JP3869822B2 - 表面実装薄型コンデンサ - Google Patents
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Description
本発明は、高分子を電解質として用いた固体電解コンデンサに関し、詳しくは、表面実装薄型コンデンサに関する。
従来、この種のコンデンサとしては、図２及び図３に示すものが知られている（以下、夫々、従来技術１及び２と呼ぶ）。
図２に示す従来技術１による固体電解コンデンサは、２端子モールドタイプと呼ばれている（例えば、特許文献１、参照）。この従来技術１によるの固体電解コンデンサ１１０は、導電性機能高分子膜を固体電解質としており、弁作用金属であるアルミニウム箔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、この陽極酸化被膜層の表面に、弁作用陽極体１の一端を覆うように一部分１ｄに導電性機能高分子膜２を形成し、さらにその周囲にグラファイト層３を形成し、さらに、銀ペースト層からなる陰極層４を順次形成した後、弁作用陽極体１のレジスト層１ｅが形成された部分に連続する他端部側１ｆの上面側に、リードを接続し、陰極層４の下面にリードを接続して引き出し、外装樹脂（モールド樹脂）５１でもモールドすることで形成されている。
図２に示す固体電解コンデンサは、リード端子として、コの字形状の陽極端子５２の一端内側面を接続し、陰極層４の下面にリード端子としてコの字形状の陰極端子５３の一端上面側を接合して、夫々を引き出して、陽極端子５２の側面部と下端部及び陰極端子５３の側面部と下端部を，夫々露出させるように形成して、底面に実装端子部を備えた表面実装型コンデンサを形成するものである。
なお、以下の説明において、コンデンサ素子又は単に素子とは、弁作用陽極体１の一部に導電性機能高分子膜２、グラファイト層３、陰極層４として銀ペ−スト層を順次形成したものを呼ぶ。
図３に示す従来技術２による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（例えば、特許文献２、参照）。この従来技術２による固体電解コンデンサ１２０は、導電性機能高分子膜２を固体電解質としており、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、この陽極酸化被膜層表面の中央部１ａを覆うように、導電性機能高分子膜２を形成し、さらにその周囲にグラファイト層３を形成し、さらに、陰極層４として銀ペ−スト層を順次形成した後、レジスト６が形成された部分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１ｃに、陽極端子用金属板１１，１１を夫々接合して陽極端子としている。陰極層４である銀ペースト層の上側の周囲を熱接着性樹脂含浸テープ５ａで覆い、更に、その上側を、補強板１７で覆い、銀ペースト層の下側の周囲を、熱接着性樹脂含浸テープ５ｂに孔部５ｃを設け、そこに導電ペースト９を充填後、陰極端子用金属板１８で覆って，陰極端子を形成して表面実装型コンデンサとしている。
しかしながら、従来技術１による２端子モールドタイプの固体電解コンデンサは、エポキシ樹脂のモールド樹脂５１によるモールド成型で酸素の侵入を防止していたが、モールド成型では、陽極端子５２とモールド樹脂５１の密着性を上げることが困難で、例えば、矢印５４に示すように、陽極端子５２と、モールド樹脂５１との接合部分において、例えば、矢印５４に示すように大気中から酸素が侵入し、導電性機能高分子膜２を酸化させるなど、酸素の侵入の防止対策が完全ではなく、形状も大きくなるという欠点を有している。
この欠点を解消するために、端子の金メッキ、あるいはシーリング剤を注入をすることも考えられるが、これは製造コストアップにつながる。
一方、従来技術２に開示されているような３端子伝送線路素子タイプでは、素子補強用金属板、及び陰極端子用金属板との間に大きな隙間があり、かつ陰極端子側の熱接着性絶縁樹脂含浸テ−プの面積が、素子陰極層面積と同じか、もしくは小さいため、例えば，符号５５に示すように、熱接着性絶縁樹脂含浸テ−プ５ｂが、完全に銀ペースト層（陰極層４）、グラファイト層３，及び導電性機能高分子膜２の両端２ｄ，３ｄ，４ｄを覆っておらず、素子陰極層の露出部５５があり、酸素の侵入が容易であり、また、符号５６に示す部分においても酸素の浸入が容易であり、従来技術１と同様に，導電性機能高分子膜２からなる電解質層が酸化されやすいという欠点を備えている。
特開平５−２７５２９０号公報
特開２００２−３１３６７６号公報
本発明の技術的課題は、素子内部への酸素の進入がなく、高信頼性、高温耐久性に優れた非外装の表面実装薄型コンデンサを提供することにある。
本発明によれば、板状、又は箔状の弁作用を有する拡面化した金属を陽極体とし、導電性機能高分子を固体電解質としてコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子の両側に熱接着性絶縁樹脂含浸テ−プ、さらに両側それぞれに、素子補強用の金属板、及び半田付け可能な陰極端子用金属板を貼り付け、高温加圧硬化した固体電解コンデンサにおいて、前記素子補強用金属板に陽極体部分と陰極層部分の厚みの差分の段差加工を施したことを特徴とする表面実装薄型コンデンサが得られる。
また、本発明によれば、前記表面実装薄型コンデンサにおいて、前記陽極体部分と陰極層部分の厚みの差分の段差加工を前記陰極端子用金属板にも施したことを特徴とする表面実装薄型コンデンサが得られる。
さらに、本発明によれば、前記表面実装薄型コンデンサにおいて、前記熱接着性絶縁樹脂含浸テ−プが、素子の陰極面積よりも０．１ｍｍ以上外周が広いことを特徴とする表面実装薄型コンデンサが得られる。
