JP3888522B2 - Thin solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、気密性が低下することなく保持され、かつコンデンサ特性に優れた、より薄型で小型の固体電解コンデンサ、並びに、より薄型で、大面積、大容量の固体電解コンデンサに関し、より詳しくは、特定構造のコンデンサ素子載置基板と、金属箔の両面に絶縁層を形成させた被覆シートとの間に、コンデンサ素子を挟み込んだ構造の薄型固体電解コンデンサに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、チップ型固体電解質コンデンサは、一般に、導電性高分子による固体電解質陰極層を形成させたコンデンサ素子に、予め所定の寸法に折り曲げた陽極リード及び陰極リードを取り付け、封止樹脂を形成させた構造であり、コンデンサとしては、コンデンサ素子の体積比率が小さく、ロスが大きかった。
【0003】
本発明者らは、先に出願した、特願2001−326508号により、水平方向に離間して、平行に配置された、長尺状の陽極及び陰極電極箔を1組とする電極箔群が、前記電極箔群の各々の一部分を露出させた電極取出部となる第1絶縁層、並びに前記電極箔群と、複数個のコンデンサ素子の陽極及び陰極との接合位置に、貫通孔を各々穿ってなる第2絶縁層に挟持された構造のコンデンサ素子載置基板上に、複数個のコンデンサ素子の陽極及び陰極を、第2絶縁層の貫通孔を通して、前記電極箔群と各々接合させ、封止樹脂をモールドして封止樹脂層を形成させた後、ダイシングソーを用いて、1個、または所望の容量となる複数個のコンデンサ素子を1ユニットの構成とする薄型固体電解コンデンサを提案した。
【0004】
特願2001−326508号では、封止樹脂のモールド時の硬化による樹脂変形がなく、また前記コンデンサ素子載置基板上に、コンデンサ素子を直接載置、接合できるので、薄型で小型のコンデンサ、あるいは、薄型で、大面積、大容量のコンデンサが得られるというものである。
【0005】
上記コンデンサは、薄型コンデンサを達成し得るものの、より薄型のコンデンサを得ようとした場合には、気密性が低下して、コンデンサ特性が劣化してしまうため、コンデンサの厚さには限界があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、封止樹脂のモールド時の硬化による樹脂変形がなく、かつ気密性が低下することなく保持された、優れたコンデンサ特性の、より薄型で小型の固体電解コンデンサ、あるいは、より薄型で、大面積、大容量の固体電解コンデンサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、薄型コンデンサの気密性の保持という観点から、鋭意研究した結果、特願2001−326508号の薄型固体電解コンデンサにおいて、封止樹脂層上に、金属箔の両面に絶縁層を形成させた被覆シートを配置させることにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0007】
すなわち、本発明は、a)水平方向に離間して、平行に配置された、1組の陽極電極箔及び陰極電極箔が、前記電極箔の各々の一部分を露出させた電極取出部となる第1絶縁層、並びに前記電極箔と、コンデンサ素子の陽極及び陰極との接合位置に、貫通孔を各々穿ってなる第2絶縁層により挟持された構造のコンデンサ素子載置基板と、b)コンデンサ素子の陽極及び陰極が、第2絶縁層の貫通孔を通して、前記電極箔と各々接合されたコンデンサ素子と、c)前記コンデンサ素子の封止樹脂層と、d)該封止樹脂層の上の、金属箔の両面に絶縁層を形成させた被覆シートとからなることを特徴とする、薄型で小型の固体電解コンデンサとその製造方法であり、また、上記固体電解コンデンサにおいて、所望の容量に応じ、コンデンサ素子載置基板上に、1ユニットを構成してなる複数個のコンデンサ素子が、載置、接合された、薄型で、大面積、大容量の固体電解コンデンサとその製造方法である。
【0008】
以下、図面を参照して、本発明を、詳細に説明する。
【0009】
図1は、本発明に用いられるコンデンサ素子載置基板の構造を示す斜視模式図である。図2は、コンデンサ素子載置基板上に、縦10個×横2列のコンデンサ素子を、直接、載置、接合させた状態を示す斜視模式図である。図3は、コンデンサ素子が1個の時の薄型固体電解コンデンサの構造の一例を示す断面模式図である。なお、本発明は、図1〜図3により、なんら限定されない。
【0010】
本発明に用いられるコンデンサ素子載置基板は、図1に示すように、水平方向に離間して、交互に平行に配置された、長尺状の陽極電極箔2及び陰極電極箔2’を1組とする電極箔群が、該電極箔群の各々の一部を露出させた電極取出部となる第1絶縁層1、並びに、該電極箔群と、複数個のコンデンサ素子6の陽極及び陰極とを接合させる位置に、貫通孔4、4’が各々穿たれた第2絶縁層3により挟持された構造からなるものである。
