JP2005191194A - Ceramic container and tantalum electrolytic capacitor employing it - Google Patents
Ceramic container and tantalum electrolytic capacitor employing it Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005191194A JP2005191194A JP2003429378A JP2003429378A JP2005191194A JP 2005191194 A JP2005191194 A JP 2005191194A JP 2003429378 A JP2003429378 A JP 2003429378A JP 2003429378 A JP2003429378 A JP 2003429378A JP 2005191194 A JP2005191194 A JP 2005191194A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- conductor
- electrolytic capacitor
- connection conductor
- groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、電子回路などに使用されるタンタル電解コンデンサに関し、特にセラミック容器を用いて構成されたタンタル電解コンデンサに関する。 The present invention relates to a tantalum electrolytic capacitor used for an electronic circuit or the like, and more particularly to a tantalum electrolytic capacitor configured using a ceramic container.
従来の樹脂封止された固体電解質コンデンサとして面実装型のタンタル電解コンデンサが知られている。このタンタル電解コンデンサは携帯電話などの通信機器やデジタルカメラなどのAV機器、パソコンなどのコンピュータ機器、エアバッグやアンチロックブレーキなどの自動車用機器をはじめとする幅広い分野で大量に用いられ、また、用途としては電源の平滑回路やコンピュータのバックアップ,タンタル電解コンデンサの充放電時間を利用したタイマー回路,高周波フィルタなどがあり、上記機器類に欠くことのできない電子部品である。 A surface mount type tantalum electrolytic capacitor is known as a conventional resin-encapsulated solid electrolyte capacitor. These tantalum electrolytic capacitors are used in large quantities in a wide range of fields including communication equipment such as mobile phones, AV equipment such as digital cameras, computer equipment such as personal computers, and automobile equipment such as airbags and anti-lock brakes. Applications include power supply smoothing circuits, computer backups, timer circuits that use the charge / discharge time of tantalum electrolytic capacitors, and high-frequency filters, which are indispensable electronic components for the above equipment.
このようなタンタル電解コンデンサは、タンタル電解コンデンサ素子部とリードフレームとこれらを気密に封止する外装樹脂とから成り、リードフレームは一般的に例えば鉄(Fe)−ニッケル(Ni)合金などの強度が高いものが使用される。また外装樹脂としてはエポキシ樹脂などが耐熱性や耐湿性が良好なために用いられている。 Such a tantalum electrolytic capacitor is composed of a tantalum electrolytic capacitor element portion, a lead frame, and an exterior resin that hermetically seals the lead frame, and the lead frame generally has a strength such as an iron (Fe) -nickel (Ni) alloy. The one with high is used. As the exterior resin, an epoxy resin or the like is used because of its good heat resistance and moisture resistance.
以下に、この種の従来のタンタル電解コンデンサについて図5を用いて説明する。図5は従来のタンタル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11はタンタル電解コンデンサ、12はタンタル電解コンデンサ素子、12bは陽極リードを示し、タンタル電解コンデンサ素子12はタンタルなどから成る陽極リード12bの一端部が埋め込まれるとともに他端部が側面から突出するように埋設されたタンタル粉末を固めた成形体を焼結させて得られた焼結体12aに誘電体の酸化皮膜層(図示せず)を形成し、固体電解質層(図示せず)を酸化被膜層外側に形成し、次いで外周に陰極層12cを形成することにより得られる。
A conventional tantalum electrolytic capacitor of this type will be described below with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional tantalum electrolytic capacitor, in which 11 is a tantalum electrolytic capacitor, 12 is a tantalum electrolytic capacitor element, 12b is an anode lead, and the tantalum
陽極リード12bは他端部がリードフレーム13に溶接され、このリードフレーム13が外装樹脂14から突出して外装樹脂14の外形に沿って下面に至るまで折り曲げられることにより外部接続用の陽極端子13aとされる。また、リードフレーム13が導電性接合材15を介して陰極層12c上に接合され、外装樹脂14から突出して外装樹脂14の外形に沿って外装樹脂14の下面に至るように折り曲げられることにより外部接続用の陰極端子13bとされる。リードフレーム13は両極用の接続端子とするとともに曲げ加工を可能とするために外装樹脂14の対向する側面の同じ高さから両側方向に導出された構造となっている。
The other end of the
次に、このタンタル電解コンデンサ11の製造方法について説明する。まず、リードフレーム13のタンタル電解コンデンサ素子12の固定部16にタンタル電解コンデンサ素子12を載置し、タンタル電解コンデンサ素子12の陰極層12cと陰極端子13bとを熱硬化性の導電性接合材15を介して接合する。さらにタンタル電解コンデンサ素子12の陽極リード12bと陽極端子13aとを溶接により互いに接合する。また。導電性接合材15は例えば銀(Ag)を含有するエポキシ系樹脂接合材が用いられ、300℃程度の温度で約10分加熱することにより硬化される。
Next, a method for manufacturing the tantalum
さらに、リードフレーム13に接合したタンタル電解コンデンサ素子12を所定の位置に載置し、次いで外部電気回路基板との接合部となる陽極端子13aおよび陰極端子13bの端部を外部に露出するようにしてタンタル電解コンデンサ素子12をリードフレーム13の一部とともにエポキシ系から成る外装樹脂14で被覆し、150〜180℃で約1時間加熱することにより外装樹脂14を硬化させる。これにより、外装樹脂14の高分子架橋の割合が増加して耐熱性および耐湿性が向上し、信頼性の高いタンタル電解コンデンサ11が得られる。次いで、陽極端子13a、陰極端子13bがタンタル電解コンデンサ11の下面に位置するようにリードフレーム13が外装樹脂14の外形に沿うように下方に曲げられてタンタル電解コンデンサ11の下面の一部を構成する。これにより外部電気回路基板への実装を容易なものとし、量産に適したものとすることができる。
しかしながら、近年、地球環境問題の意識が高まるとともに鉛(Pb)を用いないPbフリー半田が使用されるようになってきた。Pbフリー半田は、半田付けする際の温度が従来の錫(Sn)60%−Pb40%の半田の処理温度(220〜230℃)に比して40〜50℃高くなり、この温度で半田付けが行なわれると外装樹脂14が熱で変質してリードフレーム13との間に隙間が発生し、この隙間から水分等が侵入して漏れ電流を発生させたり、ショートによる不良を発生させたりするという問題点を有していた。
However, in recent years, Pb-free solder that does not use lead (Pb) has come to be used as awareness of global environmental problems increases. Pb-free solder has a soldering temperature that is 40-50 ° C higher than the conventional soldering temperature (220-230 ° C) of tin (Sn) 60% -Pb 40%. If this is done, the
