JPH06224085A - チップ状固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 樹脂材料を有効に活用することにより、材料
コストを下げ、生産性に優れ、かつ品質を大幅に向上さ
せることができる小形の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。 【構成】 一端が表出するように陽極導出線１１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１２を形成して構成したコンデンサ素子
１３を備え、このコンデンサ素子１３に陰極導電体層１
４からなる陰極部を設け、前記コンデンサ素子１３及び
陰極部の外表面を前記陽極導出線１１の先端及び陰極部
の一部を除いてインジェクションモールドにより被覆す
る外装樹脂層１５を形成することにより、樹脂材料の使
用効率向上による材料のコスト低減、成形サイクル時間
短縮による生産性の向上、熱ストレスの軽減と安定した
成形条件による維持管理でコンデンサの漏れ電流、Ｔａ
ｎδ値等の電気特性の劣化を抑えることができる。

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】従来のこの種のチップ状固体電解コンデ
ンサの成形金型内の配置は図３に示すような構造となっ
ていた。すなわち、陽極導出線１とテフロン板２を具備
し、かつ弁作用金属であるタンタル金属からなる多孔質
の陽極体の表面に陽極酸化による誘電体性酸化皮膜を形
成し、この表面に二酸化マンガンなどの電解質層を形成
し、さらにカーボン層及び陰極層を順次積層形成し、陽
極導出線１の引き出し面に対向する面及びこの面に隣接
する周面の一部に設けた陰極層の突出部または陰極導電
体層４とからなるコンデンサ素子３を構成し、このコン
デンサ素子３は陽極導出線１を除いてトランスファーモ
ールド方式により樹脂にてカル部６からランナー部７を
通って供給され成形される外装樹脂層５により外装され
ていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにトランスファーモールド方式により外装されたチッ
プ状固体電解コンデンサでは、ショット毎にプランジャ
ーより金型に押し込まれたカル部６とカル部６に連結し
たランナー部７及びコンデンサ素子３を外装した外装樹
脂層５が硬化した状態で、金型から取り出されたため、
製品として有効に使用される外装樹脂層５は１４〜１５
％と低く、成形樹脂の大部分を占めるカル部６とランナ
ー部７は廃棄されていた。したがって有限なる資源が大
量の廃棄物と化して材料コストにはねかえり、さらには
樹脂材料投入、加熱流動加圧充填、硬化、取り出しのサ
イクルに長時間を有することによる生産性に対する改善
が求められていた。これらはコンデンサ素子が高温度の
金型内に長く保持されることにより、コンデンサの漏れ
電流、Ｔａｎδ値を増大させるという問題につながって
いた。

【０００４】本発明はこのような問題点を解決するもの
で、樹脂材料を有効に活用することにより、材料コスト
を下げ、生産性に優れ、かつ品質を大幅に向上させるこ
とができる小形の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。

【０００５】

【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、前記陽極導出線
の引き出し面に対向する面及びこの面に隣接する周面の
一部に設けた陰極層の突出部または陰極導電体層からな
る陰極部と、前記コンデンサ素子及び陰極部の外表面を
前記陽極導出線の先端及び陰極部の一部を除いてインジ
ェクションモールドにより被履する外装樹脂層と、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金属層と、前記外装樹脂層の陰極
部の表出側に形成されかつ陰極部と接続される陰極金属
層とを備えた構成としたものである。

【０００６】

【作用】上記インジェクションモールド方式によれば、
熱硬化性樹脂材料を用いて公知の熱可塑性樹脂成形条件
と同じように作業できる。すなわち、成形金型の樹脂流
動領域内で、ランナー部の大部分とカル部分の樹脂予熱
により軟化流動状態に保持されている熱硬化性樹脂材料
はインジェクションモールドにより成形金型の樹脂硬化
領域内に流入して硬化し、コンデンサ素子の外装樹脂層
を構成する。硬化廃棄樹脂量は僅かに残ったゲートラン
ナー部分のみに大幅に減少し、かつ僅かに残ったゲート
ランナー部分も充填材として再利用できることからほぼ
完全にコンデンサの外装樹脂として有効に活用され、材
料コストが大幅に低減できる。また瞬時コンデンサ素子
を外装するため成形サイクルが速くなり、生産性が大幅
に向上し、熱ストレスのかかる高温度の金型内にコンデ
ンサ素子を保持される時間も短くなり、安定した成形条
件で維持管理が容易にできるため、コンデンサの漏れ電
流、Ｔａｎδ値等の電気特性の劣化を抑えることができ
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。

