JP2003257798A - 樹脂パッケージ型電子部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リフロー時等に発生する熱応力を緩和するこ
とによって、特性が劣化するのを抑制した樹脂パッケー
ジ型電子部品及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 樹脂パッケージ内に電子素子を封止した
形態を有する電子部品において、応力緩和層は樹脂パッ
ケージと電子素子との間に設けられ、電子素子の表面に
被覆材を付着させることにより形成されている。被覆材
は、例えばアルミナ、シリカ及びエポキシ樹脂といった
絶縁性粒子を５〜５０ｗｔ％になるようにエタノール等
の溶媒に混ぜたインク又はペースト状のものが好ましく
使用される。また応力緩和層は、樹脂パッケージとコン
デンサ素子のうち少なくとも一方との接合力あるいは複
数層形成された応力緩和層の応力緩和層同士間における
接合力が、樹脂パッケージとコンデンサ素子との接合力
に比べて小さいものとして構成しても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、樹脂パッケージ
内に電子素子を封止した形態を有する電子部品、及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子部品としては、例えば図１１に示し
たような固体電解コンデンサ１がある。この図に示した
固体電解コンデンサ１は、電子素子に相当するコンデン
サ素子２に外部接続用電極３，４を接続し、コンデンサ
素子２を樹脂パッケージ５内に封止することにより形成
されている。コンデンサ素子２では、多孔質導体６の各
孔内に誘電体層７及び固体電解質内層８が形成され、多
孔質導体６の見かけ表面に固体電解質外層９、バッファ
層１０及び内部電極２２が形成されている。また、多孔
質導体６に対しては、内部電極２１の一端部が埋設され
て一体化されている。さらに、外部接続用電極３，４は
樹脂パッケージ５の外面に沿って折り曲げられており、
回路基板に対して面実装可能とされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般的に、樹脂パッケ
ージ５はエポキシ樹脂、固体電解質外層９はＭｎＯ₂、
バッファ層１０はグラファイト、内部電極２２は銀によ
り形成されている。この構成では内部電極２２と樹脂パ
ッケージ５間の接合力が固体電解質外層９とバッファ層
１０の接合力及びバッファ層１０と内部電極２２間の接
合力より大きい。そのため、はんだ付けリフロー等によ
り回路基板に実装する際、樹脂パッケージ５が膨張や収
縮し、接合力がより小さい固体電解質外層９とバッファ
層１０間やバッファ層１０と内部電極２２間に応力がか
かり、それらの接合部分に剥離が生じる。このような事
態が生じたならば、コンデンサのインピーダンスやＥＳ
Ｒ（等価直列抵抗）が大きくなって、その特性が劣化す
る。熱応力による特性劣化は、コンデンサに限らず他の
樹脂パッケージ型の電子部品についても生じ得る。

【０００４】本願発明は、このような事情のもとに考え
だされたものであって、リフロー時等に電子素子に作用
する応力を緩和することによって、特性が劣化するのを
抑制した樹脂パッケージ型電子部品及びその製造方法を
提供することをその課題としている。

【０００５】

【発明の開示】本願発明では、上記した課題を解決すべ
く、次の技術的手段を講じている。すなわち、本願発明
の第１の側面により提供される樹脂パッケージ型電子部
品は、樹脂パッケージ内に電子素子を封止した形態を有
する電子部品であって、上記樹脂パッケージと上記電子
素子との間に設けられ、かつ上記樹脂パッケージと上記
電子素子との接合力を小さくする応力緩和層を備えたこ
とを特徴としている。

【０００６】この電子部品では、樹脂パッケージと電子
素子との間に応力緩和層が設けられている。そのため、
樹脂パッケージの膨張・収縮に起因した応力が、電子素
子には作用しにくくなって、電子素子ひいては電子部品
の特性劣化が抑制され、熱に対する特性を安定化させる
ことができるようになる。例えば、応力緩和層は絶縁性
粒子により形成される。あるいは、応力緩和層と樹脂パ
ッケージ間の接合力及び応力緩和層と電子素子間の接合
力のうち少なくとも１つは樹脂パッケージが電子素子と
直接接合した際の接合力に比べて小さくなるように形成
される。そのため、樹脂パッケージが熱膨張あるいは収
縮したとしても、その接合力が小さいところで剥離等が
生じ易くなっている。

