、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、コンデンサ素子２０の下端面に重ねて配置されている。この状態で、陽極リード線２１および陰極リード線２２は、座板３のリード引出し穴３１、３２内に挿通され、かつ、座板３の底面３０側でリード収納溝３３、３４に沿って直角に折り曲げられて座板３の底面３０に沿うような状態にある。
【００２０】
［詳細な構成および製造方法］
このように構成したチップ形タンタル電解コンデンサ１の詳細な構造を、その製造方法とともに説明する。
【００２１】
図３（Ａ）〜（Ｅ）、および図４（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、本発明を適用したチップ形タンタル電解コンデンサ１の製造方法を示す説明図である。
【００２２】
まず、図３（Ａ）に示すように、タンタルあるいはタンタル合金の粉体を金型内でプレスにより成形した後、焼結し、直方体あるいは矩形板状などの焼結体２９を形成する。ここで、焼結体２９は扁平に形成されているとともに、この焼結体を高さ寸法が最小となる姿勢で配置したときに下方に位置する下端面にタンタルワイヤ２６の端部（陽極リード線２１の根元部分）が埋め込まれ、かつ、タンタルワイヤ２６の端部は、焼結体２９の下端面における中央位置からずれた位置で焼結体２９に埋め込まれている。
【００２３】
次に、図３（Ｂ）に示すように、タンタルワイヤ２６にフッ素樹脂系のワッシャ５１を装着した後、タンタルワイヤ２６の端部をステンレス製のキャリアバー４１に溶接していき、複数の焼結体２９をキャリアバー４１に取り付ける。
【００２４】
次に、図３（Ｃ）に示すように、複数の焼結体２９をキャリアバー４１に取り付けた状態のまま、陽極酸化処理を行い、タンタル酸化膜２０１を形成する。次に、焼結体２９に対して、二酸化マンガンなどの無機固体電解質や、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェンなどの導電性高分子などの固体電解質層（図示せず）を形成する。次に、焼結体２９に対して、カーボンペーストや銀ペーストなどを用いて陰極層（図示せず）を形成する。
【００２５】
一方、図３（Ｄ）に示すように、所定形状にフォーミング加工が施されたニッケルワイヤ２７、２８が溶接されたキャリアバー４２を準備しておき、図３（Ｃ）に示す状態からタンタルワイヤ２６を切断してキャリアバー４１から取り外したコンデンサ素子２０を、図３（Ｅ）に示すように、キャリアバー４２に溶接されているニッケルワイヤ２７、２８に対して取り付ける。この際、コンデンサ素子２０にはタンタルワイヤ２６の一部が残っているので、陽極用のニッケルワイヤ２７については、下端部をＬ字形状に屈曲させておき、この屈曲部分をタンタルワイヤ２６に溶接する。これに対して、陰極用のニッケルワイヤ２８については、コンデンサ素子２０の形状に合わせて、２箇所で直角に屈曲させ、コンデンサ素子２０に形成されている陰極層に対してハンダにより接続する。その結果、焼結体２９に一部が埋め込まれたタンタルワイヤ２６と、このタンタルワイヤ２６に溶接により接続されたニッケルワイヤ２７によって、陽極リード線２１が構成される。また、コンデンサ素子２０にハンダで接続されたニッケルワイヤ２８によって、陰極リード線２２が構成される。
【００２６】
次に、図４（Ａ）に示すように、キャリアバー４２に対して、陽極リード線２１および陰極リード線２２を介して連結された複数のコンデンサ素子２０をラックに収納し、コンデンサ素子２０に粉体塗装を施し、コンデンサ素子２０を薄い外装樹脂２５で覆う。
【００２７】
次に、図４（Ｂ）に示すように、図２（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明した座板３のリード引出し穴３１、３２に陽極リード線２１および陰極リード線２２を通す。その際、座板３には、リード線導入溝３５、３６が形成されているので、座板３の側端部で陽極リード線２１および陰極リード線２２をリード線導入溝３５、３６の開口位置に位置合わせした後、座板３を移動させると、陽極リード線２１および陰極リード線２２がリード線導入溝３５、３６を通ってリード引出し穴３１、３２内に導入される。
【００２８】
次に、図４（Ｂ）に示す状態のままで各種検査を行い、不具合品についてはカットオフする。
【００２９】
次に、良品と判定されたものについては、キャリアバー４２から陽極リード線２１および陰極リード線２２を切り離した後、図４（Ｃ）に示すように、陽極リード線２１および陰極リード線２２を座板３の底面３０側でリード収納溝３３、３４に沿って直角に折り曲げ、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、陽極リード線２１および陰極リード線２２の先端部分によって実装端子２３、２４を形成する。ここで、折り曲げ加工を行う前に陽極リード線２１および陰極リード線２２の先端部分を扁平な実装端子２３、２４とするプレス加工を行うこともある。
【００３０】
このようにして、チップ形タンタル電解コンデンサ１が完成する。
【００３１】
［本形態の効果］
