JP2006269865A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】 導電性接着剤によるコンデンサ素子陰極層と陰極端子の接続において、実装面への導電性接着剤のはみ出しを防止し、またその接続信頼性を高めた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】 陰極端子部１５のコンデンサ素子１１の陰極層との接続部はリードフレームの先端を薄く潰した先端部１９と枕木状隆起部１６とからなり、先端部１９はコンデンサ素子１１の実装面側の陰極層に導電性接着剤１７により接続され、枕木状隆起部１６は実装面とは略垂直かつコンデンサ素子１１の側面に対向する略垂直面を有し、その略垂直面はコンデンサ素子１１の陰極層に導電性接着剤１７により接続された下面電極型のチップ型固体電解コンデンサであり、その略垂直面には前記導電性接着剤１７を溜める溝２３ａが設けられている。また、先端部１９の上面に溝又は凹部を設けてもよい。
【選択図】 図１

Description

本発明は固体電解コンデンサに関し、特に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。

従来技術では、下面電極のチップ型固体電解コンデンサは一例として次のように作製される。まず、リードフレームに枕木（陽極リード線又は陰極層との接続のための隆起部又は接続部）を設ける。この枕木は、リードフレームとなる母材から加工する絞り加工やコイニング加工（圧印加工）又は圧延加工によって隆起させるものがある。陰極端子先端の潰した部分の上面に導電性接着剤を塗布して、コンデンサ素子の陰極層に陰極端子を接着する。またコンデンサ素子から引き出されたリード線を陽極端子側枕木の上面に配設して溶接する。コンデンサ素子、陰極端子、及び陽極端子を絶縁樹脂からなる外装樹脂で被覆する。

図５は従来例１によるチップ型固体電解コンデンサを示し、図５（ａ）は正面からの内部透視図、図５（ｂ）は平面図であり、リードフレームから分離される前の状態で描かれている。１１は直方体状のコンデンサ素子、１２は陽極リード線、１３はリードフレームの陽極端子部、１４は陽極側の枕木状隆起部、１５はリードフレームの陰極端子部、１６は陰極側の枕木状隆起部、１７は導電性接着剤、１８は外装樹脂、１９はリードフレームの薄く潰された先端部である。同図のように、コンデンサ素子１１の陰極層は導電性接着剤１７によって、陰極端子部１５と接続されている。このようなコンデンサ素子陰極層と陰極端子の接続構造は、特許文献１などに開示されている。

他の従来例２によるチップ型固体電解コンデンサの例を説明する。図６は従来例２によるチップ型固体電解コンデンサを示し、図６（ａ）は正面からの内部透視図、図６（ｂ）は外装樹脂を除いて描いたＢ−Ｂ断面図である。このチップ型固体電解コンデンサの陰極接続部は、陰極端子６５の平面部に導電性接着剤１７を塗布したものとコンデンサ素子１１を接続して作製される。また陽極接続部は溶接により接続し、その後、外装樹脂１８のモールド成形を行う。リードフレームから切断分離の後、陽極端子６３及び陰極端子６５を外装樹脂１８の端面に沿って折り曲げ、さらに実装面に沿って折り曲げて作製する。他に、たとえば特許文献２に開示されているように、コンデンサ素子陰極層と陰極端子の接続にはいくつかの接続構造が知られている。

特開２００４−２２８４２４号公報 特許第３０７０３７４号公報

従来例１の場合、コンデンサ素子の陰極層に陰極端子を接着するとき、導電性接着剤の量が多くなると、実装面に回り込んで、実装面が汚れ、基板への実装時に障害となる。すなわち、導電性接着剤をディスペンサーなどで陰極端子に塗布した後、コンデンサ素子を搭載したとき導電性接着剤はコンデンサ素子によって押し広がる。もし導電性接着剤の塗布量が多いと、従来のリードフレームではコンデンサ素子と陰極端子の間からはみ出て陰極端子実装面に回り込みやすい形状になっている。図５の導電性接着剤１７はそのような、はみ出した状態で描かれている。

また従来例２の場合、導電性接着剤の量が少なくなるとモールド成形時に外装樹脂の接着部への侵入により接続信頼性が低下するという問題がある。また、特許文献２などで開示された従来技術においても、同様の問題がある。