【0011】
陽極電極箔2及び陰極電極箔2’としては、一般に、電極として用いられている金属箔であればよい。電気伝導度を考慮すると、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、洋白、42アロイが好ましく、これらの少なくとも1種が用いられる。
【0012】
本発明の目的である、封止樹脂のモールド時の硬化による樹脂変形を防止するには、大面積の金属箔により、コンデンサ素子載置基板に強度を持たせればよい。コンデンサ素子載置基板の陽極電極箔2及び陰極電極箔2’の面積は、大きければ大きいほど、また、離間距離は、小さいければ小さいほどよい。しかしながら、前記電極箔の離間距離が小さ過ぎる場合、陽極と陰極とが短絡する恐れがあり、不都合となるので、前記電極箔の離間距離は、5〜100μmが適当である。
【0013】
また、コンデンサ素子載置基板の陽極電極箔2及び陰極電極箔2’の厚さは、電極箔の種類により異なるが、通常、10〜50μmの範囲である。電極箔の厚さが50μm超の場合、本発明の目的である薄型という点に反し、不都合であり、10μm未満の場合、強度及び作業性に支障をきたすので、不都合である。
【0014】
第1絶縁層1及び第2絶縁層3となる樹脂としては、一般に、プリント配線基板に用いられる樹脂であればよい。例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、充填剤入りエポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂シート、ポリイミド樹脂シート−エポキシ樹脂シート複合材があげられ、これらの少なくとも1種が用いられる。
【0015】
絶縁層の厚さ及び作業性を考慮すると、第1絶縁層1及び第2絶縁層3としては、電極箔の両面に、ポリイミド樹脂シート−エポキシ樹脂シート複合材を貼り合わせたもの、あるいは、一方にポリイミド樹脂シート−エポキシ樹脂シート複合材を貼り合せ、他方にエポキシ樹脂またはフェノール樹脂を印刷させたものが、特に好ましい。
【0016】
第1絶縁層1の厚さは、樹脂の種類により異なるが、本発明の目的である薄型という点を考慮すると、通常、10〜50μmの範囲である。また、第2絶縁層3のコンデンサ素子載置基板の強度への影響は、第1絶縁層より少なく、コンデンサ素子6との絶縁性が保持できる限り、薄ければ薄いほどよい。第2絶縁層3の厚さは、作業性を考慮して、通常、5〜25μmの範囲が適当である。
【0017】
第2絶縁層3に穿つ貫通孔4、4’は、コンデンサ素子6の陽極及び陰極に対応する位置に、各々設けられる。陽極貫通孔4は、コンデンサ素子6の陰極と短絡しない位置に設けることが必要である。
【0018】
貫通孔径は、用いられるコンデンサ素子6の種類により、適宜設定される。例えば、エッチドアルミニウム箔を用いた場合、陽極貫通孔径は、少なくとも0.5mmφ以上、かつ陽極短径の2倍以下であり、陰極貫通孔径は、少なくとも0.5mmφ以上、かつ陰極短径の3/4以下の範囲が適当である。
【0019】
コンデンサ素子載置基板の第1絶縁層1側の陽極電極箔2及び陰極電極箔2’の露出部分には、金メッキ、銀メッキまたはハンダメッキが施され、電極取出部となる。また、第2絶縁層3側の貫通孔4、4’の陽極電極箔2及び陰極電極箔2’が露出している部分には、金メッキまたは銀メッキが施されていることが適当である。
【0020】
本発明に用いられるコンデンサ素子載置基板は、構造が簡単であり、またコンデンサ素子を、容易かつ簡単に、載置、接合できるので、作業性よく、容易に、コンデンサを作製することができる。
【0021】
本発明に用いられるコンデンサ素子6としては、特公平4−74853号公報等の周知の方法により、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアニリン等の導電性高分子による固体電解質陰極層を形成させた、エッチドアルミニウム箔、タンタル焼結体、ニオブ焼結体またはチタン焼結体があげられる。本発明の目的である薄型及び気密性を考慮すると、エッチドアルミニウム箔を用いたコンデンサ素子が、素子体積に対する上下の面積割合が大きく、特に好適である。
【0022】
コンデンサ素子6の陽極と、コンデンサ素子載置基板の陽極電極箔2との接合は、第2絶縁層3の貫通孔4を通して、銀ペースト等の導電性ペースト5を用いて、直接、接合させる方法の他、コンデンサ素子6の陽極に、金、銀、銅、ニッケル等の金属を超音波接合させるか、あるいは、金、銀、銅、ニッケルまたはスズを、溶射またはメッキさせた後、第2絶縁層3の貫通孔4を通して、銀ペースト等の導電性ペースト5またはハンダにより、接合させる方法によって行われる。
【0023】
