JP2778528B2 - チップ型固体電解コンデンサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チップ型固体電解コン
デンサに関し、特に、コンデンサ素子を箱型絶縁性ケー
スに封入した構造のチップ型固体電解コンデンサにおけ
る、素子側の陰極導体層および陽極リード線をケース側
の外部接続用陰・陽極端子に引き出すための技術に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】チップ型固体電解コンデンサは、表面実
装が可能なように、外部陰極端子と外部陽極端子とが同
一平面上に配置された構造でなければならない。ところ
がコンデンサ素子の構造としては、形状が円柱状または
角柱状で、電荷蓄積用対向電極のうちの陰極側電極に接
続する引き出し導電体（陰極導体層）はその柱状体の外
表面に層状に形成され、一方、対向電極のうちの陽極側
電極に接続する引き出し導電体（陽極リード線）は、柱
状体の長さ方向に垂直な一端面から長さ方向に直線状に
導出された構造であるのが、一般的である。従って、上
記のコンデンサ素子の陰極導体層と陽極リード線とを外
部陰極端子と外部陽極端子とにそれぞれ、電気的に接続
するための構造が欠かせないものになる。従来、そのよ
うな接続構造を実現するための様々な提案がなされてい
る。

【０００３】例えば、実公昭５０ー３６６６８号公報に
は、図２にその断面図を示すチップ型固体電解コンデン
サが開示されている。図２を参照すると、このコンデン
サでは、上面開放で絶縁性樹脂などからなるケース２３
の内部にコンデンサ素子１が収納されている。このケー
ス２３には、その側壁の内面および外面に沿うように予
め折曲げ加工された板状金属製の２つの外部端子２１，
２２が、側壁に圧入されている。ケース２３の内部に配
置されたコンデンサ素子１は、陰極導体層８が一方の外
部陰極端子２２に接続され、陽極リード線２が他方の外
部陽極端子２１に接続されている。外部端子２１，２２
は外部の回路との接続部分となるべき部分が、外側に向
けて直角に折り曲げられてコンデンサ本体から水平に飛
び出している。このケース２３内には絶縁性樹脂７が充
填されて、コンデンサ素子を封止している。

【０００４】又、実公昭５９ー１０７４６号公報には、
図３にその断面図を示すチップ型固体電解コンデンサが
開示されている。図３を参照すると、このコンデンサで
は、金属製の外部陽極端子３１は断面Ｌ字状の形状をし
ており、水平部分の板厚が垂直部分の板厚よりも厚くさ
れて段差が形成されている。一方、外部陰極端子３２は
同じく金属製であって、断面コの字状に成形されてい
る。コンデンサ素子１は陽極リード線２が外部陽極端子
３１の段差部に溶接され、陰極導体層８が外部陰極端子
３２に導電性接着剤６で導電的に固着されている。この
コンデンサは、コンデンサ素子１に外部陽極端子３１と
外部陰極端子３２とを上記の手段で取り付けた後これを
注型用の鋳込み型中に入れ、絶縁性樹脂７を鋳込み型に
圧入して封止、外装することにより製造される。

【０００５】更に、特開昭６４ー７３６１２号公報に
は、図４（ａ）にその斜視図を示し、図４（ｂ）にその
断面図を示すチップ型固体電解コンデンサが開示されて
いる。図４を参照すると、このコンデンサでは、上面が
開放された箱型ケースの両端を切り出したような形状の
金属製の外部陽極端子４１と外部陰極端子４２とを、間
を開けて向い合せ、その向合せの間をエポキシ樹脂など
の絶縁性樹脂４３で結合して箱型ケースを構成してい
る。コンデンサ素子１はそのケース内に、陽極リード線
２を外部陽極端子４１に設けられた切欠き部に溶接さ
れ、陰極導体層８を外部陰極端子４２の内表面に導電性
接着剤６で導電的に固着されて、収納されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これまで述べた従来の
チップ型固体電解コンデンサはそれぞれ、以下に述べる
ような問題を含んでいる。 図２に示すコンデンサでは、ケース側壁の内・外面に
沿う形状に予め折曲げ加工された外部陽極端子２１，外
部陰極端子２２を、ケース側壁に圧入するという製造方
法をとる。従って、このコンデンサを表面実装用部品と
して用いるときは、必然的に、外部端子２１，２２のう
ち外部の回路との接続部となるべき部分は、予めケース
２３の外方に折曲げ加工されていなければならない。つ
まり、このコンデンサは、陰・陽二つの外部端子がコン
デンサ本体から外方に向かって水平に飛び出す構造とな
る。そのため、底面積が広くなり、実装に際して広い実
装面積を要することから、近年の各種電子機器の小型化
に伴なってコンデンサに対しても要求される小型化およ
び高密度表面実装化の要求に対し、これを満たすことが
できない。

