JP3966402B2 - 薄型固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄型で小型の固体電解コンデンサとその製造方法、並びに薄型で、大面積、大容量の固体電解コンデンサとその製造方法に関し、より詳しくは、封止樹脂のモールド時の硬化による樹脂変形のない、コンデンサ素子を載置させる基板に特徴を有する薄型固体電解コンデンサとその製造方法に関する。
【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、導電性高分子により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、封止樹脂層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】
特開２００１−１０２２５２号公報及び特開２００１−１６７９７６号公報には、上記問題を解決する小型、大容量のチップ型固体電解コンデンサが開示されている。
【０００４】
特開２００１−１６７９７６号公報では、離間して配置された導電シート間に設けた絶縁シート上にコンデンサ素子を載置させ、接合させたものであり、特開２００１−１０２２５２号公報と同様、体積比率の大きいチップ型コンデンサである。該コンデンサは、封止樹脂のモールド時の樹脂変形防止については、考慮されていなかった。
【０００５】
また、特開２００１−１０２２５２号公報では、スルーホールを有するガラス布・エポキシ樹脂の両面に銅張回路を形成させ、かつ両面に貼られた銅が該樹脂のスルーホールにより接続された回路基板の一方にコンデンサ素子を接合させたものであり、体積比率の大きいチップ型コンデンサである。該コンデンサは、封止樹脂のモールド時に樹脂変形は防止できると思われるが、前記回路基板を作製するには、煩雑な工程を要すると考えられる。
【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、かつ薄型で小型の固体電解コンデンサ、または薄型で、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り、また、より簡易な工程で、容易にコンデンサが作製できる製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意研究した結果、簡単な工程で容易に作製できる、特定の構造のコンデンサ素子載置基板上に、導電性高分子により固体電解質陰極層を形成させたコンデンサ素子を、直接載置、接合させることにより、上記課題が解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
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絶縁層とに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、前記電極箔に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。
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明を、詳細に説明する。
【００１０】
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、コンデンサ素子数が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。
【００１１】
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、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、各々接合させる位置に、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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、作業性を考慮すると、通常、５〜２５μｍの範囲が適当である。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、本発明のコンデンサが、作業性よく容易に作製できる。
【００２２】
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という点を考慮すると、エッチドアルミニウム箔を用いたコンデンサ素子は、薄型であり、特に好適である。
【００２３】
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。
【００２４】
上記方法の内、金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。
【００２５】
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。
【００２６】
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上に、エポキシ樹脂等の封止樹脂をモールド、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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個の時の場合だけでなく、所望の容量に応じ、複数個のコンデンサ素子を１ユニットの構成とさせてもよい。この場合、薄型で、大面積、大容量の固体電解コンデンサを作製することができる。
【００２９】
本発明は、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絶縁層とにより挟持された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、接合させた後、封止樹脂層を形成させており、封止樹脂のモールド時の硬化による樹脂変形がない。
【００３０】
本発明は、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、接合させており、薄型で小型の固体電解コンデンサが得られる。また、所望の容量に応じて、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、薄型で、大面積、大容量の固体電解コンデンサが得られる。
【００３１】
本発明は、封止樹脂のモールド時の硬化によるシートの反りが抑制でき、実質的に樹脂変形がないので、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、接合後、封止樹脂層を形成させた後、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。
【００３２】
【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。
【００３３】
実施例１
図１に示すように、長さ８０ｍｍ×幅８ｍｍ×厚さ１８μｍの長尺状の銅陽極電極箔２及び陰極電極箔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、コンデンサ素子の陽極及び陰極と接合させる部分に、縦１０組×横２列の陽極貫通孔４（直径１ｍｍφ）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側の該電極箔群の露出部分と、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。
【００３４】
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した。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、陽極を形成した。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。
【００３５】
