JPH0397212A - チップ形固体電解コンデンサ - 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〕 本発明はチップ形固体電解コンデンサに関し、特に陽陰
極端子の接続信頼性及び部品実装性，体積効率を改善し
た陽陰極端子構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のチップ形固体電解コンデンサは、例えば
第３図に示す如く、公知の技術により銀ペースト層まで
形成したコンデンサ素子に外部陰極端子ｌ４を導電性接
着剤により接続し、導出した陽極リード線に外部陽極端
子１３を溶接により接続した後、陽・陰極端子の一部を
含むモールド外装１５を行い、外部陽・陰極端子をそれ
ぞれＬ字型に折り曲げたモールド外装チップ形固体電解
コンデンサがある。また実公昭６２−１４６７３に提案
されているよう、体積効率を高めるため第４図に示す如
く、公知の技術により銀ペースト等の陰極導電体層を形
成した後、素子を絶縁樹脂層にて外装し、陰極導電体層
上部の外装の一部を除去して露出した陰極導電体層と陽
極リード線及びその周辺の絶縁樹脂層に銀ペースト等か
らなる導電金属物を塗布した導電体層１６を形成し、さ
らにその上にめっき層１７およびはんだ層１８を形成し
、陽極リード線を突出させてなる樹脂外装チップ形固体
電解コンデンサがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上述したチップ形固体電解コンデンサは下
記に述べる欠点がある。

すなわち、モールド外装したチップ形固体電解コンデン
サは外部陰極端子を導電性接着剤にて素子に接続した後
モールド外装するため、外部陰極端子と導電性接着剤の
肉厚分だけ厚くなること、外部陰極端子をモールド樹脂
側面に沿って折り曲げる際の機械的応力が素子に加わる
のを緩和するため素子と外部陰極端子折り曲げ部まであ
る程度の距離が必要になり、この分だけ形状が長くなる
ことにより薄形化，小形化が困難であった。またモール
ド外装のため、樹脂注入時の圧力により漏れ電流が劣化
したり、設計変更に際しては高価なモールド金型を作成
しなければならないという欠点もある。

さらに外部陰極端子と素子を高価な導電性接着剤で接着
していることによるコストアップ、および導電性接着剤
塗布量のバラツキによる接続信頼性の問題等がある。

一方、樹脂外装したチップ形固体電解コンデンサは、外
部引出しリード端子を使用せず、素子両端に直接電極端
子を形成しているのでモールド状タイプより薄形化，小
形化が可能になるが、陽極リード線の突出部が長いため
、部品装着機を用いてプリント配線板等に部品を装着す
る場合、装着機のツメで部品をはね飛ばしてしまう欠点
がある。

また、銀ペースト等からなる導電体層１６と陽極リード
線は銀ペースト等に含まれるバインダー樹脂により接続
されているので、熱ストレスが加わった場合、バインダ
ー樹脂と陽極リード線との熱膨張係数が異なるため、接
続信頼性が損なわれ、陽極端子のオーブン不良が発生す
るという問題もある。又導電体操の厚さ分だけコンデン
サが大きくなるという欠点もある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のチップ形固体電解コンデンサは、陽極リード線
を有する弁作用金属からなる陽極体と該陽極体の表面に
順次形成された酸化皮膜層，電解質層，陰極導電体層か
らなる素子と、陽極リード線導出面の対向面が露出する
ように素子周面に形成された絶縁樹脂層と、陽極リード
線導出面及び露出した陰極導電体層上に形成された陽・
陰極端子からなるチップ形固体電解コンデンサにおいて
、少なくとも一方の端子が順次形成されためっき触媒金
属，めっき層，はんだ層を含むことを特徴として構威さ
れる。

〔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フ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ｌつであるタンタル粉末が加圧威
型され真空焼結された陽極体１にはタンタル状の陽極リ
ード２が植立され、陽極体１の外周面には酸化被膜層（
図示省略）及び半導体酸化物層３が形成され、その外側
に陽極リード植立面を除き第１のグラファイト層４が形
成される。陽極体１の陽極リード植立面にはポリプタジ
エン樹脂が塗布され加熱されることにより被覆樹脂層５
が形成される。更に金属触媒粉末、例えばパラジウム粉
末を含む第２のグラファイト層６、例えば無電解ニッケ
ルめっき層からなる第１のめっき層７が順次陽極リード
植立面以外の陽極体外周面に形成される。

