(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属粉末に陽極取り出し用ワイヤーを埋設・植立し、加圧成形後、焼結を行い陽極体を成形し、この陽極体に化成により酸化皮膜を形成し、固体電解質層、グラファイト層、銀層の順に陰極層を形成することで内部素子を作製し、この内部素子を陽陰極取り出し用のリードフレームに取り付けた後、モールド外装樹脂のモールド成形および端子成形を行うチップ型固体電解コンデンサの製造方法において、前記モールド外装樹脂は互いに平均粒径の異なる少なくとも３種類の粒子系のフィラーを含有し、第１粒子系のフィラーが球状フィラー、第２および第３粒子系のフィラーが破砕フィラーであり、前記第２粒子系のフィラーおよび第３粒子系のフィラーを調合してなるフィラーを前記第１粒子系のフィラーと調合す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。
【請求項２】
前記第１粒子系のフィラーは球の形状を持ち平均粒径が２０〜４０μｍであり、前記第２粒子系のフィラーは破砕による不定形の形状を持ち前記第１粒子系のフィラーよりも平均粒径が小さく且つ２０〜３０μｍの範囲にあり、前記第３粒子系のフィラーは破砕による不定形の形状を持ち前記第２粒子系のフィラーよりも平均粒径が小さく且つ１０〜２０μｍの範囲にあることを特徴とする、請求項１記載の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】
本発明はチップ型固体電解コンデンサの製造方法に関し、特に、リードフレームにより陽極端子および陰極端子を形成し、モールド外装樹脂で外装するチップ型固体電解コンデンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品の応用電子機器は小型化や薄型化に伴って、電子部品の高信頼性についても日々要求が強くなっている。そのため、チップ型固体電解コンデンサでも外装不良や漏れ電流不良の低減による信頼性向上が図られている。
【０００３】
従来のチップ型固体電解コンデンサの例を、図５および図６を参照して説明する。図５は従来例での固体電解コンデンサの模式的な断面図であり、１は内部素子（コンデンサ素子）、２は陽極端子および陰極端子となったリードフレーム、３はモールド外装樹脂、１６は破砕フィラー、１８は難燃剤などを含む樹脂である。また、図６は従来例でのモールド外装樹脂の調合方法を示す図である。
【０００４】
この例では、図５に示すように、Ｔａ、Ｎｂ等の弁作用金属粉末に陽極取り出し用ワイヤーを埋設・植立し、加圧成形後、焼結を実施し陽極体を形成する。その後、前記陽極体に化成により酸化皮膜を形成し、固体電解質、グラファイト層、銀層と陰極層を順次形成し内部素子１を作る。そして、内部素子１を陽陰極取り出し用のリードフレーム２に取り付け、その後モールド外装、バリ取り、端子成形を行いチップ型固体電解コンデンサを作製する。このとき、図６に示すようにモールド外装樹脂ｃ（図５では符号３で示す。）の構成フィラーの種類は１種類の形状で１種類の平均粒径を持っている。
【０００５】
すなわち、図６のように、例えば平均粒径１４μｍの破砕フィラーａ（６５〜７５重量％）と難燃剤などを含む樹脂ｂ（２５〜３５重量％）とを調合してモールド外装樹脂ｃを作製する。これを、図５のモールド外装樹脂３として使用することで、従来の固体電解コンデンサを作製する。
【０００６】
また、特許文献１に開示された技術においても、１種類の粒子系からなる無機フィラーが外装樹脂内に含有されている。  
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２５２１５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来、上記のように１種類のフィラーを使用する場合には、破砕形状などのフィラーで粒径の小さいものを増やせばリードフレームに残るモールド外装樹脂の薄バリが発生し、逆に、フィラーの粒径を大きくして量を増やせば外装モールド外装樹脂の流動性不足による樹脂不足（外装樹脂表面での樹脂欠損）が発生する。したがって、モールド外装樹脂の薄バリを防止すると同時に樹脂不足を防止しなければならないという問題があった。
