JP2009129936A

JP2009129936A - 表面実装薄型コンデンサ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2009129936A
Application number: JP2007299965A
Authority: JP
Inventors: Takeo Inoue; 武夫井上
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2007-11-20
Filing date: 2007-11-20
Publication date: 2009-06-11

Abstract

【課題】コンデンサ素子の陽極部および陰極部とモールド樹脂ケースとの接続時での導電ペーストのはみ出し、及び、積層時の素子ずれによる短絡する課題を解決する表面実装薄型コンデンサ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】アルミニウム芯部１１と、アルミニウム芯部１１の両面を覆うエッチド部１２とから成る金属箔を母材として用いた表面実装薄型コンデンサにおいて、金属箔の両端部の陽極と中央部分の陰極間に形成されたレジスト樹脂１３の一部と陰極の両端部を覆う絶縁樹脂１８を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、表面実装薄型コンデンサ及びその製造方法に関し、特に、母材として金属箔を用いた表面実装薄型コンデンサ及びその製造方法に関する。

従来、表面実装薄型コンデンサはタンタル、アルミニウム、または、ニオブ等の弁作用金属からなる金属箔を母材として用いている。アルミニウム箔を用いた場合には金属芯部と金属芯部の両面をエッチングにより拡面化したエッチド部からなり、電気化学的処理によりエッチド部表面には誘電体皮膜が形成される。

図４は従来の表面実装薄型コンデンサを示す図であり、図４（ａ）は表面実装薄型コンデンサの全体を示す正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の点線円で囲んだ部分の、表面実装薄型コンデンサの左端側の断面図である。

図４（ｂ）は表面実装薄型コンデンサの左端側の断面のみ図示してあるが、右端側も同様な構造となっている。すなわち、表面実装薄型コンデンサは、いわゆる左右対称な構造となっている。本表面実装薄型コンデンサでは、母材である金属箔としてアルミニウム箔１０を用いている。

アルミニウム箔１０は、アルミニウム芯部１１と、そのアルミニウム芯部１１の両面を覆うエッチド部１２とから成る。

アルミニウム箔１０の両端部が陽極として使用され、アルミニウム箔１０の中央部分の表面上にグラファイト層１５と銀ペースト層１６からなる陰極が形成される。

図４に示すように、表面実装薄型コンデンサは、陽極と陰極との境界に形成されたレジスト樹脂１３と、アルミニウム箔１０両面にあるエッチド部１２の内部および表面上に重合により形成された導電性ポリマー層１４を備える。この導電性ポリマー層１４の表面上に陰極が形成され、コンデンサ素子が完成する。

尚、レジスト樹脂１３は重合前に、アルミニウム箔１０のエッチド部１２を除去し、その除去した部分にレジスト樹脂１３を充填し、かつ、必要な高さに形成している。

図５は従来の表面実装薄型コンデンサを示し、図５（ａ）はその全体を示す断面図、図５（ｂ）はそのコンデンサ素子に係る断面図であり、図５（ａ）は図５（ｂ）の矩形板状のコンデンサ素子が５層に積層された形態である。

前記コンデンサ素子の外側に延びる陽極体端部１１ａに、陽極導通片１０２を接合して単層コンデンサ素子とし、それらを積層して、コンデンサ素子積層体を形成する。このとき、陽極部は抵抗溶接またはレーザ溶接を用いて接続し、陰極部１０１は導電性ペースト１７を用いて接続する。

次に、陽極端子１０３および陰極端子１０４が基板実装面となる同一平面上に形成され、平板状の陽極端子１０３と陰極端子１０４の隙間を埋めると共に機械的に連結する底面部を有し、前記平面に対して略直交する側壁を有するモールド樹脂ケース１０５を用いて、その底面部分の内側に露出した陽極端子および陰極端子にコンデンサ素子積層体の最下部の単層コンデンサ素子の陽極部である陽極導通片１０２および陰極部である銀ペースト層１６をそれぞれ導電ペースト１７を用いて接続、設置し、その後、モールド樹脂ケース１０５の上側周囲を蓋１０６で覆うことで表面実装薄型コンデンサとしている。

次に、従来の表面実装薄型コンデンサの製造方法を図６の製造フローに従い図４も参照して説明する。

アルミニウム箔１０は、アルミニウム芯部１１と、その両側表面に形成されたエッチド部１２とを有しエッチド部１２は多孔質体である。このアルミニウム箔を電気化学的に処理して誘電体皮膜が形成される。この誘電体皮膜は、エッチド部１２の微細孔の内壁にまで形成される。

