JPH02263424A - チップ型固体電解コンデンサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はチップ型固体電解コンデンサおよびその製造方
法に関し、特に端子構造の改良に関する。

〔従来の技術〕

従来のチップ型固体電解コンデンサは第３図に示すよう
に公知の技術によって製造されたコンデンサ素子を陽極
リード植立面の対向面以外の全外周面を絶縁樹脂を被着
した後、陽極リード植立面、及びその対向面にそれぞれ
導電体層、めっき層２９゜３０、はんだ層３１．３２か
らなる陽極端子及び陰極端子を形成して組み立てられる
（例えば実公昭６２−１４６７３号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のチップ型固体電解コンデンサは、陽極端
子形成の際、絶縁樹脂層２６上に導電性ペーストを塗布
、硬化させ導電体層２７．２８を形成した後、順次無電
解めっき層２９，３０、はんだ層３１．３２を形成して
いるため下記の問題点を見い出した。

（イ）無電解めっき層の下地層として導電性ペーストに
銀ペーストを使用しているので湿気雰囲気中での銀のマ
イグレーションによって漏れ電流が増大する。

（ロ）上記下地層としての銀ペーストの熱膨張率がタン
タル陽極リード２より１桁以上大きいので、陽極リード
２−陽極導電体層２７間の接続信頼性が低くはがれ易く
、コンデンサ素子の誘電損失が増大する。

（・・）（ロ）項のため陽極リード２−陽極端子間の接
続信頼性を保つため、熱膨張率が近く接続信頼性がある
陽極リード２２−めっき層２９間の接続長をある程度数
る必要があり、その結果陽極リード２２が長くなり（第
３図３３．陽極突出部）自動実装時のハンドリング不良
が増加する。

（ニ）導電性ペース））こよって陽極導電体層２７を形
成する際、低粘度のペーストを塗布すると、厚さがばら
ついたり、ペーストが絶縁樹脂層に染みて陽極端子形状
がいびつになったり更には、陰極端子にまで接触してし
まう。そこである程度高粘度のペーストを塗布しなけれ
ばならないので、陽極導電体層２７が陽極リード２付近
でかなり厚くなり陽極端子と実装面との角度θが陰極端
子と実装面との角度に比べて小さくなり（第６図参照）
、リフローによる表面実装時に”−ムス）−７現象（又
はマンハッタン現象）が起こりやすくなる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のチップ型固体電解コンデンサは陽極リードが植
立された弁作用金属からなる陽極体上に誘電体酸化被膜
、半導体酸化物層、陰極層を順次形成した素子と、陽極
リード植立面の対向面以外の素子外周面に被着した絶縁
樹脂層と、陽極リード植立面の絶縁樹脂層上に形成した
陽極端子と、陽極リード植立面の対向面上に形成した陰
極端子を有するチップ型固体電解コンデンサにおいて、
少なくとも一方の端子を形成する際、端子形成面に金属
触媒の有機化合物溶液を付着させた後加熱し熱分解させ
て金属触媒を固着させた後、無電解めっきを行い、めっ
き層を形成させ、更にその上にはんだ層を形成して端子
を形成するという特徴を有する。

〔実施例〕

次に本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明によるチップ型固体電解コンデンサの一
実施例の断面図である。

弁作用を有する金属の１つであるタンタル粉末が加圧成
型され真空焼結された陽極体１にはタンタル材の陽極リ
ード２が植立され陽極リード付近に撥水性樹脂層３を形
成される。陽極体１の外周面には酸化膜層１００．半導
体酸化物層４．グラファイト層５０．第１の導電体層５
１．第２の導電体層５２が順次形成さｈる。更に陽極リ
ード２付近には被覆樹脂層６が形成された後、陽極体外
周面に第３の導電体層５３．第１のめっき層７が順次形
成される。

次に陽極リード植立面の対向面以外の陽極体全外周面に
絶縁樹脂層８が形成された後、陽極ｉＪ−ド植立面の対
向面に第４の導電体層９と第２のめっき層１０．はんだ
層１２からなる陰極端子１３が形成される。更に陽極リ
ード植立面上の絶縁樹脂層上及び陽極リード２上に第３
のめっき層１１゜はんだ層１２からなる陽極端子１４が
形成され、最後に陽極リード２が切断されチップ型固体
電解コンデンサが構成される。

