JP5874746B2 - 固体電解コンデンサ、電子部品モジュール、固体電解コンデンサの製造方法および電子部品モジュールの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は固体電解コンデンサ、固体電解コンデンサを含む電子部品モジュール、固体電解コンデンサの製造方法および電子部品モジュールの製造方法に関する。特に、固体電解コンデンサの陽極リード端子に関する。
固体電解コンデンサ１は、図９に示すように、誘電体部１１１、陽極部１１２および陰極部１１３を有する複数のコンデンサ素子１１０と、陽極部１１２に接続される陽極リード端子１１８と、陰極部１１３に接続される陰極リード端子１１９と、複数のコンデンサ素子１１０を覆う外装樹脂１１６と、を備えている。陽極リード端子１１８および陰極リード端子１１９としては、Ｆｅ−Ｎｉ系合金、またはＣｕ系合金からなる基材１１８ａ、１１９ａにＳｎめっき１１８ｃ、１１９ｃを施したものが用いられている。
しかし、作業温度が２３５℃〜２６０℃となるリフローはんだ付けにおいては、陽極リード端子１１８および陰極リード端子１１９のＳｎめっき１１８ｃ、１１９ｃが溶融して外装樹脂１１６との間に隙間が生じ、気密性が損なわれるという問題が生じる。その対策として、めっき材料に、Ｓｎ（融点２３２℃）などの低融点金属を用いるのでなく、たとえば、Ｎｉ（融点１４５０℃）およびＡｕ（融点１０６４℃）などの高融点金属（融点４００℃以上）を用いることが考えられる。
特許文献１（特開２００３−１２４０７４号公報）には、高融点金属によるめっき層の領域を少なくするため、陽極リード端子１１８の片面のみにＡｕめっき層を形成し、このＡｕめっき層にコンデンサ素子１１０の陽極部１１２を抵抗溶接することが記載されている。
しかし、陽極リード端子１１８に形成されたＡｕめっき層の材料であるＡｕと、コンデンサ素子１１０の陽極部１１２材料であるアルミニウムとの組み合わせでは、抵抗溶接時の電気抵抗が低いために発熱せず、陽極リード端子１１８とコンデンサ素子１１０とを接合することが困難である。
本発明の目的は、陽極リード端子のめっき材料としてリフロー温度で溶融しない材料を用いたうえで、コンデンサ素子の陽極部と陽極リード端子とを確実に接合することが可能な構造を有する固体電解コンデンサ、およびその製造方法を提供することにある。また、上記本発明の固体電解コンデンサを含む電子部品モジュールおよびその製造方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明に係る固体電解コンデンサは、
陽極部と、前記陽極部上に配設された誘電体層と、前記誘電体層上に配設された陰極部とを有する複数のコンデンサ素子を、前記陽極部同士が電気的に接続され、かつ、前記陰極部同士が電気的に接続されるように積層してなる積層体と、
前記積層体を覆うように形成された外装樹脂と、
前記コンデンサ素子の前記陽極部に電気的に接続されるとともに前記外装樹脂の外部に引き出された陽極リード端子と、
前記コンデンサ素子の前記陰極部に電気的に接続されるとともに前記外装樹脂の外部に引き出された陰極リード端子と、
を備える固体電解コンデンサであって、
前記陽極リード端子は、Ｃｕ基材と、前記Ｃｕ基材上の所定領域に形成され、前記陽極リード端子の表層をなすＡｕめっき層とを有し、前記陽極リード端子の表面には、前記Ａｕめっき層が表層をなすＡｕ領域と、前記Ａｕめっき層が形成されず、Ｃｕが露出したＣｕ領域とが存在しているとともに、
前記陰極リード端子は、基材と、前記基材上に形成され、前記陰極リード端子の表層となるＡｕめっき層とを備えており、
前記コンデンサ素子の前記陽極部は、前記陽極リード端子の前記Ｃｕ領域に接続されていること
を特徴としている。
陽極部と、前記陽極部上に配設された誘電体層と、前記誘電体層上に配設された陰極部とを有する複数のコンデンサ素子を、前記陽極部同士が電気的に接続され、かつ、前記陰極部同士が電気的に接続されるように積層してなる積層体と、
前記積層体を覆うように形成された外装樹脂と、
前記コンデンサ素子の前記陽極部に電気的に接続されるとともに前記外装樹脂の外部に引き出された陽極リード端子と、
前記コンデンサ素子の前記陰極部に電気的に接続されるとともに前記外装樹脂の外部に引き出された陰極リード端子と、
を備える固体電解コンデンサであって、
前記陽極リード端子は、Ｃｕ基材と、前記Ｃｕ基材上の所定領域に形成され、前記陽極リード端子の表層をなすＡｕめっき層とを有し、前記陽極リード端子の表面には、前記Ａｕめっき層が表層をなすＡｕ領域と、前記Ａｕめっき層が形成されず、Ｃｕが露出したＣｕ領域とが存在しているとともに、
前記陰極リード端子は、基材と、前記基材上に形成され、前記陰極リード端子の表層となるＡｕめっき層とを備えており、
前記コンデンサ素子の前記陽極部は、前記陽極リード端子の前記Ｃｕ領域に接続されていること
を特徴としている。
陽極リード端子のＣｕ領域は、外装樹脂の外縁より内側にあることが好ましい。
また、コンデンサ素子の陽極部と陽極リード端子のＣｕ領域とは、抵抗溶接により接合されているのが好ましい。
本発明に係る電子部品モジュールは、前述した固体電解コンデンサと、ランド電極を有する回路基板とを備え、前記固体電解コンデンサの前記陽極リード端子および前記陰極リード端子と、前記回路基板の前記ランド電極とがはんだにより接合されていることを特徴としている。