【０００８】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を示したもので、このチップ状固体
電解コンデンサは図１に示すように陽極導出線１１を具
備しかつ、陰極層１２を形成したコンデンサ素子１３の
陰極面２０とこの陰極面２０に隣接する周面２１の一部
に陰極導電体層１４を形成し、そして前記陽極導出線１
１の先端及び陰極導出面１４ａを除いて外装樹脂層１５
により外装し、さらに陽極導出面１１ａとこの陽極導出
面１１ａに隣接する外装周面２２ａには陽極金属層１６
ａと陽極半田金属層１７ａを被覆形成し、一方、陽極導
出面１１ａと対向する陰極導出面１４ａとこの面１４ａ
に隣接する外装周面２２ｂには陰極金属層１６ｂと陰極
半田金属層１７ｂを被覆形成している。図２は図１に示
すチップ状固体電解コンデンサのインジェクション成形
金型内におけるコンデンサ素子１３と樹脂の配置状態を
示したものである。

【０００９】次に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方法について説明する。まず、
タンクルからなる陽極導出線１１の一端が表出するよう
に埋設した弁作用金属からなる多孔質の陽極体に、誘電
体性酸化皮膜、電解質層、陰極層１２を形成したコンデ
ンサ素子１３を構成し、このコンデンサ素子１３の周面
に設けた陰極層１２のうち、前記陽極導出線１１側と対
向した陰極面２０及びこの陰極面２０に隣接する周面２
１の一部に銀粉体を主成分とする熱硬化性樹脂からなる
適正な粘度に保持したスラリー状の陰極導電材料を浸漬
により分厚く凸状に付着させ、恒温槽にて乾燥硬化させ
ることにより陰極導電体層１４を形成した。そして前記
陰極層１２における陰極導出線１１の引き出し面と隣接
する周面２１の一部に形成される陰極導電体層１４の領
域は、前記陰極層１２における陽極導出線１１の引き出
し面と隣接する周面２１の長さに対して１／２〜１／５
の領域にした。

【００１０】なお、陰極導電材料はＰｄ，Ｎｉ，Ｃｕの
いずれか一種、またはこれらと銀を加えた２〜３種より
なる複合金属粉体であってもよく、熱硬化性樹脂は１５
０℃〜１８０℃に加熱して硬化するものである。また、
陰極導電材料は吸水性、吸湿性が小さく、かつ耐湿性の
優れたものが望ましく、そしてこの陰極導電材料は後述
する陽極金属層１６ａ、陰極金属層１６ｂに使用する処
理液がコンデンサ素子１３の内部に侵入しないものでな
ければならない。なお、この場合、Ｎｉ等の金属板より
なる金属材料であってもよい。またテフロン板１８は上
記電解質層形成時の陽極導出線１１への電解質付着を防
止する絶縁板である。

【００１１】前記陰極導電体層１４を形成した後、陽極
導出線１１が片側に引き出されるように図２に示すよう
にコンデンサ素子１３を成形金型にセットし、インジェ
クションモールド方式により外装樹脂層１５を施した。
この場合、コンデンサ素子１３は成形金型の中央にセッ
トされるが、この部分は成形金型の樹脂硬化領域２３に
あり、ゲート部の樹脂２４と共に外装樹脂層１５を成形
金型より樹脂硬化物として取り出すことができる。

【００１２】一方軟化流動状態に保持された成形金型の
樹脂流動領域２５の樹脂温度は８０〜１２０℃に保持さ
れ硬化することはなく、外装樹脂層１５を成形金型より
樹脂硬化物として取り出す時は成形圧を制御することに
より樹脂硬化領域２３に流出することはない。このよう
に樹脂流動領域２５の軟化流動樹脂２６は従来のカル部
及びランナーの大部分に相当するため、廃棄することな
く次の外装樹脂層１５に使用される。ゲート部の樹脂２
４は粉砕して充填材として再利用できるため、樹脂の使
用効率はほぼ１００％に近づく。ここに用いるインジェ
クション樹脂としてはジアリルフタレート系で充填材と
しては硝子繊維が樹脂強度を向上させるために適してい
る。また成形金型の樹脂硬化領域２３のみで短いため成
形サイクルも短縮され生産性が向上する。高温の成形金
型内でのコンデンサ素子１３の保持時間が短く熱ストレ
スも軽減され、漏れ電流やＴａｎδ値の特性不良が少な
くなる。

【００１３】次に陽極導出線１１と共に外装樹脂層１５
の一部を切除して、外装樹脂層１５と面一の陽極導出線
１１の切断面を含む陽極導出面１１ａを表出させる。一
方、陽極導出面１１ａに対向する陰極導出面１４ａは、
前記外装樹脂層１５とともに分厚い陰極導電体層１４の
一部を切除してチップ状固体電解コンデンサの規格寸法
にする。

