JP2002134361A - 固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents
固体電解コンデンサおよびその製造方法Info
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Abstract
子に施すめっき処理が複雑で、かつ半田濡れ性や耐熱密
着性が悪いという課題を解決し、簡単なめっき構成で優
れた性能を発揮することができる固体電解コンデンサお
よびその製造方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 コンデンサ素子1に接続される陽極/陰
極端子3、4を、銅または銅合金からなる板状部材に下
地無しで直接錫めっき層を形成し、これをリフロー処理
することにより板状金属部材と錫めっき層の間に錫−銅
の金属間化合物層を設けた構成とすることにより、簡単
なめっき構成で半田濡れ性や耐熱密着性に優れた固体電
解コンデンサおよびその製造方法を提供することができ
る。
Description
される電解コンデンサの中で、特に外部接続用の端子を
有した面実装型の固体電解コンデンサおよびその製造方
法に関するものである。
る固体電解コンデンサとしては面実装型のタンタル固体
電解コンデンサが代表的に挙げられ、各種電子機器に大
量に使用されており、以下の説明はこのタンタル固体電
解コンデンサを例にして説明する。
構成はコンデンサ素子部とリードフレーム部とに大別さ
れ、このリードフレーム部の材料としてはニッケル系金
属または銅系金属を用いたものが主流となっている。そ
して、リードフレーム部に形成された端子の繰り返し曲
げ強度、またはデバイスの実装時に耐えることができる
端子強度等の機械的強度が要求される用途についてはニ
ッケル系金属(42アロイ等)が使用されている。ま
た、リードフレーム部に厳しい加工性を要求される用途
については銅系金属(銅−ニッケル−錫合金等)が使用
されている。
ンデンサについて図12〜図14を用いて説明する。
サの構成を示す断面図であり、同図において、12はコ
ンデンサ素子、13は陽極導出線を示し、このコンデン
サ素子12は上記陽極導出線13をその一端が表出する
ように埋設したタンタル粉末からなる成形体を焼結した
多孔質の陽極体の外表面に誘電体酸化皮膜層、固体電解
質層、陰極層(共に図示せず)を順次形成することによ
り構成されたものである。
ンサ素子12の陽極導出線13に溶接などの手段により
接合され、他端が後述する外装樹脂17から表出して外
装樹脂17に沿って折り曲げられることにより外部接続
用の端子となるものである。15は陰極端子であり、一
端が導電性接着剤16を介して上記コンデンサ素子12
の陰極層に接続され、他端が後述する外装樹脂17から
表出して外装樹脂17に沿って折り曲げられることによ
り外部接続用の端子となるものである。17は上記陽極
端子14と陰極端子15の一部が夫々外部に露呈する状
態で上記コンデンサ素子12を被覆した絶縁性の外装樹
脂である。
形成するリードフレームを示した平面図、図14は図1
3のA−A線における断面図であり、同図において、1
8はニッケル系(42アロイ等)または銅系(銅−ニッ
ケル−錫合金等)の帯板状の金属部材からなるリードフ
レーム、14と15はこのリードフレーム18に形成さ
れた陽極端子と陰極端子である。19は素子固定部であ
り、この素子固定部19には銀めっき層20が設けられ
ている。21は搬送用のガイドホールである。また、上
記陽極端子14と陰極端子15には下地層22として厚
さ0.3μm以上の銅または銅合金めっき層が設けら
れ、更にこの上にデバイス実装時の半田接合のために錫
または錫−鉛合金めっきからなる半田用めっき層23が
設けられている。
ル固体電解コンデンサの製造方法について説明すると、
まず、リードフレーム18の相対向する位置に突設され
た陽極端子14と陰極端子15の間の素子固定部19に
コンデンサ素子12を配置し、このコンデンサ素子12
の陽極導出線13とリードフレーム18に形成された陽
極端子14を溶接等により接続すると共に、コンデンサ
素子12の陰極層とリードフレーム18に形成された陰
極端子15に設けられた銀めっき層20を銀ペーストか
らなる導電性接着剤16を介して接合する。なお、この
導電性接着剤16は加熱硬化させることによって電気的
な接続が得られるものであり、この時の加熱硬化条件と
しては170〜180℃の温度で約1時間行うものであ
る。
一部が夫々外部に露呈する状態で上記コンデンサ素子1
2を絶縁性の外装樹脂17で被覆した後、この外装樹脂
17の完全硬化を行うために170〜180℃の温度で
約6時間の熱処理を行う。これにより外装樹脂17の架
橋率が向上してタンタル固体電解コンデンサの耐湿性等
が向上する。その後、ユーザーにおけるリフロー炉等の
半田実装時の不具合となる漏れ電流大やショート不良を
取り除くために240〜260℃の雰囲気炉等で約60
秒間の熱スクリーニングを行い、リードフレーム18の
不要部分を除去した後、特性・外観検査等の検査を行っ
て出荷されるものである。
来のタンタル固体電解コンデンサは、その組み立て工程
において過酷な熱履歴が大気中で加わるため、この熱履
