(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）弁作用金属の角形焼結体により陽極リードおよび側壁に形成される陰極を有するコンデンサ素子を作製し、
（ｂ）リードフレームにより形成される第１および第２の外部リードに前記コンデンサ素子の陽極リードおよび陰極をそれぞれ電気的に接続すると共に、モールドの際の金型により前記陽極リードと反対側の少なくとも端面が押し下げられるように該端面を持ち上げて前記陽極リードを溶接し、
（ｃ）モールド成形金型の上型により前記コンデンサ素子の少なくとも前記端面を押し付けるように前記リードフレームをモールド成形金型にセッティングし、
（ｄ）前記上型と下型とで囲まれる空隙部に樹脂を充填してコンデンサ素子の少なくとも一面側を除いて樹脂製パッケージを形成し、
（ｅ）前記モールド成形金型と接して前記樹脂製パッケージにより被覆されないで露出する部分に被覆剤を塗布する
ことを特徴とする固体電解コンデンサの製法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタンタル粉末などの弁作用金属の焼結体からなる固体電解コンデンサの製法に関する。さらに詳しくは、パッケージをできるだけ小さくしながら大きなコンデンサ素子を内蔵し、容量を大きくすると共に、コンデンサ素子がパッケージから露出して外観や電気的特性の不具合を生じない構造の固体電解コンデンサの製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の固体電解コンデンサは、図４に示されるように、コンデンサ素子１の陽極リード１１が一方の外部リード２と抵抗溶接などにより電気的に接続され、コンデンサ素子１の側壁に形成される陰極１２がヒューズ４を介して、他方の外部リード３とそれぞれ電気的に接続され、その周囲が樹脂によりモールド成形されて樹脂製パッケージ５で被覆されることにより形成されている。各外部リード２、３は、モールドにより樹脂製パッケージ５が形成された後にリードフレームから切断されて分離され、フォーミングされることにより、図４に示される構造に形成されている。コンデンサ素子１の陽極リード１１と外部リード２との抵抗溶接は、コンデンサ素子１を保持した状態で溶接されるが、非常に細いタンタルワイヤなどを溶接するため、図４に誇張して示されるように、傾きが生じる。
【０００３】
また、図５に示されるようにヒューズを内蔵しないで、陰極１２側も直接外部リード３のＺ曲げ加工が施された先端部分と接着剤などにより接着されるタイプのものもある。この場合は、Ｚ曲げ加工が施された外部リード３によりコンデンサ素子１を保持して陽極リード１１が溶接されるが、Ｚ曲げ加工の精度により、陽極リード１１と外部リード２とを抵抗溶接する際に曲りが生じる。
【０００４】
前述のように、コンデンサ素子１の溶接による傾きをなくすることができず、樹脂モールド成形をする前にその傾きを修正してからモールド成形をしているが、それでも完全に傾きをなくすることはできない。傾きによりその角部が樹脂製パッケージ５からはみ出ると、外観不良になったり、陰極の角部が直接外部リード３と接触してヒューズ４が機能しなくなるという問題がある。そのため、樹脂製パッケージ５の外側と、コンデンサ素子１の外周との距離Ａ（図４参照）は少なくとも０.２〜０.５ｍｍ程度の余裕が必要となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一方、近年の電子部品の軽薄短小化に伴い、固体電解コンデンサでも非常にパッケージの小さいものが要求される反面、特性的には、大容量で高特性の固体電解コンデンサが要求されている。固体電解コンデンサの容量を大きくするためには、コンデンサ素子１の体積を大きくする必要があるが、前述のようにパッケージ５の外形はできるだけ小さくすることが要求されており、小さな樹脂製パッケージ５内に、いかに大きなコンデンサ素子１を内蔵するかということが課題になっている。