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、
陽極部と、前記陽極部上に配設された誘電体層と、前記誘電体層上に誘電体部、陽極部および陰極部を有する複数のコンデンサ素子を準備するコンデンサ素子準備工程と、
Ｃｕ基材上にＡｕめっきを施して、表層がＡｕめっき層からなるＡｕ領域と、前記Ａｕめっき層が形成されず、Ｃｕが表面に露出したＣｕ領域とを備えた陽極リード端子を形成する陽極リード端子形成工程と、
基材上にＡｕめっきを施して、表層がＡｕめっき層からなる陰極リード端子を形成する陰極リード端子形成工程と、
前記コンデンサ素子の前記陽極部同士が電気的に接続され、かつ、前記陰極部同士が電気的に接続されるように、複数の前記コンデンサ素子を積み重ねて積層体を形成する積層体形成工程と、
前記コンデンサ素子の前記陽極部に前記陽極リード端子の前記Ｃｕ領域を接続する陽極接続工程と、
前記コンデンサ素子の前記陰極部に前記陰極リード端子を接続する陰極接続工程と、
前記陽極リード端子の一部と、前記陰極リード端子の一部が外部に引き出されるような態様で前記積層体を覆う外装樹脂を形成する外装樹脂形成工程と
を備えることを特徴としている。
陽極部と、前記陽極部上に配設された誘電体層と、前記誘電体層上に誘電体部、陽極部および陰極部を有する複数のコンデンサ素子を準備するコンデンサ素子準備工程と、
Ｃｕ基材上にＡｕめっきを施して、表層がＡｕめっき層からなるＡｕ領域と、前記Ａｕめっき層が形成されず、Ｃｕが表面に露出したＣｕ領域とを備えた陽極リード端子を形成する陽極リード端子形成工程と、
基材上にＡｕめっきを施して、表層がＡｕめっき層からなる陰極リード端子を形成する陰極リード端子形成工程と、
前記コンデンサ素子の前記陽極部同士が電気的に接続され、かつ、前記陰極部同士が電気的に接続されるように、複数の前記コンデンサ素子を積み重ねて積層体を形成する積層体形成工程と、
前記コンデンサ素子の前記陽極部に前記陽極リード端子の前記Ｃｕ領域を接続する陽極接続工程と、
前記コンデンサ素子の前記陰極部に前記陰極リード端子を接続する陰極接続工程と、
前記陽極リード端子の一部と、前記陰極リード端子の一部が外部に引き出されるような態様で前記積層体を覆う外装樹脂を形成する外装樹脂形成工程と
を備えることを特徴としている。
外装樹脂形成工程においては、陽極リード端子のＣｕ領域が、外装樹脂の外縁より内側となるように前記積層体を覆うことが好ましい。
また、コンデンサ素子の陽極部と陽極リード端子のＣｕ領域とは、抵抗溶接により接合されていることが好ましい。
陽極リード端子形成工程は、陽極リード端子のＣｕ領域を加熱することによりＣｕ領域に酸化膜を形成する酸化膜形成工程を含むことがさらに好ましい。
本発明に係る電子部品モジュールの製造方法は、複数の位置にはんだペーストが付与された回路基板を準備する回路基板準備工程と、複数の位置に付与された前記はんだペーストのそれぞれに前記固体電解コンデンサの前記陽極リード端子および前記陰極リード端子を配置することにより、前記回路基板上に前記固体電解コンデンサを搭載する搭載工程と、前記固体電解コンデンサの搭載された前記回路基板をリフロー炉内に投入することにより、前記固体電解コンデンサを前記回路基板に固着させるリフローはんだ付け工程とを備えることを特徴としている。
本発明に係る固体電解コンデンサにおいては、陽極リード端子のめっき材料として、リフロー温度で溶融しないＡｕを用いるとともに、陽極リード端子にＡｕめっき層が形成されていないＣｕ領域を設けるようにしているので、コンデンサ素子の陽極部と陽極リード端子とを確実に接合することができる。これにより、気密性および耐候性に優れた固体電解コンデンサを提供することができる。
本発明に係る電子部品モジュールにおいては、前述した固体電解コンデンサを構成する陽極リード端子は、その表面を構成するＡｕめっき層またはＣｕが外装樹脂と接し、陰極リード端子は、その表面を構成するＡｕめっき層が外装樹脂と接するため、電子部品モジュールがリフロー温度下におかれたとしても、外装樹脂と陽極リード端子または陰極リード端子との密着性が確保される。
すなわち、Ａｕめっき層を構成するＡｕは、融点が１３３８℃と高く、本発明の固体電解コンデンサがリフロー温度下におかれたとしても、めっき層が溶融するおそれはなく、外装樹脂と、陽極リード端子および陰極リード端子との密着性が確保され、気密性および耐候性を向上させることができる。
すなわち、Ａｕめっき層を構成するＡｕは、融点が１３３８℃と高く、本発明の固体電解コンデンサがリフロー温度下におかれたとしても、めっき層が溶融するおそれはなく、外装樹脂と、陽極リード端子および陰極リード端子との密着性が確保され、気密性および耐候性を向上させることができる。
本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法においては、陽極リード端子のめっき材料として、リフロー温度で溶融しないＡｕめっきを用いる一方で、陽極リード端子にＡｕめっき層が形成されていないＣｕ領域を設けるようにしているので、コンデンサ素子の陽極部と陽極リード端子とを確実に接合することが可能になる。その結果、気密性および耐候性に優れた固体電解コンデンサを確実に製造することが可能になる。