上記方法の内、金または銅バンプボールを超音波接合、銅を溶射、または銅メッキさせた後、導電性ペースト5により接合させる方法が好ましい。コンデンサ素子のサイズが小さいことを考慮すると、金または銅バンプボールを超音波接合、または銅を溶射させた後、導電性ペースト5により、接合させる方法が、作業性よく、特に好ましい。
【0024】
コンデンサ素子6の陰極と、コンデンサ素子載置基板の陰極電極箔2’との接合は、コンデンサ素子6の陰極を、第2絶縁層3の貫通孔4’を通して、銀ペースト等の導電性ペースト5’を用いて、直接、接合させることにより行われる。
【0025】
図2は、コンデンサ素子載置基板上に、複数個のコンデンサ素子6を、直接、載置、接合させた状態を示す斜視模式図である。
【0026】
コンデンサ素子載置基板上に、図2のように、コンデンサ素子6を、直接、載置、接合させた後、予め作製した被覆シートを、コンデンサ素子6の上方に配置させる。
【0027】
封止樹脂層7の気密性の低下を抑制し、保持させるための被覆シートは、金属箔8の両面に絶縁層9、9’を形成させたものである。
【0028】
被覆シートの金属箔8としては、封止樹脂層の気密性を保持できる金属箔であればよい。例えば、安価な点で、銅、ニッケルまたはアルミニウムが好ましい。
【0029】
また、金属箔8の厚さは、封止樹脂層7の気密性を保持できればよく、本発明の目的である薄型を考慮すると、薄ければ薄いほどよい。本発明の金属箔8としては、一般的な箔以外の金属蒸着膜等も含まれる。
【0030】
金属箔8は、封止樹脂層7の気密性を保持できる範囲であれば、一枚箔、適宜孔の開いた箔、水平方向に適宜離間させた複数枚の箔等のいずれの形状でも差支えない。
【0031】
被覆シートの絶縁層9、9’となる樹脂としては、一般に、プリント配線基板に用いられる樹脂であればよい。例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、充填剤入りエポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂シート、ポリイミド樹脂シート−エポキシ樹脂シート複合材があげられ、これらの少なくとも1種が用いられる。
【0032】
被覆シートの絶縁層9、9’の厚さは、樹脂の種類により異なるが、本発明の目的である薄型及び作業性を考慮すると、通常、5〜25μmの範囲が適当である。
【0033】
コンデンサ素子載置基板上に、図2のように、複数個のコンデンサ素子6を載置、接合させた後、コンデンサ素子6の上方に、上記気密性保持用の被覆シートを配置させ、ついで、コンデンサ素子載置基板と被覆シートとの間に、エポキシ樹脂等を封入、硬化させて、封止樹脂層7を形成させ、ついで、ダイシングソーを用いて、縦横、切断して、本発明の薄型固体電解コンデンサを完成する。
【0034】
上記方法では、コンデンサ素子載置基板と被覆シートとの間に、封止樹脂を封入、硬化させているが、コンデンサ素子載置基板上のコンデンサ素子を、封止樹脂でモールドさせた後、気密性保持用の被覆シートを配置させても、差支えない。
【0035】
図3は、以上のようにして完成した、コンデンサ素子が1個の時の薄型固体電解コンデンサの構造の一例を示す断面模式図である。
【0036】
なお、本発明の薄型固体電解コンデンサは、図3のように、コンデンサ素子が1個の場合だけでなく、所望の容量に応じ、縦横、複数個のコンデンサ素子を1ユニットの構成としてもよい。この場合、薄型で、大面積、大容量の固体電解コンデンサを得ることができる。
【0037】
本発明の固体電解コンデンサは、5〜100μmの狭い間隔で離間して配置された、陽極及び陰極電極箔を1組とする電極箔群が、前記電極箔群の各々の一部分を露出させた電極取出部となる第1絶縁層と、コンデンサ素子の陽極及び陰極との接合位置に、貫通孔を各々設けてなる第2絶縁層とに挟持された構造のコンデンサ素子載置基板上に、順次、コンデンサ素子、封止樹脂層、金属箔の両面に絶縁層を形成させた被覆シートが配置されてなり、コンデンサ素子載置基板及び被覆シートにより、封止樹脂のモールド時の硬化による樹脂変形が、効果的に防止される。
【0038】
本発明の固体電解コンデンサは、従来のコンデンサのように、コンデンサ素子に陽極リード及び陰極リードを取り付ける必要がなく、コンデンサ素子載置基板上に、コンデンサ素子を、直接載置、接合されてなり、薄型で小型のコンデンサを得ることができる。
【0039】
本発明では、コンデンサ素子載置基板及び被覆シートにより、封止樹脂のモールド時の硬化によるシートの反りを極力抑制でき、樹脂変形がなく、封止樹脂の硬化後、ダイシングソーを用いて切断するには、好適であり、工程が簡略化でき、作業性よく、容易に、コンデンサが作製できる。
【0040】
本発明では、コンデンサ素子載置基板と気密性保持用の被覆シートとの間に、コンデンサ素子を挟み込んでおり、被覆シートのない特願2001−326508号のようなコンデンサと比べ、より薄い厚さのコンデンサでも、気密性を十分保持することができ、より薄型で小型の固体電解コンデサを得ることができる。
