JP2001176756A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

固体電解コンデンサ

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JP2001176756A
JP2001176756A JP35482299A JP35482299A JP2001176756A JP 2001176756 A JP2001176756 A JP 2001176756A JP 35482299 A JP35482299 A JP 35482299A JP 35482299 A JP35482299 A JP 35482299A JP 2001176756 A JP2001176756 A JP 2001176756A
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JP
Japan
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lead
capacitor element
anode lead
package
sintered body
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JP35482299A
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Makoto Aoyama
誠 青山
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Rohm Co Ltd
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Rohm Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 陽極リード部の占める空間を有効に利用する
ことにより、できるだけ体積の大きいコンデンサ素子を
小さいパッケージ内に内蔵し、容量などの電気的特性を
向上させることができる構造の固体電解コンデンサを提
供する。 【解決手段】 弁作用金属粉末の焼結体の一壁面から陽
極リード11の一端部が埋め込まれ、その焼結体の外周
壁を陰極12とするコンデンサ素子1が形成されてい
る。その陽極リード11および陰極12は、それぞれ板
状の第1および第2の外部リード2、3と電気的に接続
され、その周囲がパッケージ5により被覆されている。
そして、板状の第1の外部リード2は、その幅方向の中
心部において、端部から長手方向に切欠き部2aが形成
され、その切欠き部2aを経た陽極リード11の端部と
溶接されることにより前記電気的接続がなされている。

