JPS61159722A - 表面取付用の固体電解質コンデンサ - 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】 本発明は、特に厚膜薄膜混成回路および表面取付デバイ
ス技術に有用な固体電解質チップコンデンサに関するも
のである。この種の素子は、小さな寸法、大きな容積能
率、表面取付デバイスの自動実装機および再はんだ付に
際しての高温に対する適合性をもたねばならない。本発
明は、特に、この種のデバイスの製造コストを下げなが
ら容積能率を最大にするようにしたものである。

従来の固体電解質チップコンデンサは、有極デバイスを
つくるための導電端末部を形勢する種々の手段を有する
固体タンタルコンデンサが使用されてきた。従来の固体
電解質チップコンデンサの構造には４つの主なタイプが
知られている。Ｔパー構造は製造コストが最も安く、適
度の容積能率を有する。この構造は、プリント配線基板
の実装面積の能率を犠牲にし、こわれ易く、自動実装機
に簡単に適合しない。代わりの金属ケースエバーは、容
積能率が悪くなり、実装面積能率が落ち、製造コストが
高い。モールド型固体電解質コンデンサは適度な実装面
積能率を有するが、容積能率が最も悪い。モールド型コ
ンデンサは寸法が均一になり、機械的に保護されるが、
銀の掃去現象（ｓｉｌｖｅｒ　ｓｃａｖｅｎｇｉｎｇ）
に敏感であり、実装能率が悪い。けれども、このコンデ
ンサは機械化された製造に適し、自動表面実装機に適す
る。

被封された固体電解質チップコンデンサは最良の容積能
率を有し、プリント配線基板の利用能率が最もよく、機
械的にも保護される。このコンデンサはまた銀の掃去現
象に対して不感で、米国特許第３．８５５．５０５号に
記載されているような成る種のものは熱応力に対して極
めて信頼性がある。更に、金属端キャップを有する被封
されたコンデンサは（米国特許第３．８５５．５０５号
）は自動配置に最もよく適し、現在公知の種々の表面取
付法に適している。この被封コンデンサの主な欠点は、
その製造コストが高いことである。このコンデンサに金
属端キヤツプ端末部を設けるのは手間がかかる。

めっき端キャップの場合には正の端部におけるＢＳＲが
問題になることがある。要求されるめっきパッドの精度
およびユニットの長さの均一性が寸法的に安定しない。

このユニットは自動表面実装機で使用するのは難かしい
。

本発明の目的は、従来の被封チップコンデンサの種々の
タイプに見られる利点を有し、一方その欠点を除き、製
造コストを低減することのできる製造コスト効果比のよ
い自動表面取付用の固体電解質チップコンデンサを得る
ことにある。

低コストの固体電解質チップコンデンサは、普通はタン
タルの多孔性のバルブメタル（ｖａｌｖｅ　ｍｅｔａｌ
）陽極と、その一方の端面より延在する同じパルプメタ
ルの陽極の立上り線とを有する。側面と前記の端面と反
対の端面とは陰極接続と関係する。少なくとも１つの側
面は前記の端面と隣接する。導電性の対向電極層が側面
領域の固体電解質上にあり、陰極端面を覆って延在する
。この点迄は、構造としては普通のものである。コンデ
ンサは次いで絶縁材で被覆され、陰極端面と、表面取付
端末部として役立つベース側面の一部を除いて、コンデ
ンサ本体全体を封止される。選択的に、第２の導電被覆
を前記の導電被覆と同範囲に設けてもよい。組立体全体
は、陽極端面迄ニッケルでめっきされる。このニッケル
めっきは、普通は銀を入れたエポキシである導電性の対
向電極層全体と同じ範囲を有し、これを被覆する。全め
っき区域は陰極導体である。陰極（負）端末部になるべ
き表面のマスクが除去され、次いで、コンデンサの残り
の表面に絶縁被覆が吹付けられる。Ｌ形の導電陽極端キ
ャップは、一方の脚が陽極の立上り線に溶接され、他方
の脚は、陽極より離れて前記の立上り線の直下にあるよ
うに位置される。非導電材が、前記の陽極端キャップと
コンデンサ本体との間の空所に充填される。

はんだ浸漬後、チップコンデンサは、絶縁材吹付は時に
マスクを除かれたニッケルめっき区域を直接覆って形成
され且つこれと接触するはんだ被覆ニッケルの導電陰極
端キャップを有し、Ｌ形の負の端末部を形成する。陽極
端末部もし形なので、チップは表面取付に対して対称的
な形状を有する。