本発明に係る電子部品モジュールの製造方法によれば、リフローはんだ付けという効率的な生産方法を採用しつつ、信頼性の高い電子部品モジュールを製造できる。
（固体電解コンデンサ）
本実施形態に係る固体電解コンデンサ１は、図１（Ａ）に示すように、誘電体部１１、陽極部１２および陰極部１３を有する複数（図１（ａ）の構成では４つ）のコンデンサ素子１０と、陽極部１２に接続される陽極リード端子１８と、陰極部１３に接続される陰極リード端子１９と、複数のコンデンサ素子１０が積層されてなる積層体１０Ａを覆う外装樹脂１６とを備えている。
本実施形態に係る固体電解コンデンサ１は、図１（Ａ）に示すように、誘電体部１１、陽極部１２および陰極部１３を有する複数（図１（ａ）の構成では４つ）のコンデンサ素子１０と、陽極部１２に接続される陽極リード端子１８と、陰極部１３に接続される陰極リード端子１９と、複数のコンデンサ素子１０が積層されてなる積層体１０Ａを覆う外装樹脂１６とを備えている。
コンデンサ素子１０は、図１（Ａ）および図２に示すように、弁作用金属基体からなる陽極部１２と、陽極部１２の表面に形成された誘電体部１１（図において太線で示す）と、誘電体部１１上の一部に形成された陰極部１３とを備えている。
陽極部１２は、コンデンサ素子１０の容量生成領域に位置する陽極部本体１２ａと、陽極部本体１２ａから容量生成領域の外側に引き出されている陽極引き出し部１２ｂとを備えている。陽極部１２の材料としては、たとえば、アルミニウム、タンタルまたはニオブなどが挙げられる。陽極部１２は、エッチング処理が施されることによって表面が粗面化されている。本実施形態においては、陽極部１２として、厚み２０μｍ〜３００μｍのアルミニウム箔が用いられている。誘電体部１１は、粗面化された陽極部１２の表面を酸化することによって形成される誘電体皮膜である。誘電体皮膜の厚みは、たとえば５ｎｍ〜１００ｎｍである。
陰極部１３は、導電性高分子層、カーボンペースト層およびＡｇペースト層が順に形成された複合層から構成されている。導電性高分子層、カーボンペースト層およびＡｇペースト層は、それぞれの原料溶液を付与することによって形成される。
陰極部１３と陽極引き出し部１２ｂとの間には、遮断部材１４が設けられている。遮断部材１４は陰極部１３を形成する際に付与される原料溶液が陽極引き出し部１２ｂに入らないように遮断するためのものである。遮断部材１４は、たとえば、電気絶縁性を有する絶縁樹脂からなる。
そして、積層体１０Ａを構成する複数のコンデンサ素子１０が、互いに隣接する陽極部１２の陽極引き出し部１２ｂ同士が電気的に接続され、かつ、互いに隣接する陰極部１３同士が電気的に接続されるように積層されることにより積層体１０Ａが形成されている。各コンデンサ素子１０の陰極部１３同士は、導電性接着剤１５により接続され、陽極引き出し部１２ｂ同士は、後述するように、抵抗溶接によって接合されている。陽極引き出し部１２ｂの表面に形成された誘電体皮膜は、抵抗溶接の際に突き破られ、これにより陽極部１２同士が電気的に接続される。
複数のコンデンサ素子１０が積層されてなる積層体１０Ａは、電気絶縁性を有する外装樹脂１６によって覆われている。外装樹脂１６の材料としては、たとえばエポキシ樹脂などが挙げられる。
コンデンサ素子１０の陽極部１２には陽極リード端子１８の一方端が電気的に接続され、陰極部１３には陰極リード端子１９の一方端が電気的に接続されている。陽極リード端子１８の他方端および陰極リード端子１９の他方端は、外装樹脂１６の内部から外部に引き出されている。
陰極リード端子１９は、その表面にＡｕめっき層１９ｃを備えている。具体的には、陰極リード端子１９はＣｕ基材１９ａを有し、このＣｕ基材１９ａ上にＮｉめっき層１９ｂが形成され、さらにその上に、陰極リード端子１９の表層となるＡｕめっき層１９ｃが形成された構造を有している。下地としてＮｉめっき層１９ｂを形成しているのは、Ｃｕ基材１９ａの腐食を防止するとともに、最上層であるＡｕめっき層１９ｃがＣｕ基材１９ａに拡散するのを抑制するためである。Ｃｕ基材１９ａの厚みは、たとえば１００μｍ、Ｎｉめっき層１９ｂの厚みは、たとえば５μｍ、Ａｕめっき層１９ｃの厚みは、たとえば０．１μｍである。陰極リード端子１９の一方端は、導電性接着剤１５によりコンデンサ素子１０の陰極部１３に接続されている。
陽極リード端子１８は、陰極リード端子１９と同じ材料からなるＣｕ基材１８ａを有する。ただし、陽極リード端子１８の表面には、図１（Ａ）および図１（Ｂ）に示すように、表層としてＡｕめっき層１８ｃが形成されたＡｕ領域Ｘと、Ａｕめっき層１８ｃが形成されていないＣｕ領域Ｙとを備えている。具体的には、Ａｕ領域Ｘにおける陽極リード端子１８は、Ｃｕ基材１８ａ上にＮｉめっき層１８ｂが形成され、さらにその上に表層となるＡｕめっき層１８ｃが形成されている。Ｃｕ基材１８ａ、Ｎｉめっき層１８ｂおよびＡｕめっき層１８ｃのそれぞれの厚みは、陰極リード端子１９と同様である。一方、陽極リード端子１８のＣｕ領域Ｙは、Ｃｕ基材１８ａ上にめっき層が形成されておらず、Ｃｕ基材１８ａそのものが露出している領域である。このＣｕ領域Ｙは、外装樹脂１６の内部に配置され、コンデンサ素子１０の陽極部１２に接続されている。
