JP2010123728A - Solid electrolytic capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固体電解コンデンサに関し、特に変換基板を用いた固体電解コンデンサに関する。 The present invention relates to a solid electrolytic capacitor, and more particularly to a solid electrolytic capacitor using a conversion substrate.
図４は、従来の固体電解コンデンサを示す断面図である。又、図５は、従来の固体電解コンデンサの組み立て途中工程の斜視図、図６は従来の固体電解コンデンサに用いる変換基板の斜視図を示す。 FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional solid electrolytic capacitor. FIG. 5 is a perspective view of a process for assembling a conventional solid electrolytic capacitor, and FIG. 6 is a perspective view of a conversion substrate used for the conventional solid electrolytic capacitor.
図４に示すように、従来の固体電解コンデンサの端子基板構造は、変換基板１０の上面に内部陽極端子６ａと内部陰極端子７ａを有している。この内部陽極端子６ａと内部陰極端子７ａは、図６に示すように平板状の変換基板１０上に金メッキを施して設けたもので、図５のようにコンデンサ素子の陽極リード２の先端部分に陽極金属片５が、陽極リード２と抵抗溶接によって接続され、その後、前記陽極金属片５と前記内部陽極端子６ａが導電性接着剤４を介して接続され、又、コンデンサ素子１の外表面に形成された陰極層３に導電性接着剤４を介して陰極層３と内部陰極端子７ａが接続されている。
As shown in FIG. 4, the terminal substrate structure of the conventional solid electrolytic capacitor has an
このように、それぞれ陽極及び陰極が接続された後、外装樹脂８を形成させ、さらに、図４のように外部陽極端子６ｂと外部陰極端子７ｂの間の寸法が規定の寸法となるようにダイシングにより、外部陽極端子６ｂと外部陰極端子７ｂの外側部分を切断除去し製品外形を整えることにより固体電解コンデンサ１００が製作される（例えば特許文献１）。
Thus, after the anode and the cathode are connected to each other, the
上述した固体電解コンデンサにおいて、製品実装時に実装はんだが内部陽極端子６ａおよび内部陰極端子７ａと外装樹脂８の界面に侵入後、冷却時に実装はんだが凝固した際に内部陽極端子６ａおよび内部陰極端子７ａと外装樹脂８にすき間を発生させ、さらに陰極層３と導電性接着剤４を剥離させてしまう。そのため、接続の信頼性の高い製品を供給することができない欠点があった。
In the above-described solid electrolytic capacitor, when the mounting solder penetrates into the interface between the
本発明は、実装時のはんだ侵入をなくし接続の信頼性が高い固体電解コンデンサを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a solid electrolytic capacitor that eliminates solder intrusion during mounting and has high connection reliability.
本発明によれば、上面に内部陽極端子と内部陰極端子が設けられ、下面に前記内部陽極端子とスルーホールを介して導通する外部陽極端子と前記内部陰極端子とスルーホールを介して導通する外部陰極端子が設けられた変換基板に陽極リードが導出されたコンデンサ素子を搭載した前記変換基板上のコンデンサ素子を外装樹脂で被覆した固体電解コンデンサにおいて、前記内部陽極端子の端面側と前記外装樹脂の間、及び、前記内部陰極端子の端面側と前記外装樹脂の間にソルダーレジスト樹脂を形成したことを特徴とする固体電解コンデンサを得ることが出来る。 According to the present invention, the internal anode terminal and the internal cathode terminal are provided on the upper surface, and the external anode terminal that is electrically connected to the internal anode terminal and the through-hole on the lower surface and the external electrode that is electrically connected to the internal cathode terminal and the through-hole. In a solid electrolytic capacitor in which a capacitor element on the conversion board on which a capacitor element from which an anode lead is led is mounted on a conversion board provided with a cathode terminal is coated with an exterior resin, the end face side of the internal anode terminal and the exterior resin A solid electrolytic capacitor characterized in that a solder resist resin is formed between and between the end face side of the internal cathode terminal and the exterior resin can be obtained.
本発明によれば、内部陽極端子および内部陰極端子と外装樹脂との界面に該当する部分に、ソルダーレジスト樹脂（以後レジスト樹脂と記載）を塗布することで実装はんだがその界面に侵入することを防止することで、接続の信頼性が高い固体電解コンデンサを提供することが出来る。 According to the present invention, by mounting a solder resist resin (hereinafter referred to as resist resin) on a portion corresponding to the interface between the internal anode terminal and the internal cathode terminal and the exterior resin, the mounting solder enters the interface. By preventing this, a solid electrolytic capacitor with high connection reliability can be provided.
