JP2011077079A - Chip-type solid electrolytic capacitor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、チップ型固体電解コンデンサに関するものである。 The present invention relates to a chip-type solid electrolytic capacitor.
従来から弁作用金属として、タンタル、ニオブなどを用いた固体電解コンデンサは、小型で静電容量が大きく、周波数特性に優れ、CPUの電源回路などに広く使用されている。また、携帯型電子機器の発展に伴い、特にチップ型固体電解コンデンサの小型化及び薄型化が進行している。その中で、電極端子を製品の実装面に限定することで、コンデンサの内部構造を効率化し、コンデンサ素子の体積をより大きくする下面電極構造タイプの製品が登場している。このような下面電極構造のチップ型固体電解コンデンサとしては、たとえば、特許文献1に開示された技術がある。
Conventionally, solid electrolytic capacitors using tantalum, niobium or the like as a valve action metal are small, have a large capacitance, are excellent in frequency characteristics, and are widely used in power supply circuits for CPUs. In addition, with the development of portable electronic devices, chip-type solid electrolytic capacitors are particularly becoming smaller and thinner. Among them, a product of a bottom electrode structure type has appeared that makes the internal structure of the capacitor more efficient and limits the volume of the capacitor element by limiting the electrode terminal to the mounting surface of the product. As a chip-type solid electrolytic capacitor having such a bottom electrode structure, for example, there is a technique disclosed in
従来の技術について図面を用いて説明する。図4はチップ型固体電解コンデンサを示す正面から見た概略断面図である。図5は従来のチップ型固体電解コンデンサを側面から見た透視図である。 Conventional techniques will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the chip-type solid electrolytic capacitor as seen from the front. FIG. 5 is a perspective view of a conventional chip-type solid electrolytic capacitor viewed from the side.
図4に示すようなチップ型固体電解コンデンサは、従来、コンデンサ素子1のそれぞれの電極を実装端子に変換する電極端子を備えた変換基板を用いている。この変換基板は、絶縁基板の上面にコンデンサ接続端子面を有し、更に下面に実装端子面を有し、上下面を電気的に接続した構造を有している。従来のチップ型固体電解コンデンサ15は、陽極リード線2が導出された弁作用金属からなる多孔質の焼結体からなる陽極体表面に誘電体、電解質、陰極層を順次形成してコンデンサ素子1を形成する。
A chip-type solid electrolytic capacitor as shown in FIG. 4 conventionally uses a conversion substrate provided with electrode terminals for converting each electrode of the
その後、コンデンサ素子1の陽極リード線2に抵抗溶接によって接続された金属片からなる支持部材3と、支持部材3に高温はんだ又は導電性接着剤10を介して陽極接続端子4と接続する。コンデンサ素子陰極接続面1aは導電性接着剤11を介して陰極接続端子6と接続する。陽極接続端子4、陰極接続端子6は、ガラスエポキシ層13を基材とした変換基板12で、それぞれスルーホール8を介して外部実装面の陽極実装端子5及び陰極実装端子7に接続され、それぞれの外部実装面5a,7aを露出させるように外装樹脂9で覆う。
Thereafter, the
前述の外装樹脂9で覆った後、製品外形形状に整えるため、ダイシング加工により切断し、チップ型固体電解コンデンサが得られる。
After covering with the above-mentioned
ここまで従来のチップ型固体電解コンデンサの構造を説明してきたが自動化された製造ラインで大量に生産される場合において以下に示す問題の発生が懸念されていた。それについて図を用いて説明する。図6は、従来のチップ型固体電解コンデンサの側面から見た透視図であるが部材の供給ロットの組み合わせによる寸法ばらつきや溶接状態などが起因し支持部材溶接位置3aが上方向へずれたことにより、隙間14が発生したことを示している。図7は同じく従来のチップ型固体電解コンデンサの側面から見た透視図で高温はんだ又は導電性接着剤10の塗布量が少ないため、高温はんだ又は導電性接着剤接続面10aが下方向へずれたことにより、隙間14が発生したことを示している。
So far, the structure of the conventional chip-type solid electrolytic capacitor has been described. However, in the case of mass production on an automated production line, the following problems have been concerned. This will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a perspective view as seen from the side of a conventional chip-type solid electrolytic capacitor. This is because the support
図8は、コンデンサ素子1、陽極リード線2、支持部材3の従来の配置を示したものであり、コンデンサ素子1の底部と支持部材3の底部は同じ位置である。
FIG. 8 shows a conventional arrangement of the
このように、従来の技術では、陽極リード線2と支持部材3の抵抗溶接精度位置のばらつき、高温はんだ又は導電性接着剤10の塗布厚精度のばらつき等が起き得るため、図8に示したコンデンサ素子1底部と支持部材3底部が同じ位置であっても、支持部材3と高温はんだ又は導電性接着剤10の間に隙間14が生じてしまい、接続部分が電気的な不良となり、接続抵抗が無限大になる状態、すなわちオープン不良の発生が懸念されていた。
As described above, in the conventional technique, variation in resistance welding accuracy position between the
本発明の課題は、陽極リード線と支持部材の抵抗溶接精度位置のばらつき、高温はんだ又は導電性接着剤の塗布厚精度のばらつき等が生じても、支持部材と陽極接続端子がオープン不良とならないチップ型固体電解コンデンサを提供することにある。 The problem of the present invention is that the support member and the anode connection terminal do not become defective in opening even if there is a variation in resistance welding accuracy position between the anode lead wire and the support member, a variation in coating thickness accuracy of high-temperature solder or conductive adhesive, etc. The object is to provide a chip-type solid electrolytic capacitor.