【０００７】応力緩和層は、例えば電子素子の表面に絶
縁性粒子の層を形成することにより、設けることができ
る。また、絶縁性粒子としては、例えばアルミナ又はシ
リカの粉末が挙げられ、他にもエポキシ樹脂の粒子を用
いることもできる。これらの物は安価で、しかも容易に
入手できるからである。ここで絶縁性のものを使用する
のは、電子部品は複数の電極を有しており、それらの電
極間が応力緩和層により繋がったとしても電気的にショ
ートしないようにするためである。

【０００８】また、応力緩和層は、樹脂パッケージ及び
電子素子のうちの一方との接合力が樹脂パッケージと電
子素子との接合力に比べて小さいものとして形成するこ
ともできる。もちろん、応力緩和層を複数の層により構
成し、これらの層の間の接合力が、樹脂パッケージと電
子素子との接合力に比べて小さいものとして形成しても
良い。

【０００９】これらの構成では、樹脂パッケージと電子
素子とが直接接合されている場合に比べて、樹脂パッケ
ージが膨張・収縮した場合に、電子素子の外側（樹脂パ
ッケージと電子素子の間、応力緩和層と樹脂パッケージ
又は電子素子との間、あるいは応力緩和層内）において
剥離が生じ易くなっている。その結果、樹脂パッケージ
の膨張・収縮に併せて、電子素子に対して樹脂パッケー
ジが相対動しやすくなって、樹脂パッケージが膨張・収
縮したとしても電子素子には応力が作用しにくくなって
いる。

【００１０】電子素子としては、例えば電子素子の表面
に電極が形成されたコンデンサ素子が挙げられる。この
ようなコンデンサ素子を備えた電子部品（コンデンサ）
では、一般的に樹脂パッケージがエポキシ樹脂により、
電極が銀により形成されるが、上述したようにエポキシ
樹脂と銀の間の接合力が大きい。そのため、上記構成の
コンデンサにおいては、応力緩和層を形成することによ
り特性の劣化を抑制する効果が大きい。

【００１１】また、本願発明の第２の側面により提供さ
れる電子部品の製造方法は、本願発明の第１の側面に係
る電子部品を製造する方法であって、基材に対して上記
電子素子を搭載する電子素子搭載工程と、上記電子素子
の表面に上記応力緩和層を形成する応力緩和層形成工程
と、上記電子素子を封止するようにして上記樹脂パッケ
ージを形成する樹脂パッケージング工程と、を含むこと
を特徴としている。

【００１２】この製造方法により得られる電子部品は、
上述した第１の側面に係る電子部品と同様に応力緩和層
を備えているので、先に説明した第１の側面に係る電子
部品の効果を奏する事ができる。

【００１３】ここで基材とは、リードフレームの他、配
線がパターン形成された絶縁基板も含まれる。

【００１４】好ましくは、応力緩和層形成工程は、絶縁
性粒子を含む被覆材により、電子素子の本体を被覆する
作業を含む工程である。

【００１５】本側面により得られる電子部品は、絶縁性
粒子により電子素子を被覆するようにすれば、陽極及び
陰極の一部を覆うことがあっても電気的にショートする
ことはない。従って、被覆に高度な精密さを要求する必
要がなく、作業効率的に有利である。

【００１６】被覆材としては、絶縁性粒子を５〜５０ｗ
ｔ％含むインク又はペースト状のものが使用するのが好
ましい。この範囲よりも絶縁性粒子の濃度が小さけれ
ば、応力緩和層が目的とする機能を発揮することができ
ない一方、濃度が大きいと、被覆材の流動性が低くなっ
て、作業性が悪くなるからである。

【００１７】本願発明のその他の利点および特徴につい
ては、以下に行う発明の実施の形態の説明から、より明
らかとなるであろう。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本願発明の好ましい実施の
形態について、図面を参照して具体的に説明する。本実
施の形態では、樹脂パッケージ型電子部品としての固体
電解コンデンサを例にとって説明する。