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、陽極リード植立面の対
向面上に金属触媒粉末、例えばパラジウム粉末を含む第
３のグラファイト層９と、例えば焦電解ニッケルめっき
層からなる。第２のめっき層１１，はんだ層１２からな
る陰極端子が形成される。更に陽極リード植立面上の絶
縁樹脂層８上及び陽極リ一ド２上に例えばパラジウム粉
末からなるめっき触媒金属１０，無電解ニッケルめっき
層からなる第２のめっき層１１，はんだ層１２からなる
陽極端子が形成され、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戊される。

すなわち本発明の端子は、導電性ペーストを用いずに外
装樹脂上にめっき触媒金属を付着させめっき層が形成さ
れ、その上にはんだ層が形成されめっき層，はんだ層の
２層からなりたっている。

次に、このような構戊のチップ型タンタル固体電解コン
デンサの製造工程について説明する。

まず、加圧成型されたタンタル粉末が高温で真空焼結さ
れ、夕冫タル材の陽極リード２が植立された陽極体ｌは
、燐酸水溶液中で加勢電圧１００■により陽極酸化され
全外周面にタンタル酸化膜が形成され、次に硝酸マンガ
ン溶液中に浸漬され二酸化マンカンの付着後２５０〜３
００℃の雰囲気中で熱分解され二酸化マンガン層が形成
される。

この浸漬および熱分解は均一な二酸化マンガン層を得る
ために複数回行われる。次に水溶性高分子材の水溶液に
グラファイト粉末を懸濁したグラファイト溶液中に二酸
化マンガン層が形成された陽極体ｌが浸漬され、１５０
〜２００℃の雰囲気中で乾燥されて第１のグラファイト
層４が形成される。

次に、ポリプタジエン樹脂をディスベンサによって陽極
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５が形成される。

次に、エボキシ樹脂２０〜５０％，グラファイト粉末５
〜３０％，無機フィラー２０〜５０％、パラジウム粉末
１〜１０％が重量比で混合されプチルセロソルブで希釈
した混合液中に被覆樹脂層と接する位置まで浸漬され、
１５０〜２００℃の雰囲気中で熱硬化されて第２のグラ
ファイト層６が形成される。なお第２のグラファイト層
中のパラジウム粉末はめっき触媒として又、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めっき被膜
の密着力を高める効果がある。

更に、容積比１０％のパラジウム含有塩酸水溶液中に２
〜３分浸漬しパラジウム表面が活性化された後、純水洗
浄して無電解めっきを行う。第２のグラファイト層６を
除く陽極リード２の周辺部は被覆樹脂層５で覆われてい
るので反応時のガスから二酸化マンガン層や酸化膜は保
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
とする烈電解ニッケルめっき液（室温においてｐＨ＝６
．７）を使用し、６５℃で４０分のめっきが行われ約４
〜５μｍのニッケルめっき層７が形成される。めっき終
了後は全体が十分水洗され１２０〜１５０℃の恒温槽中
に放置され水分を蒸発させる。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ボキシ樹脂を
素子外周面に静電塗装し、１００〜２００℃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、１
００〜２００℃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を形成させる。次に陽極リード表
面に約４０〜５０μｍの平均粒径のアルミナ粉を吹付け
て表面を粗面化する。

次に陽極リード植立面の絶縁樹脂層８及び陽極リード２
上にパラジウムのアミン化合物の酢酸ブチル溶液を塗布
し２００℃３０分の条件で熱分解させて粒径約０．１ミ
クロンのパラジウム粉末を析出させてめっき触媒金属１
０を付着させる。また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せる第ｌの
めっき層７、つまり無電解ニッケルめっき層が露出して
いるが、その上にエポキシ樹脂２０〜５０％、グラファ
イト粉末５〜３０％、無機フィラー２０〜５０％、パラ
ジウム粉末１〜１０％が重量比で混合され、少量のプチ
ルカルビトールアセテートで溶解された混合物をスクリ
ーン印刷した後１５０〜２００℃の雰囲気中で熱硬化さ
れて第３のグラファイト層９を形成させる。

