JPH06224081A - チップ状固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電気的諸特性ならびに歩留まりにおいても優
れたものが得られ、かつ小形で大容量で安価にしてかつ
容易に量産することができるチップ状固体電解コンデン
サを提供することを目的とする。 【構成】 コンデンサ素子１１の陰極層１５における陽
極導出線１２の引出し面と対向する面に陰極層１５より
分厚い陰極導電体層１６を設け、この陰極導電体層１６
は陰極金属層より卑なる金属粉末が含まれるように構成
し、かつ陽極導出線１２が片側に引き出されるようにコ
ンデンサ素子１１と陰極導電体層１６を外装樹脂１８で
被覆し、さらに外装樹脂１８の陽極導出面１２ａに相対
する陰極導出面１６ａの一部の外装樹脂１８を除去し陰
極導電体層１６を陰極導出面１６ａに露出させたのち、
外装樹脂１８の陽極導出面１２ａと陰極導出面１６ａに
陽極金属層１９と陰極金属層２０をメッキにより形成す
る構成としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は各種電子機器に利用され
るチップ状固体電解コンデンサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の軽薄短小化と面実装技
術の進展からチップ商品が急増している。チップ状固体
電解コンデンサにおいても小形大容量化が進展する中で
チップ商品自身の一層の小形化が要求されている。

【０００３】以下に従来のチップ状固体電解コンデンサ
について、図４に基づいて説明する。この図４におい
て、１はコンデンサ素子で、このコンデンサ素子１は弁
作用金属であるタンタル金属粉末を成形焼結した多孔質
の陽極体よりタンタル線からなる陽極導出線２を導出
し、かつこの陽極導出線２の一部と前記多孔質の陽極体
の全面に陽極酸化により誘電体性酸化皮膜を形成し、そ
の表面に二酸化マンガンなどの電解質層を形成し、さら
にその表面に陰極層４を形成することにより構成されて
いる。

【０００４】なお、前記陰極層４は浸漬法によりカーボ
ン層、銀塗料層を順次積層形成したものである。３は陽
極導出線２に装着したテフロン板で、このテフロン板３
は前記電解質層の形成時に陽極導出線２へ二酸化マンガ
ンが這い上がって付着するのを防止する絶縁板である。
５は陽極端子で、前記陽極導出線２に溶接により接続さ
れ、そして外装樹脂形成後折り曲げられる。６は陰極端
子で、この陰極端子６は前記コンデンサ素子１に導電性
接着剤７により接続され、そして外装樹脂形成後折り曲
げられる。８はコンデンサ素子１全体をモールド成形に
より被覆する外装樹脂である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに構成されたチップ状固体電解コンデンサでは、コン
デンサ素子１から導出した陽極導出線２と陽極端子５と
の溶接時などの組立工程や樹脂モールド工程において、
コンデンサ素子１に機械的及び熱的なストレスがかかる
ことにより、漏れ電流が増加するなどの特性劣化や不良
率の増大が発生するとともに、さらに前記溶接部分のス
ペース寸法やコンデンサ素子１の陰極層４と陰極端子６
との接続引出し部分を含む折り曲げスペース寸法等が大
きいため、コンデンサ素子１の大きさ、形状については
構造的な寸法制限があった。

【０００６】また板材を打ち抜いた陽極端子５及び陰極
端子６の材料の有効使用量は極めて低いため、コンデン
サの体積効率や経済性の面で問題点を有していた。そし
てまた陽極端子５及び陰極端子６の折り曲げ工程におい
て外観不良が出たり、コンデンサ素子１にストレスがか
かって電気特性が劣化するという問題点を有していた。

