JP2002043174A - チップ状コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小形、大容量で、ＥＳＲ特性に優れたチップ
状コンデンサを提供すること。 【解決手段】 陽極導出線２を備えたコンデンサ素子１
に、誘電体酸化皮膜３、固体電解質層４、陰極引出層５
を形成し、樹脂外装してなるチップ状コンデンサにおい
て、上記コンデンサ素子１の陽極導出線２が導出される
面と異なる面に弁金属からなる陽極引出層１０を備え、
該陽極引出層１０と陽極リードフレーム８とを接続して
なることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、小形、大容量で、
高周波領域でも等価直列抵抗（ＥＳＲ）の低いチップ状
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】近年、電子機器の軽薄短小化と、高周波
化に伴い、単位体積当たりの収納容量が大きく、高周波
領域でもＥＳＲの小さいチップ状コンデンサが要求され
ている。

【０００３】以下に、従来のチップ状焼結型固体電解コ
ンデンサの構造について説明する。図３は従来のチップ
状コンデンサの断面図である。

【０００４】陽極導出線２を備えた弁作用金属粉末を成
形焼結したコンデンサ素子１の表面に、陽極酸化法によ
り誘電体酸化皮膜３を形成し、該誘電体酸化皮膜３の上
に金属酸化物や、導電性高分子からなる固体電解質層４
を形成後、カーボン層と銀層からなる陰極引出層５を順
次形成する。

【０００５】該陰極引出層５に、陰極側外部電極となる
陰極リードフレーム７を導電性接着剤６を用いて固着
し、他方、陽極導出線２に、陽極側外部電極となる陽極
リードフレーム８を溶接した後、コンデンサ素子をトラ
ンスファーモールドによりモールド樹脂９で外装するこ
とによりチップ状コンデンサを構成していた。

【０００６】チップ状コンデンサは弁作用金属にタンタ
ルを用いたタンタル固体電解コンデンサが一般的である
が、アルミニウムを用いたコンデンサも製造されてい
る。また、固体電解質としては二酸化マンガンが一般的
であったが、低ＥＳＲ化の需要拡大により固有抵抗が二
酸化マンガンより低いポリピロールや、ポリアニリン等
の導電性高分子への移行が急速に進んでいる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来のチップ状コンデンサの構造では、陽極導出線２
に板状の陽極リードフレーム８を溶接して陽極電極を外
部に引き出すため、モールド樹脂の内部に陽極導出線と
陽極リードフレームおよびその接合点に占められる領域
が発生し、コンデンサ素子を大きくできない、すなわち
大容量化できないという問題があった。

【０００８】また、陽極導出線２に陽極リードフレーム
８を溶接して外部に電極を引き出す構造のため、陽極リ
ードフレーム８と陽極導出線２の接合点、陽極導出線２
とコンデンサ素子１の接合点および陽極導出線２の電気
抵抗により高周波領域でのＥＳＲが数ｍΩから数１０ｍ
Ω高くなるという問題があった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するもので、コンデンサ素子から陽極導出線を介さずに
陽極側外部電極を引き出す構造とすることにより、容量
に寄与しない陽極導出線と陽極リードフレームとの接合
点をなくし、電気抵抗の増加を抑えることにより、小形
大容量で高周波領域のＥＳＲが低いチップ状コンデンサ
を得ることができるものである。すなわち、陽極導出線
２を備えたコンデンサ素子１に、誘電体酸化皮膜３、固
体電解質層４、陰極引出層５を形成し、樹脂外装してな
るチップ状コンデンサにおいて、上記コンデンサ素子１
の陽極導出線２が導出される面と異なる面に弁金属から
なる陽極引出層１０を備え、該陽極引出層１０と陽極リ
ードフレーム８とを接続してなることを特徴とするチッ
プ状コンデンサである。

【００１０】また、陽極導出線２を備えたコンデンサ素
子１に、誘電体酸化皮膜３、固体電解質層４、陰極引出
層５を形成し、樹脂外装してなるチップ状コンデンサに
おいて、上記コンデンサ素子１の陽極導出線２が導出さ
れる面と異なる面に弁金属からなる陽極引出層１０を形
成後、コンデンサ素子１に誘電体酸化皮膜３を形成し、
陽極引出層１０上の誘電体酸化皮膜３表面に撥水性樹脂
層１１を形成後、固体電解質層４、陰極引出層５を順次
形成し、陽極引出層１０上の誘電体酸化皮膜３と撥水性
樹脂層１１を除去して陽極引出層１０を露出させ、該陽
極引出層１０と陽極リードフレーム８、陰極引出層５と
陰極リードフレーム７を接続してなることを特徴とする
チップ状コンデンサおよびその製造方法である。