【0041】
また、本発明では、所望の容量に応じ、複数個のコンデンサ素子を1ユニットの構成とすることができ、気密性が十分保持された、より薄型で、大面積、大容量の固体電解コンデンサとすることができる。
【0042】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、実施例に基いて、以下に説明する。なお、本発明は、実施例により、なんら限定されない。
【0043】
実施例1
図1に示すように、長さ80mm×横8mm×厚さ18μmの長尺状の銅陽極電極箔2及び銅陰極電極箔2’を1組とする、2組の電極箔群を、水平方向に離間距離100μmで、平行に配置させ、該電極箔群の下方に、ポリイミド樹脂シート(厚さ25μm)−エポキシ樹脂シート(厚さ20μm)を接着層とした、幅4.5mmの複合材を貼り付け、該電極箔群の各々の一部分を露出させて、第1絶縁層1とし、ついで、該電極箔群の上方に、コンデンサ素子6の陽極及び陰極と接合させる部分に、縦10個×横2列の陽極貫通孔(直径1mmφ)4及び陰極貫通孔4’(直径2mmφ)を穿った、ポリイミド樹脂シート(厚さ12μm)−エポキシ樹脂シート(厚さ10μm)を接着層とした複合材を貼り付け、第2絶縁層3とした。ついで、第1絶縁層1側の該金属箔群の露出部分と、第2絶縁層3側の貫通孔4、4’部の該電極箔群の露出部分に、金メッキを施し、コンデンサ素子載置基板を作製した。
【0044】
また、厚さ20μmの銅金属箔8の両面に、ポリイミド樹脂シート(厚さ12μm)にエポキシ樹脂シート(厚さ10μm)を接着層とした複合材を貼り付け、絶縁層9、9’を形成させて、気密性保持用の被覆シートを作製した。
【0045】
厚さ200μmのエッチドアルミニウム箔に、特公平4−74853号公報に開示されている方法に準じて、化学酸化重合及び電解重合による導電性ポリピロールの固体電解質陰極層を形成させた。ついで、該素子の短径の一端の固体電解質陰極層を幅1mmにわたって削りとり、アルミニウム表面を露出させ、陽極を形成させた。該陽極に、金バンプボールを超音波接合させて、縦6mm×横3.6mmのコンデンサ素子6(定格電圧4V、定格容量33μF)を作製した。
【0046】
ついで、図2に示すように、コンデンサ素子載置基板上に載せ、縦10個×横2列のコンデンサ素子6を、直接、載置させ、コンデンサ素子6の陽極及び陰極を、コンデンサ素子載置基板の貫通孔4、4’を通して、銀ペースト5、5’を用いて、電極箔群2、2’と、各々接合させた。
【0047】
次に、コンデンサ素子6の上方に、予め作製した被覆シートを配置させた後、コンデンサ素子載置基板と被覆シートとの間に、エポキシ樹脂を封入し、真空脱泡した後、硬化させて、封止樹脂層7を形成させて、縦10個×横2列のコンデンサ素子を1ユニットの構成とする、薄型、大面積固体電解コンデンサ(厚さ0.7mm)を完成した。
【0048】
完成したコンデンサについて、120Hzでの静電容量(以下、「C」と記す。)及び100kHzでの等価直列抵抗(以下、「ESR」と記す。)の初期値を測定したところ、Cが668μF、ESRが1.45mΩであり、十分満足するコンデンサ特性であった。結果を表1に示す。
【0049】
実施例2
実施例1において、実施例1と同様にして、コンデンサ素子載置基板上に、順次、縦10個×横2列のコンデンサ素子6、封止樹脂層7、及び被覆シートを配置させた後、ダイシングソーを用いて、縦横、切断して、コンデンサ素子数が1個の薄型、小型固体電解コンデンサ(厚さ0.7mm)を完成した。
【0050】
ダイシングソー切断前のシートは、シート両端の反りが1mm未満であり、スムースに切断でき、封止樹脂のモールド時の硬化による樹脂変形が実質的にないものと判断された。
【0051】
図3は、コンデンサ素子数1個の時の薄型固体電解コンデンサの断面模式図である。
【0052】
完成したコンデンサについて、実施例1と同様にして、C及びESRの初期値を測定した。ついで、温度105℃で、電圧4V×500時間、印加させる高温負荷性試験を行った後、ESRを測定した。結果を表1に示す。
【0053】
比較例
実施例1において、金属箔の両面に絶縁層を形成させた被覆シートの代りに、厚さ90μmのガラス布を用いた以外は、実施例1と同様にして、コンデンサ素子載置基板上に、順次、縦10個×横2列のコンデンサ素子6、封止樹脂層7、及びガラス布を配置させた後、ダイシングソーを用いて、縦横、切断して、コンデンサ素子数が1個の薄型、小型固体電解コンデンサ(厚さ0.75mm)を完成した。
【0054】
完成したコンデンサについて、実施例1と同様にして、C及びESRの初期値、及び高温負荷試験(温度105℃×500時間)後のESRを測定した。結果を表1に示す。
【0055】
【表1】
【0056】