【０００７】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、電気的特性ならびに歩留まりにおいても優れたもの
が得られ、かつ小形で大容量で安価にしてかつ容易に量
産することができるチップ状固体電解コンデンサを提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のチップ状固体電解コンデンサは、陽極導出線
の一端が表出するように陽極導出線を埋設した弁作用金
属からなる陽極体に誘電体性酸化皮膜、電解質層、陰極
層を形成して構成したコンデンサ素子と、このコンデン
サ素子の陰極層における陽極導出線の引出し面と対向す
る面及びこの面に隣接する周面の一部に、Ｎｉに対して
卑なる金属と、Ａｇ，Ｐｄ，Ａｕの内いずれか一種また
は二種以上を組み合わせた導電体塗料を用いて形成した
陰極導電体層と、前記コンデンサ素子及び陰極導電体層
の外表面を前記陽極導出線の先端及び陰極導電体層の一
部を除いて被覆する外装樹脂層と、この外装樹脂層の陽
極導出線の表出側に形成されかつ陽極導出線と接続され
る陽極側ニッケル金属層と、前記外装樹脂層の陰極導電
体層表出側に形成されかつ陰極導電体層と接続される陰
極側ニッケル金属層とを備えた構成としたものである。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、コンデンサ素子全体がモー
ルド樹脂により外装されているため、製品に対する機械
的外部ストレスなどについては従来品と同様に優れてお
り、またコンデンサ素子を構成する陽極体の誘電体性酸
化皮膜、電解質層、陰極層などに対し、従来品のような
溶接工程や金属端子の折り曲げ工程での熱的ストレスや
機械的ストレスの影響をまったく与えることなく、陽極
金属層及び陰極金属層との接続が可能となり、これによ
り電気的特性ならびに歩留まりにおいて優れているとと
もに、体積効率においても優れているチップ状固体電解
コンデンサを容易に得ることができるものである。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例について添付図面を
参照しながら説明する。図１は本発明の一実施例におけ
るチップ状固体電解コンデンサの断面図を示し、また図
２はチップ状固体電解コンデンサ素子に亜鉛と、銀を混
練した導電体塗料を用いて形成した陰極導電体層であ
る。図１，図２において、１１はコンデンサ素子で、こ
のコンデンサ素子１１は弁作用金属であるタンタル金属
粉末を成形焼結した多孔質の陽極体よりタンタル線から
なる陽極導出線１２を導出し、かつ多孔質の陽極体の表
面に陽極酸化により誘電体性酸化皮膜を形成し、さらに
この表面に二酸化マンガンなどの電解質を形成し、その
後、カーボン層及び銀塗料層よりなる陰極層１５を順次
積層形成することにより構成されている。

【００１１】１４は陽極導出線１２に装着したテフロン
板で、このテフロン板１４は前記コンデンサ素子１１の
電解質層の形成時に陽極導出線１２へ二酸化マンガンが
這い上がって付着するのを防止する絶縁板である。１６
は陰極導電体層で、この陰極導電体層１６はコンデンサ
素子１１の陰極層１５の内、陽極導出線１２の引出し面
に相対する対向面１７と、この対向面１７に隣接する隣
接面の陰極層１５の一部に形成される。この場合、陰極
導電体層１６はＮｉに対して卑なる金属であるＺｎとＡ
ｇとの混合粉末を主成分とする熱硬化性樹脂からなる導
電材料からなり、この導電材料を適正な粘度に調整し、
コンデンサ素子１１をこの導電材料に浸漬して熱硬化さ
せることにより形成している。

【００１２】なお、この導電材料はＮｉに対して卑なる
他の金属と、Ａｇ，Ｐｄ，Ａｕのいずれか一種、または
二〜三種よりなる金属混合粉体でもよい。または、Ｎｉ
に対して卑なる金属に、Ａｇ，Ｐｄ，Ａｕのいずれか一
つのメッキを施した導電体塗料を用いてもよく、かつ熱
硬化樹脂は１５０〜１８０℃で硬化するものである。

【００１３】このような浸漬と硬化を２〜３回繰り返す
ことにより、図２に示すように分厚く凸状に付着させる
ことができる。またこの陰極導電体層１６は吸水性、吸
湿性が小さく、かつ耐湿性の優れたものが望ましい。す
なわち、この導電材料は後の金属層形成に使用する処理
液に影響されないものでなくてはならない。上記陰極層
１５のバインダーとしてはポリエーテルアミド樹脂系が
優れており、さらに陰極層１５を含む陰極導電体層１６
にシリコーンオイル等を含浸させることにより、上記処
理液のコンデンサ素子１１の内部への侵入を抑えること
ができる。これは漏れ電流、損失、容量変化等の特性劣
化を軽減する効果を有するものである。

【００１４】また図１における１８は外装樹脂で、この
外装樹脂１８は陽極導出線１２が片側に引き出されるよ
うに図２の陰極導電体層１６を含むコンデンサ素子１１
を金型にセットし、そしてトランスファーモールド方式
によりエポキシ樹脂で樹脂外装するものである。

