JP5739147B2 - 固体電解コンデンサ素子の製造方法 - Google Patents
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Description
陽極リード線とフレームとの接続には、通常、抵抗溶接やレーザー溶接が用いられているが、リード線部位をより短くしてフレームに溶接しようとすると、溶接部が前述したワッシャーの変形部に干渉することになり、不良品となる素子が増加する。すなわち、溶液の這い上がりを抑えるワッシャーの変形が大きくなると、コンデンサの小型化が難しくなる。
また、固体電解コンデンサ素子の封止時の溶融樹脂による陽極体上面への応力を緩和することにより、性能と信頼性が良好な固体電解コンデンサを提供することにある。
1.陽極リード線を有する陽極体の前記陽極リード線を、陽極リード線の外径よりも小さい内径の陽極リード線挿入孔を有する絶縁性材料からなるワッシャーに挿入し、ワッシャーと陽極体との隙間が0.3mm以下となるように調整し、誘電体酸化皮膜、半導体層及び電極層を順次積層してなる固体電解コンデンサ素子の製造方法において、下記式(1)
y(%)=(a/t)×100 (1)
(式中、tはワッシャーの厚みを表し、aはワッシャーの挿入孔の周りに生ずる変形部分を除く上側(陽極体と反対側)の面から、ワッシャー変形部分の陽極体から最も離れた上側部分までの鉛直方向の距離を表す。)
で定義されるワッシャーの変形率(y)が25%以上となるように、前記陽極リード線をワッシャーに挿入し、次いで、挿入方向とは逆の方向にワッシャーを移動して変形率(y)を0〜23%にすることを特徴とする固体電解コンデンサ素子の製造方法。
2.陽極リード線をワッシャーに鉛直に差込む前項1に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
3.陽極リード線の材質が、タンタル、アルミニウム、ニオブ、チタン、またはこれら弁作用金属を主成分とする合金である前項1に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
4.陽極体が、タンタル、ニオブ、チタン及びアルミニウムから選ばれる少なくとも1種を主成分とする金属あるいは合金、酸化ニオブ、またはこれら金属、合金及び酸化ニオブから選ばれる少なくとも2種以上の混合物である前項1に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
5.半導体層が有機半導体層を含む層である前項1に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
6.有機半導体層がドーパントをドープした導電性高分子を主成分とした半導体層である前項5に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
7.導電性高分子が、ポリアニリン、ポリオキシフェニレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリピロール、ポリメチルピロール、及びこれらの置換誘導体から選択される前項6に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
8.前項1〜7のいずれかに記載の方法で得られる固体電解コンデンサ素子を外装樹脂で封口してなる固体電解コンデンサ。
9.前項8に記載の固体電解コンデンサを使用した電子回路。
10.前項8に記載の固体電解コンデンサを使用した電子機器。
図2(A)及び(B)は本発明で規定するワッシャーの変形率を説明する固体電解コンデンサ素子の平面及び側面の概略図である(図2では各部の大きさは説明の便宜のために誇張して示してある。)。
y(%)=(a/t)×100 (1)
式(1)中、tはワッシャーの厚みを表し、aはワッシャーの挿入孔の周りに生ずる変形部分を除く上側(陽極体と反対側)の面から、ワッシャー変形部分の陽極体から最も離れた上側部分までの鉛直方向の距離を表す。
リード線とフレームとの溶接時に干渉が生じにくく、漏れ電流特性の劣化が少なく、信頼性も良好であり、従来よりも一層の小型化が可能となる。
なお、本発明において主成分とは、50質量%以上含まれる成分である。
前記弁作用金属または前記合金または導電性化合物の粉体、あるいは前記焼結体等の一部を、炭化、燐化、ホウ素化、窒化、硫化または酸化から選ばれた少なくとも1種の処理を行ってから使用してもよい。
有機半導体としては、ドーパントをドープした導電性高分子を主成分とした有機半導体が挙げられる。ドーパントは特に限定されず、公知のドーパントを使用することができる。
市販の10万CV/gのタンタル粉を成形、焼結して、大きさ1.0±0.05mm×1.5±0.05mm×4.5±0.1mmの焼結体を複数個作製し、陽極体とした。なお、この陽極体の1.0×1.5mm面の中央に、内部に3.5mm埋もれ、外部に10mm出ている直径0.40mmのタンタルリード線が鉛直に植設されている。別途用意した、厚さ0.20±0.02mm、外径0.90mmの円盤状で、中央に内径0.36mmφの孔を有するテトラフルオロエチレン製のワッシャーにリード線を鉛直に挿入し、陽極リード線植設面から0.15mm離して一旦固定した。挿入されたワッシャーは、リード線と接する部分が変形し、55μm以上、上方向に(陽極体とは反対方向に)盛り上がっていた。ついで、ワッシャーを上方向に引き上げ、植設面から0.2mm離して固定することにより、変形部の高さを6〜40μmの範囲にした。変形率は3〜22%の範囲であった。