【００１９】図１に示した固体電解コンデンサ１は、内
部電極２１，２２を有するコンデンサ素子２、応力緩和
層１１、外部接続用電極３，４及び樹脂パッケージ５備
えている。

【００２０】外部接続用電極３，４は、内部電極２１，
２２に接続されており、その一部が樹脂パッケージ５か
ら延出している。この延出部分は、樹脂パッケージ５の
外面に沿うようにして折り曲げられており、コンデンサ
１が回路基板に対して面実装可能とされている。

【００２１】樹脂パッケージ５は、コンデンサ素子２の
全体及び外部接続用電極３，４の一端部を覆っている。
これにより、コンデンサ素子２が外力から保護されてい
る。このような樹脂パッケージ５は、例えばエポキシ樹
脂などを用いた、トランスファモールド法により形成す
ることができる。

【００２２】応力緩和層１１は、樹脂パッケージ５が膨
張・収縮したときに、コンデンサ素子２に応力が作用す
るのを抑制するためのものであり、例えばコンデンサ素
子２の表面に絶縁性粒子を付着させることにより形成さ
れている。また応力緩和層１１は、樹脂パッケージ５と
コンデンサ素子２のうち少なくとも一方との接合力ある
いは複数層形成された応力緩和層１１の応力緩和層同士
間における接合力が、樹脂パッケージ５とコンデンサ素
子２との接合力に比べて小さいものとして構成しても良
い。これにより、コンデンサ素子２ひいては固体電解コ
ンデンサ１の特性劣化が抑制され、熱に対する特性を安
定化させることができるようになる。

【００２３】コンデンサ素子２は、多孔質導体６の各孔
内に、誘電体層７及び固体電解質内層８が形成したもの
である。多孔質導体６に対しては、内部電極２１の一端
部が埋設されて一体化され、多孔質導体６の見かけ表面
には固体電解質外層９、バッファ層１０及び内部電極２
２が形成されている。

【００２４】多孔質導体６は、例えばタンタル、アルミ
ニウムあるいはニオブ等の弁作用金属の粉末を直方体状
に圧縮成形し、これを高真空状態において焼結すること
によって形成されている。

【００２５】誘電体層７は、文字通り、誘電体として機
能するものであり、例えば多孔質導体６を構成する金属
の酸化物により構成されている。固体電解コンデンサ１
の容量は、この誘電体層７の総面積及び厚みにより決定
される。

【００２６】固体電解質内層８は、誘電体層７を形成し
た後においても残存する多孔質導体６の空洞部分に、ま
た固体電解質外層９は、多孔質導体の見掛けの表面を覆
うように、例えばマンガンの酸化物層（ＭｎＯ₂）を形
成することにより設けられている。

【００２７】バッファ層１０はグラファイトなどにより
構成されており、固体電解質外層９と内部電極２２との
間の接触抵抗が大きい場合に、これらの間の抵抗を小さ
くする目的で設けられる。例えば、固体電解質外層９が
ＭｎＯ₂により構成され、内部電極２２が銀などにより
構成されている場合などにバッファ層１０が設けられ
る。そのため、バッファ層１０は必要に応じて任意に設
けられるものである。

【００２８】内部電極２２は、電極として機能するもの
であり、例えばメッキ処理を施して銀等の導体層を形成
することにより設けられる。樹脂パッケージ５をエポキ
シ樹脂により、内部電極２２を銀により形成すれば、エ
ポキシ樹脂と銀の間の接合力が大きいので、この構成に
対して応力緩和層１１を設けることは、樹脂パッケージ
５の膨張・収縮に起因した特性の劣化を抑制する効果が
大きいと言える。

【００２９】このような固体電解コンデンサ１は、例え
ば以下に説明するコンデンサ素子搭載工程、応力緩和層
形成工程及び樹脂パッケージング工程等を経て製造する
ことができる。

