JP2005228801A

JP2005228801A - チップ型固体電解コンデンサ及びそれに用いるリードフレーム

Info

Publication number: JP2005228801A
Application number: JP2004033575A
Authority: JP
Inventors: Makoto Tsutsui; 誠筒井; Mitsunori Sano; 光範佐野
Original assignee: NEC Tokin Toyama Ltd; NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2004-02-10
Filing date: 2004-02-10
Publication date: 2005-08-25

Abstract

【課題】接続信頼性の低下や製造コストの増加を招くことなく、製品の外観不良や基板実装時の実装ミスといったトラブルを低減することが可能なチップ型固体電解コンデンサ及びそれに用いるリードフレームを提供すること。
【解決手段】陽極端子６の形成部である矩形状の板を、長手方向に直交し、陽極曲げ起こし部６ａと陽極曲げ起こし支持部６ｈの境界となる第１の折り曲げ部で折り返すように１８０°の曲げ加工を行い形成した重ね合わせ板を、第２の折り曲げ部において前記第１の折り曲げ部の曲げ方向と同方向に９０°折り曲げた後、第３の折り曲げ部で、前記第２の折り曲げ部における曲げ方向とは逆方向に１８０°の曲げ加工を行って形成されるリードフレームを用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、チップ型固体電解コンデンサ及びそれに用いるリードフレームに関する。

図５に、従来のチップ型固体電解コンデンサの一例の模式的な断面図を示す。このチップ型固体電解コンデンサにおいて、１はコンデンサ素子であり、このコンデンサ素子１は一端を表出するように陽極引き出し線２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構成されている。

更に、コンデンサ素子１から表出した陽極引き出し線２を、陽極接続部品７を介して基板実装面に露出面を有する陽極端子６へ電気的に接続、固定し、コンデンサ素子１の陰極層に導電性接着剤３を介して実装面に露出するように接続、固定した陰極端子５とを、この接続部とコンデンサ素子１の全体を覆うように絶縁性の樹脂により外装し、この外装樹脂４を例えばダイシング加工など公知の方法で所望の外形寸法に成形して、チップ型電解固体コンデンサが構成されている。このような技術は例えば特許文献１に開示されている。

上記チップ型固体電解コンデンサは、コンデンサ素子１と陰極端子５及び陽極端子６との接続構造がシンプルであるため、外装樹脂４に対するコンデンサ素子１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に軽薄短小化に要求されるチップ型固体電解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が、下記の様な問題点を有している。
（１）陽極引き出し線と陽極端子を接続するために、陽極接続部品７を用いることで接合点が２箇所（図５の引き出し線接合部２ａ及び陽極端子接合部７ａ）となり、接続信頼性が低下する。
（２）陽極接続部品７を用いることにより、資材費、組立費などの製造コストが増加する。

そこで、上記問題点に対処するために、図３に示されるように陽極端子の一部を起立させ、陽極引き出し線２と陽極端子６とを直接接続する方法による従来技術がある。図３において、６ｆは陽極実装面部、６ａは陽極曲げ起こし部、６ｈは陽極曲げ起こし支持部である。この構成によれば、上記２つの問題点は解決できる。

特開２００２−１７５９４０号公報

しかしながら、図３に示すようなチップ型固体電解コンデンサは、陽極引き出し線２と陽極端子６とをレーザー溶接、抵抗溶接などで接続した場合、陽極曲げ起こし支持部６ｈと陽極実装面部６ｆとが直接接触しているため、溶接時に発生する熱が陽極曲げ起こし支持部６ｈを通して陽極実装面部６ｆに伝わり易く、熱変色による製品外観不良や端子表面のメッキ溶融による基板実装時の実装ミスを起こしやすいといった欠点を有している。

特に、コストや技術的難易度といった点から、陽極引き出し線２と陽極端子６の接続方法として最も広く用いられている抵抗溶接工法においては、陽極曲げ起こし支持部６ｈと陽極実装面部６ｆの上面との接触部において、密着度は小さいため、接触抵抗が大きくなり、抵抗溶接のための電流を流したときに、この部分で発熱が起こり、上記欠点がより顕著に現れる。