本実施形態における固体電解コンデンサ１は、陽極リード端子１８の一部表面にＣｕ領域Ｙを有する点に特徴がある。このＣｕ領域Ｙを備えているため、陽極リード端子１８とコンデンサ素子１０とを抵抗溶接する際に、Ｃｕ領域Ｙにおける陽極リード端子１８とコンデンサ素子１０の陽極部１２との電気抵抗を高めることができる。電気抵抗が高くなることにより、接合しようとする互いの部材（陽極部１２と陽極リード端子１８のＣｕ領域Ｙ）に発熱が起きやすく、一方または両方の部材の一部を溶融させて接合する抵抗溶接による接合が可能になる。
表１は、アルミニウム箔に対して数種類の材料をそれぞれ重ね合わせた際の電気抵抗を示したものである。
電気抵抗の測定は、陽極部１２の一例であるアルミニウム箔に対して試料１〜３をそれぞれ重ね合わせ、その両側を一対の溶接用電極で挟み込み、所定の交流電圧（１０Ｖ、１００ｍＡ、２０ｋＨｚ）を印加することにより行なった。なお、測定器としてはアジレント・テクノロジー社製Ｅ４９８０、テストリードとしてはアジレント・テクノロジー社製２３２３Ａを用いた。
表１に示すように、Ｃｕ基材は、Ｃｕ基材にＳｎめっきやＡｕめっきをめっきしたものに比べて電気抵抗が高くなっている。したがって、コンデンサ素子１０の陽極部１２に抵抗溶接する際の材料としては、Ｃｕが適切であることがわかる。
なお、本実施形態において、陰極リード端子１９には基材としてＣｕ基材１９ａが用いられているが、陰極リード端子１９は抵抗溶接の方法ではなく、導電性接着剤１５により陰極部１３に接続されることから、基材は、必ずしも本実施形態の場合のようなＣｕ基材１９ａでなくてもよく、他の材料からなるものを用いることも可能である。また、抵抗溶接の方法で陰極部１３に接合されることがないので、陽極リード端子の場合のように、Ｃｕ領域を備えている必要もない。
また、図１（Ａ）に示すように、固体電解コンデンサ１の陽極リード端子１８におけるＣｕ領域Ｙの長さは、陽極リード端子１８の一方端から外装樹脂１６の外縁までの距離に等しい。
一方、Ａｕ領域Ｘの長さは、陽極リード端子１８の他方端から外装樹脂１６の外縁までの距離に等しい。
外装樹脂１６の材料がたとえばエポキシ樹脂である場合、Ｃｕ基材１８ａに対する外装樹脂１６の密着性は、Ａｕめっき層１８ｃに対する密着性よりも高くなる。したがって、Ｃｕ領域Ｙの全てを外装樹脂１６で覆うことにより、陽極リード端子１８と外装樹脂１６との密着性を極力高めることができる。
一方、Ａｕ領域Ｘの長さは、陽極リード端子１８の他方端から外装樹脂１６の外縁までの距離に等しい。
外装樹脂１６の材料がたとえばエポキシ樹脂である場合、Ｃｕ基材１８ａに対する外装樹脂１６の密着性は、Ａｕめっき層１８ｃに対する密着性よりも高くなる。したがって、Ｃｕ領域Ｙの全てを外装樹脂１６で覆うことにより、陽極リード端子１８と外装樹脂１６との密着性を極力高めることができる。
また、本実施形態では、固体電解コンデンサ１を含む電子部品モジュール２（図７参照）をリフローする際のリフロー温度に対する耐性を確保するため、陽極リード端子１８および陰極リード端子１９の基材としてＣｕ基材を用い、Ｃｕ基材１８ａ、１９ａに施すめっき材料としてＮｉおよびＡｕを用いている。
すなわち、固体電解コンデンサ１を含む電子部品モジュール２がリフローに供される場合の一般的なリフロー温度は２３５℃〜２６０℃であり、めっき材料としては、リフロー温度よりも融点の高い材料を用いることが必要になる。
そこで、本実施形態では、上述のように、下地めっき層として、融点が１４５５℃のＮｉを用いてＮｉめっき層１８ｂ、１９ｂを形成し、表層めっき層として、融点が１３３８℃のＡｕを用いてＡｕめっき層１８ｃ、１９ｃを形成するようにしている。
そのため、本実施形態に係る固体電解コンデンサ１がリフロー温度下におかれたとしても、各めっき層が溶融するおそれはなく、外装樹脂１６と、陽極リード端子１８または陰極リード端子１９との密着性を確保することが可能で、耐候性に優れた固体電解コンデンサ１およびそれを用いた電子部品モジュール２を得ることができる。
そのため、本実施形態に係る固体電解コンデンサ１がリフロー温度下におかれたとしても、各めっき層が溶融するおそれはなく、外装樹脂１６と、陽極リード端子１８または陰極リード端子１９との密着性を確保することが可能で、耐候性に優れた固体電解コンデンサ１およびそれを用いた電子部品モジュール２を得ることができる。
上述のように、本実施形態によれば、陽極リード端子１８のめっき材料として、リフロー温度で溶融しないＮｉおよびＡｕを用いる一方で、陽極リード端子１８の一部を抵抗溶接に適したＣｕ領域Ｙとしているので、コンデンサ素子１０の陽極部１２と陽極リード端子１８とを抵抗溶接の方法で確実に接合することが可能になる。
また、陽極リード端子１８の外装樹脂１６に覆われる（埋設される）領域を、Ｃｕ基材が露出した領域（Ｃｕ領域Ｙ）としているので、外装樹脂１６と陽極リード端子１８との密着性が十分に確保される。その結果、外装樹脂１６の外縁とコンデンサ素子１０との距離を小さくする、すなわち、外装樹脂１６の肉厚を薄くすることが可能になり、固体電解コンデンサ１の小型化を図ることができる。
また、陽極リード端子１８の他方端および陰極リード端子１９の他方端の表層をＡｕめっき層１８ｃ、１９ｃとしているので、リフローはんだ付けにおけるはんだ接合性を向上させることができる。さらに、陰極リード端子１９の一方端の表層をＡｕめっき層１９ｃとしているので、陰極リード端子１９の一方端と、陰極部１３の最上層であるＡｇペースト層との接着性および電気的導通性を向上させることができる。