歴が加わった後でもめっき被膜の耐熱密着性およびユー
ザーでのリフロー炉等の半田実装時に優れた半田濡れ性
が要求されるものである。
や優れた半田濡れ性を実現するために、上記従来の陽極
/陰極端子14、15の下地層22として設けられる銅
または銅合金めっき層は0.3μm以上の厚みを必要と
し、この上に設けられる半田用めっき層23としての錫
または錫−鉛合金めっき層の耐熱密着性に大きく影響す
るものである。また、この錫または錫−鉛合金めっき層
の密着性は下地層22である銅または銅合金めっき層と
の熱拡散層の形成量に依存しており、上記銅または銅合
金めっき層にはこの熱拡散層の形成を促進する作用があ
るものである。
または銅合金めっき層は耐熱密着性に寄与していること
から緻密なめっき被膜状態が好ましいものであり、適正
な電流密度とめっき浴管理の条件下でめっきを行い、め
っき厚さとして0.3μm以上の厚みを必要とするもの
である。従って、このような適正な条件から外れた、例
えば高電流密度の条件でめっきが行われた場合には、ポ
ーラスなめっき状態の銅または銅合金めっき層が形成さ
れるために密着性が不足し、また、銅または銅合金めっ
き層のめっき被膜が緻密な状態でもめっき厚みが0.3
μm未満の場合には耐熱密着性が不足することになる。
なお、上記銅または銅合金めっき層におけるめっき厚み
の上限は特に限定されないが、4μm程度までで十分で
ある。
ためっき被膜を形成するための方法としては、以下に示
す2つの方法のいずれかを用いて行っているものであっ
た。
がニッケル系金属または銅系金属からなる場合には、板
状金属部材に半田または錫めっき被膜の密着強度が得ら
れるように緻密な下地めっき層22を形成する。この下
地めっき層22としては、ニッケルめっきまたは銅めっ
き、あるいはニッケルめっき及び銅めっきを順次施す。
子12の陰極層と接続される陰極端子15の表面の所望
部分に電解めっき法により銀めっき層20をストライプ
状に施す。この処理により形成された銀めっき層20
は、陰極端子15との馴染みを良くするためのものであ
る。この銀めっき層20以外のリードフレーム18の表
裏面全体に半田または錫めっき被膜からなる半田用めっ
き層23を形成した後、金型による打ち抜き加工を行
い、陽極端子14および陰極端子15を作製するように
した方法である。即ち、第1の方法とは、板状金属部材
にめっき被膜を形成した後、これに打ち抜き加工を行う
ことにより陽極端子14と陰極端子15を作製するとい
う方法である。
打ち抜き加工して陽極端子14と陰極端子15をフープ
状のリードフレーム18に連続的に作製した後、上記第
1の方法と同様のめっき処理を行うことによってめっき
被膜を形成するという方法である。
の固体電解コンデンサでは、陽極端子14ならびに陰極
端子15が板状金属部材からなるリードフレーム18に
ニッケルの下地めっきを施した後、更に錫または半田め
っきをしたものの場合には、製造工程中の負荷される過
酷な熱履歴によって錫とニッケルとの金属間化合物層の
生成が起こって表面の錫または半田層が失われ、半田濡
れ性が低下するという欠点があり、このために、熱履歴
後も良好な半田濡れ性を得るために錫または半田めっき
層を厚く形成する必要があり、結果的に製品コストの上
昇に繋がるために採用し難いという課題を有したもので
あった。
が板状金属部材からなるリードフレーム18に銅めっ
き、あるいはニッケルめっき及び銅めっきを順次施し、
更に錫または半田めっきをしたものの場合にも、過酷な
熱履歴によって錫と銅との金属間化合物層の生成が起こ
って表面の錫または半田層が失われ、半田濡れ性が低下
するという欠点があると共に、錫と銅との金属間化合物
層と銅めっき層との間で剥離が発生するという課題を有
したものであった。
ニッケルまたはニッケル合金からなるリードフレームの
基材の上に0.1〜1.0μmの厚さの銅下地めっき層
を形成し、更にこの銅下地めっき層の上に錫または半田
めっき層を形成した後、リフロー処理または錫または半
田の溶融めっきを施すことにより、ニッケルまたはニッ
ケル合金からなる基材と錫または半田めっき層との間に
厚さが0.2〜2.0μmの錫と銅の金属間化合物層を
形成するという方法が特開平5−98464号公報に提
案されている。
ームの基材の上にニッケルめっき層を形成し、このニッ
ケルめっき層の上に0.1〜1.0μmの厚さの銅下地
めっき層を形成し、この銅下地めっき層の上に錫または
半田めっき層を形成した後にリフロー処理を施すか、あ
るいは上記銅下地めっき層の上に錫または半田の溶融め
っきを施すことにより、ニッケルめっき層上に厚さが
0.2〜2.0μmの錫と銅の金属間化合物層を形成す
るという方法が特開平6−196349号公報に提案さ
れている。
を固体電解コンデンサのリードフレームとして用いよう
とする場合には、錫と銅の金属間化合物層を形成するた
めの銅下地めっき層の形成が必要不可欠なものであるた
め、製品コストに与える影響が大きくて採用できないと
いう課題を有したものであった。
簡単な構成のめっき被膜で良好な半田濡れ性を長期間に
亘り発揮できると共に、優れた半田濡れ性と耐熱密着性
を有する端子を備えた固体電解コンデンサおよびその製
造方法を提供することを目的とするものである。
