JPH0499011A - 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、特に陽極
端子の接続信頼性を改善した電極構造に関する。

〔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２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１２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１１を溶接により接続した後、陽・陰極端子の一部を
含むモールド外装置３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、特公昭６１−３１６０９に提案されているように
、体積効率を高めるため第３図に示す如く、銀ペースト
等の導電体層１４ａ１４ｂを素子の両端部に形成した後
陽極リードに刻み目を設け、導電体層、陽極リード及び
その刻み目に順次ニッケル等の無電解めっき層１５ａ・
１５ｂ、はんだ層１６ａ・１６ｂを形成し、エージング
処理した後陽極リードを折り曲げて刻み目から切断して
なる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従来の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、特公昭６１−３１６０９記載のチップ形固体電解
コンデンサの製造方法は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。これは切断刃により刻み目を入れる方法では、
切断刃の機械的強度を保持する為に、切断刃を薄くする
ことに限界があり、この厚さ寸法以下に切断することが
できないためである。また、切断時の機械的応力による
、陽極リード上に形成された導電層の剥離防止のために
も切断寸法を長くとる必要があるからである。

また、陽極リードとニッケル等の無電解めっき層とがフ
ァンデルワース力で接続されているため部品装着時の機
械的、熱的ストレスにより接続強度が弱まり誘電体損失
の正接（以下ｔａｎδと略称）が増大するという欠点も
ある。これを改善するために、例えば特開昭５９−８３
２５に開示の如く、陽極リードにサンドブラスト法等よ
り凹凸部を形成した後無電解めっき層を形成し密着強度
を高める方法が提案さとているがプロセスが複雑になる
こと、ブラスティング時の衝撃により化成皮膜が損傷を
受は漏れ電流が増大するという問題がある。

本発明の目的は、陽極端子の接続信頼性が向上するだけ
でなく、陽極リードを短かく切断し、陽極端子面を平坦
化でき、その結果部品実装時の実装トラブルを低減でき
るチップ形固体電解コンデンサを提供することにある。

〔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、陽極リードを
有する弁作用金属からなる陽極体に順次酸化皮膜層、半
導体層、陰極金属層を形成し、陽極リード導出面の対向
面の陰極金属層が露出する様に絶縁外装した後、露出し
た陰極層とその周辺部及び導出する陽極リードとその周
辺部に順次めっき層、はんだ層を形成し、陽極リードを
切断してなるチップ形固体電解コンデンサにおいて、陽
極リード切断部に陽極リード材とめっき層及びはんだ層
からなる合金層を有することを特徴として構成される。

〔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形固体電解コンデンサの一
実施例の断面図である。

第１図に示すように、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が導出され、陽極体１の
外周面には酸化皮膜層３゜二酸化マンガン層４が形成さ
れ、その外側にグラファイト層、ニッケルめっき層から
なる陽極金属層５が形成される。

次に、陽極リード導出面の対向面以外の陽極体全外周面
に絶縁樹脂層６が形成された後、陽極リード導出面の対
向面上に金属触媒粉末を付着させてニッケルめっき層７
ａを形成した後、はんだ層８ａを形成し、陰極端子が形
成される。更に、陽極リード導出面及びその周辺の絶縁
樹脂層６上及び陽極リード２上に金属触媒の有機化合物
を付着させてニッケルめっき層７ｂ、はんだ層８ｂから
なる陽極端子が形成され、最後にレーザー照射にて陽極
リード２が切断されチップ形固体電解コンデンサが構成
される。すなわち本発明の陽極端子はレーザー照射によ
り陽極リード２を溶断するので切断部に接続強度の大き
いタンタル、ニッケル、はんだの合金層９が形成される
。

次に、この様な構成のチップ形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、タンタル材の陽極リード２が導出された陽極体１は
燐酸水溶液中で化成電圧１００Ｖ印加により陽極酸化さ
れ、全外周面にタンタル酸化膜層３が形成され、次に硝
酸マンガン溶液中に浸せきされ硝酸マンガンの付着後２
５０〜３００℃の雰囲気中で熱分解され二酸化マンガン
層４が形成される。この浸せき及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なわれる。

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が浸せきされ、１５０〜２００℃の雰囲気
中で乾燥されてグラファイト層が形成される。次にグラ
ファイト層上にパラジウム粉末からなるめっき触媒金属
を付着させた後、無電解めっきの手法により無電解めっ
き層を形成する。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を使用
し、６５℃で４０分のめっきが行なわれ約４〜５μｍの
ニッケルめっき層が形成される。この様にしてグラファ
イト層、めっき層からなる陰極金属層５が形成される。

次に、陽極リード導出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、１
００〜２００℃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ると、絶縁樹脂層６
が形成される。

次に、陽極リード導出面及びその周辺の絶縁樹脂層６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
る。陽極リード導出面の対向面とその周辺の絶縁樹脂層
６上にも同様にパラジウム粉末を析出させる。

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まで浸せきして無電解めっきを行いめっき層７ａ、
７ｂを形成する。この時、パラジウム粉末を付着した部
分以外の絶縁樹脂層６上にはめっき層は形成されない。

