JP3185275B2 - チップ状固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はチップ状固体電解コンデ
ンサの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の軽薄短小化と面実装技
術の進展からチップ部品が急増している。チップ状固体
電解コンデンサにおいても小形大容量化が進展する中で
チップ部品自身の一層の小形化が要求されている。

【０００３】以下に従来のチップ状タンタル固体電解コ
ンデンサにについて説明する。図４は従来のチップ状タ
ンタル電解コンデンサの断面図を示したものである。こ
の図４において、１は弁作用金属であるタンタル金属粉
末を成形焼結した多孔質の陽極体で、この陽極体１から
はタンタル線よりなる陽極導出線２を導出している。そ
して、この陽極導出線２の一部と陽極体１の全面に陽極
酸化により誘電体性酸化皮膜を形成し、さらにこの表面
に二酸化マンガンなどの電解質層を形成している。３は
陽極導出線２に装着したテフロン板で、このテフロン板
３は前記陽極体１への電解質層の形成時に陽極導出線２
へ二酸化マンガンが這い上がって付着するのを防止する
絶縁板である。また前記陽極体１の電解質層の上には浸
漬法によりカーボン層および銀塗料層よりなる陰極層４
を順次積層形成してコンデンサ素子１ａを構成してい
る。５は陽極端子で、前記陽極導出線２に溶接により接
続され、そして外装樹脂形成後折り曲げられる。６は陰
極端子で、この陰極端子６は前記コンデンサ素子１に導
電性接着剤７により接続され、そして、外装樹脂形成後
折り曲げられる。８はコンデンサ素子１ａ全体をモール
ド成形により被覆する外装樹脂である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成されたチップ状固体電解コンデンサでは、コン
デンサ素子１ａの陽極導出線２と陽極端子５との溶接時
において、機械的および熱的なストレスがかかって漏れ
電流が増加するとともに、さらにこの溶接部分のスペー
ス寸法やコンデンサ素子１の陰極層４と陰極端子６との
接続引き出し部分を含む折り曲げスペース寸法等が大き
いため、コンデンサ素子１ａの大きさ，形状については
構造的な寸法制限があった。また板材を打ち抜いた陽極
端子５および陰極端子６の材料の有効使用量は３．２mm
×１．６mm×１．６mmタイプで１０％と低いため、コン
デンサの体積効率や経済性の面で問題点を有していた。
そしてまた陽極端子５および陰極端子６の折り曲げが難
しいことから外観不良が出たり、コンデンサ素子１ａに
ストレスがかかって漏れ電流が大きくなるという問題点
を有していた。

【０００５】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、電気的特性ならびに歩留まりにおいても優れたもの
が得られ、かつ小形で大容量のチップ状固体電解コンデ
ンサを安価にして、かつ容易に量産することができるチ
ップ状固体電解コンデンサの製造方法を提供することを
目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のチップ状固体電解コンデンサの製造方法は、
陽極導出線を具備し、かつ弁作用金属からなる陽極体の
表面に誘電体性酸化皮膜、電解質層、陰極層を順次積層
してコンデンサ素子を構成し、このコンデンサ素子を上
記陽極導出線と陰極部が相対向する方向に露出するよう
に外装樹脂で被覆し、続いて上記陽極導出線を含む陽極
体の表面全体に無電解Ｎｉメッキにより金属層を形成
し、さらにこの金属層上にフォトレジスト樹脂を塗布し
た後、上記陽極導出線を含む陽極面、陰極導出面および
これらに隣接する外装樹脂の一部に塗布されたフォトレ
ジスト樹脂を紫外線照射により反応させて残し、かつ紫
外線照射を行っていないフォトレジスト樹脂を溶解し、
続いてこのフォトレジスト樹脂を溶解した部分の金属層
を酸溶解させた後、上記紫外線照射により反応させたフ
ォトレジスト樹脂をアルカリ溶解によって除去すること
により、陽極導出線を含む陽極面、陰極導出面およびこ
れらに隣接する外装樹脂の一部に陽極金属層と陰極金属
層を夫々形成するようにしたものである。

【０００７】

【作用】上記した製造方法によれば、外装樹脂の陽極導
出面および陰極部に形成される陽極金属層および陰極金
属層をフォトレジストを用いて形成するようにしている
ため、エッチングするパターンを短時間で金属層の形状
寸法に正確に形成することができ、これにより、外観不
良を出すことなく、陽極金属層と陰極金属層を形成する
ことができ、また陽極金属層と陰極金属層の形成時にお
いてストレスがコンデンサ素子にかかることはないた
め、電気的特性ならびに歩留まりにおいても優れたもの
が得られる。さらに従来における外部取り出し用の陽極
端子および陰極端子を省くことができるため、従来にお
ける陽極端子，陰極端子の板厚１００μmを最大４．０
μmのメッキ厚に変更でき、これにより、端子材料とし
ての使用量を大幅に減少させることができ、また従来に
おける外部取り出し用の端子の溶接スペースと折り曲げ
スペースをそれぞれ省けるため、体積のより大きい、つ
まり２ランクぐらい容量がアップしたコンデンサ素子を
外装樹脂内に収納することができ、これにより、従来の
ものに比べ１／２．６に小形化することができるもので
ある。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照しながら説明する。