なお、Ｃｕ基材１８ａ、１９ａとＡｕめっき層１８ｃ、１９ｃとの間に形成されるめっき層（下地層）の構成材料は、Ｃｕ（Ｃｕ基材）およびＡｕ（Ａｕめっき層）との密着性に優れ、融点がリフロー温度よりも高い材料であればよく、Ｎｉ以外の他の材料を用いることも可能である。たとえば、Ｎｉめっき層１８ｂ、１９ｂの代わりに、Ｎｉ／Ｐｄめっき層を形成してもよい（Ｐｄの融点は１５５５℃）。
また、陽極リード端子１８のＣｕ領域Ｙは、Ｃｕ基材１８ａが露出したものに限られず、Ｃｕ基材１８ａ上にさらにＣｕめっきを施したものであってもよい。
また、陽極リード端子１８のＣｕ領域Ｙは、Ｃｕ基材１８ａが露出したものに限られず、Ｃｕ基材１８ａ上にさらにＣｕめっきを施したものであってもよい。
なお、陰極リード端子１９および陽極リード端子１８の基材であるＣｕの融点は１０６４℃、コンデンサ素子１０の耐熱温度は６６０℃、外装樹脂１６の材料であるエポキシ樹脂の耐熱温度は２６０〜３５０℃であり、いずれもリフロー温度より高い。したがって、本実施形態における固体電解コンデンサ１は十分な耐熱性を備えている。
図３は、固体電解コンデンサ１の変形例を示す図である。図３に示す固体電解コンデンサ１Ａは、Ａｕ領域ＸＡが外装樹脂１６の外縁よりも内部に入り込んでいる点に特徴がある。なお、上述の図１の固体電解コンデンサ１と共通する構成要素については、同じ番号を付して説明を省略する。
図３に示すように、変形例におけるＣｕ領域ＹＡの長さは、陽極リード端子１８Ａの一方端から外装樹脂１６の外縁までの距離よりも小さい。一方、Ａｕ領域ＸＡの長さは、陽極リード端子１８Ａの他方端から外装樹脂１６の外縁までの距離よりも大きい。そのため、外装樹脂１６によりＣｕ領域ＹＡの全てを確実に覆うことができる。したがって、陽極リード端子１８ＡのＣｕ領域ＹＡが外気に触れることを防止して、腐食やさびなどの発生を抑制することができる。
（固体電解コンデンサの製造方法）
図４（Ａ）〜図４（Ｄ）、図５（Ａ）〜図５（Ｄ）および図６を参照しながら、固体電解コンデンサ１の製造方法について説明する。固体電解コンデンサ１の製造方法は、少なくとも、コンデンサ素子準備工程と、陽極リード端子形成工程と、陰極リード端子形成工程と、コンデンサ素子積み重ねて積層体を形成する積層体形成工程と、陽極接続工程と、陰極接続工程と、外装樹脂形成工程とを備える。
図４（Ａ）〜図４（Ｄ）、図５（Ａ）〜図５（Ｄ）および図６を参照しながら、固体電解コンデンサ１の製造方法について説明する。固体電解コンデンサ１の製造方法は、少なくとも、コンデンサ素子準備工程と、陽極リード端子形成工程と、陰極リード端子形成工程と、コンデンサ素子積み重ねて積層体を形成する積層体形成工程と、陽極接続工程と、陰極接続工程と、外装樹脂形成工程とを備える。
図４（Ａ）はコンデンサ素子準備工程を説明するための図である。コンデンサ素子準備工程は、誘電体部１１、陽極部１２および陰極部１３、断熱部材（絶縁樹脂）１４を有する複数のコンデンサ素子１０を準備する工程である。なお、図４（Ａ）では、４つのコンデンサ素子１０を示している。この時点では、陽極部１２の表面の全体に誘電体皮膜（誘電体部）１１が形成されている。
図４（Ｂ）、図４（Ｃ）は、陽極リード端子形成工程および陰極リード端子形成工程を説明するための図である。
陽極リード端子および陰極リード端子を形成するにあたっては、まず、図４（Ｂ）に示すように、陽極リード端子用のＣｕ基材１８ａと、陰極リード端子用のＣｕ基材１９ａとを準備する。Ｃｕ基材１８ａ、１９ａは、たとえば帯状のフープ材を打ち抜き加工することにより一体的に提供されてもよい。
陽極リード端子および陰極リード端子を形成するにあたっては、まず、図４（Ｂ）に示すように、陽極リード端子用のＣｕ基材１８ａと、陰極リード端子用のＣｕ基材１９ａとを準備する。Ｃｕ基材１８ａ、１９ａは、たとえば帯状のフープ材を打ち抜き加工することにより一体的に提供されてもよい。
そして、陽極リード端子１８は、図４（Ｃ）に示すように、陽極リード端子１８用のＣｕ基材１８ａの表面の所定領域にＡｕめっきを施す。これにより、表層がＡｕめっき層１８ｃからなるＡｕ領域Ｘと、Ａｕめっき層１８ｃが形成されず、Ｃｕが表面に露出したＣｕ領域Ｙとを備えた陽極リード端子が作製される。
具体的には、たとえば、Ｃｕ基材１８ａの、Ｃｕ領域Ｙとなる領域をマスキングしたうえで、Ｎｉめっきを施して下地層となるＮｉめっき層を形成し、このＮｉめっき層上に、Ａｕめっきを施して、表層（最上層）となるＡｕめっき層を形成した後、マスキング材料を除去することにより作製される。なお、陽極リード端子１８においては、上述のマスキングした領域がＣｕ領域Ｙとなり、マスキングせず、Ｎｉめっき層上にＡｕめっき層が形成された領域がＡｕ領域Ｘとなる。
具体的には、たとえば、Ｃｕ基材１８ａの、Ｃｕ領域Ｙとなる領域をマスキングしたうえで、Ｎｉめっきを施して下地層となるＮｉめっき層を形成し、このＮｉめっき層上に、Ａｕめっきを施して、表層（最上層）となるＡｕめっき層を形成した後、マスキング材料を除去することにより作製される。なお、陽極リード端子１８においては、上述のマスキングした領域がＣｕ領域Ｙとなり、マスキングせず、Ｎｉめっき層上にＡｕめっき層が形成された領域がＡｕ領域Ｘとなる。
また、陰極リード端子１９は、図４（Ｃ）に示すように、陰極リード端子１９用のＣｕ基材１９ａの表面にＡｕめっきを施すことにより作製される。
