JP2002110458A - チップ状固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小形・大容量のチップ状コンデンサを安価に
提供することを課題としている。 【解決手段】 導出リード１を具備し、誘電体酸化皮
膜、固体電解質層、陰極引出層を形成したコンデンサ素
子２と、コンデンサの電極となる電極基板７と、外装樹
脂９を有するチップ状コンデンサにおいて、上記電極基
板７が、少なくとも２箇所の貫通孔を有する絶縁層４
と、該貫通孔の一方を覆うように配置した導電板３と、
貫通孔に形成された電極層１０とを有することを特徴と
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はチップ状固体電解コ
ンデンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のチップ状固体電解コンデンサは、
図５のように陽極リード１を有し固体電解質層、陰極引
出層を形成したコンデンサ素子２をリードフレーム１１
に接続し、外装樹脂９の側面からリードフレーム１１を
導出し、外装樹脂９に沿って折り曲げ加工し、基板接地
面に電極を形成していた。また特開平８−１４８３８６
号公報では、コンデンサ素子を支持する段差を形成した
絶縁スルーホール電極基板にコンデンサ素子および導出
リードをそれぞれ導電性接着剤にて接続する製造方法が
提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】また部品の高密度実装
化が進められる中、チップ状固体電解コンデンサは小形
化が求められてきた。しかしながら図５のようにリード
フレームを折り曲げて外部電極を形成する従来のチップ
状固体電解コンデンサでは、製品体積が小さくなるほど
体積中に占めるリードフレームの割合が増え、収納する
コンデンサ素子の体積が十分取れないという問題があっ
た。さらに、基板に搭載する際、部品間距離を短縮する
と、隣接する部品がリフローはんだ付けでわずかに位置
ずれする場合があるため、電子部品の側面にリードフレ
ームを構成する従来のチップ状固体電解コンデンサなど
は部品間で短絡する危険があり、さらなる高密度実装が
進められないという問題があった。一方、段差を形成し
たスルーホール電極基板にコンデンサ素子を導電性接着
剤にて接続してチップ部品の下面、すなわち基板接地面
のみに電極形成した構造のチップ部品が提案されている
が、電極基板の製作コストがかさむ上、コンデンサ素子
の導出リードは通常タンタルなどの弁作用金属が用いら
れ、導電性接着剤による電気的接続では表面酸化により
接続界面の抵抗が増加してコンデンサ特性が劣化し、さ
らには接合強度が弱くなり剥離を生じさせるという問題
があった。また、上記従来のコンデンサは電極端子自体
の厚さが少なくとも８０μｍ以上となるため、製品下面
とコンデンサ素子下面との距離が１４０μｍ以上とな
り、部品の小型化に伴う素子収容容量を向上させる阻害
要因となっていた。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、貫通孔を有す
る絶縁層と、貫通孔を覆う導電板と、貫通孔を埋める電
極層とを有する電極基板と導出リードを具備したコンデ
ンサ素子とを電気的に接続した構造とすることにより、
該電極基板の厚みを薄くでき、素子収容容量に優れたチ
ップ状コンデンサが実現できるものであり、また該コン
デンサの側面のリードをなくすことで高密度実装も可能
とするものである。すなわち、導出リード１を具備し、
誘電体酸化皮膜、固体電解質層、陰極引出層を形成した
コンデンサ素子２と、コンデンサの電極となる電極基板
７と、外装樹脂９を有するチップ状コンデンサにおい
て、上記電極基板７が、少なくとも２箇所の貫通孔を有
する絶縁層４と、該貫通孔の一方を覆うように配置した
導電板３，３と、貫通孔に形成された電極層１０，１０
とを有することを特徴とするチップ状固体電解コンデン
サである。

【０００５】上記電極基板７が、導電板３，３に接する
メッキ層６ａ〜６ｄを有し、貫通孔内のメッキ層６ｂ，
６ｄと電極層１０，１０とが接すること特徴とするチッ
プ状固体電解コンデンサである。

【０００６】そして、上記電極基板７が、少なくとも２
箇所の貫通孔を有する樹脂フィルムと接着層とを絶縁層
４とし、該貫通孔の一方を導電板３，３で覆った後、該
導電板３，３に接する錫メッキまたははんだメッキから
なるメッキ層６ａ〜６ｄを形成し、貫通孔内のメッキ層
６ｂ，６ｄと接するよう形成した電極層１０，１０とを
有することを特徴とするチップ状固体電解コンデンサで
ある。