そこで、外装樹脂14にシリカ(SiO2)やアルミナ(Al2O3)などのフィラーを添加して高耐熱性を付与することが検討されたが、この場合には外装樹脂14の熱膨張率が小さくなり、リードフレーム13との熱膨張係数の差が増大する。これにより半田付け処理の温度でリードフレーム13と外装樹脂14との間に隙間が発生し、水分等が侵入して上記不良を発生させるため、この方法は実用的ではなかった。
Therefore, it has been studied to add a filler such as silica (SiO 2 ) or alumina (Al 2 O 3 ) to the
さらに、外装樹脂14としてポリイミドなどの高耐熱性の樹脂を用いることも検討されたが、材料が高価であることに加えてポリイミドでは熱膨張率がリードフレーム13の熱膨張係数(7×10−6/℃)の8倍を超える値の60×10−6/℃程度であることから、やはりリードフレーム13と外装樹脂14との間に隙間が発生し、上記不良を発生するという問題点を有していた。
Furthermore, the use of a highly heat-resistant resin such as polyimide as the
また、従来のタンタル電解コンデンサ11は、外装樹脂14からリードフレーム13が突出する構造であるため、近時のタンタル電解コンデンサ11の小型化の要求に応えられなくなってきた。
Further, since the conventional tantalum
従って、本発明は上記問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、タンタル電解コンデンサを半田付け処理時等の高温に曝しても、タンタル電解コンデンサ素子の気密性を保持することができるとともに、小型化が可能で機械的信頼性や電気的特性および量産性に優れるタンタル電解コンデンサを提供することにある。 Therefore, the present invention has been completed in view of the above problems, and its purpose is to maintain the airtightness of the tantalum electrolytic capacitor element even when the tantalum electrolytic capacitor is exposed to a high temperature such as during soldering. Another object of the present invention is to provide a tantalum electrolytic capacitor that can be miniaturized and has excellent mechanical reliability, electrical characteristics, and mass productivity.
本発明のセラミック容器は、上面の中央部に直方体状の凹部が形成され、該凹部の内面に第一のメタライズ層および第二のメタライズ層が互いに独立して形成されるとともに、下面に第一の導体層および第二の導体層が互いに独立して形成されたセラミック基体と、前記セラミック基体の側面に上下方向に形成された第一の溝の内面に形成され、前記第一のメタライズ層と前記第一の導体層とを電気的に接続する第一の接続導体と、前記セラミック基体の側面に上下方向に形成された第二の溝の内面に形成され、前記第二のメタライズ層と前記第二の導体層とを電気的に接続する第二の接続導体とを具備しており、前記第一の溝および前記第二の溝は、上端部および下端部が曲面状に面取りされている面取り部を有していることを特徴とする。 In the ceramic container of the present invention, a rectangular parallelepiped recess is formed at the center of the upper surface, the first metallized layer and the second metallized layer are formed independently on the inner surface of the recess, and the first is formed on the lower surface. A conductive layer and a second conductive layer formed independently of each other, and an inner surface of a first groove formed in a vertical direction on a side surface of the ceramic base, the first metallized layer, A first connecting conductor for electrically connecting the first conductor layer; and an inner surface of a second groove formed in a vertical direction on a side surface of the ceramic base; the second metallized layer and the A second connecting conductor that electrically connects the second conductor layer, and the first groove and the second groove are chamfered in a curved shape at the upper end and the lower end. It has a chamfered part
本発明のセラミック容器において、好ましくは、前記第一の溝の面取り部に位置する前記第一の接続導体の厚みは、前記第一の接続導体の前記面取り部以外の部位および前記第一のメタライズ層および前記第一の導体層の各厚みよりも厚く、前記第二の溝の面取り部に位置する前記第二の接続導体の厚みは、前記第二の接続導体の前記面取り部以外の部位および前記第二のメタライズ層および前記第二の導体層の各厚みよりも厚いことを特徴とする。 In the ceramic container of the present invention, preferably, the thickness of the first connection conductor located in the chamfered portion of the first groove is such that the portion other than the chamfered portion of the first connection conductor and the first metallization. The thickness of the second connection conductor located in the chamfered portion of the second groove is thicker than each thickness of the layer and the first conductor layer, and the portion other than the chamfered portion of the second connection conductor and It is characterized by being thicker than each thickness of the second metallized layer and the second conductor layer.
本発明のセラミック容器において、好ましくは、前記第一の接続導体の幅は前記第一のメタライズ層より広く、前記第二の接続導体の幅は前記第二のメタライズ層の幅より広いことを特徴とする。 In the ceramic container of the present invention, preferably, the first connection conductor is wider than the first metallization layer, and the second connection conductor is wider than the second metallization layer. And
本発明のタンタル電解コンデンサによれば、本発明のセラミック容器と、タンタル粉末の焼結体の側面に一端部が埋め込まれるとともに他端部が前記第一のメタライズ層に溶接接合されている陽極リード端子、および前記焼結体の下面に被着されるとともに前記第二のメタライズ層に電気的に接続されている陰極層とを有するタンタル電解コンデンサ素子と、前記セラミック基体の上面に前記凹部を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることを特徴とする。 According to the tantalum electrolytic capacitor of the present invention, an anode lead in which one end is embedded in the side surface of the ceramic container of the present invention and the sintered body of tantalum powder and the other end is welded to the first metallized layer. A tantalum electrolytic capacitor element having a terminal and a cathode layer deposited on the lower surface of the sintered body and electrically connected to the second metallization layer; And a lid attached in this manner.
