JP3883766B2

JP3883766B2 - Solid electrolytic capacitor

Info

Publication number: JP3883766B2
Application number: JP34486099A
Authority: JP
Inventors: 泰広岸本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2007-02-21
Anticipated expiration: 2019-12-03
Also published as: JP2001167976A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップタイプの固体電解コンデンサにおいて、コンデンサ完成品に対するコンデンサ素子の体積比率を向上させたチップコンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の固体電解コンデンサは、図３に示すように、先ず一端に陽極リード(11)が導出されている弁作用金属からなる焼結体等（例えばタンタル焼結体）に誘電体酸化皮膜、固体電解質層、カーボン層、銀ペースト層を順次形成し、コンデンサ素子(２)を完成する。
【０００３】
次に、予め所定の寸法に折り曲げた２つのリードフレーム(21)(22)の内、一方のリードフレーム(21)を陽極リード(11)に溶接接合し、他方のリードフレーム(22)を銀接着剤(４)によって銀ペースト層に接着接続する。
【０００４】
次いで、トランスファーモールド等により、リードフレーム(21)(22)の先端側を露出させた状態にコンデンサ素子(２)を樹脂封止する。
【０００５】
最後に、外装樹脂(６)の外側に導出されたリードフレーム(21)(22)を所定の寸法に折り曲げてプラス電極及びマイナス電極を形成してコンデンサを完成する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
斯かる従来の固体電解コンデンサにおいては、プラス電極側に陽極リード(11)とリードフレーム(21)との接続のための溶接代(23)を、マイナス電極側にリードフレーム(22)の折り曲げ代(24)をとる必要がある。例えば、長さ７．３ｍｍ、幅４．３ｍｍのサイズ（以下、「Ｄケース」という）のコンデンサの場合、プラス電極側及びマイナス電極側の外装樹脂(６)の肉厚Ｌ１、Ｌ２は、夫々約１．８ｍｍであった。
【０００７】
また、従来は、外装樹脂(６)の外側でリードフレーム(21)(22)を折り曲げる必要があり、モールド後の外装樹脂(６)の長さは、Ｄケースの規格値７．３ｍｍに対してリードフレーム(21)(22)の厚み分だけ小さく成型する必要があった（図３参照）。上記の例では、モールド後の外装樹脂(６)の長さは、７．１ｍｍに成型されている。
【０００８】
このため、従来技術においては、コンデンサ完成品に対するコンデンサ素子の体積比率（以下、単に「体積比率」という）を十分に大きくとることができず、体積比率は下記の表１のとおり約２０．４％程度に止まっていた。尚、表１はＤケースで高さ１．８ｍｍのコンデンサを完成させた場合の例である。
【０００９】
【表１】