に本発明の請求項1に記載の発明は、特に、コンデンサ
素子に接続された陽極端子ならびに陰極端子の一部が夫
々外部に露呈した状態で上記コンデンサ素子を外装樹脂
で被覆した固体電解コンデンサにおいて、上記陽極端子
ならびに陰極端子が銅または鉄合金からなる板状金属部
材に下地無しで直接錫めっき層を形成し、これをリフロ
ー処理することにより板状金属部材と錫めっき層の間に
錫−銅の金属間化合物層を設けた構成としたものであ
り、これにより、下地めっき層を無くした簡単な構成の
めっき被膜であるにもかかわらず錫めっき層が良好な耐
熱密着性を発揮することができるという作用効果が得ら
れる。
1に記載の発明において、陽極端子および/または陰極
端子が、板状金属部材のコンデンサ素子と接合される側
の面にニッケルの下地めっき層と、この下地めっき層上
のコンデンサ素子と接合される部分に銀めっき層を形成
し、他方の面に下地無しで直接錫めっき層を形成し、こ
れをリフロー処理することにより板状金属部材と錫めっ
き層の間に錫−銅の金属間化合物層を設けた構成とした
ものであり、これにより、請求項1に記載の発明により
得られる作用効果に加え、両めっき層の厚みにより良好
な電気的特性と実装時の半田濡れ性を確保することがで
きるという作用効果が得られる。
1に記載の発明において、陽極端子および/または陰極
端子が、板状金属部材のコンデンサ素子と接合される側
の面のコンデンサ素子と接合される部分にニッケルの下
地めっき層と、この下地めっき層上に銀めっき層を形成
し、これ以外の部分には上記銀めっき層と少なくとも
0.5mmの隙間を設けて下地無しで直接錫めっき層を形
成し、他方の面に下地無しで直接錫めっき層を形成し、
これをリフロー処理することにより板状金属部材と錫め
っき層の間に錫−銅の金属間化合物層を設けた構成とし
たものであり、これにより、請求項1に記載の発明によ
り得られる作用効果に加え、電気的特性をより向上させ
ることができるという作用効果が得られる。
1に記載の発明において、陽極端子および/または陰極
端子が、板状金属部材のコンデンサ素子と接合される側
の面のコンデンサ素子と接合される部分にニッケルの下
地めっき層と、この下地めっき層上に銀めっき層を形成
し、これ以外の部分には上記銀めっき層と少なくとも
0.5mmの隙間を設けて下地無しで直接錫めっき層を形
成し、これをリフロー処理することにより板状金属部材
と錫めっき層の間に錫−銅の金属間化合物層を設けた構
成としたものであり、これにより、請求項1に記載の発
明により得られる作用効果に加え、板状金属部材の片面
のみにめっき処理を施せば良いため製造工程の簡素化を
図ってコストダウンを図ることができるという作用効果
が得られる。
2に記載の発明において、陽極端子および/または陰極
端子に下地無しで直接形成された錫めっき層の厚さが
4.0μm以上、ニッケルの下地めっき層上に形成され
た銀めっき層の厚さが0.3μm以上である構成とした
ものであり、これにより、請求項3または4に記載の発
明により得られる作用効果に加え、金属間化合物層の最
適な厚みを確保して錫めっき層のより高い耐熱密着性を
得ることができるという作用効果が得られる。
1に記載の発明において、陽極端子ならびに陰極端子に
設けられた錫−銅の金属間化合物層の厚さが0.4〜
2.0μmである構成としたものであり、これにより、
請求項1に記載の発明により得られる作用効果に加え、
錫めっき層のより高い耐熱密着性を安定して得ることが
できるという作用効果が得られる。
1に記載の発明において、陽極端子ならびに陰極端子の
外装樹脂から露呈した部分の錫めっき層の厚さが同外装
樹脂に被覆された部分の錫めっき層の厚さより0.2〜
1.0μm薄く形成された構成としたものであり、これ
により、請求項1に記載の発明により得られる作用効果
に加え、外装樹脂でモールドした後の陽極/陰極端子を
折り曲げ加工する際に、曲げ応力を緩和して漏れ電流を
小さくすることができるという作用効果が得られる。
1に記載の発明において、陽極端子ならびに陰極端子に
形成する錫めっき層に代えて、錫−銀めっき、錫−ビス
マスめっき、錫−亜鉛めっき、錫−銅めっきのいずれか
の錫系合金めっき層を形成した構成のものであり、これ
により、請求項1に記載の発明により得られる作用効果
と同様の作用効果が得られる。
1に記載の発明において、コンデンサ素子が、陽極導出
線をその一端が表出するように埋設した弁作用金属粉末
からなる成形体を焼結した多孔質の陽極体の外表面に誘
電体酸化皮膜層、固体電解質層、陰極層を順次形成して
構成されたものであり、これにより、請求項1に記載の
発明により得られる作用効果と同様の作用効果が得られ
る。
項1に記載の発明において、コンデンサ素子が、弁作用
金属の表面に誘電体酸化皮膜層、導電性高分子からなる
固体電解質層、陰極層を順次形成して構成されたもので
あり、これにより、請求項1に記載の発明により得られ
る作用効果と同様の作用効果が得られる。
に、銅または銅合金からなる板状金属部材のコンデンサ
素子と接合される面に電解めっきによるニッケルの下地
めっき層と、この上のコンデンサ素子と接合される部分
に電解めっきによる銀めっき層を形成し、続いて他方の
面に下地無しで直接電解めっきによる錫めっき層または