具体的には、たとえば、Ｃｕ基材１９ａ上に、Ｎｉめっきを施して下地層となるＮｉめっき層を形成し、このＮｉめっき層上に、Ａｕめっきを施して、表層（最上層）となるＡｕめっき層を形成することにより作製される。
具体的には、たとえば、Ｃｕ基材１９ａ上に、Ｎｉめっきを施して下地層となるＮｉめっき層を形成し、このＮｉめっき層上に、Ａｕめっきを施して、表層（最上層）となるＡｕめっき層を形成することにより作製される。
陰極リード端子形成工程および陽極リード端子形成工程は同時に実行することもできる。たとえば、Ｃｕ基材１８ａのうちのＣｕ領域Ｙとなる予定箇所をマスキングしたうえで、Ｃｕ基材１８ａとＣｕ基材１９ａに同時にＮｉめっきを施し、その後、Ｎｉめっき層上に同時にＡｕめっきを施せばよい。
また、陽極リード端子形成工程は、図４（Ｄ）に示すように、Ｃｕ領域Ｙに酸化膜２２を形成する酸化膜形成工程を含んでいてもよい。陽極リード端子１８のＣｕ領域Ｙを大気中で、たとえば１００℃〜２００℃で加熱することにより、Ｃｕ領域Ｙ（すなわち、Ｃｕ基材１８ａの露出面）に酸化膜２２が形成される。この酸化膜２２の厚みは、たとえば２ｎｍ〜４５ｎｍである。
酸化膜２２が存在することにより、陽極リード端子１８とコンデンサ素子１０の陽極部１２とを接合する際の電気抵抗がより高くなる。そのため、接合箇所における温度を集中的に高くすることが可能になり、後述する抵抗溶接をより確実に実施することができる。
酸化膜２２が存在することにより、陽極リード端子１８とコンデンサ素子１０の陽極部１２とを接合する際の電気抵抗がより高くなる。そのため、接合箇所における温度を集中的に高くすることが可能になり、後述する抵抗溶接をより確実に実施することができる。
図５（Ａ）は、コンデンサ素子積み重ねて積層体を形成する積層体形成工程を説明するための図である。この積層体形成工程は、各コンデンサ素子１０の陽極部１２同士が電気的に接続され、かつ、陰極部１３同士が電気的に接続されるように、複数のコンデンサ素子１０を積み重ねて積層体１０Ａを形成する工程である。図５（Ａ）は、複数のコンデンサ素子１０が、陽極リード端子１８および陰極リード端子１９を挟み込むように積層されている。
図５（Ｂ）は、陰極接続工程を説明するための図である。陰極接続工程は、コンデンサ素子１０の陰極部１３に陰極リード端子１９を接続する工程である。陰極リード端子１９の一方端およびコンデンサ素子１０の陰極部１３同士は、Ａｇペーストなどの導電性接着剤１５により接続される。
図５（Ｃ）は、陽極接続工程を説明するための図である。陽極接続工程は、コンデンサ素子１０の陽極部１２に陽極リード端子１８のＣｕ領域Ｙを接続する工程である。陽極リード端子１８のＣｕ領域Ｙおよびコンデンサ素子１０の陽極部１２同士は、抵抗溶接により接合される。その際、それぞれの陽極部１２の陽極引き出し部１２ｂは、陽極リード端子１８に向かって曲げ加工されたうえで接合される。また、陽極引き出し部１２ｂの表面に形成されていた誘電体皮膜は、抵抗溶接の工程で除去される。抵抗溶接の条件は、たとえば電力０．４ｋｗ〜２．０ｋｗ、電力付与時間５ｍｓ〜４０ｍｓである。
図６は、陽極接続工程において、抵抗溶接した箇所を平面視した図である。図６において、Ｃｕ領域Ｙのうち抵抗溶接された接合領域Ｊは、ナゲット状の形状として表されている。なお、陽極リード端子形成工程における、酸化膜形成工程でＣｕ領域Ｙの表面に酸化膜２２が形成されている場合、酸化膜２２は、抵抗溶接時に突き破られて、コンデンサ素子１０の陽極部１２に電気的に導通するように接合される。一方、抵抗溶接されなかった非接合領域ＮＪには、酸化膜２２が残っている。
なお、陽極接続工程は、陰極接続工程の先に行なわれてもよいし、後に行なわれてもよい。
図５（Ｄ）は、外装樹脂形成工程を説明するための図である。外装樹脂形成工程は、複数のコンデンサ素子１０が積層されてなる積層体１０Ａを覆う（封止する）ように外装樹脂１６を形成する工程である。外装樹脂１６は、たとえば射出成形により形成される。その際、陽極リード端子１８のＣｕ領域Ｙが、外装樹脂１６の内部に位置する（すなわち、Ｃｕ領域Ｙが外装樹脂１６に埋設される）ように外装樹脂１６が形成される。
外装樹脂１６を形成後、陰極リード端子１９および陽極リード端子１８の他方端を切断し、折り曲げ成形することにより、固体電解コンデンサ１が製造される。
（電子部品モジュール）
図７は、固体電解コンデンサ１を含む電子部品モジュール２を示す図である。電子部品モジュール２は、固体電解コンデンサ１と、他の表面実装型電子部品３，４と、ランド電極３２（３２ａ，３２ｂ）を有する回路基板３１とを備えている。そして、固体電解コンデンサ１の陽極リード端子１８および陰極リード端子１９と、回路基板３１のランド電極３２（３２ａ）とがはんだ３４（３４ａ）により接合されており、また、他の表面実装型電子部品３，４が他のランド電極３２（３２ｂ）に、はんだ３４（３４ｂ）により接合されている。
電子部品モジュール２としては、たとえば、電源回路などが挙げられる。
図７は、固体電解コンデンサ１を含む電子部品モジュール２を示す図である。電子部品モジュール２は、固体電解コンデンサ１と、他の表面実装型電子部品３，４と、ランド電極３２（３２ａ，３２ｂ）を有する回路基板３１とを備えている。そして、固体電解コンデンサ１の陽極リード端子１８および陰極リード端子１９と、回路基板３１のランド電極３２（３２ａ）とがはんだ３４（３４ａ）により接合されており、また、他の表面実装型電子部品３，４が他のランド電極３２（３２ｂ）に、はんだ３４（３４ｂ）により接合されている。