Description

【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、容量値を大き
くするなどの電気的特性を向上させると共に、コンデン
サ素子の信頼性を向上させることができる構造の固体電
解コンデンサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の固体電解コンデンサは、図3
(a)に示されるように、コンデンサ素子1の陽極リー
ド11が第1の外部リード2と電気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Z曲げ加工された第2の外部リード3と導電性
接着剤6などにより接続され、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3に示される構造に形成されている。な
お、13はテフロンリングである。
【0003】このコンデンサ素子1の大きさLは、コン
デンサの特性(容量値など)に応じて異なるが、通常は
0.3〜1mm程度で、パッケージの大きさMもそれに
応じて変るが、通常は2〜3.5mm程度である。しか
し、陽極リード11と第1の外部リード2との溶接部
は、図3(b)に接続部の平面説明図が示されるよう
に、第1の外部リード2の先端と樹脂製パッケージ5の
側壁までの距離Aは、外部リード2と樹脂製パッケージ
5との密着性から、常に少なくとも0.5mm程度は確
保しなければならない。
【0004】また、陽極リード11の先端を0.3mm
程度溶接するが、その溶接部とテフロンリング13との
間の距離Dは、少なくとも0.4mm程度必要となる。
これは、余り短いと溶接時の衝撃による応力が陽極リー
ド11の根元部分(上面)に加わり、酸化皮膜などにク
ラックが入ってリーク不良などになりやすいからであ
る。また、テフロンリング13の厚さCは0.1〜0.2
mm程度あり、陽極リード11の埋込面(焼結体の上
面)からの突出長さBは、0.8mm程度になってい
る。その結果、陽極リード11が埋め込まれたコンデン
サ素子1の上面側のパッケージ5側部までの距離Eは1
〜1.1mm程度で、底面側とパッケージ5側部までの
距離Fの0.4mm程度に比べて、非常に大きな寸法に
なっている。
【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、固体電界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と共に、容量値の増
大化など、特性面の向上が要求されている。容量値の増
大化などの特性面の向上を図るためには、コンデンサ素
子の大きさを大きくしなければならないが、前述のよう
に、パッケージの小形化と相容れず、小さなパッケージ
内にいかに大きなコンデンサ素子を内蔵するかが課題と
なっている。
【0006】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たもので、陽極リード部の占める空間を有効に利用する
ことにより、できるだけ体積の大きいコンデンサ素子を
小さいパッケージ内に内蔵し、容量などの電気的特性を
向上させることができる構造の固体電解コンデンサを提
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
ンデンサは、弁作用金属粉末の焼結体の一壁面から該焼
結体内に一端部が埋め込まれて形成される陽極リードお
よび前記焼結体の外周壁に形成される陰極を有するコン
デンサ素子と、前記陽極リードおよび陰極がそれぞれ電
気的に接続される板状の第1および第2の外部リード
と、前記コンデンサ素子の周囲を被覆するパッケージと
からなり、前記板状の第1の外部リードは、その幅方向
の中心部において、端部から長手方向に切欠き部が形成
され、該切欠き部を経た前記陽極リードの端部と溶接さ
れることにより前記電気的接続がなされている。
【0008】この構造にすることにより、溶接による応
力の影響を避けるべく陽極リードの溶接部と焼結体への
埋込み部との最低限の長さを確保しながら、また、樹脂
製パッケージとの接触面積を保てるように外部リードの
パッケージ内への突っ込み長を確保しながら、コンデン
サ素子の上面(陽極リードが埋め込まれる面)とパッケ
ージの側面との距離を短くし、その分コンデンサ素子の
長さを長くすることができる。その結果、コンデンサ素
子の体積が大きくなり、同じ粒径の金属粉末を用いれば
容量値を大きくすることができ、または粉末の粒径をよ
り大きくすることにより、リーク電流を減らし、また、
等価直列抵抗(インピーダンス)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。
【0009】
【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について説明をする。本発明の
固体電解コンデンサは、図1(a)に本発明の固体電解
コンデンサの一実施形態である断面説明図が示されるよ
うに、弁作用金属粉末の焼結体に、その一壁面から陽極
リード11の一端部が埋め込まれており、その焼結体の
外周壁に陰極12が形成されることによりコンデンサ素
子1が形成されている。そして、陽極リード11および
陰極12がそれぞれ板状の第1および第2の外部リード
2、3と電気的に接続され、その周囲がパッケージ5に
より被覆されている。そして、本発明では、板状の第1
の外部リード2は、その幅方向の中心部において、端部
から長手方向に切欠き部2aが形成され、その切欠き部
2aを経た陽極リード11の端部と溶接されることによ
り前記電気的接続がなされている。
【0010】第1および第2の外部リード2、3は、従
来と同様に42合金、または銅や鉄を含む0.1mm程
度の厚さの板状体を打ち抜くことにより、各リードが連
結されたリードフレームの状態に形成されている。この
リードの形状に打ち抜く際に、本発明では、図1(b)
に第1の外部リード2の端部部分が平面説明図で示され
るように、幅方向の中心部で、端部から一定の長さGの
切欠き部2aが形成されている。この切欠き部2aの長
さGは、たとえば0.2〜0.3mm程度で、その幅H
は、0.8mm程度(外部リード2の幅は1.0mm程
度)に形成される。なお、図1に示される例では、第2
の外部リード2の先端部がさらに幅広に形成されている
が、幅広部が形成されることにより、リード抜けに対し
て一層強固になるため好ましい。この幅広部の長さは、
0.2〜0.3mm程度である。
【0011】コンデンサ素子1は、従来の素子と同じ構
造で、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
た角形などに成形され、陽極酸化により粉末の周囲にT
25などの酸化皮膜や二酸化マンガン層が形成さ
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、たとえば底面積が0.3mm角から
1mm角程度で、長さ(図3のL寸法)が0.8〜1.7
mm程度の(従来の同じ大きさのパッケージに対して、
0.2mm程度長い)寸法に形成されている。すなわ
ち、後述するように、本発明では、外部リード2の切欠
き部2aを陽極リード11が経る(通過する)ことによ
り、外部リード2との溶接部までの距離を保てるように
なるので、コンデンサ素子1と外部リード2の先端部と
の間隔を狭くすることができ、その分コンデンサ素子1
の長さLが長くなっている。
【0012】陽極リード11の根元には、従来の構造と