【０００９】
また弁作用金属を使用する固体電解コンデンサの重要な不良モードとして、漏れ電流（ＬＣ）特性の劣化によるコンデンサの焼損やそれによる回路の電圧低下の問題が発生することがあり、その一要因として、破砕フィラーが多いと熱による外装モールド外装樹脂と内部素子の熱膨張率の差によって、アンカー効果による応力がより多く発生することに起因する、実装時のＬＣ劣化に問題があった。
【００１０】
この状況にあって、本発明の課題は、モールド外装時の薄バリの発生および樹脂不足を防止すると共に実装時の漏れ電流特性の劣化を防止できるチップ型固体電解コンデンサの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、弁作用金属を用いてなる固体電解コンデンサの内部素子を外装するモールド外装樹脂として３種類の平均粒径を持つ粒子系のフィラーを使用し、一番大きいフィラーを球の形状で平均粒径が２０〜４０μｍで構成し、また２番目に大きいフィラーを１番目のフィラーより小さく且つ不定形の破砕形状で平均粒径が２０〜３０μｍで構成し、また３番目の大きさのフィラーを不定形の破砕形状で平均粒径が１０〜２０μｍで構成し、一番大きいフィラーの隙間を埋める程度の粒径を持つように調製したモールド外装用材料（モールド外装樹脂）を使用する。
【００１２】
すなわち、本発明のチップ型固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用金属粉末に陽極取り出し用ワイヤーを埋設・植立し、加圧成形後、焼結を行い陽極体を成形し、この陽極体に化成により酸化皮膜を形成し、固体電解質層、グラファイト層、銀層の順に陰極層を形成することで内部素子を作製し、この内部素子を陽陰極取り出し用のリードフレームに取り付けた後、モールド外装樹脂のモールド成形および端子成形を行うチップ型固体電解コンデンサの製造方法において、前記モールド外装樹脂は互いに平均粒径の異なる少なくとも３種類の粒子系のフィラーを含有し、第１粒子系のフィラーが球状フィラー、第２および第３粒子系のフィラーが破砕フィラーであり、前記第２粒子系のフィラーおよび第３粒子系のフィラーを調合してなるフィラーを前記第１粒子系のフィラーと調合することを特徴とする。
【００１３】
前記第１粒子系のフィラーは球の形状を持ち平均粒径が２０〜４０μｍであり、前記第２粒子系のフィラーは破砕による不定形の形状を持ち前記第１粒子系のフィラーよりも平均粒径が小さく且つ２０〜３０μｍの範囲にあり、前記第３粒子系のフィラーは破砕による不定形の形状を持ち前記第２粒子系のフィラーよりも平均粒径が小さく且つ１０〜２０μｍの範囲にあるとよい。
【００１４】
前記第２粒子系のフィラーおよび第３粒子系のフィラーを調合してなるフィラーを前記第１粒子系のフィラーと調合するとよい。こうするとモールド外装樹脂内で第１の粒子系のフィラー間の隙間を埋めるように第２および第３の粒子系のフィラーが配置され易くなる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明により、（１）破砕形状の大きいフィラーと破砕形状の小さいフィラーを組み合わすことでフィラー間の距離を小さくし、またフィラー同士が連鎖できるようになり、金型とリードフレームの隙間に入り込むことをブロックし、また入り込んでもそれ以上広がらなくなり、金型とリードフレームの隙間に出来るモールド外装樹脂の薄バリの発生を防止でき、且つ、（２）球状フィラーの含有により破砕フィラーの量を少なくすることで破砕フィラーと内部素子のアンカー効果が少なくなりモールド外装樹脂の流れが良くなることで、モールド外装樹脂の樹脂流れ不足を防止できる。また、（３）熱によるモールド外装樹脂と内部素子の熱膨張率の差によって、破砕フィラーと内部素子とのアンカー効果による応力発生に起因する、基盤実装時のＬＣ劣化を防止できる。
【００１６】
