JP2005039032A - チップ型コンデンサおよびその製造方法並びにそれに用いるリードフレーム - Google Patents

Abstract

【課題】 製品の実装姿勢の安定化に不可欠な、はんだフィレットの形成面を、複雑な製造工程を追加することなく形成でき、また製造公差に余裕を持たせることができるチップ型コンデンサおよびその製造方法並びにそれに用いるリードフレームを提供すること。
【解決手段】 陽極リード線３が導出されたコンデンサ素子２に接続された陽極端子５および陰極端子６の一部を基板実装面および製品面に露出して外装樹脂１で外装されたチップ型コンデンサであり、前記製品側面は切断により形成され、陽極端子５の製品側面への露出面である側面部は、めっき面８と、切断面１４とからなり、陰極端子６の側面部も、めっきを有する面と、切断面とからなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、樹脂外装構造のチップ型コンデンサおよびその製造方法並びにそれに用いるリードフレームに関する。

従来のチップ型コンデンサの一例を図５〜図７に基づいて説明する。図５は一般的なチップ型コンデンサの基板実装状態を示す断面図、図６は従来例１のチップ型コンデンサの製造工程において、樹脂トランスファーモールド成形後の状態を内部を透視して示す斜視図、そして、図７は従来例１のチップ型コンデンサの内部を透視して示す斜視図である。このチップ型コンデンサにおいて、２はコンデンサ素子であり、一端を表出するように陽極リード線３を埋設した弁作用金属からなる粉末を成形、焼結して多孔質の陽極体を形成し、この陽極体に公知の方法で誘電体酸化皮膜を形成し、その表面に電解質層、陰極層（以上、図中省略）を順次形成することにより得られる。

さらに、コンデンサ素子２から表出した陽極リード線３を、外装樹脂１の実装面９側に露出する底面部分に対し垂直に配設された立ち上げ部１８に、たとえばレーザー溶接等の公知の方法で接続して陽極端子５を構成し、コンデンサ素子２の陰極層に導電性接着剤４を介して実装面９側が露出するように接続・固定された陰極端子６とを、この接続部とコンデンサ素子２の全体を覆うようにトランスファーモールド成形により外装樹脂１を形成すると図６のようになる。その後、たとえばダイシング加工などにより、切断面６８に沿って、リードフレームの陽極端子形成部６５およびリードフレームの陰極端子形成部６６並びに外装樹脂１を所望の外形寸法に切断して図７に示されたチップ型コンデンサが得られる。

上記チップ型コンデンサは、コンデンサ素子２と陽極端子５および陰極端子６との接続構造がシンプルであるため、外装樹脂１に対するコンデンサ素子２の収納体積効率を向上でき、近年、携帯電話等の小型携帯機器における更なる軽薄短小化に要求されるチップ型コンデンサの小型大容量化・薄型化の進展に大きく寄与している。

しかしながら、図５のように、上記従来のチップ型コンデンサでは、基板１０へ実装時に、製品側面の端子切断面１４への、はんだ１１の濡れ上がり（以下、はんだフィレットと称す）を確保するため、端子切断面１４へのめっき工事を実施しなければならない。なぜなら、チップ型コンデンサの実装では、基板１０上に形成されたランド１２にマウントされた後、リフローソルダリングではんだ付けされるのが一般的であり、その際、はんだ１１の表面張力１３によって、一方の端子が基板１０から浮き上がり垂直になってしまう現象（マンハッタン現象もしくはツームストーン現象とも呼ばれる）を生じやすいという問題があるからである。特にこのような現象は、小型・軽量な微小チップで発生しやすいことから、実装姿勢の安定化を向上させる、はんだフィレットの形成が必要不可欠である。

しかし、このようなめっき工事には下記のような問題がある。
（１）めっき工事の実施により、製造コストが上昇する。
（２）めっき工事の実施により、製造日数（リードタイム）が長くなる。
（３）脱脂・めっき・洗浄・防錆といった一連のめっき工事の際、万一、液が外装樹脂１内部に浸入した場合、製品の電気的特性、信頼性が悪化する可能性がある。

そこで、上記問題を解決するため、端子切断後のめっき工事を実施せずに、はんだフィレットを形成する手段として、下記のような方法が開示されている。

（１）特許文献１に開示された例は、陽極端子、陰極端子の一部に曲げ部を配設し、曲げ部の下側の空間部に、はんだが入り込むことにより、はんだフィレットを形成させる方法である。従来例２として図８に断面図で示す。１１は、はんだ、１２はランド、１７は端子曲げ部である。

（２）特許文献２に開示された例は、陽極端子および陰極端子の一部を立ち上げ、外装樹脂の外表面に露呈させた端子立ち上げ部にはんだフィレットを形成させる方法である。従来例３として図９に断面図で示す。同図において、１８が立ち上げ部であり、その一部が外表面に露呈している。