【００１５】図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）
（ｆ）は本発明の一実施例におけるチップ状固体電解コ
ンデンサの製造工程を示したもので、図３（ａ）におい
て、１２ａは外装樹脂１８における陽極導出面で、この
陽極導出面１２ａは外装樹脂１８の成形体において陽極
導出線１２の近傍に位置して凹形状に構成されており、
この凹形状により陽極導出線１２が外装樹脂１８の成形
体の外形寸法からはみ出すことなく、露出面積を多く取
ることができる。一方、陽極導出線１２と反対側に位置
する対向面１７に形成した陰極導電体層１６は製品の外
形寸法より長くなっているため、外装樹脂１８の成形体
は長くなっているものである。

【００１６】図３（ｂ）は図３（ａ）における外装樹脂
１８の成形体を製品規格の外形寸法にカットまたは研削
した状態を示す。この図３（ｂ）において、１６ａは陰
極導出面で、この陰極導出面１６ａは外装樹脂１８と陰
極導電体層１６をカットすることにより図１に示すよう
に表出するもので、この図１における陽極導出線１２、
陰極導出面１６ａ及び外装樹脂１８の成形体のそれぞれ
の表面をブラスト研磨することにより、それぞれの表面
の粗面化と一部酸化皮膜の除去を行って、微細な凹凸に
よる引っかかりと表面活性化を行っている。

【００１７】図３（ｃ）に陽極導出線１２を陽極導出面
１２ａの凹形状内で上方に折り曲げた状態を示したもの
で、このように陽極導出線１２を陽極導出面１２ａの凹
形状内で上方に折り曲げることにより、陽極導出線１２
の表面積を大きくとることができるとともに、陽極導出
線１２を陽極導出面１２ａの凹形状の内部に納めること
ができるため、外観形状についても均整のとれた直方体
にまとめることができる。この場合、前記陽極導出線１
２に陽極導出面１２ａの凹形状の内部において圧延また
は切込みなどにより、ウィークポイントを設ければ、折
り曲げ位置が定まり、かつ折り曲げ形状が安定するた
め、コンデンサ素子１１にストレスを与えないで容易に
陽極導出線１２を折り曲げて陽極導出面１２ａの凹形状
の内部に納めることができる。

【００１８】図３（ｄ）は金属層の形成状態を示したも
ので、この金属層は図１に示すように、陽極導出線１２
と陽極導出面１２ａ及び外装樹脂１８の成形体の一部の
表面に形成される陽極金属層１９と、陰極導出面１６ａ
及び外装樹脂１８の成形体の一部の表面に形成される陰
極金属層２０とよりなり、これらの金属層１９，２０は
アルカリ脱脂、化学エッチングと触媒付与の前処理を施
した後、無電解Ｎｉメッキにより陽極導出線１２、陽極
導出面１２ａ、陰極導出面１６ａ及び外装樹脂１８の成
形体のそれぞれの表面に形成される。この場合、陰極導
出面１６ａにはニッケルより卑なる金属である亜鉛が含
まれるため置換メッキされ接合強度が強くなるものであ
る。また、陽極金属層１９及び陰極金属層２０の膜厚は
０．５〜４．０μｍの範囲が下地との接合強度において
優れているものである。

【００１９】なお、ここで陽極及び陰極導出層に銅を用
いた場合陰極導電体層に銅より卑なる金属とＡｇ，Ｐ
ｄ，Ａｕの内一種または二〜三種を組み合わせたもの、
または銅より卑なる金属にＡｇ，Ｐｄ，Ａｕのいずれか
一種のメッキを施した導電体塗料を用いて形成すると陰
極の接合強度が強固となる。