本発明のコンデンサのバッチ生産では、多数の多孔性の
タンタル陽極が、各陽極の立上り線を金属支持体に溶接
することによって該支持体に固定され、次いでリードフ
レームがコンデンサ本体に溶接される。続くすべての工
程は、完成されたコンデンサをバーより切離す前にバッ
チ方法で行われる。リードフレームの一部は陽極の端子
クリップとなる。

図面は本発明の好適な実施例を示す。多孔性のタンタル
陽極１０は、特にこの陽極に埋込まれその一端より延在
するタンタルの立上り線１１を有する。

五酸化タンタルの誘電皮膜１２が、多孔性陽極の細隙の
表面も含めて陽極の表面全体に成長される。

陽極の立上り線には絶縁被覆１６が設けられる。二酸化
マンガンが好ましい固体電解質１３が、やはり細隙内の
表面も含めて前記の誘電皮膜１２の表面上に配される。

前記の電解質と誘電皮膜１２は、図面を見易くするため
に陽極ｌＯの外表面上にだけあるものとして線図的に示
しである。

導電性の対向電極が前記の固体電解質１３上にあるが、
この電極は、グラファイトまたはカーボンの第１の副層
１４と、結着剤中に金属粒子を入れた被覆層１５より成
るのが好ましい。好ましい実施例では、この被覆層１５
は銀エポキシまたはポリエステルである。この対向電極
の被覆は、還元し易い二酸化マンガンを封止するのを助
成するために、側面および陽極立上り線と反対の端面３
０を被覆するが、絶縁された陽極立上り線１１を有する
陽極端面３１は被覆しないのが好ましい。対向電極はコ
ンデンサ本体の側面の略々すべてを覆うのが望ましく、
またこの対向電極は、最小の損失係数を有するコンデン
サを得るために立上り線と反対の端面上を延在する必要
がある。

第１図は下の側面３２で表面取付をするようにされた四
角形のコンデンサを示したものである。適当な変更を加
えて円筒形のコンデンサも同様にして得られることは云
う迄もない。

以上述べた固体電解質チップコンデンサは従来公知のも
のである。本発明の新規な点は以下に述べる連続工程に
ある。コンデンサ本体は次いで絶縁封止材１７で被覆さ
れ、この絶縁封止材はこの場合り形の陰極端末部よりは
除かれる。能率をよくするために、前記の絶縁封止材１
７は前記の導電被覆に用いたのと同じエポキシを金属粒
子を除いて使用する方が好ましい。次いで第２の導電被
覆１８が第１の導電被覆と同範囲即ち側面と陰極端面上
に設けられる。成る構造では、前記の第２の導電被覆は
省略してもよい。次いでコンデンサ本体全体は、陽極端
面３１を除いて、対向電極の端面とコンデンサ側面全体
がニッケル１９でめっきされる。

このニッケルめっきは、前に設けられた導電被覆全体と
同じ範囲に設けられ、その全体的なカプセル封じによっ
てコンデンサ全体を汚染より防ぎ、銀の移行を防ぐ。前
記のニッケルは更に対向電極の連続導電路を形成する。

前記のニッケルめっきは、すべての公知の清浄方法およ
び溶液に耐えるデバイスを形成し、能動デバイス素子内
に塵埃が入るのを防ぐ。またこのニッケルめっきは、熱
衝撃による変形を防ぐのに必要な強度も与える。このニ
ッケルめっきしたデバイスは、Ｍｉ　Ｊ−３ｔｄ−８３
３仕様の方法１０１１．１の条件Ｃに記載されている熱
衡撃に耐える。

有機絶縁材の被覆２０が、取付面４０を除いて、コンデ
ンサ本体の側面全部と陽極端面上に吹付けられるが、こ
の吹付に対してマスクされた陰極端面３０と取付面４０
とは被覆されない。この吹付被覆は、フルオロカーボン
が好ましい。ニッケルめっき被覆とフルオロカーボン／
エポキシ被覆はチップ全体のカプセル封じを形成する。

この等の被覆の全体の厚さは略々０．００２５４　ａｍ
（０，００１インチ）である。

陽極端キャップ５０を設けるために、Ｌ形のリードフレ
ームがコンデンサの陽極端面３１より少し離れたところ
で陽極の立上り線１１に溶接３５される。

その後にリードフレームの一部が切り除かれ、各チップ
の立上り線１１に溶接されたＬ形の端キャッフ５０が残
る。陽極端面３１と端キヤツプ５００間の空間は、硬化
性のエポキシ２２で埋められる。