更に、素子をフラックスに浸せきした後２６０℃の共晶
はんだ浴に浸せきし、めっき層７ａ、７ｂ上にはんだ層
８ａ、８ｂが形成され陽極端子、陰極端子を完成させる
。

次に、陽極リード導出面の絶縁樹脂層端面から０、１　
ｍｍの位置にレーザービームを照射し陽極リードを切断
し、チップ形固体電解コンデンサが形成される。レーザ
ーの条件は、例えばレーザーパルス幅２．５ｍ５ｅｃ、
出力５ジユール、単発照射にて切断される。このレーザ
ービームによる切断により、切断部から０．０５ｍｍ＜
らいまではレーザービーム照射の熱エネルギーにより、
タンタル材、ニッケル、はんだが瞬時に溶融し３種類の
金属元素からなる接続強度の強い合金層９が形成されて
いることがＸ線分析により明らかとなった。

なお、レーザービーム照射時には照射部に窒素ガス等の
不活性ガスが吹きつけられタンタル。

ニッケル、はんだの酸化を防止する。不活性ガスの吹き
つけがないと切断部に黒色の酸化物が形成され部品実装
時のはんだ漏れが著るしく阻害される。

第４図（ａ）にこの様にして作成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。なお第４図（ｂ）は切断寸法
の説明図である。比較例とじて特公昭６１−３１６０９
で開示されている銀ペースト等の導電体層をめっき触媒
に用いて切断刃により陽極リードを切断して形成された
チップタンタルコンデンサの評価結果を第５図に示す。

温度サイクル試験は、−５５℃←１２５℃、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ｔａｎδと略称）を測定し
た。

本発明の実施例量は陽極リードの切断寸法を０、０５　
ｍｍまで短かく切断してもｔａｎδの劣化は全くみられ
なかったが、特公昭６１−３１６０９で開示されている
方法で製造した従来例のコンデンサは切断寸法が０．５
闘で劣化がみられ、０．２　ｎｏｎの切断寸法ではｎ＝
５０個全数のオープン不良が発生した。また、切断刃の
厚みのため０．２ｍｍ未満の切断！はできなかった。不
良品を解析したところ陽極リード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、陽極リードと陽極端子層界面の接続が陽極リ
ートと銀ペースト層との接続になるが、本発明の実施例
量は陽極リード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金属の接合に
なる金属と金属の接続になるタンタル、ニッケル、はん
だからなる接続強度の大きい合金層が得られる等の理由
により熱衝撃によるｔａｎδの劣化は現われない。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と
は金属よりはるかに大きい熱膨張係数を持つ銀ペースト
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３図かられかる
様に陽極リードと陽極端子層が陽極リードと銀ペースト
層、陽極リードとニッケルめっき層の２つの接続部を有
し、陽極リード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。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は陽極リードをレーザービー
ムの照射にて切断し、切断部に接続強度の大きい合金層
を形成することにより、陽極端子の接続信頼性が向上す
るだけでなく、陽極リードを短かく切断し、陽極端子面
を平坦化できるので部品実装時の実装トラブルを低減で
きるという効果を有する。

１１・・・・・・陽極端子、１２・・・・・・陰極端子
、１３・・・・・・外装樹脂層、１４ａ、１４ｂ・・・
・・・導電体層、１５ａ。

１５ｂ・・・・・・めっき層、１６ａ、１６ｂ・・・・
・・はんだ層、１７・・・・・・陰極端子、１８・・・
・・・陽極端子。

代理人　弁理士　　内　原　　　晋

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図及び第３
図は何れも従来のチップ形固体電解コンデンサの一例の
縦断面図、第４図（ａ）は本発明の実施例の陽極リード
切断寸法を変えた時の温度サイクル試験でのｔａｎδ変
化を示す図、第４図（ｂ）は切断寸法の説明図、第５図
は従来例の陽極リード切断寸法を変えた時の温度サイク
ル試験でのｔａｎδ変化を示す図である。 １・・・・・・陽極体、２・・・・・・陽極リード、３
・・・・・・酸化皮膜層、４・・・・・・二酸化マンガ
ン層、５・・・・・・陰極金属層、６・・・・・・絶縁
樹脂層、７ａ、７ｂ・・団・めっき層、８ａ、８ｂ・・
・・・・はんだ層、９・・団・合金層、刀 図 躬 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．陽極リードを有する弁作用金属からなる陽極体に順
   次酸化皮膜層，半導体層，陰極金属層を形成し、陽極リ
   ード導出面の対向面の陰極金属層が露出する様に絶縁外
   装した後露出した陰極層とその周辺部及び導出する陽極
   リードとその周辺部に順次めっき層，はんだ層を形成し
   、陽極リードを切断してなるチップ形固体電解コンデン
   サにおいて、陽極リード切断部に、陽極リード材とめっ
   き層及びはんだ層からなる合金層を有することを特徴と
   するチップ形固体電解コンデンサ。
2. ２．陽極リード切断部に形成された合金層は陽極リード
   のレーザービームによる切断時に形成されたものである
   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。