JP2005019925A - チップ状固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チップ状固体電解コンデンサの外装樹脂の肉厚を低減し、小形化を図る。
【解決手段】陽極導出リードを有する弁作用金属焼結体の外表面に陽極酸化皮膜層、固体電解質層、陰極引出層を形成したコンデンサ素子と、上記陽極導出リードに接続される陽極導電板、および陰極引出層に接続される陰極導電板を絶縁樹脂に一体形成してなる電極基板と、上記コンデンサ素子を外装する樹脂とからなるチップ状固体電解コンデンサにおいて、
上記外装樹脂がコンデンサ素子を格納する凹部を有する樹脂シートで形成され、該凹部にコンデンサ素子を格納する前または後に、コンデンサ素子の陽極導出リードと陰極引出層に導電性接着剤を塗布し、
電極基板の陽極導電板とコンデンサ素子の陽極導出リードと、また、電極基板の陰極導電板とコンデンサ素子の陰極引出層とを接続するよう電極基板で樹脂シートを覆ったことを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タンタル、ニオブ、アルミニウム等弁作用金属を使用したコンデンサ素子を樹脂フィルムシートにて密封してなるパッケージ型固体電解コンデンサの構造およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のチップ状固体電解コンデンサは、コンデンサ素子の陽極リードを支持する段差と、陰極の支持部を一対とする部位を複数個有する絶縁基板と、コンデンサ素子を被覆する被覆材とからなり、絶縁基板上に複数個のコンデンサ素子を導電性接着剤で接続後、トランスファーモールドで樹脂被覆して一括組立後、個々のコンデンサに分割することにより固体電解コンデンサを提供している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−１４８３８６号公報（第４頁−第１図〜第３図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のチップ状固体電解コンデンサは、コンデンサ素子を樹脂成型にて外装するものであり、図１４のように、そのパッケージ表面とコンデンサ素子間の肉厚寸法は、コンデンサ素子へのストレスを抑えるために必要な肉厚に加えて、容易に樹脂を充填させるための間隙（少なくとも０．１ｍｍ）を確保する必要があり、この分だけ固体電解コンデンサの長さＬ、幅Ｗ、および高さＨが増大することになる。
【０００５】
そして、コンデンサ素子が前後、左右、および上下に傾くことを考慮すると、さらに０．０５ｍｍ程度の間隙部のマージンが必要となり、固体電解コンデンサにおける長さＬ、幅Ｗ、および高さＨがますます増大することになるため、コンデンサ素子の体積効率が低くなり、コンデンサが大形化するという問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の問題を解決した肉薄型樹脂外装の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。
【０００７】
すなわち、陽極導出リード６ａを有する弁作用金属焼結体６ｃの外表面に陽極酸化皮膜層、固体電解質層、陰極引出層６ｂを形成したコンデンサ素子６と、上記陽極導出リード６ａに接続される陽極導電板２ａ、および陰極引出層６ｂに接続される陰極導電板２ｂを絶縁樹脂１０に一体形成してなる電極基板１と、上記コンデンサ素子６を外装する樹脂とからなるチップ状固体電解コンデンサにおいて、
上記外装樹脂がコンデンサ素子６を格納する凹部８を有する樹脂シート４で形成され、該凹部８にコンデンサ素子６を格納する前または後に、コンデンサ素子６の陽極導出リード６ａと陰極引出層６ｂに導電性接着剤５を塗布し、電極基板１の陽極導電板２ａとコンデンサ素子６の陽極導出リード６ａと、また、電極基板１の陰極導電板２ｂとコンデンサ素子６の陰極引出層６ｂとを接続するよう電極基板１で樹脂シート４を覆っ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。
【０００８】
また、上記の樹脂シート４の凹部８内に陽極部分と陰極部分を区分する内壁７を設け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。
【０００９】
さらに、上記の樹脂シート４の凹部８の内面から外表面に到る肉厚が１０〜１００μｍ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】
そして、上記のコンデンサ素子６を格納する凹部８を縦横に形成した樹脂シート４にコンデンサ素子６を格納する工程と、陽極導出リード６ａの根元部分にシリコーン樹脂９を塗布し硬化させる工程と、上記陽極導出リード６ａと陽極導電板２ａとの間、および陰極引出層６ｂと陰極導電板２ｂとの間に導電性接着剤５を充填する工程と、上記樹脂シート４の凹部８に電極基板１を重ねて固着させる工程と、上記樹脂シート４の下面にＵＶ硬化シート１２を固着させる工程と、個々のチップ状固体電解コンデンサに切削する工程とからなることを特徴とするチップ状固体電解コンデンサの製造方法である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