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は、本発明の実施の形態による固体電解コンデンサの断面図を示し、図２は本発明の固体電解コンデンサの組み立て途中工程の斜視図、図３は本発明に用いる変換基板の斜視図を示す（尚、図２、図３においては、各部位が明確にわかり易くするように一部ハッチングを用いた）。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a solid electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of an assembly process of the solid electrolytic capacitor of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view of a conversion board used in the present invention. This is shown (in FIG. 2 and FIG. 3, some hatching is used so that each part is clearly understandable).
タンタル、アルミニウム、ニオブのような弁作用金属をプレス成型後、真空高温焼結処理による多孔質体を形成する方法、又は、エッチング処理による拡面化を施して無数の多孔質体を形成する。その後、この多孔質体の表面に電気化学的生成方法により誘電体皮膜を形成した後、固体電解質を形成する。固体電解質としては、チオフェンモノマーやピロールモノマー及びこれらの誘導体モノマーを重合反応により得られる導電性高分子もしくは、硝酸マンガンの熱分解反応から得られる二酸化マンガンがあげられる。しかる後、前記固体電解質の上にグラファイトペースト及び、銀ペーストによる陰極層３を順次形成してコンデンサ素子１とする。
After press molding a valve metal such as tantalum, aluminum, or niobium, an infinite number of porous bodies are formed by a method of forming a porous body by vacuum high-temperature sintering treatment or by surface enlargement by etching treatment. Then, after forming a dielectric film on the surface of the porous body by an electrochemical generation method, a solid electrolyte is formed. Examples of the solid electrolyte include a conductive polymer obtained by polymerizing a thiophene monomer, a pyrrole monomer, and a derivative monomer thereof, or manganese dioxide obtained from a thermal decomposition reaction of manganese nitrate. Thereafter, a
図１より、外表面に陰極層３を有し、一方の端部から外方に向かって陽極リード２が突出しているコンデンサ素子と、前記陰極層３に電気的に接続されている平面状の変換基板１０上に金メッキを施して設けた内部陰極端子７ａと、前記陽極リード２の先端部分に前記陽極金属片５（例えば、長さ０．３ｍｍ×幅０．７ｍｍ×厚さ０．２ｍｍ）を介し、電気的に接続されている平面上の変換基板１０上に金メッキを施して設けた内部陽極端子６ａとが、外装樹脂８の下面側に配置された固体電解コンデンサ１００において、前記内部陽極端子６ａと前記内部陰極端子７ａの上面部にレジスト樹脂９を形成した構造となっている。前記陽極金属片材料としては４２合金や銅などがあげられ、又、外装樹脂材料としては、ガラス含有エポキシ樹脂、液晶ポリマー、トランスファーモールド樹脂、粉体樹脂または、液状エポキシ樹脂があげられる。又、前記レジスト樹脂には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などがあげられ、樹脂特性としては、前記外装樹脂と比較して前記内部陽陰極端子との密着強度が高いことが好ましい。これは、前記実装はんだが実装はんだが内部陽極端子６ａおよび内部陰極端子７ａと外装樹脂８の界面に侵入を防止することに対して有効である。
From FIG. 1, a capacitor element having a
ここで、図３の前記内部陽極端子６ａと前記内部陰極端子７ａの上面部にレジスト樹脂９を形成しているが、形成位置は、外部陽極端子６ｂと外部陰極端子７ｂの外側である線Dでダイシングにより切断除去して、製品外形を整えた際に前記レジスト樹脂９が露出するべく位置に形成する。
Here, although the
しかる後、陽極体１を図２のように内部陽極端子６ａ上に陽極金属片５を内部陰極端子７ａ上に陰極層３をそれぞれ配置し、コンデンサ素子１を従来技術に述べたように、陽極部及び陰極部を接続した後、樹脂外装８を実施して前述した後、ダイシングにより製品外形を整え、例えば、長さ２．０ｍｍ×幅１．２ｍｍ×高さ１．０ｍｍの図１に示す固体電解コンデンサ１００を製作する。
Thereafter, the
本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。本発明の実施例の示す固体電解コンデンサが、従来の固体電解コンデンサを示す断面図である図４の従来の固体電解コンデンサと相違する点は、図１に示すように変換基板１０の内部陽極端子６ａと内部陰極端子７ａにダイシングによる切断加工部に沿ってレジスト樹脂９を形成している点である。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The solid electrolytic capacitor shown in the embodiment of the present invention is different from the conventional solid electrolytic capacitor of FIG. 4 which is a cross-sectional view showing a conventional solid electrolytic capacitor, as shown in FIG. 6a and the
まず、コンデンサ素子１(図１)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、タンタル粉末をプレス機で成型し、高真空・高温度で焼結した。次にタンタル金属粉末の表面にＴａ2Ｏ5の酸化被膜を形成する。さらに、硝酸マンガンに浸漬した後、２００℃で熱分解して、ＭｎＯ2を形成し、引き続き、グラファイト及び銀ペーストによる陰極層３を形成して、コンデンサ素子１を得た。
