JP4766611B2 - 表面実装薄型コンデンサとその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、固体電解コンデンサを応用した表面実装薄型コンデンサとその製造方法に関する。

従来、この種の固体電解コンデンサとしては、図３に示すものが知られている（以下、従来技術と呼ぶ）。図３（ａ）は従来技術による固体電解コンデンサの正断面図であり、図３（ｂ）は蓋を取り外して上面から見た平面図である。

図３に示す従来技術による固体電解コンデンサは、３端子伝送線路素子タイプと呼ばれている（例えば、特許文献１参照）。この従来技術による固体電解コンデンサ１２０は、導電性機能高分子膜２を固体電解質としており、弁作用金属の表面に陽極酸化皮膜層（図示省略）を形成して、弁作用金属陽極体２１とし、この陽極酸化皮膜層表面の中央部２１ａを覆うように、導電性機能高分子膜２を形成し、さらにその周囲にグラファイト層３、銀ペースト層４を順次形成して陰極層とする。

弁作用金属陽極体２１の陰極層が形成された部分の外側にはレジスト層１５をＩ字形（細長い矩形状）に形成し、陽極側と陰極側の絶縁を確保するが、実際にはレジスト層の表層にまで延びて形成された導電性機能高分子膜による漏れ電流の発生を避けるために、さらに前記レジスト層１５の一部をＩ字形に除去することで、その上に形成された導電性機能高分子膜をレジスト層１５と共に分断する。

さらにレジスト分断部２１ｂより左側または右側の弁作用金属陽極体２１の四隅に位置する側面部分２１ｅ（２点鎖線で示した矩形部分）を切断によって除去することで、陽極体の側面部に形成された導電性機能高分子膜による漏れ電流の経路を遮断する（特願２００５−１７７６４８参照）。その後、レジスト形成部２１ｃを介して外側に延在する弁作用金属陽極体１の両端部２１ｄに陽極導通片６を接合して単層コンデンサ素子としている。

外装には、陽極端子７および陰極端子８が平板状であり、基板実装面となる同一平面上に形成され、陽極端子７と陰極端子８の隙間を埋めるとともに機械的に連結する底面部を有し、前記平面に対して略直交する側壁を有するインサートモールド樹脂ケース１０を用いて、そのケース内側に陽極端子７および陰極端子８が露出した、それぞれ、露出部７ａおよび８ａに、前述の単層コンデンサ素子の陽極部（陽極導通片６）および陰極部（銀ペースト層４）を導電ペースト９により接続し、インサートモールド樹脂ケース１０の上側周囲を蓋１１で覆うことで表面実装薄型コンデンサとしている。

しかしながら、従来技術による３端子伝送線路タイプの単層コンデンサ素子において、陽極と陰極の電気的分離は、図３（ｂ）に示すように、レジスト層をＩ字形に形成し、そのレジスト層をレーザ等により２つのＩ字形に分断し、さらに前記分断部より陽極体端部側の単層コンデンサ素子の四隅での側面部分２１ｅを切断によって除去する構造なので、単層コンデンサ素子の容量形成部分の面積が狭くなり、容量を大きく出せないという欠点がある。

また、レジスト層の分断部の形状がＩ字形のため、フレームなどに接続された複数の単層コンデンサ素子を個別に切断する工程の前に、レーザ加工等では分断し難い四隅の陽極体側面部分を切断除去して、陽極と陰極を電気的に分離する工程が必要となり、製造のリードタイムが長くなるといる欠点がある。