一般に、アルミニウム箔１０の表面を覆っている誘電体膜は損傷しやすく、その欠陥部を修復するため、アルミニウム箔１０を再化成する（工程Ｊ１）。アルミニウム箔１０の左右両端部（図４（ｂ）では、左端側のみ図示してある。）は、コンデンサの陽極として使用される。そして、後述するように、アルミニウム箔１０の中央部分の表面には、陰極（１５，１６）が形成される。陽極と陰極（１５，１６）との境界部分の、アルミニウム箔１０のエッチド部１２を除去（工程Ｊ２）した後、レジスト樹脂１３を塗布する（工程Ｊ３）。続いて、アルミニウム箔１０を再化成する（工程Ｊ４）。

その後、レジスト樹脂１３によって区切られたアルミニウム箔１０の中央部分に導電性ポリマーを重合して、導電性ポリマー層１４を形成する（工程Ｊ５）。

導電性ポリマー層１４の表面にグラファイト層１５を形成し（工程Ｊ６）、さらに、このグラファイト層１５の表面に銀ペースト層１６を形成して（工程Ｊ７）、陰極（１５，１６）とする。

このようにして、従来の表面実装薄型コンデンサが製造される。

この様な表面実装薄型コンデンサの技術は特許文献１に開示されている。

特開２００５−２１６９２９号公報

前記の従来技術によれば、コンデンサ素子の陽極部および陰極部はそれぞれ導電ペーストによりモールド樹脂ケース内の陽極端子及び陰極端子と接続、設置される。この際に導電性ペーストが所定の位置からはみ出すことにより、陽極と陰極が短絡する問題があった。又、コンデンサ素子積層体を形成する際に積層した素子がずれることにより積層上下に対面する素子の陽極部と陰極部が接触して短絡する問題もあった。

又、前記特許文献１には、再レジスト樹脂を形成する工程が述べられているが、これは、前記レジスト樹脂上に這い上がっている導電性ポリマー層を覆うことにより、導電性ポリマー樹脂を完全に酸素より遮断することができる。この結果、導電性ポリマー層の酸化劣化を防止出来る技術が紹介されている。

しかし、前記目的より、再レジスト樹脂の形成位置が前記レジスト樹脂上に限られており陰極側への形成が充分ではないことから、前記の陽極と陰極との短絡を解決するには至っていない。

そこで、本発明の目的は前記の課題を解決する表面実装薄型コンデンサ及びその製造方法を提供することにある。

本発明によれば、金属芯部と前記金属芯部の両面を覆うエッチド部とからなる金属箔を母材として用いた表面実装薄型コンデンサであって、前記金属箔の両端部が陽極として使用され、前記金属箔の中央部分の表面上に陰極が形成され、前記表面実装薄型コンデンサは前記陽極と前記陰極との境界に形成されたレジスト樹脂と、前記金属箔の中央部分にある前記エッチド部の内部および表面に導電性ポリマー層とを備え、前記導電性ポリマー層の表面上に前記陰極が形成された表面実装薄型コンデンサにおいて、前記陰極の両端部および前記レジスト樹脂の少なくとも一部を覆う絶縁樹脂を設けたことを特徴とする表面実装薄型コンデンサが得られる。

前記金属箔がアルミニウム、タンタル、ニオブなどの弁作用金属からなる金属箔であることが好ましい。

前記絶縁樹脂がエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂の群の中から選択されることが好ましい。

前記絶縁樹脂が前記陰極の表面積に対してその被覆率が５〜５０％とすることが好ましい。

本発明によれば、金属芯部と、該金属芯部の両面を覆うエッチド層とから成る金属箔を母材として用いた表面実装薄型コンデンサを製造する方法であって、前記金属箔の両端部の陽極と前記金属箔の中央部分の表面上の陰極との境界に形成されたレジスト樹脂を充填する工程と、前記金属箔の中央部分に設けた導電性ポリマー層の表面上に前記陰極を形成する工程と前記レジスト樹脂と陰極部の少なくとも一部を覆う絶縁樹脂を塗布する工程を含む表面実装薄型コンデンサの製造方法が得られる。