Ｌ形の陰極端末部は、ニッケルめっきされた陰極端末部
と取付面４０とをはんだ被覆することによって仕上げら
れる。この被覆工程時、陰極側の端面が浸漬されると、
はんだはコンデンサの前記の端面上方にその露出された
ニッケルめっき側壁を昇り、取付面４０を形成する。こ
の付加的な嵩はＬ形の陽極端子キャップ５００ベース脚
の厚さを相殺し、このため、Ｌ形陽極端キャップ５０が
プリント配線基板の表面と同一面となると、はんだ被覆
されたやはりＬ形のニッケルの負の取付面４０もやはり
プリント配線基板の表面と同一面になる。

はんだの代わりに、端末部の金きっきを用いてもよい。

かくしてコンデンサは使用できるように完成される。

めっきと絶縁吹付の組合せは、下にある陽極の四角形を
保ち、表面を最大限に平坦にする。この構造の薄壁保護
方式は容積能率をよくし、基板に要する実装面積を低減
する。これは、公知の保護被覆されたデバイスに比して
最も能率のよい方式である。このことは、出来上ったデ
バイスの寸法が小さくなるにつれて更に重要である。と
いうのは、出来上ったデバイスの保護被覆の占める割合
は、デバイスの寸法が小さくなるにつれて大きいからで
ある。浸漬や静電被覆のようなその他の封止方法はもっ
と厚く、表面を丸くする。表面取付技術に必要な真空プ
ローブによる素子の高速確実な取上げおよび配置に対し
ては、チップ表面の平坦度と均一性が必要である。

本発明のコンデンサはバッチ処理でつくってもよい。こ
のバッチ処理方法では、陽極の立上り線を有する多数の
コンデンサ本体が、立上り線の端をバーに溶接すること
によって該バーに固定される。多数のこのようなバーが
ラック上に置かれる。

次いで、各コンデンサ本体がこのバーに固定されている
間に、後続のすべての処理工程が行われる。

これ等の工程の多くは従来公知のものなので、ここでの
説明は省略する。

本発明のコンデンサの製法は、第１の導電被覆全体ちエ
ポキシ銀を用いたコンデンサ本体比は従来の工程を用い
る。従来の処理方法と異なるのは、コンデンサ本体のカ
プセル封じである。第１工程では、コンデンサ本体全体
が絶縁性のシーラント、好ましくは第１の導電被覆を施
すのに用いたと同じエポキシに浸漬される。次いで、コ
ンデンサ本体を陽極端迄銀接着剤に浸漬することによっ
て第２の導電（銀）被覆が施される。絶縁性シーラーと
一緒に、この付加的な被覆の目的は、コンデンサ本体を
無電解ニッケルめっきに対して封止することにある。前
記の導電被覆およびめっき工程には別の金属を用いるこ
ともできる。

次いで、コンデンサ本体の銀被覆部分全体は、連続導電
路を形成しまた全体的な金属カプセル封じを形成するた
めに、ニッケル層で無電解めっきされる。これによって
、考えられ得る限りの汚染がなくまた導電路の破損のな
いコンデンサ本体が得られる。第２の絶縁吹付被覆が、
マスクされた取付面４０と反対端面３０側の導電端末部
を除いて、コンデンサの外面に設けられる。この被覆の
目的は、コンデンサ本体を絶縁し、封止することである
。この時点でコンデンサには陽極端キャップ５０が準備
される。この陽極端キャップは、Ｌ形端キャップが陽極
端面より離れるようにして１つのバッチの立上り線に最
初に溶接されたＬ形のリードフレームの一部である。個
々のコンデンサは、コンデンサ本体の各側面でリードフ
レームを切り離すことによって単一化されるので、リー
ドフレームはコンデンサ本体と同一平面にある。単一化
に続いて、Ｌ形の端キャップとコンデンサ本体の他の部
分の間の空間にエポキシが充填され、このエポキシは硬
化して強固な結合を生じ、コンデンサに形状を付与し、
溶接位置を強化する。このエポキシの充填に続いて、溶
接に隣接した充填部上に赤インキの点をつけて極性表示
を設けてもよい。

