JP4517507B2

JP4517507B2 - チップ型固体電解コンデンサの製造方法

Info

Publication number: JP4517507B2
Application number: JP2000395863A
Authority: JP
Inventors: 嘉宏竹田; 洋之茅森
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: JP2002198260A

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、各種電子機器に搭載される高密度表面実装に使用可能なチップ型固体電解コンデンサの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より知られているチップ型固体電解コンデンサとしては、例えば図８に示す実開昭４８−８８９４２号に記載されたようなものがある。このチップ型固体電解コンデンサ０１は、タンタルのような弁金属粉末を成型して焼結することにより得た焼結体の表面に陽極酸化により誘電体となる酸化皮膜を形成して陽極体とし、この陽極体上に二酸化マンガンなどの固体電解質層と、カーボンや銀ペーストから成る陰極層とを積層形成することにより得られるコンデンサ素子０２を陽極リード０５並びに陰極リード０６を有するリードフレームに取付けたものとされている。
【０００３】
これらチップ型固体電解コンデンサ０１に使用されるリードフレームは、例えば実開昭６２−８９１２６号の第５図或いは第６図に示されるような構造のもので、コンデンサ素子から導出した陽極導出線０４を陽極のリードフレーム０５に溶接するとともに、前記陰極層をその外周に有するコンデンサ素子０２の本体部を陰極のリードフレーム０６に半田等により接着した後、エポキシ樹脂０３等によるトランスファーモールドによりコンデンサ素子０２を樹脂封止し、更にリードフレーム０６を切断して形成した外部リードを外装に沿って折り曲げてチップ型固体電解コンデンサ０１が構成されている。
【０００４】
しかしながら、これら従来のチップ型固体電解コンデンサ０１のように、個々のチップ型固体電解コンデンサをトランスファーモールドしようとすると、個々のコンデンサ素子０２毎にトランスファーモールド用の金型が必要になってしまい、製造装置が大がかりなものとなってしまうばかりか個々の製品の製造コストも大きくなってしまうという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この問題を解決する手法として、本発明者らは先に、前記リードフレームのコンデンサ素子の非搭載面に耐熱性の粘着テープを貼付して前記外装樹脂のモール度を実施する手法を提案しているが、この手法の場合には、使用する耐熱性の粘着テープが繰り返し使用できず使い切りとなってしまうとともに、これら耐熱性の粘着テープの価格が比較的高価であることから、その製造コストが高くなってしまうばかりか、これら粘着テープを多数の開口部を有する前記リードフレームのコンデンサ素子の非搭載面に空隙なく貼付する必要があるため、これら貼付工程が煩雑であるという問題があった。
【０００６】
よって、本発明は上記した問題点に着目してなされたもので、より安価にかつ簡便にチップ型固体電解コンデンサを得ることのできるチップ型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している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記した問題を解決するために、本発明のチップ型固体電解コンデンサの製造方法は、陽極導出線を有するとともに、弁作用金属から成る陽極体の表面に誘電体酸化皮膜と電解質層と陰極層とを順次積層形成して、その外周が前記陰極層とされたコンデンサ素子と、該コンデンサ素子を被覆する外装樹脂と、を具備し、前記コンデンサ素子の陽極導出線並びに陰極層に接続された陽極端子と陰極端子を各端子の一部が前記外装樹脂から露出するように形成して成るチップ型固体電解コンデンサの製造方法であって、前記陽極端子と陰極端子となる部分を具備する繰返し単位を複数有して複数の前記コンデンサ素子を搭載可能なリードフレームにコンデンサ素子を搭載する搭載工程と、前記リードフレームに搭載された隣接するコンデンサ素子を前記外装樹脂にて被覆形成してコンデンサ連続体を得る被覆工程と、前記リードフレームの前記コンデンサ素子の非搭載面側より該リードフレームの前記陽極端子と陰極端子となる部分が露出するように非搭載面を平坦状とする平坦化工程と、該平坦化された前記コンデンサ連続体を所定の形状となるように切断する切断工程と、を少なくとも含むことを特徴としている。
