JPH0997746A

JPH0997746A - タンタル固体電解コンデンサの製造方法

Info

Publication number: JPH0997746A
Application number: JP27632295A
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】陽極リード１２が植設された角柱状の焼
結ペレット１０の上面側の周縁角部に凹状の段部１１を
形成し、化成して陽極酸化皮膜を形成した後、陽極リー
ド１２に離型材を塗布し、そして固体電解質および陰極
引出し層を順次形成してコンデンサ素子１０ａを得、同
コンデンサ素子１０ａの陰極引出し層１４の底面側に陰
極端子板１５を嵌合し、同陰極端子板１５の露出面に離
型剤を塗布した後、コンデンサ素子１０ａ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１０ａの側面および段部１１を含む上面側にかけ
て樹脂外装体１６を形成し、次に対向する側縁に一対の
フランジ３２を有する陽極端子板３０をそのフランジ３
２を段部１１に係合させるようにしてコンデンサ素子１
０ａの上面側に装着した後、同陽極端子板３０を陽極リ
ード１２に接続し、陰極端子板１５および陽極リード１
２に塗布されている離型材を除去する。

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
ンデンサの製造方法に関し、さらに詳しく言えば、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
体積比率を大きく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、上記の這い上がり防止リング３
と、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】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、タンタル粉末を焼結して陽極リ
ードが植設された角柱状の焼結ペレットを得る際に、同
陽極リードが植設されている上面側の対向する少なくと
も２辺の周縁角部にそれぞれ凹状の段部を形成する第１
工程と、同焼結ペレットを化成して陽極酸化皮膜を形成
する第２工程と、上記陽極リードに離型材を塗布する第
３工程と、上記焼結ペレットの陽極酸化皮膜上に固体電
解質および陰極引出し層を順次形成して同焼結ペレット
と相似形状の陽極側周縁角部にそれぞれ凹状の段部を有
する角柱状のコンデンサ素子を得る第４工程と、同コン
デンサ素子の陰極引出し層の底面側にそれに合致する有
底角筒状の陰極端子板を嵌合して接続する第５工程と、
同陰極端子板の露出面に離型剤を塗布する第６工程と、
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側面および上
記段部を含む上面側にかけて樹脂外装体を形成する第７
工程と、対向する側縁にほぼ直角に折り曲げられた少な
くとも一対のフランジを有する陽極端子板をそのフラン
ジを上記段部に係合させるようにして上記コンデンサ素
子上面側の上記樹脂外装体上に装着する第８工程と、同
陽極端子板を上記陽極リードに接続する第９工程と、上
記陰極端子板および上記陽極リードに塗布されている上
記離型材を除去する第１０工程とを備えていることを特
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被せられるよ
うに取り付けられるとともに、固体電解質這い上がり防
止リングが不要とされ、かつ、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】また、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。さらに
は、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。

【００１２】この場合、請求項２に記載されているよう
に、陽極リードへの離型材塗布は、焼結ペレットに陽極
酸化皮膜を形成する前に行なってもよい。請求項３の発
明では、上記陰極端子板を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することを特徴
とし、また、請求項５の発明では、上記陽極端子板を上
記陽極リードにレーザー溶接により一体的に接合するこ
とを特徴としており、これによればコンデンサ素子に機
械的ストレスを加えることなく、各端子板を接続するこ
とができる。

【００１３】そして、請求項４の発明においては、上記
陽極端子板を上記樹脂外装体が硬化する前に装着するこ
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。

【００１４】

【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、その実施の形態に即して説明す
る。なお、図１ないし図５はこのタンタル固体電解コン
デンサの製造工程順に沿った説明図であるが、これらの
各図中（ａ）は第１実施例、（ｂ）は第２実施例を示し
ている。また、図６にはこれらの実施例に適用される陽
極端子板が示されている。

【００１５】まず、第１および第２実施例ともに、タン
タル粉末を焼結して角柱状の焼結ペレットを形成するの
であるが、その際、第１実施例では図１（ａ）に示すよ
うに、焼結ペレット１０の上面側の対向する２辺の周縁
角部にそれぞれ凹状の段部１１，１１を形成している。
これに対して、第２実施例では同図（ｂ）に示すよう
に、焼結ペレット２０の上面の４辺の周縁角部、すなわ
ち上面側のすべての各辺の周縁角部にわたって凹状の段
部２１が形成されている。

【００１６】なお、各焼結ペレット１０，２０ともにタ
ンタル線からなる陽極リード１２，２２が植設されてお
り、この陽極リード１２，２２が植設されている側を上
面とする。この場合、上面側の各段部１１，２１の大き
さ（深さ）は図６に示されている陽極端子板３０，４０
との関係で決められるため、先にこの陽極端子板３０，
４０について説明する。