ついで、図２に示すように、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、前記電極箔群２、２’と、各々接合させた。
【００３６】
さらに、コンデンサ素子載置基板に接合させたコンデンサ素子６を、封止樹脂としてエポキシ樹脂を用いて、モールド、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を完成した。
【００３７】
得られたコンデンサについて、１２０Ｈｚでの静電容量及び１００ｋＨｚでのＥＳＲを測定した。得られたコンデンサの特性は、十分満足するものであった。結果を表１に示す。
【００３８】
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、縦１０個×横２列のコンデンサ素子６を、直接載置、接合し、封止樹脂層７を形成させた後、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を完成した。なお、縦１０個×横２列のコンデンサ素子を、直接載置、接合後、封止樹脂層７を形成させたシートは、シート両端の反りが１ｍｍ未満であり、ダイシングソーによる切断も、スムースに行うことができ、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。
【００３９】
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。
【００４０】
得られたコンデンサについて、実施例１と同様、コンデンサの特性を測定した。得られたコンデンサの特性は、十分満足するものであった。結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
【００４２】
比較例
実施例１において、陽極及び陰極電極箔２、２’の離間距離を１ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、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固体電解コンデンサを完成した。
【００４３】
比較例のコンデンサは、封止樹脂の硬化時の収縮により、シート両端が５ｍｍ反り上がってしまい、封止樹脂のモールド時の硬化による樹脂変形がみられ、次工程のダイシングソーによる切断に支障をきたした。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は、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、並びに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絶縁層により挟持された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、接合させ、封止樹脂層を形成させるので、封止樹脂のモールド時の硬化による樹脂変形がない。
【００４５】
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、本発明のコンデンサが、作業性よく容易に作製できる。
【００４６】
本発明は、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の上に、コンデンサ素子が、直接載置、接合されており、薄型で小型の固体電解コンデサが得られる。また、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、薄型で、大面積、大容量の固体電解コンデンサが得られる。
【００４７】
本発明は、封止樹脂のモールド時の硬化によるシートの反りが抑制でき、実質的に樹脂変形がないので、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載置、接合後、封止樹脂層を形成させた後、ダイシングソーにより、切断するには、好適であり、簡易な工程で、作業性よく、容易に作製できる。
【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、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】コンデンサ素子数が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
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄型で小型の固体電解コンデンサとその製造方法、並びに薄型で、大面積、大容量の固体電解コンデンサとその製造方法に関し、より詳しくは、封止樹脂のモールド時の硬化による樹脂変形のない、コンデンサ素子を載置させる基板に特徴を有する薄型固体電解コンデンサとその製造方法に関する。
【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、導電性高分子により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、封止樹脂層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】
特開２００１−１０２２５２号公報及び特開２００１−１６７９７６号公報には、上記問題を解決する小型、大容量のチップ型固体電解コンデンサが開示されている。
【０００４】
特開２００１−１６７９７６号公報では、離間して配置された導電シート間に設けた絶縁シート上にコンデンサ素子を載置させ、接合させたものであり、特開２００１−１０２２５２号公報と同様、体積比率の大きいチップ型コンデンサである。該コンデンサは、封止樹脂のモールド時の樹脂変形防止については、考慮されていなかった。
【０００５】
また、特開２００１−１０２２５２号公報では、スルーホールを有するガラス布・エポキシ樹脂の両面に銅張回路を形成させ、かつ両面に貼られた銅が該樹脂のスルーホールにより接続された回路基板の一方にコンデンサ素子を接合させたものであり、体積比率の大きいチップ型コンデンサである。該コンデンサは、封止樹脂のモールド時に樹脂変形は防止できると思われるが、前記回路基板を作製するには、煩雑な工程を要すると考えられる。
【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、かつ薄型で小型の固体電解コンデンサ、または薄型で、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り、また、より簡易な工程で、容易にコンデンサが作製できる製造方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決すべく、鋭意研究した結果、簡単な工程で容易に作製できる、特定の構造のコンデンサ素子載置基板上に、導電性高分子により固体電解質陰極層を形成させたコンデンサ素子を、直接載置、接合させることにより、上記課題が解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
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絶縁層とに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、前記電極箔に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。
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明を、詳細に説明する。
【００１０】
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、コンデンサ素子数が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。
【００１１】
