JP4737664B2 - 面実装型固体電解コンデンサとその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は，コンデンサ素子の部分を，合成樹脂製のパッケージ体にて密封して成る固体電解コンデンサのうち，プリント回路基板等に対して半田付けにて実装できるように構成した面実装型の固体電解コンデンサと，その製造方法とに関するものである。

一般に，この種の面実装型固体電解コンデンサは，その陽極リード端子及び陰極リード端子を，前記パッケージ体の側面から外向きに突出し，この両リード端子を，前記パッケージ体の底面の方向に折り曲げることによって，フリント回路基板等に対して半田付けするように構成していた。

しかし，この構成では，リード端子がパッケージ体から突出する分だけ大型化するとともに，重量が増大するという問題があった。

そこで，最近では，小型・軽量化を図るために，例えば，特許文献１等に記載されているように構成した面実装型固体電解コンデンサが提案されている。

すなわち，この面実装型固体電解コンデンサは，図９に示すように，コンデンサ素子１と，金属板製の陽極リード端子２及び陰極リード端子３と，前記コンデンサ素子１の全体を密封する合成樹脂製のパッケージ体４とから成り，前記両リード端子２，３を，前記パッケージ体４の底部に，当該両リード端子２，３の下面が前記パッケージ体４の下面４ａに略同一平面状に露出するように埋設し，この両リード端子２，３の上面側に，前記コンデンサ素子１を配設して，このコンデンサ素子１における多孔質のチップ片１ａから突出する陽極棒１ｂを前記陽極リード端子２の上面に設けた突起部２ａに対して溶接等にて固着する一方，このコンデンサ素子１におけるチップ片１ａの外周の陰極膜１ｃを前記陰極リード端子２の上面に載せて導電性ペースト５にて接着するという構成である。
特開２００３−６８５７６号公報

ところで，この構成の面実装型固体電解コンデンサの製造に際しては，先ず，コンデンサ素子１を，両リード端子２，３の上面側に配設して，このコンデンサ素子１におけるチップ片１ａから突出する陽極棒１ｂを前記陽極リード端子２の上面に設けた突起部２ａに対して溶接等にて固着する一方，このコンデンサ素子１におけるチップ片１ａの外周の陰極膜１ｃを前記陰極リード端子２の上面に載せて導電性ペースト５にて固着し，次いで，この状態で，図１０に示すように，上下一対の成形用金型Ａ１，Ａ２にて，両リード端子２，３が下金型Ａ２の上面に密接する状態にして挟み付け，この両成形用金型Ａ１，Ａ２におけるキャビティーＢ内に，合成樹脂を溶融状態で注入することによって，パッケージ体４を成形するという方法が採用される。

この場合，前記両リード端子２，３を，その上面にコンデンサ素子１を固着した状態で，上下一対の成形用金型Ａ１，Ａ２にて挟み付けたときにおいて，前記両リード端子のうち下金型Ａ２の上面に対して長く密接する陰極リード端子３には，当該陰極リード端子３を上向きに曲げる方向に外力が作用し，この外力が，当該陰極リード端子３の上面に接着したコンデンサ素子１に対して，大きいストレスとして直接に及ぶことにより，このコンデンサ素子１における多孔質のチップ片１ａに絶縁破壊が発生したり，前記導電性ペースト５に亀裂が発生したりすることになるから，パッケージ体４を成形するときに不良品が発生する率が高いという問題があった。

しかも，前記陰極リード端子３のパッケージ体４に対する固着は，パッケージ体４に対する密着力と，コンデンサ素子１への導電性ペースト５による接着力とに依存していることにより，この陰極リード端子３におけるパッケージ体４に対する固着強度が低いことも問題であった。

