JPH0997745A

JPH0997745A - タンタル固体電解コンデンサおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH0997745A
Application number: JP27632195A
Authority: JP
Inventors: Kaname Kurihara; 要栗原; Takashi Tomizawa; 孝史富澤; Yuuya Takaku; 侑也高久; Noriaki Suzuki; 紀明鈴木
Original assignee: Elna Co Ltd
Current assignee: Elna Co Ltd
Priority date: 1995-09-29
Filing date: 1995-09-29
Publication date: 1997-04-08

Abstract

(57)【要約】【課題】樹脂外装体内に占めるコンデンサ素子の体積
比率を高める。【解決手段】コンデンサ素子１０ａの底面の陽極側と
陰極側とに所定深さの陽極側段部１２および陰極側段部
１３をそれぞれ形成し、Ｌ字状に形成された陰極端子板
１６をコンデンサ素子１０ａの陰極側側面から陰極側段
部１３にかけて取り付けた後、陽極リード１１および陰
極端子板１６に離型材を塗布して、コンデンサ素子１０
ａを樹脂液中に浸漬し、引き上げてその樹脂液を乾燥さ
せて同コンデンサ素子の陽極側段部１２を含めた周面に
樹脂外装体１７を形成し、次にＬ字状に折り曲げられた
陽極端子板１８を陽極側側面から陽極側段部１２にかけ
て取り付け、同陽極端子板１８を陽極リード１１に接続
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はタンタル固体電解コ
ンデンサおよびその製造方法に関し、さらに詳しく言え
ば、チップ型であってパッケージとしての樹脂外装体内
に占めるコンデンサ素子の体積比率が大きいタンタル固
体電解コンデンサおよび同コンデンサの製造に好適な製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図７には樹脂モールドによりチップ化さ
れたタンタル固体電解コンデンサの典型的な従来例が示
されている。これによると、同コンデンサはタンタル粉
末の焼結ペレットを基体として例えば角柱状に形成され
たコンデンサ素子１を備えている。なお、このコンデン
サ素子１には陽極リード２が植設されているとともに、
同陽極リード２には固体電解質形成時にその這い上がり
を防止する耐熱性合成樹脂よりなるリング３が挿通され
ている。

【０００３】詳しくは図示されていないが、このコンデ
ンサ素子１の焼結ペレットには陽極酸化皮膜が形成さ
れ、その上に固体電解質としての二酸化マンガン層が形
成されている。さらに、二酸化マンガン層上にはカーボ
ン層と銀層とが順次積層され、このカーボン層と銀層に
より陰極引出し層４が形成される。

【０００４】チップ化するにあたって、陽極リード２に
陽極端子板５が溶接されるとともに、陰極引出し層４に
は導電接着材（例えば、接着銀）を介して陰極端子板６
が取り付けられる。この場合、実際には陽極端子板５お
よび陰極端子板６は図示しないリードフレームにより供
給され、コンデンサ素子１はそのリードフレームに装着
された状態で図示しない金型内にセットされる。

【０００５】そして、その金型内でコンデンサ素子１の
周りに樹脂モールドにより樹脂外装体７が形成される。
金型から取り出された後、陽極端子板５および陰極端子
板６がリードフレームから切り離され、樹脂外装体７の
側面から底面にかけていわゆる蟹足状に折り曲げられ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このようにして、タン
タル固体電解コンデンサがチップ化されるのであるが、
まず第１の問題点としては、コンデンサ素子１をリード
フレームに取り付けた状態で金型内にセットし、コンデ
ンサ素子１の周りにその陽極端子板５および陰極端子板
６の一部分をも含めて樹脂外装体７を形成するようにし
ているため、樹脂外装体７内に占めるコンデンサ素子１
の体積比率はたかだか１５〜２０％程度で、残りの部分
はコンデンサの機能面から見ればいわばデッドスペース
であり、体積効率が悪いことが挙げられる。