【００１１】さらに、上記陽極引出層１０が、真空蒸着
法、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法のいずれかで形成されているこ
とを特徴とするチップ状コンデンサおよびその製造方法
である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明を図面に基づき詳細に説明
する。図１は本発明の一実施例である。コンデンサ素子
１の陽極導出線２と異なる面に真空蒸着法、ＰＶＤ法、
ＣＶＤ法の何れかの方法で弁金属からなる陽極引出層１
０を形成し、該陽極引出層１０と陽極リードフレーム８
を接続することで、小形、大容量で、高周波領域で低Ｅ
ＳＲのチップ状コンデンサが得られる。

【００１３】

【実施例】〔実施例１〕コンデンサの外形寸法が、幅
１．６ｍｍ×長さ３．２ｍｍ×高さ１．６ｍｍとなるよ
うに、１グラム当たりの粉末ＣＶ値（容量と化成電圧の
積）が３００００μＦ・Ｖ／ｇで、幅１．２ｍｍ×長さ
２．４ｍｍ×高さ０．７ｍｍで、１．２ｍｍ×０．７ｍ
ｍの面に陽極導出線２（タンタルワイヤー）を植立した
直方形タンタル微粉末焼結体をコンデンサ素子１とし
た。真空容器の上面に陽極引出層形成用金属のターゲッ
トを、下面に被コーティング物設置治具を配置したアー
クイオンプレーティング装置に、タンタルワイヤー植立
面を下にしてコンデンサ素子１を被コーティング物設置
治具に設置し、ターゲットにタンタルを設置した。真空
容器内をロータリーポンプとターボ分子ポンプを併用し
て１．２ｍＰａ以下に排気した後、ターゲットを陽極、
真空容器全体を陰極として真空アーク放電を発生させ、
コンデンサ素子１のタンタルワイヤー植立面と反対の面
に厚さ１００μｍのタンタルからなる陽極引出層１０を
形成した。陽極引出層１０を形成したコンデンサ素子１
を、０．０５％リン酸水溶液中で２０Ｖ印加して陽極酸
化し、誘電体酸化皮膜を形成した後、洗浄乾燥した。陽
極引出層１０上の誘電体酸化皮膜３表面に水溶性テフロ
ン（登録商標）樹脂を塗布後２００℃で硬化し撥水性樹
脂層１１とした。次に、 ・ピロールモノマー ５ｗｔ％ ・ｐ−トルエンスルホン酸第２鉄 ２５ｗｔ％ ・ｎ−ブタノール ３５ｗｔ％ ・ｉ−プロパノール ３５ｗｔ％ からなる溶液に浸漬後５０℃で１時間化学重合を行った
後、未反応のモノマーと過剰の酸化剤を水洗して除去し
１００℃で５分間乾燥する工程を１４回繰り返して固体
電解質層４としてポリピロール層を形成した。そして公
知の方法でポリピロール層上に、カーボン層、陰極銀層
からなる陰極引出層５を形成した。その後、コンデンサ
素子１の陽極引出層１０側に１０ＷのＹＡＧレーザーを
照射し、陽極引出層１０上の誘電体酸化皮膜と撥水性樹
脂を除去した。タンタル金属面が露出した陽極引出層１
０の表面に陽極リードフレーム８を溶接した後、タンタ
ルワイヤーを短く切断し、陰極リードフレーム７と陰極
銀層とを導電性接着剤６で接着した。さらに、トランス
ファーモールドによりモールド樹脂で外装してチップ状
タンタルコンデンサを１００個作製した。

【００１４】〔実施例２〕幅１．２ｍｍ×長さ２．７ｍ
ｍ×高さ０．６ｍｍのコンデンサ素子１で図２のような
構造のチップ状タンタルコンデンサを実施例１と同様に
１００個作製した。なお、陽極引出層１０形成部以外を
マスキングしてから、アークイオンプレーティング装置
に設置し、陽極引出層１０を形成した。