錫系合金めっき層を形成した後、これを酸素濃度が20
0ppm以下の低酸素濃度雰囲気中で400〜800℃
に加熱するリフロー処理を行って上記錫めっき層または
錫系合金めっき層を溶融させることにより板状金属部材
と錫めっき層または錫系合金めっき層の間に錫−銅の金
属間化合物層を形成した後、これを所望の形状に打ち抜
き・折り曲げ加工して陽極端子ならびに陰極端子を作製
し、この陽極端子ならびに陰極端子を用いて組み立てを
行うようにした固体電解コンデンサの製造方法というも
のであり、この方法により、製造工程が簡略化されるた
めに低コストで固体電解コンデンサを製造することがで
きるという作用効果が得られる。
項11に記載の発明において、特に、板状金属部材のコ
ンデンサ素子と接合される面のコンデンサ素子と接合さ
れる部分に電解めっきによるニッケルの下地めっき層
と、この上に電解めっきによる銀めっき層を形成し、続
いてこの銀めっき層と少なくとも0.5mmの隙間を設け
て下地無しで直接電解めっきによる錫めっき層または錫
系合金めっき層を形成した後、他方の面に下地無しで直
接電解めっきによる錫めっき層または錫系合金めっき層
を形成し、これをリフロー処理して陽極端子ならびに陰
極端子を作製するようにした製造方法というものであ
り、この方法により、請求項11に記載の発明により得
られる作用効果に加え、半田濡れ性と電気特性に優れた
固体電解コンデンサを安定して製造することができると
いう作用効果が得られる。
項11に記載の発明において、特に、板状金属部材を所
望の形状に打ち抜き加工した後でめっき処理を行うよう
にした製造方法というものであり、この方法により、請
求項11に記載の発明により得られる作用効果と同様の
作用効果が得られる。
項12に記載の発明において、特に、板状金属部材を所
望の形状に打ち抜き加工した後でめっき処理を行うよう
にした製造方法というものであり、この方法により、請
求項12に記載の発明により得られる作用効果と同様の
作用効果が得られる。
項11に記載の発明において、外装樹脂から表出した陽
極端子ならびに陰極端子の錫めっき層または錫系合金め
っき層をブラスト処理することにより表層部の厚みを
0.2〜1.0μm薄くするようにした製造方法という
ものであり、この方法により、請求項11に記載の発明
により得られる作用効果に加え、外装樹脂でモールドし
た後の陽極/陰極端子を折り曲げ加工する際に曲げ応力
を緩和することができ、これにより漏れ電流が小さく、
電気特性に優れた固体電解コンデンサを安定して製造す
ることができるという作用効果が得られる。
態1を用いて、本発明の特に請求項1、2、5、6、
8、9、10に記載の発明について説明する。
解コンデンサとしてのタンタル固体電解コンデンサの構
成を示す断面図であり、同図において1はコンデンサ素
子を示し、このコンデンサ素子1は陽極導出線2をその
一端が表出するように埋設したタンタル粉末からなる成
形体を焼結した多孔質の陽極体の外表面に誘電体酸化皮
膜層、固体電解質層、陰極層(共に図示せず)を順次積
層して形成することにより構成されたものである。3は
陽極端子であり、一端が上記コンデンサ素子1の陽極導
出線2に溶接などの手段により接合され、他端が後述す
る外装樹脂6から表出して外装樹脂6に沿って折り曲げ
られることにより外部接続用の端子となるものである。
4は陰極端子であり、一端が導電性接着剤5を介して上
記コンデンサ素子1の陰極層に接合され、他端が後述す
る外装樹脂6から表出して外装樹脂6に沿って折り曲げ
られることにより外部接続用の端子となるものである。
6は上記陽極端子3と陰極端子4の一部が夫々外部に露
呈する状態で上記コンデンサ素子1を被覆した絶縁性の
外装樹脂である。
コンデンサに用いられる上記陽極/陰極端子3、4を形
成するリードフレームを示す平面図とA−A線における
断面図であり、同図において、11は銅または銅合金
(銅−ニッケル−錫合金等)の帯板状の金属部材からな
るリードフレームであり、3と4はこのリードフレーム
11に形成された陽極/陰極端子である。上記リードフ
レーム11の一方(図1に示す折り曲げ後の外表面側
で、基板への半田付け面となる側)の面には上記金属部
材の表面に下地無しで直接錫めっき層7(厚さ4.0〜
9.0μm)が形成され、これをリフロー処理すること
により金属部材と錫めっき層7との間に錫−銅の金属間
化合物層(厚さ0.4〜2.0μm、図示せず)が形成
されている。
ンデンサ素子1と接合される側)の面のコンデンサ素子
1と接合される部分には上記金属部材の表面にニッケル
の下地めっき層8(厚さ0.3μm)が形成され、更に
この下地めっき層8上に銀めっき層9(厚さ1.0μ
m)が形成され、これにより素子固定部10が形成され
ているものである。
1のタンタル固体電解コンデンサについて、リードフレ
ーム11を構成する帯板状の金属部材として鉄−ニッケ
ル−錫合金(9%Ni−2.3%Sn−残部Cu)を用
い、これに下地めっき無しで直接錫めっき層7をその厚
みを変化させて形成し、これを500℃の温度で酸素濃
度を変化させてリフロー処理することにより上記金属部
材と錫めっき層7との間に錫−銅の金属間化合物層を形
成した実施例1〜20のタンタル固体電解コンデンサを