この特徴によれば、前記被覆工程にてコンデンサ素子の非搭載面側へはみ出した外装樹脂が前記平坦化工程にて平坦化されるようになるため、従来のように耐熱性の粘着テープを使用せずとも良く、これら耐熱性の粘着テープのコストを省くことができるばかりか、その貼付工程も省くことができ、より安価にかつ簡便にチップ型固体電解コンデンサを得ることができる。
【０００８】
本発明のチップ型固体電解コンデンサの製造方法は、前記コンデンサ素子が搭載されたリードフレームのコンデンサ素子非搭載面を平坦板上に当接させた状態で前記被覆工程を実施することが好ましい。
このようにすれば、前記外装樹脂のコンデンサ素子の非搭載面側へのはみ出し量を少ないものに抑えることができ、前記平坦化工程における処理時間を短縮することができる。
【０００９】
本発明のチップ型固体電解コンデンサの製造方法は、前記平坦板が磁性体であることが好ましい。
このようにすれば、通常において使用される前記リードフレームが鉄材を含む合金であることから、前記平坦板を磁性体とすることで、前記リードフレームの非搭載面と平坦板とが強固に当接するようになり、より一層外装樹脂のコンデンサ素子の非搭載面側へのはみ出し量を少ないものに抑えることができとともに、被覆工程中にリードフレームが平坦板上を移動してしまうことを抑えることができる。
【００１０】
本発明のチップ型固体電解コンデンサの製造方法は、前記平坦化工程において、前記リードフレームの肉厚が薄肉の所定厚みとなるように前記外装樹脂とともに切削することが好ましい。
このようにすれば、得られるチップ型固体電解コンデンサ中に占めるリードフレームの体積を低減でき、よりコンデンサ素子の占有体積を向上できるばかりか、使用するリードフレームの肉厚も厚くすることができ、変形しにくくできること等から、該リードフレームの取り扱い性も向上できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
（実施例）
図１は本実施例のチップ型固体電解コンデンサの構造を示す斜視図であり、図２は、本実施例のチップ型固体電解コンデンサを示す断面図であり、図３は、本実施例に用いたリードフレームの形状を示す図であり、図４は、本実施例に用いたリードフレームの外観斜視図である。
【００１２】
本実施例のチップ型固体電解コンデンサ１は、図１に示すように、コンデンサ素子２と、該コンデンサ素子２の１側面から導出された陽極導出線４がその上端面に溶接にて接続される断面視形状がＬ字状とされた陽極端子５と、該陽極端子５と前記コンデンサ素子２を挟んで対向する側に、該コンデンサ素子２の下方に配置されるとともに、該コンデンサ素子２の外周部下面と導電性接着剤１０にて電気的並びに機械的に接合された陰極端子６と、これら陽極端子５並びに陰極端子６露出部を除く部分を、前記コンデンサ素子２を被覆するように覆う外装樹脂３と、から主に構成されている。
【００１３】
この本実施例に用いた前記陽極端子５は、前述のように断面視形状がＬ字状とされ、該Ｌ字の内面側がコンデンサ素子２の下面並びに前記陽極導出線４が導出された側面に沿うように設けられており、該コンデンサ素子２の下面と陽極端子５のＬ字の内面とが当接すると、コンデンサ素子２の表面に形成されている陰極層を介して該陽極端子５と陰極端子６とが短絡することから、該コンデンサ素子２の下面との間に絶縁樹脂９が介在するように、前記Ｌ字の内面に絶縁樹脂９が設けられている。
【００１４】
前記コンデンサ素子２としては、従来より固体電解コンデンサ素子として使用されている素子、例えばタンタルのような弁金属粉末を成型して焼結することにより得た焼結体の表面に陽極酸化により誘電体となる酸化皮膜を形成して陽極体とし、この陽極体上に二酸化マンガンなどの固体電解質層と、カーボンや銀ペーストから成る陰極層とを積層形成することにより得られるコンデンサ素子等を好適に使用することができる。尚、前記固体電解質としてポリピロール等の高分子電解質を用いたもの等も使用することができる。