特開２００１−２９１６４１号公報 特開２００２−０４３１７５号公報

しかしながら、特許文献１または特許文献２に記載のチップ型コンデンサには次のような欠点がある。

（１）端子の一部に微細な加工を施し、加工した部分にめっきを実施しなければならず、製造コスト増となる。
（２）端子曲げ部および端子立ち上げ部表面は、モールドの上金型と下金型での挟み込み・加圧が行われないため、端子表面に樹脂の侵入・付着を招きやすく、基板実装時における、はんだフィレットの形成を妨げる一因となる。
（３）上記（２）に記載の樹脂付着を防止するためには、端子にマスキングテープを貼付したり、モールド後にホーニング工事を実施するといった製造工程を追加しなければならず、製造コスト増になる。
（４）製品を所定形状の個片にする場合、モールド成型や切断などの公差を小さくしないとめっき面を機械的に切除してしまうことになる。

したがって、本発明は、製品の実装姿勢の安定化に必要不可欠な、はんだフィレットを、マスキングやホーニングといった製造工程を追加することなく形成でき、且つ製造上公差に余裕を持たせることができるチップ型コンデンサおよびその製造方法並びにそれに用いるリードフレームを提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明ではチップ型コンデンサを製作するにあたり、同コンデンサに用いるリードフレームの一部に、予め、めっきを施した溝状凹部を設ける。

すなわち、本発明のチップ型コンデンサは陽極リードを導出して、弁作用金属からなる陽極体を形成し、前記陽極体に誘電体酸化皮膜、電解質層、陰極層を順次形成してなるコンデンサ素子と、実装面側に露出する底面部を有するとともに、前記底面部および前記陽極リードに垂直な製品側面の一方にも露出する側面部を有し、前記陽極リードに溶接された陽極端子と、前記コンデンサ素子の陰極層に導電性接着剤を介して接続され、実装面側に露出する底面部および前記製品側面の他方に露出する側面部を有する陰極端子と、前記陽極端子および陰極端子の露出面を残して樹脂被覆する外装樹脂とを備えるチップ型コンデンサであって、前記製品側面は切断により形成され、製品側面への陽極端子または陰極端子の露出面である側面部は、めっき面と、切断面とを有することを特徴とする。

前記側面部のめっき面は、製品側面のそれぞれにおいて複数箇所、設けられるとよい。

前記側面部のめっき面は、前記側面部の厚み方向の、実装面側または両側に沿って形成されるとよい。

また、本発明のリードフレームは、コンデンサ素子に接続された陽極端子および陰極端子の一部を露出して樹脂で外装されたチップ型コンデンサ用のリードフレームであって、前記コンデンサ素子の陽極端子または陰極端子との接続部分に隣接して、めっき処理された溝状凹部が、前記コンデンサ素子の陽極側と陰極側を結ぶ方向に延伸して、片面または両面に形成され、前記溝状凹部のコンデンサ素子側の端部は平面状であることを特徴とする。

前記めっき処理された溝状凹部の断面形状は三角形であってもよい。

そして、本発明のチップ型コンデンサの製造方法は、コンデンサ素子に接続された陽極端子および陰極端子の一部を露出して樹脂で外装されたチップ型コンデンサの製造方法であって、陽極端子または陰極端子の形成部に、めっき処理された溝状凹部が、前記コンデンサ素子の陽極側と陰極側を結ぶ方向に延伸して設けられたリードフレーム上に、コンデンサ素子を接続する工程と、前記コンデンサ素子およびリードフレームを外装樹脂でモールド成形する工程と、前記溝状凹部の長手方向の一定の範囲内で、リードフレームおよび外装樹脂を切断する工程とを含むことを特徴とする。

以上の解決手段により、本発明では、チップ型コンデンサを製作するにあたり、予めリードフレーム表面の溝状凹部にめっきが施されたリードフレームを用い、樹脂外装した後、溝状凹部の形成範囲内で端子を切断することにより、実装姿勢の安定化に必要不可欠な、はんだフィレットの形成部を作製することができ、その結果、次のような効果が得られる。

（１）端子への微細加工や製造工程の追加を施さずに実現可能なため、製造コストの低減が図れる。
（２）はんだフィレット形成を行うめっき面が、上金型と下金型で挟み込まれる状態でトランスファーモールド成形されるため、めっき面への樹脂の侵入・付着が確実に防止でき、樹脂除去といった工程が不要となる。
（３）一定範囲幅でめっきを有する面が施されるため製造工程中の公差に余裕ができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。本発明のチップ型コンデンサに用いるコンデンサ素子は公知の技術によって作製できるので、その詳細な説明は省略する。