夫々100個作製し、これらのタンタル固体電解コンデ
ンサの耐湿試験(60℃、90〜95%R.H、240
h)後の半田濡れ性について評価した結果を(表1)に
示す。
材に下地めっき無しで直接形成する錫めっき層7の厚み
は4.0μm以上、またリフロー炉内の酸素濃度は20
0ppm以下であることが必要な条件であることがわか
る。
一定でタンタル固体電解コンデンサの作製を行ったが、
リフロー炉内の温度としては錫の融点(231.9℃)
以上であれば錫が溶融するために問題はない。但し、実
際の量産工程を考慮すると、生産タクトを短くする目的
で短時間で溶融させるために更に高温で処理する方が良
く、このためには400〜800℃の温度範囲が最適で
あり、本実施の形態1ではこのような理由から500℃
という温度に設定した。
錫めっき層7(6.0μmに設定した)を形成した際の
金属部材の種類により形成される錫−銅の金属間化合物
層の厚みと、これらの錫めっき層の耐熱密着性を比較し
た結果を(表2)に示す。
錫めっき層の耐熱密着性を得るためには、錫−銅の金属
間化合物層の厚みが0.4μm以上必要であることがわ
かると共に、金属部材に占める銅の割合が多い銅−ニッ
ケル−錫合金Bや100%銅やリフロー温度を高くした
方がより厚みの厚い錫−銅の金属間化合物層を安定して
得られることがわかるものである。
銀めっき層9の厚みによるESR特性の関係を調べた結
果を示したものであり、この図3から明らかなように、
銀めっき層9の厚みは0.3μm以上必要であることが
わかる。
固体電解コンデンサは、陽極/陰極端子3、4を構成す
る金属部材に下地無しで直接錫めっき層7を形成し、こ
れをリフロー処理することにより金属部材と錫めっき層
7との間に錫−銅の金属間化合物層を形成した構成とし
ているため、めっき処理を簡素化して低コスト化を図る
ことができるばかりでなく、良好な半田濡れ性を長期間
に亘り発揮できると共に、優れた耐熱密着性を有する端
子を備えたタンタル固体電解コンデンサを提供すること
ができるものである。
1として陽極導出線2を埋設したタンタル粉末をプレス
成形して焼結したタンタル固体電解コンデンサ用の素子
について説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、弁作用金属箔からなる固体電解コンデンサ用の
素子を用いた場合でも同様の効果を得られるものであ
る。
層に代えて、錫−銀めっき、錫−ビスマスめっき、錫−
亜鉛めっき、錫−銅めっきのいずれかの錫系合金めっき
層を用いても同様の効果が得られるものである。
いて、本発明の特に請求項2に記載の発明について説明
する。
る陽極/陰極端子に施すめっき処理の構成が異なるもの
であり、これ以外の構成と製造方法は実施の形態1と同
じであるために同一部分には同一の符号を付与してその
説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に説明す
る。
ル固体電解コンデンサの構成を示す断面図、図5は同タ
ンタル固体電解コンデンサに用いられる陽極/陰極端子
を形成するリードフレームの断面図である。同図におい
て、3Aは陽極端子、4Aは陰極端子であり、この陽極
/陰極端子3A、4Aの一方(基板への半田付け面とな
る側)の面には金属部材の表面に下地無しで直接錫めっ
き層7(厚さ4.0〜9.0μm)が形成され、これを
リフロー処理することにより金属部材と錫めっき層7と
の間に錫−銅の金属間化合物層(厚さ0.4〜2.0μ
m、図示せず)が形成されている。
方(コンデンサ素子1と接合される側)の面の全面に上
記金属部材の表面にニッケルの下地めっき層8(厚さ
0.3μm)が形成され、さらにこの下地めっき層8上
のコンデンサ素子1と接合される部分に銀めっき層9
(厚さ1.0μm)が形成され、これにより素子固定部
10が形成されているものである。即ち、上記ニッケル
の下地めっき層8が上記実施の形態1では陰極端子のコ
ンデンサ素子1との接合部分のみに施されていたのに対
して、本実施の形態2では陽極/陰極端子3A、4A両
方の全面に施すようにしたものであり、部分的にめっき
処理を行う場合にはマスキング等の準備工程が必要であ
るが、本実施の形態2のように全面にめっき処理を行う
場合にはそれらの工程が不要になって製造工程の更なる
簡素化を図ることができるという新たな効果が得られる
ものである。
いて、本発明の特に請求項7、15に記載の発明につい
て説明する。
る陽極/陰極端子の外装樹脂から露呈した部分の錫めっ
き層の厚みを薄くしたものであり、これ以外の構成と製
造方法は実施の形態2と同じであるために同一部分には
同一の符号を付与してその説明は省略し、異なる部分に
ついてのみ以下に説明する。
ル固体電解コンデンサの構成を示す要部断面図であり、
同図において4Aは陰極端子を示し、この陰極端子4A
(陽極端子3Aも同様)の一方(基板への半田付け面と
なる側)の面には金属部材の表面に下地無しで直接錫め
っき層7(厚さ4.0〜9.0μm)が形成され、これ
をリフロー処理することにより金属部材と錫めっき層7
との間に錫−銅の金属間化合物層(厚さ0.4〜2.0
μm、図示せず)が形成されている。
方(コンデンサ素子1と接合される側)の面の全面に上
