JP3208875B2 - チップ状固体電解コンデンサおよびその製法 - Google Patents

チップ状固体電解コンデンサおよびその製法

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  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はチップ状の固体電解コン
デンサおよびその製法に関する。
【0002】
【従来の技術】電子機器の軽薄短小化に伴い、それに使
用する電子部品の1種である固体電解コンデンサにおい
ても小型化が要求されているが、一般には図3で示した
ような積層型のチップ形状によって小型化の要求に対応
している。
【0003】同図は従来のチップ形状の固体電解コンデ
ンサを示す斜視図であるが、外装樹脂5の内部にある固
体電解コンデンサ素子2が複数枚方向を揃えて配置され
ており、コンデンサ素子2の陽極部3と素子の表面に形
成された導電体層形成部4の底面とを、それぞれ一対の
対向して配置されたリードフレームの陽極リード引出し
部である凸部1aと陰極リード引出し部である凸部1b
に載置して接合された状態を示しており、別に用意した
エポキシ樹脂等の外装樹脂5によって封口されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述したコンデンサ素
子の導電体層形成部は、アルミニウム箔等の陽極基体の
表面に半導体層および導電体層が積層されているため、
陽極部よりも厚みが厚くなっている。従ってこの厚みの
差は、このコンデンサ素子を複数枚、例えば導電体層形
成部同志を重ねた場合により顕著になり、陽極部間に隙
間が生じる。
【0005】このような隙間の存在を防ぐために隙間と
同程度の厚みのスペーサーを入れることが考えられる
が、スペーサーと陽極部とを充分に接続することが困難
なため外装樹脂で封止成形を行うとスペーサーと陽極部
の隙間に外装樹脂が入り込み、その結果、作製した固体
電解コンデンサの漏れ電流を上昇させるという問題点が
あった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は前述した課
題を解決するために鋭意研究した結果、各コンデンサ素
子の陽極部の一隅に切り欠き部を設け、陽極部の間に、
切り欠き部の一部にまで延長するように金属板を嵌挿
し、切り欠き部を導電材で充填して積層、接続した固体
電解コンデンサは漏れ電流値が良好であることを見い出
し本発明を完成させるに至った。
【0007】即ち、本発明の要旨は表面に誘電体酸化皮
膜を有する平板状の弁作用金属からなる陽極基体の一方
の端部を陽極部とし、この陽極基体の残部の前記誘電体
酸化皮膜層上に半導体層、その上に導電体層が形成され
た導電体層形成部を有する複数枚の固体電解コンデンサ
素子の前記陽極部と導電体層形成部とがそれぞれ積層さ
れてリード端子に接続され、外装樹脂で封止成形されて
いる固体電解コンデンサにおいて、前記それぞれの固体
電解コンデンサ素子の陽極部の一隅に切り欠き部が有
り、該陽極部と陽極部の間および陽極部とリード端子の
間には、切り欠き部の一部まで延長した金属板が嵌挿さ
れて、前記陽極部と金属板とは電気的に接続されてお
り、切り欠き部には導電材が充填されているチップ状固
体電解コンデンサにあり、また積層された前記陽極部の
外周部が導電ぺーストで覆われているチップ状固体電解
コンデンサである。
【0008】さらに、表面に誘電体酸化皮膜層を有する
平板状の弁作用金属からなる陽極基体の一方の端部に、
一隅に切り欠き部を有する陽極部を設け、この陽極基体
の残部の前記誘電体酸化皮膜層上に半導体層、その上に
導電体層を形成して導電体層形成部を有する固体電解コ
ンデンサ素子とし、前記陽極部に切り欠き部の一部まで
延長した金属板を接合した後、これら素子を切り欠き部
が重なるように複数枚積層して前記切り欠き部に導電材
を充填し、前記陽極部の金属板と前記導電体層形成部と
