JP2002175943A - チップ型固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 実装時において過度の圧力が絶縁樹脂に印加
されても、絶縁性が不十分となってしまうことを回避す
ること。 【解決手段】 陽極導出線４を有し且つ弁作用金属から
成る陽極体の表面に、誘電体酸化皮膜と電解質層と陰極
層とを順次積層形成してその外装が前記陰極層とされた
コンデンサ素子２と、を具備し、前記コンデンサ素子２
の陽極導出線４に接続された陽極端子５を前記コンデン
サ素子２の下方位置に有するチップ型固体電解コンデン
サ１において、前記コンデンサ素子２と陽極端子５の間
に電気絶縁性の樹脂層９を形成するとともに、該樹脂層
９は電気絶縁性のスペーサ２５を内在する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】本発明は、各種電子機器に
搭載される高密度表面実装に使用可能なチップ型固体電
解コンデンサの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より知られているチップ型固体電解
コンデンサとしては、例えば図８に示す実開昭４８−８
８９４２号に記載されたようなものがある。このチップ
型固体電解コンデンサ０１は、タンタルのような弁金属
粉末を成型して焼結することにより得た焼結体の表面に
陽極酸化により誘電体となる酸化皮膜を形成して陽極体
とし、この陽極体上に二酸化マンガンなどの固体電解質
層と、カーボンや銀ペーストから成る陰極層とを積層形
成することにより得られるコンデンサ素子０２を陽極リ
ード０５並びに陰極リード０６を有するリードフレーム
に取付けたものとされている。

【０００３】これらチップ型固体電解コンデンサ０１に
使用されるリードフレームは、例えば実開昭６２−８９
１２６号の第５図或いは第６図に示されるような構造の
もので、コンデンサ素子から導出した陽極導出線０４を
陽極のリードフレーム０５に溶接するとともに、前記陰
極層をその外周に有するコンデンサ素子０２の本体部を
陰極のリードフレーム０６に半田等により接着した後、
エポキシ樹脂０３等によるトランスファーモールドによ
りコンデンサ素子０２を樹脂封止し、更にリードフレー
ム０６を切断して形成した外部リードを外装に沿って折
り曲げてチップ型固体電解コンデンサ０１が構成されて
いる。

【０００４】しかしながら、このようなチップ型固体電
解コンデンサ０１は、陽極導出線０４と陽極リード０５
との溶接部分をも樹脂０３にて被覆する構造となってい
るため、コンデンサ全体の大きさに対するコンデンサ素
子０２の占める体積が小さく、小型で且つ大容量を有す
るコンデンサへの要求に対して十分に対応できるもので
はなかった。

【０００５】このため、図９の特開昭５５―８６１１１
号に示すような構造のチップ型固体電解コンデンサ０
１’が知られている。このチップ型固体電解コンデンサ
０１’は、外部電極０５’，０６’をコンデンサの下面
に設ける構造とし、外部電極０５’，０６’とコンデン
サ素子０２’の陽極導出線０４’とを、導電性の補助リ
ード線０９’を介して接続したものである。

【０００６】これら外部電極０５’，０６’をコンデン
サ素子０２’の下方位置に有する前記チップ型固体電解
コンデンサ０１’においては、コンデンサ素子０２’の
外周面に形成された導電性の陰極層にて前記外部端子で
ある陽極端子０５’と陰極端子０６’とが短絡すること
を回避するために前記陽極端子０５’の上面に電気絶縁
性の樹脂層０７‘を塗布等により形成して前記コンデン
サ素子０２’と陽極端子０５’とが導通することを回避
している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
電気絶縁性の樹脂層０７‘を塗布等により形成しても、
完全に乾燥或いは硬化した塗膜となってから前記コンデ
ンサ素子０２’を実装すると、該塗膜の厚みが所定厚み
よりも厚い場合には、前記陽極導出線０４‘と補助リー
ド線０９’とが当接しなくなってしまい、良好な接続を
形成できなくなることから、これら厚みの影響を排除す
るために、樹脂が液状或いは未乾燥状態にある段階にお
いて前記コンデンサ素子０２’を実装することがなされ
ているが、このような場合においては、実装時において
過度の圧力が液状或いは未乾燥状態にある樹脂に印加さ
れると、該絶縁樹脂の厚みが薄くなってしまい絶縁性が
不十分となって最悪の場合には短絡を生じてしまうとい
う問題があった。