【０００７】次に、陽極端子板５および陰極端子板６を
樹脂外装体７の側面から底面にかけて折り曲げる際、コ
ンデンサ素子１に機械的なストレスが加えられ、これが
原因で特性が劣化するおそれがある。さらには、樹脂外
装体７を成形するそれ専用の金型を必要とするととも
に、リードフレームはコンデンサ素子１に陽極端子板５
および陰極端子板６を与えた後、その大部分が廃棄され
るため、無駄な材料コストまでをも負担しなければなら
ないことになる。

【０００８】本発明は、このような従来の問題を解決す
るためになされたもので、その第１の目的は、樹脂外装
体内に占めるコンデンサ素子の体積比率が大きなチップ
型タンタル固体電解コンデンサを提供することにある。
また、本発明の第２の目的は、樹脂外装体成形用の金型
や材料の無駄が多いリードフレームを用いることなく、
しかも樹脂外装体内に占めるコンデンサ素子の体積比率
が大きなチップ型タンタル固体電解コンデンサを製造し
得るようにしたタンタル固体電解コンデンサの製造方法
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、請求項１の発明は、陽極リードが植設されたタ
ンタル粉末の焼結ペレット上に陽極酸化皮膜、固体電解
質および陰極引出し層が順次形成されたコンデンサ素子
と、上記陽極リードと上記陰極引出し層にそれぞれ接続
される陽極端子板および陰極端子板と、上記コンデンサ
素子の所定の部分を覆うように形成される樹脂外装体と
を有し、回路基板に対して表面実装されるチップ型のタ
ンタル固体電解コンデンサにおいて、上記コンデンサ素
子の上記回路基板と対向する底面には、上記陽極リード
寄りの陽極側とその反陽極リード側の陰極側とに所定深
さの陽極側段部および陰極側段部がそれぞれ形成されて
いるとともに、上記陽極端子板および陰極端子板はとも
に上記コンデンサ素子の側面から底面にかけての形状に
適合するほぼＬ字状に折り曲げられた端子板からなり、
上記陰極端子板が上記コンデンサ素子の陰極側側面から
上記陰極側段部にわたって取り付けられ、上記樹脂外装
体が上記陰極端子板を除いた上記コンデンサ素子の上記
陽極側段部を含む周面全面に形成され、上記陽極端子板
が上記コンデンサ素子の陽極側側面から上記陽極側段部
にかけて取り付けられ、かつ、上記陽極リードに接続さ
れていることを特徴としている。

【００１０】この構成によれば、陰極端子板および陽極
端子板がともに、コンデンサ素子に対してその形状に沿
うようにスペース的に無駄なく取り付けられるととも
に、樹脂外装体が陰極端子板を除いたコンデンサ素子の
周面に形成されているため、その樹脂外装体の大きさを
必要最小限にすることが可能となる。

【００１１】この場合、請求項２の発明では、上記陽極
側段部が上記樹脂外装体の厚さ分、上記陰極側段部より
も深く形成されていることを特徴としており、また、請
求項３の発明は、上記陰極端子板の板厚が上記樹脂外装
体の厚さ分、上記陰極側段部より突出する厚さに選定さ
れていることを特徴としている。これによれば、最終製
品時において陰極端子板、樹脂外装体および陽極端子板
の各底面側が同一面上に揃えられ、回路基板に対して表
面実装する際の安定性が高められる。

【００１２】そして、請求項４の発明は、上記陰極端子
板が上記陰極側段部の上記陰極引出し層に対して導電性
接着材もしくは高温ハンダにて接続されていることを特
徴としており、また、請求項５の発明では上記陽極端子
板が上記陽極リードにレーザー溶接にて接続されている
ことを特徴としている。この構成によると、陰極端子板
および陽極端子板のコンデンサ素子に対する取り付け作
業が簡単であるとともに、その取り付け後に各端子板に
折り曲げを伴わないため、コンデンサ素子に機械的なス
トレスを加えるおそれもない。

