JP2012104793A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】固体電解コンデンサ及びその製造方法に関する。
【解決手段】中心から偏心するように挿入装着される陽極ワイヤを備えるコンデンサ素子と、前記陽極ワイヤに接合されるように前記陽極ワイヤ側に延設されるパターン層を備える陽極端子と、前記コンデンサ素子に電気的に連結される陰極端子と、を含む固体電解コンデンサが開示される。
【選択図】図1
【解決手段】中心から偏心するように挿入装着される陽極ワイヤを備えるコンデンサ素子と、前記陽極ワイヤに接合されるように前記陽極ワイヤ側に延設されるパターン層を備える陽極端子と、前記コンデンサ素子に電気的に連結される陰極端子と、を含む固体電解コンデンサが開示される。
【選択図】図1
Description
本発明は、固体電解コンデンサ及びその製造方法に関し、陽極ワイヤを備える固体電解コンデンサ及びその製造方法に関する。
既存の表面実装部品タイプのモールドパッケージは、製品の側面から外部または底面に電極を引き出す形態で構成される。また、側面電極の場合、通常パッケージ側面の高さの1/2程度で外部電極を引き出し、このように引き出された外部電極を一定の形状に曲げて表面実装用チップタイプの固体電解コンデンサを製造する。
また、パッケージ内部素子の容積率を高めるために、外部引き出し用リードフレーム、即ち、外部電極を製品の底面に配置させる下面電極用構造が採用されている。
ところが、側面電極の場合、パッケージ側面の高さの1/2程度で外部電極が引き出され、コンデンサ素子の高さによってコンデンサ素子に備えられる陽極ワイヤと外部電極の接合高さが可変するため、陽極ワイヤと外部電極の接合のための準備工程が必ず必要となる。
即ち、外部電極を曲げたり、スペーサなどを外部電極に設けて接合高さの可変に対応できるようにして外部電極と陽極ワイヤが接合される。よって、固体電解コンデンサの製造工程が増加するという問題がある。
本発明の目的は、製造が容易な固体電解コンデンサを提供することにある。
また、本発明の他の目的は、製造効率を向上するために製造工程を低減させることができる固体電解コンデンサの製造方法を提供することにある。
本発明の一実施例による固体電解コンデンサは、中心から偏心するように挿入装着される陽極ワイヤを備えるコンデンサ素子と、上記陽極ワイヤに接合されるように上記陽極ワイヤ側に延設されるパターン層を備える陽極端子と、上記コンデンサ素子に電気的に連結される陰極端子と、を含む。
上記固体電解コンデンサは、上記陽極端子と上記陰極端子が外部に突出するように上記陽極ワイヤが設けられた上記コンデンサ素子を取り囲むモールディング部をさらに含むことができる。
上記固体電解コンデンサは、上記コンデンサ素子の外部面に積層され、上記陰極端子に接触する陰極引出層をさらに含むことができる。
上記陽極端子と上記陰極端子は、上記モールディング部の外部面に沿って折曲され、上記モールディング部の底面に延長されることができる。
本発明の一実施例による固体電解コンデンサの製造方法は、陽極ワイヤが偏心配置されるようにコンデンサ素子を成形する工程と、上記陽極ワイヤの末端部が陽極端子のパターン層上に装着されるように上記コンデンサ素子を上記陽極端子と陰極端子上に実装する工程と、上記コンデンサ素子と上記陽極ワイヤを取り囲むよう、モールディング部を形成する工程と、を含む。
上記固体電解コンデンサの製造方法は、上記コンデンサ素子成形工程の前に、上記陽極端子の一端部に上記コンデンサ素子に偏心するように設けられる陽極ワイヤと接合されるパターン層を形成する工程をさらに含むことができる。
上記陽極ワイヤは、上記陽極端子のパターン層側に偏心して設けられることができる。
上記固体電解コンデンサの製造方法は、上記モールディング部形成工程の後に、上記陽極端子と陰極端子を上記モールディング部の外部面に沿って上記モールディング部の底面に延長されるように折曲する工程をさらに含むことができる。
本発明によると、パターン層を備える陽極端子によって、陽極ワイヤと陽極端子の接合のためのスペーサの設置または陽極端子の折曲変形が不要となり、陽極端子と陽極ワイヤを容易に接合できるという効果が得られる。
そのため、製造工程が減少され、製造効率を向上させることができる。
また、パターン層の高さを陽極ワイヤの偏心程度によって変更できるため、様々なサイズの固体電解コンデンサの製造がさらに容易になる。
以下では図面を参照し本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。但し、本発明の思想は提示される実施例に制限されず、本発明の思想を理解する当業者は同一の思想の範囲内で他の構成要素を追加、変更、削除等を通じて退歩的な他の発明や本発明の思想の範囲内に含まれる他の実施例を容易に提案することができ、これも本願発明の思想の範囲内に含まれる。
また、本発明を説明するに当たって、関連する公知機能または構成についての具体的な説明が本発明の旨を不明確にする虞があると判断される場合はその詳細な説明を省略する。