記金属部材の表面にニッケルの下地めっき層8(厚さ
0.3μm)が形成され、さらにこの下地めっき層8上
のコンデンサ素子1と接合される部分に銀めっき層9
(厚さ1.0μm)が形成され、これにより素子固定部
10が形成されているのは上記実施の形態2と同様のも
のである。
0〜9.0μmの範囲で形成されて外装樹脂6でモール
ドされ、この外装樹脂6から露呈した部分の錫めっき層
7の厚さt2はブラスト処理等の機械的な処理を加えら
れることによって上記厚さt1より0.2〜1.0μm
薄い厚さに形成されているものである。
れ電流の関係を示した特性図であり、同図から明らかな
ように、t1=0.2μm以上、即ち、0.2μm以上
の研削を行うことにより漏れ電流を小さくして安定させ
ることができるものである。
装樹脂6から露呈した部分の錫めっき層7の厚さt2
を、外装樹脂6でモールドされた部分の錫めっき層7の
厚さt1より0.2〜1.0μm薄い厚さに形成する
(特に、折り曲げ後の外側となる半田付け面側を薄くす
ることによってより大きな効果が得られるものである)
ことにより、陽極/陰極端子3A、4Aを外装樹脂6に
沿って折り曲げ加工した際に、この折り曲げ加工による
曲げ応力を緩和することができるようになり、これによ
りタンタル固体電解コンデンサの重要な特性の一つであ
る漏れ電流(LC)を小さくすることができるようにな
るものである。
いて、本発明の特に請求項3、12、14に記載の発明
について説明する。
る陽極/陰極端子に施すめっき処理の構成が異なるもの
であり、これ以外の構成と製造方法は実施の形態1と同
じであるために同一部分には同一の符号を付与してその
説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に説明す
る。
ル固体電解コンデンサの構成を示す断面図であり、同図
において、3Bは陽極端子、4Bは陰極端子である。こ
の陽極/陰極端子3B、4Bの一方(基板への半田付け
面となる側)の面には金属部材の表面に下地無しで直接
錫めっき層7(厚さ4.0〜9.0μm)が形成されて
いる。
サ素子1と接合される側)の面のコンデンサ素子1と接
続される部分に上記金属部材の表面にニッケルの下地め
っき層8(厚さ0.3μm)が形成され、さらにこの下
地めっき層8上に銀めっき層9(厚さ1.0μm)が形
成され、さらにこの銀めっき層9と少なくとも0.5mm
の隙間を設けて下地無しで直接錫めっき層7が形成され
(陽極端子3Bにも同様に錫めっき層7が形成されてい
る)、これをリフロー処理することにより金属部材と錫
めっき層7との間に錫−銅の金属間化合物層(厚さ0.
4〜2.0μm、図示せず)が形成されており、これに
より素子固定部が形成されているものである。
固体電解コンデンサは、陽極/陰極端子3B、4Bの両
面に錫−銅の金属間化合物層が形成されているため、電
気的特性をさらに安定させることができるものである。
いて、本発明の特に請求項4に記載の発明について説明
する。
る陽極/陰極端子に施すめっき処理の構成と折り曲げ後
の形状が異なるものであり、これ以外の構成と製造方法
は実施の形態1と同じであるために同一部分には同一の
符号を付与してその説明は省略し、異なる部分について
のみ以下に説明する。
ル固体電解コンデンサの構成を示す断面図であり、同図
において、3Cは陽極端子、4Cは陰極端子である。こ
の陰極端子4Cの一方(基板への半田付け面となる側)
の面のコンデンサ素子1と接続される部分には金属部材
の表面にニッケルの下地めっき層8(厚さ0.3μm)
が形成され、さらにこの下地めっき層8上に銀めっき層
9(厚さ1.0μm)が形成され、これにより素子固定
部10が形成されている。また、この銀めっき層9と少
なくとも0.5mmの隙間を設けて金属部材の表面に下地
無しで直接錫めっき層7が形成され(陽極端子3Cにも
同様に錫めっき層7が形成されている)、これをリフロ
ー処理することにより金属部材と錫めっき層7との間に
錫−銅の金属間化合物層(厚さ0.4〜2.0μm、図
示せず)が形成されているものである。
/陰極端子3C、4Cの折り曲げ形状を変更することに
より陽極/陰極端子3C、4Cの一方の面のみにめっき
処理を施せば良いようになり、上記実施の形態1〜4の
ように両面にめっき処理を行う必要が無くなるために製
造工程の更なる簡素化を図ってコストダウンを図ること
ができるという新たな効果が得られるものである。
いて、本発明の特に請求項11〜14に記載の発明につ
いて説明する。
おけるタンタル固体電解コンデンサに使用される陽極/
陰極端子を作製する製造方法に関するものであり、図1
0(a)〜(e)と図11(a)〜(e)を用いて以下
に説明する。
態6によるタンタル固体電解コンデンサの陽極/陰極端
子を作製する製造方法の中で、先めっき・後プレス方式
による製造方法を示した製造工程図であり、まず図10
(a)に示す銅また銅合金(銅−ニッケル−錫合金等)
の帯板状の金属部材(リードフレーム)11の一方(図
中の裏面側)の面の表面に下地無しで直接錫めっき層
(図示せず)を形成し、これをリフロー処理することに
より金属部材11と錫めっき層との間に錫−銅の金属間
化合物層を形成する。
面側)の面のコンデンサ素子1と接続される部分にニッ