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、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、各々接合させる位置に、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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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、作業性を考慮すると、通常、５〜２５μｍの範囲が適当である。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、本発明のコンデンサが、作業性よく容易に作製できる。
【００２２】
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という点を考慮すると、エッチドアルミニウム箔を用いたコンデンサ素子は、薄型であり、特に好適である。
【００２３】
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。
【００２４】
上記方法の内、金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。
【００２５】
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。
【００２６】
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上に、エポキシ樹脂等の封止樹脂をモールド、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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個の時の場合だけでなく、所望の容量に応じ、複数個のコンデンサ素子を１ユニットの構成とさせてもよい。この場合、薄型で、大面積、大容量の固体電解コンデンサを作製することができる。
【００２９】
本発明は、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絶縁層とにより挟持された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、接合させた後、封止樹脂層を形成させており、封止樹脂のモールド時の硬化による樹脂変形がない。
【００３０】
本発明は、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、接合させており、薄型で小型の固体電解コンデンサが得られる。また、所望の容量に応じて、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、薄型で、大面積、大容量の固体電解コンデンサが得られる。
【００３１】
本発明は、封止樹脂のモールド時の硬化によるシートの反りが抑制でき、実質的に樹脂変形がないので、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、接合後、封止樹脂層を形成させた後、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。
【００３２】
【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。
【００３３】
実施例１
図１に示すように、長さ８０ｍｍ×幅８ｍｍ×厚さ１８μｍの長尺状の銅陽極電極箔２及び陰極電極箔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、コンデンサ素子の陽極及び陰極と接合させる部分に、縦１０組×横２列の陽極貫通孔４（直径１ｍｍφ）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側の該電極箔群の露出部分と、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。
【００３４】
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した。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、陽極を形成した。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。
【００３５】
ついで、図２に示すように、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、前記電極箔群２、２’と、各々接合させた。
【００３６】
さらに、コンデンサ素子載置基板に接合させたコンデンサ素子６を、封止樹脂としてエポキシ樹脂を用いて、モールド、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を完成した。
【００３７】
得られたコンデンサについて、１２０Ｈｚでの静電容量及び１００ｋＨｚでのＥＳＲを測定した。得られたコンデンサの特性は、十分満足するものであった。結果を表１に示す。
【００３８】
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、縦１０個×横２列のコンデンサ素子６を、直接載置、接合し、封止樹脂層７を形成させた後、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を完成した。なお、縦１０個×横２列のコンデンサ素子を、直接載置、接合後、封止樹脂層７を形成させたシートは、シート両端の反りが１ｍｍ未満であり、ダイシングソーによる切断も、スムースに行うことができ、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。
【００３９】
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。
【００４０】
得られたコンデンサについて、実施例１と同様、コンデンサの特性を測定した。得られたコンデンサの特性は、十分満足するものであった。結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】
比較例
実施例１において、陽極及び陰極電極箔２、２’の離間距離を１ｍｍとした以外は、実施例１と同様にして、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固体電解コンデンサを完成した。
【００４３】
比較例のコンデンサは、封止樹脂の硬化時の収縮により、シート両端が５ｍｍ反り上がってしまい、封止樹脂のモールド時の硬化による樹脂変形がみられ、次工程のダイシングソーによる切断に支障をきたした。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は、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、並びに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絶縁層により挟持された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、接合させ、封止樹脂層を形成させるので、封止樹脂のモールド時の硬化による樹脂変形がない。
【００４５】
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、本発明のコンデンサが、作業性よく容易に作製できる。
【００４６】
本発明は、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の上に、コンデンサ素子が、直接載置、接合されており、薄型で小型の固体電解コンデサが得られる。また、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、薄型で、大面積、大容量の固体電解コンデンサが得られる。
【００４７】