【０００８】よって、本発明は上記した問題点に着目し
てなされたもので、実装時において過度の圧力が液状或
いは未乾燥状態にある樹脂に印加されても、絶縁性が不
十分となってしまうことを回避することのできるチップ
型固体電解コンデンサを提供することを目的としてい
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記した問題を解決する
ために、本発明のチップ型固体電解コンデンサは、陽極
導出線を有し且つ弁作用金属から成る陽極体の表面に、
誘電体酸化皮膜と電解質層と陰極層とを順次積層形成し
てその外周が前記陰極層とされたコンデンサ素子と、該
コンデンサ素子を被覆する外装樹脂と、を具備し、前記
コンデンサ素子の陽極導出線に接続された陽極端子を前
記コンデンサ素子の下方位置に有するチップ型固体電解
コンデンサにおいて、前記コンデンサ素子と陽極端子の
間に電気絶縁性の樹脂層を形成するとともに、該樹脂層
は電気絶縁性のスペーサを内在することを特徴としてい
る。この特徴によれば、前記電気絶縁性の樹脂層が電気
絶縁性のスペーサを内在することで、実装時において過
度の圧力が該樹脂層に印加されても、該スペーサにより
十分な間隙が保持されることから、絶縁性が不十分とな
ってしまうことを回避することができる。

【００１０】本発明のチップ型固体電解コンデンサは、
前記スペーサが約５〜５０μｍの大きさを有する粒体で
あることが好ましい。このようにすれば、前記スペーサ
の大きさが５μｍ未満では十分な電気絶縁性を得ること
が難しくなり、５０μｍよりも大きなものでは、必要と
される樹脂の量が増大してしまうことから、５〜５０μ
ｍの大きさとすることで、十分な絶縁性を適宜な量の樹
脂を用いて得ることができる。

【００１１】本発明のチップ型固体電解コンデンサは、
前記電気絶縁性の樹脂層が、光硬化性樹脂であることが
好ましい。このようにすれば、前記樹脂層の硬化を迅速
かつ簡便に実施することができるばかりか、前記コンデ
ンサ素子に加わる熱を極力少ないものとすることができ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。 （実施例）図１は本実施例のチップ型固体電解コンデン
サの構造を示す斜視図であり、図２は、本実施例のチッ
プ型固体電解コンデンサを示す断面図であり、図３は、
本実施例に用いたリードフレームの形状を示す図であ
り、図４は、本実施例に用いたリードフレームの外観斜
視図である。

【００１３】本実施例のチップ型固体電解コンデンサ１
は、図１に示すように、コンデンサ素子２と、該コンデ
ンサ素子２の１側面から導出された陽極導出線４がその
上端面に溶接にて接続される断面視形状がＬ字状とされ
た陽極端子５と、該陽極端子５と前記コンデンサ素子２
を挟んで対向する側に、該コンデンサ素子２の下方に配
置されるとともに、該コンデンサ素子２の外周部下面と
導電性接着剤１０にて電気的並びに機械的に接合された
陰極端子６と、これら陽極端子５並びに陰極端子６露出
部を除く部分を、前記コンデンサ素子２を被覆するよう
に覆う外装樹脂３と、から主に構成されている。

【００１４】この本実施例に用いた前記陽極端子５は、
前述のように断面視形状がＬ字状とされ、該Ｌ字の内面
側がコンデンサ素子２の下面並びに前記陽極導出線４が
導出された側面に沿うように設けられており、該コンデ
ンサ素子２の下面と陽極端子５のＬ字の内面とが当接す
ると、コンデンサ素子２の表面に形成されている陰極層
を介して該陽極端子５と陰極端子６とが短絡することか
ら、該コンデンサ素子２の下面との間に絶縁樹脂９が介
在するように、前記Ｌ字の内面に絶縁樹脂９が設けられ
ている。