まず、弁作用金属にはタンタルを用い、一端が表出するように陽極リード線を埋設した弁作用金属からなる粉末を成形、焼結して多孔質の陽極体を作製し、この陽極体に誘電体酸化皮膜、電解質層、陰極層を順次形成してコンデンサ素子を得る。

並行して、リードフレームを作製する。このとき、コンデンサ素子の陽極リード線との溶接部および陰極層との接続部に隣接させて、実装側の面に溝状凹部を複数個形成し、他は公知の技術により作製する。この溝状凹部は、陽極リード線と同じ方向に、延伸するとともに、三角形の断面形状を有し、また、めっきが施される。

次に、コンデンサ素子をリードフレームに配置して、コンデンサ素子と、一端において外装樹脂の実装面側に露出するようにした底面部を有し、他端において底面部に対し垂直に配設された先端でコンデンサ素子から導出した陽極リード線と溶接したリードフレームの陽極端子形成部と、コンデンサ素子の陰極層に導電性接着剤を介して底面部側が露出するように接続・固定されたリードフレームの陰極端子形成部とを、溝状凹部の少なくとも一部を含んで、全体を覆うようにトランスファーモールド成形により樹脂被覆する。

その後、ダイシング加工等により所望の外形寸法で、溝状凹部を横断するように外装樹脂およびリードフレームを切断して本発明のチップ型コンデンサを得る。その結果、切断により製品側面に導出された陽極端子および陰極端子の一部にめっきが施された面が現れる。はんだ実装時には、そのめっきが施された面を覆うように、はんだが拡がり、良好なはんだフィレットが形成される。

次に、実施例を挙げて本発明をさらに説明する。図１は、本発明における実施例１のチップ型コンデンサの内部を透視した斜視図である。同図において、１は外装樹脂、５および６は、それぞれ、予め表面に、はんだめっきが施された厚さ均一のリードフレームを、外装樹脂１の底面部に露出させた陽極端子および陰極端子、１４は外装樹脂１の側面に導出した陽極端子５の切断面、８は外装樹脂１の側面に導出しためっき面である。なお、図示しないが、陰極端子６においても、同様の切断面とめっき面が形成されている。

さらに、本実施例１のチップ型コンデンサを図２、図３、図４および図５を用いて説明する。図２は、図１に示した実施例１のチップ型コンデンサの製造工程における樹脂トランスファーモールド成形後の斜視図である。また、本実施例１のチップ型コンデンサで用いられるリードフレームの陽極端子および陰極端子の形成部を図３に示す。同図において、切断後に陽極端子５（図１参照）となる陽極端子形成部２５では、陽極側接続部３５に隣接して、基板実装側の面に、溝状凹部７が一定幅で複数箇所配設され、予めその溝状凹部７にめっきが施されている。また、切断後に陰極端子６（図１参照）となる陰極端子形成部２６において、陰極側接続部３６に隣接して、基板実装側の面に、溝状凹部７が一定幅で複数箇所配設され、予めその溝状凹部７にめっきが施されている。この溝状凹部７のコンデンサ素子側の端面が、リードフレームの切断後には、製品側面に導出される。

その溝状凹部７の断面図を図４（ａ）に示す。同図において、４２はリードフレーム合金であり、７は三角形の断面を有する溝状凹部である。

その後、ダイシング等の公知の手段を用い、図２に示すように、リードフレームおよび外装樹脂を切断面２７で切断して、本実施例１のチップ型コンデンサが完成される。なお、この切断面２７は溝状凹部７を横断し、端部のめっき面を損傷しない位置にある。

このようにして得られたチップ型コンデンサは、図１に示すように、製品側面の一部にめっき面８が導出する構造となり、既出の図５に示すように、基板１０への実装時に、はんだ１１の濡れ上がりによる、はんだフィレットの形成が可能となる。

この製品側面の一部に導出した、めっきを施された溝状凹部は、製品の実装姿勢をより安定させるために、端子の側面部に、最小で２箇所、好ましくは３箇所以上あるとよい。

これらの結果として、本発明のチップ型コンデンサは、従来のチップ型コンデンサに比較して以下のような優位性を有する。

（１）リードフレームの製作において、従来の、微細曲げや打ち抜き加工を行わないで、はんだフィレットの形成が可能なため、製造コストの低減が図れる。
（２）外装樹脂形成時、はんだが濡れ上がる端子表面近傍までトランスファーモールド金型にて加圧するため、端子面への樹脂の浸入・付着をマスキングテープ貼付やモールド後のホーニング工事といった製造工程を追加することなく確実に防止できる。
（３）一定範囲でめっきを有する面（溝状凹部の内面）が形成されるので製造工程中の公差に余裕ができる。