表1に示されるように、コンデンサ素子載置基板、コンデンサ素子、封止樹脂層及び被覆シートからなる、本発明のコンデンサ(実施例2)は、被覆シートのないコンデンサ(比較例)と比べ、高温負荷試験後でも、気密性の低下によるESRの上昇が、最小限に抑制されておリ、気密性が保持され、かつ優れた特性のコンデンサであった。
【0057】
【発明の効果】
本発明の固体電解コンデンサは、5〜100μmの狭い間隔で離間して配置された、陽極及び陰極電極箔を1組とする電極箔群が、前記電極箔群の各々の一部分を露出させた電極取出部となる第1絶縁層と、コンデンサ素子の陽極及び陰極との接合位置に、貫通孔を各々設けてなる第2絶縁層とに挟持された3層構造のコンデンサ素子載置基板上に、順次、コンデンサ素子、封止樹脂層、金属箔の両面に絶縁層を形成させた被覆シートが配置されてなり、コンデンサ載置基板及び被覆シートにより、封止樹脂のモールド時の硬化による樹脂変形が、効果的に防止される。
【0058】
本発明では、従来のコンデンサのように、コンデンサ素子に陽極リード及び陰極リードを取り付ける必要がなく、コンデンサ素子載置基板上に、コンデンサ素子が、直接、載置、接合されており、薄型で小型のコンデンサを得ることができる。
【0059】
本発明では、コンデンサ素子載置基板及び被覆シートにより、封止樹脂のモールド時の硬化によるシートの反りを極力抑制でき、樹脂変形がなく、封止樹脂の硬化後、ダイシングソーを用いて切断するには、好適であり、工程が簡略化でき、作業性よく、容易に、コンデンサが作製できる。
【0060】
本発明の固体電解コンデンサは、コンデンサ素子載置基板上に接合させたコンデンサ素子上方に、気密性保持用の被覆シートが配置されてなり、被覆シートのない薄型コンデンサと比べ、より薄い厚さのコンデンサでも、気密性を十分保持することができ、より薄型で小型のコンデサを得ることができる。
【0061】
また、本発明の固体電解コンデンサは、所望の容量に応じ、複数個のコンデンサ素子を1ユニットの構成とすることができ、気密性が十分保持された、より薄型で、大面積、大容量のコンデンサとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に用いられるコンデンサ素子載置基板の構造を示す斜視模式図である。
【図2】コンデンサ素子載置基板上に、複数個のコンデンサ素子を、直接、載置、接合させた状態を示す斜視模式図である。
【図3】コンデンサ素子が1個の時の薄型固体電解コンデンサの構造の一例を示す断面模式図である。
【符号の説明】
1 第1絶縁層
2 陽極電極箔
2’ 陰極電極箔
3 第2絶縁層
4 陽極貫通孔
4’ 陰極貫通孔
5、5’ 導電性ペースト
6 コンデンサ素子
7 封止樹脂層
8 金属箔
9、9’ 絶縁層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thinner and smaller solid electrolytic capacitor that is maintained without deterioration in hermeticity and excellent in capacitor characteristics, and a thinner, large area, large capacity solid electrolytic capacitor. The present invention relates to a thin solid electrolytic capacitor having a structure in which a capacitor element is sandwiched between a capacitor element mounting substrate having a specific structure and a covering sheet having an insulating layer formed on both surfaces of a metal foil.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a chip-type solid electrolyte capacitor is generally formed by attaching an anode lead and a cathode lead bent in advance to a predetermined dimension to a capacitor element in which a solid electrolyte cathode layer made of a conductive polymer is formed, and forming a sealing resin. As the capacitor, the volume ratio of the capacitor element was small and the loss was large.