【０００７】さらに、上記樹脂フィルムがポリイミドフ
ィルムであり、接着層がエポキシ系接着剤からなること
を特徴とするチップ状コンデンサである。

【０００８】また、上記電極基板７が、少なくとも２枚
の導電板３，３を配置し、絶縁性樹脂を塗布、硬化して
絶縁層４を形成後、導電板３，３上の絶縁性樹脂を除去
して絶縁層４に貫通孔を形成し、導電板３，３に接する
錫メッキまたははんだメッキからなるメッキ層６ａ〜６
ｄを形成後、電極層１０を形成してなることを特徴とす
るチップ状固体電解コンデンサである。

【０００９】上記絶縁性樹脂がポリイミド樹脂であるこ
とを特徴とするチップ状固体電解コンデンサである。

【００１０】上記電極基板７の厚みが、２５〜９０μｍ
であることを特徴とするチップ状固体電解コンデンサで
ある。

【００１１】上記導出リード１と一方の導電板３とを金
属条材５で電気的に接続したことを特徴とするチップ状
固体電解コンデンサである。

【００１２】さらに、上記金属条材５がニッケルまたは
ニッケル合金を母材とし、錫メッキまたははんだメッキ
を施してなることを特徴とするチップ状固体電解コンデ
ンサである。

【００１３】上記金属条材５の形状が角柱であることを
特徴とするチップ状固体電解コンデンサである。

【００１４】上記金属条材５の形状が三〜六角柱である
ことを特徴とするチップ状固体電解コンデンサである。

【００１５】上記導出リード１と金属条材５とを抵抗溶
接にて接続し、金属条材５の側面と電極基板７とを導電
性接着剤８で接続したことを特徴とするチップ状固体電
解コンデンサである。

【００１６】

【発明の実施の形態】導出リードを金属条材と導電性接
着剤を介して電極基板に電気的に接続し、さらにコンデ
ンサ素子を導電性接着剤を介して電極基板と電気的に接
続し、電極基板の裏面に電極層を形成することで、コン
デンサ素子に接続したリードフレームを外部電極とする
コンデンサより素子収納容量に優れたチップ状コンデン
サを実現することができ、さらに該コンデンサ側面には
リードフレームがないため、リフローはんだ付け時に部
品位置がずれても部品間の電気的短絡を防ぐことができ
る。

【００１７】さらに、導電板３，３を有することにより
電極基板７の厚みを厚くすることなく、電極層１０，１
０の幅と位置を各々任意に設計することができ、少なく
とも部品側面に電極が形成されない構造とすることがで
きる。よって、部品間距離が０．１〜０．１５ｍｍ程度
で基板設計した高密度実装基板で、リフローはんだ付け
時に部品の位置ずれが生じても、部品側面に導電部分が
ない構造であるため、部品間で電気的短絡が発生しな
い。その上角柱状の金属条材を導出リードと陽極外部端
子との接続に用い、電極基板７をほぼ平面状の基板とす
ることができるので低コストで極めて生産性の優れたコ
ンデンサを得ることができる。さらに、厚さの制約があ
るリードフレームを電極に使用しないので、極めて優れ
た体積有効活用率を有すチップ状固体電解コンデンサを
提供することが可能である。

【００１８】

【実施例】〔実施例１〕 以下に本発明の実施例につい
て図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明の実
施例を示すチップ状固体電解コンデンサの断面図であ
る。

【００１９】導出リード１を具備したタンタル焼結体
に、公知の方法で誘電体酸化皮膜、固体電解質層、陰極
引出層を形成しコンデンサ素子２とした。２箇所の貫通
孔を設けた厚さ５０μｍのポリイミドフィルムの上面に
エポキシ系接着剤を塗布し、導電板３，３として厚さ１
８μｍの圧延銅板を用いて、貫通孔を覆うように塗布面
に配置した後硬化させ、無光沢錫メッキで導電板と接す
るメッキ層６ａ〜６ｄを形成し、残った貫通孔にはんだ
ペーストを印刷し電極１０，１０とし、厚さ８０μｍの
電極基板７を形成した。次に、鉄−ニッケル合金を母材
とし、表面に無光沢錫メッキを施した金属条材５と、導
出リードを抵抗溶接し、金属条材とメッキ層６ａ、コン
デンサ素子２とメッキ層６ｃとを導電性接着剤８で各々
電気的に接続した後、コンデンサ素子を外装樹脂で被覆
し、１．６×０．８×０．８ｍｍ（１６０８サイズ）の
チップ状固体電解コンデンサを作製した。

