JP2010251643A

JP2010251643A - 積層型コンデンサの製造方法

Info

Publication number: JP2010251643A
Application number: JP2009101898A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Maruko; 雄一丸子; Haruhiro Kawai; 陽洋川合; Yuji Aoki; 勇治青木; Akihiro Kikuchi; 章浩菊池
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2010-11-04

Abstract

【課題】直列等価抵抗が小さく、低背位、低コストの積層型コンデンサの製造方法を提供すること。
【解決手段】陰極端子８と接続することを目的に塗布された陰極端子８の内側に塗布される銀ペースト層、及び、コンデンサ素子同士が積層される少なくともいずれかの接合面に形成される銀ペースト層が、未硬化もしくは、Ｂステージ（硬化中間状態）で塗布形成された後にコンデンサ素子をコンデンサ素子とケース内側の露出された陰極端子と接続、及び、コンデンサ素子を順次積層して、その後、銀ペースト層を硬化乾燥する。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層型コンデンサの製造方法に関する。

従来の技術について図面を用いて説明する。図２は従来技術による積層型コンデンサの断面図である。

図２に示すように、従来技術による積層型の固体電解コンデンサは、３端子伝送線路素子タイプと呼ばれている。この従来技術による積層型コンデンサ１１０は、拡面化された弁作用金属の表面に陽極酸化皮膜層を形成して、弁作用金属陽極体1とし、この陽極酸化皮膜層表面の中央部に存在する陰極部１ａを覆うように、固体電解質層２を形成し、さらにその周囲にグラファイト層３、銀ペースト層４を順次形成した後、レジスト層５が形成されたレジスト形成部分１ｂを介して、更に外側に延在する弁作用金属陽極体１の両端にある陽極部１ｃに、陽極導通片６を接合して単層コンデンサ素子としている。

次に、この単層コンデンサ素子を複数枚、陰極部１ａを導電性接着剤９で接続して積層した後（図２は単層コンデンサ素子を２層積層した形態）、陽極部１ｃを溶接接続し、積層コンデンサ素子とする。その後、陽極端子７および陰極端子８が平板状であり、基板実装面となる同一平面上に形成され、陽極端子７と陰極端子８の隙間を埋めるととも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行する側壁を有するモールド樹脂ケース１０において、その内側に露出した陽極端子７ａおよび陰極端子８ａに導電性接着剤９を塗布して、前述の積層コンデンサ素子の陽極部（陽極導通片６の下面）および陰極部（最下部に存在するコンデンサ素子の銀ペースト層の下面）を接続し、モールド樹脂ケース１０の上側周囲を蓋１１で覆い、封止することで積層型コンデンサ１１０としている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−１２８２４７号公報

従来技術に開示されているような積層型コンデンサでは、積層されたコンデンサ素子間の接続、及びコンデンサ素子とケース内側に露出する陰極端子間の接続に導電性接着剤を使用するため、導電性接着剤と銀ペースト層間に接触界面が生じ、直列等価抵抗が高くなるという欠点を備えている。また、積層されたコンデンサ素子間、及びコンデンサ素子とケース間に導電性接着剤があり、導電性接着剤の厚みに相当する分、製品高さが高くなるという欠点もあり、さらに、導電性接着剤を使用する分、材料費が高くなるという欠点をも備えている。

そこで、本発明の技術的課題は、直列等価抵抗が小さく、低背位、低コストの積層型コンデンサの製造方法を提供することにある。

本発明によれば、板状、または箔状の拡面化した弁作用金属の表面に陽極体酸化皮膜を有する陽極体上に固体電解質を形成する工程と、前記固体電解質層上にグラファイト層を形成し陰極層とする工程と前記陽極体端部に陽極導通片を接続してコンデンサ素子を形成する工程と、複数のコンデンサ素子の陰極部に銀ペースト層を塗布し未硬化もしくはＢステージ状態（銀ペースト塗布後に熱処理にて溶剤を揮発し、塗布した銀ペーストを硬化中間状態にすること。ＪＩＳＫ６８００参照）で積層する工程と、陽極端子と陰極端子が底面に配置されたケースに前記陽極導通片と陽極端子間、及び前記陰極部と陰極端子間に前記銀ペーストが未硬化もしくはＢステージの状態で塗布され積層された前記コンデンサ素子を搭載する工程と、前記銀ペーストを硬化する工程とを含むことを特徴とする積層型コンデンサの製造方法を得られる。