同様に、厚さが0.1〜0.2mm程度で直径が0.3〜
0.8mm程度(種類によって異なる)のテフロンリン
グ13が被せられ、後述する二酸化マンガン形成用溶液
などの液が陽極リード11側に這い上がるのを防止して
いる。陽極リード11は、化成処理や再化成処理などの
コンデンサ素子1の製造工程が終了した段階で、上面か
らの長さB(テフロンリング13の厚さを含んだ寸法)
は、従来の構造と同様に、0.8mm程度の長さに切断
される。
【0013】このコンデンサ素子1の陽極リード11
と、第1の外部リード2とは、図1(b)に平面説明図
が示されるように、外部リード2の切欠き部2aに陽極
リード11が位置するように、コンデンサ素子1を第1
の外部リード2に接近した状態で配置され、コンデンサ
素子1の上面と外部リード2の先端部との間隔Jが0.
2〜0.4mm程度となり、陽極リード11の先端部が
第1の外部リード2の切欠き部2を通り過ぎたところで
電気溶接されている。その結果、陽極リード11の長さ
B、および外部リード2のパッケージ5内の長さAを従
来と同じ寸法にしながら、コンデンサ素子1の上面とパ
ッケージ5側面との距離Eを、切欠き部2aの長さ0.
2〜0.3mm程度(G)だけ小さくなる0.9mm程度
となり、その分だけコンデンサ素子1の長さLが長く形
成されている。
【0014】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壁面に、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(上面)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、たとえばステンレ
ス板で形成した図示しないステンレスバーに数十個程度
溶接する。
【0015】ついで、ステンレス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Ta25 からなる酸化物被膜を形成す
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工程と前述の酸化皮膜形成工程
を数回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。
【0016】このように製造されたコンデンサ素子1
を、従来の陽極リード11と同じ長さになるように1個
づつステンレスバーから切り離し、第1の外部リード2
が前述の構造に形成されたリードフレームの第1の外部
リード2と溶接する。また、第2の外部リード3側は導
電性接着剤6によりコンデンサ素子1の側壁と接着す
る。このコンデンサ素子1が取り付けられたリードフレ
ームを、モールド金型の下型と上型の間にセッティング
し、モールド金型の空洞内に樹脂を流し込み、硬化させ
ることにより、図1に示されるような樹脂製のパッケー
ジ5が形成される。その後、リードフレームから各リー
ドを切断し、パッケージ5の底面側に折り曲げることに
より、図1に示される構造の固体電解コンデンサが得ら
れる。
【0017】本発明によれば、コンデンサ素子の上面と
パッケージの側壁との距離(図1のE)を短くすること
ができるため、同じパッケージの大きさに対して、コン
デンサ素子をその分長くすることができ、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、体積を
1.2〜1.4倍程度に大きくすることができ、容量値が
同じ倍率で大きくなる。また、容量値を大きくしなけれ
ば、粉末を粗くして、インピーダンスやリーク電流など
を低減することができ、電気的特性を向上させることが
できるし、電気的特性を従来と同様に維持すれば、パッ
ケージを小さくすることができる。この陽極リード接続
部の短縮によるコンデンサ素子の体積の増大割合は、コ
ンデンサ素子の体積には余り影響しないため、とくに元
々体積の小さかったコンデンサ素子ほど顕著となる。
【0018】一方、陽極リードの長さは従来と同じ長さ
を確保しているため、陽極リード11を溶接する際など
に応力がその根元部にかかり、酸化皮膜のクラックなど
によりリーク不良を来すことがない。また、外部リード
のパッケージ内の長さも、従来と同じ長さ埋め込まれて
いるため、パッケージとの密着性を維持して、リード抜
けなどの発生もない。
【0019】前述の例は、陰極側をZ曲げ加工が施され
た第2の外部リード3と導電性接着剤により接着された
構造であったが、陰極側の構造には関係なく、図2に示
されるようなヒューズ機能を有するワイヤ4を介して第
2の外部リード3と接続される構造のものでも、第1の
外部リード2を同様の形状にし、コンデンサ素子1の大
きさを大きくすることができる。なお、ワイヤ4が接続
される以外の構造は図1に示される例と同じで、同じ部
分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、外部リードの無駄な空
間を排除し、パッケージ内に効率よくコンデンサ素子を
内蔵させることができるため、同じ外形寸法のパッケー
ジで、容量を大きくしたり、リーク電流などを減らした
電気的特性の向上した固体電解コンデンサが得られる。
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、最近の電子機器におけ
る軽薄短小化の要求に応えることができる。
【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、および陽極リードと外部リードとの接続
部の平面説明図である。
【図2】図1の陰極部の接続構造が異なる例の同様の断
面説明図である。
【図3】従来の固体電解コンデンサの断面説明図、およ
び陽極リードと外部リードとの接続部の平面説明図であ
る。
【符号の説明】
1 コンデンサ素子 2 第1の外部リード 2a 切欠き部 3 第2の外部リード 5 パッケージ 11 陽極リード 12 陰極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 弁作用金属粉末の焼結体の一壁面から該
    焼結体内に一端部が埋め込まれて形成される陽極リード
    および前記焼結体の外周壁に形成される陰極を有するコ
    ンデンサ素子と、前記陽極リードおよび陰極がそれぞれ
    電気的に接続される板状の第1および第2の外部リード
    と、前記コンデンサ素子の周囲を被覆するパッケージと
    からなり、前記板状の第1の外部リードは、その幅方向
    の中心部において、端部から長手方向に切欠き部が形成
    され、該切欠き部を経た前記陽極リードの端部と溶接さ
    れることにより前記電気的接続がなされてなる固体電解
    コンデンサ。
JP35482299A 1999-12-14 1999-12-14 固体電解コンデンサ Withdrawn JP2001176756A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003168626A (ja) * 2001-11-28 2003-06-13 Samsung Electro Mech Co Ltd 改善されたリードフレームを備えるタンタルコンデンサ
JP2007317930A (ja) * 2006-05-26 2007-12-06 Hitachi Aic Inc 固体電解コンデンサ

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