【０００７】一方、外部端子２１，２２をケース２３の
側壁に圧入した後に、外部の回路との接続部となる部分
をケース２３の底板側に折り曲げ加工することにより、
コンデンサの底面積が増加しないようにすることができ
るが、その場合には、そのための折曲げ加工工程が増加
し、その分、製造コストが上昇することになる。 図３に示すコンデンサでは、コンデンサ素子１に陰・
陽の外部端子３２，３１を取り付けた後、注型用の鋳込
み型に入れて絶縁性樹脂を圧入して封止、外装する際
に、鋳込み型と外部陽極端子３１との間および鋳込み型
と外部陰極端子３２との間の密着が不十分であると、鋳
込み型と外部端子との間の隙間に封止外装用樹脂７が回
り込んで、最終的に完成したコンデンサの外部端子の表
面に絶縁性樹脂が付着してしまい、その結果、外部の回
路との電気的接続ができなくなる。

【０００８】一方、このような障害を避けるには、外部
端子付きのコンデンサ素子を鋳込み型で強く挾み込むこ
とが有効であるが、そのような機械的ストレスは、コン
デンサ素子の電気的特性を劣化させてしまうという副作
用を伴う。 図４に示すコンデサでは、箱型ケースの構造が、金属
製の外部陽極端子４１と金属製の外部陰極端子４２とを
絶縁性樹脂４３で結合するという構造、すなわち、金属
と樹脂という熱膨張率が大きく異る材料を組み合せた構
造である。従って、このコンデンサに熱履歴が加わる
と、ケースの材料どうしの熱膨張の違いからケースが変
形してしまったり、甚だしいときは両者の結合部が外れ
たりすることが起る。表面実装用のチップ部品では、例
えばプリント配線基板にコンデンサを仮止めした後ピー
ク温度２３０℃程度のリフロー炉を通してはんだ付けす
るというような実装方法が一般的であるので、そのよう
な実装時の熱履歴に起因するケースの変形、損傷防止
は、非常に重要である。

【０００９】実開平１ー７１４３１号公報には、上述の
熱履歴が原因のケースの変形、損傷を防止するために、
陰・陽の外部端子４２ー４１間の絶縁性樹脂４３の平面
形状に凹部または凸部を設け、外部端子４２，４１と絶
縁性樹脂４３とが同一平面内で互いに相手側に入り込む
ような形状にして、結合強度を高めることが提案されて
いる。しかしながらそのように構成しても、ケース構成
材料そのものは従来どおりであるので、熱履歴によるケ
ースの変形、破損の可能性はまだ残る。

【００１０】又、これまで述べたチップ型固体電解コン
デンサではいずれも、コンデンサ素子に植立された陽極
リード線と金属製の外部陽極端子との接続は溶接に依っ
ており、一方、外部陰極端子とコンデンサ素子の陰極導
体層との接続は、はんだ付け（図２に示すコンデンサの
場合）又は導電性接着剤（図３および図４に示すコンデ
ンサの場合）に依っている。つまり、コンデンサ素子側
の引き出し導電体とケース側の外部端子との接続方法
が、陽極側と陰極側とで異っている。従って、製造工程
が複雑で製造コスト圧縮が困難である。