本発明によれば、銀ペースト層を単一層として界面の抵抗が減少することにより、直列等価抵抗が小さく、又、銀ペーストの使用量を低減させることから、低背位、低コストの積層型コンデンサの製造方法を提供することができる。

本発明の実施の形態による積層型コンデンサの断面図。従来技術による積層型コンデンサの断面図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施の形態による積層型コンデンサの断面図である。本発明の実施の形態による積層型コンデンサ１００は、長方形の平板状の固体電解コンデンサである。図２に示すものと同様に、３端子伝送線路素子タイプと呼ばれている。本発明の実施の形態による積層型コンデンサ１００は、板状、又は、箔状の弁作用を有する弁作用金属の表面をエッチング等による無数の空孔を形成して表面積を２００倍等に大きくする拡面化を施し、この拡面化した弁作用金属の中央部の陰極部１ａの表面に、陽極酸化皮膜層を形成して、弁作用金属陽極体１とする。ここで、弁作用金属としては、タンタル、アルミニウム、ニオブ等を用いることができる。

次に、この陽極酸化膜が表面に形成された弁作用金属陽極体１の中央部の陰極部１ａを覆うように、固体電解質層２として二酸化マンガン、又は、導電性高分子膜を形成し、さらにその周囲にグラファイト層３を順次形成した後、弁作用金属陽極体１の中央部の陰極部１ａからレジスト形成部分１ｂを介して外側に連続する両端にある陽極部１ｃに、陽極導通片６を接合して単層コンデンサ素子としている。次に、前述の単層コンデンサ素子の少なくとも何れかの面のみに銀ペースト層４を未硬化の状態、またはＢステージ（硬化中間状態）の状態で形成した後（但し、最上のコンデンサ素子の銀ペースト層４ａは必ず塗布する。）、各コンデンサ素子を複数枚重ねる。尚、前述の銀ペースト層４を未硬化の場合には、垂れることにより弊害が生じる可能性があるが、粘度を５Ｐａ・ｓ以上、好適には１０Ｐａ・ｓ〜２０Ｐａ・ｓの範囲で調整すること、及び、風をあてることにより、銀ペーストの表面が半硬化して垂れないような工夫を必要とする。

さらに、陽極部１ｃを束ねて溶接して接続することにより積層されたコンデンサ素子が形成される。しかる後、モールド樹脂ケース１０において、その内側に露出した陽極端子７ａおよび陰極端子８ａに銀ペースト層４を未硬化の状態、または、Ｂステージの状態で形成し、前述の積層コンデンサ素子の陽極部（陽極導通片６の下面）および陰極部（最下部に存在するコンデンサ素子の銀ペースト層の下面）を接続し、積層されたコンデンサ素子を搭載する。搭載後、本硬化して銀ペースト層４を硬化させ、次に、モールド樹脂ケース１０の上側周囲を蓋１１で覆い封止することで積層型コンデンサ１００を得られる。

尚、本発明の実施の形態においては、導電性高分子膜には、ピロール、チオフェン等を用いることができ、陽極端子７および陰極端子８としては、銅、銅系合金、ニッケル合金などの板材を用いることができるが、電子部品端子材料からなる板材であるならば、これらに限定されるものではない。

上述した手順のように銀ペースト層を形成することにより、従来、各素子間の接続、及び素子とケースの陰極間の接続に使用していた導電性接着剤が不要になり、導電性接着剤と銀ペースト層の間の接触界面をなくすことができるため、直列等価抵抗の低減が可能となる。