[0003]
The inventors of the present invention filed an electrode foil group consisting of a pair of elongated anode and cathode electrode foils arranged in parallel and spaced apart in the horizontal direction according to Japanese Patent Application No. 2001-326508 filed earlier. A through-hole is formed in each of the first insulating layer serving as an electrode extraction portion exposing a part of each of the electrode foil groups, and the joining positions of the electrode foil groups and the anodes and cathodes of a plurality of capacitor elements. On the capacitor element mounting substrate having a structure sandwiched between the second insulating layers, the anodes and cathodes of a plurality of capacitor elements are respectively joined to the electrode foil group through the through holes of the second insulating layer, and sealed. After forming a sealing resin layer by molding a stop resin, a thin solid electrolytic capacitor having a single unit or a plurality of capacitor elements having a desired capacity using a dicing saw was proposed. .
[0004]
In Japanese Patent Application No. 2001-326508, there is no resin deformation due to curing at the time of molding of the sealing resin, and a capacitor element can be directly mounted and bonded on the capacitor element mounting substrate. A thin, large area, large capacity capacitor can be obtained.
[0005]
Although the above capacitor can achieve a thin capacitor, when trying to obtain a thinner capacitor, the hermeticity deteriorates and the capacitor characteristics deteriorate, so the thickness of the capacitor is limited. It was.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide a thin and small solid electrolytic capacitor having excellent capacitor characteristics that is not deformed by curing at the time of molding of the sealing resin and is not deteriorated in airtightness. The object is to provide a thin, large area, large capacity solid electrolytic capacitor.
[Means for Solving the Problems]
As a result of earnest research from the viewpoint of maintaining the airtightness of the thin capacitor, the present inventors have found that in the thin solid electrolytic capacitor of Japanese Patent Application No. 2001-326508, an insulating layer is formed on both surfaces of the metal foil on the sealing resin layer. The present inventors have found that the above problems can be solved by arranging the formed covering sheet, and have completed the present invention.
[0007]
That is, according to the present invention, a) a pair of anode electrode foil and cathode electrode foil, which are spaced apart in parallel in the horizontal direction and arranged in parallel, is an electrode extraction part in which a part of each of the electrode foils is exposed. 1) an insulating layer, and a capacitor element mounting substrate having a structure in which the electrode foil is sandwiched by second insulating layers each having a through hole at a junction position between the electrode foil and the anode and cathode of the capacitor element; and b) a capacitor element. A capacitor element bonded to the electrode foil through the through hole of the second insulating layer, c) a sealing resin layer of the capacitor element, and d) above the sealing resin layer, A thin and small-sized solid electrolytic capacitor and a manufacturing method thereof, characterized by comprising a coated sheet having an insulating layer formed on both surfaces of a metal foil. In the solid electrolytic capacitor, according to a desired capacity, Capacitor element On 置基 plate, a plurality of capacitor elements made constitute one unit, placed, bonded, thin, a large area, and a solid electrolytic capacitor having a large capacity manufacturing method thereof.
[0008]
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0009]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the structure of a capacitor element mounting substrate used in the present invention. FIG. 2 is a schematic perspective view showing a state in which capacitor elements of 10 vertical × 2 horizontal rows are directly mounted and bonded on the capacitor element mounting substrate. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure of a thin solid electrolytic capacitor with one capacitor element. In addition, this invention is not limited at all by FIGS.