図面に基づいて説明する。図７は外層樹脂が導電性接着剤の層に侵入した様子を示す部分断面図であり、１１はコンデンサ素子、６５は陰極端子、１７は導電性接着剤、１８は外装樹脂である。同図のように、板状の陰極端子６５とコンデンサ素子１１とを接続する導電性接着剤１７に対して、直接、モールド成形のとき、外装樹脂１８が隙間に流入することがあり、使用時の環境条件により外装樹脂１８の膨張収縮に伴って、導電性接着剤１７の接続部に剥離傾向が進行する場合がある。それは、板状の陰極端子６５とコンデンサ素子１１の陰極層の間で面と面の接続がなされ、導電性接着剤１７の量によっては、モールド樹脂が流入する場合があるからである。また、そのようなモールド樹脂の流入があった場合、導電性接着剤１７と板状の陰極端子６５との界面での剥離が起こり易いということがある。

この状況にあって、本発明の課題は、導電性接着剤によるコンデンサ素子陰極層と陰極端子の接続において、実装面への導電性接着剤のはみ出しを防止し、またその接続信頼性を高めた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にある。

本発明では、下面電極のチップ型固体電解コンデンサに対して、陰極端子のコンデンサ素子との接続面に溝又は凹部を形成し導電性接着剤溜まりを設けることで、（１）導電性接着剤が陰極端子実装面に回り込むことを防ぐことと、（２）陰極端子の接着表面の面積が増加し、コンデンサ素子と陰極端子の接続強度を向上させることができる。

また本発明では、コンデンサ素子陰極層と導電性接着剤を介して接続される板状部分を有するチップ型固体電解コンデンサに対して、コンデンサ素子陰極層と接続される陰極端子の板状部分の外縁部のすべて又は一部に凸起する壁部を設けることで、陰極接続端子の接続面全面に導電性接着剤を充填できるだけでなく、モールド成形時のコンデンサ素子と陰極端子間にモールド樹脂剤が侵入することを防止でき、接続信頼性を向上させることができる。

すなわち、本発明のチップ型固体電解コンデンサは、端部からは陽極リード線が引き出され外表面には陰極層が形成された直方体状のコンデンサ素子と、前記陰極層に導電性接着剤により接続された下面電極型の陰極端子と、前記陽極リード線に接続された下面電極型の陽極端子と、前記陽極端子及び陰極端子の一部を残して被覆する外装樹脂とを備え、前記陰極端子の前記陰極層との接続部はリードフレームの先端を薄く潰した先端部と枕木状の隆起部とからなり、前記先端部は前記コンデンサ素子の実装面側の陰極層に導電性接着剤により接続され、前記隆起部は実装面とは略垂直かつ前記コンデンサ素子の側面に対向する略垂直面を有し、前記略垂直面は前記コンデンサ素子の陰極層に導電性接着剤により接続された下面電極型のチップ型固体電解コンデンサにおいて、前記略垂直面には前記導電性接着剤を溜める溝又は凹部が設けられたことを特徴とする。

前記先端部での前記コンデンサ素子と対向する面には前記導電性接着剤を溜める溝又は凹部が設けられるとよい。

また本発明のリードフレームは、端部からは陽極リード線が引き出され外表面には陰極層が形成された直方体状のコンデンサ素子と、前記陰極層に導電性接着剤により接続された下面電極型の陰極端子と、前記陽極リード線に接続された下面電極型の陽極端子と、前記陽極端子及び陰極端子の一部を残して被覆する外装樹脂とを有するチップ型固体電解コンデンサに用いるリードフレームにおいて、前記陰極端子の形成部として薄く潰した先端部と枕木状の隆起部とが形成され、前記隆起部は底面とは略垂直かつ前記コンデンサ素子の側面に対向する垂直面を有し、前記略垂直面には前記導電性接着剤の溜めとなる溝又は凹部が設けられたことを特徴とする。

前記先端部の上面には前記導電性接着剤の溜めとなる溝又は凹部が設けられるとよい。

また、本発明のチップ型固体電解コンデンサは、端部からは陽極リード線が引き出され外表面には陰極層が形成された直方体状のコンデンサ素子と、前記陰極層に導電性接着剤により接続された板状の陰極端子と、前記陽極リード線に接続された板状の陽極端子と、前記陽極端子及び陰極端子の一部を残して被覆する外装樹脂とを備えるチップ型固体電解コンデンサにおいて、前記陰極端子では、前記陰極層の１つに導電性接着剤により接着される接続面の２つの縁部に、凸起する壁部が設けられ、前記接続面を有する部位の断面形状はコ字形となったことを特徴とする。

また、本発明のリードフレームは、端部からは陽極リード線が引き出され外表面には陰極層が形成された直方体状のコンデンサ素子と、前記陰極層に導電性接着剤により接続された板状の陰極端子と、前記陽極リード線に接続された板状の陽極端子と、前記陽極端子及び陰極端子の一部を残して被覆する外装樹脂とを有するチップ型固体電解コンデンサに用いるリードフレームにおいて、前記陰極端子の形成部として、前記コンデンサ素子の陰極層の１つに導電性接着剤により接続される面の２つの側縁部には凸起する壁部が設けられ、コ字形の断面形状を有する部位が形成されたことを特徴とする。