電子部品モジュール２としては、たとえば、電源回路などが挙げられる。
回路基板３１には、所定の回路パターン（図示省略）および回路パターンの一部であるランド電極３２（３２ａ，３２ｂ）が形成されている。ランド電極３２（３２ａ，３２ｂ）は、回路基板３１の回路パターンと固体電解コンデンサ１や、他の表面実装型電子部品３，４とを電気的に接続するためのものである。
固体電解コンデンサ１の陽極リード端子１８および陰極リード端子１９をランド電極３２ａに接合するためのはんだ３４としては、たとえばＳｎ、Ａｇ、Ｃｕなどの組成により構成されたものを用いることができる。はんだ３４ａには、陽極リード端子１８および陰極リード端子１９の表面に形成されていたＡｕめっき層１８ｃ、１９ｃに由来するＡｕが溶け込んでおり、Ａｕ成分が混入している。陽極リード端子１８および陰極リード端子１９のうち、はんだ３４ａと接している箇所は、Ａｕめっき層１８ｃ、１９ｃではなくＮｉめっき層１８ｂ、１９ｂとなっている。
このように、陽極リード端子１８および陰極リード端子１９の表面に形成されたＡｕめっき層の一部は、リフローはんだ付けによりはんだ３４ａに溶け込んで除去される。しかし、外装樹脂１６の内部にある陽極リード端子１８および陰極リード端子１９には、はんだ３４ａが接触せず、また、Ａｕの融点はリフロー温度よりも高いため、Ａｕめっき層１８ｃ、１９ｃが溶融することはない。これにより、外装樹脂１６と陽極リード端子１８または陰極リード端子１９との密着性が確保され、固体電解コンデンサ１の耐候性が向上するため、信頼性の高い電子部品モジュール２を得ることができる。
（電子部品モジュールの製造方法）
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）を参照しながら、電子部品モジュール２の製造方法について説明する。本実施形態における電子部品モジュール２の製造方法は、回路基板準備工程と、固体電解コンデンサ１を搭載する搭載工程と、リフローはんだ付け工程とを備えている。
図８（Ａ）〜図８（Ｃ）を参照しながら、電子部品モジュール２の製造方法について説明する。本実施形態における電子部品モジュール２の製造方法は、回路基板準備工程と、固体電解コンデンサ１を搭載する搭載工程と、リフローはんだ付け工程とを備えている。
回路基板準備工程では、図８（Ａ）に示すように、複数のはんだペースト３３を有する回路基板３１を準備する。はんだペースト３３は、回路基板３１に形成されたランド電極３２（３２ａ）上に、スクリーン印刷法などによりソルダーペーストを印刷することにより形成される。ソルダーペーストとしては、たとえば、Ｓｎ、Ａｇ、Ｃｕなどの共晶組成により構成されるソルダーペーストが挙げられる。
搭載工程では、図８（Ｂ）に示すように、複数のはんだペースト３３上のそれぞれに固体電解コンデンサ１の陽極リード端子１８および陰極リード端子１９を配置することにより、回路基板３１上に固体電解コンデンサ１を搭載する。固体電解コンデンサ１の搭載は公知の実装機などを用いて行うことができる。
また、他の表面実装型電子部品３，４も、このとき、はんだペースト３３を介してランド電極３２（３２ｂ）上に載置される。
また、他の表面実装型電子部品３，４も、このとき、はんだペースト３３を介してランド電極３２（３２ｂ）上に載置される。
リフローはんだ付け工程では、図８（Ｃ）に示すように、固体電解コンデンサ１が搭載された回路基板３１をリフロー炉（図示省略）内に投入することにより、固体電解コンデンサ１を回路基板３１に固着させる。リフロー温度は、２３５℃〜２６０℃に設定されている。
これらの工程を経ることにより、固体電解コンデンサ１を含む電子部品モジュール２が製造される。
上述のように、この電子部品モジュール２を構成する固体電解コンデンサ１の陽極リード端子１８および陰極リード端子１９の表面にはＡｕめっき層１８ｃ、１９ｃが形成されている。そして、Ａｕめっき層１８ｃ、１９ｃを構成するＡｕの融点はリフロー温度よりも高いため、リフロー工程でＡｕめっき層１８ｃ、１９ｃが外装樹脂１６の内部において溶融することがない。その結果、リフローはんだ付けという効率的な生産方法を採用しつつ、耐候性および信頼性の高い電子部品モジュール２を製造することが可能になる。
本実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明を限定するものでなく、技術的思想の同一性が認められる範囲で種々の変形が可能である。たとえば、固体電解コンデンサを構成するコンデンサ素子は、４つに限られず２つ以上の複数であってもよい。また、上記実施形態では、コンデンサ素子の陽極引き出し部が、陽極リード端子を両側から挟み込むように配設されている構成の固体電解コンデンサを示したが、コンデンサ素子の陽極引き出し部が、陽極リード端子の片側のみに積層されている構成とすることも可能である。その場合、Ｃｕ領域は、陽極リード端子と対向する方の面（片面）にのみ形成されていてもよい。
１，１Ａ：固体電解コンデンサ
２：電子部品モジュール
３、４：他の表面実装型電子部品
１０：コンデンサ素子
１０Ａ：積層体
１１：誘電体部
１２：陽極部
１２ａ：陽極部本体
１２ｂ：陽極引き出し部
１３：陰極部
１４：遮断部材
１５：導電性接着剤
１６：外装樹脂
１８：陽極リード端子
１９：陰極リード端子