本発明のセラミック容器によれば、上面の中央部に直方体状の凹部が形成され、凹部の内面に第一のメタライズ層および第二のメタライズ層が互いに独立して形成されるとともに、下面に第一の導体層および第二の導体層が互いに独立して形成されたセラミック基体と、セラミック基体の側面に上下方向に形成された第一の溝の内面に形成され、第一のメタライズ層と第一の導体層とを電気的に接続する第一の接続導体と、セラミック基体の側面に上下方向に形成された第二の溝の内面に形成され、第二のメタライズ層と第二の導体層とを電気的に接続する第二の接続導体とを具備していることから、Pbフリー半田を用いて第一の導体層および第二の導体層を外部電気回路基板の配線導体に電気的に接続しても、セラミック基体は耐熱性を有するため、セラミック基体が熱で変形してセラミック容器に隙間が発生することがないので、気密性を良好に維持できる。従って、セラミック容器の内部に水分が侵入するのを有効に防止し、漏れ電流が発生したり、ショートによる不良が発生したりするのを有効に防止できる。 According to the ceramic container of the present invention, the rectangular parallelepiped recess is formed at the center of the upper surface, the first metallized layer and the second metallized layer are formed independently from each other on the inner surface of the recess, and the first Formed on the inner surface of the first groove formed in the vertical direction on the side surface of the ceramic substrate, the first metallized layer and the second conductor layer formed on the side surface of the ceramic substrate; A first connection conductor that electrically connects one conductor layer; and a second metallized layer and a second conductor layer formed on an inner surface of a second groove formed in a vertical direction on a side surface of the ceramic substrate. And a second connection conductor for electrically connecting the first conductor layer and the second conductor layer to the wiring conductor of the external electric circuit board using Pb-free solder. Even when connected, the ceramic substrate is heat resistant. To reason, since no ceramic substrate gap is generated in the ceramic container is deformed by heat can be favorably maintained airtight. Therefore, it is possible to effectively prevent moisture from entering the inside of the ceramic container, and to effectively prevent leakage current and occurrence of defects due to short circuit.
よって、従来の外装樹脂とリードフレームとを有する構成における気密性に比べて、格段に気密信頼性があり、タンタル電解コンデンサ素子を内部に収容した場合、タンタル電解コンデンサ素子が水分による腐食等で誤作動するのを有効に防止できるとともに、タンタル電解コンデンサ素子の電気特性を長期間にわたって良好に維持することができる。 Therefore, the airtightness of the tantalum electrolytic capacitor element is significantly higher than that of the conventional structure having the exterior resin and the lead frame. It is possible to effectively prevent the operation, and to maintain the electrical characteristics of the tantalum electrolytic capacitor element well over a long period of time.
また、第一の溝および第二の溝を形成した後、第一の接続導体を第一の溝の内面に、また第二の接続導体を第一の溝の内面に形成するので、第一の接続導体および第二の接続導体を所望の位置に正確に形成できるとともに生産性を向上させることができ、セラミック容器を効率よく製造することができる。 In addition, after forming the first groove and the second groove, the first connection conductor is formed on the inner surface of the first groove and the second connection conductor is formed on the inner surface of the first groove. The connecting conductor and the second connecting conductor can be accurately formed at desired positions, and the productivity can be improved, and the ceramic container can be manufactured efficiently.
さらに、接続導体をセラミック基体の平坦な側面に形成するのに比べて、溝の内面に形成することにより接続導体とセラミック基体との接合面積を大きくすることができるので、接続導体とセラミック基体との接合強度が向上するとともに接続導体の電気抵抗を小さくすることができる。 Furthermore, since the connection area between the connection conductor and the ceramic base can be increased by forming the connection conductor on the inner surface of the groove as compared with the case where the connection conductor is formed on the flat side surface of the ceramic base, The bonding strength of the connecting conductor can be improved and the electrical resistance of the connecting conductor can be reduced.
また、本発明のセラミック容器によれば、セラミック基体の側面に上下方向に形成された第一の溝および第二の溝は、上端部および下端部が曲面状に面取りされている面取り部を有していることから、溝の上下端部に曲面状に面取りがされていない、すなわち溝の上下端部に角を有する場合と比較し、メタライズ層,配線導体および導体層の導電距離を短くすることができるとともに、電流が流れる際に電気抵抗が高くなりやすい角部がないことから、電気抵抗を小さいものとすることができ、常に所望の性能で良好に作動させることができる。 According to the ceramic container of the present invention, the first groove and the second groove formed in the vertical direction on the side surface of the ceramic substrate have chamfered portions in which the upper end portion and the lower end portion are chamfered in a curved shape. Therefore, compared with the case where the upper and lower ends of the groove are not chamfered in a curved shape, that is, the upper and lower ends of the groove have corners, the conductive distance of the metallized layer, the wiring conductor and the conductor layer is shortened. In addition, since there is no corner portion where the electric resistance tends to be high when a current flows, the electric resistance can be reduced, and the device can always be favorably operated with a desired performance.
また、接続導体の電気抵抗を小さくすることにより、接続導体に大きな電流を流すことができ、第一のメタライズ層にタンタル電解コンデンサ素子の陽極リード端子を溶接法によって溶接する際、第一のメタライズ層と陽極リード端子との接触部においてのみ電気抵抗を大きくして高温とすることが可能となる。従って、陽極リード端子を第一のメタライズ層に効率よくかつ確実に溶接接合することができる。 In addition, by reducing the electrical resistance of the connection conductor, a large current can flow through the connection conductor. When the anode lead terminal of the tantalum electrolytic capacitor element is welded to the first metallization layer by the welding method, the first metallization is performed. It is possible to increase the electrical resistance only at the contact portion between the layer and the anode lead terminal to increase the temperature. Therefore, the anode lead terminal can be welded and joined to the first metallized layer efficiently and reliably.