上記のように、コンデンサ素子６と、上記陽極導出リード６ａに接続される陽極導電板２ａ、および陰極引出層６ｂに接続される陰極導電板２ｂを絶縁樹脂１０に一体形成してなる電極基板１と、上記コンデンサ素子６を外装する樹脂シート４とでチップ状固体電解コンデンサを構成する。
上記の樹脂シート４は、コンデンサ素子６を収納する凹部８を有し、該凹部８内に陽極部分と陰極部分を区分する内壁７が設けられている。
上記のチップ状固体電解コンデンサは、
▲１▼凹部８を縦横に形成した樹脂シート４にコンデンサ素子６を格納する工程と、
▲２▼陽極導出リード６ａの根元部分にシリコーン樹脂を塗布し硬化させる工程と、
▲３▼上記陽極導出リード６ａと陽極導電板２ａとの間、および陰極引出層６ｂと陰極導電板２ｂとの間に導電性接着剤５を充填する工程と、
▲４▼上記シート４の凹部８に電極基板１を重ねて固着させる工程と、
▲５▼上記樹脂シート４の下面にＵＶ硬化シート１２を固着させる工程と、
▲６▼個々のチップ状固体電解コンデンサに切削する工程により、製造される。
上記の構成により、樹脂の肉厚寸法を薄くしてもコンデンサ素子へのストレスがなくなる。
さらに、凹部を有する樹脂シートにコンデンサ素子を格納したことでコンデンサ素子が前後左右方向に傾いたとしても、樹脂シートの凹部の内面から外表面に到る肉厚分だけ、外装樹脂の肉厚を常に維持することができるため、従来のようにコンデンサ素子の前後左右方向への傾きを考慮した余分の樹脂肉厚寸法をとる必要がなく、肉厚の大幅な低減を図ることができる。
従って、コンデンサ素子の体積効率が向上し、コンデンサの小形化を図ることができる。
【００１２】
【実施例】
以下に本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施例によるチップ状固体電解コンデンサであり、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線による断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線による断面図、（ｄ）は底面図である。
以下、図１のチップ状固体電解コンデンサの作製手順について説明する。
まず、図２に示す、陽極導出リード６ａ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６とした。
陽極導出リード６ａの表面をレーザまたはサンドブラストで粗面化処理を施した。
次に、図３に示す陽極部分と陰極部分を隔てる厚さ４０μｍの内壁７を有し、コンデンサ素子６を格納できる凹部８を設けたフィルムシート４（肉厚：３０μｍ）を用意した。
【００１３】
次いで、図３〜５に示すように、上記コンデンサ素子６をフィルムシート４の凹部８に陽極導出リード６ａが内壁間に来るように横向きに配置し、図６のように、各コンデンサ素子６の陽極部分および陰極部分の間にシリコーン樹脂９を塗布し硬化した。
図７のように、上記コンデンサ素子６と凹部８との間に銀粒子を含むペースト状の導電性接着剤５をコンデンサ素子６全体が浸漬する深さまで充填し、図８、９のように凹部上端に電極基板１を重ね、導電性接着剤５を硬化させ、上記陽極導出リード６ａと陽極導電板２ａ、および陰極引出層６ｂと陰極導電板２を導電性接着剤５で接続し、樹脂シート４と電極基板１とで、コンデンサ素子６を外装した。
なお、上記の電極基板１は厚さ８μｍの銅箔を、陽極導電板２ａ、陰極導電板２ｂとして配置し、ポリイミド樹脂を塗布、硬化して絶縁層１０を形成した後、上記導電板２ａ、２ｂ上のポリイミド樹脂を除去し、ニッケルメッキと無光沢錫メッキのメッキ層３ａ〜３ｄを形成して厚さ５０μｍに形成したものである。
このとき、導電性接着剤５は先に塗布しているシリコーン樹脂９の高さを越えないように塗布した。
【００１４】
図１０のように、樹脂シート４の下面に、未硬化のＵＶ硬化シート１２を固着させて樹脂シート４が動かないようにし、図１１のように、切断線Ｘに沿って、ＵＶ硬化シート１２を切らないように調整したダイシングによって切削することにより、各コンデンサ素子６の陽極導電板２ａと陰極導電板２ｂとを各々露出させた。
次いで図１１に示すように各コンデンサ素子６間の切断線Ｙに沿ってダイシングにて複数個のチップ片１３に切削した後（図１２）、ＵＶ照射してＵＶ硬化シート１２を硬化させる。硬化したＵＶ硬化シートは粘着性を失うので、各チップ片１３をＵＶ硬化シート１２から容易に剥離することができる。最後に、外部電極面に無電解ニッケルメッキを行って、タンタル固体電解コンデンサを複数個、同時に作製した。
【００１５】
図１３は以上の工程により得られる外装寸法１．６×０．８×０．８ｍｍ（１６０８サイズ）のタンタル固体電解コンデンサ１３の斜視透視図（導電性接着剤５、シリコーン樹脂９を除いて示す。）である。
従来例として特開平８−１４８３８６号公報記載の段差状支持部を有する電極基板を用いた、樹脂外装型の１６０８サイズのコンデンサを作製した。
上記実施例と従来例とで、パッケージ体のコンデンサ素子に対する肉厚寸法と、コンデンサ素子の体積効率を測定した結果を表１に示す。なお、従来例の体積効率は１．００とした。