また、各素子間、及び素子とケース間に導電性接着剤を使用しないため、導電性接着剤の厚みに相当する分、製品高さを低くすることが可能となる。

さらに、各素子間、及び素子とケース間に導電性接着剤を使用しないため、導電性接着剤の材料費の削減が可能となる。

実施例について図１を用いて説明する。

箔状の弁作用を有する弁作用金属であるアルミニウムの表面をエッチング等による無数の空孔を形成して表面積を２００倍等に大きくする拡面化を施し、この拡面化した弁作用金属陽極体１の表面に、０．３ｗｔ％のリン酸電解質水溶液中に弁作用金属陽極体１を浸漬、５Ｖの電圧を印加して、陽極酸化皮膜層を形成して弁作用金属陽極体１とした。

しかる後、エポキシ樹脂を用いて陽極部と陰極部を分離することを目的にレジスト層５を形成する。次に、この陽極酸化膜層が表面に形成された弁作用金属陽極体１を覆うように、導電性高分子膜としてポリチオフェンを形成した後、０．３ｗｔ％のリン酸電解質水溶液中に弁作用金属陽極体１を浸漬し、５Ｖの電圧を印加して再化成を実施した。

その後、グラファイト層３をコンデンサ素子に塗布して１５０℃、３０分で乾燥後、弁作用金属陽極体１の両端にある陽極部１ｃに銅合金の陽極導通片６を接合して単層コンデンサ素子とした。

次に、単層コンデンサ素子の陰極部１ａに銀ペースト層４を形成し、１００℃、１０分で乾燥した。この場合、銀ペースト層４はＢステージの状態（硬化中間状態）で保持された。その後、単層コンデンサを積層して、陽極部１ｃを束ねて溶接して接続することにより積層されたコンデンサ素子を形成した。しかる後、モールド樹脂ケース１０において、その内側に露出した陽極端子７ａおよび陰極端子８ａに前述の積層コンデンサ素子の陽極部（陽極導通片６の下面）および陰極部（最下部に存在するコンデンサ素子のグラファイト層３の下面）に銀ペースト層４を塗布した後、１００℃、１０分で乾燥しＢステージ状態で形成された銀ペースト層上に積層されたコンデンサ素子を搭載し、その後、１８０℃、３０分の条件で本硬化して銀ペースト層４を硬化させた。

次に、モールド樹脂ケース１０の上側周囲を蓋１１で覆い封止することで本実施例１の積層型コンデンサ１００を得た。

以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、この実施の形態に限られるものではなく、この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、なし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

本発明に係る積層型コンデンサは、電子部品や電気部品のプリント配線基板等の基板に表面実装されるタイプの固体電解コンデンサに適用することができる。

１弁作用金属陽極体
１ａ陰極部
１ｂレジスト形成部分
１ｃ陽極部
２固体電解質層
３グラファイト層
４銀ペースト層
４ａ最上のコンデンサ素子の銀ペースト層
５レジスト層
６陽極導通片
７陽極端子
７ａ（内側に露出した）陽極端子
８陰極端子
８ａ（内側に露出した）陰極端子
９導電性接着剤
１０モールド樹脂ケース
１１蓋
１００、１１０積層型コンデンサ

Claims

板状、または箔状の拡面化した弁作用金属の表面に陽極体酸化皮膜を有する陽極体上に
固体電解質を形成する工程と、
前記固体電解質層上にグラファイト層を形成し陰極層とする工程と前記陽極体端部に陽極導通片を接続してコンデンサ素子を形成する工程と、
複数のコンデンサ素子の陰極部に銀ペースト層を塗布し未硬化もしくはＢステージ状態で積層する工程と、
陽極端子と陰極端子が底面に配置されたケースに前記陽極導通片と陽極端子間、及び前記陰極部と陰極端子間に前記銀ペーストが未硬化もしくはＢステージの状態で塗布され積層された前記コンデンサ素子を搭載する工程と、
前記銀ペーストを硬化する工程とを含むことを特徴とする積層型コンデンサの製造方法。