【００２０】図３（ｅ）はネガタイプのフォトレジスト
樹脂を塗布して被覆した状態を示したもので、２１はレ
ジスト樹脂層で、このレジスト樹脂層２１の中で、前記
残すべき陽極導出線１２を含む陽極導出面１２ａ、陰極
導出面１６ａ及びこれらに隣接する外装樹脂１８の成形
体の一部を紫外線照射により反応させて残し、その後、
紫外線照射を行っていないレジスト樹脂層２１の部分を
溶解してニッケルメッキ層を露出させ、続いてその露出
したニッケルメッキ層を酸溶解させる。そして最後に、
紫外線照射により反応させたレジスト樹脂層２１の部分
をアルカリ溶解によって除去することにより、陽極導出
線１２を含む陽極導出面１２ａ、陰極導出面１６ａ及び
これらに隣接する外装樹脂１８の成形体の一部と対応す
る陽極金属層１９と陰極金属層２０が露出する。この場
合、外装樹脂１８の成形体の一部に露出した陽極金属層
１９と陰極金属層２０は絶縁体域を形成し、かつ電気的
に完全に分離された両極部分を構成している。

【００２１】図３（ｆ）は両極を半田金属層で被覆した
状態を示したもので、２２は陽極側の半田金属層、２３
は陰極側の半田金属層である。そしてこれらの半田金属
層２２，２３は溶融半田浴中でコーティングされて形成
される。

【００２２】そしてこのようにして製造したものをエー
ジングし、かつスクリーニング処理などを施した後、陽
極導出線１２をチップ状固体電解コンデンサの外形寸法
となるように切断して金属リボン１３より個片化し、そ
れを検査後、完成品とさせる。

【００２３】本実施例により４Ｖ３３μＦのチップ状固
体電解コンデンサを試作し、これを試験した結果を従来
品と比較して（表１）に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】この（表１）から明らかなように、本発明
により構成されたチップ状固体電解コンデンサは、陽極
金属層１９と陰極金属層２０の形成時において、組立ス
トレスがコンデンサ素子１１にかかることはないため、
電気的特性ならびに歩留まりにおいても優れたものを得
ることができる。

【００２６】また図４に示す従来における外部取り出し
用陽極端子５及び陰極端子６を省くことができるため、
従来における陽極端子５、陰極端子６の板厚１００μｍ
を最大４．０μｍ程度のメッキ厚に変更でき、これによ
り端子材料としての使用量を大幅に削減できるととも
に、従来における外部取り出し用陽極端子５の溶接スペ
ースをそれぞれ省けるため、体積のより大きなコンデン
サ素子１１を所定寸法の外装樹脂１８内に収納すること
ができ容量の体積効率を大幅に向上させることができる
ものである。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明のチップ状固体電解
コンデンサによれば、コンデンサ素子全体がモールド樹
脂で外装されているため、外部からの機械的ストレスに
対して強固であるばかりでなく、コンデンサ素子の陰極
層における陽極導出線の引出し面と対向する面に陰極層
より分厚くした陰極導電体層を設けているため、コンデ
ンサ素子の陽極導出線が片側に引き出されるようにコン
デンサ素子及び陰極導電体層を外装樹脂で被覆した後、
陽極導出面に相対する陰極導出面を所定の寸法に除去す
ることにより、陰極導電体層を容易に陰極導出面に露出
させることができ、その結果、コンデンサ素子を構成す
る陽極体の誘電体性酸化皮膜、電解質層、陰極層などに
まったく影響を与えることなく、その後に形成される陽
極金属層及び陰極金属層との接続ができるため、電気的
特性ならびに歩留まりにおいて優れたものが得られる。

【００２８】また従来における外部取り出し用の陽極端
子及び陰極端子を最大１００μｍ程度のメッキ金属層に
変更できるため、これにより端子材料としての使用量を
大幅に削減できる。この際、陰極導電体層に陰極メッキ
金属層の金属より卑なる金属を含有するため置換メッキ
され接続を強固なものとすることができる。さらに従来
における外部取り出し用の端子の溶接スペースと折り曲
げスペースをそれぞれ省けるため、体積のより大きなコ
ンデンサ素子を所定寸法の外装樹脂内に収納することが
でき、容量の体積効率を大幅に向上させることができる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例におけるチップ状固体電解コ
ンデンサの断面図