本発明によれば、素子内部への酸素の進入がなく、高信頼性、高温耐久性に優れた非外装の表面実装薄型コンデンサを提供することができる。
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固体電解コンデンサの断面図である。図１を参照すると、本発明の実施の形態による表面実装薄型コンデンサ１００は、長方形の平板状の固体電解コンデンサである、図３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表面実装薄型コンデンサ１００は、導電性機能高分子膜２を固体電解質としており、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し、この拡面化した弁作用金属の中央部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１ａを覆うように、導電性機能高分子膜２を形成し、さらにその周囲にグラファイト層３を形成し、さらに、その周囲に銀ペースト層からなる陰極層４を順次形成した後、弁作用金属陽極体１の中央部１ａからレジスト層６が形成された部分１ｂを介して外側に連続する両端１ｃに、陽極端子用金属板１１，１１を夫々接合して陽極端子としている。陰極層４としての銀ペースト層の上側周囲を、熱接着性樹脂含浸テープ５ａで覆い、さらに、その外側を補強板１７で覆い、銀ペースト層の下側には、孔部５ｃを設けた熱接着性樹脂含浸テープ５ｂで覆い、この孔部５ｃに導電ペースト９を充填後、陰極端子用金属板１８で覆っている。尚、本発明の実施の形態においては、熱接着性樹脂含浸テープとして、アクリル基材に、エポキシ樹脂を含浸したものを用いているが、樹脂基材に接着剤を含浸したものであるならば、特に限定されるものではない。
本発明の実施の形態においては、弁作用金属陽極体１の表面に陽極酸化被膜層、導電性機能高分子膜２、グラファイト層３、銀ペースト層（陰極層）４を順次形成した素子の片面、即ち、上面に、少なくとも陰極層の長さＬ１よりも、含浸テープの長さがＬ２だけ長くなるように、陰極面積よりもＬ２＝０．１ｍｍ以上外周が広い熱接着性絶縁樹脂含浸テ−プ５ａを貼り付けた後、その上から素子の弁作用金属陽極体１部分と陰極層４部分の厚みの差分Ｈの段差加工を施した素子補強用の金属板７を貼り付け、さらに素子のもう一方の片面、即ち、下面には、導電ペースト９による導通確保の為の抜き穴５ｃを有し、かつ前記同様の面積を持つ熱接着性絶縁樹脂含浸テ−プ５ｂを貼り付けた後、前記同様の差分Ｈを備えた段差加工を施した半田付け可能な陰極端子用金属板８を貼り付け、高温加圧硬化することにより、素子の陰極層４の外周全てを絶縁樹脂で覆った構成である。尚、本発明の実施の形態においては、導電性機能高分子膜２には、ピロール，チオフェン等を用いることができ、素子補強用の金属板７及び陰極端子用金属板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。
上述した手順により、硬化された素子は、素子両面の絶縁樹脂含浸テープ５ａ，５ｂ、及び段差加工を施した金属板７，８に挟まれ、陰極層４の外周全てを絶縁樹脂で完全に覆われ、外部からの酸素の侵入を防止する。このため、電解質である、導電性機能高分子膜２の酸化が防止でき、電気的性能の劣化、特に等価直列抵抗の増加が抑えられ、安定した高信頼性、高温耐久性に優れた薄型の表面実装型固体電解コンデンサを得ることができる。
以上説明した本発明の実施の形態においては、長方形の平板状のものを例示したが、円板状、ボタン状、その他かまぼこ形であっても良いのは勿論である。
本発明に係る表面実装薄型コンデンサは、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電気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 中央部
１ｃ 両端
２ 導電性機能高分子膜
２ｄ，３ｄ，４ｄ 両端
３ グラファイト層
４ 陰極層
５ａ，５ｂ 熱接着性樹脂含浸テープ
７，１７ 金属板
８，１８ 陰極端子用金属板
９ 導電ペースト
１１ 陽極端子用金属板
５１ 外装樹脂（モールド樹脂）
５２ 陽極端子
５３ 陰極端子
５６ 露出部
１００ 表面実装薄型コンデンサ
１１０，１２０ 固体電解コンデンサ
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５２ 陽極端子
５３ 陰極端子
５６ 露出部
１００ 表面実装薄型コンデンサ
１１０，１２０ 固体電解コンデンサ
Claims (3)
- 板状、又は箔状の弁作用を有する拡面化した金属を陽極体とし、導電性機能高分子を固体電解質としてコンデンサ素子を形成し、このコンデンサ素子の両側に熱接着性絶縁樹脂含浸テ−プ、さらに両側それぞれに、素子補強用の金属板、及び半田付け可能な陰極端子用金属板を貼り付け、高温加圧硬化した固体電解コンデンサにおいて、前記素子補強用金属板に陽極体部分と陰極層部分の厚みの差分の段差加工を施したことを特徴とする表面実装薄型コンデンサ。
- 請求項１記載の表面実装薄型コンデンサにおいて、前記陽極体部分と陰極層部分の厚みの差分の段差加工を前記陰極端子用金属板にも施したことを特徴とする表面実装薄型コンデンサ。
- 請求項１記載の表面実装薄型コンデンサにおいて、前記熱接着性絶縁樹脂含浸テ−プが、素子の陰極面積よりも０．１ｍｍ以上外周が広いことを特徴とする表面実装薄型コンデンサ。
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