【００１０】
従って、本発明は、体積比率を向上させることによって、小型で大容量化が図れるチップコンデンサを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る固体電解コンデンサは、上記課題を解決するため、第１、第２導電シートが離間して配置され、該第１、第２導電シート間に絶縁シートが設けられ、一端から陽極リードが導出されると共に外周面に陰極が形成されたコンデンサ素子が前記絶縁シート上に載置され、前記コンデンサ素子の陽極リードが前記第１導電シートに接続され、前記コンデンサ素子の陰極が前記第２導電シートに接続され、前記コンデンサ素子が外装樹脂にて封止された固体電解コンデンサであって、
該固体電解コンデンサの、前記コンデンサ素子からの陽極リードの導出方向に対して垂直な一対の側面に、前記第１、第２導電シートの切断面が露出し、該固体電解コンデンサの外周には、前記第１、第２導電シート及び絶縁シートが露出した部分を除いて、前記外装樹脂が露出していることを特徴とする。
【００１２】
また、前記絶縁シートは、前記第１、第２導電シートに跨って設けられたことを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
固体電解コンデンサは、図６に示す如く、一端に陽極リード(11)を導出し、外周面に陰極を形成したコンデンサ素子(２)に対して樹脂封止を行っている。
【００１４】
コンデンサ素子(２)は、タンタル(Ｔａ)、アルミニウム(Ａｌ)、ニオブ(Ｎｂ)、チタン(Ｔｉ)等の弁作用金属の表面に、陽極酸化等の方法により、誘電体酸化皮膜を生じさせ、該皮膜上にポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の高分子有機半導体を固体電解質として形成せしめた後、カーボン層、銀ペースト層を順次形成して完成する。斯かるコンデンサ素子(２)は、例えば特開平８−１４８３９２号公報等の公知技術によって作製することができるので、コンデンサ素子そのものの製造方法については説明を省略する。
【００１５】
以下の実施例では、弁作用金属としてタンタル焼結体(１)を、固体電解質としてポリピロールを採用した。
（実施例１）
図１に本発明に係る固体電解コンデンサの第1の実施例を示す。
【００１６】
図1において、(２)は一端から陽極リード(11)が導出されたコンデンサ素子、(31)(32)は４２アロイ（鉄ニッケル合金）表面にＮｉメッキ及び半田メッキを順次施した導電シートで、コンデンサ素子(２)の陰極（外周面の銀ペースト層）は導電性接着剤(４)を介して一方の導電シート(32)に接続され、陽極リードは他方の導電シート(31)に溶接あるいは導電性接着剤を介して接続される。また、(５)はコンデンサ素子(２)と導電性シート(31)(32)との間に配され、且つ導電性シート(31)(32)間を電気的に絶縁する絶縁シート、(６)はエポキシ樹脂等からなり、コンデンサ素子(２)を封止する外装樹脂である。
【００１７】
次に斯かる第1の実施例の製造方法を説明する。
【００１８】
先ず、図４に示すように、開口部(33)(33)を有する導電シート(３)を準備し、この開口部(33)(33)上を粘着性テープからなる絶縁シート(５) (５)で塞ぐ。次いで、コンデンサ素子(２)(２)を絶縁シート(５)(５)上に配置し、その陰極（外周面の銀ペースト層）を導電シート(３)に導電性接着剤(４)にて接続し、陽極リード(11)(11)を適宜折り曲げた後、溶接あるいは導電性接着剤にて接続する（図１参照）。ここで、本実施例では、導電シート(３)の開口部(33)(33)の幅を３．０ｍｍ、絶縁シート(５)(５)の幅を３．５ｍｍ、コンデンサ素子(２)(２)の長さ（図４の紙面左右方向）を５．０ｍｍとした。
【００１９】
しかる後、コンデンサ素子(２)(２)を覆うようにエポキシ樹脂等からなる外装樹脂(６)を導電性シート(３)上に塗布し、１５０℃の硬化炉にて３０分間熱処理することによって外装樹脂(６)を硬化させる。尚、本実施例では、外装樹脂(６)の高さを１．６ｍｍとした。
【００２０】
最後に、図面中の１点鎖線に沿って所定寸法にダイシングすることにより、本実施例の固体電解コンデンサが完成する。本実施例では、コンデンサの寸法をＤケース（７．３ｍｍ×４．３ｍｍ）とした。
（実施例２）
図２に本発明に係る固体電解コンデンサの第２の実施例を示す。図２において、第１の実施例と同じものには同番号を付し説明を省略する。
【００２１】
第２の実施例は、導電シート(31)の端部に切り起こし部(34)を設け、この切り起こし部(34)に設けた切り欠き（図示せず）に陽極リード(11)を圧入して接続したものである。
【００２２】
斯かる第２の実施例の製造においては、先ず、図５に示すように、開口部(33)(33)及び切り起こし部(34)(34)を形成した導電シート(３)を準備し、開口部(33)(33)上を粘着性テープからなる絶縁シート(５)で塞ぐ。次いで、コンデンサ素子(２)(２)を絶縁シート(５)(５)上に配置し、その陰極（外周面の銀ペースト層）を導電シート(３)に導電性接着剤(４)にて接続し、陽極リード(11)(11)を切り起こし部(34)(34)に設けた切り欠き（図示せず）に圧入して接続する。ここで、本実施例では、導電シート(３)の開口部(33)(33)の幅を３．０ｍｍ、絶縁シート(５)(５)の幅を３．５ｍｍ、コンデンサ素子(２)(２)の長さ（図５の紙面左右方向）を５．８ｍｍとした。
【００２３】
しかる後、実施例１と同じように各コンデンサ素子(２)(２)を外装樹脂(６)にて封止し、所定寸法にダイシングして固体電解コンデンサを完成させた。尚、本実施例においても第１の実施例と同じく、外装樹脂(６)の高さを１．６ｍｍ、コンデンサの寸法をＤケースとした。
【００２４】
本発明に係る実施例１、２では、図３に示す従来例のように固体電解コンデンサの長さ方向において、外装樹脂(６)の外側でリードフレーム(21)(22)を折り曲げる必要がないため、外装樹脂(６)寸法を大きくすることができ、更にリードフレーム(21)と陽極リード(11)との溶接代(23)及びリードフレーム(22)の折り曲げ代(24)が必要ないため、外装樹脂(６)内に封止されるコンデンサ素子(２)の寸法を大きくすることができる。これらの実施例と従来例の長さ方向の具体的な寸法の関係は表２の通りである。
【００２５】
【表２】