次に、素子を前出の無電解ニッケルめっき液に陽極リー
ド２まで６５℃４５分の条件で浸漬して第３のグラフデ
イト層９上とパラジウム粉末を付着した陽極リード植立
面及び陽極リード２上とに第２のめっき層、すなわち無
電解ニッケルめっき層を形成する。この時第３のグラフ
ァイト層９上とパラジウム粉末を付着した陽極リード植
立面上以外の絶縁樹脂層８上には、めっき触媒となるパ
ラジウム粉末がないために熊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、２６０℃の共晶
はんだ浴に浸漬し、第２のめっき層上にはんだ層ｌ２を
形成し、陽極端子，陰極端子を完或させる。

最後に余分な陽極リード２を切断してチップ型固体電解
コンデンサが形成される。

尚、本実施例では陽極リード植立面に形成する被覆樹脂
層の材料としてポリブタジエ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水素から酸化膜や二酸化
マンガン層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，
ボリプロビレン等の樹脂及びこれらの混合樹脂を使用し
ても良い。

また、本実施例ではめっき層として烈電解ニッケルめっ
き層を使用したが、この材料ははんだ層の下地となるも
のであるので、魚電解銅めっきを使用しても良い。この
場合キレート剤にＥＤＴＡを用いた高速めっき浴を使用
し５０℃４０分の条件で行う。

第２図は本発明の他の実施例の縦断面図である。

本実施例は、前述の実施例が陽極端子導出の際にめっき
触媒金属の有機化合物を熱分解させた後黒電解ニッケル
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、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
ムのアミン化合物の酢酸ブチル溶液を塗布し２００℃３
０分の条件で熱分解させてパラジウム粉末を付着させる
。

次に前述の６５℃熊電解ニッケルめっき液に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１１を形成する。

本実施例では前述の実施例で使用した第３のグラファイ
ト層９を使用しないので陰極端子を薄くすることができ
、チップ型固体電解コンデンサを更に小型化するという
利点がある。

無電解めっきの触媒としての役割を果たすパラジウムの
アミン化合物は、濃度が増す程めっき析出速度が速くな
るが高価なパラジウム金属を多く使用するのでコス｝ｕ
ｐになる。検討の結果、パラジウムのアミン化合物の濃
度が１％の時、１分以内にめっき反応が開始し、３０分
後にはパラジウムのアミン化合物の酢酸ブチル溶液塗布
部全面に厚さ３ミクロンのニッケルめっき厚が形成され
た。めっき析出性とコストを考慮するとパラジウムのア
ミン化合物の濃度は０．　１〜５％が好ましい。

パラジウムのアミン化合物の濃度が５％であっても熱分
解後に形成されるパラジウム層は導電性を有していない
。これは５％程度の濃度では析出したパラジウム粒子同
志が電気的に導通し得る程、密に形成されていないため
である。しかしながら無電解めっきの触媒としての役割
は十分に果たす。

第５図にこの様にして作或したチップタンタルコンデン
サの陽極切断寸法を変えた時の陽極端子接続信頼性を評
価した結果を示す。比較例として実公昭６２−１４６７
３で開示されている銀ペースト等の導電体操をめっき触
媒に用いて形成されたチップタンタルコンデンサの評価
結果を第６図に示す。温度サイクル試験は−５５℃０１
２５℃、各雰囲気中に３０分間放置する条件で１００サ
イクルまで行い、陽極リード線と陽極端子層の接続信頼
性を評価する尺度として誘電体損失の正接（以下ｔａｎ
δと略称）を測定した。本発明実施例品は陽極リード線
の切断寸法をＯ．　ｌ　ｍｍまで短かく切断してもｔａ
ｎδの劣化は全くみられなかったが、実公昭６２−１４
６７３で開示されている方法で製造したコンデンサは切
断寸法が０．　４　ｍｍで劣化がみられ、０．　２　ｍ
ｍ以下の切断寸法ではｎ−５０個全数のオーブン不良が
発生した。不良品を解祈したところ陽極リード線と銀ペ
ーストの界面が剥離していることが判った。従来品は、
切断寸法を短かくすると陽極リード線と陽極端子層界面
の接続が陽極リード線と銀ペースト層との接続になるが
、本発明品は陽極リード線とパラジウム粒子を介したニ
ッケルめっき層との接続になり熱膨張係数がほぼ同じで
ある金属と金属の接続になるので熱衝撃による安定性は
強くなるものと思われる。