【００１７】図６には説明の便宜上、各陽極端子板３
０，４０ともに逆様にした状態で示されているが、ま
ず、同図（ａ）の第１実施例用の陽極端子板３０につい
て説明する。すなわち、この陽極端子板３０は厚さが１
００μｍ程度の鉄ニッケル合金、例えばその４−２アロ
イもしくは洋白などの帯板をコ字状に折り曲げたものか
らなり、基板部３１とその両側縁にほぼ直角に折り曲げ
られた一対のフランジ３２，３２とを備え、コンデンサ
素子への取り付け時に、このフランジ３２，３２が上面
側の段部１１，１１に係合（嵌合）される。したがっ
て、段部１１はフランジ３２の大きさにほぼ合致し得る
大きさに形成される。なお、基板部３１には、同陽極端
子板３０を陽極リード１２に対して、その軸線と直交す
る方向から取り付けることができるようにその側縁から
中心部に至るスリット３３が設けられている。

【００１８】次に、図６（ｂ）の第２実施例用の陽極端
子板４０について説明する。この陽極端子板４０は四角
形状の基板部４１の４辺に沿って環状に形成されたフラ
ンジ４２を有する有底角筒状を呈し、コンデンサ素子へ
の取り付け時、そのフランジ４２が段部２１に係合され
る。したがって、第１実施例と同様、段部２１はこのフ
ランジ４２の大きさにほぼ合致し得る大きさに形成され
る。また、同陽極端子板４０には上記スリット３３と同
様な理由により、その一辺のフランジ４２の中央から基
板部４１の中心に至るスリット４３が設けられている。
なお、この陽極端子板４０の板厚および材質は陽極端子
板３０と同じであってよい。

【００１９】そして各実施例ともに、各焼結ペレット１
０，２０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１２，２２に後述する固
体電解質（二酸化マンガン）形成時にその固体電解質の
這い上がりを防止するための離型材を塗布する。この離
型材としては例えばシリコン系樹脂が用いられる。な
お、図示されていないが、これらの一連の処理工程にお
いて、各焼結ペレット１０，２０はその複数個が陽極リ
ード１２，２２を介してフープ材（保持部材、例えばス
テンレスからなる帯板）に吊り下げられてた状態で一括
処理される。

【００２０】しかる後、各焼結ペレット１０，２０の陽
極酸化皮膜上に、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を順次形成する。二酸化マン
ガン層は、焼結ペレット１０，２０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るが、
陽極リード１２，２２にはあらかじめ離型材が塗布され
ているため、陽極リード１２，２２への二酸化マンガン
の這い上がりが防止される。また、各焼結ペレット１
０，２０には上記のカーボン層および銀層によって陰極
引出し層１４，２４がそれぞれ形成される。

【００２１】このようにして、各実施例ともに外層に陰
極引出し層１４，２４を有するコンデンサ素子１０ａ，
２０ａを作成した後、陰極端子板の取り付けが行なわれ
る。この場合、陰極端子板として図３（ａ）（ｂ）に示
すように、第１および第２実施例ともに有底角筒状の陰
極端子板１５，２５を用い、この陰極端子板１５，２５
をコンデンサ素子１０ａ，２０ａの陰極引出し層１４，
２４の底面側に嵌合する。

【００２２】この陰極端子板１５，２５の材質および板
厚などは、先に説明した陽極端子板３０，４０と同じで
あってよく、第１および第２実施例ともに、各陰極端子
板１５，２５を陰極引出し層１４，２４に対して接着銀
などの導電性接着材もしくは高温ハンダにより接続する
ようにしている。なお、各陰極端子板１５，２５および
陽極端子板３０，４０に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。

【００２３】しかる後、両実施例ともに、陰極端子板１
５，２５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，２０ａ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。

【００２４】これにより、図４（ａ）（ｂ）に示すよう
に、離型材が塗布されている陰極端子板１５，２５およ
び陽極リード１２，２２の部分を除いたコンデンサ素子
１０ａ，２０ａの表面（側面、上面および段部１１，２
１の部分を含む）上に樹脂外装体１６，２６が形成され
るが、この場合、両実施例ともにその樹脂外装体１６の
厚さを陰極端子板１５，２５の板厚とほぼ同じとして、
樹脂外装体１６，２６と陰極端子板１５，２５とが同一
面都なるようにしている。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】次に、図５に示すように、陽極端子板の取
り付けが行なわれる。この場合、第１実施例では同図
（ａ）に示すように陽極端子板３０が用いられ、これに
対して第２実施例では同図（ｂ）に示すように陽極端子
板４０が用いられるが、いずれにしてもそのフランジ３
２，４２をコンデンサ素子１０ａ，２０ａの上面側の樹
脂外装体１６，２６上において、それと対向する段部１
１，２１に係合させるようにして載置する。なお、陽極
端子板３０，４０を取り付けるタイミングとしては、樹
脂外装体１６，２６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３０，４０が同樹脂
外装体１６，２６に対して一体的に固着されることにな
る。