[0010]
As shown in FIG. 1, the capacitor element mounting substrate used in the present invention includes a long
[0011]
The
[0012]
In order to prevent resin deformation due to curing of the sealing resin at the time of molding, which is an object of the present invention, the capacitor element mounting substrate may be made strong by a large-area metal foil. The larger the area of the
[0013]
Moreover, although the thickness of the
[0014]
In general, the resin used for the first insulating
[0015]
In consideration of the thickness and workability of the insulating layer, the first
[0016]
Although the thickness of the 1st insulating
[0017]
The through
[0018]
The through hole diameter is appropriately set depending on the type of
[0019]
The exposed portions of the
[0020]
The capacitor element mounting substrate used in the present invention has a simple structure, and the capacitor element can be mounted and joined easily and easily. Therefore, the capacitor can be easily manufactured with good workability.
[0021]
As the
[0022]
A method of bonding the anode of the
[0023]
Among the above methods, a method in which gold or copper bump balls are ultrasonically bonded, copper is thermally sprayed, or copper-plated and then bonded by the
[0024]
The cathode of the
[0025]
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a state in which a plurality of
[0026]
As shown in FIG. 2, the
[0027]
The covering sheet for suppressing and retaining the hermeticity of the sealing
[0028]
The
[0029]
Moreover, the thickness of the
[0030]
As long as the
[0031]
In general, the resin used for the insulating
[0032]
Although the thickness of the insulating
[0033]
As shown in FIG. 2, after a plurality of
[0034]
In the above method, the sealing resin is sealed and cured between the capacitor element mounting substrate and the covering sheet. However, after the capacitor element on the capacitor element mounting substrate is molded with the sealing resin, the sealing resin is sealed. There is no problem even if a covering sheet is used to maintain the property.
[0035]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure of a thin solid electrolytic capacitor with one capacitor element completed as described above.
[0036]
As shown in FIG. 3, the thin solid electrolytic capacitor of the present invention is not limited to the case where there is only one capacitor element, but may be configured as a single unit of a plurality of capacitor elements depending on the desired capacity. In this case, a thin, large area, large capacity solid electrolytic capacitor can be obtained.
[0037]
The solid electrolytic capacitor according to the present invention is an electrode in which an electrode foil group having a pair of an anode and a cathode electrode foil arranged at a narrow interval of 5 to 100 μm exposes a part of each of the electrode foil groups. On the capacitor element mounting substrate having a structure sandwiched between the first insulating layer serving as the take-out portion and the second insulating layer provided with the through holes at the junction positions of the anode and the cathode of the capacitor element, sequentially, A capacitor element, a sealing resin layer, and a coating sheet in which an insulating layer is formed on both surfaces of the metal foil are arranged, and the resin deformation due to curing at the time of molding of the sealing resin by the capacitor element mounting substrate and the coating sheet, Effectively prevented.
[0038]
The solid electrolytic capacitor of the present invention does not require the anode lead and the cathode lead to be attached to the capacitor element as in the conventional capacitor, and the capacitor element is directly mounted and bonded on the capacitor element mounting substrate. A thin and small capacitor can be obtained.
[0039]
In the present invention, the capacitor element mounting substrate and the cover sheet can suppress the warpage of the sheet due to curing during molding of the sealing resin as much as possible, there is no resin deformation, and after the sealing resin is cured, it is cut using a dicing saw. Therefore, the capacitor can be easily produced with good workability and with a simplified process.
[0040]
In the present invention, the capacitor element is sandwiched between the capacitor element mounting substrate and the cover sheet for maintaining airtightness, and the thickness is smaller than that of the capacitor as in Japanese Patent Application No. 2001-326508 having no cover sheet. Even with this capacitor, airtightness can be sufficiently maintained, and a thinner and smaller solid electrolytic capacitor can be obtained.
[0041]
Further, according to the present invention, a plurality of capacitor elements can be configured as one unit according to a desired capacity, and a thinner, large-area, large-capacity solid electrolytic capacitor with sufficient airtightness and can do.
[0042]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below based on examples. In addition, this invention is not limited at all by the Example.
[0043]
Example 1
As shown in FIG. 1, two sets of electrode foil groups, each comprising a long copper
[0044]
Further, a composite material in which an epoxy resin sheet (thickness 10 μm) is bonded to a polyimide resin sheet (thickness 12 μm) is pasted on both surfaces of a
[0045]
A solid electrolyte cathode layer of conductive polypyrrole by chemical oxidative polymerization and electrolytic polymerization was formed on an etched aluminum foil having a thickness of 200 μm according to the method disclosed in Japanese Patent Publication No. 4-74853. Next, the solid electrolyte cathode layer at one end of the short diameter of the device was scraped over a width of 1 mm to expose the aluminum surface and form an anode. A gold bump ball was ultrasonically bonded to the anode to produce a capacitor element 6 (rated voltage 4 V, rated capacity 33 μF) having a length of 6 mm and a width of 3.6 mm.