【００１５】前記コンデンサ素子２としては、従来より
固体電解コンデンサ素子として使用されている素子、例
えばタンタルのような弁金属粉末を成型して焼結するこ
とにより得た焼結体の表面に陽極酸化により誘電体とな
る酸化皮膜を形成して陽極体とし、この陽極体上に二酸
化マンガンなどの固体電解質層と、カーボンや銀ペース
トから成る陰極層とを積層形成することにより得られる
コンデンサ素子等を好適に使用することができる。尚、
前記固体電解質としてポリピロール等の高分子電解質を
用いたもの等も使用することができる。

【００１６】以下、本実施例のチップ型固体電解コンデ
ンサ１をその製造工程に沿って説明する。まず、本実施
例において前記陽極端子５と陰極端子６とは、図３並び
に図４に示すような形状とされ、複数のコンデンサ素子
２が実装可能とされたリードフレーム１１により形成さ
れており、該リードフレーム１１には、図３に示す折曲
げ加工部に折曲げ加工がされることで、図４に示すよう
な凸部２０が形成され、該凸部２０の高さは、コンデン
サ素子２が実装された際に該凸部２０の上面と前記陽極
導出線４の下端とが当接するような高さとされている。

【００１７】まず、このリードフレーム１１の陽極端子
５となる部分の上面に、図５（ａ）に示すように塗料を
塗布、硬化させて絶縁樹脂９を形成する。

【００１８】この絶縁樹脂９内部には、図２並びに図７
に示すように、電気絶縁性をする所定粒径のスペーサ粒
子２５が所定濃度にて内在されている。

【００１９】これらスペーサ粒子２５の材質としては、
前記陽極端子５とコンデンサ素子２との間に狭持されて
も潰れてしまうことのない適宜な強度とともに、高い電
気絶縁性を有し、かつ後述する適宜な粒度の粒子を簡便
に得られるものであれば使用することができ、本実施例
では、粒径が比較的均一であって且つ球状粒子であると
ともに比較的安価であることからフェノール粒子を使用
しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、
例えば液晶パネル等のスペーサ等も好適に使用すること
ができる。

【００２０】また、これらスペーサ粒子の形状としては
方向性が無いことから球形のものを本実施例では使用し
ているが、本発明はこれに限定されるものではなく、こ
れら粒子の形状を円柱状とするようにしても良い。

【００２１】また、これらスペーサ粒子２５の大きさと
しては、該粒径が５μｍ以下となると前記陽極端子５と
コンデンサ素子２との間の電気絶縁性が不十分となる
し、逆に粒径が５０μｍよりも大きくなると、塗布にて
提供される樹脂の量が多くなり不経済となってしまうこ
とから、５〜５０μｍの範囲とすることが好ましい。

【００２２】これらスペーサ粒子２５が混入される絶縁
樹脂９としては、乾燥工程の効率化とともに、樹脂の固
形分の高さから容易に比較的厚みの大きな塗膜を得られ
ることから、本実施例では光硬化性樹脂である紫外線硬
化樹脂を使用しているが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、適宜な電気絶縁性を得られる樹脂であっ
て、前記リードフレーム１１との接着性に優れ、動作字
におけるコンデンサ素子２の発熱に耐えられる適宜な耐
熱性を有するものであって、塗布等にて容易に形成でき
るものであれば好適に使用することができる。

【００２３】これら絶縁樹脂９となる前記スペーサ粒子
２５を含有する液状樹脂を塗布する方法として、本実施
例においては、図示しないインクジェットノズルを用い
てリードフレーム１１の該当部位に塗布形成をしている
が、本発明はこれに限定されるものではなく、これら絶
縁樹脂９の形成方法としては任意の方法、例えばスクリ
ーン印刷やタンポ印刷、或いは熱転写フィルムによる樹
脂転写等を使用するようにしても良い。

【００２４】これら絶縁樹脂９の塗布形成後に、図５
（ｂ）に示すように、陰極端子６となる部分の上面に、
導電性接着材１０を塗布形成し、該塗布後に図５（ｃ）
に示すようにコンデンサ素子２を実装する。