【００２０】〔実施例２〕 図２は本発明のその他の実
施例によるチップ状固体電解コンデンサの断面図であ
る。導電板として厚さ１８μｍの圧延銅板２枚を配置
し、ポリイミド樹脂を塗布、硬化して絶縁層４を形成し
た後、導電板上のポリイミド樹脂の一部を除去して絶縁
層４に貫通孔を形成し、無光沢はんだメッキでメッキ層
６ａ〜６ｄを形成後、残った貫通孔にはんだペーストを
印刷して電極１０，１０を形成し厚さ８０μｍの電極基
板７とした。その他は実施例と同様にして、１６０８サ
イズのチップ状固体電解コンデンサを作製した。

【００２１】従来例としてリードフレームを用いた１６
０８サイズのコンデンサを、比較例として特開平８−１
４８３８６号公報記載の段付スルーホール電極基板を用
いた１６０８サイズのコンデンサを作製し、実施例１、
実施例２、従来例、比較例で、従来例を１．００とした
ときの製品内に最大収容可能な素子収容容積比率と、外
部電極である電極層またはリードフレームの設計値に対
する垂直方向の電極位置バラツキを表１に示した。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１より本発明による実施例１，２は、従
来例、比較例より素子収容容積比率が高く優れており、
電極位置バラツキも従来例より少なく優れていることが
分かる。

【００２４】その他の実施例を図３，４に示す。金属条
材５の形状は角柱が望ましく、好ましくは三〜六角柱で
ある。金属条材５の形状を角柱とし、角柱の側面と陽極
側内部電極６ａとを導電性接着剤８で接続することで、
電気的・物理的に長期に安定した接続が可能となり、さ
らに角柱は転がりにくいので作業性を改善することがで
きる。なお、金属条材５の導出リード溶接箇所を切り欠
き加工してもよい。

【００２５】実施例１、２では、電極層１０の形成には
んだペーストの印刷を用いたが、銀ペースト、銀ペース
トとはんだペースト、はんだ浴へのディッピング、はん
だボール接続で構成しても良い。

【００２６】また、絶縁フィルムに導電板を貼り付け
後、または、導電板に絶縁性樹脂を塗布、硬化後、エッ
チング加工にて導電板の不要な部分を除去してもよい。

【００２７】金属条材は外装樹脂９で外部と絶縁するこ
とを基本とするが、設計寸法的・製造設備の加工精度的
に外部に表出する可能性があることを見越し、実装はん
だ付け時、はんだに容易に濡れない材料が望ましく、ニ
ッケルまたはニッケル合金が好ましい。また金属条材の
表面メッキは前出の電極基板７と同じく無光沢はんだメ
ッキなどの材料を用いることができ、金属条材５の表面
にメッキ処理することで、導電性接着剤８との接続を電
気的、物理的に安定させることができる。

【００２８】なお、実施例１，２の電極基板厚みを８０
μｍとしたが、より薄い材料を用いた方が体積有効活用
効果が向上することは言うまでもなく、現在のリードフ
レーム材料として広く使用されているものが厚さ１２０
μｍを中心に８０μｍから１５０μｍであることに対し
いわゆるフレキシブル基板ではより薄くすることが可能
である。しかしながら基板厚みが２５μｍ未満では基板
の剛性が弱くコンデンサの組立工程でのハンドリング性
が著しく劣化し生産性が極めて悪くなる。一方、９０μ
ｍを超える基板厚みでは固体電解コンデンサに占める体
積比が大なるものとなり、体積効率が劣化する。よって
体積有効活用性、材料の入手性、さらにチップ状固体電
解コンデンサの生産性から電極基板厚さは２５〜９０μ
ｍの範囲が好ましい。

【００２９】さらに、導電板にエッチングまたはパンチ
ング加工したものを用いて、連続した複数個の電極基板
を作製し、各電極基板に複数個のコンデンサ素子を各々
接続し、一括して外装樹脂で被覆後個々のコンデンサに
切り離してもよい。

【００３０】

【発明の効果】上記のとおり本発明によるチップ状コン
デンサは、少なくとも２箇所の貫通孔を有する絶縁層
と、貫通孔を覆う導電板と、貫通孔を埋める電極層とを
有する電極基板を用いることで、製品側面に導通部を設
けることなく下面に電極を形成できるので高密度実装に
対応でき、さらに内部電極と外部電極との位置を任意に
設計できるので、極めて優れた体積有効活用率を有し、
また、電極基板下面の電極層を導電性ペースト印刷、は
んだ浴へのディッピング等で形成しているため、平面度
のバラツキが少なく安定した基板搭載が可能なチップ状
固体電解コンデンサを安価に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるチップ状固体電解コンデ
ンサの断面図である。