ケルの下地めっき層(図示せず)を形成し、さらにこの
下地めっき層上に銀めっき層9を形成することにより素
子固定部10を形成して図10(b)に示すようなめっ
き処理品を得る。次に、図10(c)に示すように所定
の形状に打ち抜き加工を行った後、図10(d)に示す
ようにプレス加工を行って陽極端子3と陰極端子4を作
製するようにしたものである。
子4の素子固定部10上に導電性接着剤5を塗布した
後、図10(e)に示すように上記導電性接着剤5上に
コンデンサ素子1(の陰極層)を載置して接合すると共
に、コンデンサ素子1から導出された陽極導出線2を陽
極端子3に溶接等によって接合することによりタンタル
固体電解コンデンサの組み立てを行い、その後リードフ
レーム11の不要部分を除去するようにしたものであ
る。
態6によるタンタル固体電解コンデンサの陽極/陰極端
子を作製する製造方法の中で、先プレス・後めっき方式
による製造方法を示した製造工程図であり、まず図11
(a)に示す銅または銅合金(銅−ニッケル−錫合金
等)の帯板状の金属部材(リードフレーム)11を図1
1(b)に示すように所定の形状に打ち抜き加工を行
う。
11の一方(図中の裏面側)の面の表面に下地無しで直
接錫めっき層(図示せず)を形成し、これをリフロー処
理することにより金属部材11と錫めっき層との間に錫
−銅の金属間化合物層を形成する。また、上記金属部材
11の他方(図中の表面側)の面のコンデンサ素子1と
接続される部分にニッケルの下地めっき層(図示せず)
を形成し、さらにこの下地めっき層上に銀めっき層9を
形成することにより素子固定部10を形成して図11
(c)に示すようなめっき処理品を得た後、図11
(d)に示すようにプレス加工を行って陽極端子3と陰
極端子4を作製するようにしたものである。
子4の素子固定部10上に導電性接着剤5を塗布した
後、図11(e)に示すように上記導電性接着剤5上に
コンデンサ素子1(の陰極層)を載置して接合すると共
に、コンデンサ素子1から導出された陽極導出線2を陽
極端子3に溶接等によって接合することによりタンタル
固体電解コンデンサの組み立てを行い、その後リードフ
レーム11の不要部分を除去するようにしたものであ
る。
先プレス・後めっき方式のいずれの製造方法を用いるか
は、夫々の特徴を考慮して適宜決定すれば良いものであ
る。
極端子を構成する銅または銅合金からなる金属部材に下
地無しで直接錫めっき層を形成し、これをリフロー処理
することにより金属部材と錫めっき層との間に錫−銅の
金属間化合物層を形成した構成としているため、めっき
処理を簡素化して低コスト化を図ることができるばかり
でなく、良好な半田濡れ性を長期間に亘り発揮できると
共に、優れた耐熱密着性を有する端子を備えた固体電解
コンデンサが得られ、これにより環境汚染物質とされて
いる鉛の使用を無くした環境に優しい製品を提供するこ
とができるものである。
コンデンサの構成を示す断面図
子を形成するリードフレームの平面図 (b)同A−A線における断面図
示す特性図
コンデンサの構成を示す断面図
成するリードフレームの断面図
コンデンサの構成を示す要部断面図
を示す特性図
コンデンサの構成を示す断面図
コンデンサの構成を示す断面図
先めっき・後プレス方式によるタンタル固体電解コンデ
ンサの陽極/陰極端子の製造方法を示した製造工程図
先プレス・後めっき方式によるタンタル固体電解コンデ
ンサの陽極/陰極端子の製造方法を示した製造工程図
示す断面図
形成するリードフレームの平面図
Claims (15)
- 【請求項1】 陽極取り出し部ならびに陰極取り出し部
が形成されたコンデンサ素子と、上記陽極取り出し部な
らびに陰極取り出し部に夫々接合された陽極端子ならび
に陰極端子と、この陽極端子ならびに陰極端子の一部が
夫々外部に露呈した状態で上記コンデンサ素子を被覆し
た絶縁性の外装樹脂からなり、上記陽極端子ならびに陰
極端子が銅または銅合金からなる板状金属部材に下地無
しで直接錫めっき層を形成し、これをリフロー処理する
ことにより板状金属部材と錫めっき層の間に錫−銅の金
属間化合物層を設けたものである固体電解コンデンサ。 - 【請求項2】 陽極端子および/または陰極端子が、板
状金属部材のコンデンサ素子と接合される側の面にニッ
ケルの下地めっき層と、この下地めっき層上のコンデン
サ素子と接合される部分に銀めっき層を形成し、他方の
面に下地無しで直接錫めっき層を形成し、これをリフロ
ー処理することにより板状金属部材と錫めっき層の間に
錫−銅の金属間化合物層を設けたものである請求項1に
記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項3】 陽極端子および/または陰極端子が、板
状金属部材のコンデンサ素子と接合される側の面のコン
デンサ素子と接合される部分にニッケルの下地めっき層
と、この下地めっき層上に銀めっき層を形成し、これ以
外の部分には上記銀めっき層と少なくとも0.5mmの隙
間を設けて下地無しで直接錫めっき層を形成し、他方の
面に下地無しで直接錫めっき層を形成し、これをリフロ
ー処理することにより板状金属部材と錫めっき層の間に
錫−銅の金属間化合物層を設けたものである請求項1に