従って、本発明では、陽極端子６と陽極引き出し線２の接続において、接続信頼性の低下や製造コストの増加を招くことなく、製品の外観不良や基板実装時の実装ミスといったトラブルを低減することが可能なチップ型固体電解コンデンサ及びそれに用いるリードフレームを提供することを目的とする。

上記課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、陽極引き出し線が導出された弁作用金属からなる多孔質の焼結体の表面に誘電体、電解質、陰極層を順次形成したコンデンサ素子と、前記陽極引き出し線に一端が接続されて他端を外部接続端子とした陽極端子と、前記コンデンサ素子の陰極層に一端が接続されて他端を外部接続端子とした陰極端子と、前記コンデンサ素子を覆うと共に、前記陽極端子及び前記陰極端子を、基板実装面及び前記基板実装面と略垂直な外形側面に露出面を有するように外装する絶縁性の樹脂からなる外装材とを具備するチップ型固体電解コンデンサにおいて、前記陽極端子は、製品の外形下面である前記基板実装面に沿って、前記外形側面方向から内側に向かって延伸する陽極実装面部と、前記外形側面の方向に折り返され、前記陽極実装面部の一部に重ねられた陽極下部折り返し部と、前記陽極下部折り返し部と繋がり、外形上面方向に折り曲げられてなる陽極曲げ起こし部と、前記陽極曲げ起こし部に繋がり、外形下面方向に折り返されてなり、前記陽極曲げ起こし部の前記コンデンサ素子側に位置する陽極曲げ起こし支持部とを備えることを特徴とする。

前記陽極曲げ起こし支持部は前記陽極実装面部とは直接接触せず、前記陽極下部折り返し部と接触することを特徴とする。

また、本発明のリードフレームは、陽極引き出し線が導出された弁作用金属からなる多孔質の焼結体の表面に誘電体、電解質、陰極層を順次形成したコンデンサ素子と、前記陽極引き出し線に一端が接続されて他端を外部接続端子とした陽極端子と、前記コンデンサ素子の陰極層に一端が接続されて他端を外部接続端子とした陰極端子と、前記コンデンサ素子を覆うと共に、前記陽極端子及び前記陰極端子を、基板実装面及び前記基板実装面と略垂直な外形側面に露出面を有するように外装する絶縁性の樹脂からなる外装材とを具備するチップ型固体電解コンデンサに用いられるリードフレームにおいて、前記陽極端子は、製品の外形下面である前記基板実装面に沿って、前記外形側面方向から内側に向かって延伸する陽極実装面部と、前記外形側面の方向に折り返され、前記陽極実装面部の一部に重ねられた陽極下部折り返し部と、前記陽極下部折り返し部と繋がり、外形上面方向に折り曲げられてなる陽極曲げ起こし部と、前記陽極曲げ起こし部に繋がり、外形下面方向に折り返されてなり、前記陽極曲げ起こし部の前記コンデンサ素子側に位置する陽極曲げ起こし支持部とを備えることを特徴とする。

前記陽極端子の形成部である矩形状の板を、長手方向に直交し、前記陽極曲げ起こし部と陽極曲げ起こし支持部の境界となる第１の折り曲げ部で折り返すように１８０°の曲げ加工を行い形成した重ね合わせ板を、第２の折り曲げ部において前記第１の折り曲げ部の曲げ方向と同方向に９０°折り曲げた後、第３の折り曲げ部で、前記第２の折り曲げ部における曲げ方向とは逆方向に１８０°の曲げ加工を行って形成されることを特徴とする。