さらに、セラミック基体の側面に上下方向に溝が形成されているとともにその内側面に接続導体が形成され、溝の下端部に曲面状に面取りがされていることから、タンタル電解コンデンサを半田等を用いて外部電気回路基板の電極に表面実装する際、接続導体と外部電気回路基板の電極との間の接合部の接合面積を大きくし、かつ良好なメニスカスを形成することができるので、接合強度が高いとともに電気抵抗の小さいものとすることができる。 Further, a groove is formed on the side surface of the ceramic substrate in the vertical direction and a connection conductor is formed on the inner surface thereof, and the lower end of the groove is chamfered in a curved shape. When using and surface-mounting to the electrode of the external electric circuit board, the bonding area between the connecting conductor and the electrode of the external electric circuit board can be increased, and a good meniscus can be formed. Is high and the electrical resistance is low.
本発明のセラミック容器によれば、好ましくは、溝の面取り部に位置する接続導体の厚みは、接続導体の面取り部以外の部位,メタライズ層および導体層の各厚みよりも厚いことから、電気抵抗の大きくなりやすい溝の上下端部においてより一層電気抵抗を小さくできる。すなわち、メタライズ層,接続導体および導体層により形成される導電路の電気抵抗をより小さいものとすることができ、タンタル電解コンデンサを常に所望の性能で良好に作動させることができるとともに、陽極リード端子を第一のメタライズ層により効率よくかつ確実に溶接接合することができる。 According to the ceramic container of the present invention, preferably, the thickness of the connection conductor located at the chamfered portion of the groove is thicker than the thickness of the portion other than the chamfered portion of the connection conductor, the metallized layer, and the conductor layer. The electrical resistance can be further reduced at the upper and lower ends of the groove that tends to increase. That is, the electric resistance of the conductive path formed by the metallized layer, the connecting conductor, and the conductor layer can be made smaller, and the tantalum electrolytic capacitor can always be operated well with a desired performance, and the anode lead terminal Can be efficiently and reliably welded together by the first metallized layer.
本発明のセラミック容器によれば、好ましくは、第一の接続導体の幅は第一のメタライズ層より広く、第二の接続導体の幅は第二のメタライズ層の幅より広いことから、第一および第二の接続導体の電気抵抗を第一および第二のメタライズ層より小さいものとすることができる。これにより、タンタル電解コンデンサを常に所望の性能で良好に作動させることができるとともに、陽極リード端子を第一のメタライズ層に効率よくかつ確実に溶接接合することができる。 According to the ceramic container of the present invention, preferably, the first connection conductor is wider than the first metallization layer, and the second connection conductor is wider than the second metallization layer. The electrical resistance of the second connecting conductor can be smaller than that of the first and second metallized layers. As a result, the tantalum electrolytic capacitor can always be satisfactorily operated with desired performance, and the anode lead terminal can be efficiently and reliably welded to the first metallized layer.
本発明のタンタル電解コンデンサによれば、本発明のセラミック容器と、タンタル粉末の焼結体の側面に一端部が埋め込まれるとともに他端部が第一のメタライズ層に溶接接合されている陽極リード端子、および焼結体の下面に被着されるとともに第二のメタライズ層に電気的に接続されている陰極層とを有するタンタル電解コンデンサ素子と、セラミック基体の上面に凹部を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることから、気密性が高いとともに機械的および電気的信頼性が高く、生産性の向上および小型化が可能なものとなるとともに陽極リード端子とメタライズ層との溶接接合が効率よくかつ確実に行なえる。 According to the tantalum electrolytic capacitor of the present invention, the anode lead terminal in which one end is embedded in the side surface of the ceramic container of the present invention and the sintered body of tantalum powder and the other end is welded to the first metallized layer. And a tantalum electrolytic capacitor element having a cathode layer deposited on the lower surface of the sintered body and electrically connected to the second metallized layer, and attached to the upper surface of the ceramic base so as to close the recess. Since it has a lid, it has high hermeticity and high mechanical and electrical reliability, and can be improved in productivity and downsizing and welded between the anode lead terminal and the metallized layer. Bonding can be performed efficiently and reliably.
本発明のセラミック容器およびタンタル電解コンデンサについて以下に詳細に説明する。図1(a)は本発明のセラミック容器の実施の形態の一例を示す平面図であり、図1(b)は図1(a)のセラミック容器の断面図である。また、図4は本発明のタンタル電解コンデンサの実施の形態の一例を示す断面図である。これらの図において、1はタンタル電解コンデンサ、2はタンタル電解コンデンサ素子、3はセラミック基体、3aは第一のメタライズ層、3bは第二のメタライズ層、3cは第一の導体層、3dは第二の導体層、3eは第一の接続導体、3fは第二の接続導体、30は第一の溝、31は第二の溝、4は蓋体、6はセラミック容器である。 The ceramic container and tantalum electrolytic capacitor of the present invention will be described in detail below. Fig.1 (a) is a top view which shows an example of embodiment of the ceramic container of this invention, FIG.1 (b) is sectional drawing of the ceramic container of Fig.1 (a). FIG. 4 is a cross-sectional view showing an example of an embodiment of the tantalum electrolytic capacitor of the present invention. In these drawings, 1 is a tantalum electrolytic capacitor, 2 is a tantalum electrolytic capacitor element, 3 is a ceramic substrate, 3a is a first metallized layer, 3b is a second metallized layer, 3c is a first conductor layer, and 3d is a first metallized layer. The second conductor layer, 3e is the first connection conductor, 3f is the second connection conductor, 30 is the first groove, 31 is the second groove, 4 is the lid, and 6 is the ceramic container.