図1は、本発明の一実施例による固体電解コンデンサを示す概略断面図であり、図2は、図1のA部の拡大図である。
図1及び図2を参照すると、本発明の一実施例による固体電解コンデンサ100は、コンデンサ素子110、陰極引出層120、陽極端子130、陰極端子140及びモールディング部150を含んで構成されることができる。
コンデンサ素子110は、中心から偏心するように挿入装着される陽極ワイヤ112を備える。より詳細に説明すると、コンデンサ素子110は、チップ体111、陽極ワイヤ112、カーボン層113及び銀ペースト層114を備えることができる。
チップ体111は焼結により成形されるが、タンタルまたはニオブ(Nb)酸化物のような材質を用いて成形できる。一方、タンタル材質を用いてチップ体111を製作する場合について説明すると、例えば、タンタル粉末とバインダーを一定比率で混合攪拌させ、混合粉末を圧縮して直方体に成形した後、これを高温及び高振動下で焼結させてチップ体111を成形する。
一方、陽極ワイヤ112は、混合粉末の圧縮前に、中心から偏心するように挿入装着される。
また、チップ体111には絶縁層(図示せず)と陰極層(図示せず)が形成されることができ、絶縁層はチップ体111の外部面に形成され、陰極層は絶縁層上に形成されることができる。
即ち、絶縁層は、電気化学反応を用いた化成工程によってチップ体111の表面に酸化皮膜(Ta2O5)を成長させ形成できる。このとき、絶縁層はチップ体111を誘電体に変化させる。
そして、陰極層は、絶縁層上に積層され、二酸化マンガン(MnO2)或いは導電性高分子からなることができる。二酸化マンガンの場合、硝酸−マンガン溶液に絶縁層にフォーミングされたチップ体111を含浸させた後、熱分解過程を経て陰極層を形成し、導電性高分子の場合、EDOT(3,4−ethylenedioxythiophene)或いはPyrrole Monomerを用いて化学重合または電解重合にて絶縁層にフォーミングされたチップ体111の外表面に導電性高分子陰極を有する陰極層が形成されることができる。
一方、カーボン層113は陰極層上に積層され、銀ペースト層114は導電性が向上されるためにカーボン層113に積層されることができる。即ち、カーボン層113と銀ペースト層114は順次的に陰極層上に塗布されて積層されることができる。また、カーボン層113と銀ペースト層114は、陰極層が有する極性に対する導電性を向上させることで極性伝達のための電気的連結を容易にする。
陰極引出層120は、コンデンサ素子110の外部面に積層されて陰極端子140と接触する。即ち、陰極引出層120は陰極層に電気的に連結されるように積層され、陰極端子140を安定した状態で接合して引き出せる役割をする。
また、陰極引出層120は、金(Au)、鉛(Pb)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)などの粘性のある導電性ペーストで構成されることができ、コンデンサ素子110の一面に塗布されて乾燥、硬化、焼成などの加工により十分な強度と硬度を有するように形成されることができる。
一方、陰極引出層120は、約20℃〜300℃の範囲で硬化されることができる。
また、陰極引出層120は、コンデンサ素子100の一面にディスペンシング(dispensing)方式、またはペーストが一面に一定量付着されるようにするディッピング(dipping)方式、またはシート上にペーストをプリントし、それをコンデンサ素子110の一面に付着させるプリンティング(printing)方式などにより形成されることができる。
陽極端子130は、陽極ワイヤ112に接合されるように陽極ワイヤ112側に 延設されるパターン層132を備える。
また、パターン層132は、コンデンサ素子110の陽極ワイヤ112の高さによって陽極端子130に一体に形成され、コンデンサ素子110が陽極端子130上に装着される場合、パターン層132はコンデンサ素子110の陽極ワイヤ112に接触する。
即ち、パターン層132が陽極端子130と一体に形成され、コンデンサ素子110を陽極端子130上に装着させるだけで、陽極ワイヤ112はパターン層132に装着されて陽極端子130と電気的に連結される。
また、コンデンサ素子110の大きさの変化によって陽極ワイヤ112の設置の高さが可変しても、パターン層132の高さを変更してコンデンサ素子110を陽極端子130上に装着させることで陽極ワイヤ112と陽極端子130を電気的に連結させることができる。
その後、陽極ワイヤ112とパターン層132は、溶接により接合されることができる。これによって陽極ワイヤ112とパターン層132が堅固に固着される。
陰極端子140はコンデンサ素子110に電気的に連結される。即ち、陰極端子140は、陰極引出層120に接触してコンデンサ素子110に電気的に連結される。
一方、陽極端子130と陰極端子140は、モールディング部150の外部面に沿って折曲され、モールディング部150の底面に延長される。即ち、体積効率を向上させるために、陽極端子130と陰極端子140はコンデンサ素子110の形状に対応するように折曲される。