【００１４】次に陽極外装周面２２ａ、陰極外装周面２
２ｂを粗面化するために、サンドブラスト処理を施し、
続いてアルカリ脱脂、化学エッチングをした後に触媒付
与の前処理を施し、その後、Ｎｉの無電解メッキにより
陽極外装周面２２ａと陰極外装周面２２ｂを含む外装樹
脂層１５と陽極導出面１１ａ及び陰極導出面１４ａの全
面に金属層を形成する。その後、残すべき陽極導出面１
１ａとこの陽極導出面１１ａに隣接する陽極外装周面２
２ａ及び陰極導出面１４ａとこの陰極導出面１４ａに隣
接する陰極外装周面２２ｂにレジスト材によりマスキン
グを行い、露出部分の金属層を酸溶解させることによ
り、外装樹脂層１５の露出絶縁帯域を形成して両端を電
気的に完全に分離させる。

【００１５】続いてレジスト材をアルカリ溶解にて除去
する。これにより、外装樹脂層１５の陽極導出線１１表
出側に形成され、かつ陽極導出線１１と接続される陽極
金属層１６ａが形成されるとともに陰極導電体層１４の
表出側に形成され、かつ陰極導電体層１４と接続される
陰極金属層１６ｂが形成される。さらに溶融半田浴の半
田コーティングにより陽極金属層１６ａには陽極側半田
金属層１７ａが、一方、陰極金属層１６ｂには陰極側半
田金属層１７ｂがそれぞれ形成される。なお、半田金属
層の形成は半田メッキによっても可能である。次にエー
ジング、表示、特性検査を経て完成品となる。

【００１６】以上のように本実施例によれば樹脂材料を
有効に活用することにより、材料コストを下げ、かつ品
質を大幅に向上させたチップ状固体電解コンデンサを効
率よく生産することができる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明のインジェクション
モールドによる外装樹脂層を備えたチップ状固体電解コ
ンデンサによれば、熱硬化性樹脂材料を用いて公知の熱
可塑性樹脂成形条件と同じように作業できる。すなわ
ち、成形金型の樹脂流動領域内で、ランナー部の大部分
とカル部分の樹脂予熱により軟化流動状態に保持されて
いる熱硬化性樹脂材料はインジェクションモールドによ
り成形金型の樹脂硬化領域内に流入して硬化し、コンデ
ンサ素子の外装樹脂層を構成する。硬化廃棄樹脂量は僅
かに残ったゲートランナー部分のみに大幅に減少し、か
つ僅かに残ったゲートランナー部分も充填材として再利
用できることからほぼ完全にコンデンサの外装樹脂とし
て有効に活用され、材料コストが大幅に低減できる。ま
た、瞬時コンデンサ素子を外装するため成形サイクルが
速くなり、生産性が大幅に向上し、熱ストレスのかかる
高温度の金型内にコンデンサ素子を保持される時間も短
くなり、安定した成形条件で維持管理が容易にできるた
め、コンデンサの漏れ電流、Ｔａｎδ値等の電気特性の
劣化を抑え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
ンデンサの断面の概略図

【図２】図１に示すチップ状固体電解コンデンサの成形
金型内の配置の概略図

【図３】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 陽極導出線 １１ａ 陽極導出面 １２ 陰極層 １３ コンデンサ素子 １４ 陰極導電体層 １４ａ 陰極導出面 １５ 外装樹脂層 １６ａ 陽極金属層 １６ｂ 陰極金属層 １７ａ 陽極半田金属層 １７ｂ 陰極半田金属層 １８ テフロン板 １９ 金属リボン ２０ 陰極面 ２１ 周面 ２２ａ 陽極外装周面 ２２ｂ 陰極外装周面 ２３ 樹脂硬化領域 ２４ ゲートランナー ２５ 樹脂軟化流動領域 ２６ 軟化流動樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中垣 正和 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 (2)

【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、前記陽極導出線の引き出し面に対向する面
   及びこの面に隣接する周面の一部に設けた陰極層の突出
   部または陰極導電体層からなる陰極部と、前記コンデン
   サ素子及び陰極部の外表面を前記陽極導出線の先端及び
   陰極部の一部を除いてインジェクションモールドにより
   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金属
   層と、前記外装樹脂層の陰極部の表出側に形成されかつ
   陰極部と接続される陰極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】 硬化済み外装樹脂の一部を充填材として
   樹脂原料に混合し外装樹脂層として再利用した請求項１
   記載のチップ状固体電解コンデンサ。