【００１５】
以下、本実施例のチップ型固体電解コンデンサ１をその製造工程に沿って説明する。まず、本実施例において前記陽極端子５と陰極端子６とは、図３並びに図４に示すような形状とされ、複数のコンデンサ素子２が搭載可能とされたリードフレーム１１により形成されており、該リードフレーム１１には、図３に示す折曲げ加工部に折曲げ加工がされることで、図４に示すような凸部２０が形成され、該凸部２０の高さは、コンデンサ素子２が搭載された際に該凸部２０の上面と前記陽極導出線４の下端とが当接するような高さとされている。
【００１６】
まず、このリードフレーム１１の陽極端子５となる部分の上面に、図５（ａ）に示すように塗料を塗布、乾燥させて絶縁樹脂９を形成する。本実施例においては、これら塗料を塗布の方法として、図示しないインクジェットノズルを用いてリードフレーム１１の該当部位に、絶縁樹脂９の厚みが十分な絶縁性が得られる厚みとなるように塗料を塗布、乾燥させて形成をしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら絶縁樹脂９の形成方法としては任意の方法を用いることができる。
【００１７】
尚、前記インクジェットノズルによる塗布、乾燥においては、ピンホールのない良好な絶縁樹脂層を形成できるように、塗布、乾燥を複数回に渡り繰返し実施するようになっている。
【００１８】
また、これら絶縁樹脂９としては、乾燥工程の効率化とともに、樹脂の固形分の高さから容易に比較的厚みの大きな塗膜を得られることから、本実施例では紫外線硬化樹脂を使用しているが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１９】
これら絶縁樹脂９の形成後に、図５（ｂ）に示すように、陰極端子６となる部分の上面に、導電性接着材１０を塗布形成し、該塗布後に図５（ｃ）に示すようにコンデンサ素子２を搭載する。
【００２０】
これら導電性接着材１０としては、接続する前記コンデンサ素子２の下面が前述のようにカーボンや銀ペーストから成る陰極層が露出していることから、これら陰極層との接着性等の観点から、通常においてＩＣ等のマウントに使用される銀系の導電性接着材１０が好適に使用されるが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら導電性接着材１０に代えて半田ペースト等を塗布しておき、コンデンサ素子２の搭載後において該半田ペーストを溶融させてコンデンサ素子２を固定、搭載するようにしても良い。
【００２１】
これらコンデンサ素子２の搭載において、前記陽極導出線４と前記凸部２０の上面とを溶接にて接続するとともに、前記導電性接着材１０の乾燥或いは硬化を行ってコンデンサ素子２を固定する。
【００２２】
次いで、図５（ｄ）に示すように、前記コンデンサ素子２を搭載したリードフレーム１１を、該リードフレーム１１のコンデンサ素子２の非搭載面を下面として平坦板であるフェライト板１９上に配置し、前記下面とフェライト板１９の上面とが当接するようにした後、前記リードフレーム１１のコンデンサ素子２の搭載側より全体に外装樹脂３となる封止樹脂を、前記コンデンサ素子２全体が該外装樹脂３に覆われるような所定厚みとなるように流し込むとともに、該リードフレーム１１の外部雰囲気を真空とすることで、内部の微細な領域まで外装樹脂３が充填されるようにした後、該外装樹脂３を硬化させる。
【００２３】
このように、外部雰囲気を真空とすることは、内部の微細な領域まで外装樹脂３を迅速に充填できるようになることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２４】
これら外装樹脂３としては、従来のトランスファーモールド成型に使用されるモールド樹脂であるエポキシアクリレート等のエポキシ系樹脂を好適に使用することができるとともに、基板実装時の半田耐熱に耐えられる耐熱性を有し、適宜な加熱状態或いは常温において液体状態を得ることができる樹脂であれば好適に使用することができる。
【００２５】
また、本実施例では、前記のように、コンデンサ素子２が搭載されたリードフレーム１１を、磁性体であり、耐熱性の高いフェライト板１９上に載置して外装樹脂３となる封止樹脂を流し込むようにしており、このようにすることは、これら平坦板であるフェライト板１９により、封止樹脂の前記リードフレーム１１の下面への流出量を規制でき、外装樹脂のはみ出し部３’の大きさを低減できることから好ましいが、本実施例はこれに限定されるものではなく、これらフェライト板１９等の平坦板を用いずに樹脂封止を実施するようにしても良い。