にリード端子を接続して外装樹脂で封止成形するチップ
状固体電解コンデンサの製法であり、また前記積層した
固体電解コンデンサ素子の陽極部の外周部を導電ペース
トで覆った後、外装樹脂で封止するチップ状固体電解コ
ンデンサの製法にある。
【0009】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明において固体電解コンデンサの陽極として用いられ
る弁作用を有する陽極基体としては、例えばアルミニウ
ム、タンタル、およびこれらを基質とする合金等、弁作
用を有する金属がいずれも使用できる。そして陽極基体
の形状としては、平板状のアルミニウムの箔や板が挙げ
られる。
【0010】陽極基体の表面に設ける誘電体酸化皮膜層
は、弁作用金属の表面部分に設けられた弁作用金属自体
の酸化物層であってもよく、或は、弁作用金属箔の表面
上に設けられた他の誘電体酸化物の層であってもよい
が、特に弁作用金属自体の酸化物からなる層であること
が望ましい。
【0011】本発明では、表面に誘電体酸化皮膜層が形
成された平板状の陽極基体の端部の一区画に陽極部を設
けており、さらにこの陽極部の一隅に切り欠き部を設け
ていることが肝要である。
【0012】切り欠き部を設けるのは、陽極基体に誘電
体酸化皮膜層を形成する前でも後でもよく、また後述す
るような半導体層や導電体層を形成する前でも後でもよ
い。
【0013】切り欠き部の大きさは、陽極部の大きさ、
陽極基体の積層枚数によって異なるため予備実験によっ
て決められる。また切り欠き部の形状は半円形、四角形
等公知のどのような形状でも差し支えない。切り欠き部
の個数は、複数個でもよい。
【0014】使用する金属板の材質としては、鉄、ニッ
ケルまたはこれら金属を主成分とする合金等が挙げら
れ、その厚さは、後述する半導体層および導電体層の厚
さと同程度にすることが好ましいため、予備実験によっ
て決定されるが、通常、0.05mm〜1mmの金属箔が使
用される。金属板の大きさは、陽極部の大きさより大き
く、前記切り欠き部の一部に届く程度であり、コンデン
サ素子の導電体層形成部と接触しないように設計され
る。そして陽極部と金属板との接合は、熔接等で行われ
ている。
【0015】次に、陽極部とした以外の残りの誘電体酸
化皮膜層上に半導体層を形成させているが、半導体層の
種類には特に制限は無く、従来公知の半導体層が使用で
きるが、とりわけ本願出願人の出願による二酸化鉛また
は二酸化鉛と硫酸鉛からなる半導体層(特開昭62−2
56423号公報、特開昭63−51621号公報)
が、作製した固体電解コンデンサの高周波性能が良好な
ために好ましい。
【0016】また、テトラチオテトラセンとクロラニル
の錯体を半導体層として形成させる方法(特開昭62−
29123号公報)やタリウムイオンおよび過硫酸イオ
ンを含んだ反応母液から化学的に酸化第2タリウムを半
導体層として析出させる方法(特開昭62−38715
号公報)もその一例である。
【0017】そしてこのような半導体層上には、例えば
カーボンペーストおよび/または銀ペースト等の従来公
知の導電ペーストを積層して導電体層を形成して導電体
層形成部を構成している。また、前述した陽極部と半導
体層並びに導電体層との境界部に絶縁樹脂層により、は
ち巻き状に絶縁樹脂層を形成していてもよい。
【0018】次に、このように導電体層まで形成された
コンデンサ素子を複数枚方向を揃えて積層する方法を説
明する。図2は、積層したコンデンサ素子を導電材6で
接合した状態を示す断面図である。同図において、コン
デンサ素子2の陽極部3の切り欠き部7が一致するよう
に各コンデンサ素子を載置した後、導電材6によって切
り欠き部7を埋めるように注入し、さらに乾燥硬化する
ことによって一体化して積層したコンデンサ素子として
いる。切り欠き部7の大半を導電材6で埋めていれば、
切り欠き部7の一部に導電材6の未充填部があってもよ
い。
【0019】積層したコンデンサ素子は、さらに各コン