本発明によれば、下面電極のチップ型固体電解コンデンサに対して、コンデンサ素子陰極層に接続されるリードフレームの枕木状の隆起部の一側面（接着面）に導電性接着剤を溜める溝又は凹部を設けることで以下のような効果が得られる。（１）導電性接着剤が陰極端子の実装面に回り込み、陰極端子実装面が汚れるのを防ぐことができる。（２）導電性接着剤と陰極端子表面との接触面積が増え、接続強度を向上できる。

また本発明によれば、コンデンサ素子陰極層と導電性接着剤を介して接続される板状部分を有するチップ型固体電解コンデンサに対して、陰極端子の接続面の側縁部に凸起する壁部を設けコ字形の断面形状としたことにより、陰極接続端子の接続面全面に導電性接着剤を充填することが可能になり、またモールド成形時のコンデンサ素子陰極層と陰極端子間にモールド樹脂が侵入することを防止でき、陰極接続状態がより安定になる。

次に図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態１，２，３のチップ型固体電解コンデンサを示し、図１（ａ）は正面からの内部透視図、図１（ｂ）は平面図であり、リードフレームから切断分離する前の状態で描いた。符号１１〜１９は従来技術を示す図５の符号と共用した。

図２に実施の形態１，２，３のリードフレームの陰極端子部を斜視図で示す。図２（ａ）は実施の形態１での陰極端子部の斜視図である。枕木状隆起部１６の側面には、実装面（底面）２４と略垂直になる略垂直面２２と、溝２３ａとが形成されている。その作製はリードフレームとなる母材に、絞り加工、コイニング加工又は圧延加工を施すことにより隆起及び成形を行う。その略垂直面２２、溝２３ａ及び先端部１９の上面が陰極端子側の接続面となり、図１のように導電性接着剤１７でコンデンサ素子１１の陰極層と接続される。その接続の実際において、溝２３ａは導電性接着剤を溜める溝として作用する。また、溝２３ａの内面の分だけ、導電性接着剤１７と枕木状隆起部１６の側面との接触面積が増加し、接続強度の向上をもたらす。

この実施の形態１のチップ型固体電解コンデンサの作製方法について補足する。コンデンサ素子１１は公知技術により、たとえば、タンタルの陽極リード線をタンタル粉末に埋設し、一部を導出し、成形して、焼結することで作製する。このコンデンサ素子を実施の形態１のリードフレームの陰極側接続部に導電性接着剤を適量塗布した後、載置し、陽極リード線は抵抗溶接などで陽極側の枕木状隆起部に溶接し、外装樹脂でモールド成形した後、ダイシングにより製品チップをリードフレームから分離し、本実施の形態のチップ型固体電解コンデンサを得る。

このように作製した実施の形態１のチップ型固体電解コンデンサでは、塗布した導電性接着剤の量が多くなったときでも、陰極端子の実装面にはみ出すことはなかった。そのとき、導電性接着剤は溝の内側を充填するように拡がり、溝の縁を越えるような拡がり方が抑制されている。

図２（ｂ）は実施の形態２のリードフレームの陰極端子部を示す斜視図である。実施の形態１に係る図２（ａ）と比較して説明すると、先端部１９の上面に溝２３ｂがさらに形成された形状である。本実施の形態２のリードフレームは、実施の形態１と同様に作製できる。また、本実施の形態２のチップ型固体電解コンデンサの作製は実施の形態１のチップ型固体電解コンデンサの作製工程で、リードフレームを置き換えるだけでよい。

実施の形態２は実施の形態１と比較して、リードフレームの陰極端子部の形成工程がやや複雑である。しかし、導電性接着剤のリードフレームへの塗布後に、コンデンサ素子を裁置したとき、薄く潰したリードフレームの先端部では溝の縁を越える方向への導電性接着剤の拡がりが抑制され、実装端子面へのはみ出しを防止することができた。

図２（ｃ）は実施の形態３のリードフレームの陰極端子部を示す斜視図である。実施の形態２に係る図２（ｂ）と比較して説明すると、先端部１９の上面に溝２３ｂに換えて凹部２３ｃが形成された形状である。本実施の形態のリードフレームは、実施の形態２と同様に作製できる。また、本実施の形態３のチップ型固体電解コンデンサの作製は実施の形態２のチップ型固体電解コンデンサの作製工程で、リードフレームを置き換えるだけでよい。