【図２】本発明のその他の実施例によるチップ状固体電
解コンデンサの断面図である。

【図３】金属条材を六角柱とした実施例によるチップ状
固体電解コンデンサの断面図である。

【図４】金属条材を三角柱とした実施例によるチップ状
固体電解コンデンサの断面図である。

【図５】従来のチップ状コンデンサの断面図である。

【符号の説明】

１ 導出リード ２ コンデンサ素子 ３ 導電板 ４ 絶縁層 ５ 金属条材 ６ａ メッキ層（陽極側内部電極） ６ｂ メッキ層（陽極側外部電極） ６ｃ メッキ層（陰極側内部電極） ６ｄ メッキ層（陰極側外部電極） ７ 電極基板 ８ 導電性接着剤 ９ 外装樹脂 １０ 電極層 １１ リードフレーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 夕日 伸夫 京都府京都市中京区御池通烏丸東入一筋目 仲保利町191番地の４ 上原ビル３階 ニ チコン株式会社内 (72)発明者 諏訪 壽志 京都府京都市中京区御池通烏丸東入一筋目 仲保利町191番地の４ 上原ビル３階 ニ チコン株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導出リードを具備し、誘電体酸化皮膜、
   固体電解質層、陰極引出層を形成したコンデンサ素子
   と、コンデンサの電極となる電極基板と、外装樹脂を有
   するチップ状固体電解コンデンサにおいて、 上記電極基板が、少なくとも２箇所の貫通孔を有する絶
   縁層と、該貫通孔の一方を覆うように配置した導電板
   と、貫通孔に形成された電極層とを有することを特徴と
   するチップ状固体電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電極基板が、導電板に接
   するメッキ層を有し、貫通孔内のメッキ層と電極層とが
   接することを特徴とするチップ状固体電解コンデンサ。
3. 【請求項３】 上記電極基板が、少なくとも２箇所の貫
   通孔を有する樹脂フィルムと接着層とを絶縁層とし、該
   貫通孔の一方を導電板で覆った後、該導電板に接する錫
   メッキまたははんだメッキからなるメッキ層を形成し、
   貫通孔内のメッキ層と接するよう形成した電極層とを有
   することを特徴とする請求項１記載のチップ状固体電解
   コンデンサ。
4. 【請求項４】 上記樹脂フィルムがポリイミドフィルム
   であり、接着層がエポキシ系接着剤からなることを特徴
   とする請求項３記載のチップ状固体電解コンデンサ。
5. 【請求項５】 上記電極基板が、少なくとも２枚の導電
   板を配置し、絶縁性樹脂を塗布、硬化して絶縁層を形成
   後、導電板上の絶縁性樹脂を除去して絶縁層に貫通孔を
   形成し、導電板に接する錫メッキまたははんだメッキか
   らなるメッキ層を形成後、貫通孔内のメッキ層と接する
   よう形成した電極層とを有することを特徴とする請求項
   ２記載のチップ状固体電解コンデンサ。
6. 【請求項６】 上記絶縁性樹脂がポリイミド樹脂である
   ことを特徴とする請求項５記載のチップ状固体電解コン
   デンサ。
7. 【請求項７】 上記電極基板の厚みが、２５〜９０μｍ
   であることを特徴とする請求項１〜５記載のチップ状固
   体電解コンデンサ。
8. 【請求項８】 上記導出リードと一方の導電板とを金属
   条材で電気的に接続したことを特徴とする請求項１〜５
   記載のチップ状固体電解コンデンサ。
9. 【請求項９】 請求項９記載の金属条材がニッケルまた
   はニッケル合金を母材とし、錫メッキまたははんだメッ
   キを施してなることを特徴とするチップ状固体電解コン
   デンサ。
10. 【請求項１０】 上記金属条材の形状が角柱であること
    を特徴とする請求項９〜１０記載のチップ状固体電解コ
    ンデンサ。
11. 【請求項１１】 上記金属条材の形状が三〜六角柱であ
    ることを特徴とする請求項９〜１１記載のチップ状固体
    電解コンデンサ。
12. 【請求項１２】 上記導出リードと金属条材とを抵抗溶
    接にて接続し、金属条材の側面と電極基板とを導電性接
    着剤で接続したことを特徴とする請求項９〜１２記載の
    チップ状固体電解コンデンサ。