すなわち、本発明によれば、リードフレーム部のモールド外装樹脂の薄バリがなく、またモールド成形時の樹脂の流動性不足による樹脂不足がなく、更に、漏れ電流（ＬＣ）特性を改善できるモールド樹脂外装のチップ型固体電解コンデンサの製造方法を提供することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明に係る固体電解コンデンサの模式的な断面図である。図２は本発明の一実施の形態でのモールド外装樹脂の調合方法を、使用するフィラー材とそれらの調合比率および調合順序に重点をおいて示す図である。
【００１８】
チップ型固体電解コンデンサにおいて、図１にあるようにＴａ、Ｎｂ等の弁作用金属に陽極ワイヤーを埋設・植立し、加圧成形後、焼結を実施し陽極体を形成する。その後、前記陽極体に化成を施して酸化皮膜を形成し、固体電解質、グラファイト層、銀層と陰極層を順次形成し内部素子１を作る。そして、内部素子１を陽陰極取り出し用のリードフレーム２に取り付け、その後モールド成形、モールド外装樹脂のバリ取り、端子成形を行う。  
【００１９】
そのモールド形成で用いるモールド外装樹脂について説明する。図２に示すように、構成フィラーの種類が３種類以上の平均粒径を持ち、一つ目（第１粒子系のフィラー）は球状フィラーｇであり平均粒径が２０〜４０μｍで構成され、二つ目（第２粒子系のフィラー）は不定形の破砕フィラーｅで平均粒径が２０〜３０μｍで構成され、三つ目（第３粒子系のフィラー）が不定形の破砕フィラーｄで平均粒径が１０〜２０μｍで構成され、それらを調合し、難燃剤、カップリング剤などを含む樹脂内に含有させることで、モールド外装樹脂ｊを作製する。なお、球状フィラーおよび破砕フィラーの材質については、シリカ、アルミナなどを使用できる。
【００２０】
それらのフィラー材の調合比率および調合順序は図２のようである。まず、２．５〜５．０重量％の破砕フィラーｄと、９５．０〜９７．５重量％の破砕フィラーｅとを調合し、破砕フィラーｆを得る。次に、２．５〜１０．０重量％の破砕フィラーｆと、９０．０〜９７．５重量％の球状フィラーｇとを調合し、最終フィラーｈを得る。次いで、８０〜８５重量％の最終フィラーｈと、１５〜２０重量％の、難燃剤を含む樹脂ｉとを調合し、モールド外装樹脂ｊを得る。
【００２１】
ところで、球状フィラーｇ（第１粒子系のフィラー）の平均粒径を２０〜４０μｍとした理由は、２０μｍ未満では薄バリが発生し易くなり、４０μｍを超えると外装樹脂表面での樹脂不足が発生し易くなるという不都合があるからである。
【００２２】
また、破砕フィラーｅ（第２粒子系のフィラー）の平均粒径を２０〜３０μｍとした理由は、２０μｍ未満では薄バリが発生し易くなり、３０μｍを超えると漏れ電流特性が劣化し易いという不都合があるからである。なお、その平均粒径を２３〜２７μｍに限ると、更に好ましい。
【００２３】
また、破砕フィラーｄ（第３粒子系のフィラー）の平均粒径を１０〜２０μｍとした理由は、１０μｍ未満では破砕フィラーｅ（第２粒子系のフィラー）との連鎖が十分でなく、薄バリが発生し易くなり、他方、２０μｍを超えると、より大きな粒径のフィラーの隙間を埋めることが出来ず、漏れ電流劣化の不都合があるからである。なお、その平均粒径を１１〜１５μｍに限ると、更に好ましい。
【００２４】
また、破砕フィラーｄと破砕フィラーｅからなる破砕フィラーｆの平均粒径を１８〜２２μｍになるように調合すると、大きな粒径と小さな粒径の破砕フィラーがよく連鎖し、薄バリ、樹脂不足および漏れ電流劣化を防止する効果が認められる点で好ましい。
【００２５】
このように調合したモールド外装樹脂ｊを、図１のモールド外装樹脂４として用い、内部素子１を公知の金型を用いてモールド外装成形し、チップ型固体電解コンデンサを完成する。すなわち、モールド外装樹脂４は、球状フィラー５（図２の球状フィラーｇ）と、それよりも小さい破砕フィラー６（図２の破砕フィラーｅ）と、更に小さい破砕フィラー７（図２の破砕フィラーｄ）と、難燃剤、カップリング剤などを含む樹脂８とから構成される。
【実施例】
【００２６】
次に実施例を挙げて本発明を更に説明する。
【００２７】
本実施例のモールド外装樹脂の作製方法は、すでに説明した図２と同様であり、本実施例のチップ型固体電解コンデンサの構造についても、図１と同様であるので、これらの図面を本実施例の説明でも参照する。