次にこのような構成のチップ型タンタル固体電解コンデ
ンサ（外型寸法長さ５．７ｍｍ、　！５．０ｍｍ。

厚さ２．５ｍｍ）の製造工程についてタンタルからなる
陽極リード２を、タンタル粉末に埋め込みながら加圧・
成型した陽極体ｌを真空中で高温焼結した後、陽極リー
ド２付近に撥水性樹脂を塗布・加熱することにより撥水
性樹脂層３が形成される。

、次に陽極体１はリン酸水溶液中で化成電圧約４０Ｖに
より陽極酸化され、全外周面にタンタル酸化膜からなる
誘電体酸化被膜層１００が形成される（厚さ約０．０５
〜０．０７μｍ）。更に陽極体１は硝酸マンガン溶液中
に浸漬した後２００〜２５０℃の雰囲気中で熱分解され
二酸化マンガンからなる半導体酸化物層４が形成される
（厚さ約２０〜８０μｍ）。この浸漬及び加熱は、陽極
体１内部の細孔に十分に二酸化マンガンを充填するため
と、陽極体１外周面に強固かつ均一な二酸化マンガンを
形成するために複数回行われる。前述の撥水性樹脂３は
、この工程において硝酸マンガン溶液が陽極リード２に
付着するのを防止するために形成されるものである。

次に陽極体１は、水溶性樹脂とグラファイト粉末との混
合水溶液中に浸漬された後、１５０〜２００℃の雰囲気
中で乾燥されて下地導電体層としてのグラファイト層５
０が形成される（厚さ約１〜２μｍ）。この浸漬乾燥は
、前述の半導体酸化物層４と、後述の第１の導電体層５
１との接触抵抗を低減させるため複数回行われる。

次にグラファイト粉末、エポキシ樹脂、無機フィラー等
を主成分とする導電性ペーストをブチルセロソルブ等の
有機溶剤で希釈した液に陽極体ｌを浸漬した後、１５０
〜２００℃の雰囲気で乾燥されて第１の導電体層５１が
形成された（約２０〜５０μｍ）後、グラファイト粉末
、アクリル樹脂等を主成分とする導電性ペーストを水で
希釈した液に陽極体ｌを浸漬した後１５０〜２００℃の
雰囲気中で乾燥され第２の導電体層５２が形成される（
厚さ約３０〜６０μｍ）。更にポリブタジェン樹脂をデ
イスペンサによって陽極リード植立面に塗布後、１５０
〜２００℃の雰囲気中で乾燥されて被覆樹脂層６が形成
される。

次にグラファイト粉末１０〜２０％、銅粉末３０〜５０
％、エポキシ樹脂１５〜３０％、無機フィラー２〜６％
からなる導電性ペーストをブチルセロソルブ等の有機溶
剤で希釈した液中に、陽極体１を浸漬した後、１５０〜
２００℃の雰囲気中で熱硬化されて第３の導電体層５３
が形成される（厚さ約２０〜５０μｍ）。なお第３の導
電体層５３中の銅粉末は０．５μｍ程度の粒径で、めっ
き触媒として作用する。また無機フィラーは表面の凹凸
をつくりアンカー効果により後述する第１のめっき層７
の密着力を高める効果がある。この第３の導電体層５３
中の銅粉末の量は、少なければめっき触媒の作用がなく
なるが、過度に多くなっても層の強度低下につながり、
また湿気雰囲気中で銅の酸化が起こり抵抗が大きくなる
という現象につながる。従ってグラファイト粉末、銅粉
末、エポキシ樹脂、無機フィラーの固形分の割合が、１
９％、５３％、２３％、５％という導電性ペーストを使
用した。

次に約３．５％の塩酸中に１〜２分浸漬した後、純水洗
浄して無電解めっきを行う。この時陽極体１の外周面は
、第１〜３の導電体層、被覆樹脂層６で覆れているので
、めっき反応時のガスから二酸化マンガンからなる半導
体酸化物層４や誘電体酸化被膜層は保護されるめっき液
としては例えばジメチルアミノボランを還元剤とする無
電解ニッケルめっき液（ＰＨが６〜７）を使用し、６０
〜６５℃で３０〜４０分のめっきを行い約５μｍのニッ
ケルめっきが被着し、第１のめっき層７が形成される。

めっき終了後は十分水洗された後、１２０〜１５０℃の
雰囲気中で水分の乾燥が行われる。

次に陽極リード植立面の対向面にマスキングをした状態
で粉体状エポキシ樹脂を素子外周面に静電塗装し、１０
０〜２００℃の雰囲気中で約３０秒間仮硬化させた後、
マスキングを除去し１００〜２００℃の雰囲気中で３０
〜６０分間加熱し完全硬化させ絶縁樹脂層８を形成され
る（厚さ約１００μｍ）。