本発明によれば、絶縁樹脂の形成により、陽極導通片の下側と陽極端子との接続もしくは、陰極部と陰極端子との接続に用いられている導電性ペーストが所定の位置からはみ出しても導電性ペーストにより短絡することを防止出来る。又、積層体の形成の際に素子がずれる事により積層上下に対面する素子の陽極部と陰極部が接触しても短絡することを防止出来る。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の表面実装薄型コンデンサを示す図であり、図１（ａ）は表面実装薄型コンデンサの全体を示す正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の点線円で囲んだ部分の表面実装薄型コンデンサの左端側の断面図である。図１（ａ）から明らかなように、表面実装薄型コンデンサは、左右対称の構造をしている。図１を参照して、本発明の一実施の形態に係る表面実装薄型コンデンサ及びその製造方法について説明する。

図１の表面実装薄型コンデンサは、アルミニウム芯部１１と、このアルミニウム芯部１１の両面を覆うエッチド部１２とから成るアルミニウム箔１０を母材として用いている。アルミニウム箔１０の両端部が陽極として使用される。アルミニウム箔１０の中央部分の表面上にグラファイト層１５と銀ペースト層１６からなる陰極が形成される。

表面実装薄型コンデンサは、陽極と陰極との境界に形成されたレジスト樹脂１３と、アルミニウム箔の中央部分にあるエッチド部１２の内部および表面上に重合により形成された導電性ポリマー層１４とを備える。この導電性ポリマー層１４の表面上に上記陰極が形成される。

次に、前記陰極の両端部および前記レジスト樹脂１３の少なくとも一部を覆う様に絶縁樹脂１８を設ける。

尚、絶縁樹脂１８は、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂の群の中から選択されるとよい。

絶縁樹脂１８の形成面積が前記陰極の表面積に対してその被覆率が５〜５０％とするとよい。これは絶縁樹脂１８の形成面積が小さいと絶縁被覆の効果が顕著でなく、大きいと陰極と陰極端子との接触面積が小さくなり、抵抗が大きくなる為である。

さらに実施の形態について図２を用いて説明する。

図２は、本発明の表面実装型コンデンサを示し、図２（ａ）はその全体を示す断面図、図２（ｂ）はそのコンデンサ素子に係る断面図であり、図２（ａ）は図２（ｂ）の矩形板状のコンデンサ素子が５層に積層された形態である。

図２（ｂ）のように、絶縁樹脂１８が陰極部１０１の両端部および前記レジスト樹脂１３の少なくとも一部を覆う。陽極体端部１１ａには銅又は銅合金の陽極導通片１０２が溶接され、それらが積層され、コンデンサ素子積層体が形成される。このとき、陽極部は抵抗溶接及びレーザ溶接を用いて接続し、陰極部１０１は導電性ペースト１７を用いて接続する。そのコンデンサ素子積層体がリードフレームから形成された陽極端子１０３及び陰極端子１０４を底面部に有する箱形のモールド樹脂ケース１０５の内部に設置され、陽極端子１０３の上面と、コンデンサ積層体の下端の陽極体端部１１ａに溶接された陽極導通片１０２の下面と導電性ペースト１７で接続され、陰極部１０１の下面と、陰極端子１０４の上面とが導電性ペースト１７で接続されている。又、モールド樹脂ケース１０５の上部には蓋１０６が接着されている。

次に、図１、図２に加えて図３を参照して、本発明の実施例について説明する。図３は本発明の製造フローを示す図である。

アルミニウム箔１０は、アルミニウム芯部１１と、その両側表面に形成されたエッチド部１２とを有する。尚、エッチド部１２は、多数の微細孔を持つ。前述したように、アルミニウム箔１０は予め化成されており、その結果、アルミニウム箔１０の表面は、誘電体皮膜で覆われている。詳述すると、この誘電体皮膜は、エッチド部１２の微細孔の壁にまで形成される。

一般に、アルミニウム箔１０の表面を覆っている誘電体膜は損傷しやすく、その欠陥部を修復するため、アルミニウム箔１０を再化成する（工程Ｓ１）。アルミニウム箔１０の左右両端部（図１（ｂ）では、左端側のみ図示してある）は、コンデンサの陽極として使用される。そして、後述するように、アルミニウム箔１０の中央部分の表面上には、陰極が形成される。

次に、陽極と陰極との境界部分にある、後述するレジスト樹脂１３を形成すべき部分のエッチド部１２を除去する（工程Ｓ２）。ここで、除去した部分の幅は、１ｍｍ以内である。そして、この除去した部分に、レジスト樹脂１３を充填し、必要な高さに形成する（工程Ｓ３）。続いて、アルミニウム箔１０を再化成する（工程Ｓ４）。