特開２００２−３１３６７６号公報

上記の状況にあって、本発明の技術的課題は、容量が大きく、製造工程のリードタイムを短縮できる表面実装薄型コンデンサとその製造方法を提供することにある。

本発明によれば、矩形板状または矩形箔状の拡面化された弁作用金属を陽極体とし、前記陽極体の長手方向の両端部から陽極端子が実装面に引き出され、前記陽極体の少なくとも中央領域の表面には酸化皮膜の誘電体層が形成され、前記誘電体層の表面に導電性機能高分子膜の固体電解質層が形成され、前記固体電解質層の表面に導電ペースト層を含む陰極層が形成され、前記陰極層に接続された板状の陰極端子が実装面に設けられた多端子の表面実装薄型コンデンサにおいて、前記両端部には、絶縁性のレジスト層で分離された前記陽極端子を引き出すための陽極端子引き出し部を設け、前記陽極端子引き出し部は、矩形状で、前記陽極端子引き出し部の長辺の幅が前記陽極体の短辺の幅よりも狭く、前記陽極端子引き出し部の一方の長辺が前記陽極体の短辺の中央部に接して形成され、前記レジスト層は、前記陽極体の端部および前記陽極端子引き出し部と前記固体電解質層の端部との間に設けられ、前記陽極端子引き出し部の一方の長辺を除く３辺を囲むコ字形の両端を前記陽極体の短辺に沿って、前記長辺に向かって延伸した形状を有し、前記レジスト層の前記陽極端子引き出し部に隣接する部分がコ字形に除去され分断されたレジスト分断部を有することを特徴とする表面実装薄型コンデンサが得られる。

さらに、本発明によれば、全体の外装に、陽極端子および陰極端子が配設されたインサートモールドケースが用いられたことを特徴とする表面実装薄型コンデンサが得られる。

さらに、本発明によれば、全体を外装する外装樹脂がコンデンサ素子を覆うモールド成型方式で形成されたことを特徴とする表面実装薄型コンデンサが得られる。

また、本発明によれば前記表面実装薄型コンデンサの製造方法であって、前記レジスト層のコ字形の分断部をレーザ加工によって形成することを特徴とする表面実装薄型コンデンサの製造方法が得られる。

そして、本発明によれば、前記表面実装薄型コンデンサの製造方法であって、前記レジスト層のコ字形の分断部の端部の切断をフレーム状に連設された複数のコンデンサ素子を個片切断する工程と同時に行うことを特徴とする表面実装薄型コンデンサの製造方法が得られる。

本発明によれば、陽極体上のレジスト層の表面を経由して陽極側まで回り込んだ導電性機能高分子膜による漏れ電流経路を遮断するのを、レーザ加工等による表面除去の工程および半製品をフレームから個片に切断分離する工程によって行うので、陽極体の四隅部分を除去する切断工程が不要となり、製造のリードタイムの短い表面実装薄型コンデンサとその製造方法を提供することができる。

また、本発明によれば、陰極層の面積を広くとれるので、容量形成部分の面積が広くなり、容量の大きい表面実装薄型コンデンサが得られる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサの図であり、図１（ａ）は正断面図、図１（ｂ）は蓋を取り外して上面から見た平面図である。

本実施の形態の表面実装薄型コンデンサ１００は、長方形の平板状の固体電解コンデンサである。図３に示したものと同様に、３端子伝送線路素子タイプと呼ばれている。本実施の形態による表面実装薄型コンデンサ１００は、導電性機能高分子膜２を固体電解質としており、板状または箔状の弁作用を有する弁作用金属の表面をエッチング等による無数の空孔を形成して表面積を２００倍等に大きくする拡面化を施し、この拡面化した弁作用金属の中央部１ａの表面に、陽極酸化皮膜層を形成して、弁作用金属陽極体１とする。ここで、弁作用金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン等を用いることができる。次に、この陽極酸化皮膜が表面に形成された弁作用金属陽極体１の中央部１ａを覆うように、導電性機能高分子膜２を形成し、さらにその周囲にグラファイト層３、銀ペースト層４を順次形成した後、弁作用金属陽極体１の中央部１ａから絶縁性のレジスト層５が形成されたレジスト形成部１ｃを介して延在する両端部１ｄに弁作用金属陽極体１よりも幅の狭い陽極端子引き出し部１ｅを形成し、陽極導通片６を接合して単層コンデンサ素子としている。なお、陽極導通片６が接続される弁作用金属陽極体１の両端の陽極端子引き出し部１ｅに酸化皮膜が形成されている場合には、レーザ加工などで除去する。