【００１１】従って、本発明は、小型化が可能で高密度
実装に有利なチップ型固体電解コンデンサを提供するこ
とを目的とするものである。

【００１２】本発明の他の目的は、コンデンサ素子の陰
極導体層および陽極リード線と陰・陽の外部端子との同
時接続が容易で、製造コスト削減が可能なチップ型固体
電解コンデンサを提供することである。

【００１３】本発明の更に他の目的は、陰極導体層およ
び陽極リード線と陰・陽両外部端子との接続時に、コン
デンサ素子に機械的ストレスを加えることに起因する特
性劣化のないチップ型固体電解コンデンサを提供するこ
とである。

【００１４】本発明は又、電子回路への組込みの際の実
装時の熱履歴に起因するケースの変形、損傷のないチッ
プ型固体電解コンデンサを提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のチップ型固体電
解コンデンサは、素子本体の外表面に層状に形成された
陰極導体層と素子本体から線状に導出された陽極リード
線とを備える固体電解コンデンサ素子を、上面開放の箱
型で電気絶縁性のケース内に収納し、ケース内に充填し
た電気絶縁性の樹脂により前記コンデンサ素子を封止し
て成るチップ型固体電解コンデンサにおいて、前記ケー
スに、ケース内部からケース底板の外表面上まで延び
る、ケース内表面および外表面に被着された二つの導電
体層を設けると共に、前記コンデンサ素子の陰極導体層
および陽極リード線を、前記ケースに設けた導電体層に
それぞれ導電性接着剤により固着して、ケース底板の外
表面上まで引き出したことを特徴とする。

【００１６】

【実施例】次に、本発明の好適な実施例について、図面
を参照して説明する。図１（ａ）は、本発明の一実施例
のチップ型固体電解コンデンサの一部切り欠き斜視図で
ある。図１（ｂ）は、その断面図である。図１を参照し
て、コンデンサ素子１が、上面開放の箱型ケース５に収
納され、電気絶縁性樹脂７で封止されている。

【００１７】素子１は通常、以下のようにして作製され
る。先ず、例えばタンタルやアルミニウムなどのような
弁作用金属の粉末に、その弁作用金属と同一の金属線を
陽極リード線２として植立し、円柱や角柱など所望の形
状、寸法に成形する。次いでこれを焼結し多孔質焼結体
として拡面化した後、陽極酸化法などにより弁作用金属
表面を酸化皮膜化して誘電体層を形成する。更にその誘
電体層上に、例えば二酸化マンガンのような半導体層、
グラファイト層、銀ペースト層を順次被着して陰極導体
層８を形成する。本実施例における素子は四角柱で、そ
の角柱体の表面に陰極導体層８が形成されている。又、
一つの端面からは陽極リード線２が、その端面に垂直な
方向に導出されている。

【００１８】ケース５は、例えばエポキシ樹脂のような
電気絶縁性樹脂からなっている。このケースの陽極リー
ド線導出側の側壁には、底板側の肉厚を厚くされて内側
方向に張り出す段差９が設けられている。段差９の高さ
は、素子１の厚さのほぼ１／２である。そして、段差９
の上面からケース底板の外表面まで、段差９上面→ケー
ス側壁の内表面→側壁の上端→側壁の外表面→底板の表
面上の経路で、断面逆Ｌ字型の導電体層３が形成されて
いる。一方、導電体層３が形成された側壁に対向する側
の側壁にも、ケース底板の内表面からケース底板の外表
面まで、ケース底板の内表面→ケース側壁の内表面→側
壁上端→側壁の外表面→底板の表面上の経路で、導電体
層４が形成されている。導電体層４は断面形状がＬ字型
で、導電体層３とは素子１を挾んで向い合うことにな
る。導電体層３，４はいずれも、無電解めっき法により
形成される。或いは、片面に導電性接着剤を塗布した粘
着テープを用いることもできる。