モールディング部150は、陽極端子130と陰極端子140が外部に突出し、コンデンサ素子110を取り囲むように形成される。モールディング部150は、外部環境からコンデンサ素子110を保護するために、コンデンサ素子110を取り囲むように形成される。
そして、モールディング部150はエポキシ材質で構成されてもよく、モールディング 部 150は比較的大きいサイズのフィラーが含有されたエポキシ材質からなってもよい。
上述のように、パターン層132が一体に形成される陽極端子130によって、陽極ワイヤ112と陽極端子130を接合するためのスペーサなどの補助的な結合構成の設置または陽極端子130の折曲変形が不要となり、陽極端子130と陽極ワイヤ112の接合が容易になる。
即ち、陽極ワイヤ112が偏心するように設けられたコンデンサ素子110を陽極端子130上に装着させるだけで、陽極ワイヤ112と陽極端子130のパターン層132が接触するため、陽極ワイヤ112と陽極端子130の接合のための追加的な工程を省略できる。
そのため、製造工程が減少され、製造効率を向上させることができる。
さらに、様々なサイズの固体電解コンデンサ100を製造する場合にもパターン層132の高さを陽極ワイヤ112の偏心程度により変更できるため、様々なサイズの固体電解コンデンサ110の製造がさらに容易になる。
以下、添付図面を参照し、本発明の一実施例による固体電解コンデンサの製造方法について説明する。一方、上述の図面で既に説明した構成要素と同一の構成要素については、同一符号を付して説明する。
図3から図8は、本発明の一実施例による固体電解コンデンサの製造方法を説明するための工程説明図である。
図3から図8を参照すると、先ず、図3に示すように、陽極ワイヤ112が偏心配置されるようにコンデンサ素子110を成形する。これについてさらに詳しく説明すると、例えば、タンタル粉末とバインダーを一定比率で混合攪拌させ、その混合粉末を圧縮して直方体に成形した後、これを高温及び高振動下で焼結させてチップ体111を成形する。
一方、陽極ワイヤ112は、混合粉末の圧縮前にチップ体111の中心から偏心し、一端部が外部に突出するように挿入装着される。その後、チップ体110には絶縁層と陰極層が形成される。
また、陰極層が形成されたチップ体110には、陰極層が有する極性に対する導電性が向上するよう、カーボン層113と銀ペースト層114が順次的に積層されることができる。
そして、図4に示すように、カーボン層113と銀ペースト層114が順次的に積層された後、陽極ワイヤ112が設けられた側とは反対側の端部に図5に示すように、陰極引出層120が積層されることができる。即ち、陰極端子140が安定した状態で接合されて引き出されるよう、コンデンサ素子110には陰極引出層120が積層されることができる。
また、陰極引出層120は、金(Au)、鉛(Pb)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)などの粘性のある導電性ペーストで構成されることができ、コンデンサ素子110の一面に塗布され、乾燥、硬化、焼成などの加工により十分な強度と硬度を有するように形成されることができる。
なお、陰極引出層120は、約20℃〜300℃の範囲で硬化されることができる。
また、陰極引出層120は、コンデンサ素子100の一面にディスペンシング(dispensing)方式、またはペーストが一面に一定量付着されるようにするディッピング(dipping)方式、またはシート上にペーストをプリントし、それをコンデンサ素子110の一面に付着させるプリンティング(printing)方式などにより形成されることができる。
なお、コンデンサ素子110の成形前、図6に示すように、陽極端子130の一端部にコンデンサ素子110に偏心するように設けられる陽極ワイヤ112と接合されるパターン層132を形成することができる。パターン層132は、コンデンサ素子110に設けられる陽極ワイヤ112が装着できる高さに形成され、コンデンサ素子110の大きさによってパターン層132の高さが変更されることがある。
一方、コンデンサ素子110の成形が完了すると、陽極端子130と陰極端子140が、図6に示すように、一定距離だけ離隔して配置されるようにシートS上に実装される。
その後、陽極ワイヤ112の末端部が陽極端子130のパターン層132上に装着されるよう、コンデンサ素子110を陽極端子130と陰極端子140上に実装する。一方、陽極ワイヤ112は陽極端子130のパターン層132側に偏心して設けられることができる。
これにより、コンデンサ素子110を陽極端子130と陰極端子140上に装着させるだけで、コンデンサ素子110の陽極ワイヤ112とパターン層132の接触が可能である。
その後、陽極ワイヤ112とパターン層132は、固定接合のために溶接されることができる。これにより、陽極ワイヤ112とパターン層132はより堅固に固着される。
一方、陰極端子140は、陽極ワイヤ112が設けられた端部とは反対側の端部に形成された陰極引出層120に接触する。