本発明のチップ型固体電解コンデンサによれば、陽極リード線が導出され、陰極層を備えたコンデンサ素子と上面に前記陽極リード線と支持部材を介して電気的に接続する陽極接続端子および、前記陰極層と導電性接着剤を介して電気的に接続する陰極接続端子を有し、下面に前記陽極接続端子および前記陰極接続端子とそれぞれ電気的に接続された陽極実装端子および陰極実装端子を有する変換基板を備えたチップ型固体電解コンデンサであって前記支持部材は二股形状で二股の先端を前記陽極接続端子に押し付けて接続されていることを特徴とする。 According to the chip-type solid electrolytic capacitor of the present invention, an anode lead wire is derived, and an anode connection terminal electrically connected to a capacitor element having a cathode layer and an upper surface via the anode lead wire and a support member, and A cathode connection terminal electrically connected to the cathode layer via a conductive adhesive; and an anode mounting terminal and a cathode mounting terminal electrically connected to the anode connection terminal and the cathode connection terminal, respectively, on the lower surface A chip-type solid electrolytic capacitor provided with a conversion substrate, wherein the support member has a bifurcated shape and is connected by pressing a bifurcated tip against the anode connection terminal.
本発明のチップ型固体電解コンデンサの前記支持部材は前記支持部材はFe−Ni合金もしくは銅の材質から構成されていることを特徴とする。 The support member of the chip-type solid electrolytic capacitor of the present invention is characterized in that the support member is made of a Fe—Ni alloy or a copper material.
本発明のチップ型固体電解コンデンサの前記支持部材は高温はんだ又は導電性接着剤で陽極接続端子と接続されることを特徴とする。 The support member of the chip-type solid electrolytic capacitor of the present invention is characterized in that it is connected to the anode connection terminal with a high-temperature solder or a conductive adhesive.
本発明によれば、コンデンサ素子から導出した陽極リード線に接続する支持部材の形状
が二股で、二股の先端が陽極接続端子に押し付けて接続されることにより、陽極リード線と支持部材の抵抗溶接精度位置のばらつき、高温はんだ又は導電性接着剤の塗布厚精度のばらつきが生じても、その精度ばらつきを吸収することが出来、支持部材と陽極接続端子との固着信頼性を向上させるものである。
According to the present invention, the shape of the support member connected to the anode lead wire derived from the capacitor element is bifurcated, and the tip of the fork is pressed and connected to the anode connection terminal, whereby resistance welding between the anode lead wire and the support member is performed. Even if there is a variation in accuracy position, a variation in coating thickness accuracy of high-temperature solder or conductive adhesive, the accuracy variation can be absorbed, and the fixing reliability between the support member and the anode connection terminal is improved. .