【０００９】図１は本発明の一実施例におけるチップ状
タンタル固体電解コンデンサの断面図を示し、また図２
は図１に示すチップ状タンタル固体電解コンデンサの陰
極導電体層を分厚く形成した状態を示したものである。

【００１０】図１，図２において、１１は弁作用金属で
あるタンタル金属粉末を成形焼結した多孔質の陽極体
で、この陽極体１１の表面には陽極酸化により誘電体性
酸化皮膜を形成し、さらにこの表面に二酸化マンガンな
どの電解質層を形成している。また陽極導出線１２はタ
ンタル線からなり、前記陽極体１１から導出しているも
のである。そして、この陽極体１１の表面への一連の処
理工程は金属リボン１３に陽極導出線１２を接続した状
態で行われる。１４は陽極導出線１２に装着したテフロ
ン板で、このテフロン板１４は前記陽極体１１への電解
質層の形成時に陽極導出線１２へ二酸化マンガンが這い
上がって付着するのを防止する絶縁板である。また前記
陽極体１１の電解質層の上には浸漬法によりカーボン層
および銀塗料層よりなる陰極層１５を順次積層形成して
コンデンサ素子１１ａを構成している。

【００１１】１６は陰極導電体層で、この陰極導電体層
１６は、コンデンサ素子１１ａの陰極層１５のうち、陽
極導出線１２と反対側に位置する対向面１７と、この対
向面１７に隣接する隣接面の陰極層１５の一部に形成さ
れる。この場合、陰極導電体層１６は、銀粉体を主成分
とする熱硬化性樹脂からなる導電材料で、適正な粘度に
調整した粘稠液にコンデンサ素子１１ａを浸漬して、恒
温槽で乾燥硬化させることにより形成している。なお、
この導電材料はＰｄ，Ｎｉ，Ｃｕのいずれか１種、また
は２〜３種よりなる金属混合粉体であってもよく、かつ
熱硬化性樹脂は１５０℃〜１８０℃に加熱して硬化する
ものである。このような浸漬と乾燥を２〜３回繰り返し
て図２に示すように分厚く凸状に付着させることができ
る。またこの陰極導電体層１６は吸水性，吸湿性が小さ
く、かつ耐湿性の優れたものが望ましく、一方、ニッケ
ル等の金属板よりなる金属材料であってもよい。すなわ
ち、この導電材料は後の金属層形成に使用する処理液が
コンデンサ素子１１ａの内部に浸入しないものでなけれ
ばならない。上記陰極層１５のバインダーとしてはポリ
エーテルアミド系が優れており、さらに陰極層１５を含
む陰極導電体層１６にシリコーンオイル等を含浸させる
ことにより、処理液のコンデンサ素子１１ａの内部への
浸入をさらに抑えることができる。これはＬＣ，シヨー
ト，Tanδ，ΔＣ等の特性劣化を軽減する効果を有する
ものである。また図１における１８は外装樹脂で、この
外装樹脂１８は、陽極導出線１２が片側に引き出される
ようにコンデンサ素子１１ａを金型にセットし、そして
トランスファーモールド方式により、図２の陰極導電体
層１６等を含むコンデンサ素子１１ａをエポキシ樹脂で
樹脂外装するものである。

【００１２】図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）
（ｆ）は本発明の一実施例におけるチップ状タンタル固
体電解コンデンサの製造工程を示したもので、図３
（ａ）において、１２ａは外装樹脂１８における陽極導
出面で、この陽極導出面１２ａは外装樹脂１８の成形体
において陽極導出線１２の近傍に位置して凹形状に構成
されており、この凹形状により、陽極導出線１２が外装
樹脂１８の成形体の外形寸法からはみ出すことはなくな
り、かつ露出面積を多くとることができる。一方、陽極
導出線１２と反対側に位置する対向面１７に形成した陰
極導電体層１６は製品の外形寸法より長くなっているた
め、外装樹脂１８の成形体は長くなっているものであ
る。