記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項4】 陽極端子および/または陰極端子が、板
状金属部材のコンデンサ素子と接合される側の面のコン
デンサ素子と接合される部分にニッケルの下地めっき層
と、この下地めっき層上に銀めっき層を形成し、これ以
外の部分には上記銀めっき層と少なくとも0.5mmの隙
間を設けて下地無しで直接錫めっき層を形成し、これを
リフロー処理することにより板状金属部材と錫めっき層
の間に錫−銅の金属間化合物層を設けたものである請求
項1に記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項5】 陽極端子および/または陰極端子に下地
無しで直接形成された錫めっき層の厚さが4.0μm以
上、ニッケルの下地めっき層上に形成された銀めっき層
の厚さが0.3μm以上である請求項2に記載の固体電
解コンデンサ。 - 【請求項6】 陽極端子ならびに陰極端子に設けられた
錫−銅の金属間化合物層の厚さが0.4〜2.0μmで
ある請求項1に記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項7】 陽極端子ならびに陰極端子の外装樹脂か
ら露呈した部分の錫めっき層の厚さが同外装樹脂に被覆
された部分の錫めっき層の厚さより0.2〜1.0μm
薄く形成された請求項1に記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項8】 陽極端子ならびに陰極端子に形成する錫
めっき層に代えて、錫−銀めっき、錫−ビスマスめっ
き、錫−亜鉛めっき、錫−銅めっきのいずれかの錫系合
金めっき層を形成した請求項1に記載の固体電解コンデ
ンサ。 - 【請求項9】 コンデンサ素子が、陽極導出線をその一
端が表出するように埋設した弁作用金属粉末からなる成
形体を焼結した多孔質の陽極体の外表面に誘電体酸化皮
膜層、固体電解質層、陰極層を順次形成して構成された
ものである請求項1に記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項10】 コンデンサ素子が、弁作用金属の表面
に誘電体酸化皮膜層、導電性高分子からなる固体電解質
層、陰極層を順次形成して構成されたものである請求項
1に記載の固体電解コンデンサ。 - 【請求項11】 陽極端子ならびに陰極端子を構成する
銅または銅合金からなる板状金属部材のコンデンサ素子
と接合される側の面に電解めっきによるニッケルの下地
めっき層と、この下地めっき層上のコンデンサ素子と接
合される部分に電解めっきによる銀めっき層を形成し、
続いてこの板状金属部材の他方の面に下地無しで直接電
解めっきによる錫めっき層または錫系合金めっき層を形
成した後、これを酸素濃度が200ppm以下の低酸素
濃度雰囲気中で400〜800℃に加熱するリフロー処
理を行って上記錫めっき層または錫系合金めっき層を溶
融させることにより板状金属部材と錫めっき層または錫
系合金めっき層の間に錫−銅の金属間化合物層を形成し
た後、これを所望の形状に打ち抜き・折り曲げ加工する
ことにより陽極端子ならびに陰極端子を作製し、続いて
この陽極端子ならびに陰極端子にコンデンサ素子を接合
し、上記陽極端子ならびに陰極端子の一部が夫々外部に
露呈する状態で上記コンデンサ素子を絶縁性の外装樹脂
で被覆した後、外装樹脂から表出した陽極端子ならびに
陰極端子を外装樹脂に沿って折り曲げるようにした固体
電解コンデンサの製造方法。 - 【請求項12】 陽極端子ならびに陰極端子を構成する
板状金属部材のコンデンサ素子と接合される側の面のコ
ンデンサ素子と接合される部分に電解めっきによるニッ
ケルの下地めっき層と、この下地めっき層上に電解めっ
きによる銀めっき層を形成し、続いてこの銀めっき層と
少なくとも0.5mmの隙間を設けて下地無しで直接電解
めっきによる錫めっき層または錫系合金めっき層を形成
した後、この板状金属部材の他方の面に下地無しで直接
電解めっきによる錫めっき層または錫系合金めっき層を
形成し、これをリフロー処理して陽極端子ならびに陰極
端子を作製するようにした請求項11に記載の固体電解
コンデンサの製造方法。 - 【請求項13】 陽極端子ならびに陰極端子を構成する
板状金属部材を所望の形状に打ち抜き加工した後でめっ
き処理を行うようにした請求項11に記載の固体電解コ
ンデンサの製造方法。 - 【請求項14】 陽極端子ならびに陰極端子を構成する
板状金属部材を所望の形状に打ち抜き加工した後でめっ
き処理を行うようにした請求項12に記載の固体電解コ
ンデンサの製造方法。 - 【請求項15】 外装樹脂から表出した陽極端子ならび
に陰極端子の錫めっき層または錫系合金めっき層をブラ
スト処理することにより表層部の厚みを0.2〜1.0
μm薄くするようにした請求項11に記載の固体電解コ
ンデンサの製造方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 2000-10-24 JP JP2000323680A patent/JP2002134361A/ja active Pending
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