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。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明の実施の形態について図1を参照して説明する。コンデンサ素子1は従来と同じ構造であり、陽極リード線2が導出された弁作用金属からなる多孔質の焼結体で構成される陽極体表面に誘電体、電解質、陰極層を順次形成した陰極部を有する構造である。弁作用金属としてはタンタル、ニオブ、アルミニウム等を用いることができる。
First, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
コンデンサ素子1の陽極リード線2には抵抗溶接によって接続された下方に二股の形状を有した金属片からなる支持部材3が溶接されている。支持部材3は金属片の材料としてはFe−42%Ni42合金片や銅などを主成分とした板材を加工したものであり、陽極リード線2を溶接する平面部分を有する支持部材溶接位置3aと高温はんだ又は導電性接着剤10を介して陽極接続端子4に接続される可変部分からなっている。
A
図2に示すように支持部材3の可変部分は、陽極リード線2と溶接された時点では陽極接続端子に接続される二股の先端がコンデンサ素子1底部よりも下方に突出した状態である。
As shown in FIG. 2, the variable portion of the
そして、支持部材3が陽極接続端子に接続固定される段階で陽極リード線2と溶接された支持部材溶接位置3aの平面に垂直方向に押し圧が加わり、接触している可変部分がハの字に開き、図6や図7で述べた隙間が生じない状態まで塑性変形する。陽極接続端子の面には予め高温はんだ又は導電性接着剤が塗布されており支持部材3と陽極接続端子は最適な位置関係で固定接続される。図3は押し圧が加わったときに支持部材3の可動部分がハの字に開いた状態を示している。
Then, when the
この作用により懸念されていた陽極リード線2と支持部材3の抵抗溶接精度位置のばらつき、高温はんだ又は導電性接着剤の塗布厚精度のばらつきが生じても、その精度ばらつきを吸収することが出来、支持部材3と陽極接続端子との固着信頼性を向上させることが可能になる。
Even if a variation in resistance welding accuracy position between the
尚、支持部材3と陽極接続端子4の接続手段で高温はんだを使用する場合は、支持部材3の上面の溶接された陽極リード線2を避けるようにレーザー光を照射する。レーザー光の熱が支持部材3を通して高温はんだ10に伝わり、その熱によって高温はんだ10を効率よく溶融することができる。また、支持部材3と陽極接続端子4の接続手段でAg等を含む導電性接着剤を使用する場合は乾燥硬化して接続固定する
When high temperature solder is used for the connection means between the
図1に戻って、コンデンサ素子1の陰極部は導電性接着剤11を介して陰極接続端子と接続される。変換基板12はガラスエポキシ層13を基材としており、それぞれスルーホール8により接続された陽極接続端子4及び陰極接続端子と陽極実装端子5及び陰極実装端子を有している。更に、ガラス含有エポキシ樹脂または液晶ポリマー、またはトランスファーモールド樹脂、または液状エポキシ樹脂等の外装樹脂9で変換基板12の外部実装面5aとガラスエポキシ層13の一部を露出させるような状態で全体を覆い、変換基板12と外装樹脂9を所定の寸法に切断することでチップ型固体電解コンデンサ15が得られる。
Returning to FIG. 1, the cathode portion of the
(実施例)
実施例について図1から図3を用いて説明する。
(Example)
Examples will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
以下、実施例について、実施の形態で用いた図1を参照しながら説明する。コンデンサ素子1の製作については公知の技術であるので詳細は省略する。弁作用金属として、タンタルを用いて実施した場合について説明する。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・高温度で焼結してタンタル焼結ペレットを製作した。次に、焼結ペレットをリン酸水溶液中で15V通電し、陽極酸化して焼結体の表面に酸化被膜を形成した。さらに、硝酸マンガンに浸漬した後、熱分解して、固体電解質である二酸化マンガンを形成し、引き続き、グラファイト及び銀ペーストによる陰極層を形成して、コンデンサ素子1を得た。尚、固体電解質である二酸化マンガンに換えて、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、1つのコンデンサ素子として低ESRを得るのが容易になる。
Hereinafter, examples will be described with reference to FIG. 1 used in the embodiment. Since the manufacturing of the
次に、本実施例1で用いた変換基板12はガラスエポキシを基材とした。変換基板12には陽極接続端子4及び陰極接続端子(図4に記載の陰極接続端子6)が形成されており、また、反対のコンデンサ実装面には、外部実装面(図4に記載の外部実装面7a)をそれぞれ備えた陽極実装端子5及び陰極実装端子(図4に記載の陰極実装端子7)が形成されている。更に陽極接続端子4及び陰極接続端子6と陽極実装端子5及び陰極実装端子7をそれぞれ導通化するようにするために、変換基板12内に、スルーホール8を形成した。
Next, the
つづいて、図2を用いて陽極リード線2と溶接した時点での支持部材3の状態を説明する。図2に示すように陽極リード線2に抵抗溶接によって接続した支持部材3は厚み0.03mmであり、銅を主成分とした金属板から打ち抜き後曲げ加工により得た。支持部材溶接位置3aの平面に垂直に形成した二股の可変部分の寸法はコンデンサ素子1の底部よりも下方に突き出る長さとした。この時、支持部材3の可変部分の先端は外側に開く必要があるため根元部分より拡げた状態にした。
Next, the state of the
図1に戻って、コンデンサ素子1に陽極リード線2を介して接続した支持部材3を陽極接続端子4の所定の位置に配置し、陽極リード線2と溶接された支持部材溶接位置3aの平面部分へ垂直方向に押し圧を加えた。そして陽極接続端子4に接触している支持部材3の可変部分を接続される最適な状態と判断される85度から95度の角度でハの字に変形させた。
Returning to FIG. 1, the
陽極接続端子4の面には予め高温はんだ10を塗布しており、高温はんだはSn、Ag、Cuを主成分としたものを使用した。尚、高温はんだ10はSn−Ag−Cuの複合材で200℃以上の熱で溶融し、一度硬化してしまうと300℃でも再溶融しない、はんだのことを指す。高温はんだの溶融はレーザー光を用いた。レーザー光の照射には、波長940nmの半導体レーザーを用い、レーザービーム径は0.35mmとし、レーザー光を支持部材溶接位置3aの上面の溶接された陽極リード線2を避けるようにして両端の2箇所を同時照射した。これにより支持部材3の可変部分の先端は85度から95度の角度を保ったまま陽極接続端子4の面に隙間の発生がない状態で接続固定することができた。
The surface of the