本発明のセラミック容器6は、上面の中央部に直方体状の凹部3−Bが形成され、凹部3−Bの内面に第一のメタライズ層3aおよび第二のメタライズ層3bが互いに独立して形成されるとともに、下面に第一の導体層3cおよび第二の導体層3dが互いに独立して形成されたセラミック基体3と、セラミック基体3の側面に上下方向に形成された第一の溝30の内面に形成され、第一のメタライズ層3aと第一の導体層3cとを電気的に接続する第一の接続導体3eと、セラミック基体3の側面に上下方向に形成された第二の溝31の内面に形成され、第二のメタライズ層3bと第二の導体層3dとを電気的に接続する第二の接続導体3fとを具備しており、第一の溝30および第二の溝31は、上端部および下端部が曲面状に面取りされている面取り部30a,30b,31a,31bを有している。
In the
そして、セラミック容器6は、第一のメタライズ層3aにタンタル電解コンデンサ素子2の陽極リード端子2bが溶接接合されるとともに、第二のメタライズ層3bにタンタル電解コンデンサ素子2の陰極層2cが電気的に接合され、セラミック基体3の側壁3−Aの上面に凹部3−Bを塞ぐように蓋体4が取着されることによりタンタル電解コンデンサ1と成る。
In the
セラミック基体3は、アルミナ質焼結体等のセラミックスから成り、好ましくは、図1(b)に示すように第一のメタライズ層3aが凹部3−Bの一側面と底面との間に形成された段差3−Cの上面に形成されているのがよい。これにより、タンタル電解コンデンサ素子2の陽極リード端子2bを第一のメタライズ層3aへ電気的に接続することが容易になり、作業効率が大幅に改善される。
The
しかし、第一のメタライズ層3aの形成位置はこれに限られることはなく、凹部3−Bの内面に形成されていればよい。例えば第一のメタライズ層3aが、凹部3−Bの底面に第二のメタライズ層3bとは電気的に接続されないように互いに独立して形成され、タンタル電解コンデンサ素子2の陽極リード2bが下方へ折り曲げられて第一のメタライズ層3aに溶接接合される構成としてもよい。
However, the formation position of the
セラミック容器6は、例えば、以下のようにして作製する。セラミック基体3がアルミナ質焼結体から成る場合、酸化アルミニウム(Al2O3)や酸化珪素(SiO2),酸化マグネシウム(MgO),酸化カルシウム(CaO)等の原料粉末に適当な有機バインダおよび溶剤等を添加混合してスラリーと成す。このスラリーをドクターブレード法やカレンダーロール法によってグリーンシートと成し、所要の大きさに切断する。次に、複数のグリーンシートにおいて凹部3−Bや段差3−Cを形成するために適当な打抜き加工を施す。
The
そして、これらのグリーンシートにタングステン(W)等の金属粉末を主成分とする金属ペーストを印刷塗布して第一および第二のメタライズ層3a,3bや第一および第二の導体層3c,3dを形成する。また、外側面に第一の溝30,第二の溝31と成る打抜き部を形成し、その打抜き部の内面に第一および第二の接続導体3e,3fと成る金属ペーストを塗布する。次いでこれらのグリーンシートを積層し、最後に約1600℃の温度で焼成することによりセラミック容器6を作製する。
Then, a metal paste mainly composed of a metal powder such as tungsten (W) is printed and applied to these green sheets, and the first and
また、このようにしてセラミック容器6に形成した各導体(以下、配線導体ともいう)の露出表面には、耐食性に優れかつ半田との濡れ性に優れる金属、例えば厚さ1〜12μmのニッケル(Ni)および厚さ0.3〜5μmの金(Au)をめっき法等により順次被着しておくのがよい。これにより、配線導体が大気中の酸素や水分等により酸化腐食されるのを防止するとともに、第一および第二の導体層3c,3dにおいては半田との濡れ性が良くなり、外部電気回路基板上の電極(図示せず)との接合強度がより強固なものとなる。
In addition, on the exposed surface of each conductor (hereinafter also referred to as a wiring conductor) formed in the
Ni層の厚さが1μm未満であれば、配線導体が酸化腐蝕するのを防止することが困難になり外部電気回路基板への接合強度が低化しやすくなる。また、Ni層の厚さが12μmを超えると、めっき形成に多大の時間がかかることになり量産性が低下しやすくなるとともに配線導体との熱膨張差による応力によってめっき層が剥がれやすくなる。 If the thickness of the Ni layer is less than 1 μm, it is difficult to prevent the wiring conductor from being oxidized and corroded, and the bonding strength to the external electric circuit board is likely to be lowered. On the other hand, if the thickness of the Ni layer exceeds 12 μm, it takes a long time to form the plating, so that the mass productivity is likely to be lowered and the plating layer is easily peeled off due to the stress due to the difference in thermal expansion from the wiring conductor.
また、Au層の厚さが0.3μm未満であれば、均一な厚さのAu層を形成するのが困難となり、Au層が形成されていない部位が生じたりするとともに、酸化腐食の防止効果や半田との濡れ性が低下しやすくなる。またAu層の厚さが5μmを超えると、めっき形成に多大の時間がかかることになり量産性が低下しやすくなる。 Further, if the thickness of the Au layer is less than 0.3 μm, it becomes difficult to form an Au layer having a uniform thickness, and a portion where the Au layer is not formed may occur, and the effect of preventing oxidation corrosion The wettability with the solder tends to decrease. On the other hand, if the thickness of the Au layer exceeds 5 μm, it takes a long time to form the plating, and the mass productivity tends to decrease.