【００１９】本実施例は、下記のようにして、製造され
る。先ず、上述した構造のコンデンサ素子１とケース５
とを、それぞれ別々に準備する。

【００２０】次に、素子をケース内に収納して、素子の
陰極導体層８と導電体層４のケース内底面および側壁内
面とを導電性接着剤６で接着、固定する。又、素子の陽
極リード線２と導電体層３とをケース内の段差９上面
で、導電性接着剤６を用いて接着、固定する。この工程
では、導電体層３および導電体層４のケース内の部分に
予め導電性接着剤６を塗布しておき、その後素子１を、
陽極リード線２の導出方向（角柱の長さ方向）に平行な
面がケース５の底板に平行になるようにして、ケース内
に配置することにより、素子の配置と、二個所（陰極導
体層８と導電体層４との間および陽極リード線２と導電
体層３との間）の接続とを同時に行う。

【００２１】最後に、箱型ケース５の開放上面から絶縁
性樹脂７を注入、充填することにより素子１を封止し
て、本実施例のチップ型固体電解コンデンサを完成す
る。

【００２２】このように、箱型絶縁性ケース５の側壁の
内表面、外表面に密着して側壁の外形に沿うように、断
面Ｌ字型、逆Ｌ字型の対向する陽・陰極導電体層３，４
を設け、この二つの導電体層３，４で素子の陽極リード
線２および陰極導体層８をケース底板の外表面に引き出
すことにより、図２に示す従来のチップ型固体電解コン
デンサよりも小型化できる。例えば、コンデンサとして
の外装寸法が縦３．２ｍｍ×横１．６ｍｍの場合で、陽
極・陰極の外部端子を含めた低面積を、従来のコンデン
サに比べて約４０％小さくできた。

【００２３】又、素子の陽極リード線２とケースの導電
体層３との接続を、陰極側における接続と同様に導電性
接着剤で行うことにより、二個所の電気的接続、固定を
同時に行うことができるので、製造工程が簡単になり製
造コストを削減できる。

【００２４】しかも、封止樹脂７の充填に際しては箱型
ケース１内に樹脂を注入するので、注型用の鋳込み型を
用いて樹脂を圧入した構造の従来のチップ型固体電解コ
ンデンサ（図３参照）とは異って、注型用鋳込み型で素
子１に長さ方向の機械的圧力を加えなくても、外部陽極
端子（導電体層４），外部陰極端子（導電体層４）の外
表面に樹脂７が付着することはない。従って、素子１に
加わる機械的ストレスに起因するコンデンサ特性の劣化
は、無い。又、外部の回路との電気的接続状態も良好で
ある。

【００２５】更に、図４に示す従来のチップ型固体電解
コンデンサとは異って、ケース５はエポキシ樹脂のよう
な絶縁性樹脂で一体的に形成されているので、ケース構
成材料の熱伝導率差に起因するケースの変形、損傷は、
無い。尚、本実施例では樹脂製のケースを用いたが、ケ
ース材料はこれに限られるものではない。例えば、セラ
ミック製のケースであっても良いことは、明かであろ
う。この場合には、導電体層３，４の構成材料として、
めっき金属層や導電性接着剤付き粘着テープのみなら
ず、例えば銀ペーストや銀・パラジウム合金ペースト或
いは金ペーストのような導電性ペーストを６００〜８５
０℃程度の高温で焼成したものを用いることもできて、
材料選択の自由度が広くなる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のチップ型
固体電解コンデンサは、コンデンサ素子を収納するケー
スに、ケース内部からケース底板の外表面上まで、ケー
ス内表面および外表面に沿いそれら表面に密着して延び
る二つの導電体層を設けると共に、コンデンサ素子の陰
極導体層および陽極リード線を、ケースに設けた導電体
層にそれぞれ導電性接着剤により固着して、ケース底板
の外表面上まで引き出している。

【００２７】これにより本発明によれば、底面積が小さ
く小型で、高密度実装性に優れたチップ型固体電解コン
デンサを提供できる。

【００２８】又、素子の陰極導体層とケースの外部陰極
端子との間および、素子の陽極リード線とケースの外部
陽極端子との間の二個所の電気的接続、固定を同時に実
施可能として、製造工程を簡単にし製造コストを削減で
きる。