【００１５】〔従来例〕実施例１より長さ方向の寸法が
０．８ｍｍ短い、幅１．２ｍｍ×長さ１．６ｍｍ×高さ
０．７ｍｍのコンデンサ素子を用いて、実施例１と同様
に誘電体酸化皮膜３、固体電解質層４、陰極引出層５を
形成し、タンタルワイヤーに陽極リードフレーム８を溶
接し、陰極リードフレーム７と陰極銀層とを導電性接着
剤６で接着した後、トラスファーモールドによりモール
ド樹脂で外装して図３のような構造のチップ状タンタル
コンデンサを１００個作製した。

【００１６】得られたコンデンサの容量、tanδ、ＥＳ
Ｒ、漏れ電流の平均値を表１に示した。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１より、実施例１，２は従来例より容量
が高く、ＥＳＲに優れていることが分かる。また、実施
例１，２の寸法のコンデンサ素子で、従来例と同様にコ
ンデンサを作製したが、陰極リードフレーム７を基準に
すると、陽極導出線２がモールド樹脂よりはみ出し、コ
ンデンサとならなかった。

【００１９】実施例１，２では陽極引出層１０の形成方
法にＰＶＤ法の一種であるアークイオンプレーティング
法を用いたが、マグネトロンスパッタリング等のスパッ
タリング法、ＥＢ（電子ビーム）法、ＨＣＤ（中空陰極
放電）法等のＰＶＤ法、ＣＶＤ法、その他一般的な真空
蒸着法を用いても本実施例と同等の効果がある。また、
陽極引出層厚みは、１０〜１５０μｍが望ましい。

【００２０】また、陽極引出層の弁金属は、タンタル、
アルミニウム、ニオブ、チタン、ジルコニウム、ハフニ
ウム、マグネシウム等が使用でき、コンデンサ素子と、
陽極引出層に使用する弁金属は、同種弁金属だけでな
く、異種弁金属であっても実施例と同様の効果が得られ
る。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、コンデン
サ素子の陽極導出線の導出された面と異なる面に弁金属
からなる陽極引出層を設け、該陽極引出層と陽極リード
フレームとを接続することで、コンデンサ素子寸法が拡
大でき、さらに固体電解質層と陽極引出層との接触面積
の拡大とコンデンサ素子・陽極リードフレーム間の抵抗
を低減できるので、コンデンサの大容量化と、ｔａｎ
δ、ＥＳＲの低減を図ることができる。また、撥水性樹
脂層を形成することで余分な固体電解質層の形成を防止
し、陽極リードフレームと固体電解質層間の短絡を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による一実施例のチップ状コンデンサの
断面図である。

【図２】本発明によるその他の実施例のチップ状コンデ
ンサの断面図である。

【図３】従来例のチップ状コンデンサの断面図である。

【符号の説明】

１ コンデンサ素子 ２ 陽極導出線 ３ 誘電体酸化皮膜 ４ 固体電解質層 ５ 陰極引出層 ６ 導電性接着剤 ７ 陰極リードフレーム ８ 陽極リードフレーム ９ モールド樹脂 １０ 陽極引出層 １１ 撥水性樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｇ 9/15 Ｈ０１Ｇ 9/05 Ｆ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極導出線を備えたコンデンサ素子に、
   誘電体酸化皮膜、固体電解質層、陰極引出層を形成し、
   樹脂外装してなるチップ状コンデンサにおいて、 上記コンデンサ素子の陽極導出線が導出される面と異な
   る面に弁金属からなる陽極引出層を備え、該陽極引出層
   と陽極リードフレームとを接続してなることを特徴とす
   るチップ状コンデンサ。
2. 【請求項２】 陽極導出線を備えたコンデンサ素子に、
   誘電体酸化皮膜、固体電解質層、陰極引出層を形成し、
   樹脂外装してなるチップ状コンデンサにおいて、 上記コンデンサ素子の陽極導出線が導出される面と異な
   る面に弁金属からなる陽極引出層を形成後、コンデンサ
   素子に誘電体酸化皮膜を形成し、陽極引出層上の誘電体
   酸化皮膜表面に撥水性樹脂層を形成後、固体電解質層、
   陰極引出層を順次形成し、陽極引出層上の誘電体酸化皮
   膜と撥水性樹脂層を除去して陽極引出層を露出させ、該
   陽極引出層と陽極リードフレーム、陰極引出層と陰極リ
   ードフレームを接続してなることを特徴とするチップ状
   コンデンサおよびその製造方法。
3. 【請求項３】 上記陽極引出層が、真空蒸着法、ＰＶＤ
   法、ＣＶＤ法のいずれかで形成されていることを特徴と
   する請求項１または請求項２記載のチップ状コンデンサ
   およびその製造方法。