実施の形態３は実施の形態１又は２と比較して、リードフレームの陰極端子部の形成工程がやや複雑である。しかし、導電性接着剤のリードフレームへの塗布後に、コンデンサ素子を裁置したとき、薄く潰したリードフレームの先端部では導電性接着剤は凹部に溜まるような拡がり方を示し、実装端子面へのはみ出しを防止することができた。

実施の形態１，２，３での作用についてまとめる。リードフレームの陰極側の枕木状隆起部のコンデンサ素子と対向する側面に溝を設けることで、導電性接着剤をディスペンサーなどで陰極端子に塗布した後、コンデンサ素子を搭載したとき導電性接着剤はコンデンサ素子によって押し広がり、コンデンサ素子と陰極端子の隙間が埋まる。もし、導電性接着剤の塗布量が多かった場合は、枕木状隆起部の側面に設けた溝でその多い分を吸収して、それゆえ導電性接着剤が陰極端子実装面に回り込むことを防ぐことができる。また、導電性接着剤と陰極端子との接触面積が増え、それゆえ陰極端子とコンデンサ素子との接続強度が向上する。この意味では、溝の断面形状が複雑なほうが接触面積の増加をもたらし、好都合である。また、リードフレームの薄く潰された先端部の溝又は凹部の作用についても同様である。

図面に基づいて次の実施の形態を説明する。図３は本発明の実施の形態４，５のチップ型固体電解コンデンサを示し、図３（ａ）は正面からの内部透視図、図３（ｂ）は外装樹脂を除いて描いたＡ−Ａ断面図である。従来技術を示す図６ですでに用いた符号は、図３においても同様のものを示す。なお、陰極端子３５については、図６の陰極端子６５と区別して異なる符号を用いた。

実施の形態４のチップ型固体電解コンデンサでは、図３（ｂ）に示す通り、陰極端子３５におけるコンデンサ素子１１との接続部の形状をコンデンサ素子面側でその側縁部に曲げ（又はプレス）加工によるコ字形の断面形状を形成した板状としている。この板状の部分に導電性接着剤を塗布し、その部分とコンデンサ素子を接続させた後、陽極接続を行い、その後モールド外装を行い、リードフレームから切断分離して、端子成形を行って本実施の形態のチップ型固体電解コンデンサを得る。

図４（ａ）は実施の形態４の陰極端子の斜視図であり、導電性接着剤が塗布される接続面４１の両側の側縁部には凸起する壁部４３が設けられ、その断面形状はコ字形状になっている。また、図４（ｂ）は実施の形態４のリードフレームの陰極端子部を示す斜視図である。このようなリードフレームに導電性接着剤が塗布された後、コンデンサ素子が裁置される。

図４（ｃ）は実施の形態５の陰極端子の斜視図であり、導電性接着剤が塗布される接続面４１の側縁部には凸起する壁部４３が設けられ、導電性接着剤が塗布されコンデンサ素子の端部陰極層に接続される接続面４２の側縁部にも凸起する壁部４３が設けられており、いずれもコ字形状の断面を持つ。また、図４（ｄ）は実施の形態５のリードフレームの陰極端子部を示す斜視図である。

このように接続面の側縁部に凸起する壁部を設けることで、陰極接続端子面の全面に導電性接着剤を充填することが可能になり、同時にモールド成形時に外装樹脂が侵入することを防止できる。また、導電性接着剤と陰極端子の接続表面との間の剥離に対して、本実施の形態４，５の凸起する壁部は有効に外装樹脂の侵入を防止する。こうして、陰極接続状態がより安定になることが信頼性試験の結果、確認できた。

この効果が得られる理由をまとめる。陰極端子接続面が平面である場合、導電性接着剤のはみ出しを防止するため、塗布量を絞らねばならない。そうすると、モールド成形時にモールド樹脂がコンデンサ素子と陰極端子接続面の間に侵入しやすくなる。しかし、陰極端子接続面を実施の形態３又は４のコ字断面形状にすることで、塗布量を十分に確保すると共に、外装樹脂の接着層への侵入を防止して、信頼性の高い陰極接続部を得ることができる。