【００２６】
表２に示すように、実施例１、２では、外装樹脂(６)の外形寸法を７．３ｍｍと従来例に比して０．２ｍｍ長く成型することができ、コンデンサ素子(２)の長さにおいては、実施例１で１．５ｍｍ、実施例２で２．３ｍｍ夫々従来例より大きくすることができた。
【００２７】
次に、これら実施例及び従来例の高さ方向の具体的な寸法の関係を表３に示す。
【００２８】
【表３】

【００２９】
表３に示すように、実施例１、２では、従来例においてコンデンサ素子(２)の上面に被さるリードフレーム(22)及び下面に接する様に折り曲げられるリードフレーム(21)(22)の厚みが不要となるため、コンデンサ素子(２)の高さは従来例に比べて０．３ｍｍ高くできた。尚、幅方向の各寸法は、これら実施例及び従来例に変わりはない。
【００３０】
以上の如く、実施例１及び２で用いたコンデンサ素子(２)の体積及び体積比率は表４の通りである。
【００３１】
【表４】

【００３２】
表４に示すように、実施例１では従来例に比してコンデンサ素子(２)の体積を１．８６倍にすることができ、実施例２では２．１５倍にすることができた。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によって体積比率を大きくすることが可能となり、小型で大容量の固体電解コンデンサを実現できる。
【００３４】
また、従来のようにリードフレーム(21)(22)の折り曲げがないため、直列インダクタ成分（ＥＳＬ）の小さいコンデンサを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１による固体電解コンデンサの断面図である。
【図２】本発明の実施例２による固体電解コンデンサの断面図である。
【図３】従来技術による固体電解コンデンサの断面図である。
【図４】本発明の実施例１の製造方法を説明するための平面図である。
【図５】本発明の実施例２の製造方法を説明するための平面図である。
【図６】本発明に係るコンデンサ素子の斜視図である。
【符号の説明】
２コンデンサ素子
３、31、32 導電シート
４導電性接着剤
５絶縁材料
６外装樹脂[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a chip capacitor in which a volume ratio of a capacitor element to a capacitor finished product is improved in a chip type solid electrolytic capacitor.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 3, a conventional solid electrolytic capacitor has a dielectric oxide film, a solid oxide on a sintered body or the like (for example, tantalum sintered body) made of a valve metal having an anode lead (11) led to one end. An electrolyte layer, a carbon layer, and a silver paste layer are sequentially formed to complete the capacitor element (2).
[0003]
Next, of the two lead frames (21) and (22) bent in advance to a predetermined dimension, one lead frame (21) is welded to the anode lead (11), and the other lead frame (22) is joined to silver. An adhesive (4) is adhesively connected to the silver paste layer.
[0004]
Next, the capacitor element (2) is resin-sealed by a transfer mold or the like so that the tip ends of the lead frames (21) and (22) are exposed.
[0005]
Finally, lead frames (21) and (22) led out of the exterior resin (6) are bent to predetermined dimensions to form a plus electrode and a minus electrode, thereby completing a capacitor.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In such a conventional solid electrolytic capacitor, the welding allowance (23) for connecting the anode lead (11) and the lead frame (21) is provided on the positive electrode side, and the bending allowance for the lead frame (22) is provided on the negative electrode side. It is necessary to take (24). For example, in the case of a capacitor having a length of 7.3 mm and a width of 4.3 mm (hereinafter referred to as “D case”), the thicknesses L1 and L2 of the exterior electrode (6) on the plus electrode side and the minus electrode side are respectively It was about 1.8 mm.
[0007]
Also, conventionally, it is necessary to bend the lead frames (21) and (22) outside the exterior resin (6), and the length of the exterior resin (6) after molding is 7.3 mm from the standard value of 7.3 mm for the D case. Therefore, it was necessary to mold the lead frame (21) and (22) as small as possible (see FIG. 3). In the above example, the length of the exterior resin (6) after molding is molded to 7.1 mm.
[0008]
For this reason, in the prior art, the volume ratio of the capacitor element to the finished capacitor product (hereinafter simply referred to as “volume ratio”) cannot be sufficiently large, and the volume ratio is about 20.4 as shown in Table 1 below. It stopped at about%. Table 1 shows an example in which a capacitor having a height of 1.8 mm is completed in the D case.
[0009]
[Table 1]