また本発明のリードフレームにおいては、前記陽極曲げ起こし支持部は前記陽極実装面部とは直接接触せず、前記陽極下部折り返し部と接触することを特徴とする。

このように、本発明では、チップ型固体電解コンデンサに用いられるリードフレームの陽極実装面部と、陽極曲げ起こし支持部とを直接接触させないことにより、レーザー溶接もしくは抵抗溶接の工程における接続信頼性の低下や製造コストのアップを招くことなく、製品の外観不良や基板実装時の実装ミスといったトラブルを低減できる効果を有する。すなわち、本発明によれば、接続信頼性の低下や製造コストの増加を招くことなく、製品の外観不良や基板実装時の実装ミスといったトラブルを低減することが可能なチップ型固体電解コンデンサ及びそれに用いるリードフレームを提供することができる。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１に模式的な断面図で示した本発明のチップ型固体電解コンデンサは、以下のようにして製造される。まず、コンデンサ素子の作製については、公知の技術によるので簡略にして、タンタルを弁作用金属として用いた場合を説明する。タンタル線のまわりに、タンタル粉末を成形し、高真空・高温度で焼結する。次に、タンタル金属粉末の表面にＴａ_２Ｏ_５の酸化被膜を形成する。更に、硝酸マンガンに浸漬した後、熱分解して、ＭｎＯ_２を形成し、引き続き、グラファイト及びＡｇによる陰極層を形成して、コンデンサ素子を得る。なお、陰極層のＭｎＯ_２に換えて、ポリチオフェンあるいはポリピロールなどの導電性高分子を用いると、低ＥＳＲを得るのが容易になる。また、弁作用金属として、タンタルの他に、ニオブ、アルミニウム、チタンなどを用いることができる。

次に、本実施の形態のチップ型固体電解コンデンサに用いるリードフレームの作製方法について図２を参照して説明する。図２は本実施の形態のリードフレームの作製過程での陽極端子部を示す側面図であり、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）、図２（ｄ）は、それぞれ、各加工段階での陽極端子部を示す。

図２（ａ）において、矩形状の板であるリードフレーム陽極端子部の第１の折り曲げ部６ｂにおいて、製品完成時にコンデンサ素子１の側になる方向（紙面では時計回り方向）に１８０°の曲げ加工を行い、これにより陽極引き出し線２（図１参照）との接続部分が形成される。次いで、図２（ｂ）に示すように、第２の折り曲げ部６ｃにおいて実装面方向（紙面では下方）に、ほぼ９０°の曲げ加工を行い、陽極曲げ起こし部６ａを形成する。更に、図２（ｃ）に示すように、第３の折り曲げ部６ｅの箇所を外形側面方向に１８０°の曲げ加工を行い、これにより陽極実装面部６ｆが形成される。最後に、第１の折り曲げ部６ｂと第３の折り曲げ部６ｅの曲げ部分につぶし加工を行い、図２（ｄ）の形状を得る。このとき、第３の折り曲げ部６ｅの１８０°の曲げ加工によって、陽極下部折り返し部６ｇと陽極実装面部６ｆとの２枚のリードフレーム板が重なって厚みが増えていた部分を薄くできる。この、つぶし加工により陽極端子部がコンデンサ素子外周部の陰極層と接触することを防ぐことができる。

ところで、リードフレームの陰極端子部については、従来技術と同様であるので、説明を省略する。

また、リードフレームへのコンデンサ素子の接合について、陽極側は抵抗溶接により、陰極側は導電性接着剤３により接続した。

次に、外装樹脂４をトランスファーモールドにより成形した後、ダイシングソーにより所望形状に切断し製品チップを得た。

本実施の形態のチップ型固体電解コンデンサにおいては、図２（ｄ）に示すとおり、陽極曲げ起こし部６ａは、陽極曲げ起こし支持部６ｈと重なった形となっているため、陽極曲げ起こし部６ａの機械的強度が向上し、陽極接合部である第１の折り曲げ部６ｂにおいて、高い圧力を加えながらの陽極引き出し線２との抵抗溶接が可能となることから、大きな接続強度が得られる。

また、図３及び図４記載の従来の陽極端子部の形状と比較して、本発明での陽極端子６の形状は図２（ｄ）に示すように、陽極曲げ起こし支持部６ｈと陽極実装面部６ｆとの間に、陽極下部折り返し部６ｇが挟み込まれる構造となるため、抵抗溶接時の熱ダメージが、陽極曲げ起こし支持部６ｈから陽極実装面部６ｆへ直接伝わることがなく、熱変色による製品外観不良や端子表面のメッキ溶融による基板実装ミスといったトラブルを低減することが可能となる。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、なしえるであろう各種変形、修正を含むことはもちろんである。

本発明に係るチップ型固体電解コンデンサの断面図。本発明おけるリードフレームの陽極端子部の形成過程を示す図。図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）、図２（ｄ）は各加工段階での陽極端子部を示す側面図。従来のチップ型固体電解コンデンサの断面図。図３記載のチップ型固体電解コンデンサに用いられるリードフレームの陽極端子部の形成過程を示す図。図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）は各加工段階での陽極端子部を示す側面図。従来の他のチップ型固体電解コンデンサの断面図。