さらに、外装には、陽極端子７および陰極端子８が基板実装面となる同一平面上に形成され、陽極端子７と陰極端子８の隙間を埋めるとともに機械的に連結する底面部を有し、前記平面に対して略直交する側壁を有するインサートモールド樹脂ケース１０を用いて、その内側に露出した陽極端子のケース内側の露出部７ａおよび陰極端子のケース内側の露出部８ａに前述の単層コンデンサ素子１００の陽極部（陽極導通片６）および陰極部（銀ペースト層４）を導電ペースト９により接続した後、インサートモールド樹脂ケース１０の上側周囲を蓋１１で覆っている。なお、本実施の形態においては、導電性機能高分子膜２には、ピロール、チオフェン等を用いることができ、陽極端子７および陰極端子８としては、銅、銅系合金、ニッケル合金などの板材を用いることができるが、電子部品端子材料からなる板材であるならば、これらに限定されるものではない。

図１（ｂ）は蓋１１を取り外して上面から見た状態を示すが、弁作用金属陽極体１の両端部はコンデンサ素子を複数個積層するときに備えて、上下面で対称に形成されているので、図１（ｂ）に基づいて陽極端子引き出し部を説明する。本実施の形態においては、弁作用金属陽極体１の両端部１ｄに形成された陽極端子引き出し部１ｅ（陽極導通片６が接続する部分）の周囲３辺と、弁作用金属陽極体１の端部に沿って絶縁樹脂等によるレジスト層５を、コ字形の両側の２辺の中間部を外側に直角かつ対称に折り曲げた形状に形成し、陽極端子引き出し部１ｅの周囲３辺に沿って、レジスト分断部１ｂを形成するようにレジスト層５をレーザ加工の表面除去等によりコ字形に分断する。

実際には、単層コンデンサ素子１１０はインサートモールド樹脂ケース１０に封入する前はリードフレーム状のフレームに連なった状態になっている。図２は複数の単層コンデンサ素子がフレーム状に連設された途中工程を示す平面図であり、単層コンデンサ素子の製造途中の状態を示している。図２で、１１０ａは図１（ｂ）と同じ単層コンデンサ素子、５２は陽極端子引き出し部、５３はリードフレーム状のフレーム、５４および５５は、そこに開けられた角孔および丸孔である。また、５は、図１（ｂ）のものと同じレジスト層であり、５６は半製品の個片を分離する際の切断線である。

インサートモールド樹脂ケース１０（図１）に封入するため単層コンデンサ素子１１０を、図２に示したフレーム状態から切断分離する際、図１（ｂ）に示したレジスト層５のレジスト分断部１ｂの陽極体端面部分（コ字形の端部）も同時に切断する構成となっている。

図１（ｂ）を参照すると、陽極端子引き出し部１ｅの幅は弁作用金属陽極体１の幅よりも狭いが、その幅が狭くなった部分には陰極層（銀ペースト層４）が延びている。この構造により、レジスト層の分断部がＩ字形の場合と比較して陰極層の面積が広くとれ、コンデンサ容量を大きくすることが可能となる。さらに、レジスト層５のコ字形分断部端面の切断が素子をフレームから切断する工程で行えるため、分断部端面を切断する工程を別に設ける必要がなく、リードタイムを短くすることが可能となる。

本発明の他の実施の形態では、インサートモールドケース（インサートモールド樹脂ケース１０）に単層コンデンサ素子を封入するのではなく、外部端子が実装面に引き出された単層コンデンサ素子の全体を絶縁性の外装樹脂でモールド成型方式により外装する。このような外装を行っても、単層コンデンサ素子の陽極端子引き出し部の構造およびレジスト層の分断のための工程は、先に説明した実施の形態と同様であるので、コンデンサ容量の増加、製造のリードタイム短縮において同様の効果が得られる。