【００１３】図３（ｂ）は図３（ａ）における外装樹脂
１８の成形体を製品規格の外形寸法にカットまたは研削
した状態を示す。この図３（ｂ）において、１６ａは陰
極導出面で、この陰極導出面１６ａは外装樹脂１８と陰
極導電体層１６をカットすることにより図１に示すよう
に表出するもので、この図１における陽極導出線１２，
陰極導出面１６ａおよび外装樹脂１８の成形体のそれぞ
れの表面をブラスト研磨することにより、それぞれの表
面の粗面化と一部酸化皮膜の除去を行って、微細な凹凸
による引っかかりと表面活性化を行っている。

【００１４】図３（ｃ）は陽極導出線１２を陽極導出面
１２ａの凹形状内で上方に折り曲げた状態を示したもの
で、このように陽極導出線１２を陽極導出面１２ａの凹
形状内で上方に折り曲げることにより、陽極導出線１２
の表面積を大きくとることができるとともに、陽極導出
線１２を陽極導出面１２ａの凹形状の内部に納めること
ができるため、外観形状についても均整のとれた直方体
にまとめることができる。この場合、前記陽極導出線１
２に、陽極導出面１２ａの凹形状の内部において圧延ま
たは切り込み等によりウィークポイントを設ければ、折
り曲げ位置が定まり、かつ折り曲げ形状が安定するた
め、コンデンサ素子１１ａにストレスを与えないで陽極
導出線１２を陽極導出面１２ａの凹形状の内部に納める
ことができる。またレーザマーキング表示を採用するこ
とにより、センサーによる読み取り整列が可能になるた
め、個片化工法も採用できる。

【００１５】図３（ｄ）は金属層の形成状態を示したも
ので、この金属層は図１に示すように、陽極導出線１２
と陽極導出面１２ａおよび外装樹脂１８の成形体の一部
の表面に形成される陽極金属層１９と、陰極導出面１６
ａおよび外装樹脂１８の成形体の一部の表面に形成され
る陰極金属層２０とよりなり、これらの金属層１９，２
０はアルカリ脱脂，化学エッチングと触媒付与の前処理
を施した後、無電解Ｎｉメッキにより陽極導出線１２，
陽極導出面１２ａ，陰極導出面１６ａおよび外装樹脂１
８の成形体のそれぞれの表面に形成される。この場合、
陽極金属層１９および陰極金属層２０の膜厚は０．５〜
４．０μmの範囲が下地との接合強度において優れてい
るものである。

【００１６】図３（ｅ）はネガタイプのフォトレジスト
樹脂を塗布して被覆した状態を示したもので、２１はレ
ジスト樹脂層で、このレジスト樹脂層２１の中で、前記
残すべき陽極導出線１２を含む陽極導出面１２ａ，陰極
導出面１６ａおよびこれらに隣接する外装樹脂１８の成
形体の一部を紫外線照射により反応させて残し、その
後、紫外線照射を行っていないレジスト樹脂層２１の部
分を溶解し、続いて前記陽極金属層１９および陰極金属
層２０でない金属層の部分を酸溶解させる。そして最後
に、紫外線照射により反応させたレジスト樹脂層２１の
部分をアルカリ溶解によって除去することにより、陽極
導出線１２を含む陽極導出面１２ａ，陰極導出面１６ａ
およびこれらに隣接する外装樹脂１８の成形体の一部と
対応する陽極金属層１９と陰極金属層２０が露出する。
この場合、外装樹脂１８の成形体の一部に露出した陽極
金属層１９と陰極金属層２０は絶縁帯域を形成し、かつ
電気的に完全に分離された両極部分を構成している。な
お、ポジタイプのフォトレジスト樹脂を塗布して被覆し
た場合は、紫外線照射により反応させたレジスト樹脂層
の部分を溶解させる。

【００１７】図３（ｆ）は両極を半田金属層で被覆した
状態を示したもので、２２は陽極側の半田金属層、２３
は陰極側の半田金属層である。そしてこれらの半田金属
層２２，２３は溶融半田浴中の半田コーティングにより
形成されるが、陽極側の半田金属層２２は図１に示すよ
うに陽極金属層１９の表面を被覆し、一方、陰極側の半
田金属層２３は図１に示すように陰極金属層２０の表面
を被覆する。

【００１８】そしてこのようにして製造したものをエー
ジングし、かつ熱処理等をした後、陽極導出線１２をチ
ップ状タンタル固体電解コンデンサの外形寸法となるよ
うに切断して金属リボン１３より個片化し、それを検査
後、完成品とさせる。