【００２８】
チップ型固体電解コンデンサの作製では、図１にあるように、Ｔａ、Ｎｂ等の弁作用金属粉末に陽極ワイヤーを埋設・植立し、加圧成形後、焼結を実施し陽極体を形成する。その後、前記陽極体に化成による酸化皮膜を形成し、固体電解質、グラファイト層、銀層と陰極層を順次作製し内部素子１を得る。そして、この内部素子１を陽陰極取り出し用のリードフレーム２に取り付け、その後モールド成形、モールド外装樹脂のバリ取り、端子成形を行う。
【００２９】
このときモールド成形で使用するモールド外装樹脂を作製するためのフィラー材として、結晶シリカを溶融し冷却後に粉砕して得られた粉砕フィラー、および、バーナー熱処理を施し冷却時の表面張力により球状にすることで得られた球状フィラーを用いた。
【００３０】
図２を参照して、平均粒径１３μｍの不定形の破砕フィラーｄを３．８重量％とし、平均粒径２５μｍの不定形の破砕フィラーｅを９６．２重量％とする比率で調合し、平均粒径およそ２０μｍの不定形の破砕フィラーｆを得る。
【００３１】
この不定形の破砕フィラーｆを６．２重量％とし、平均粒径３０μｍの球状フィラーｇを９３．８重量％とする比率で調合し、最終フィラーｈを得る。
【００３２】
この最終フィラーｈを８２．５重量％とし、カップリング剤、難燃剤などを含む樹脂ｉを１７．５重量％とする比率で調合し、モールド外装樹脂ｊを作製する。出来たモールド外装樹脂ｊを、図１のように、内部素子１のモールド外装樹脂４として使用することで、固体電解コンデンサを作製する。
【００３３】
他方、従来品として、図６のように、平均粒径１４μｍの不定形の破砕フィラーａを７０重量％とし、カップリング剤、難燃剤などを含む樹脂ｂを３０重量％とする比率で調合したモールド外装樹脂３を用いて固体電解コンデンサを作製した。この従来品および実施例の発明品について漏れ電流値（ＬＣ）およびモールド外装に関わる外観不良率を試料数２５００個で比較した。図３は発明品および従来品の漏れ電流を比較して示す図であり、従来品での漏れ電流（μＡ）の平均値を１とする相対値で表示した。また、図４は発明品および従来品の外観不良率を比較して示す図であり、従来品での外観不良率（％）を１とする相対値で表示した。
【００３４】
図３に示すように、実施例の漏れ電流（ＬＣ）について、従来値の約０．５７倍に低減できた。また、図４に示すように、実施例のモールド外装樹脂に関する外観不良率は従来値の０．４６倍に低減できた。
【００３５】
以上、この発明の実施の形態および実施例を説明したが、この発明は、図１、図２の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、なしえるであろう各種変形、修正を含むことはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は固体電解コンデンサだけでなく、モールド外装樹脂で成形する電気部品についても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る固体電解コンデンサの模式的な断面図。
【図２】本発明の一実施の形態でのモールド外装樹脂の調合方法を示す図。
【図３】発明品および従来品の漏れ電流を比較して示す図。
【図４】発明品および従来品の外観不良率を比較して示す図。
【図５】従来例での固体電解コンデンサの模式的な断面図。
【図６】従来例でのモールド外装樹脂の調合方法を示す図。
【符号の説明】
【００３８】
１  内部素子
２  リードフレーム
３、４  モールド外装樹脂
５  球状フィラー（第１粒子系のフィラー）
６  破砕フィラー（第２粒子系のフィラー）
７  破砕フィラー（第３粒子系のフィラー）
８、１８  樹脂
１６  破砕フィラー
ａ、ｄ、ｅ、ｆ  破砕フィラー
ｂ、ｉ  樹脂
ｃ、ｊ  モールド外装樹脂
ｇ  球状フィラー
ｈ  最終フィラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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