なお、使用用途によっては、漏れ電流の低減がさほど重要でない場合もあり、その場合には、レジスト層のレーザ加工などによるコ字形の分断は不要になる。

以上、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、この実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても、本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、なしえるであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。例えば、複数のコンデンサ素子を積層したものにも適用可能である。また、陽極端子引き出し部の形状は矩形に限らず、その一辺が陽極体の端部と一致していればよく、一般の多角形、半円、半楕円などの形状が可能である。

本発明に係る表面実装薄型コンデンサは、電子部品や電気部品のプリント配線基板等の基板に表面実装されるタイプの固体電解コンデンサに適用することができる。

本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサを示し、図１（ａ）は正断面図、図１（ｂ）は蓋を取り外して上面から見た平面図。 複数の単層コンデンサ素子がフレーム状に連設された途中工程を示す平面図。 従来技術による固体電解コンデンサを示し、図３（ａ）は正断面図、図３（ｂ）は蓋を取り外して上面から見た平面図。

符号の説明

１，２１ 弁作用金属陽極体
１ａ，２１ａ 中央部
１ｂ，２１ｂ レジスト分断部
１ｃ，２１ｃ レジスト形成部
１ｄ，２１ｄ 両端部
１ｅ，５２ 陽極端子引き出し部
２ 導電性機能高分子膜
３ グラファイト層
４ 銀ペースト層
５，１５ レジスト層
６ 陽極導通片
７ 陽極端子
７ａ，８ａ 露出部
８ 陰極端子
９ 導電ペースト
１０ インサートモールド樹脂ケース
１１ 蓋
２１ｅ 側面部分
５３ フレーム
５４ 角孔
５５ 丸孔
５６ 切断線
１００ 表面実装薄型コンデンサ
１１０，１１０ａ 単層コンデンサ素子
１２０ 固体電解コンデンサ

Claims (5)

1. 矩形板状または矩形箔状の拡面化された弁作用金属を陽極体とし、前記陽極体の長手方向の両端部から陽極端子が実装面に引き出され、前記陽極体の少なくとも中央領域の表面には酸化皮膜の誘電体層が形成され、前記誘電体層の表面に導電性機能高分子膜の固体電解質層が形成され、前記固体電解質層の表面に導電ペースト層を含む陰極層が形成され、前記陰極層に接続された板状の陰極端子が実装面に設けられた多端子の表面実装薄型コンデンサにおいて、前記両端部には、絶縁性のレジスト層で分離された前記陽極端子を引き出すための陽極端子引き出し部を設け、前記陽極端子引き出し部は、矩形状で、前記陽極端子引き出し部の長辺の幅が前記陽極体の短辺の幅よりも狭く、前記陽極端子引き出し部の一方の長辺が前記陽極体の短辺の中央部に接して形成され、前記レジスト層は、前記陽極体の端部および前記陽極端子引き出し部と前記固体電解質層の端部との間に設けられ、前記陽極端子引き出し部の一方の長辺を除く３辺を囲むコ字形の両端を前記陽極体の短辺に沿って、前記長辺に向かって延伸した形状を有し、前記レジスト層の前記陽極端子引き出し部に隣接する部分がコ字形に除去され分断されたレジスト分断部を有することを特徴とする表面実装薄型コンデンサ。
2. 全体の外装に、陽極端子および陰極端子が配設されたインサートモールドケースが用いられたことを特徴とする請求項１に記載の表面実装薄型コンデンサ。
3. 全体を外装する外装樹脂がコンデンサ素子を覆うモールド成型方式で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の表面実装薄型コンデンサ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の表面実装薄型コンデンサの製造方法であって、前記レジスト層のコ字形の分断部をレーザ加工によって形成することを特徴とする表面実装薄型コンデンサの製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の表面実装薄型コンデンサの製造方法であって、前記レジスト層のコ字形の分断部の端部の切断をフレーム状に連設された複数のコンデンサ素子を個片切断する工程と同時に行うことを特徴とする表面実装薄型コンデンサの製造方法。

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