【００１９】上記した本発明の一実施例における製造方
法においては、外装樹脂１８の陽極導出面１２ａおよび
陰極導出面１６ａに形成され、かつ半田金属層２１，２
２により被覆される陽極金属層１９および陰極金属層２
０をフォトレジストを用いて形成するようにしているた
め、エッチングするパターンを短時間で陽極金属層１９
と陰極金属層２０の形状寸法に正確に形成することがで
きる。これにより、外観不良を出すことなく、陽極金属
層１９と陰極金属層２０を確実に形成することができ
る。また陽極金属層１９と陰極金属層２０の形成時にお
いて、組立ストレスがコンデンサ素子１１ａにかかるこ
とはないため、電気的特性ならびに歩留まりにおいても
優れたものを得ることができる。

【００２０】また図４に示す従来における外部取り出し
用の陽極端子５および陰極端子６を省くことができるた
め、従来における陽極端子５，陰極端子６の板厚１００
μmを最大４．０μm程度のメッキ厚に変更でき、これに
より端子材料としての使用量を大幅に減少させることが
できる。

【００２１】そしてまた従来における外部取り出し用の
陽極端子５の溶接スペースと折り曲げスペースをそれぞ
れ省けるため、体積のより大きい、つまり２ランクぐら
い容量がアップしたコンデンサ素子１１ａを所定寸法の
外装樹脂１８内に収納することができ、これにより、従
来のものに比べ、１／２．６に小形化することができ
る。

【００２２】なお、上記本発明の一実施例においては、
コンデンサ素子１１ａの陰極層１５とは別個に陰極導電
体層１６を設けたものについて説明したが、コンデンサ
素子１１ａを外装樹脂１８で被覆した場合、前記陰極層
１５が外装樹脂１８の端面より直接露出するように構成
してもよく、要は外装樹脂１８の端面より陰極部が露出
するように構成すればよいものである。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明のチップ状固体電解
コンデンサの製造方法によれば、外装樹脂の陽極導出面
および陰極部に形成される陽極金属層および陰極金属層
をフォトレジストを用いて形成するようにしているた
め、エッチングするパターンを短時間で金属層の形状寸
法に正確に形成することができ、これにより、外観不良
を出すことなく、陽極金属層と陰極金属層を形成するこ
とができ、また陽極金属層と陰極金属層の形成時におい
てストレスがコンデンサ素子にかかることはないため、
電気的特性ならびに歩留まりにおいても優れたものが得
られる。さらに従来における外部取り出し用の陽極端子
および陰極端子を省くことができるため、従来における
陽極端子，陰極端子の板厚１００μmを最大４．０μmの
メッキ厚に変更でき、これにより、端子材料としての使
用量を大幅に減少させることができ、また従来における
外部取り出し用の端子の溶接スペースと折り曲げスペー
スをそれぞれ省けるため、体積のより大きい、つまり２
ランクぐらい容量がアップしたコンデンサ素子を外装樹
脂内に収納することができ、これにより、従来のものに
比べ、１／２．６に小形化することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるチップ状タンタル固
体電解コンデンサの断面図

【図２】同チップ状タンタル固体電解コンデンサの陰極
導電体層を分厚く形成した状態を示す断面図

【図３】（ａ）〜（ｆ）同チップ状タンタル固体電解コ
ンデンサの製造工程を示す斜視図

【図４】従来のチップ状タンタル固体電解コンデンサの
断面図

【符号の説明】

１１ 陽極体 １１ａ コンデンサ素子 １２ 陽極導出線 １２ａ 陽極導出面 １５ 陰極層 １６ａ 陰極導出面 １８ 外装樹脂 １９ 陽極金属層 ２０ 陰極金属層 ２１ レジスト樹脂層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上岡 浩二 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−20014（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−68961（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01G 9/004

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極導出線を具備し、かつ弁作用金属か
   らなる陽極体の表面に誘電体性酸化皮膜、電解質層、陰
   極層を順次積層してコンデンサ素子を構成し、このコン
   デンサ素子を上記陽極導出線と陰極部が相対向する方向
   に露出するように外装樹脂で被覆し、続いて上記陽極導
   出線を含む陽極体の表面全体に無電解Ｎｉメッキにより
   金属層を形成し、さらにこの金属層上にフォトレジスト
   樹脂を塗布した後、上記陽極導出線を含む陽極面、陰極
   導出面およびこれらに隣接する外装樹脂の一部に塗布さ
   れたフォトレジスト樹脂を紫外線照射により反応させて
   残し、かつ紫外線照射を行っていないフォトレジスト樹
   脂を溶解し、続いてこのフォトレジスト樹脂を溶解した
   部分の金属層を酸溶解させた後、上記紫外線照射により
   反応させたフォトレジスト樹脂をアルカリ溶解によって
   除去することにより、陽極導出線を含む陽極面、陰極導
   出面およびこれらに隣接する外装樹脂の一部に陽極金属
   層と陰極金属層を夫々形成するようにしたチップ状固体
   電解コンデンサの製造方法。