【００２６】そして、樹脂外装体１６，２６の硬化を待
って、陽極リード１２，２２と陽極端子板３０，４０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１２，２２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】しかる後、陰極端子板１５，２５および陽
極リード１２，２２に塗布されている離型材を洗浄して
除去し、陽極端子板３０，４０から突き出ている余剰の
陽極リード１２，２２を切断する。これにより、各実施
例ともに最終製品としてのチップ型タンタル固体電解コ
ンデンサが得られる。なお、この例では陰極端子板１
５，２５および陽極リード１２，２２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１２，２２の
余剰部分を切断しているが、先に陽極リード１２，２２
の余剰部分を切断してから、洗浄により陰極端子板１
５，２５上の離型材を除去するようにしてもよい。

【００２８】上記第１実施例および第２実施例のよう
に、本発明によれば、コンデンサ素子の上面側に凹状の
段部を形成してデッドスペース的要素を可及的に小さく
するとともに、固体電解質這い上がり防止リングを不要
としたことにより、樹脂外装体１６，２６を必要最小限
にすることができ、相対的に同樹脂外装体１６，２６内
に占めるコンデンサ素子１０ａ，２０ａの体積比率を４
０〜５０％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、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被せら
れるように取り付けられるとともに、固体電解質這い上
がり防止リングが不要とされ、かつ、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４
０〜５０％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嵌合するだけで取り付
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、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。

【００３２】加えて、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】本発明による第１実施例および第２実施例に用
いられる焼結ペレットをそれぞれ示した斜視図。

【図２】上記第１実施例および第２実施例の各焼結ペレ
ットの陽極リードに離型材を塗布する状態を示した側面
図。

【図３】上記第１実施例および第２実施例の各コンデン
サ素子に陰極端子板を装着する状態を説明するための斜
視図。

【図４】上記第１実施例および第２実施例の各コンデン
サ素子に樹脂外装体を形成した状態を説明するための斜
視図。

【図５】上記第１実施例および第２実施例の各コンデン
サ素子に陽極端子板を装着する状態を説明するための斜
視図。

【図６】上記第１実施例および第２実施例にそれぞれ用
いられる陽極端子板を示した斜視図。

【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】

１０，２０焼結ペレット１０ａ，２０ａコンデンサ素子１１，２１段部１２，２２陽極リード１４，２４陰極引出し層１５，２５陰極端子板１６，２６樹脂外装体３０，４０陽極端子板

───────────────────────────────────────────────────── 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】タンタル粉末を焼結して陽極リードが植
設された角柱状の焼結ペレットを得る際に、同陽極リー
ドが植設されている上面側の対向する少なくとも２辺の
周縁角部にそれぞれ凹状の段部を形成する第１工程と、
同焼結ペレットを化成して陽極酸化皮膜を形成する第２
工程と、上記陽極リードに離型材を塗布する第３工程
と、上記焼結ペレットの陽極酸化皮膜上に固体電解質お
よび陰極引出し層を順次形成して同焼結ペレットと相似
形状の陽極側周縁角部にそれぞれ凹状の段部を有する角
柱状のコンデンサ素子を得る第４工程と、同コンデンサ
素子の陰極引出し層の底面側にそれに合致する有底角筒
状の陰極端子板を嵌合して接続する第５工程と、同陰極
端子板の露出面に離型剤を塗布する第６工程と、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側面および上記段部
を含む上面側にかけて樹脂外装体を形成する第７工程
と、対向する側縁にほぼ直角に折り曲げられた少なくと
も一対のフランジを有する陽極端子板をそのフランジを
上記段部に係合させるようにして上記コンデンサ素子上
面側の上記樹脂外装体上に装着する第８工程と、同陽極
端子板を上記陽極リードに接続する第９工程と、上記陰
極端子板および上記陽極リードに塗布されている上記離
型材を除去する第１０工程とを備えていることを特徴と
するタンタル固体電解コンデンサの製造方法。
【請求項２】上記第３工程を上記第２工程の前に行な
うことを特徴とする請求項１に記載のタンタル固体電解
コンデンサの製造方法。
【請求項３】上記第５工程で、上記陰極端子板を上記
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
にて接続す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の製造方法。
【請求項４】上記第８工程において、上記陽極端子板
を上記樹脂外装体が硬化する前に装着することを特徴と
する請求項１に記載のタンタル固体電解コンデンサの製
造方法。
【請求項５】上記第９工程において、上記陽極端子板
と上記陽極リードとをレーザー溶接により一体的に接合
すことを特徴とする請求項１に記載のタンタル固体電解
コンデンサの製造方法。