【００１３】一方、上記第２の目的を達成するため、請
求項６に記載の発明は、陽極リードが植設されたタンタ
ル粉末の焼結ペレット上に陽極酸化皮膜、固体電解質お
よび陰極引出し層を順次設けてなるコンデンサ素子を備
え、上記陽極リードと上記陰極引出し層とにそれぞれ陽
極端子板および陰極端子板を接続するとともに、上記コ
ンデンサ素子の所定の部分を覆うように樹脂外装体を形
成してなり、回路基板に対して表面実装されるチップ型
のタンタル固体電解コンデンサの製造方法において、上
記コンデンサ素子の上記回路基板と対向する底面の上記
陽極リード寄りの陽極側とその反陽極リード側の陰極側
とに所定深さの陽極側段部および陰極側段部をそれぞれ
形成し、ほぼＬ字状に折り曲げられた陰極端子板を上記
コンデンサ素子の陰極側側面から上記陰極側段部にかけ
て取り付けた後、上記陽極リードおよび上記陰極端子板
に離型材を塗布して、上記コンデンサ素子を樹脂液中に
浸漬し、引き上げてその樹脂液を乾燥させて同コンデン
サ素子の上記陽極側段部を含めた周面に樹脂外装体を形
成し、次にほぼＬ字状に折り曲げられた陽極端子板を上
記コンデンサ素子の陽極側側面から上記陽極側段部にか
けて取り付け、同陽極端子板を上記陽極リードに接続す
ることを特徴としている。

【００１４】これによれば、コンデンサ素子を樹脂液中
に浸漬する、いわゆるディップ法によりその周りに樹脂
外装体が形成されるため、専用の金型を必要としない。
また、陰極端子板および陽極端子板にしてもそれぞれ個
別的にコンデンサ素子に取り付けられるため、従来のリ
ードフレームのように両端子板を向かい合わせに連結し
ておく必要もなく、その分材料コストを削減することが
できる。

【００１５】この製造方法において、請求項７の発明
は、上記陽極端子板を上記樹脂外装体の硬化前に取り付
けることを特徴としており、これによれば別途に接着材
を用意することなく、その樹脂自体にて陽極端子板を固
着することが可能となる。

【００１６】また、請求項８および９の発明によれば、
最終製品時において陰極端子板、樹脂外装体および陽極
端子板の各底面側が同一面上に揃えられ、回路基板に対
して表面実装する際の安定性が高められる。そして、請
求項１０および１１の発明によれば、陰極端子板および
陽極端子板のコンデンサ素子に対する取り付け作業が簡
単であるとともに、その取り付け後に各端子板に折り曲
げを伴わないため、コンデンサ素子に機械的なストレス
を加えるおそれもない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の技術的思想をより
よく理解するうえで、図１ないし図６を参照しながら、
その実施の形態に即して説明する。

【００１８】まず、タンタル粉末を焼結して図１のよう
な焼結ペレット１０を得る。この焼結ペレット１０はほ
ぼ角柱状を呈し、その一端にはタンタル線からなる陽極
リード１１が植設されており、以下の説明において、こ
の陽極リード１１側を陽極側、その反対側を陰極側、ま
た、回路基板への実装時にその回路基板と対向される面
を底面と言う。

【００１９】この焼結ペレット１０の底面には、その陽
極側および陰極側の周縁角部にそれぞれ凹状の段部１
２，１３が設けられる。この場合、陽極側段部１２は後
述の樹脂外装体の厚さを考慮して陰極側段部１３よりも
深く形成される。換言すれば、焼結ペレット１０の陽極
側段部１２の箇所の厚さをＴ_１、陰極側段部１３の箇所
の厚さをＴ_２とすると、Ｔ_１＜Ｔ_２なる関係とされる。

【００２０】そして、この焼結ペレット１０を化成して
陽極酸化皮膜を形成した後、図２に斜線で示すように、
陽極リード１１に後述の固体電解質形成時にその這い上
がりを防止するための離型材を塗布する。この離型材に
は例えばシリコン系の樹脂が用いられる。