本発明は，これらの問題を解消した面実装型固体電解コンデンサと，その製造方法とを提供することを技術的課題とする。

この技術的課題を達成するため本発明の請求項１は，
「コンデンサ素子と，金属板による陽極リード端子及び陰極リード端子と，前記コンデンサ素子の全体を密封する合成樹脂製のパッケージ体とから成り，前記両リード端子を，前記パッケージ体の底部に，当該両リード端子の下面が前記パッケージ体の下面に露出するように埋設し，この両リード端子の上面側に，前記コンデンサ素子を，当該コンデンサ素子におけるチップ片から突出する陽極棒を前記陽極リード端子の上面に対して固着するように配設して成る面実装型固体電解コンデンサにおいて，
前記陰極リード端子に，金属板による折り返し片を，前記陰極リード端子における先端の部分を当該陰極リード端子における上面側に向かって折り曲げた形態にして設け，この折り返し片の他端に，前記コンデンサ素子におけるチップ片の外周の陰極膜を導電性ペーストにて接着し，更に，前記折り返し片のうち少なくとも陰極リード端子に対して連接する部分に，貫通孔が穿設されている。」
ことを特徴としている。

本発明の請求項２は，
「コンデンサ素子と，金属板による陽極リード端子及び陰極リード端子と，前記コンデンサ素子の全体を密封する合成樹脂製のパッケージ体とから成り，前記両リード端子を，前記パッケージ体の底部に，当該両リード端子の下面が前記パッケージ体の下面に露出するように埋設し，この両リード端子の上面側に，前記コンデンサ素子を，当該コンデンサ素子におけるチップ片から突出する陽極棒を前記陽極リード端子の上面に対して固着するように配設して成る面実装型固体電解コンデンサにおいて，
前記陰極リード端子に，金属板による折り返し片を，前記陰極リード端子における先端の部分を当該陰極リード端子における上面側に向かって折り曲げた形態にして設け，この折り返し片の他端に，前記コンデンサ素子におけるチップ片の外周の陰極膜を導電性ペーストにて接着し，更に，前記折り返し片のうち少なくとも陰極リード端子に対して連接する部分に，その幅寸法を狭くする切欠部が設けられている。」
ことを特徴としている。

また，本発明の製造方法は，請求項３に記載したように，
「素材の金属板からリードフレームを，これに陽極リード端子及び陰極リード端子を一体に設けて打ち抜く工程，
前記陰極リード端子の先端の部分を，その上面側に折り曲げて折り返し片を設ける工程，
前記両リード端子の上面側に，コンデンサ素子を配設して，このコンデンサ素子における陽極棒を陽極リード端子に固着する一方，このコンデンサ素子における陰極膜を前記陰極リード端子における折り返し片の先端に導電性ペーストにて接着する工程，
前記コンデンサ素子の全体を密封するパッケージ体を，当該パッケージ体の下面に前記両リード端子が露出するように合成樹脂にて成形する工程，
前記両リード端子のうち前記パッケージ体から突出する部分を切断することによってリードフレームから切り離す工程，
とを備えており，
更に，前記陰極リード端子に折り返し片を設ける工程は，当該折り返し片のうち少なくとも陰極リード端子に対して連接する部分に，貫通孔を穿設するか，幅寸法を狭くする切欠部を設ける工程を含んでいる。」
ことを特徴としている。

前記請求項１に記載したように，当該陰極リード端子の上面側への金属板による折り返し片を，その一端において一体に連接して設け，この折り返し片の他端に，前記コンデンサ素子におけるチップ片の外周の陰極膜を導電性ペーストにて接着するという構成にしたことにより，前記パッケージ体の合成樹脂による成形に際して，上下一対の成形用金型にて挟み付けたとき，両リード端子のうち陰極リード端子に，これを上向きに曲げる方向に外力が作用しても，この外力が前記コンデンサ素子におけるチップ片に伝わることを，前記折り返し片の弾性によって吸収して低減することができるから，前記パッケージ体の合成樹脂による成形に際しての不良品の発生率を確実に低減できる。

しかも，前記陰極リード端子は，これに一体に設けた折り返し片が，パッケージ体に埋設されていることにより，この陰極リード端子のパッケージ体に対する固着強度を大幅にアップすることができる。

これに加えて，前記折り返し片を，前記陰極リード端子における先端の部分を当該陰極リード端子における上面側に向かって折り曲げた形態にすることにより，前記陰極リード端子に前記折り返し片を設けることが至極簡単にできて，コストの低減を達成できる。