[0046]
Next, as shown in FIG. 2, the
[0047]
Next, after placing a pre-made covering sheet above the
[0048]
The initial value of the capacitance at 120 Hz (hereinafter referred to as “C”) and the equivalent series resistance at 100 kHz (hereinafter referred to as “ESR”) of the completed capacitor was measured, and C was 668 μF. The ESR was 1.45 mΩ, which was a sufficiently satisfactory capacitor characteristic. The results are shown in Table 1.
[0049]
Example 2
In Example 1, in the same manner as in Example 1, after the
[0050]
The sheet before cutting the dicing saw had a warp at both ends of the sheet of less than 1 mm, and was able to be cut smoothly, and it was judged that there was substantially no resin deformation due to curing during molding of the sealing resin.
[0051]
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a thin solid electrolytic capacitor having one capacitor element.
[0052]
About the completed capacitor | condenser, it carried out similarly to Example 1, and measured the initial value of C and ESR. Next, after conducting a high temperature loadability test to be applied at a temperature of 105 ° C. and a voltage of 4 V × 500 hours, ESR was measured. The results are shown in Table 1.
[0053]
Comparative Example In the same manner as in Example 1 except that a glass cloth having a thickness of 90 μm was used instead of the covering sheet in which the insulating layers were formed on both surfaces of the metal foil, the capacitor element mounting substrate was used. Next, after sequentially arranging 10 vertical × 2 horizontal rows of
[0054]
About the completed capacitor | condenser, it carried out similarly to Example 1, and measured the initial value of C and ESR, and ESR after a high temperature load test (temperature of 105 degreeC x 500 hours). The results are shown in Table 1.
[0055]
[Table 1]
[0056]
As shown in Table 1, the capacitor (Example 2) of the present invention consisting of a capacitor element mounting substrate, a capacitor element, a sealing resin layer and a covering sheet is compared with a capacitor without a covering sheet (Comparative Example), Even after the high-temperature load test, the increase in ESR due to the decrease in airtightness was suppressed to a minimum, and the capacitor had excellent characteristics and airtightness was maintained.
[0057]
【The invention's effect】
The solid electrolytic capacitor according to the present invention is an electrode in which an electrode foil group including a pair of an anode and a cathode electrode foil, which are spaced apart at a narrow interval of 5 to 100 μm, exposes a part of each of the electrode foil groups. On the capacitor element mounting substrate having a three-layer structure sandwiched between a first insulating layer serving as an extraction portion and a second insulating layer provided with a through hole at the junction position between the anode and the cathode of the capacitor element, Sequentially, a covering sheet in which an insulating layer is formed on both surfaces of a capacitor element, a sealing resin layer, and a metal foil is arranged, and the resin mounting due to the capacitor mounting substrate and the covering sheet causes resin deformation due to curing during molding of the sealing resin. Effectively prevented.
[0058]
In the present invention, unlike the conventional capacitor, there is no need to attach an anode lead and a cathode lead to the capacitor element, and the capacitor element is directly mounted and bonded on the capacitor element mounting substrate, and is thin and small. Can be obtained.
[0059]
In the present invention, the capacitor element mounting substrate and the cover sheet can suppress the warpage of the sheet due to curing during molding of the sealing resin as much as possible, there is no resin deformation, and after the sealing resin is cured, it is cut using a dicing saw. Therefore, the capacitor can be easily produced with good workability and with a simplified process.
[0060]
In the solid electrolytic capacitor of the present invention, a coating sheet for airtightness is arranged above a capacitor element bonded on a capacitor element mounting substrate, and has a thinner thickness than a thin capacitor without a coating sheet. Even with a capacitor, airtightness can be sufficiently maintained, and a thinner and smaller capacitor can be obtained.
[0061]
Further, the solid electrolytic capacitor of the present invention can have a single unit configuration of a plurality of capacitor elements according to a desired capacity, and is thinner, large area and large capacity with sufficient airtightness. It can be a capacitor.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a structure of a capacitor element mounting substrate used in the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a state in which a plurality of capacitor elements are directly mounted and bonded on a capacitor element mounting substrate.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the structure of a thin solid electrolytic capacitor with one capacitor element.
[Explanation of symbols]
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