このバッチは次いではんだ浸漬または金めっきされて端
末部に有用な表面が設けられる。立上り線が次いで切断
され、各コンデンサはいつでも試験および実装できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の固体電解液チップコンデンサの一部切
欠き斜視図、 第２図は第１図のコンデンサの横断面図である。 １０・・・多孔性陽極　　　　１１・・・陽極立上り線
１２・・・誘電被膜　　　　　１３・・・固体電解質１
４・・・対向電極副層 １５・・・導電被覆層（第１の導電被覆）１６・・・絶
縁被覆　　　　　１７・・・絶縁封止材被覆１８・・・
第２の導電被覆　　１９・・・ニッケルめっき被覆２０
・・・第２の絶縁吹付被覆 ２２・・・絶縁充填材　　　　４０・・・取付面５０・
・・端キャップ ＦＩＧ、１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多孔性のバルブメタル陽極を有し、このバルブメタ
   ル陽極は、該陽極より線が出ている一方の端面と、反対
   端面およびこの反対端面と隣接する少なくとも１つの側
   面と、前記の多孔性の陽極の表面上に形成された誘電皮
   膜と、前記の端面近くの前記の線上の絶縁被覆と、前記
   の線の出ている端面を除いた全表面に亘って固体電解質
   を覆い、前記の反対端面上に延在する第１の導電対向電
   極被覆とを有する表面取付用の固体電解質チップコンデ
   ンサにおいて、前記の反対端面とこの反対端面と隣接す
   る側面の一部を除いてコンデンサ本体全部を被覆する絶
   縁封止被覆と、この絶縁封止被覆上にあって前記の第１
   の導電被覆と同じ拡がりの第２の導電被覆と、この第２
   の導電被覆上にあってこの被覆と同じ拡がりのニッケル
   めっき層と、前記の反対端面とこの反対端面と隣接する
   前記の側面の一部を除いてコンデンサ本体を被覆する第
   ２の絶縁被覆と、前記の線に取付けられ、前記の端面よ
   り離れて線の下方に延在するＬ形導電端キャップと、こ
   の端■ャップと前記の端面を固定する絶縁充填材と、コ
   ンデンサ本体の両導電端部上のはんだ被覆とを有するこ
   とを特徴とする表面取付用の固体電解質コンデンサ。 ２、ハルブメタル陽極を有し、このバルブメタルの一面
   より突出する同一材料の線と、陽極の表面上に形成され
   た酸化物誘電被覆と、前記の線上の絶縁被覆と、この線
   上を除いて形成され、前記の絶縁被覆でこの線と分離さ
   れた固体電解質層と、前記の線の突出している端面上を
   除いて前記の電解質上に形成された導電被覆とを有する
   固体電解質コンデンサにおいて、陰極端末区域として役
   立つ、前記の陽極の一面と反対側のコンデンサ本体の端
   面およびこの反対端面と隣接する１つの側面と、前記の
   陰極端末区域を除いてコンデンサ本体全体を被覆する絶
   縁封止被覆と、前記の線の突出する端面を除いてコンデ
   ンサ本体を被覆する第２の導電被覆と、この第２の導電
   被覆上にめっきされた導電金属と、前記の陰極端末区域
   を除いてコンデンサ本体全体を被覆する絶縁被覆と、コ
   ンデンサ本体の前記の陽極端面より離されたベース脚を
   有するＬ形端キャップと、前記の線がその内に延在し、
   これと電気的に接続される孔を前記の端キャップの一方
   の脚に形勢する手段と、前記の陽極の端キャップと前記
   の線をカプセル封じしたコンデンサ本体との間に充填さ
   れた絶縁物と、前記の陽極の端キャップと陰極端末区域
   を覆うはんだ被覆とを有する特許請求の範囲第１項記載
   の表面取付用の固体電解質コンデンサ。 ３、４つの平行な側面を有する筒の形の通常の固体電解
   質タンタルコンデンサ本体と、陰極端面および陽極端面
   と、この陽極端面におけいてコンデンサ本体に取付けら
   れた陽極のリード線と、この線上の絶縁被覆と、陰極端
   面と４つの側面を覆う導電被覆とを有する固体電解質コ
   ンデンサにおいて、前記の陽極端面、前記の４つの側面
   のうちの３つおよび表面取付のベース側面となるべき４
   番目の側面の一部とを覆って封止し、この封止された部
   分が前記の陰極端面と隣接する絶縁封止被覆と、前記の
   ４つの側面と陰極端面とを覆う第２の導電被覆と、この
   第２の導電被覆上のめっきの形の第３の導電被覆と、前
   記の第１の絶縁封止被覆を覆う第２の絶縁被覆と、前記
   の陰極端面とこれと隣接する前記のベース側面の封止さ
   れてない部分によって形勢されたＬ形の陰極端末部と、
   前記の陽極のリード線と電気的に接続された一方の脚お
   よび前記の陽極端面のリード線下方で前記のベース側面
   に位置する他方の脚を有するＬ形陽極端末部と、この陽
   極端末部とコンデンサ本体の陽極端面間の空所を充填す
   る絶縁材と、コンデンサ本体のベース側の両端末部が表
   面取付に対して同一平面になるようにされたＬ形の陽極
   端末部とＬ形の陰極端末部上のはんだめっきとを有する
   特許請求の範囲第１項記載の表面取付用の固体電解質コ
   ンデンサ。