なお、本実施例１においては、めっき面の形状を三角形状としたが、たとえば四角形あるいは台形など各種変形を含むことができる。

上記実施例１においては、溝状凹部を実装面に形成したが、その反面にも形成し両面に溝状凹部を設けることも可能である。本実施例２で用いるリードフレームの溝方向に垂直な断面図を図４（ｂ）に示す。同図において、リードフレーム合金４２に対して、基板実装側の下面から、三角形の断面形状の溝状凹部４７が設けられ、反面の上面からも、三角形の断面形状の溝状凹部４７が形成されている。

このリードフレームを用い、他は実施例１と同様にして、本実施例２のチップ型コンデンサを作製する。途中、樹脂トランスファーモールド成形の工程において、基板実装側の反面の溝状凹部には外装樹脂が進入するが、切断分離後においては、この外装樹脂の厚さはわずかであり、はんだフィレットの形成に寄与する。すなわち、端子の側面部の全面積に対して、めっき面積の割合が大きくなり、実装面の反面に沿っためっき部は外装樹脂で薄く覆われてはいるが、はんだの濡れ上がりにおいては、外装樹脂の薄層は融けて、はんだは端子側面部の全体に拡がり、良好なはんだフィレットを形成することができる。

本発明の実施例１のチップ型コンデンサの斜視図。 本発明の実施例１のチップ型コンデンサの製造工程における樹脂トランスファーモールド成形後の斜視図。 本発明の実施例１のリードフレームの一部を示す斜視図。 本発明の実施例のリードフレームにおける溝状凹部の溝方向に垂直な断面図。図４（ａ）は実施例１の場合、図４（ｂ）は実施例２の場合。 本発明および従来のチップ型コンデンサの基板実装時の断面図。 従来例１のチップ型コンデンサの製造工程における樹脂トランスファーモールド成形後の斜視図。 従来例１のチップ型コンデンサの斜視図。 従来例２のチップ型コンデンサの基板実装時の断面図。 従来例３のチップ型コンデンサの基板実装時の断面図。

符号の説明

１ 外装樹脂
２ コンデンサ素子
３ 陽極リード線
４ 導電性接着剤
５ 陽極端子
６ 陰極端子
７，４７ 溝状凹部
８ めっき面
９ 実装面
１０ 基板
１１ はんだ
１２ ランド
１３ 表面張力
１４，２７ 切断面
１７ 端子曲げ部
１８ 立ち上げ部
２５，６５ 陽極端子形成部
２６，６６ 陰極端子形成部
３５ 陽極側接続部
３６ 陰極側接続部
４２ リードフレーム合金

Claims (6)

1. 陽極リードを導出して、弁作用金属からなる陽極体を形成し、前記陽極体に誘電体酸化皮膜、電解質層、陰極層を順次形成してなるコンデンサ素子と、実装面側に露出する底面部を有するとともに、前記底面部および前記陽極リードに垂直な製品側面の一方にも露出する側面部を有し、前記陽極リードに溶接された陽極端子と、前記コンデンサ素子の陰極層に導電性接着剤を介して接続され、実装面側に露出する底面部および前記製品側面の他方に露出する側面部を有する陰極端子と、前記陽極端子および陰極端子の露出面を残して樹脂被覆する外装樹脂とを備えるチップ型コンデンサにおいて、前記製品側面は切断により形成され、製品側面への陽極端子または陰極端子の露出面である側面部は、めっき面と、切断面とを有することを特徴とするチップ型コンデンサ。
2. 前記側面部のめっき面は、製品側面のそれぞれにおいて複数箇所、設けられたたことを特徴とする、請求項１に記載のチップ型コンデンサ。
3. 前記側面部のめっき面は、前記側面部の厚み方向の、実装面側または両側に沿って形成されたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のチップ型コンデンサ。
4. コンデンサ素子に接続された陽極端子および陰極端子の一部を露出して樹脂で外装されたチップ型コンデンサ用のリードフレームにおいて、前記コンデンサ素子の陽極端子または陰極端子との接続部分に隣接して、めっき処理された溝状凹部が、前記コンデンサ素子の陽極側と陰極側を結ぶ方向に延伸して、片面または両面に形成され、前記溝状凹部のコンデンサ素子側の端部は平面状であることを特徴とするリードフレーム。
5. 前記めっき処理された溝状凹部の断面形状は三角形であることを特徴とする、請求項４に記載のリードフレーム。
6. コンデンサ素子に接続された陽極端子および陰極端子の一部を露出して樹脂で外装されたチップ型コンデンサの製造方法において、陽極端子または陰極端子の形成部に、めっき処理された溝状凹部が、前記コンデンサ素子の陽極側と陰極側を結ぶ方向に延伸して設けられたリードフレーム上に、コンデンサ素子を接続する工程と、前記コンデンサ素子およびリードフレームを外装樹脂でモールド成形する工程と、前記溝状凹部の長手方向の一定の範囲内で、リードフレームおよび外装樹脂を切断する工程とを含むことを特徴とするチップ型コンデンサの製造方法。

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