本発明の実施の形態１，２，３のチップ型固体電解コンデンサを示し、図１（ａ）は正面からの内部透視図、図１（ｂ）は平面図。 本発明のリードフレームの陰極端子部を示し、図２（ａ）は実施の形態１での斜視図、図２（ｂ）は実施の形態２での斜視図、図２（ｃ）は実施の形態３での斜視図。 本発明の実施の形態４，５のチップ型固体電解コンデンサを示し、図３（ａ）は正面からの内部透視図、図３（ｂ）はＡ−Ａ断面図。 本発明の他のリードフレームの陰極端子部又は陰極端子を示し、図４（ａ）は実施の形態４での陰極端子の斜視図、図４（ｂ）は実施の形態５でのリードフレームの陰極端子部の斜視図、図４（ｃ）は実施の形態５での陰極端子の斜視図、図４（ｄ）は実施の形態５でのリードフレームの陰極端子部の斜視図。 従来例１のチップ型固体電解コンデンサを示し、図５（ａ）は正面からの内部透視図、図５（ｂ）は平面図。 従来例２のチップ型固体電解コンデンサを示し、図６（ａ）は正面からの内部透視図、図６（ｂ）はＢ−Ｂ断面図。 従来例２での外層樹脂が導電性接着剤の層に侵入した様子を示す部分断面図。

符号の説明

１１ コンデンサ素子
１２ 陽極リード線
１３ 陽極端子部
１４，１６ 枕木状隆起部
１５ 陰極端子部
１７ 導電性接着剤
１８ 外装樹脂
１９ 先端部
２２ 略垂直面
２３ａ，２３ｂ 溝
２４ 実装面
３５，６５ 陰極端子
４１，４２ 接続面
４３ 壁部
６３ 陽極端子

Claims (6)

1. 端部からは陽極リード線が引き出され外表面には陰極層が形成された直方体状のコンデンサ素子と、前記陰極層に導電性接着剤により接続された下面電極型の陰極端子と、前記陽極リード線に接続された下面電極型の陽極端子と、前記陽極端子及び陰極端子の一部を残して被覆する外装樹脂とを備え、前記陰極端子の前記陰極層との接続部はリードフレームの先端を薄く潰した先端部と枕木状の隆起部とからなり、前記先端部は前記コンデンサ素子の実装面側の陰極層に導電性接着剤により接続され、前記隆起部は実装面とは略垂直かつ前記コンデンサ素子の側面に対向する略垂直面を有し、前記略垂直面は前記コンデンサ素子の陰極層に導電性接着剤により接続された下面電極型のチップ型固体電解コンデンサにおいて、前記略垂直面には前記導電性接着剤を溜める溝又は凹部が設けられたことを特徴とするチップ型固体電解コンデンサ。
2. 前記先端部での前記コンデンサ素子と対向する面には前記導電性接着剤を溜める溝又は凹部が設けられたことを特徴とする請求項１記載のチップ型固体電解コンデンサ。
3. 端部からは陽極リード線が引き出され外表面には陰極層が形成された直方体状のコンデンサ素子と、前記陰極層に導電性接着剤により接続された下面電極型の陰極端子と、前記陽極リード線に接続された下面電極型の陽極端子と、前記陽極端子及び陰極端子の一部を残して被覆する外装樹脂とを有するチップ型固体電解コンデンサに用いるリードフレームにおいて、前記陰極端子の形成部として薄く潰した先端部と枕木状の隆起部とが形成され、前記隆起部は底面とは略垂直かつ前記コンデンサ素子の側面に対向する垂直面を有し、前記略垂直面には前記導電性接着剤の溜めとなる溝又は凹部が設けられたことを特徴とするリードフレーム。
4. 前記先端部の上面には前記導電性接着剤の溜めとなる溝又は凹部が設けられたことを特徴とする請求項３記載のリードフレーム。
5. 端部からは陽極リード線が引き出され外表面には陰極層が形成された直方体状のコンデンサ素子と、前記陰極層に導電性接着剤により接続された板状の陰極端子と、前記陽極リード線に接続された板状の陽極端子と、前記陽極端子及び陰極端子の一部を残して被覆する外装樹脂とを備えるチップ型固体電解コンデンサにおいて、前記陰極端子では、前記陰極層の１つに導電性接着剤により接着される接続面の２つの縁部に、凸起する壁部が設けられ、前記接続面を有する部位の断面形状はコ字形となったことを特徴とするチップ型固体電解コンデンサ。
6. 端部からは陽極リード線が引き出され外表面には陰極層が形成された直方体状のコンデンサ素子と、前記陰極層に導電性接着剤により接続された板状の陰極端子と、前記陽極リード線に接続された板状の陽極端子と、前記陽極端子及び陰極端子の一部を残して被覆する外装樹脂とを有するチップ型固体電解コンデンサに用いるリードフレームにおいて、前記陰極端子の形成部として、前記コンデンサ素子の陰極層の１つに導電性接着剤により接続される面の２つの側縁部には凸起する壁部が設けられ、コ字形の断面形状を有する部位が形成されたことを特徴とするリードフレーム。

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