１８ａ，１９ａ：Ｃｕ基材
１８ｂ，１９ｂ：Ｎｉめっき層
１８ｃ，１９ｃ：Ａｕめっき層
２２：酸化膜
３１：回路基板
３２、３２ａ、３２ｂ：ランド電極
３３：はんだペースト
３４、３４ａ、３４ｂ：はんだ
Ｘ：Ａｕ領域
Ｙ：Ｃｕ領域
２：電子部品モジュール
３、４：他の表面実装型電子部品
１０：コンデンサ素子
１０Ａ：積層体
１１：誘電体部
１２：陽極部
１２ａ：陽極部本体
１２ｂ：陽極引き出し部
１３：陰極部
１４：遮断部材
１５：導電性接着剤
１６：外装樹脂
１８：陽極リード端子
１９：陰極リード端子
１８ａ，１９ａ：Ｃｕ基材
１８ｂ，１９ｂ：Ｎｉめっき層
１８ｃ，１９ｃ：Ａｕめっき層
２２：酸化膜
３１：回路基板
３２、３２ａ、３２ｂ：ランド電極
３３：はんだペースト
３４、３４ａ、３４ｂ：はんだ
Ｘ：Ａｕ領域
Ｙ：Ｃｕ領域
Claims (9)
- 陽極部と、前記陽極部上に配設された誘電体層と、前記誘電体層上に配設された陰極部とを有する複数のコンデンサ素子を、前記陽極部同士が電気的に接続され、かつ、前記陰極部同士が電気的に接続されるように積層してなる積層体と、
前記積層体を覆うように形成された外装樹脂と、
前記コンデンサ素子の前記陽極部に電気的に接続されるとともに、一部が前記外装樹脂の外部に引き出された陽極リード端子と、
前記コンデンサ素子の前記陰極部に電気的に接続されるとともに、一部が前記外装樹脂の外部に引き出された陰極リード端子と、
を備える固体電解コンデンサであって、
前記陽極リード端子は、Ｃｕ基材と、前記Ｃｕ基材上の所定領域に形成され、前記陽極リード端子の表層をなすＡｕめっき層とを有し、前記陽極リード端子の表面には、前記Ａｕめっき層が表層をなすＡｕ領域と、前記Ａｕめっき層が形成されず、Ｃｕが露出したＣｕ領域とが存在しているとともに、
前記陰極リード端子は、基材と、前記基材上に形成され、前記陰極リード端子の表層となるＡｕめっき層とを備えており、
前記コンデンサ素子の前記陽極部は、前記陽極リード端子の前記Ｃｕ領域に接続されていること
を特徴とする固体電解コンデンサ。 - 前記陽極リード端子の前記Ｃｕ領域は、前記外装樹脂の外縁より内側にあることを特徴とする、請求項１記載の固体電解コンデンサ。
- 前記コンデンサ素子の前記陽極部と、前記陽極リード端子の前記Ｃｕ領域とは、抵抗溶接により接合されていることを特徴とする、請求項１または２記載の固体電解コンデンサ。
- 請求項１〜３のいずれかに記載された固体電解コンデンサと、
ランド電極を有する回路基板とを備え、
前記固体電解コンデンサの前記陽極リード端子および前記陰極リード端子と、前記回路基板の前記ランド電極とがはんだにより接合されていること
を特徴とする電子部品モジュール。 - 陽極部と、前記陽極部上に配設された誘電体層と、前記誘電体層上に配設された陰極部とを有する複数のコンデンサ素子を準備するコンデンサ素子準備工程と、
Ｃｕ基材上にＡｕめっきを施して、表層がＡｕめっき層からなるＡｕ領域と、前記Ａｕめっき層が形成されず、Ｃｕが表面に露出したＣｕ領域とを備えた陽極リード端子を形成する陽極リード端子形成工程と、
基材上にＡｕめっきを施して、表層がＡｕめっき層からなる陰極リード端子を形成する陰極リード端子形成工程と、
前記コンデンサ素子の前記陽極部同士が電気的に接続され、かつ、前記陰極部同士が電気的に接続されるように、複数の前記コンデンサ素子を積み重ねて積層体を形成する積層体形成工程と、
前記コンデンサ素子の前記陽極部に前記陽極リード端子の前記Ｃｕ領域を接続する陽極接続工程と、
前記コンデンサ素子の前記陰極部に前記陰極リード端子を接続する陰極接続工程と、
前記陽極リード端子の一部と、前記陰極リード端子の一部が外部に引き出されるような態様で前記積層体を覆う外装樹脂を形成する外装樹脂形成工程と
を備えることを特徴とする、固体電解コンデンサの製造方法。 - 前記外装樹脂形成工程において、前記陽極リード端子の前記Ｃｕ領域が、前記外装樹脂の外縁より内側となるように前記積層体を覆うことを特徴とする、請求項５記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記コンデンサ素子の前記陽極部と前記陽極リード端子の前記Ｃｕ領域とは、抵抗溶接により接合されていることを特徴とする、請求項５または６記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 前記陽極リード端子形成工程は、前記陽極リード端子の前記Ｃｕ領域を加熱することにより前記Ｃｕ領域に酸化膜を形成する酸化膜形成工程を備えていることを特徴とする、請求項７記載の固体電解コンデンサの製造方法。
- 請求項４に記載された電子部品モジュールの製造方法であって、
複数の位置にはんだペーストが付与された回路基板を準備する回路基板準備工程と、
複数の位置に付与された前記はんだペーストのそれぞれに前記固体電解コンデンサの前記陽極リード端子および前記陰極リード端子を配置することにより、前記回路基板上に前記固体電解コンデンサを搭載する搭載工程と、
前記固体電解コンデンサの搭載された前記回路基板をリフロー炉内に投入することにより、前記固体電解コンデンサを前記回路基板に固着させるリフローはんだ付け工程と
を備えることを特徴とする、電子部品モジュールの製造方法。
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