特に，請求項１又は２に記載したように，前記折り返し片のうち少なくとも陰極リード端子に対して連接する部分に，貫通孔を穿設するか，その幅寸法を狭くする切欠部を設けることにより，前記折り返し片における弾性を向上できるから，前記した効果，つまり，不良品発生率の低減を更に助長することができ，しかも，前記折り返し片における幅寸法を広くして，この折り返し片の先端に接当するコンデンサ素子の左右方向への傾きを小さくした状態のもとで，前記折り返し片の折り曲げを容易にしてコストの低減を図ることができる。

しかも，前記折り返し片の先端に対するコンデンサ素子におけるチップ片の導電性ペーストによる接着面積を，前記貫通孔又は切欠部の存在によって増大できるから，陰極リード端子のコンデンサ素子に対する電気的接続の確実性を向上できる。

以下，本発明の実施の形態を図面について説明する。

図１〜図４は，第１の実施の形態を示す。

この図１〜図４において，符号１１は，コンデンサ素子を示し，このコンデンサ素子１１は，多孔質のチップ片１１ａと，このチップ片１１ａの一端面から突出する陽極棒１１ｂと，前記チップ片１１ａの外周面に形成した陰極膜１１ｃとによって構成されている。

また，前記図１〜図４において，符号１２は，金属板製の陽極リード端子を，符号１３は，同じく金属板製の陰極リード端子を各々示す。

これら両リード端子１２，１３を，図３に示すように，平行に並べ，その上面側に，前記コンデンサ素子１１を配設して，このコンデンサ素子１１における陽極棒１１ｂを前記陽極リード端子１２の上面に設けた突起部１２ａに対して溶接等にて固着する。

一方，前記陰極リード端子１３の先端には，当該陰極リード端子１３の上面側に向かって折り曲げて成る折り返し片１３ａを一体に設けて，この折り返し片１３ａの先端に，前記コンデンサ素子１１のチップ片１１ａにおける陰極膜１１ｃを接当して，導電性ペースト１５による接着にて固着する。

更にまた，前記図１〜図４において，符号１４は，前記コンデンサ素子１１の全体を密封するエポシキ樹脂等の耐熱性合成樹脂製のパッケージ体を示し，このパッケージ体１４の底部に，前記両リード端子１２，１３を，当該両リード端子１２，１３の下面が前記パッケージ体１４における下面１４ａに露出するように埋設されている。

このパッケージ体１４の合成樹脂による成形は，図４に示すように，上面側にコンデンサ素子１１を備えた両リード端子１２，１３を，上下一対の成形用金型Ａ１，Ａ２にて，両リード端子１２，１３が下金型Ａ２の上面に密接する状態にして挟み付け，この状態でで，前記両成形用金型Ａ１，Ａ２におけるキャビティーＢ内に，合成樹脂を溶融状態で注入することによって行う。

このパッケージ体１４の合成樹脂による成形に際し，両リード端子１２，１３を，上下一対の成形用金型Ａ１，Ａ２にて挟み付けたときにおいて，前記両リード端子１２，１３のうち下金型Ａ２の上面に対して長く密接する陰極リード端子１３には，当該陰極リード端子１３を上向きに曲げる方向に外力が作用し，この外力が，コンデンサ素子１におけるチップ片１１ａに対して及ぶことになる。

この外力のチップ片１１ａに対する伝達を，前記折り返し片１３ａの弾性によって吸収して低減することができるから，前記外力のために，チップ片１１ａに絶縁破壊が発生したり，前記導電性ペースト１５に亀裂が発生したりすることを確実に回避できる。

また，前記陰極リード端子１３における折り返し片１３ａは，パッケージ体１４の内部に埋設されていることにより，前記陰極リード端子１３の前記パッケージ体１４に対する固着強度を，前記折り返し片１３ａが存在しない場合に比べて，大幅に向上できる。

次に，図５は，前記した構成の面実装型固体電解コンデンサを製造する場合に使用する金属板製のリードフレームＣを示す。

このリードフレームＣは，素材の金属板から打ち抜かれたもので，このリードフレームＣには，図６（Ａ）に示すように，その長手方向に沿って適宜ピッチの間隔で，前記陽極リード端子１２と，陰極リード端子１３とを一体的に備えており，その各陽極リード端子１２の上面における先端に，突起部１２ａを，溶接による固着にて設けるか，陽極リード端子１２の先端の部分を上向きに折り曲げることによって設ける。

