(57)【要約】【課題】  耐熱衝撃性および高温環境での長期信頼性に優れるチップ型固体電解コンデンサを提供すること。【解決手段】  端部から陽極リード線１０が導出された弁作用金属からなる陽極体に、誘電体被膜１と、固体電解質層２と、グラファイトペースト層３と、熱硬化性樹脂を用いた銀ペースト層５と、熱可塑性樹脂を用いた銀ペースト層６とを順に形成したコンデンサ素子の陰極層に導電性接着剤７を介して板状の陰極端子８を接続し、陽極リード線１０に板状の陽極端子１１を接続し、絶縁性の外装樹脂９で外装したチップ型固体電解コンデンサである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部から陽極リードが導出された弁作用金属からなる陽極体に、誘電体被膜と、固体電解質層と、陰極引き出し層としてのグラファイトペースト層と、陰極層としての銀ペースト層とを順に形成してなるコンデンサ素子の前記陰極層に、導電性接着剤を介して板状の陰極端子を接続し、前記陽極リードに板状の陽極端子を接続し、絶縁性の外装樹脂で外装したチップ型固体電解コンデンサにおいて、前記銀ペースト層は熱硬化性樹脂を用いた銀ペースト層と熱可塑性樹脂を用いた銀ペースト層とを積層した複合層であることを特徴とするチップ型固体電解コンデンサ。
【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に関し、特に温度環境に対する高信頼性が求められる用途に適したチップ型固体電解コンデンサする。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化、デジタル化、省電力化に伴い、これら機器に使用されるチップ型固体電解コンデンサにおいてはＥＳＲ（等価直列抵抗）の低いコンデンサが強く要求されている。
【０００３】
図２に、従来例のチップ型固体電解コンデンサを示す。図２（ａ）はその模式的断面図、図２（ｂ）はＢ部の部分拡大図である。このチップ型固体電解コンデンサは、陽極体（図示省略）の誘電体被膜１の上に固体電解質層２を有しており、固体電解質層２の外表面には陰極引き出し層であるグラファイトペースト層３と、陰極層である銀ペースト層４が形成され、その陰極層が陰極端子８に導電性接着剤７を介して接続している。また陽極リード線１０の先端は電気的抵抗溶接などによって陽極端子１１に接続されている。このように接続が行われた後、外装樹脂９が形成されている。この構造の従来技術は広く用いられているが、例えば特許文献１に開示された技術もその一例である。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６８９６６号公報［図１（ｃ）］
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、チップ型固体電解コンデンサでは、銀層が熱硬化性樹脂を用いた銀ペースト層から形成される場合、銀層と外装樹脂間の密着によりリフロー等の熱衝撃の際に銀と外装樹脂の伸縮が異なるため、銀層が外装樹脂に引っ張られ素子内での界面剥離の原因になっていた。また銀層が熱可塑性樹脂を用いた銀ペースト層から形成される場合、高温雰囲気中で銀層が塑性を示し、銀層内での銀の移動、組成の変化等が起こり劣化する原因になっていた。
【０００６】
この状況にあって、本発明の課題は熱衝撃性および高温環境での長期信頼性に優れるチップ型固体電解コンデンサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、陰極層の銀ペーストについて種々の検討を行った結果、次のことが分かった。（１）熱硬化性樹脂を用いた銀ペーストは一度熱をかけると硬化し、その後、組成が変わることが無いため長期間において高温特性に優れる。（２）熱可塑性樹脂を用いた銀ペーストは高温では塑性を示して自由な変形が可能となるため、リフロー等の熱衝撃によって銀層が外装樹脂に引っ張られても熱可塑性樹脂の銀ペーストは自由に変形できるためコンデンサ素子への影響を極力小さく抑えることができる。以上の２点の作用は、チップ型固体電解コンデンサの耐熱衝撃性の改善と高温雰囲気中での長期信頼性の向上をもたらす。
【０００８】
すなわち、本発明のチップ型固体電解コンデンサは、端部から陽極リードが導出された弁作用金属からなる陽極体に、誘電体被膜と、固体電解質層と、陰極引き出し層としてのグラファイトペースト層と、陰極層としての銀ペースト層とを順に形成してなるコンデンサ素子の前記陰極層に、導電性接着剤を介して板状の陰極端子を接続し、前記陽極リードに板状の陽極端子を接続し、絶縁性の外装樹脂で外装したチップ型固体電解コンデンサにおいて、前記銀ペースト層は熱硬化性樹脂を用いた銀ペースト層と熱可塑性樹脂を用いた銀ペースト層とを積層した複合層であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のチップ型固体電解コンデンサでは、陰極層としての内側の熱硬化性樹脂の銀ペースト層により耐熱性を向上させ、また外側の熱可塑性樹脂の銀ペースト層により、外装樹脂との間のリフロー等による熱衝撃で生じる異種材料間での歪みを吸収することで耐熱衝撃性を向上させる。この２層の銀ペーストの組み合わせにより耐熱性・耐熱衝撃性に優れたチップ型固体電解コンデンサを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態でのチップ型固体電解コンデンサ内部の陰極層には、熱硬化性樹脂を用いた銀ペースト層、熱可塑性樹脂を用いた銀ペースト層を順に形成することで、耐熱性および耐熱衝撃性に優れたチップ型固体電解コンデンサを作製する。
