JP4590811B2 - チップ型固体電解コンデンサ - Google Patents
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Description
【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、このようなチップ型固体電解コンデンサ01は、陽極導出線04と陽極リード05との溶接部分をも樹脂03にて被覆する構造となっているため、コンデンサ全体の大きさに対するコンデンサ素子02の占める体積が小さく、小型で且つ大容量を有するコンデンサへの要求に対して十分に対応できるものではなかった。
【0005】
このため、図9の特開昭55―86111号に示すように、外部電極05’,06’をコンデンサの下面に設ける構造とし、外部電極05’とコンデンサ素子02’の陽極導出線04’とを、所定長さの補助リード線09’を介して接続したチップ型固体電解コンデンサ01’が知られている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら補助リード線09’を使用して外部電極05’,06’をコンデンサ素子02’の下部位置に配置した前記チップ型固体電解コンデンサ01’は、従来のものに比較して小型で且つ大容量を得ることができるものの、前記補助リード線09’の切断面が、切り出しによって得られるコンデンサの側面に露出するようになるため、該コンデンサの実装時において、該切断面に半田が付着して大きなフィレットを形成し、これらコンデンサの実装に必要とされる面積が大きなものとなってしまうという問題があった。
【0007】
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、前記半田フィレットの大きさを低減することで、チップ型固体電解コンデンサの実装面積をより少ないものとすることのできるチップ型固体電解コンデンサを提供することを目的としている。
【0008】
【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は、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するとともに、前記陽極体により導出された陽極導出線を有するコンデンサ素子をリードフレームに実装し、該リードフレームの陽極端子となる部分と前記陽極導出線とを所定長さの補助リード線を介して接続した後に、前記コンデンサ素子並びに補助リード線と前記陽極導出線との接続部を被覆するように外装樹脂を形成し、前記コンデンサ素子並びに補助リード線と前記陽極導出線との接続部を含む所定領域を前記リードフレームから切り出して、陽極導出線と補助リード線が外部に露出したチップ型固体電解コンデンサにおいて、前記補助リード線の材質をタンタル、ニオブ、アルミニウムのいずれかの半田付着性に乏しい材質としたことを特徴としている。この特徴によれば、前記切り出しにおいて外装樹脂より露出する前記補助リード線の切断面には、該補助リード線の材質が半田付着性に乏しい材質であることから大きな半田フィレットが付着することがなく、結果的にチップ型固体電解コンデンサの実装面積をより少ないものとすることができる。そしてタンタル、ニオブ、アルミニウムは適宜な導電性や溶接性を有するとともに十分な半田付着防止能を有することから、前記補助リード線の材質として好適である。
【0010】
【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裏面側より見た外観斜視図であり、図3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断面図であり、図4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5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。
【0011】
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とコンデンサ素子2の下方位置に設けられた陽極端子5とを接続する補助リード線17と、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。
【0012】
この本実施例に用いた補助リード線17は、前記陽極端子5の上面と陽極導出線4とを接続できるように、前記コンデンサ素子2の下面から陽極導出線4の下端位置までの高さにほぼ等しい径を有する線材とされており、これら補助リード線17は、図4並びに図5に示すように、コンデンサ素子2が実装されるリードフレーム11の陽極端子5となる部位上に該リードフレーム11を横断するように溶接にて接合形成されている。
【0013】
尚、本実施例では前記補助リード線17として断面視形状が円形の線材を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これら補助リード線17の形状を、断面視形状が四角状のものとしても良いし、更にはL字状のものを用いても良い。
【0014】
また、本実施例では前記補助リード線17の材質としてアルミニウムを使用しており、このようにアルミニウムを用いることは、該アルミニウムは実装時における半田付着性に乏しく、適宜な導電性を有し且つ前記リードフレーム11並びに陽極導出線4との溶接接合を実施できることから好ましいばかりか、加工性に優れることから適宜な径の線材を得やすい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く、これら材質としては、例えばタンタルやニオブ等も前記の諸条件を満足することから好適に使用することができる。
【0015】
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を使用しても良い。
【0016】
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4並びに図5に示すような形状とされ、複数のコンデンサ素子2が実装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、複列とされた陽極端子5となる部分上に、該リードフレーム11を横断するように所定長さとされた複数の前記補助リード線17が溶接にて接合されている。(図6(a);補助リード形成工程)
【0017】
これらリードフレーム11に使用される金属材としては、従来において集積回路のリードフレーム等に使用されている42%のニッケルを含む鉄合金である42アロイを好適に使用することができる。
【0018】