一方，前記リードフレームＣにおける各陰極リード端子１３の先端部分には，貫通孔１３ｂを穿設し，この貫通孔１３ｂを横切る折り曲げ線Ｄの個所において，図６（Ｂ）に示すように，上向きに折り曲げることにより，前記折り返し片１３ｂを設ける。

前記リードフレームＣにおける各両リード端子１２，１３の個所に，コンデンサ素子１１を装着し，次いで，このコンデンサ素子１１を密封するパッケージ体１４を，当該パッケージ体１４の下面に前記両リード端子１２，１３が露出するように，合成樹脂にて成形する。

次いで，前記両リード端子１２，１３のうち前記パッケージ体１４から突出する部分を切断することによって，リードフレームＣから切り離すことにより，面実装型固体電解コンデンサを製造することができる。

このように，前記折り返し片１３ａのうち少なくとも陰極リード端子１３に対して連接する部分に，貫通孔１３ｂを穿設することにより，前記折り返し片１３ａにおける弾性を向上できるから，チップ片１１ａに対して外力が伝達することを，より確実に低減することができる。

また，前記貫通孔１３ｂを穿設することにより，前記折り返し片１３ａにおける幅寸法を広くして，この折り返し片１３ａの先端に接当するコンデンサ素子１１の左右方向への傾きを小さくした状態のもとで，前記折り返し片１３ａの折り曲げを容易にすることができる。

更にまた，前記貫通孔１３ｂを穿設することにより，前記折り返し片１３ａの先端に対するコンデンサ素子１１におけるチップ片１１ａの導電性ペースト１５による接着面積を，増大できるから，陰極リード端子１３のコンデンサ素子１１に対する電気的接続の確実性を向上できる。

次に，図６は，第２の実施の形態を，図７は，第３の実施の形態を各々示す。

これら第２及び第３の実施の形態は，前記第１の実施の形態のように，陰極リード端子１３の先端部分に貫通孔１３ｂを穿設し，この貫通孔１３ｂの個所において上向きに折り曲げることで折り返し片１３ｂを設けることに代えて，陰極リード端子１３における先端の部分に，図６（Ａ）に示すように，その幅を狭くする切欠部１３ｂ′を左右両側に設けるか，図７（Ａ）に示すように，その幅を狭くする切欠部１３ｂ″を片側に設け，この切欠部１３ｂ′，切欠部１３ｂ″を横切る折り曲げ線Ｄの個所において，図６（Ｂ）及び図７（Ｂ）に示すように，上向きに折り曲げることで折り返し片１３ａ′，１３ａ″を設けるという構成したのである。

この第２又は第３の実施の形態のように構成することによっても，前記第１の実施の形態と同様に，パッケージ体１４の合成樹脂による成形に際しコンデンサ素子１１のチップ片１１ａに伝わる外力を低減すること，前記折り返し片１３ａ′，１３ａ″における幅寸法を広くした状態のもとで，当該折り返し片１３ａ′，１３ａ″の折り曲げを容易にすること，及び，前記折り返し片１３ａ′，１３ａ″の先端に対するコンデンサ素子１１におけるチップ片１１ａの導電性ペースト１５による接着面積を増大することを達成することができる。

なお，前記陰極リード端子１３の上面側における折り返し片１３ａは，前記した各実施の形態のように，陰極リード端子１３の先端の部分を折り曲げた形態にすることに限らず，図８に示す第４の実施の形態のように，前記折り返し片１３ａを，その一端を陰極リード端子１３の先端に対して溶接１６にて固着して成る構成にすることができる。

第１の実施の形態による面実装型固体電解コンデンサを示す縦断正面図である。 第１の実施の形態による面実装型固体電解コンデンサを示す分解斜視図である。 第１の実施の形態による面実装型固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。 第１の実施の形態においてパッケージ体を成形している状態を示す縦断正面図である。 第１の実施の形態による面実装型固体電解コンデンサの製造に使用するリードフレームを示す斜視図である。 第２の実施の形態による面実装型固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。 第３の実施の形態による面実装型固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。 第４の実施の形態による面実装型固体電解コンデンサを示すの要部斜視図である。 従来の面実装型固体電解コンデンサを示す縦断正面図である。 従来の面実装型固体電解コンデンサにおいてパッケージ体を成形している状態を示す縦断正面図である。