【００２６】
また、本実施例では、平坦板としてフェライト板１９を用いており、このようにすることは、該フェライト板１９は封止樹脂の硬化温度にも十分耐えられる良好な耐熱性と強度を有し、繰り返し使用できるばかりか、通常において使用される４２アロイ等のリードフレーム材が鉄分を含む合金であって、着磁性を有することから、前記フェライト板１９に密着、保持されるようになり、前記リードフレーム１１の下面にはみ出す樹脂の量を大幅に低減できるようになるばかりか該樹脂封止（被覆）工程中におけるリードフレーム１１の移動が規制されるようになることから好ましいが、本実施例はこれに限定されるものではなく、十分な平坦性並びに機械的強度等が得られれば、樹脂、金属等の任意の平坦板を使用することができる。
【００２７】
尚、これらフェライト板１９の上面に外装樹脂３との接着を阻害する離型剤等を塗布すること等は任意とされる。
【００２８】
前記外装樹脂３が適宜な硬化状態となった後において、図５（ｅ）に示すように、封止樹脂されたリードフレーム１１を前記フェライト板１９より剥がした後に、前記外装樹脂のはみ出し部３’とリードフレーム１１とを、図７に示すように、該リードフレーム１１の肉厚が寸法ｄだけ薄肉となるように該リードフレーム１１の下面より弾性研磨体を用いて研削する。尚、本実施例では該弾性研磨体として弾性研磨体の側面外周を前記リードフレーム１１の下面に当接させて研磨しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら弾性研磨体として円盤状のものを使用し、該盤面を前記リードフレーム１１の下面に当接させて研磨するようにしても良い。
【００２９】
このように、前記外装樹脂のはみ出し部３’のみならず、リードフレーム１１の下面全体を薄肉に研削するようにすることは、樹脂封止される以前のリードフレーム１１として高強度で変形しにくく、取り扱い性に優れた厚肉のリードフレームを使用できるようになり、作業性を向上できるとともに、得られるコンデンサ中に占めるリードフレーム１１の体積比率を、図７に示すように、リードフレーム１１の下面全体を薄肉に研削しないものに比較して低減できるとともに、より大きな（高さのある）コンデンサ素子２を搭載することが可能となることから、該コンデンサに占めるコンデンサ素子２の体積比率をより高いものとできることから好ましいが、本実施例はこれに限定されるものではない。
【００３０】
これら研削の後、前記リードフレーム１１の凸部２０の裏面凹部１３を、該凹部１３に入り込んだ前記外装樹脂３とともに図６（ｆ）に示すようにリードフレーム１１の角部が曲部をなるようにＲ加工を実施することで、図２に示す陽極端子５並びに陰極端子６の半田収容部７、８を形成する。
【００３１】
このようにして半田収容部７、８を形成することは、得られたチップ型固体電解コンデンサ１を基板実装する際に、半田との接触面積を十分に取れるようになるり良好な実装強度が得られるばかりか、チップ型固体電解コンデンサ１の外周に露出する半田フィレットの領域を大幅に少ないものとすることができ、実装効率を向上できるようになることから好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３２】
これらＲ加工の実施後において、図６（ｇ）に示すように、リードフレーム１１の露出部に半田メッキ１４等の半田との塗れ性を向上できる金属のメッキ加工を実施した後、チップ型固体電解コンデンサ１の上面に相当する該リードフレーム１１の露出面とは反対面に、図６（ｈ）に示すように、ダイシングテープ１５を貼着して、図６（ｉ）に示すように、前記凹部１３側より切断溝１６を形成し、図３の切断エリアが切り出されてチップ型固体電解コンデンサ１が得られる。
【００３３】
以上、本発明を図面に基づいて説明してきたが、本発明はこれら前記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲での変更や追加があっても、本発明に含まれることは言うまでもない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明は次の効果を奏する。