そして、図6(b)に示すように、この補助リード線17が接合されたリードフレーム11の陰極端子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6(c)に示すようにコンデンサ素子2を実装する。尚、本実施例に用いた前記リードフレーム11の該導電性接着材10が塗布される領域には、該導電性接着材10との接触抵抗を低減させる目的から、銀めっき層(図示略)が形成されている。
【0019】
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、実装するようにしても良い。
【0020】
これらコンデンサ素子2の実装において、前記陽極導出線4と前記補助リード線17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。
【0021】
次いで、図6(d)に示すように、コンデンサ素子2が固定・実装された前記リードフレーム11の下面側から、該下面を覆うように粘着テープであるポリイミドテープ12を貼付して前記リードフレーム11の下面のマスキングを行う。
【0022】
本実施例においては、粘着テープとして耐熱性、特に熱収縮が少ないとともに該粘着テープが後述する封止樹脂の堰にもなることから該封止樹脂のバリア性並びに機械的な強度の観点から前述のようにポリイミドフィルムの一面にシリコーン粘着剤層が形成されたポリイミドテープを使用しており、前記シリコーン粘着剤層は、該封止樹脂との離型剤層としても機能するようになっているが、本発明の粘着テープは前記ポリイミドテープに限定されるものではなく、これら粘着テープとしては耐熱性やコスト等の観点から適宜なものを選択して使用すれば良い。
【0023】
これらポリイミドテープ12の貼付後において、前記リードフレーム11の全体に外装樹脂3となる封止樹脂を、図6(e)に示すように、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。
【0024】
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。
【0025】
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。
【0026】
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7(f)に示すように、前記ポリイミドテープ12を剥離した後に、図7(g)に示すように、切断にて得られる下部外周端辺に該当する前記リードフレーム11の露出側面の所定部位に切り込み13を形成することで、図3に示す陽極端子5並びに陰極端子6の半田収容部となる切り欠き部7、8を形成する。
【0027】
このようにして切り欠き部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。
【0028】
これら切り欠き加工の実施後において、図7(h)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等の半田の付着性が優れた金属層の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7(i)に示すように、ダイシングテープ15を貼着して、図7(j)に示すように、前記切り込み13側より切断溝16を形成し、図5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。
【0029】
このようにして切断されて外装樹脂3より露出する前記補助リード線17の切断面17’には、該補助リード線17の構成金属であるアルミニウムが露出することで、該アルミニウムが半田付着性に乏しいことから、該切断面に大きな半田フィレットが形成されることを防止でき、これら半田フィレットの形成に伴う実装面積の拡大を回避でき、得られるチップ型固体電解コンデンサの実装に必要とされる実装面積をより少ないものとすることができる。
【0030】
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。
【0031】
【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、前記切り出しにおいて外装樹脂より露出する前記補助リード線の切断面には、該補助リード線の材質が半田付着性に乏しい材質であることから大きな半田フィレットが付着することがなく、結果的にチップ型固体電解コンデンサの実装面積をより少ないものとすることができる。そしてタンタル、ニオブ、アルミニウムは適宜な導電性や溶接性を有するとともに十分な半田付着防止能を有することから、前記補助リード線の材質として好適である。
【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裏面側より見た外観斜視図である。
【図3】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4】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5】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】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。
【図9】従来のチップ型固体電解コンデンサの実装状況を示す図である。
【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
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)
10 導電性接着剤
11 リードフレーム
12 ポリイミドテープ
13 切り込み
14 半田メッキ
15 ダイシングテープ
16 切断溝
17 補助リード線
17’切断面
Claims (1)
- 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するとともに、前記陽極体により導出された陽極導出線を有するコンデンサ素子をリードフレームに実装し、該リードフレームの陽極端子となる部分と前記陽極導出線とを所定長さの補助リード線を介して接続した後に、前記コンデンサ素子並びに補助リード線と前記陽極導出線との接続部を被覆するように外装樹脂を形成し、前記コンデンサ素子並びに補助リード線と前記陽極導出線との接続部を含む所定領域を前記リードフレームから切り出して、陽極導出線と補助リード線が外部に露出したチップ型固体電解コンデンサにおいて、前記補助リード線の材質をタンタル、ニオブ、アルミニウムのいずれかの半田付着性に乏しい材質としたことを特徴とするチップ型固体電解コンデンサ。
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