【００１６】
【表１】

【００１７】
表１から明らかなように、実施例は従来例より、肉厚寸法が低減されており、体積効率が改善されている。
なお、フィルムシートの厚さは１０〜１００μｍの範囲が好ましい。１０μｍ未満では剛性が弱く、組立時のハンドリング性が悪くなり、生産性が低下する。また、１００μｍを超えると、肉厚が大きくなり、体積効率が低下する。
【００１８】
【発明の効果】
上記の構成により、コンデンサ素子を厚さ１０〜１００μｍのフィルムシートで外装することで、固体電解コンデンサのパッケージの肉厚を樹脂外装の場合よりも低減することができ、肉厚を低減することができるので、コンデンサ素子の体積効率が向上し、コンデンサの小形化を図ることができる。
【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り、（ａ）は横断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線による断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線による断面図、（ｄ）は底面図である。
【図２】本発明で使用する、陽極導出リードを粗面化処理したコンデンサ素子の断面図である。
【図３】本発明の実施例に用いる樹脂シートの斜視図、および該シートの凹部にコンデンサ素子を配置するときの状態図である。
【図４】図３の樹脂シートにコンデンサ素子を配置した図である。
【図５】図２の樹脂シートの凹部にコンデンサ素子を配置したときの縦断面図である。
【図６】図５のコンデンサ素子の陽極部分と陰極部分の間にシリコーン樹脂を塗布し硬化したときの縦断面図である。
【図７】図６のコンデンサ素子の陽極部分と陰極部分に導電性接着剤を塗布したときの縦断面図である。
【図８】図７のコンデンサ素子を収納した樹脂シートの凹部に電極基板を固着させ、外装体とするときの状態図である。
【図９】図８の状態の斜視図である。
【図１０】図９の外装体の下面にＵＶ硬化シートを固着させた状態の斜視図である。
【図１１】図１０の外装体を、コンデンサ素子の陽極・陰極導電板が露出するよう切断したときの斜視図である。
【図１２】図９の外装体を多数個のチップ片に切断したときの斜視図である。
【図１３】上記工程により作製したチップ状固体電解コンデンサの斜視透視図である。
【図１４】従来例によるチップ状固体電解コンデンサの断面図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）はＡ−Ａ’線による断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ’線による断面図である。
【符号の説明】
１ 電極基板
２ａ 陽極導電板
２ｂ 陰極導電板
３ａ 陽極メッキ層（外部電極）
３ｂ 陰極メッキ層（外部電極）
３ｃ 陽極メッキ層（内部電極）
３ｄ 陰極メッキ層（内部電極）
４ 樹脂シート
５ 導電性接着剤
６ コンデンサ素子
６ａ 陽極導出リード
６ｂ 陰極引出部
６ｃ 弁作用金属焼結体
７ 内壁
８ 凹部
９ シリコーン樹脂
１０ 絶縁樹脂（ポリイミド樹脂）
１１ 外装体
１１ａ 陽極・陰極導電板の露出面
１２ ＵＶ硬化シート
１３ チップ片
１４、１５ 導電部材
１６ 外装樹脂

Claims (4)

1. 陽極導出リードを有する弁作用金属焼結体の外表面に陽極酸化皮膜層、固体電解質層、陰極引出層を形成したコンデンサ素子と、上記陽極導出リードに接続される陽極導電板、および陰極引出層に接続される陰極導電板を絶縁樹脂に一体形成してなる電極基板と、上記コンデンサ素子を外装する樹脂とからなるチップ状固体電解コンデンサにおいて、
   上記外装樹脂がコンデンサ素子を格納する凹部を有する樹脂シートで形成され、該凹部にコンデンサ素子を格納する前または後に、コンデンサ素子の陽極導出リードと陰極引出層に導電性接着剤を塗布し、
   電極基板の陽極導電板とコンデンサ素子の陽極導出リードと、また、電極基板の陰極導電板とコンデンサ素子の陰極引出層とを接続するよう電極基板で樹脂シートを覆った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１記載の樹脂シートの凹部内に、陽極部分と陰極部分とを区分する内壁を設けた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１記載の樹脂シートの凹部の内面から外表面に到る肉厚が１０〜１００μｍであることを特徴とするチップ状固体電解コンデンサ。
4. 請求項２記載の凹部を縦横に形成した樹脂シートにコンデンサ素子を格納する工程と、
   陽極導出リードの根元部分にシリコーン樹脂を塗布し硬化させる工程と、
   上記陽極導出リードと陽極導電板との間、および陰極引出層と陰極導電板との間に導電性接着剤を充填する工程と、
   上記シートの凹部に電極基板を重ねて固着させる工程と、
   上記樹脂シートの下面にＵＶ硬化シートを固着させる工程と、
   個々のチップ状固体電解コンデンサに切削する工程とからなることを特徴とするチップ状固体電解コンデンサの製造方法。

Images