【００３０】コンデンサ素子２の搭載工程は、例えば図
２に示したリードフレーム１２を用いて行われる。リー
ドフレーム１２は、一対のサイドメンバ６０及びこれら
のサイドメンバ６０の間を橋渡すようにして設けられた
複数のクロスメンバ６１を有している。サイドメンバ６
０及びクロスメンバ６１によって囲まれる領域は、仕切
りメンバ６２によって区画され、各区画領域がコンデン
サ形成領域６３を構成している。クロスメンバ６１から
は、隣接する他方のクロスメンバ６１に向けて第１及び
第２導体片６４，６５が突出形成されている。図３に良
く表れてように、第１導体片６４は、先端部６４ａがダ
ウンセットされている。

【００３１】コンデンサ素子２の搭載工程では、まず図
４に示したように、第１導体片６４の先端部６４ａに導
電性接着剤７０を介在させた上で、先端部６４ａ上にコ
ンデンサ素子本体２０が位置するようにコンデンサ素子
２を載置する。次いで、導電性接着剤７０を硬化ないし
固化させる。これにより、内部電極２２が第１導体片６
４に導通した状態で、コンデンサ素子２が第１導体片６
４に搭載される。このとき、内部電極２１は図４に示し
ているように第２導体片６５に接触させた状態にしてお
く。導電性接着剤７０としては、銀ペーストやはんだペ
ーストなどを用いることができる。

【００３２】内部電極２１の接続工程は、例えば図５に
示したように一対の電極７１，７２を用いた抵抗溶接に
より行われる。より具体的には、一対の電極７１，７２
によって内部電極２１と第２導体片６５とを狭持して、
第２導体片６５と内部電極２１とを接触させた状態にお
いて、これらの接触部分に電流を供給することにより行
われる。

【００３３】もちろん、抵抗溶接以外の手段により内部
電極２１の接続を行うこともできる。例えば、コンデン
サ素子２を実装する場合と同様に導電性接着剤７０を用
いても良いし、電気以外のエネルギー、例えば熱や超音
波を供給することによって内部電極２１と第２導体片６
５との間を接続しても良い。

【００３４】応力緩和層形成工程は、図６に示したよう
に内部電極２２の表面を被覆するように、ディスペンサ
を用いて被覆材を付着させ、その後、加熱して溶媒を飛
ばし、応力緩和層１１の厚みが粒子２，３個分に相当す
る厚みとなるように形成することにより行われる。被覆
材としては、粒径０．５〜３μｍの絶縁性粒子をエタノ
ール等の溶媒に混ぜて、絶縁性粒子の濃度を５〜５０ｗ
ｔ％にしたインク又はペーストが用いられる。また、上
記濃度範囲よりも絶縁性粒子の濃度が小さければ、応力
緩和層１１が目的とする機能を発揮することができない
一方、濃度が大きいと、被覆材の流動性が低くなって、
作業性が悪くなるからである。ここで、絶縁性粒子とし
てはアルミナ粉末やシリカ粉末の他、硬化したエポキシ
樹脂の粉末等を用いる事ができる。

【００３５】このような方法で形成される応力緩和層１
１は、絶縁性を有しているので、図６に示すように応力
緩和層１１によって内部電極２１，２２間が繋がったと
しても、ショートする恐れはない。そのため、応力緩和
層１１の形成に際して、精度良く内部電極２２の表面の
みを覆わなければならないといった制約はないので、作
業性が良い。もちろん、内部電極２２の表面に対して選
択的に応力緩和層１１を設けても良く、その場合には導
電性粒子を用いて応力緩和層１１を形成することができ
る。

【００３６】次いで、樹脂パッケージング工程を行う。
この工程は、図７に示したように上下の金型７３，７４
を用いて行われる。上下の金型７３，７４は、型締め状
態においてキャビディ７５を形成するものである。樹脂
パッケージングに際しては、キャビディ７５内にコンデ
ンサ素子２を収容した状態で、ゲート７６を介してキャ
ビディ７５内に樹脂が充填される。樹脂としては、例え
ばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。そし
て、キャビディ７５内に充填された樹脂を硬化又は固化
させた後に離型することによって、図８に示したように
コンデンサ素子２が樹脂パッケージ５内に封止された状
態となる。

【００３７】さらに、第１及び第２導体片６４，６５を
切断した後、樹脂パッケージ５から突出する導体片（外
部接続用電極３，４（図１参照））を折り曲げることに
より、図１に示したような固体電解コンデンサ１が得ら
れる。