次に陽極リード２表面と、陽極端子１９を形成しようと
する陽極リード植立面と、素子側面の一部の絶縁樹脂層
８の表面に約４０〜５０μｍの平均粒径のアルミナ粉を
吹付けて表面を粗面化した後、パラジウムの７シン化合
物の酢酸ブチル溶液を含浸したスポンジを粗面化した表
面に接触させることにより塗布した後、１８０〜２００
℃の雰囲気中で熱分解させてパラジウム粉末を付着させ
る。絶縁樹脂層８の表面を粗面化するのは、後述の第３
のめっき層１１との密着強度を大きくするためである。

またパラジウム粉末は絶縁樹脂層上にまばらに付着する
程度にすぎず、パラジウム粒径が約０．０１μｍ程度で
約０．３　ｐ　ｇ／ｃｒＡ　（約４×１０ｔｏ個／　ａ
ｎｔ　）付着する。よって粗面化された絶縁樹脂層８と
第３めっき層１１との密着力が低下することもない。こ
の密着力の点で付着したパラジウム粒子同士が接合して
導電層を形成するほどのパラジウム粉末量を用いること
は好ましくない。

陽極リード植立面の対向面はマスキングを行っているの
で、絶縁樹脂層は形成されず第１のめっき層７が露出し
ているが、その上に第３のめっき層を形成する際に使用
した導電性ペーストを塗布後シートを押し付は余分なペ
ーストを除去した後１５０〜２００℃の雰囲気中で加熱
硬化させることにより第４の導電体層９が形成される（
厚さ約２０〜１００μｍ）。

次に素子を前述の無電解ニッケルめっき液に陽極リード
２まで浸漬し、６０〜６５℃、３０〜４０分のめっきを
行い、第４の導電体層９上と、表面を粗面化しパラジウ
ムを付着させた陽極リード２上及び陽極植立面と素子側
面の一部の絶縁樹脂層上とに、それぞれ第２のめっき層
１０．第３のめっき層１１が形成される。この時第４の
導電体層９上と粗面化しパラジウムを付着させた絶縁樹
脂層上（陽極端子となる面）以外の絶縁樹脂層上には、
めっき触媒となる銅やパラジウムがないため無電解ニッ
ケルめっきは析出しない。

更に素子をフラックスに浸漬した後、固相線２８０〜３
１０℃の銀添加はんだの浴（浴温３００〜３５０℃）に
浸漬する。

次に２３０〜２８０℃の共晶はんだ浴に浸漬し第２．第
３のめっき層上にはんだ層１２が形成され、陰極端子１
３及び陽極端子１４が形成される。

最後に余分な陽極リード２をレーザーで切断し、チップ
型タンタル固体電解コンデンサが完成される。

尚本実施例では被覆樹脂層６の材料としてポリブタジェ
ン樹脂を使用したが、この材料はめっき反応時に発生す
るガス（主に水素）から誘電体酸化被膜層や半導体酸化
物層４を保護するために使用するものであるから、エポ
キシ、アクリル、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ
プロピレン等の樹脂及びこれらの混合樹脂を使用しても
良い。

第２図は本発明の実施例２の陰極端子の断面図である。

本実施例は、前述の実施例が陽極端子導出の際に金属触
媒の有機化合物を熱分解させた後無電解ニッケルめっき
を行っていたのに対し、陰極端子導出の際にもこの方法
を用いて行う。すなわち絶縁樹脂層８形成後、表面を粗
面化した陽極リード及び陽極リード植立面とその対向面
にパラジウムの７シン化合物の酢酸ブチル溶液を実施例
１と同様の方法で塗布し１８０〜２００℃の雰囲気中で
熱分解させてパラジウムを付着させる。次に前述の６０
〜６５℃無電解ニッケルめっき液に３０〜４０分間陽極
リード２まで浸漬して無電解ニッケル層すなわち第２の
めっき層１０．第３のめっき層１１を形成する。本実施
例では前述の実施例で使用したＭ４の導電体層９を使用
しないので陰極端子１３を約２０〜１００μｍ薄くする
ことができ、チップ型固体電解コンデンザを更に小型化
するという利点と、工定数を減らすことにより製造原価
を低減させるという利点がある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、陽陰極端子形成の際、導
電性ペーストを使用せず、直接端子形成面層上にめっき
層、はんだ層を形成するので下記の効果がある。