【００２５】この際、該実装されるコンデンサ素子２の
底面と前記陽極端子５の上面との間において、図７に示
すように、前記未硬化の絶縁樹脂９中に含まれている前
記スペーサ粒子２５が狭持され、該コンデンサ素子２の
底面と前記陽極端子５の上面との離間が保たれるように
なっている。

【００２６】これら導電性接着材１０としては、接続す
る前記コンデンサ素子２の下面が前述のようにカーボン
や銀ペーストから成る陰極層が露出していることから、
これら陰極層との接着性等の観点から、通常においてＩ
Ｃ等のマウントに使用される銀系の導電性接着材１０が
好適に使用されるが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、これら導電性接着材１０に代えて半田ペースト
等を塗布しておき、コンデンサ素子２の搭載後において
該半田ペーストを溶融させてコンデンサ素子２を固定、
実装するようにしても良い。

【００２７】これらコンデンサ素子２の実装において、
前記陽極導出線４と前記凸部２０の上面とを溶接にて接
続するとともに、前記絶縁樹脂９並びに導電性接着材１
０の乾燥・硬化を行ってコンデンサ素子２を固定する。

【００２８】次いで、図５（ｄ）に示すように、コンデ
ンサ素子２が固定・実装された前記リードフレーム１１
の下面側から、該下面を覆うように粘着テープであるポ
リイミドテープ１２を貼付して前記リードフレーム１１
の下面のマスキングを行う。

【００２９】本実施例においては、粘着テープとして耐
熱性、特に熱収縮が少ないとともに該粘着テープが後述
する封止樹脂の堰にもなることから該封止樹脂のバリア
性並びに機械的な強度の観点から前述のようにポリイミ
ドフィルムの一面にシリコーン粘着剤層が形成されたポ
リイミドテープを使用しており、前記シリコーン粘着剤
層は、該封止樹脂との離型剤層としても機能するように
なっているが、本発明の粘着テープは前記ポリイミドテ
ープに限定されるものではなく、これら粘着テープとし
ては耐熱性やコスト等の観点から適宜なものを選択して
使用すれば良い。

【００３０】これらポリイミドテープ１２の貼付後にお
いて、前記リードフレーム１１の全体に外装樹脂３とな
る封止樹脂を、図５（ｅ）に示すように、前記コンデン
サ素子２全体が該外装樹脂３に覆われるような所定厚み
となるように流し込むとともに、該リードフレーム１１
の外部雰囲気を真空とすることで、内部の微細な領域ま
で外装樹脂３が充填されるようにした後、該外装樹脂３
を硬化させる。

【００３１】このように、外部雰囲気を真空とすること
は、内部の微細な領域まで外装樹脂３を迅速に充填でき
るようになることから好ましいが、本発明はこれに限定
されるものではない。

【００３２】これら外装樹脂３としては、従来のトラン
スファーモールド成型に使用されるモールド樹脂である
エポキシアクリレート等のエポキシ系樹脂を好適に使用
することができるとともに、基板実装時の半田耐熱に耐
えられる耐熱性を有し、適宜な加熱状態或いは常温にお
いて液体状態を得ることができる樹脂であれば好適に使
用することができる。

【００３３】前記外装樹脂３が適宜な硬化状態となった
後において、図６（ｆ）に示すように、前記ポリイミド
テープ１２を剥離した後に、前記リードフレーム１１の
凸部２０の裏面凹部１３を、該凹部１３に入り込んだ前
記外装樹脂３とともに図６（ｇ）に示すようにリードフ
レーム１１の角部が曲部をなるようにＲ加工を実施する
ことで、図２に示す陽極端子５並びに陰極端子６の半田
収容部７、８を形成する。

【００３４】このようにして半田収容部７、８を形成す
ることは、得られたチップ型固体電解コンデンサ１を基
板実装する際に、半田との接触面積を十分に取れるよう
になるり良好な実装強度が得られるばかりか、チップ型
固体電解コンデンサ１の外周に露出する半田フィレット
の領域を大幅に少ないものとすることができ、実装効率
を向上できるようになることから好ましいが、本発明は
これに限定されるものではない。