以上の実施例により懸念されていた陽極リード線と支持部材の抵抗溶接精度位置のばらつき、高温はんだ又は導電性接着剤の塗布厚精度のばらつきが生じても、その精度ばらつきを吸収することが出来、支持部材3と陽極接続端子4との固着信頼性を向上させることが可能になった。
Even if variations in the resistance welding accuracy position between the anode lead wire and the support member, and variations in the coating thickness accuracy of the high-temperature solder or conductive adhesive, which were concerned by the above embodiments, can be absorbed. Thus, it is possible to improve the adhesion reliability between the
コンデンサ素子1の陰極接続面(図4に記載のコンデンサ素子陰極接続面1a)は変換基板12の陰極接続端子にAgを含む導電性接着剤11を塗布して接続した。次いで、外装樹脂9としてガラス含有エポキシ樹脂を用いて熱成型して外装を行った後、製品外形寸法を整える為にダイシングソーにより、チップ型固体電解コンデンサ15の外側面となる四面を切断し、本実施例のチップ型固体電解コンデンサ15を得た。
The cathode connection surface of the capacitor element 1 (capacitor element
(比較例)
従来の技術の直方体をした形状である支持部材3をコンデンサ素子の陽極リード線に抵抗溶接した後、その他の製造方法は本発明と同様に実施し固体電解コンデンサを作製した。それにより比較例となる従来の技術の固体電解コンデンサを作製した。
(Comparative example)
After the
本発明の実施例の固体電解コンデンサと従来技術である固体電解コンデンサのオープン不良率を比較した。尚、オープン不良は、電気的検査で接続抵抗を測定し、検出した。 The open defect rate of the solid electrolytic capacitor of the Example of this invention and the solid electrolytic capacitor which is a prior art was compared. The open failure was detected by measuring the connection resistance by electrical inspection.
表1に本発明と従来技術の結果を示す。 Table 1 shows the results of the present invention and the prior art.
表1より実施例は比較例と比べてオープン不良が減少していることが確認され本発明の効果が伺える。 From Table 1, it is confirmed that the open defects are reduced in the examples as compared with the comparative examples, and the effect of the present invention can be seen.
支持部材3の形状は上記形状にだけ限定するものではなく、支持部材3と高温はんだ又は導電性接着剤10の間に発生する隙間14を吸収できる可変性を有し、製造工程上で押し付け圧を加えたときに高温はんだ又は導電性接着剤10を介して陽極リード線2と陽極接続端子4とを接続させられる形状、寸法であればよい。
The shape of the
以上、実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例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、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。 The embodiments of the present invention have been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and the present invention is not limited to the scope of the present invention. Included in the invention. That is, various changes and modifications that can be naturally made by those skilled in the art are also included in the present invention.
1 コンデンサ素子
1a コンデンサ素子陰極接続面
2 陽極リード線
3 支持部材
3a 支持部材溶接位置
3b 支持部材可動領域
4 陽極接続端子
5 陽極実装端子
5a、7a 外部実装面
6 陰極接続端子
7 陰極実装端子
8 スルーホール
9 外装樹脂
10 高温はんだ又は導電性接着剤
10a 高温はんだ又は導電性接着剤接続面
11 導電性接着剤
12 変換基板
13 ガラスエポキシ層
14 隙間
15 チップ型固体電解コンデンサ
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009223865A JP2011077079A (en) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | Chip-type solid electrolytic capacitor |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160133390A1 (en) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Tantalum capacitor and method of manufacturing the same |
-
2009
- 2009-09-29 JP JP2009223865A patent/JP2011077079A/en active Pending
Cited By (2)
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US20160133390A1 (en) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Tantalum capacitor and method of manufacturing the same |
US10475589B2 (en) | 2014-11-07 | 2019-11-12 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Tantalum capacitor including an anode lead frame having a bent portion and method of manufacturing the same |
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