【００２９】更に、素子に加わる機械的ストレスに起因
するコンデンサ特性の劣化がなく、しかも外部の回路と
の電気的接続状態が良好なチップ型固体電解コンデンサ
を提供できる。

【００３０】更に又、ケース構成材料の熱伝導率差に起
因するケースの変形、損傷のない、形状安定性に優れた
チップ型固体電解コンデンサを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるチップ型固体電解コン
デンサの斜視図および断面図である。

【図２】従来の技術によるチップ型固体電解コンデンサ
の一例の断面図である。

【図３】従来の技術によるチップ型固体電解コンデンサ
の他の例の断面図である。

【図４】従来の技術によるチップ型固体電解コンデンサ
の更に他の例の断面図および断面図である。

【符号の説明】

１ コンデンサ素子 ２ 陽極リード線 ３，４ 導電体層 ５ ケース ６ 導電性接着剤 ７ 絶縁性樹脂 ８ 陰極導体層 ９ 段差 ２１ 外部陽極端子 ２２ 外部陰極端子 ２３ ケース ３１ 外部陽極端子 ３２ 外部陰極端子 ３３ ケース ４１ 外部陽極端子 ４２ 外部陰極端子 ４３ 絶縁性樹脂

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 素子本体の外表面に層状に形成された陰
   極導体層と素子本体から線状に導出された陽極リード線
   とを備える固体電解コンデンサ素子を、上面開放の箱型
   で電気絶縁性のケース内に収納し、ケース内に充填した
   電気絶縁性の樹脂により前記コンデンサ素子を封止して
   成るチップ型固体電解コンデンサにおいて、 前記ケースに、ケース内部からケース底板の外表面上ま
   で延びる、ケース内表面および外表面に被着された二つ
   の導電体層を設けると共に、前記コンデンサ素子の陰極
   導体層および陽極リード線を、前記ケースに設けた導電
   体層にそれぞれ導電性接着剤により固着して、ケース底
   板の外表面上まで引き出したことを特徴とするチップ型
   固体電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 上面が開放された箱型で、箱の一つの側
   壁に底面側の肉厚が内側方向に厚くされた段差を備える
   電気絶縁性のケースと、 ケース内部の前記段差の上面からケース底板の外表面上
   まで延びる、ケースの内表面および外表面に被着された
   外部陽極端子用の導電体層と、 ケースの内部からケース底板の外表面上まで延びる、ケ
   ースの内表面および外表面に被着された導電体層であっ
   て、前記外部陽極端子用の導電体層に対して電気絶縁的
   に形成された外部陰極用端子の導電体層と、 ケース内に収納された柱状体の固体電解コンデンサ素子
   であって、外表面に陰極導体層を備えると共に長さ方向
   に陽極リード線が導出され、その長さ方向がケース底板
   に平行で前記陽極リード線が前記段差上に位置するよう
   にしてケース内に配置され、前記陽極リード線がケース
   内の前記段差の上面で前記外部陽極端子用の導電体層に
   導電性接着剤により固着され、前記陰極導体層が前記外
   部陰極端子用の導電体層に導電性接着剤により固着され
   たコンデンサ素子と、 ケース内に充填された封止用の絶縁性樹脂とを含むこと
   を特徴とするチップ型固体電解コンデンサ。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載のチップ型固
   体電解コンデンサにおいて、 前記ケースの内表面および外表面に被着された導電体層
   が、めっき金属層および導電性接着剤層付きテープのい
   ずれかから成ることを特徴とするチップ型固体電解コン
   デンサ。
4. 【請求項４】 請求項１又は請求項２記載のチップ型固
   体電解コンデンサにおいて、 前記ケースがセラミックから成り、前記ケースの内表面
   および外表面に被着された導電体層が、導電性ペースト
   を焼成したものから成ることを特徴とするチップ型固体
   電解コンデンサ。