【図２】同チップ状固体電解コンデンサの陰極導電体層
を分厚く形成した状態を示す断面図

【図３】（ａ）〜（ｆ）同チップ状固体電解コンデンサ
の製造工程を示す斜視図

【図４】従来のチップ状固体電解コンデンサの断面図

【符号の説明】

１１ コンデンサ素子 １２ 陽極導出線 １２ａ 陽極導出面 １５ 陰極層 １６ 陰極導電体層 １６ａ 陰極導出面 １８ 外装樹脂 １９ 陽極金属層 ２０ 陰極金属層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小橋 康博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 陽極導出線の一端が表出するように陽極
   導出線を埋設した弁作用金属からなる陽極体に誘電体性
   酸化皮膜、電解質層、陰極層を形成して構成したコンデ
   ンサ素子と、このコンデンサ素子の陰極層における陽極
   導出線の引出し面に相対向する面及びこの面に隣接する
   周面の一部にＮｉに対して卑なる金属と、Ａｇ，Ｐｄ，
   Ａｕの内いずれか一種または二種以上を組み合わせた導
   電体塗料を用いて形成した陰極導電体層と、前記コンデ
   ンサ素子及び陰極導電体層の外表面を前記陽極導出線の
   先端及び陰極導電体層の一部を除いて被覆する外装樹脂
   層と、この外装樹脂層の陽極導出線の表出側に形成され
   かつ陽極導出線と接続される陽極側ニッケル金属層と、
   前記外装樹脂層の陰極導電体層表出側に形成されかつ陰
   極導電体層と接続される陰極側ニッケル金属層とを備え
   たチップ状固体電解コンデンサ。
2. 【請求項２】 陽極導出線の一端が表出するように陽極
   導出線を埋設した弁作用金属からなる陽極体に誘電体性
   酸化皮膜、電解質層、陰極層を形成して構成したコンデ
   ンサ素子と、このコンデンサ素子の陰極層における陽極
   導出線の引出し面に相対向する面及びこの面に隣接する
   周面の一部に、Ｎｉに対して卑なる金属にＡｇ，Ｐｄ，
   Ａｕのいずれか一つのメッキを施した導電体塗料を用い
   て形成した陰極導電体層と、前記コンデンサ素子及び陰
   極導電体層の外表面を前記陽極導出線の先端及び陰極導
   電体層の一部を除いて被覆する外装樹脂層と、この外装
   樹脂層の陽極導出線の表出側に形成されかつ陽極導出線
   と接続される陽極側ニッケル金属層と、前記外装樹脂層
   の陰極導電体層表出側に形成されかつ陰極導電体層と接
   続される陰極側ニッケル金属層とを備えたチップ状固体
   電解コンデンサ。
3. 【請求項３】 陽極導出線の一端が表出するように陽極
   導出線を埋設した弁作用金属からなる陽極体に誘電体性
   酸化皮膜、電解質層、陰極層を形成して構成したコンデ
   ンサ素子と、このコンデンサ素子の陰極層における陽極
   導出線の引出し面に相対向する面及びこの面に隣接する
   周面の一部に、Ｃｕに対して卑なる金属と、Ａｇ，Ｐ
   ｄ，Ａｕのいずれか一種または二種以上を組み合わせた
   導電体塗料を用いて形成した陰極導電体層と、前記コン
   デンサ素子及び陰極導電体層の外表面を前記陽極導出線
   の先端及び陰極導電体層の一部を除いて被覆する外装樹
   脂層と、この外装樹脂層の陽極導出線表出側に形成され
   かつ陽極導出線と接続される陽極側銅金属層と、前記外
   装樹脂層の陰極導電体層表出側に形成されかつ陰極導電
   体層と接続される陰極側銅金属層とを備えたチップ状固
   体電解コンデンサ。
4. 【請求項４】 陽極導出線の一端が表出するように陽極
   導出線を埋設した弁作用金属からなる陽極体に誘電体性
   酸化皮膜、電解質層、陰極層を形成して構成したコンデ
   ンサ素子と、このコンデンサ素子の陰極層における陽極
   導出線の引出し面に相対向する面及びこの面に隣接する
   周面の一部に、Ｃｕに対して卑なる金属にＡｇ，Ｐｄ，
   Ａｕのいずれか一種のメッキを施した導電体塗料を用い
   て形成した陰極導電体層と、前記コンデンサ素子及び陰
   極導電体層の外表面を前記陽極導出線の先端及び陰極導
   電体層の一部を除いて被覆する外装樹脂層と、この外装
   樹脂層の陽極導出線表出側に形成されかつ陽極導出線と
   接続される陽極側銅金属層と、前記外装樹脂層の陰極導
   電体層表出側に形成されかつ陰極導電体層と接続される
   陰極側銅金属層とを備えたチップ状固体電解コンデン
   サ。