（ｉ）　　湿気雰囲気中での銀のマイグレーションによ
る漏れ電流の増大が抑えられる（第４図（ａ）参照）。

（１１）陽極リード−陽極端子間の接続信頼性が向上し
、温度サイクル試験時の誘電損失増大が抑えられる（第
４図（ｂ）参照）。

（ｉｉｉ）　　陽極リード長を短くすることが可能にな
り（第４図（ｃ）参照）、自動実装時のハンドリング不
良が低減する。

Ｇｖ）　　陽極端子形状が陰極端子形状に近くなり、両
者と実装面とめなす角度θをほぼ同程度することができ
るのでリフローによる表面実装の際ツームストーン現象
（又はマンノ八ツタン現象）を抑えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のチップ型固体電解コンデンサの基板実
装面に平行な断面図（以下平面断面図と略す）、第２図
は本発明の第２の実施例によるチップ型固体電解コンデ
ンサの陰極端子の平面断面図、第３図は従来のチップ型
固体電解コンデンサの平面断面図、第４図（ａ）は、本
発明の第１の実施例と、従来のチップ型固体電解コンデ
ンサのプレッシャ・クツカー試験（１２１℃　２気圧）
での漏れ電流の変化を比較するためのグラフ、第４図（
ｂ）は温度サイクル試験（−５５℃−１２５℃）での誘
電損失の変化を比較するためのグラフ、第４図（Ｃ）は
陽極リード長（コンデンサ素子の陽極側層から陽極リー
ド先端までの長さ）を比較するためのグラフ、第５図は
第１図の陽極部分の基板実装面に垂直な側面断面図、第
６図は第３図の陽極部分の側面断面図である。 １・・・・・・陽極体、１００・・・・・・誘電体酸化
被膜層、２・・・・・・陽極リード、３・・・・・・澄
水性樹脂層、４・・・・・・半導体酸化物層、５０・・
・・・・グラファイト層、５１・・・・・・第１の導電
体層、５２・・・・・・第２の導電体層、５３・・・・
・・第３の導電体層、６・・・・・・被覆樹脂層、７・
・・・・・第１のめっき層、８・・・・・・絶縁樹脂層
、９・・・・・・第４の導電体層、１０・・・・・・第
２のめっき層、１１・・・・・・第３のめっき層、１２
・・・・・・はんだ層、１３・・・・・・陰極端子、１
４・・・・・・陽極端子、２１・・・・・・陽極体、２
２・・・・・・陽極リード、２３・・・・・・誘電体酸
化被膜層、２４・・・・・・半導体酸化物層、２５・・
・・・・陰極層、２６・・・・・・絶縁樹脂層、２７・
・・・・・陽極導電体層、２８・・・・・・陰極導電体
層、２９・・・・・・めっき層、３０・・・・・・めっ
き層、３１・・・・・・はんだ層、３２・・・・・・は
んだ層、３３・・・・・・陽極突出部。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 箒 凹 箒４ 面（０−） 第４ Ｔ！ＩＩ（ｂ） 茅 Ｍ（Ｃ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽極リードが植立された弁作用金属からなる陽極
   体上に、誘電体酸化被膜層，半導体酸化物層，陰極層を
   順次形成した素子と、陽極リード植立面の対応面以外の
   素子外周面に被着した絶縁樹脂層と陽極リード植立面の
   絶縁樹脂層上に形成した陽極端子と、陽極リード植立面
   の対向面上に形成した陰極端子を有するチップ型固体電
   解コンデンサにおいて、前記陽極端子は前記絶縁樹脂層
   を下地層とする無電界めっき層上にはんだ層を形成して
   構成されていることを特徴とするチップ型固体電解コン
   デンサ。
2. （２）陽極リードが植立された弁作用金属からなる陽極
   体上に、誘電体酸化被膜層，半導体酸化物層，陰極層を
   順次形成する工程と、陽極リード植立面の対向面以外の
   素子外周面に絶縁樹脂層を被着させる工程と、少なくと
   も一方の端子を形成する際、端子形成面に金属触媒の有
   機化合物溶液を付着させた後加熱し熱分解させることに
   より金属触媒を固着させた後無電解めっきによりめっき
   層を形成した後はんだ層を形成する工程を含むことを特
   徴とするチップ型固体電解コンデンサの製造方法。