符号の説明

１コンデンサ素子
２陽極引き出し線
２ａ引き出し線接合部
３導電性接着剤
４外装樹脂
５陰極端子
６陽極端子
６ａ陽極曲げ起こし部
６ｂ第１の折り曲げ部
６ｃ第２の折り曲げ部
６ｅ第３の折り曲げ部
６ｆ陽極実装面部
６ｇ陽極下部折り返し部
６ｈ陽極曲げ起こし支持部
７陽極接続部品
７ａ陽極端子接合部

Claims

陽極引き出し線が導出された弁作用金属からなる多孔質の焼結体の表面に誘電体、電解質、陰極層を順次形成したコンデンサ素子と、前記陽極引き出し線に一端が接続されて他端を外部接続端子とした陽極端子と、前記コンデンサ素子の陰極層に一端が接続されて他端を外部接続端子とした陰極端子と、前記コンデンサ素子を覆うと共に、前記陽極端子及び前記陰極端子を、基板実装面及び前記基板実装面と略垂直な外形側面に露出面を有するように外装する絶縁性の樹脂からなる外装材とを具備するチップ型固体電解コンデンサにおいて、前記陽極端子は、製品の外形下面である前記基板実装面に沿って、前記外形側面方向から内側に向かって延伸する陽極実装面部と、前記外形側面の方向に折り返され、前記陽極実装面部の一部に重ねられた陽極下部折り返し部と、前記陽極下部折り返し部と繋がり、外形上面方向に折り曲げられてなる陽極曲げ起こし部と、前記陽極曲げ起こし部に繋がり、外形下面方向に折り返されてなり、前記陽極曲げ起こし部の前記コンデンサ素子側に位置する陽極曲げ起こし支持部とを備えることを特徴とするチップ型固体電解コンデンサ。
前記陽極曲げ起こし支持部は前記陽極実装面部とは直接接触せず、前記陽極下部折り返し部と接触することを特徴とする、請求項１に記載のチップ型固体電解コンデンサ。
陽極引き出し線が導出された弁作用金属からなる多孔質の焼結体の表面に誘電体、電解質、陰極層を順次形成したコンデンサ素子と、前記陽極引き出し線に一端が接続されて他端を外部接続端子とした陽極端子と、前記コンデンサ素子の陰極層に一端が接続されて他端を外部接続端子とした陰極端子と、前記コンデンサ素子を覆うと共に、前記陽極端子及び前記陰極端子を、基板実装面及び前記基板実装面と略垂直な外形側面に露出面を有するように外装する絶縁性の樹脂からなる外装材とを具備するチップ型固体電解コンデンサに用いられるリードフレームにおいて、前記陽極端子は、製品の外形下面である前記基板実装面に沿って、前記外形側面方向から内側に向かって延伸する陽極実装面部と、前記外形側面の方向に折り返され、前記陽極実装面部の一部に重ねられた陽極下部折り返し部と、前記陽極下部折り返し部と繋がり、外形上面方向に折り曲げられてなる陽極曲げ起こし部と、前記陽極曲げ起こし部に繋がり、外形下面方向に折り返されてなり、前記陽極曲げ起こし部の前記コンデンサ素子側に位置する陽極曲げ起こし支持部とを備えることを特徴とするリードフレーム。
前記陽極端子の形成部である矩形状の板を、長手方向に直交し、前記陽極曲げ起こし部と陽極曲げ起こし支持部の境界となる第１の折り曲げ部で折り返すように１８０°の曲げ加工を行い形成した重ね合わせ板を、第２の折り曲げ部において前記第１の折り曲げ部の曲げ方向と同方向に９０°折り曲げた後、第３の折り曲げ部で、前記第２の折り曲げ部における曲げ方向とは逆方向に１８０°の曲げ加工を行って形成されることを特徴とする請求項３に記載のリードフレーム。
前記陽極曲げ起こし支持部は前記陽極実装面部とは直接接触せず、前記陽極下部折り返し部と接触することを特徴とする、請求項３又は請求項４に記載のリードフレーム。