セラミック容器6の内部にタンタル電解コンデンサ素子2を収容し、その陽極リード端子2bは第一のメタライズ層3aに、陰極層2cは第二のメタライズ層3bに接続され、下面の第一および第二の導体層3c,3dが外部電気回路基板上の電極にAu−Sn半田やAg−Sn半田等の半田を介して接合されることにより、内部に収容するタンタル電解コンデンサ素子2と外部電気回路基板上の電極とを電気的に接続させることができる。
The tantalum electrolytic capacitor element 2 is accommodated in the
本発明のセラミック容器6は、第一のメタライズ層3aと第一の導体層3cとを電気的に接続する第一の接続導体3eが形成された第一の溝30および第二のメタライズ層3bと第二の導体層3dとを電気的に接続する第二の接続導体3fが形成された第二の溝31とを具備している。
The
この構成により、第一の溝30および第二の溝31をセラミック基体3の側面の所望の位置に形成した後、第一の接続導体3eと第二の接続導体3fとを形成すればよく、第一の接続導体3eと第二の接続導体3fをセラミック基体3の側面の所望の位置に正確に形成できるとともに、第一の接続導体3eと第二の接続導体3fの形成がキャスタレーション導体形成法によって形成できるようになり容易になる。これにより、セラミック容器6を効率よく製造できるようになる。
With this configuration, after the
また、第一の接続導体3eおよび第二の接続導体3fをセラミック基体3の平坦な側面に形成するのに比べて、第一の溝30および第二の溝31の内面に形成することにより第一の接続導体3eおよび第二の接続導体3fとセラミック基体3との接合面積を大きくすることができるので、第一の接続導体3eおよび第二の接続導体3fとセラミック基体3との接合強度が向上し、また、第一の接続導体3eおよび第二の接続導体3fの電気抵抗を効果的に小さくすることができる。
Further, the
また、第一の溝30および第二の溝31の上端部および下端部が曲面状に面取りがされている面取り部30a,30b,31a,31bを有しているので、面取りがされていない場合と比較し、配線導体の導電距離を短くすることができるとともに、電流が流れる際に電気抵抗が高くなりやすい角部がないことから、電気抵抗を小さいものとすることができ、常に所望の性能で良好に作動させることができる。
In addition, since the upper and lower ends of the
また、第一の接続導体3eおよび第二の接続導体3fの電気抵抗を小さくすることにより、第一の接続導体3eおよび第二の接続導体3fに大きな電流を流すことができ、第一のメタライズ層3aにタンタル電解コンデンサ素子2の陽極リード端子2bを抵抗溶接法によって溶接する際、第一のメタライズ層3aと陽極リード端子2bとの接触部においてのみ電気抵抗を大きくして高温とすることが可能となる。これにより、陽極リード端子2bを第一のメタライズ層3aに効率よくかつ確実に溶接接合することができる。
Further, by reducing the electrical resistance of the
なお、陽極リード端子2bと第一のメタライズ層3aとの溶接接合は、第一の導体層3cまたは第一の接続導体3eと陽極リード端子2bとの間に大きな電流を流し、第一のメタライズ層3aと陽極リード端子2bとの接触部の電気抵抗により接触部を発熱させ、陽極リード端子2bを第一のメタライズ層3cに溶着させることにより行なわれる。従って、第一のメタライズ層3aと陽極リード端子2bとの接触部以外の電気抵抗は小さいのが好ましい。
In the welding joining of the
さらに、タンタル電解コンデンサ1を半田等を用いて外部電気回路基板上に実装する際、第一の接続導体3eおよび第二の接続導体3fと外部電気回路基板の電極との間の接合部の接合面積を大きくし、かつ良好なメニスカスを形成することができるので、接合強度が高いとともに電気抵抗の小さいものとすることができる。なお、セラミック基体3の側面に形成された第一の溝30および第二の溝31の水平方向の断面形状は、図2(a)の円弧状や図2(b)の四角形状の角部に設けられた円弧状や放物線状等の種々の曲線形状とし得る。
Furthermore, when the tantalum electrolytic capacitor 1 is mounted on the external electric circuit board using solder or the like, the bonding of the joint between the
また、好ましくは、第一の溝30の面取り部30a,30bに位置する第一の接続導体3eの厚みは、第一の接続導体3eの面取り部30a,30b以外の部位および第一のメタライズ層3aおよび第一の導体層3cの各厚みよりも厚く、第二の溝31の面取り部31a,31bに位置する第二の接続導体3fの厚みは、第二の接続導体3fの面取り部31a,31b以外の部位および第二のメタライズ層3bおよび第二の導体層3dの各厚みよりも厚く、これにより電気抵抗の大きくなりやすい第一の溝30の面取り部30a,30bに位置する第一の接続導体3eや第二の溝31の面取り部31a,31bに位置する第二の接続導体3fにおいてより一層電気抵抗を小さくできる。すなわち、配線導体の電気抵抗をより小さいものとすることができ、タンタル電解コンデンサ1を常に所望の性能で良好に作動させることができるとともに、陽極リード端子2bを第一のメタライズ層3aにより効率よくかつ確実に溶接接合することができる。
Preferably, the thickness of the
好ましくは、図2(a),(b)に示すように、第一の接続導体3eの幅が第一のメタライズ層3aの幅より広いこと、および第二の接続導体3fの幅が第二のメタライズ層3bの幅より広いことにより、第一の接続導体3eおよび第二の接続導体3fの電気抵抗をそれぞれ第一のメタライズ層3aおよび第二のメタライズ層3bより小さいものとすることができる。その結果、第一の接続導体3eおよび第二の接続導体3fに大きな電流を流すことができるので、タンタル電解コンデンサ1を常に所望の性能で良好に作動させることができるとともに、陽極リード端子2bを第一のメタライズ層3aにより効率よくかつ確実に溶接接合することができる
また、図3に示すように第一の溝30の幅が、第二の溝31の幅よりも大きいのがよく、これにより、陽極リード端子2bと溶接接合する第一のメタライズ層3aでは、第一の接続導体3eの抵抗値を大幅に下げて、第一のメタライズ層3a,第一の接続導体3eおよび第一の導体層3cから成る導体の電気抵抗を下げ、陽極リード端子2bを第一のメタライズ層3aにさらに溶接接合しやすくする。また、第二の溝31の幅をタンタル電解コンデンサ1が常に所望の性能で良好に作動できる必要最低限の幅とするとともにセラミック容器6の切り欠き量を最小限とすることで、セラミック容器6の機械的強度が低下するのを抑制できる。
Preferably, as shown in FIGS. 2A and 2B, the width of the
また、第一の溝30と第二の溝31との幅を異なるものとすることによって、タンタル電解コンデンサ1の陽極と負極との判別を容易とすることができ、タンタル電解コンデンサ1を外部電気回路基板等に誤実装することを防止できるので、タンタル電解コンデンサ1が組み込まれる製品の歩留りを大幅に改善することができる。
Further, by making the widths of the