[0010]
Accordingly, the present invention provides a chip capacitor that can be reduced in size and increased in capacity by improving the volume ratio.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the solid electrolytic capacitor according to the present invention, in order to solve the above-described problem, the first and second conductive sheets are arranged apart from each other, an insulating sheet is provided between the first and second conductive sheets, and an anode lead is provided from one end. And a capacitor element having a cathode formed on the outer peripheral surface is placed on the insulating sheet, an anode lead of the capacitor element is connected to the first conductive sheet, and a cathode of the capacitor element is the second electrode A solid electrolytic capacitor connected to a conductive sheet and having the capacitor element sealed with an exterior resin,
The cut surfaces of the first and second conductive sheets are exposed on a pair of side surfaces perpendicular to the lead-out direction of the anode lead from the capacitor element of the solid electrolytic capacitor, and on the outer periphery of the solid electrolytic capacitor, The exterior resin is exposed except for portions where the first and second conductive sheets and the insulating sheet are exposed.
[0012]
The insulating sheet is provided across the first and second conductive sheets .
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the solid electrolytic capacitor, as shown in FIG. 6, the anode lead (11) is led out at one end, and the capacitor element (2) having the cathode formed on the outer peripheral surface is sealed with resin.
[0014]
Capacitor element (2) produces a dielectric oxide film on the surface of a valve metal such as tantalum (Ta), aluminum (Al), niobium (Nb), titanium (Ti), etc. by a method such as anodic oxidation. A polymer organic semiconductor such as polypyrrole, polythiophene or polyaniline is formed as a solid electrolyte on the film, and then a carbon layer and a silver paste layer are sequentially formed to complete. Since such a capacitor element (2) can be produced by a known technique such as Japanese Patent Laid-Open No. 8-148392, description of the method for producing the capacitor element itself is omitted.
[0015]
In the following examples, tantalum sintered body (1) was adopted as the valve action metal, and polypyrrole was adopted as the solid electrolyte.
Example 1
FIG. 1 shows a first embodiment of a solid electrolytic capacitor according to the present invention.
[0016]
In FIG. 1, (2) is a capacitor element in which an anode lead (11) is led out from one end, and (31) and (32) are conductive sheets in which Ni alloy and solder plating are sequentially applied to the surface of 42 alloy (iron nickel alloy). The cathode of the capacitor element (2) (silver paste layer on the outer peripheral surface) is connected to one conductive sheet (32) via a conductive adhesive (4), and the anode lead is welded to the other conductive sheet (31). Alternatively, they are connected via a conductive adhesive. (5) is an insulating sheet disposed between the capacitor element (2) and the conductive sheets (31) and (32) and electrically insulating the conductive sheets (31) and (32); ) Is an exterior resin made of epoxy resin or the like and sealing the capacitor element (2).
[0017]
Next, the manufacturing method of the first embodiment will be described.
[0018]
First, as shown in FIG. 4, a conductive sheet (3) having openings (33) and (33) is prepared, and an insulating sheet (5) made of adhesive tape is formed on the openings (33) and (33). Close with 5). Next, the capacitor elements (2) and (2) are arranged on the insulating sheets (5) and (5), and the cathode (silver paste layer on the outer peripheral surface) is applied to the conductive sheet (3) with the conductive adhesive (4). After connecting, the anode leads (11) and (11) are appropriately bent, and then connected by welding or a conductive adhesive (see FIG. 1). Here, in this example, the width of the openings (33) and (33) of the conductive sheet (3) is 3.0 mm, the width of the insulating sheets (5) and (5) is 3.5 mm, and the capacitor element (2) ( The length of 2) (left and right direction in FIG. 4) was 5.0 mm.
[0019]
Thereafter, an exterior resin (6) made of an epoxy resin or the like is applied on the conductive sheet (3) so as to cover the capacitor elements (2) and (2), and heat-treated in a curing furnace at 150 ° C. for 30 minutes. The exterior resin (6) is cured. In this example, the height of the exterior resin (6) was 1.6 mm.
[0020]
Finally, the solid electrolytic capacitor of this embodiment is completed by dicing to a predetermined dimension along the one-dot chain line in the drawing. In the present example, the dimensions of the capacitor were D case (7.3 mm × 4.3 mm).
(Example 2)
FIG. 2 shows a second embodiment of the solid electrolytic capacitor according to the present invention. In FIG. 2, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0021]
In the second embodiment, a cut-and-raised part (34) is provided at the end of the conductive sheet (31), and the anode lead (11) is press-fitted into a notch (not shown) provided in the cut-and-raised part (34). Connected.
[0022]
In the manufacture of the second embodiment, first, as shown in FIG. 5, a conductive sheet (3) having openings (33) and (33) and cut and raised portions (34) and (34) is prepared. The openings (33) and (33) are closed with an insulating sheet (5) made of an adhesive tape. Next, the capacitor elements (2) and (2) are arranged on the insulating sheets (5) and (5), and the cathode (silver paste layer on the outer peripheral surface) is applied to the conductive sheet (3) with the conductive adhesive (4). Then, the anode leads (11) and (11) are press-fitted and connected to notches (not shown) provided in the cut and raised portions (34) and (34). Here, in this example, the width of the openings (33) and (33) of the conductive sheet (3) is 3.0 mm, the width of the insulating sheets (5) and (5) is 3.5 mm, and the capacitor element (2) ( The length of 2) (left and right direction in FIG. 5) was 5.8 mm.
[0023]
Thereafter, in the same manner as in Example 1, each capacitor element (2) (2) was sealed with an exterior resin (6), and diced to a predetermined size to complete a solid electrolytic capacitor. In this example, as in the first example, the height of the exterior resin (6) was 1.6 mm, and the dimensions of the capacitor were D case.
[0024]
In the first and second embodiments according to the present invention, it is not necessary to bend the lead frames (21) and (22) outside the exterior resin (6) in the length direction of the solid electrolytic capacitor as in the conventional example shown in FIG. Therefore, the size of the exterior resin (6) can be increased, and the welding allowance (23) between the lead frame (21) and the anode lead (11) and the bending allowance (24) of the lead frame (22) are not required. The dimension of the capacitor element (2) sealed in the exterior resin (6) can be increased. Table 2 shows the relationship between specific dimensions in the length direction of these examples and the conventional example.
[0025]
[Table 2]