また、別途、リードフレームを用意した。このリードフレームは、厚さ100μmの銅合金製で、下地0.6μm、表面5μmの無光沢メッキを施したものであり、陰極リード(コンデンサ素子の陰極部が載置される部分)が幅3.5mm、長さ4.5mm、陽極リードが幅3.5mmであり、陰陽極リード間は0.8mmの隙間を有している。陰極リードの陽極リード側端辺から4.5mmの位置に、高さ0.45mmの段差加工が施してある。
ワッシャーを、初めから植設面から0.2mm離れた位置まで挿入し、上方向に引き上げず、コンデンサを作製したこと以外は、実施例1と同様にしてチップ状固体電解コンデンサを作製した。挿入時の変形率は25%以上であった。
リード線の植設面から2.3mmの位置でリード線を切断し、リードフレームの陰陽極リード間を0.9mmとし、溶接位置を陽極リードの陰極リード側の端辺より0.7mmの位置とし、外装体の大きさを7.4×4.3×1.8mmとしてコンデンサを作製したこと以外は、比較例1と同様にしてチップ状固体電解コンデンサを作製した。
実施例1、比較例1及び参考例1について、同じ方法で作製した各々640個のコンデンサ(計1280個のコンデンサ素子)の漏れ電流を測定した。各素子の漏れ電流(LC)は、各定格電圧を印加した30秒後の値である。漏れ電流が、下記式で表される基準値(0.1CV)の値以下であるコンデンサの個数を表1に示す。
基準値(μA)=定数(μA/V・μF)×定格容量(μF)×定格電圧(V)
定数=0.1μA/V・μF、定格容量=680μF、定格電圧=2.5V
また、実施例1と参考例1を比べると、リード線を植設面からより近い位置でリードフレームに溶接したにもかかわらず、実施例1の漏れ電流特性は参考例1の値と同一となった。
2 陽極リード線
3 ワッシャー
4 孔
Claims (10)
- 陽極リード線を有する陽極体の前記陽極リード線を、陽極リード線の外径よりも小さい内径の陽極リード線挿入孔を有する絶縁性材料からなるワッシャーに挿入し、ワッシャーと陽極体との隙間が0.3mm以下となるように調整し、誘電体酸化皮膜、半導体層及び電極層を順次積層してなる固体電解コンデンサ素子の製造方法において、下記式(1)
y(%)=(a/t)×100 (1)
(式中、tはワッシャーの厚みを表し、aはワッシャーの挿入孔の周りに生ずる変形部分を除く上側(陽極体と反対側)の面から、ワッシャー変形部分の陽極体から最も離れた上側部分までの鉛直方向の距離を表す。)
で定義されるワッシャーの変形率(y)が25%以上となるように、前記陽極リード線をワッシャーに挿入し、次いで、挿入方向とは逆の方向にワッシャーを移動して変形率(y)を0〜23%にすることを特徴とする固体電解コンデンサ素子の製造方法。 - 陽極リード線をワッシャーに鉛直に差込む請求項1に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
- 陽極リード線の材質が、タンタル、アルミニウム、ニオブ、チタン、またはこれら弁作用金属を主成分とする合金である請求項1に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
- 陽極体が、タンタル、ニオブ、チタン及びアルミニウムから選ばれる少なくとも1種を主成分とする金属あるいは合金、酸化ニオブ、またはこれら金属、合金及び酸化ニオブから選ばれる少なくとも2種以上の混合物である請求項1に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
- 半導体層が有機半導体層を含む層である請求項1に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
- 有機半導体層がドーパントをドープした導電性高分子を主成分とした半導体層である請求項5に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
- 導電性高分子が、ポリアニリン、ポリオキシフェニレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリピロール、ポリメチルピロール、及びこれらの置換誘導体から選択される請求項6に記載の固体電解コンデンサ素子の製造方法。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の方法で得られる固体電解コンデンサ素子を外装樹脂で封口してなる固体電解コンデンサ。
- 請求項8に記載の固体電解コンデンサを使用した電子回路。
- 請求項8に記載の固体電解コンデンサを使用した電子機器。
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