一方従来品のめっき触媒である銀ペースト層と陽極リー
ド線とは、金属よりはるかに大きい熱膨張係数を持つ銀
ベ一一ト中に含まれるバインダー樹脂により接続が保た
れているので、熱衝撃により銀ペーストが剥離し、オー
ブン不良が発生するものと思われる。従来品の切断寸法
を長くした場合は、第４図からわかる様に陽極リード線
と陽極端子層が陽極リード線と銀ペースト層，陽極リー
ド線とニッケルめっき層の２つの接続部を有し、陽極リ
ード線とニッケルめっき層との接続信頼性が高いので熱
衝撃試験でｔａｎδの劣化がなかったものと思われる。

めっき触媒として、パラジウムのアミン化合物の代わり
に銅のアミン化合物を塗布してめっき触媒金属を形成し
た。溶媒は酪酸ブチルを使用し、銅のアミン化合物を重
量比で１０％溶解した。

めっき液に浸漬後、５分後にめっき反応が開始し、パラ
ジウムに較べめっき析出速度は遅くなるが、温度サイク
ル試験でのｔａｎδ劣化はみられなかった。触媒金属と
してはこの他に金，銀，鉄，ニッケル，錫等の単体及び
合金２混合粉が有効であることが判った。又アミン化合
物の他にフェノール，安息香酸等の有機酸化合物を用い
てもよい。

〔発明の効果〕

以上説明した様に本発明は、めっき触媒としてバインダ
ー樹脂を用いず、触媒金属の有機化合物を溶解１−た溶
液を用いるので下記に述べる効果がある。

（１）陽極リード線と陽極端子の接続強度が増大するの
で陽極リード線の切断長さを短くでき、自動実装機械で
部品を実装する時に実装機のツメで部品を飛ばしてしま
う等の不具合がなくなる。

（２）陽極端子層が陽極リード線と密着強度の強いめっ
き層，はんだ層で形成されているので熱衝撃試験等で陽
極端子層が剥離する不具合がなくなる。

（３）触媒金属の添加量が銀ペースト等に較べ少なくて
すむので材料コストの低減が図れる。

（４）めっき触媒金属粒が０．１ミクロン以下であるの
で陽陰極端子を薄くできる。

（５）めっき触媒金属の有機化合物溶液を熱分解するこ
とにより触媒金属を形成するので、従来のセンシタイズ
ーアクチイベーション法等に較ヘ強酸溶液に浸せきする
必要がなくなる為、製品の劣化がない。

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、陽・陰極端子の厚さを薄くす
ることができチップ型固体電解コンデンサの一層の小型
化，体積効率の向上を可能にする効果がある。

本発明および従来例の特性をそれぞれ示す特性評価図で
ある。

１・・・・・・陽極体、２・・・・・・陽極リード、３
・・・・・・半導体酸化物層、４・・・・・・第１のグ
ラファイト層、５・・・・・被覆樹脂層、６・・・・・
・第２のグラファイト層、７・・・・・・第１の卑金属
層、８・・・・・・絶縁樹脂層、９・・・・・・第３の
グラファイト層、１０・・・・・・めっき触媒金属、Ｉ
１・・・・・・第２のめっき層、１２・・・・・・はん
だ層、１３・・・・・・陽極端子、１４・・・・・・陰
極端子、１５・・・・・・外装樹脂層、１６・・・・・
・導電体層、１７・・・・・・めっき層、ｌ８・・・・
・・はんだ層、１９・・・・・・陽極端子、２０・・・
・・・陰極端子。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）陽極リード線を有する弁作用金属からなる陽極体
   と、該陽極体の表面に順次形成された酸化皮膜層，電解
   質層，陰極導電体層からなる素子と、陽極リード線導出
   面の対向面の陰極導電体層が露出するように素子周面に
   形成された絶縁樹脂層と、陽極リード線導出面及び露出
   した陰極導電体層上に形成された陽・陰極端子を有する
   チップ形固体電解コンデンサにおいて、少なくとも一方
   の端子がめっき触媒金属，めっき層，はんだ層を順次形
   成してなることを特徴とするチップ形固体電解コンデン
   サ。
2. （２）前記めっき触媒金属の金属粒が互いに電気的に絶
   縁されていることを特徴とする請求項（１）記載のチッ
   プ形固体電解コンデンサ。
3. （３）前記めっき触媒金属が触媒金属の有機化合物溶液
   を付着させた後、熱分解して形成されることを特徴とす
   る請求項（１）記載のチップ形固体電解コンデンサ。