第一の溝30および第二の溝31の上端部および下端部の曲面状に面取りされた面取り部30a,30b,31a,31bを形成する方法として、セラミック容器6と成るグリーンシートに第一の溝30および第二の溝31と成る部位を打抜き形成する際、通常の打抜き加工する場合よりも速い速度でグリーンシートの上端から打抜くことによって、打抜き時に上端となる部位に面取り部を形成する。そして、打抜き時に下端となる部位に面取り部30a,30b,31a,31bを形成するには、打抜き加工後に先端が面取り部と同様な曲面を有する金属製のピンを押しつけることによって面取り部30a,30b,31a,31bを形成する。または、セラミック容器6と成るグリーンシートに第一の溝30および第二の溝31と成る部位を打抜き、次にその部位の上端および下端を先端が面取り部30a,30b,31a,31bと同様な曲面を有する金属製のピンを押しつけることによって面取り部30a,30b,31a,31bを形成することができる。
As a method of forming the
面取り部30a,30b,31a,31bに位置する第一の接続導体3eおよび第二の接続導体3fを他の配線導体の部位よりも厚くする方法として、例えば、第一のメタライズ層3a,第一の導体層3c,第二のメタライズ層3bおよび第一の導体層3dと成る金属ペーストを面取り部30a,30b,31a,31bにも塗布されるように塗布した後、溝30および溝31の内面に第一の接続導体3eおよび第二の接続導体3fと成る金属ペーストを面取り部30a,30b,31a,31bにも塗布する方法によればよい。
As a method of making the
また、面取り部30a,30b,31a,31bに位置する第一の接続導体3eおよび第二の接続導体3fの厚みは、他の配線導体の部位の厚みに対して1.1〜1.5倍程度であるのがよく、この構成により、有効に電気抵抗を低下させ、タンタル電解コンデンサ1としてさらに良好に作動させることができるとともに、陽極リード端子2bを第一のメタライズ層3aにさらに溶接接合しやすくすることができる。
Further, the thickness of the
面取り部30a,30b,31a,31bに位置する第一の接続導体3eおよび第二の接続導体3fの厚みは、他の配線導体の部位の厚みに対して1.1倍未満であると、電気抵抗を有効に低下させることが困難となりやすく、1.5倍を超えると、面取り部30a,30b,31a,31bに位置する第一の接続導体3eおよび第二の接続導体3fの厚みが厚くなりすぎて、セラミック容器6に強固に密着させることができなくなるといった問題が発生しやすくなる。
When the thicknesses of the
また、第一のメタライズ層3aを形成するメタライズ層はモリブデン(Mo)を含んでいるとよく、第一のメタライズ層3aにタンタル電解コンデンサ素子2の陽極リード端子2bを溶接法によって溶接する際、Moは抵抗値(5.7×10-8Ωm)が高いことから第一のメタライズ層3aと陽極リード端子2bとの接触部において抵抗値を高くすることができるので、この接触部を高温としやすくなり陽極リード端子2bの第一のメタライズ層3aに接触する部位をより溶かしやすくすることができる。
The metallized layer forming the
本発明のタンタル電解コンデンサ1は、本発明のセラミック容器6と、タンタル粉末の焼結体2aの側面に一端部が埋め込まれるとともに他端部が第一のメタライズ層3aに溶接接合されている陽極リード端子2b、および焼結体2aの下面に被着されるとともに第二のメタライズ層3bに電気的に接続されている陰極層2cとを有するタンタル電解コンデンサ素子2と、セラミック基体3の上面に凹部3−Bを塞ぐように取着された蓋体4とを具備している。
The tantalum electrolytic capacitor 1 of the present invention includes a
タンタル電解コンデンサ素子2は、タンタルなどから成る陽極リード端子2bの一端部が埋め込まれるとともに他端部が側面から突出するように埋設されたタンタル粉末を固めた成形体を焼結させて得られた焼結体2aに誘電体の酸化皮膜層(図示せず)を形成し、固体電解質層(図示せず)を酸化被膜層外側に形成し、次いで外周に陰極層2cを形成することにより得られる。
The tantalum electrolytic capacitor element 2 was obtained by sintering a molded body obtained by solidifying tantalum powder in which one end of an
陽極リード端子2bは他端部が抵抗溶接法やレーザ溶接法等の溶接法によって、第一のメタライズ層3aに電気的に接続される。この第一のメタライズ層3aは第一の接続導体3eを経由して第一の導体層3cに電気的に接続されている。すなわち、第一の導体層3cが外部配線基板の電極に接続されるタンタル電解コンデンサ1の陽極端子と成る。
The other end of the
陽極リード端子2bは、例えばタンタルやニオブ等から成るが、好ましくは、陽極リード端子2bがタンタルから成ることにより、タンタル電解コンデンサ素子2と成るタンタルの焼結体2aに強固に接合させることができるとともに、タンタルは抵抗値(13.5×10-8Ωm)が高いことから、陽極リード端子2bを溶かしやすくすることができ、陽極リード端子2bを第一のメタライズ層3aに確実に接続しやすくすることができる。
The
また、陰極層2cはAgを含有するエポキシ系樹脂接合材等の導電性接合材5を介して第二のメタライズ層3b上に電気的に接続されていてもよい。そして、第二のメタライズ層3bは第二の接続導体3fを経由して第二の導体層3dに電気的に接続されている。すなわち、第二の導体層3dが外部配線基板の電極に接続されるタンタル電解コンデンサ1の陰極端子と成る。
The
このように構成された本発明のタンタル電解コンデンサ1によれば、Pbフリー半田を用いて第一および第二の導体層3c,3dを外部電気回路基板に電気的に接続しても、セラミック基体3は耐熱性を有するため、セラミック基体3が熱で変形してセラミック容器6に隙間が発生することがないので気密性を良好に維持できる。従って、セラミック容器6の内部に水分が侵入するのを有効に防止し、漏れ電流が発生したり、ショートによる不良が発生したりするのを有効に防止できる。
According to the tantalum electrolytic capacitor 1 of the present invention thus configured, even if the first and second conductor layers 3c, 3d are electrically connected to the external electric circuit board using Pb-free solder, the ceramic substrate Since 3 has heat resistance, the
よって、従来の外装樹脂とリードフレームを有する構成における気密性に比べて、格段に気密信頼性が高くなり、タンタル電解コンデンサ素子2が水分や異物,有害なガス等により腐食や短絡等で誤動作するのをきわめて有効に防止し、長期間にわたって機械的および電気的信頼性を維持することができる。 Accordingly, the airtight reliability is remarkably improved as compared with the airtightness in the configuration having the conventional exterior resin and the lead frame, and the tantalum electrolytic capacitor element 2 malfunctions due to corrosion, short circuit, etc. due to moisture, foreign matter, harmful gas, or the like. Can be effectively prevented, and mechanical and electrical reliability can be maintained over a long period of time.