【００２１】次に、焼結ペレット１０上に固体電解質と
しての二酸化マンガン層、カーボン層および銀層とを順
次形成する。二酸化マンガン層は、焼結ペレット１０を
所定濃度の硝酸マンガン水溶液中に浸漬し、引き上げて
熱分解し、再化成するルーチンを数回繰り返すことによ
り形成され、また、カーボン層と銀層とで焼結ペレット
１０の表面側に陰極引出し層１５が形成される。

【００２２】このようにして、基体としてのコンデンサ
素子１０ａを作成した後、図３（ａ）に示すように、陰
極側段部１３に陰極端子板１６を取り付ける。陰極端子
板１６は鉄ニッケル合金、例えば４−２アロイもしくは
洋白などの帯板をほぼＬ字状に折り曲げたものからな
り、コンデンサ素子１０ａ陰極側側面から陰極側段部１
３にかけて添設され、好ましくは接着銀などの導電性接
着材もしくは高温ハンダによりその部分の陰極引出し層
１５に固着される。

【００２３】図３（ｂ）には陰極端子板１６の取付け後
の状態が示されているが、この場合、陰極端子板１６の
板厚は陰極側段部１３の深さよりも大きな厚さに選定さ
れ、これによりコンデンサ素子１０ａの底面との間に後
述する樹脂外装体の樹脂厚に相当する段差を得るように
している。なお、陰極端子板１６の外表面には回路基板
に対する実装時のことを考慮してハンダメッキを施すと
よい。

【００２４】しかる後、陰極端子板１６の外表面に例え
ばシリコン系樹脂からなる離型材を塗布し、次いでコン
デンサ素子１０ａの全体を例えばエポキシ樹脂液中に浸
漬（ディップ）し、引き上げて乾燥する。これにより、
図４に示すように、離型材が塗布されている陰極端子板
１６および陽極リード１１の部分を除いたコンデンサ素
子１０ａの陽極側段部１２を含む表面上に樹脂外装体１
７が形成される。なお、浸漬に使用する樹脂液の粘度と
しては１００〜１０００ポアズ（Ｐ）程度が好ましい。

【００２５】そして、図５に示すように、コンデンサ素
子１０ａの陽極側段部１２に陽極端子板１８を取り付け
る。この陽極端子板１８は陰極端子板１６と同じく、鉄
ニッケル合金の例えば４−２アロイもしくは洋白などの
帯板をコ字形に折り曲げたものからなり、したがって同
陽極端子板１８は陽極側段部１２とその陽極側側面にか
けて添設されるが、この例において、同陽極端子板１８
には陽極リード１１に対してその軸線と直交する方向か
ら装着し得るように、陽極リード１１の直径とほぼ同径
幅のスリット１８ａが設けられている。

【００２６】なお、陽極端子板１８を取り付けるタイミ
ングとしては、樹脂外装体１７が硬化する前が好まし
く、これによればその硬化に伴なって陽極端子板１８が
同樹脂外装体１７に対して一体的に固着されることにな
る。次に、樹脂外装体１７の硬化を待って、陽極リード
１１と陽極端子板１８とを例えばレーザー溶接にて一体
的に接合する。この場合、陽極リード１１には未だ離型
材が塗布されているが、その溶接部分の離型材は溶接時
の熱にて除去されるため、支障なく両者を溶接すること
ができる。

【００２７】そして、陰極端子板１６および陽極リード
１１に塗布されている離型材を洗浄して除去した後、陽
極端子板１８から突き出ている余剰の陽極リード１１を
切断する。これにより、図６に示されているように、最
終製品としてのチップ型タンタル固体電解コンデンサ２
０が得られる。なお、この例では陰極端子板１６および
陽極リード１１に塗布されている離型材を洗浄して除去
した後、陽極リード１１の余剰部分を切断しているが、
先に陽極リード１１の余剰部分を切断してから、洗浄に
より陰極端子板１６上の離型材を除去するようにしても
よい。