次に、レジスト樹脂１３によって区切られたアルミニウム箔１０の中央部分に、導電性ポリマーを重合して、導電性ポリマー層１４を形成する（工程Ｓ５）。このとき、導電性ポリマーは、アルミニウム箔１０のエッチド部１２にも浸入していく。重合を繰り返すことにより、導電性ポリマー層１４は、レジスト樹脂１３の高さとほぼ同じ高さまで形成される。

その後、導電性ポリマー層１４の表面上にグラファイト層１５を形成し（工程Ｓ６）、さらに、このグラファイト層１５の表面に銀ペースト層１６を形成する（工程Ｓ７）。グラファイト層１５と銀ペースト層１６との組み合わせがコンデンサの陰極として使用される。

陰極を形成後、その両端部および前記レジスト樹脂１３の少なくとも一部を絶縁樹脂１８で覆うことにより（工程Ｓ８）、導電性ペーストの所定位置からのはみ出しによる短絡、もしくは、コンデンサ素子の積層体形成時の素子ずれによる短絡を防ぐことが出来る。形成される絶縁樹脂層の幅１８ａは１．０〜３．０ｍｍとした。陰極の表面積に対する絶縁樹脂１８の被覆率は２０％とした。

本発明の表面実装薄型コンデンサを示す図、図１（ａ）は表面実装薄型コンデンサの全体を示す正面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の点線円で囲んだ部分の表面実装薄型コンデンサの左端側の断面図。本発明の表面実装型コンデンサを示す図、図２（ａ）はその全体を示す断面図、図２（ｂ）はそのコンデンサ素子に係る断面図。本発明の製造フローを示す図。従来の表面実装薄型コンデンサを示す図、図４（ａ）は表面実装薄型コンデンサの全体を示す正面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の点線円で囲んだ部分の、表面実装薄型コンデンサの左端側の断面図。従来の表面実装薄型コンデンサを示す図、図５（ａ）はその全体を示す断面図、図５（ｂ）はそのコンデンサ素子に係る断面図。従来の製造フローを示す図。

符号の説明

１０アルミニウム箔
１１アルミニウム芯部
１１ａ陽極体端部
１２エッチド部
１３レジスト樹脂
１４導電性ポリマー層
１５グラファイト層
１６銀ペースト層
１７導電性ペースト
１８絶縁樹脂
１８ａ絶縁樹脂層の幅
１０１陰極部
１０２陽極導通片
１０３陽極端子
１０４陰極端子
１０５モールド樹脂ケース
１０６蓋

Claims

金属芯部と前記金属芯部の両面を覆うエッチド部とからなる金属箔を母材として用いた表面実装薄型コンデンサであって、前記金属箔の両端部が陽極として使用され、前記金属箔の中央部分の表面上に陰極が形成され、前記表面実装薄型コンデンサは前記陽極と前記陰極との境界に形成されたレジスト樹脂と、前記金属箔の中央部分にある前記エッチド部の内部および表面に導電性ポリマー層とを備え、前記導電性ポリマー層の表面上に前記陰極が形成された表面実装型コンデンサにおいて、前記陰極の両端部および前記レジスト樹脂の少なくとも一部を覆う絶縁樹脂を設けたことを特徴とする表面実装薄型コンデンサ。
前記金属箔がアルミニウム、タンタル、ニオブなどの弁作用金属からなる金属箔であることを特徴とする請求項１に記載の表面実装薄型コンデンサ。
前記絶縁樹脂がエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂の群の中から選択されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表面実装薄型コンデンサ。
前記絶縁樹脂が前記陰極の表面積に対してその被覆率が５〜５０％とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表面実装薄型コンデンサ。
金属芯部と、該金属芯部の両面を覆うエッチド層とから成る金属箔を母材として用いた表面実装薄型コンデンサを製造する方法であって、前記金属箔の両端部の陽極と前記金属箔の中央部分の表面上の陰極との境界にレジスト樹脂を形成し充填する工程と、前記金属箔の中央部分に設けた導電性ポリマー層の表面上に前記陰極を形成する工程と前記レジスト樹脂と陰極部の少なくとも一部を覆う絶縁樹脂を形成する工程を含むことを特徴とする表面実装薄型コンデンサの製造方法。