以上説明したように、本形態のチップ形タンタル電解コンデンサ１では、コンデンサ素子２０に接続された陽極リード線２１および陰極リード線２２が各々、座板３の底面３０側でこの底面３０に沿うように折り曲げられているため、底板３を回路基板にのせたようにチップ形電解コンデンサ１を基板上に搭載でき、陽極リード線２１および陰極リード線２２の屈曲した先端部（実装端子）を各々、回路基板のパターンにハンダで接続することができる。従って、本発明を適用したチップ形電解コンデンサ１は、基板に容易に面実装できる。また、リードフレームを用いなくても面実装タイプに構成できるので、材料費および設備費を低減でき、チップ形電解コンデンサ１を安価に製造できる。
【００３２】
さらに、座板３については、コンデンサ素子２０の下端面に重ねて配置すればよいので、シート状あるいは薄い板状のものでよい。それ故、コンデンサ素子２０を樹脂モールドした構造と比較してチップ形電解コンデンサ１の薄型化を図ることができる。
【００３３】
また、コンデンサ素子２０に外装を施すにあたって、樹脂モールドではなく、粉体塗装を用いるので、外装樹脂２５を薄く形成できる。また、粉体塗装であるため、金型が必要なく、かつ、コンデンサ素子２０のサイズが変更になったときその樹脂層の形成条件の変更も容易である。
【００３４】
また、座板３にリード線導入溝３５、３６を形成してあるので、陽極リード線２１および陰極リード線２２の先端部をキャリアバー４１などに接続した状態のまま、座板３のリード引出し穴３１、３２内に陽極リード線２１および陰極リード線２２を通すことができる。
【００３５】
さらに、陽極リード線２１は、コンデンサ素子２０の下端面の中心から外れた位置で焼結体２９に埋設された埋設部分（タンタルワイヤ２６）を備えているため、陽極リード線２１をコンデンサ素子２０への埋設部分から略直線的に延ばして座板３のリード引出し穴３１に挿通させることができる。それ故、陽極リード線２１を複雑に屈曲させて引き出す必要がないなど、構造を簡素化できるので、生産性および信頼性を向上することができる。
【００３６】
［その他の実施の形態］
なお、上記形態では、弁金属あるいはその合金の焼結体としてタンタルの焼結体を例に説明したが、ニオブあるいはニオブの合金の焼結体、さらにはアルミニウム、チタンあるいはその合金の焼結体をコンデンサ素子に用いたチップ形電解コンデンサに本発明を適用してもよい。
【００３７】
また、チップ形電解コンデンサに対しては、マウント機での扱いが容易なように、外装樹脂２５で覆ったコンデンサ素子２０にプラスチック製のキャップを被せてもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、コンデンサ素子に接続された陽極リード線および陰極リード線が各々、座板の底面側でこの底面に沿うように折り曲げられているため、底板を回路基板にのせたようにチップ形電解コンデンサを基板上に搭載した状態で陽極リード線および陰極リード線を各々、回路基板のパターンにハンダで接続することができる。従って、本発明を適用したチップ形電解コンデンサは、基板に容易に実装できる。また、リードフレームや樹脂モールドを用いなくても面実装を行うことができるので、材料費および設備費を低減できる。従って、チップ形電解コンデンサを安価に製造できる。また、座板については、コンデンサ素子の下端面のみに重ねて配置すればよく、かつ、この座板についてはコンデンサ素子を保護する機能が不要なのでシート状あるいは薄い板状のものでよい。それ故、コンデンサ素子をモールドした構造と比較してチップ形電解コンデンサの薄型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本形態のチップ形タンタル電解コンデンサを斜め上方から見たときの斜視図、および斜め下方から見たときの斜視図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本形態のチップ形タンタル電解コンデンサに用いた座板を斜め上方から見たときの斜視図、および斜め下方から見たときの斜視図である
【図３】（Ａ）〜（Ｅ）はそれぞれ、本発明を適用したチップ形タンタル電解コンデンサの製造方法を示す説明図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、本発明を適用したチップ形タンタル電解コンデンサの製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１  チップ形タンタル電解コンデンサ
２  コンデンサ本体
３  座板
２０  コンデンサ素子
２１  陽極リード線
２２  陰極リード線
２３、２４  実装端子
２５  外装樹脂
２６  タンタルワイヤ（陽極リード線の埋め込み部分）
２９  焼結体
３０  座板の底面
３１、３２  リード引出し穴
３３、３４  リード収納溝
３５、３６  リード線導入溝
【図１】
2004200417.tif 000003
【図２】
2004200417.tif 000004
【図３】
2004200417.tif 000005
【図４】
2004200417.tif 000006