【００２８】この実施例から分かるように、本発明によ
れば、樹脂外装体１７を必要最小限にすることができる
ため、相対的に同樹脂外装体１７内に占めるコンデンサ
素子１０ａの体積比率を４０〜５０％程度まで高めるこ
とが可能となる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果が奏される。すなわち、請求項１ないし
５について総括的に言えば、陰極端子板および陽極端子
板がともにコンデンサ素子に対して、その形状に沿って
密接的に取り付けられるとともに、樹脂外装体が陰極端
子板を除いたコンデンサ素子の周面に形成されているた
め、その樹脂外装体の大きさを必要最小限にすることが
可能となる。したがって、パッケージとしての樹脂外装
体内に占めるコンデンサ素子の体積比率（効率）を４０
〜５０％程度まで高めることができる。

【００３０】また、陰極端子板については、コンデンサ
素子の陰極引出し層に対して単に添設するだけで取り付
けられ、また、陽極端子板は樹脂外装体上に被せられる
ため、その取り付け作業が簡単であるとともに、端子板
の折り曲げを伴わないため、コンデンサ素子に機械的な
ストレスを加えるおそれもない。

【００３１】さらには、陽極側段部を樹脂外装体の厚さ
分、陰極側段部よりも深く形成し、また、陰極端子板の
板厚を樹脂外装体の厚さ分、陰極側段部より突出する厚
さに選定するようにしたことにより、コンデンサ素子の
底面側における陰極端子板、樹脂外装体および陽極端子
板を同一面とすることができる。

【００３２】一方、請求項６ないし１１について総括的
に言えば、コンデンサ素子を樹脂液中に浸漬する、いわ
ゆるディップ法によりその周りに樹脂外装体が形成され
るため、専用の金型を必要としない。また、陰極端子板
および陽極端子板にしてもそれぞれ個別的にコンデンサ
素子に取り付けられるため、従来のリードフレームのよ
うに両端子板を向かい合わせに連結しておく必要もな
く、その分材料コストを削減することができる。

【００３３】また、陽極端子板を樹脂外装体に被せるに
あたって、樹脂外装体の硬化前に陽極端子板を被せるよ
うにしたことにより、別途に接着材を用意することな
く、その樹脂自体にて陽極端子板を固着することが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタンタル固体電解コンデンサに用いら
れる焼結ペレットの一例を示した斜視図。