【００１１】
まず、陽極リードが導出された弁作用金属体に陽極酸化処理によって誘電体被膜を形成し、その上に固体電解質層および陰極引き出し層としてのグラファイトペースト層を形成する。さらにその上に、耐熱性に優れた熱硬化性樹脂の銀ペースト層、耐熱衝撃性に優れた熱可塑性樹脂の銀ペースト層を順に塗布し、コンデンサ素子を作製する。この素子の陽極リード線に陽極端子を、陰極に陰極端子を接合し、外装樹脂で封止する。さらに陽極端子および陰極端子をリードフレームから分離後、成形して、本実施の形態のチップ型固体電解コンデンサを得る。その詳細については、次の実施例で説明する。
【実施例】
【００１２】
本発明に係るチップ型固体電解コンデンサの実施例について図面を参照して説明する。図１は本実施例１のチップ型固体電解コンデンサを示し、図１（ａ）はその模式的断面図、図１（ｂ）はＡ部の部分拡大図である。なお、図１では、誘電体被膜１は陽極弁作用金属の内部まで入り込んでいるので、詳細な図示は省略し、陽極弁作用金属（陽極体）と同じ箇所に表示した。また、図１は模式的断面のみを示すので、このチップ型固体電解コンデンサの全体形状について補足すると、コンデンサ素子は直方体状で一端から陽極リードが導出された形状であり、外装樹脂の外形は略直方体状であり、板状の陽極端子と陰極端子とが外装樹脂の端面に沿って折り曲げられ、さらに外装樹脂の下面側に折り曲げ加工された形状である。
【００１３】
その作製方法について図１に基づいて説明する。陽極リード線１０となるタンタル線のまわりに、タンタル粉末をプレス機で成型し、高真空・高温度で焼結する。次に陽極酸化により形成した誘電体被膜１上に固体電解質層２、陰極引き出し層としてのグラファイトペースト層３を形成し、その外側に熱硬化性樹脂を用いた銀ペースト層５および熱可塑性樹脂を用いた銀ペースト層６を順に形成する。この後は公知の方法によって、陽極側においては陽極リード線１０と陽極端子１１を例えば溶接によって、電気的に且つ機械的に接続し、また陰極側においては熱可塑性樹脂を用いた銀ペースト層６と陰極端子８を導電性接着剤７によって電気的に接続する。その後、外装樹脂９にて全体を被いモールド成形する。陽極端子１１、陰極端子８を定寸法にて切断・成形し最終形状にいたる。
【００１４】
図２はすでに説明したように従来技術によるチップ型固体電解コンデンサを示す図である。この構造のチップ型固体電解コンデンサを比較例として作製した。実施例の熱硬化性樹脂を用いた銀ペーストと熱可塑性樹脂を用いた銀ペーストの複合層に換えて、熱硬化性銀ペーストのみを用いた場合を比較例１、熱可塑性銀ペーストのみを用いた場合を比較例２として作製した。それ以外の作製工程は実施例と共通である。
【００１５】
このように作製した試料に、（１）２４０℃、１０秒のリフローはんだ前後でのＥＳＲ変化による、はんだ耐熱試験と、（２）１２５℃高温放置試験を行った。試料数は５０個であり、このチップ型固体電解コンデンサは１００μＦ／２．３Ｖのタイプである。
【００１６】
図３に実施例と比較例１のチップ型固体電解コンデンサのはんだ耐熱試験結果を示し、図４に実施例と比較例２の高温放置試験結果を示す。
【００１７】
比較例１（熱硬化性樹脂を用いた銀ペースト層の場合）では、図３に示す通りリフロー等の熱衝撃の際に銀ペースト層４と外装樹脂９の熱膨張係数が異なるため、銀ペースト層４が外装樹脂９に引っ張られ素子内での界面剥離が生じ、ＥＳＲ特性の劣化が大きくなる。また比較例２（熱可塑性樹脂を用いた銀ペースト層の場合）では、図４に示す通り高温雰囲気中で銀ペースト層４が塑性を示し銀ペースト層４内での銀の移動、組成の変化等が生じ、ＥＳＲ特性の劣化が大きくなる。１０００ｈ（時間）後では、１０ｍΩ以上の差が見られる。
【００１８】
以上のように、本発明では、耐熱性に優れた熱硬化性樹脂を用いた銀ペースト層５、耐熱衝撃性に優れた熱可塑性樹脂を用いた銀ペースト層６を順に形成し、コンデンサ素子を作製する。これにより内側の熱硬化性樹脂を用いた銀ペースト層５により耐熱性を向上させ、また外側の熱可塑性樹脂を用いた銀ペースト層６により外装樹脂９との間のリフロー等による熱衝撃で生じる異なる材料間での歪みを吸収することで耐熱衝撃性を向上させる。この２種類の銀ペーストの組み合わせにより耐熱性・耐熱衝撃性に優れた素子を作製できるが、その積層の順は逆にしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明に係るチップ型固体電解コンデンサは電子部品や電気部品のプリント配線基板等に実装されるタイプのチップ型固体電解コンデンサに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のチップ型固体電解コンデンサを示し、図１（ａ）はその模式的断面図、図１（ｂ）はＡ部の部分拡大図。
【図２】従来例のチップ型固体電解コンデンサを示し、図２（ａ）はその模式的断面図、図２（ｂ）はＢ部の部分拡大図。
【図３】はんだ耐熱試験結果を示す図。
【図４】高温放置試験結果を示す図。
【符号の説明】
【００２１】
１    誘電体被膜
２    固体電解質層 
３    グラファイトペースト層
４    銀ペースト層
５    熱硬化性樹脂を用いた銀ペースト層
６    熱可塑性樹脂を用いた銀ペースト層
７    導電性接着剤
８    陰極端子
９    外装樹脂
１０  陽極リード線
１１  陽極端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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