また、セラミック容器6の内部にタンタル電解コンデンサ素子2を収容することにより、リードフレームを用いることなくタンタル電解コンデンサ1を構成することができるので、従来の外装樹脂とリードフレームとを有するタンタル電解コンデンサに比べて小型化が可能となり、外部配線基板への実装面積を小さくすることができる。
Further, by accommodating the tantalum electrolytic capacitor element 2 in the
さらに、セラミック容器6は周知のセラミックグリーンシート積層法等による多数個取りの手法で製造できることから非常に量産性に優れるものとなる。
Furthermore, since the
なお、本発明は上述の実施の形態および実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、タンタル電解コンデンサ1のセラミック基体3の材質がアルミナ質焼結体である場合について説明したが、窒化アルミニウム(AlN)質焼結体やガラスセラミックス等の他のセラミックスから成っていてもよい。AlN質焼結体から成る場合にはタンタル電解コンデンサ1の作動時の熱を効率よく外部に放散させることができるので、タンタル電解コンデンサ1の電気特性をより長期間にわたって維持することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, although the case where the material of the
本発明のタンタル電解コンデンサは携帯電話などの通信機器、デジタルカメラなどのAV機器、パソコンなどのコンピュータ機器の他、特に過酷な環境条件下で長期信頼性が要求されるエアバッグ,アンチロックブレーキなどの自動車用機器をはじめとする幅広い分野にも好適に利用できる。 The tantalum electrolytic capacitor of the present invention is a communication device such as a mobile phone, an AV device such as a digital camera, a computer device such as a personal computer, an airbag, an anti-lock brake, etc. that require long-term reliability under severe environmental conditions. The present invention can also be suitably used in a wide range of fields including automobile equipment.
1:タンタル電解コンデンサ
2:タンタル電解コンデンサ素子
2a:焼結体
2b:陽極リード端子
2c:陰極層
3:セラミック基体
3a:第一のメタライズ層
3b:第二のメタライズ層
3c:第一の導体層
3d:第二の導体層
3e:第一の接続導体
3f:第二の接続導体
3−B:凹部
4:蓋体
5:導電性接着材
6:セラミック容器
30:第一の溝
31:第二の溝
30a,30b,31a,31b:面取り部
1: Tantalum electrolytic capacitor 2: Tantalum
30: First groove
31: Second groove
30a, 30b, 31a, 31b: Chamfer
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003429378A JP2005191194A (en) | 2003-12-25 | 2003-12-25 | Ceramic container and tantalum electrolytic capacitor employing it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003429378A JP2005191194A (en) | 2003-12-25 | 2003-12-25 | Ceramic container and tantalum electrolytic capacitor employing it |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005191194A true JP2005191194A (en) | 2005-07-14 |
Family
ID=34788066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003429378A Ceased JP2005191194A (en) | 2003-12-25 | 2003-12-25 | Ceramic container and tantalum electrolytic capacitor employing it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005191194A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200087680A (en) * | 2019-01-11 | 2020-07-21 | 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 | Ceramic package for filling with a liquid-containing electrolyte |
-
2003
- 2003-12-25 JP JP2003429378A patent/JP2005191194A/en not_active Ceased
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200087680A (en) * | 2019-01-11 | 2020-07-21 | 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 | Ceramic package for filling with a liquid-containing electrolyte |
KR102376698B1 (en) | 2019-01-11 | 2022-03-18 | 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 | Ceramic package for filling with a liquid-containing electrolyte |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005217129A (en) | Ceramic container and tantalum electrolytic capacitor using it | |
US6188566B1 (en) | Solid electrolytic capacitor having a second lead with a throughhole filled with an arc-extinguishing material | |
JP2005039168A (en) | Ceramic package and tantalum electrolytic capacitor using the same | |
JP4307184B2 (en) | Ceramic container and tantalum electrolytic capacitor using the same | |
KR20150049918A (en) | Tantalum capacitor and method of preparing the same | |
JP2005191194A (en) | Ceramic container and tantalum electrolytic capacitor employing it | |
JP2005217097A (en) | Tantalum electrolytic capacitor | |
JP2005191198A (en) | Tantalum electrolytic capacitor | |
JP2005191318A (en) | Ceramic container and tantalum electrolytic capacitor employing it | |
JP2005311263A (en) | Ceramic vessel and tantalum electrolytic capacitor using the same | |
JP4279970B2 (en) | Electronic component storage container | |
JP2005101373A (en) | Ceramic vessel and tantalum electrolytic capacitor using same | |
JP2005101372A (en) | Ceramic vessel and tantalum electrolytic capacitor using the same | |
JP2005072506A (en) | Tantalum electrolytic capacitor | |
JP2801449B2 (en) | Package for storing semiconductor elements | |
JP3464136B2 (en) | Electronic component storage package | |
JP2005136127A (en) | Ceramic case and tantalum electrolytic capacitor using the same | |
JP3176267B2 (en) | Package for storing semiconductor elements | |
JP4467413B2 (en) | Electronic equipment | |
JP3716112B2 (en) | Electronic component storage container | |
JP2003224222A (en) | Package for containing semiconductor element | |
JP3462072B2 (en) | Electronic component storage container | |
JP3495247B2 (en) | Electronic component storage container | |
JP3464143B2 (en) | Electronic component storage package | |
JP2000277872A (en) | Wiring board |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20061213 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20090525 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20090526 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
AA92 | Notification of invalidation |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971092 Effective date: 20090609 |