【００３５】これらＲ加工の実施後において、図６
（ｈ）に示すように、リードフレーム１１の露出部に半
田メッキ１４等の半田との塗れ性を向上できる金属のメ
ッキ加工を実施した後、チップ型固体電解コンデンサ１
の上面に相当する該リードフレーム１１の露出面とは反
対面に、図６（ｉ）に示すように、ダイシングテープ１
５を貼着して、図６（ｊ）に示すように、前記凹部１３
側より切断溝１６を形成し、図３の切断エリアが切り出
されてチップ型固体電解コンデンサ１が得られる。

【００３６】以上、本発明を図面に基づいて説明してき
たが、本発明はこれら前記実施例に限定されるものでは
なく、本発明の主旨を逸脱しない範囲での変更や追加が
あっても、本発明に含まれることは言うまでもない。

【００３７】例えば、前記実施例においては、前記陽極
端子５の形状を断面視形状がＬ字状のものとしている
が、本発明はこれに限定されるものではなく、図９に示
すような枕部材０９’を用いたものに本発明を適用して
も良い。

【００３８】

【発明の効果】本発明は次の効果を奏する。 （ａ）請求項１の発明によれば、前記電気絶縁性の樹脂
層が電気絶縁性のスペーサを内在することで、実装時に
おいて過度の圧力が該樹脂層に印加されても、該スペー
サにより十分な間隙が保持されることから、絶縁性が不
十分となってしまうことを回避することができる。

【００３９】（ｂ）請求項２の発明によれば、前記スペ
ーサの大きさが５μｍ未満では十分な電気絶縁性を得る
ことが難しくなり、５０μｍよりも大きなものでは、必
要とされる樹脂の量が増大してしまうことから、５〜５
０μｍの大きさとすることで、十分な絶縁性を適宜な量
の樹脂を用いて得ることができる。

【００４０】（ｃ）請求項３の発明によれば、前記樹脂
層の硬化を迅速かつ簡便に実施することができるばかり
か、前記コンデンサ素子に加わる熱を極力少ないものと
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例におけるチップ型固体電解コン
デンサの構造を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施例におけるチップ型固体電解コン
デンサを示す断面図である。

【図３】本発明の本実施例にて用いたリードフレームの
形状を示す図である。

【図４】本発明の本実施例にて用いたリードフレームの
外観斜視図である。

【図５】本発明のチップ型固体電解コンデンサの製造工
程を示す図である。

【図６】本発明のチップ型固体電解コンデンサの製造工
程を示す図である。

【図７】本発明の本実施例にて用いた絶縁樹脂層を示す
拡大断面図である。

【図８】従来のチップ型固体電解コンデンサを示す断面
図である。

【図９】従来のチップ型固体電解コンデンサを示す断面
図である。

【符号の説明】

１ チップ型固体電解コンデンサ ２ コンデンサ素子 ３ 外装樹脂 ４ 陽極導出線 ５ 陽極端子 ６ 陰極端子 ７ 半田収容部（陽極） ８ 半田収容部（陰極） ９ 絶縁樹脂 １０ 導電性接着剤 １１ リードフレーム １２ ポリイミドテープ １３ 凹部 １４ 半田メッキ １５ ダイシングテープ １６ 切断溝 ２０ 凸部 ２５ 絶縁スペーサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極導出線を有し且つ弁作用金属から成
   る陽極体の表面に、誘電体酸化皮膜と電解質層と陰極層
   とを順次積層形成してその外周が前記陰極層とされたコ
   ンデンサ素子と、該コンデンサ素子を被覆する外装樹脂
   と、を具備し、前記コンデンサ素子の陽極導出線に接続
   された陽極端子を前記コンデンサ素子の下方位置に有す
   るチップ型固体電解コンデンサにおいて、前記コンデン
   サ素子と陽極端子の間に電気絶縁性の樹脂層を形成する
   とともに、該樹脂層は電気絶縁性のスペーサを内在する
   ことを特徴とするチップ型固体電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 前記スペーサが約５〜５０μｍの大きさ
   を有する粒体である請求項１に記載のチップ型固体電解
   コンデンサ。
3. 【請求項３】 前記電気絶縁性の樹脂層が、光硬化性樹
   脂である請求項１または２に記載のチップ型固体電解コ
   ンデンサ。