（ａ）請求項１の発明によれば、前記被覆工程にてコンデンサ素子の非搭載面側へはみ出した外装樹脂が前記平坦化工程にて平坦化されるようになるため、従来のように耐熱性の粘着テープを使用せずとも良く、これら耐熱性の粘着テープのコストを省くことができるばかりか、その貼付工程も省くことができ、より安価にかつ簡便にチップ型固体電解コンデンサを得ることができる。
【００３５】
（ｂ）請求項２の発明によれば、前記外装樹脂のコンデンサ素子の非搭載面側へのはみ出し量を少ないものに抑えることができ、前記平坦化工程における処理時間を短縮することができる。
【００３６】
（ｃ）請求項３の発明によれば、通常において使用される前記リードフレームが鉄材を含む合金であることから、前記平坦板を磁性体とすることで、前記リードフレームの非搭載面と平坦板とが強固に当接するようになり、より一層外装樹脂のコンデンサ素子の非搭載面側へのはみ出し量を少ないものに抑えることができとともに、被覆工程中にリードフレームが平坦板上を移動してしまうことを抑えることができる。
【００３７】
（ｄ）請求項４の発明によれば、得られるチップ型固体電解コンデンサ中に占めるリードフレームの体積を低減でき、よりコンデンサ素子の占有体積を向上できるばかりか、使用するリードフレームの肉厚も厚くすることができ、変形しにくくできること等から、該リードフレームの取り扱い性も向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるチップ型固体電解コンデンサの構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例におけるチップ型固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図３】本発明の本実施例にて用いたリードフレームの形状を示す図である。
【図４】本発明の本実施例にて用いたリードフレームの外観斜視図である。
【図５】本発明のチップ型固体電解コンデンサの製造工程を示す図である。
【図６】本発明のチップ型固体電解コンデンサの製造工程を示す図である。
【図７】（ａ）並びに（ｂ）は、本実施例の平坦化工程における研削状況を示す図である。
【図８】従来のチップ型固体電解コンデンサを示す断面図である。
【符号の説明】
１チップ型固体電解コンデンサ
２コンデンサ素子
３外装樹脂
３’ 外装樹脂（はみ出し部）
４陽極導出線
５陽極端子
６陰極端子
７半田収容部（陽極）
８半田収容部（陰極）
９絶縁樹脂
１０導電性接着剤
１１リードフレーム
１２弾性研磨体
１３凹部
１４半田メッキ
１５ダイシングテープ
１６切断溝
１９フェライト板（平坦板）
２０凸部

Claims

陽極導出線を有するとともに、弁作用金属から成る陽極体の表面に誘電体酸化皮膜と電解質層と陰極層とを順次積層形成して、その外周が前記陰極層とされたコンデンサ素子と、該コンデンサ素子を被覆する外装樹脂と、を具備し、前記コンデンサ素子の陽極導出線並びに陰極層に接続された陽極端子と陰極端子を各端子の一部が前記外装樹脂から露出するように形成して成るチップ型固体電解コンデンサの製造方法であって、前記陽極端子と陰極端子となる部分を具備する繰返し単位を複数有して複数の前記コンデンサ素子を搭載可能なリードフレームにコンデンサ素子を搭載する搭載工程と、前記リードフレームに搭載された隣接するコンデンサ素子を前記外装樹脂にて被覆形成してコンデンサ連続体を得る被覆工程と、前記リードフレームの前記コンデンサ素子の非搭載面側より該リードフレームの前記陽極端子と陰極端子となる部分が露出するように非搭載面を平坦状とする平坦化工程と、該平坦化された前記コンデンサ連続体を所定の形状となるように切断する切断工程と、を少なくとも含むことを特徴とするチップ型固体電解コンデンサの製造方法。
前記コンデンサ素子が搭載されたリードフレームのコンデンサ素子非搭載面を平坦板上に当接させた状態で前記被覆工程を実施する請求項１に記載のチップ型固体電解コンデンサの製造方法。
前記平坦板が磁性体である請求項１または２に記載のチップ型固体電解コンデンサの製造方法。
前記平坦化工程において、前記リードフレームの肉厚が薄肉の所定厚みとなるように前記外装樹脂とともに切削する請求項１〜３のいずれかに記載のチップ型固体電解コンデンサの製造方法。