【図２】上記焼結ペレットの陽極リードに離型材を塗布
する状態を説明するための同焼結ペレットの側面図。

【図３】コンデンサ素子に陰極端子板を取り付ける状態
を説明するための説明図。

【図４】上記コンデンサ素子に樹脂外装体を形成した状
態を示した斜視図。

【図５】上記コンデンサ素子に陽極端子板を取り付ける
状態を示した斜視図。

【図６】本発明により製造されたチップ型タンタル固体
電解コンデンサの斜視図。

【図７】従来例としてのチップ型タンタル固体電解コン
デンサの内部構造を透視的に示した斜視図。

【符号の説明】

１０焼結ペレット１１陽極リード１２，１３段部１５陰極引出し層１６陰極端子板１７樹脂外装体１８陽極端子板２０チップ型タンタル固体電解コンデンサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｇ 9/24 Ｃ (72)発明者鈴木紀明福島県石川郡石川町字当町145番地エルナー福島株式会社石川工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陽極リードが植設されたタンタル粉末の
焼結ペレット上に陽極酸化皮膜、固体電解質および陰極
引出し層が順次形成されたコンデンサ素子と、上記陽極
リードと上記陰極引出し層にそれぞれ接続される陽極端
子板および陰極端子板と、上記コンデンサ素子の所定の
部分を覆うように形成される樹脂外装体とを有し、回路
基板に対して表面実装されるチップ型のタンタル固体電
解コンデンサにおいて、上記コンデンサ素子の上記回路
基板と対向する底面には、上記陽極リード寄りの陽極側
とその反陽極リード側の陰極側とに所定深さの陽極側段
部および陰極側段部がそれぞれ形成されているととも
に、上記陽極端子板および陰極端子板はともに上記コン
デンサ素子の側面から底面にかけての形状に適合するほ
ぼＬ字状に折り曲げられた端子板からなり、上記陰極端
子板が上記コンデンサ素子の陰極側側面から上記陰極側
段部にわたって取り付けられ、上記樹脂外装体が上記陰
極端子板を除いた上記コンデンサ素子の上記陽極側段部
を含む周面全面に形成され、上記陽極端子板が上記コン
デンサ素子の陽極側側面から上記陽極側段部にかけて取
り付けられ、かつ、上記陽極リードに接続されているこ
とを特徴とするタンタル固体電解コンデンサ。
【請求項２】上記陽極側段部が上記樹脂外装体の厚さ
分、上記陰極側段部よりも深く形成されていることを特
徴とする請求項１に記載のタンタル固体電解コンデン
サ。
【請求項３】上記陰極端子板の板厚が上記樹脂外装体
の厚さ分、上記陰極側段部より突出する厚さに選定され
ていることを特徴とする請求項１に記載のタンタル固体
電解コンデンサ。
【請求項４】上記陰極端子板が上記陰極側段部の上記
陰極引出し層に対して導電性接着材もしくは高温ハンダ
にて接続されていることを特徴とする請求項１または３
に記載のタンタル固体電解コンデンサ。
【請求項５】上記陽極端子板が上記陽極リードにレー
ザー溶接にて接続されていることを特徴とする請求項１
に記載のタンタル固体電解コンデンサ。
【請求項６】陽極リードが植設されたタンタル粉末の
焼結ペレット上に陽極酸化皮膜、固体電解質および陰極
引出し層を順次設けてなるコンデンサ素子を備え、上記
陽極リードと上記陰極引出し層とにそれぞれ陽極端子板
および陰極端子板を接続するとともに、上記コンデンサ
素子の所定の部分を覆うように樹脂外装体を形成してな
り、回路基板に対して表面実装されるチップ型のタンタ
ル固体電解コンデンサの製造方法において、上記コンデ
ンサ素子の上記回路基板と対向する底面の上記陽極リー
ド寄りの陽極側とその反陽極リード側の陰極側とに所定
深さの陽極側段部および陰極側段部をそれぞれ形成し、
ほぼＬ字状に折り曲げられた陰極端子板を上記コンデン
サ素子の陰極側側面から上記陰極側段部にかけて取り付
けた後、上記陽極リードおよび上記陰極端子板に離型材
を塗布して、上記コンデンサ素子を樹脂液中に浸漬し、
引き上げてその樹脂液を乾燥させて同コンデンサ素子の
上記陽極側段部を含めた周面に樹脂外装体を形成し、次
にほぼＬ字状に折り曲げられた陽極端子板を上記コンデ
ンサ素子の陽極側側面から上記陽極側段部にかけて取り
付け、同陽極端子板を上記陽極リードに接続することを
特徴とするタンタル固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項７】上記陽極端子板を上記樹脂外装体の硬化
前に取り付けることを特徴とする請求項６に記載のタン
タル固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項８】上記陽極側段部を上記樹脂外装体の厚さ
分、上記陰極側段部よりも深く形成することを特徴とす
る請求項６に記載のタンタル固体電解コンデンサの製造
方法。
【請求項９】上記陰極端子板の板厚を上記樹脂外装体
の厚さ分、上記陰極側段部より突出する厚さに選定する
ことを特徴とする請求項６に記載のタンタル固体電解コ
ンデンサの製造方法。
【請求項１０】上記陰極端子板を上記陰極側段部に対
して導電性接着材もしくは高温ハンダにて接続すること
を特徴とする請求項６記載のタンタル固体電解コンデン
サの製造方法。
【請求項１１】上記陽極端子板を上記陽極リードに対
してレーザー溶接にて接続することを特徴とする請求項
６記載のタンタル固体電解コンデンサの製造方法。