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、コンデンサ素子の陽極リードを外部リードと溶接する際に曲りが生じても、コンデンサ素子の一部がパッケージから外部に露出しないようにすると共に、コンデンサ素子の体積を大きくして容量を大きくすることができる固体電解コンデンサの製法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による固体電解コンデンサの製法は、（ａ）弁作用金属の角形焼結体により陽極リードおよび側壁に形成される陰極を有するコンデンサ素子を作製し、（ｂ）リードフレームにより形成される第１および第２の外部リードに前記コンデンサ素子の陽極リードおよび陰極をそれぞれ電気的に接続すると共に、モールドの際の金型により前記陽極リードと反対側の少なくとも端面が押し下げられるように該端面を持ち上げて前記陽極リードを溶接し、（ｃ）モールド成形金型の上型により前記コンデンサ素子の少なくとも前記端面を押し付けるように前記リードフレームをモールド成形金型にセッティングし、（ｄ）前記上型と下型とで囲まれる空隙部に樹脂を充填してコンデンサ素子の少なくとも一面側を除いて樹脂製パッケージを形成し、（ｅ）前記モールド成形金型と接して前記樹脂製パッケージにより被覆されないで露出する部分に被覆剤を塗布することを特徴とする。
【０００８】
この製法にすることにより、コンデンサ素子の少なくとも一面をモールド金型により押し付けているため、コンデンサ素子を溶接する際の傾きを修正することができ、コンデンサ素子の外壁とパッケージの外壁との間の間隔に余裕をもたせることなく、コンデンサ素子を露出させないで内蔵することができる。そのため、コンデンサ素子の体積をその分大きくすることができ、同じパッケージの大きさで容量を大きくしたり、粉末粒子を粗くしてリーク電流を減らすことにより電気的特性を改良するか、または同じ電気的特性を維持してパッケージの外形を小さくすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
つぎに、図面を参照しながら本発明の固体電解コンデンサの製法について説明をする。本発明の製法により得られる固体電解コンデンサは、図１にその一例の断面説明図が示されるように、弁作用金属の焼結体の一壁面からその焼結体内に陽極リード１１の一端部が埋め込まれて形成される陽極および焼結体の側壁に形成される陰極１２を有するように角形のコンデンサ素子１が形成されている。そして、陽極リード１１の他端部がリードフレームからなる板状の第１の外部リード２と抵抗溶接され、陰極１２が同様に板状の第２の外部リード３とそれぞれ電気的に接続されている。そして、コンデンサ素子１の周囲がパッケージ５により被覆されているが、本発明では、外部リード２、３の面（板状の面）に対してコンデンサ素子１の上面および下面の少なくとも一面を除いた周囲を被覆する、樹脂のモールド成形による樹脂製パッケージ５ａと、モールド成形により被覆されないで露出する面に塗布される被覆物５ｂとにより、パッケージ５が形成されていることに特徴がある。
【００１１】
図１に示される例では、リード２、３の面に関して、コンデンサ素子１の上面以外の周囲が樹脂のモールド成形による樹脂製パッケージ５ａで形成され、上面側のみに塗布された被覆物５ｂがパッケージ５の一部として設けられている。モールド成形による樹脂製パッケージ５ａは、たとえば従来と同様の耐熱性フィラーなどが混入された黒色のエポキシ樹脂をトランスファモールドなどにより成形することにより形成される。このトランスファモールドは、後述するように、コンデンサ素子１が溶接されたリードフレームをモールド金型の上型と下型との間に挟み、コンデンサ素子１をモールド金型の空洞内に配置させてその空洞内に溶融した樹脂を流し込んでから硬化させるもので、コンデンサ素子１の上面より上側のモールド成形金型に空洞が形成されていないことにより、上面のみにモールド成形による樹脂製パッケージ５ａが被覆されない構造になっている。
【００１２】
なお、下型の空洞部は、図１に示される例では、中心部は肉厚でリードが延びる両端部側で薄肉になるように形成されている。これは、リードを折り曲げた（図１に示されるように、フォーミングした）ときにリードの厚み分により丁度底面がほぼ面一になるようにし、プリント基板などに搭載しやすくするためであるが、必ずしもこの形状には限定されない。