その後、図7に示すように、コンデンサ素子110と陽極ワイヤ112を取り囲むよう、モールディング部150を形成する。即ち、モールディング部150は、陽極端子130と陰極端子140が外部に突出し、コンデンサ素子110を取り囲むように形成される。そして、モールディング部150は、外部環境からコンデンサ素子110を保護するために、コンデンサ素子110を取り囲むように形成される。
また、モールディング部150は、エポキシ材質で構成されてもよく、モールディング 部 150は比較的大きいサイズのフィラーが含有されたエポキシ材質からなってもよい。
その後、モールディング部150をダイシングして固体電解コンデンサ100の外形を形成する。このとき、モールディング部150はブレイドまたはレーザを用いるダイシング方法により切断されることができる。
その後、図8に示すように、陽極端子130と陰極端子140をモールディング部150の外部面に沿ってモールディング部150の底面に延長されるように折曲する。
上述のように、パターン層132が一体に形成される陽極端子130によって、陽極ワイヤ112と陽極端子130を接合するためのスペーサなどの補助的な結合構成の設置、または、陽極端子130の折曲変形が不要となり、陽極端子130と陽極ワイヤ112の接合が容易になる。
即ち、陽極ワイヤ112が偏心するように設けられたコンデンサ素子110を陽極端子130上に装着させるだけで、陽極ワイヤ112と陽極端子130のパターン層132が接触するため、陽極ワイヤ112と陽極端子130を接合するための追加的な工程を省略できる。
そのため、製造工程が減少され、製造効率を向上させることができる。
さらに、様々なサイズの固体電解コンデンサ100を製造する場合にもパターン層132の高さを陽極ワイヤ112の偏心程度により変更できるため、様々なサイズの固体電解コンデンサ110の製造がさらに容易になる。
100 固体電解コンデンサ
110 コンデンサ素子
120 陰極引出層
130 陽極端子
140 陰極端子
150 モールディング部
110 コンデンサ素子
120 陰極引出層
130 陽極端子
140 陰極端子
150 モールディング部
Claims (9)
- 中心から偏心するように挿入装着される陽極ワイヤを備えるコンデンサ素子と、
前記陽極ワイヤに接合されるように前記陽極ワイヤ側に延設されるパターン層を備える陽極端子と、
前記コンデンサ素子に電気的に連結される陰極端子と
を含む固体電解コンデンサ。 - 前記陽極ワイヤが設けられた前記コンデンサ素子を取り囲むモールディング部をさらに含み、
前記陽極端子と前記陰極端子は前記モールディング部の外部に露出されることを特徴とする請求項1に記載の固体電解コンデンサ。 - 前記コンデンサ素子の外部面に積層され、前記陰極端子に接触する陰極引出層をさらに含むことを特徴とする請求項1または2に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記陽極端子と前記陰極端子は、
前記モールディング部の外部面に沿って折曲され、前記モールディング部の底面に延長されることを特徴とする請求項2に記載の固体電解コンデンサ。 - 陽極ワイヤが偏心配置されるようにコンデンサ素子を成形する工程と、
前記陽極ワイヤの末端部が陽極端子のパターン層上に装着されるように前記コンデンサ素子を前記陽極端子と陰極端子上に実装する工程と、
前記コンデンサ素子と前記陽極ワイヤを取り囲むよう、モールディング部を形成する工程と
を含む固体電解コンデンサの製造方法。 - 前記コンデンサ素子を成形する工程の前に、
前記陽極端子の一端部に前記コンデンサ素子に偏心配置された前記陽極ワイヤと接合されるパターン層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の固体電解コンデンサの製造方法。 - 前記陽極ワイヤは、前記陽極端子のパターン層側に偏心して前記コンデンサ素子に配置されることを特徴とする請求項5または6に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記モールディング部は、前記コンデンサ素子と前記陽極ワイヤを外部環境から保護できるようにエポキシ材質からなることを特徴とする請求項5から7の何れか1項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記モールディング部を形成する工程の後に、
前記陽極端子と前記陰極端子を前記モールディング部の外部面に沿って前記モールディング部の底面に延長されるように折曲する工程をさらに含むことを特徴とする請求項5から8の何れか1項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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WO2023181748A1 (ja) * | 2022-03-23 | 2023-09-28 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 表面実装型固体電解コンデンサ、モジュールおよび電子機器 |
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