符号の説明

１１ コンデンサ素子
１１ａ チップ片
１１ｂ 陽極棒
１１ｃ 陰極膜
１２ 陽極リード端子
１３ 陰極リード端子
１３ａ，１３ａ′，１３ａ″ 折り返し片
１３ｂ 貫通孔
１３ｂ′，１３ｂ″ 切欠部
１４ パッケージ体
１４ａ パッケージ体の下面
１５ 導電性ペースト
１６ 溶接部
Ａ１，Ａ２ 成形用金型
Ｂ キャビティー
Ｃ リードフレーム
Ｄ，Ｄ′ 折り曲げ線

Claims (3)

1. コンデンサ素子と，金属板による陽極リード端子及び陰極リード端子と，前記コンデンサ素子の全体を密封する合成樹脂製のパッケージ体とから成り，前記両リード端子を，前記パッケージ体の底部に，当該両リード端子の下面が前記パッケージ体の下面に露出するように埋設し，この両リード端子の上面側に，前記コンデンサ素子を，当該コンデンサ素子におけるチップ片から突出する陽極棒を前記陽極リード端子の上面に対して固着するように配設して成る面実装型固体電解コンデンサにおいて，
   前記陰極リード端子に，金属板による折り返し片を，前記陰極リード端子における先端の部分を当該陰極リード端子における上面側に向かって折り曲げた形態にして設け，この折り返し片の他端に，前記コンデンサ素子におけるチップ片の外周の陰極膜を導電性ペーストにて接着し，更に，前記折り返し片のうち少なくとも陰極リード端子に対して連接する部分に，貫通孔が穿設されていることを特徴とする面実装型固体電解コンデンサ。
2. コンデンサ素子と，金属板による陽極リード端子及び陰極リード端子と，前記コンデンサ素子の全体を密封する合成樹脂製のパッケージ体とから成り，前記両リード端子を，前記パッケージ体の底部に，当該両リード端子の下面が前記パッケージ体の下面に露出するように埋設し，この両リード端子の上面側に，前記コンデンサ素子を，当該コンデンサ素子におけるチップ片から突出する陽極棒を前記陽極リード端子の上面に対して固着するように配設して成る面実装型固体電解コンデンサにおいて，
   前記陰極リード端子に，金属板による折り返し片を，前記陰極リード端子における先端の部分を当該陰極リード端子における上面側に向かって折り曲げた形態にして設け，この折り返し片の他端に，前記コンデンサ素子におけるチップ片の外周の陰極膜を導電性ペーストにて接着し，更に，前記折り返し片のうち少なくとも陰極リード端子に対して連接する部分に，その幅寸法を狭くする切欠部が設けられていることを特徴とする面実装型固体電解コンデンサ。
3. 素材の金属板からリードフレームを，これに陽極リード端子及び陰極リード端子を一体に設けて打ち抜く工程，
   前記陰極リード端子の先端の部分を，その上面側に折り曲げて折り返し片を設ける工程，
   前記両リード端子の上面側に，コンデンサ素子を配設して，このコンデンサ素子における陽極棒を陽極リード端子に固着する一方，このコンデンサ素子における陰極膜を前記陰極リード端子における折り返し片の先端に導電性ペーストにて接着する工程，
   前記コンデンサ素子の全体を密封するパッケージ体を，当該パッケージ体の下面に前記両リード端子が露出するように合成樹脂にて成形する工程，
   前記両リード端子のうち前記パッケージ体から突出する部分を切断することによってリードフレームから切り離す工程，
   とを備えており，
   更に，前記陰極リード端子に折り返し片を設ける工程は，当該折り返し片のうち少なくとも陰極リード端子に対して連接する部分に，貫通孔を穿設するか，幅寸法を狭くする切欠部を設ける工程を含んでいることを特徴とする面実装型固体電解コンデンサの製造方法。

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