First, the production of the capacitor element 1 (FIG. 1) is based on a known technique, so that the case where tantalum is used as the valve metal will be described. A tantalum powder was molded around the tantalum wire with a press machine and sintered at high vacuum and high temperature. Next, an oxide film of Ta 2 O 5 is formed on the surface of the tantalum metal powder. Further, after being immersed in manganese nitrate, it was thermally decomposed at 200 ° C. to form MnO 2 , and subsequently, a
次に、変換基板の構造について説明する。本実施例の変換基板としては、図３に示すように、厚さ０．１ｍｍの絶縁性の基板の上面に、コンデンサ素子と導電性接着剤を介して接合させるためのコンデンサ素子１の接続面の寸法が、長さ０．３ｍｍ×幅１．０ｍｍの内部陽極端子６ａ及び、長さ１．３５ｍｍ×幅１．０ｍｍの内部陰極極端子７ａが形成されている。また、反対の実装電極面には、コンデンサ実装用電極からなる実装電極面に長さ０．７ｍｍ×幅０．９ｍｍの外部陽極端子６ｂ及び外部陰極端子７ｂが形成されている。そして、前記内部陽陰極端子と前記外部陽陰極端子をそれぞれを導通化させるために、基板内に複数箇所のスルーホール１１を形成した。
Next, the structure of the conversion substrate will be described. As shown in FIG. 3, the conversion substrate of this embodiment is a connection surface of a
前記基板の内部陽極端子６ａと内部陰極端子７ａの上にレジスト樹脂９である一液性熱硬化型ソルダーレジストインキを前記の端子の幅に沿って塗布するが、塗布幅は左右に端子が見えないように万遍に塗布する。塗布後、１５０℃ ３０分間乾燥後、従来方法と同様に固体電解コンデンサ１００を製作した。
A one-component thermosetting solder resist ink, which is a
（比較例）
比較例については、前述のレジスト樹脂を塗布しないこと以外は、実施例と同様とした。
(Comparative example)
The comparative example was the same as the example except that the resist resin was not applied.
本実施例と比較例をそれぞれ１０００個の固体電解コンデンサを製作して、それぞれ厚み０．８ｍｍの実装基板に搭載した後、２４０℃ １０秒の条件でリフローを実施した。その後、Ｘ線により固体電解コンデンサ１００における内部陽極端子６ａおよび内部陰極端子７ａと外装樹脂８との界面に実装はんだが侵入している製品混入率を確認した結果を表１に示した。
In this example and comparative example, 1000 solid electrolytic capacitors were manufactured and mounted on a mounting board having a thickness of 0.8 mm, respectively, and then reflow was performed at 240 ° C. for 10 seconds. Thereafter, Table 1 shows the result of confirming the product mixing rate in which the mounting solder penetrates into the interface between the
表１から明らかなように、比較例に比べて実施例の実装はんだ侵入率が改善されていることがわかる。この事により、内部陽極端子６ａおよび内部陰極端子７ａと外装樹脂８との界面に該当する部分に、レジスト樹脂を塗布することで実装はんだがその界面に侵入することを防止することで、接続の信頼性が高い固体電解コンデンサを得ることが出来る。
As apparent from Table 1, it can be seen that the mounting solder penetration rate of the example is improved as compared with the comparative example. By this, by applying a resist resin to the portion corresponding to the interface between the
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、なしうるであろう各種変形、修正を含むことはもちろんである。特に変換基板については、一般的な材料及び製造方法で製作可能であり、実施例では１個分の製品について記述しているが、１枚のプリント回路板に複数個分の製品パターンを形成して多数個取りの対応を行うことも可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not restricted to this embodiment, Even if there is a design change of the range which does not deviate from the summary of this invention, it is included in this invention. That is, it goes without saying that various modifications and corrections that can be made by those skilled in the art are included. In particular, the conversion substrate can be manufactured using general materials and manufacturing methods. In the embodiment, one product is described, but a plurality of product patterns are formed on one printed circuit board. It is also possible to handle multiple pieces.
１ コンデンサ素子
２ 陽極リード
３ 陰極層
４ 導電性接着剤
５ 陽極金属片
６ａ 内部陽極端子
６ｂ 外部陽極端子
７ａ 内部陰極端子
７ｂ 外部陰極端子
８ 外装樹脂
９ （ソルダー）レジスト樹脂
１０ 変換基板
１１ スルーホール
１００ 固体電解コンデンサ
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