【００１３】
塗布による被覆物５ｂは、たとえばモールド成形をするエポキシ樹脂などを塗布して硬化させてもよいし、樹脂モールド成形によるパッケージ５ａと同じ色（通常黒色）のインクなどを塗布して乾燥させてもよい。要はコンデンサ素子１やヒューズ４などが露出しないように被覆され、外観的に目立たないように被覆されておればよい。たとえば前述の樹脂であれば１００μｍ程度、インクの場合はもっと薄く設けられていてもよい。
【００１４】
コンデンサ素子１は、タンタル、アルミニウム、ニオブなどの弁作用金属の粉末が、その一壁面に陽極リード１１が埋め込まれるように角形に成形され、陽極酸化により粉末の周囲にＴａ2 Ｏ5などの酸化膜が形成され、焼結体の外周に二酸化マンガン層、グラファイト層、銀層などが形成されて陰極１２が形成されている。焼結体の大きさは、たとえば２０１２サイズでは従来０.３５ｍｍ立方程度に成形されていたものを一辺のみ０.８ｍｍ程度として成形されており、その長くした方向がリード２、３面の上下方向になるように配置することにより、前述のように上下面のパッケージ５の肉厚を薄くすることができるため、コンデンサ素子１の一部を露出させることなくパッケージ５内に内蔵することができる。
【００１５】
つぎにこの固体電解コンデンサの製法について説明をする。たとえばタンタル粉末を前述の大きさに成形すると共にその一側面に、たとえば太さが０.２ｍｍφ程度のタンタル線を埋め込んで真空中で焼結することにより、陽極リード１１が一壁面に埋め込まれた焼結体を形成する。そして、陽極リード１１の付け根部分にテフロンリング１３を被せ、このコンデンサ素子の陽極リード１１の先端部を、たとえばアルミニウムやステンレスなどの板材で形成した取付バーに数十個程度溶接する。
【００１６】
ついで、取付バーに溶接された分をまとめて、たとえばリン酸水溶液中に浸漬し、陽極リード１１を陽極として陽極酸化をすることにより、タンタル粉末の周囲にＴａ2 Ｏ5 からなる酸化物皮膜を形成する（化成処理）。その後、硝酸マンガン水溶液中に浸漬し、二酸化マンガン層（図示せず）を焼結体の内部およびその外周面に形成すると共に、前述の酸化皮膜形成処理を繰り返す再化成処理を行う。さらにその外表面にグラファイト層（図示せず）を形成し、さらにその外表面に銀層（図示せず）を形成することにより、その表面が陰極１２とされたコンデンサ素子１が形成される。
【００１７】
このコンデンサ素子１の陽極リード１１を、リードフレームに形成された第１の外部リード２に抵抗溶接し、また、陰極１２を、リードフレームの第２の外部リード３にヒューズ４を介して電気的に接続する。この際、陽極リード１１と反対側が上側に持ち上がるように陽極リード１１を外部リード２と溶接することが望ましい。すなわち、従来はコンデンサ素子１の傾きが一定範囲になるように、陽極リードの溶接後に調整をしていたが、本発明では、後述するようにモールド成形金型により押しつけるため、陽極リード１１と反対側が高くなるように溶接しておいて、押しつけることによりその傾きを調整するものである。
【００１８】
このコンデンサ素子１が溶接されたリードフレームを図２に示されるようにモールド金型内にセッティングする。このモールド金型の下型６ａは、図２に示されるように、コンデンサ素子１の下面の下側に空洞部が設けられるように形成されている。しかし、上型６ｂはコンデンサ素子１の上面（図２に示される例ではヒューズ４上）に直接当たるように形成され、コンデンサ素子１の上面側との間には殆ど空隙部がないように形成されている。そのため、たとえば前述のように陽極リードと反対側が高くなっているのが上型６ｂにより押しつけられてコンデンサ素子１の曲がりが修正される。そのため、コンデンサ素子１の下面側も僅かの空隙を設けるだけでよくなる。
【００１９】
その後、モールド金型の空洞内にモールド用樹脂を充填することにより、コンデンサ素子１の上面を除いた周囲がモールド用樹脂により被覆されて樹脂製パッケージ５ａが形成される。ついで、モールド用樹脂により被覆されない部分に、モールド用樹脂と同様の樹脂を塗布して温度を上げて硬化させるか、黒インクなどを塗布して乾燥させることにより、コンデンサ素子１の露出面に被覆物５ｂを形成する。その後、リードフレームから各リードを切断分離し、フォーミングすることにより、本発明による固体電解コンデンサが形成される。