[0026]
As shown in Table 2, in Examples 1 and 2, the outer dimension of the exterior resin (6) was 7.3 mm, which was 0.2 mm longer than the conventional example, and the length of the capacitor element (2) In this case, 1.5 mm in Example 1 and 2.3 mm in Example 2 could be made larger than the conventional example.
[0027]
Next, Table 3 shows the relationship between specific dimensions in the height direction of these examples and the conventional example.
[0028]
[Table 3]

[0029]
As shown in Table 3, in Examples 1 and 2, the thicknesses of the lead frame (22) covering the upper surface of the capacitor element (2) and the lead frames (21) and (22) bent so as to contact the lower surface in the conventional example are as follows. Since it becomes unnecessary, the height of the capacitor element (2) can be increased by 0.3 mm compared to the conventional example. In addition, each dimension of the width direction does not change in these Examples and conventional examples.
[0030]
As described above, the volume and volume ratio of the capacitor element (2) used in Examples 1 and 2 are as shown in Table 4.
[0031]
[Table 4]

[0032]
As shown in Table 4, in Example 1, the volume of the capacitor element (2) was 1.86 times that in the conventional example, and in Example 2, it was 2.15 times.
[0033]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the volume ratio can be increased, and a small-sized and large-capacity solid electrolytic capacitor can be realized.
[0034]
Further, since the lead frames (21) and (22) are not bent as in the prior art, a capacitor having a small series inductor component (ESL) can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a solid electrolytic capacitor according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a solid electrolytic capacitor according to Example 2 of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional solid electrolytic capacitor.
FIG. 4 is a plan view for explaining the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view for explaining the manufacturing method according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a perspective view of a capacitor element according to the present invention.
[Explanation of symbols]
2

Capacitor elements

3, 31, 32 Conductive sheet 4 Conductive adhesive 5 Insulating material 6 Exterior resin

Claims

A capacitor element in which first and second conductive sheets are spaced apart, an insulating sheet is provided between the first and second conductive sheets, an anode lead is led out from one end, and a cathode is formed on the outer peripheral surface. Placed on the insulating sheet, the anode lead of the capacitor element is connected to the first conductive sheet, the cathode of the capacitor element is connected to the second conductive sheet, and the capacitor element is sealed with an exterior resin A solid electrolytic capacitor,
Cut surfaces of the first and second conductive sheets are exposed on a pair of side surfaces perpendicular to the lead-out direction of the anode lead from the capacitor element of the solid electrolytic capacitor, and on the outer periphery of the solid electrolytic capacitor, The solid electrolytic capacitor, wherein the exterior resin is exposed except for a portion where the first and second conductive sheets and the insulating sheet are exposed.

The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the insulating sheet is provided across the first and second conductive sheets.