本発明は、封止樹脂のモールド時の硬化によるシートの反りが抑制でき、実質的に樹脂変形がないので、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載置、接合後、封止樹脂層を形成させた後、ダイシングソーにより、切断するには、好適であり、簡易な工程で、作業性よく、容易に作製できる。
【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、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】コンデンサ素子数が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
Claims (20)
- 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、前記電極箔に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からなることを特徴とする薄型固体電解コンデンサ。
- ａ）水平方向に離間して、平行に配置された、長尺状の陽極電極箔及び陰極電極箔を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、前記電極箔群に各々接合された、１ユニットを構成する複数個のコンデンサ素子と、ｃ）前記コンデンサ素子の封止樹脂層とからなることを特徴とする薄型固体電解コンデンサ。
- 電極箔が、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、洋白及び４２アロイからなる群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薄型固体電解コンデンサ。
- 電極箔の離間距離が、５〜１００μｍであり、かつ電極箔の厚さが、１０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の薄型固体電解コンデンサ。
- 電極箔の第１絶縁層側の露出部分に、金メッキ、銀メッキ及びハンダメッキからなる群から選ばれた１種が施され、かつ第２絶縁層側の貫通孔部分に、金メッキまたは銀メッキが施されてなることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の薄型固体電解コンデンサ。
- 第１絶縁層及び第２絶縁層が、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及びポリイミド樹脂シート−エポキシ樹脂シート複合材からなる群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の薄型固体電解コンデンサ。
- 第１絶縁層及び第２絶縁層の少なくとも一方が、ポリイミド樹脂シート−エポキシ樹脂シート複合材であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の薄型固体電解コンデンサ。
- コンデンサ素子が、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、ニオブ焼結体及びチタン焼結体からなる群から選ばれた１種であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の薄型固体電解コンデンサ。
- コンデンサ素子が、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であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の薄型固体電解コンデンサ。
- コンデンサ素子の陽極とコンデンサ素子載置基板の陽極電極箔とが、導電性ペーストにより直接接合、あるいは、コンデンサ素子の陽極が金バンプポールを超音波接合、銅を溶射または銅メッキされた後、導電性ペーストまたはハンダにより、接合されてなることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の薄型固体電解コンデンサ。
- 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の下方に、前記電極箔の各々の一部分を露出させて電極取出部とする第１絶縁層を、また上方に、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、貫通孔を各々穿った第２絶縁層を形成させたコンデンサ素子載置基板上に、コンデンサ素子を載置させ、第２絶縁層の貫通孔を通して、コンデンサ素子の陽極及び陰極を、前記電極箔に各々接合させた後、該コンデンサ素子上に、封止樹脂をモールド、硬化させ、封止樹脂層を形成させることを特徴とする薄型固体電解コンデンサの製造方法。
- 水平方向に離間して、平行に配置された、長尺状の陽極電極箔及び陰極電極箔を１組とする電極箔群の下方に、前記電極箔群の各々の一部分を露出させて電極取出部とする第１絶縁層を、また上方に、前記電極箔群とコンデンサ素子の陽極及び陰極との接合位置に、貫通孔を各々穿った第２絶縁層を形成させたコンデンサ素子載置基板上に、１ユニットを構成する複数個のコンデンサ素子を載置させ、第２絶縁層の貫通孔を通して、コンデンサ素子の陽極及び陰極を、前記電極箔群に各々接合させた後、該コンデンサ素子上に、封止樹脂をモールドさせ、封止樹脂層を形成させることを特徴とする薄型固体電解コンデンサの製造方法。
- 電極箔が、銅、銀、アルミニウム、ニッケル、洋白及び４２アロイからなる群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の薄型固体電解コンデンサの製造方法。
- 電極箔の離間距離が、５〜１００μｍであり、かつ電極箔の厚さが、１０〜５０μｍであることを特徴とする請求項１１から請求項１３のいずれか１項に記載の薄型固体電解コンデンサの製造方法。
- 電極箔の第１絶縁層側の露出部分に、金メッキ、銀メッキ及びハンダメッキからなる群から選ばれた１種が施され、かつ第２絶縁層側の貫通孔部分に、金メッキまたは銀メッキが施されることを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載の薄型固体電解コンデンサの製造方法。
- 第１絶縁層及び第２絶縁層が、フェノール、ポリイミド、エポキシ、充填剤入りエポキシ、ガラスエポキシ樹脂シート及びポリイミド樹脂シートエポキシ樹脂シート複合材からなる群から選ばれた少なくとも１種であることを特徴とする請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載の薄型固体電解コンデンサの製造方法。
- 第１絶縁層及び第２絶縁層が、貼り付けまたは印刷により、電極箔上に形成されることを特徴とする請求項１１から請求項１６のいずれか１項に記載の薄型固体電解コンデンサの製造方法。
- コンデンサ素子が、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、ニオブ焼結体及びチタン焼結体からなる群から選ばれた１種であることを特徴とする請求項１１から請求項１７のいずれか１項に記載の薄型固体電解コンデンサの製造方法。
- コンデンサ素子の陽極とコンデンサ素子載置基板の陽極電極箔とを、導電性ペーストにより直接接合させるか、あるいは、コンデンサ素子の陽極に、金バンプポールを超音波接合させるか、銅を溶射させるか、または銅メッキさせた後、導電性ペーストまたはハンダにより接合させることを特徴とする請求項１１から請求項１８のいずれか１項に記載の薄型固体電解コンデンサの製造方法。
- 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載置、接合させ、封止樹脂層を形成させた後、ダイシングソーにより切断させることを特徴とする請求項１１から請求項１９のいずれか１項に記載の薄型固体電解コンデンサの製造方法。
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