【００２０】
前述の例は、コンデンサ素子１の上面側のみがモールド用樹脂により被覆されないようにしたが、これはパッケージ５の下面がリード２、３のフォーミングによる折り曲げ部と樹脂製パッケージ５の下面がほぼ面一になるように段差を設けることが好ましいためである。しかし、図３に示されるように、下型の一部もコンデンサ素子１の下面と当たるようにモールド用金型を作製しておき、それ以外のところをモールド用樹脂により被覆し、その後露出する上面と下面とに被覆物５ｂを塗布する構成としてもよい。なお、リードを下面側にフォーミングしない構造で、パッケージの下面に段差を設ける必要のないときは、下型も上面と同様に直接コンデンサ素子１の下面全面と当たるように形成し、それ以外の周囲のみをモールド用樹脂により被覆して樹脂製パッケージ５ａを形成する構造にしてもよい。
【００２１】
本発明によれば、コンデンサ素子をリードに溶接する際の曲がり（傾き）をモールド用金型により修正することができると共に、コンデンサ素子の上下両面側におけるパッケージの肉厚を最小限の厚さにすることができる。その結果、同じ外形寸法のパッケージに対して大きな体積のコンデンサ素子を内蔵することができ、容量を大きくするか、焼結する粉末を粗くすることにより等価直列抵抗を小さくすると共に漏れ電流を小さくすることができ、電気的特性を向上させることができる。すなわち、粉末を粗くすると容量は小さくなるが、直列抵抗が小さくなると共に、粉末の状態で形成される酸化膜（陽極酸化をする前の表面の結晶性酸化膜）が少なくなり漏れ電流が小さくなる。また、電気的特性を変化させなければパッケージの外形寸法を小さくすることができる。
【００２２】
さらに、コンデンサ素子の溶接による曲がりは殆ど修正されると共に、コンデンサ素子の露出面には被覆物が塗布されるため、部分的にコンデンサ素子が露出することがなく、外観的にも、外部リードとコンデンサ素子との接触という機能面においても、全然問題は生じない。
【００２３】
前述の例では、コンデンサ素子と外部リードとの間にヒューズを設ける構造であったが、ヒューズを介さないで、外部リードにＺ曲げ加工を施し、直接外部リードとコンデンサ素子の陰極とを接続する場合でも同様である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、コンデンサ素子の上下面側のパッケージの肉厚を薄くすることができるので、外形寸法を同じにしてもコンデンサ素子の体積を大きくすることができる。その結果、容量を大きくするか、粉末の粒子を粗くすることにより、低インピーダンス（等価直列抵抗が小さくなる）にすると共に漏れ電流を小さくすることができ、同じ外形寸法で高特性の固体電解コンデンサが得られる。または同じ電気的特性でよければ外形寸法を小さくすることができる。
【００２５】
さらに、従来コンデンサ素子をリードに溶接した後に、その傾きを測定しながら調整していたが、その作業を必要とせず、組立作業が非常に簡単になり、工数を削減することができると共に、コンデンサ素子の露出がなくなり、歩留りも向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による固体電解コンデンサの一実施形態の断面説明図である。
【図２】図１の固体電解コンデンサをモールド金型にセッティングする際の説明図である。
【図３】本発明の他の実施形態によるモールド金型へのセッティングの説明図である。
【図４】従来の固体電解コンデンサの断面説明図である。
【図５】従来の固体電解コンデンサの断面説明図である。
【符号の説明】
１    コンデンサ素子
２    第１の外部リード
３    第２の外部リード
５    パッケージ
１１    陽極リード
１２    陰極
【図１】
0003881481.tif 000002
【図２】
0003881481.tif 000003
【図３】
0003881481.tif 000004
【図４】
0003881481.tif 000005
【図５】
0003881481.tif 000006