【００３８】本願発明は、上述した実施の形態には限定
されず、種々に設計変更可能である。例えば、応力緩和
層１１は、リードフレーム１２に対してコンデンサ素子
２を搭載した後に限らず、それよりも以前に、コンデン
サ素子２に対して予め形成しておいても良い。導電性を
有する材料を用いて応力緩和層１１を形成する場合に
は、例えば図９に示したように内部電極２１と接触しな
い範囲において、コンデンサ素子本体２０の外面を覆う
ように応力緩和層１１を形成しておけば良い。一方、絶
縁性を有する材料を用いて応力緩和層１１を形成する場
合には、例えば図１０に示したようにコンデンサ素子コ
ンデンサ素子本体２０におけるリードフレームとの接触
面を露出させるようにして応力緩和層１１を設ければよ
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る製造方法により得られる固体電
解コンデンサの一例を示す断面図及びその要部（図中に
おいて丸で囲んだ部分）の拡大図である。

【図２】図１の固体電解コンデンサを製造する際に使用
されるリードフレームの要部平面図である。

【図３】図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。

【図４】コンデンサ素子の搭載工程を説明するための要
部断面図である。

【図５】内部電極の接続工程を説明するための要部断面
図である。

【図６】応力緩和層形成工程を説明するための要部断面
図である。

【図７】樹脂パッケージング工程を説明するための要部
断面図である。

【図８】樹脂パッケージング工程を説明するための要部
断面図である。

【図９】コンデンサ素子を搭載する前に応力緩和層を形
成した場合のコンデンサ素子周囲の状態を示した断面図
である。

【図１０】コンデンサ素子を搭載する前に応力緩和層を
形成した場合のコンデンサ素子周囲の状態を示した断面
図である。

【図１１】従来の製造方法により得られる固体電解コン
デンサの一例を示す断面図及びその要部（図中において
丸で囲んだ部分）の拡大図である。

【符号の説明】

１ 固体電解コンデンサ ２ コンデンサ素子（電子素子） ５ 樹脂パッケージ １１応力緩和層 ２２電極（内部電極）

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂パッケージ内に電子素子を封止した
   形態を有する電子部品であって、 上記樹脂パッケージと上記電子素子との間に設けられ、
   かつ上記樹脂パッケージと上記電子素子との接合力を小
   さくする応力緩和層を備えたことを特徴とする、樹脂パ
   ッケージ型電子部品。
2. 【請求項２】 上記応力緩和層は、上記電子素子の表面
   に形成された絶縁性粒子の層である、請求項１に記載の
   樹脂パッケージ型電子部品。
3. 【請求項３】 上記絶縁性粒子は、アルミナ又はシリカ
   である、請求項２に記載の樹脂パッケージ型電子部品。
4. 【請求項４】 上記電子素子は、表面に電極が形成され
   たコンデンサ素子である、請求項１ないし３のいずれか
   に記載の樹脂パッケージ型電子部品。
5. 【請求項５】 上記樹脂パッケージは、エポキシ樹脂に
   より形成されており、上記電極は銀を含んでいる、請求
   項１ないし４のいずれかに記載の樹脂パッケージ型電子
   部品。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載した
   電子部品を製造する方法であって、 基材に対して上記電子素子を搭載する電子素子搭載工程
   と、 上記電子素子の表面に上記応力緩和層を形成する応力緩
   和層形成工程と、 上記電子素子を封止するようにして上記樹脂パッケージ
   を形成する樹脂パッケージング工程と、を含むことを特
   徴とする、樹脂パッケージ型電子部品の製造方法。
7. 【請求項７】 上記応力緩和層形成工程は、上記絶縁性
   粒子を含む被覆材により、上記電子素子の表面を被覆す
   る作業を含んでいる、請求項６に記載の樹脂パッケージ
   型電子部品の製造方法。
8. 【請求項８】 上記被覆材は、上記絶縁性粒子を５〜５
   ０ｗｔ％含むインク又はペースト状のものである、請求
   項７に記載の樹脂パッケージ型電子部品の製造方法。