デンサ素子2同志の接続を強固にするため、各コンデン
サ素子の導電体層形成部のみを、例えば銀ペースト等の
導電材浴に浸漬し、乾燥硬化することにより一体化を計
ってもよい。前述した導電材としては、銀ペースト等の
公知の導電ペースト、クリーム半田等の溶融可能金属が
挙げられる。
【0020】また図1は、上述の積層したコンデンサ素
子をリードフレームに載置してリード端子に接続した状
態を示す斜視図である。積層したコンデンサ素子2の導
電体層形成部4の底部と金属板8とを各々リードフレー
ムの凸部1b,1aに載置し、導電ペースト等により電
気的、機械的に接続されている。
【0021】このようにしてリードフレームに接続され
た固体電解コンデンサ素子はエポキシ樹脂等の外装樹脂
5により、トランスファー成形機等で、封止成形を行っ
た後、リードフレームの凸部をコンデンサ素子の近辺で
切断してチップ状の固体電解コンデンサとしている。
【0022】
【作用】コンデンサ素子の陽極部の一隅に切り欠き部を
設け、陽極部に切り欠き部の一部にまで延長した金属板
を載置接合し、次いで各コンデンサ素子を方向を揃えて
重ね、各コンデンサ素子の切り欠き部に導電材を充填す
ることにより接合しているので、陽極部と金属板との接
合が良好になり、陽極部間の空隙が少なくなる。
【0023】
【実施例】以下、実施例および比較例を示して本発明を
さらに詳しく説明する。
【0024】実施例1〜3 りん酸とりん酸アンモニウム水溶液中で化成処理して表
面に誘電体酸化皮膜層を形成した45μF/cm2のアルミ
ニウムエッチング箔(以下、化成箔と称する。)の小片
5mm×3mmを用意した。この化成箔の端から2mm×3mm
の部分を陽極部とし、表1に示した形状と大きさの切り
欠き部を設けた。
【0025】一方、金属板として厚さ0.1mm、大きさ
を表1に示したニッケル箔を用意し、陽極部の切り欠き
部が無い側の先端にニッケル箔の先端を揃えて重ね、化
成箔の陽極部と金属板をスポット熔接で接続した。この
ような化成箔の陽極部を除いた残り3mm×3mmの部分を
酢酸鉛三水和物2.4モル/lの水溶液と過硫酸アンモ
ニウム4.0モル/lの水溶液の混合液に浸漬し、60
℃で20分放置し、二酸化鉛と硫酸鉛からなる半導体層
を形成した。
【0026】このような操作を3回行った後、半導体層
上にカーボンペーストおよび銀ペーストを順に積層して
導電体層を形成し、コンデンサ素子を作製した。このよ
うなコンデンサ素子を4枚方向を揃えて重ね、コンデン
サ素子の導電体層形成部を銀ペースト浴に浸漬し乾燥硬
化することによって、導電体層形成部を一体化した。
【0027】次いで、積層コンデンサ素子の導電体層形
成部の底部と陽極部の最下部の金属板を、別に用意した
一対の幅3mmの凸部を有するリードフレームの各凸部に
載置し、陽極部は切り欠き部に銀ペーストを充填するこ
とにより、導電体層形成部には、底部に銀ペーストを付
着させることにより、電気的、機械的に接続した。そし
て、エポキシ樹脂を用いてトランスファー成形してチッ
プ状固体電解コンデンサを作製した。 実施例4〜6 実施例1〜3で、金属板の材質を42アロイにし、さら
に半導体層を酢酸鉛三水和物2.0モル/l水溶液に化
成箔を浸漬して、別に用意した白金陰極との間で電気化
学的に形成した二酸化鉛にした以外は、実施例1〜3と
同様にしてチップ状固体電解コンデンサをそれぞれ作製
した。
【0028】比較例1 陽極部に切り欠き部が無い化成箔と金属板を用い、それ
ぞれ4枚の化成箔と金属板を交互に重ね合わせて陽極部
と金属板とを一度にスポット熔接した以外は実施例1〜
3と同様にしてチップ状固体電解コンデンサを作製し
た。
【0029】
【表1】
【0030】以上のようにして作製した直後の固体電解
コンデンサの性能を表2に示した。なお各実施例または
比較例は全数値とも50点の平均値である。
【0031】
【表2】
【0032】
【発明の効果】本発明のチップ状固体電解コンデンサ
は、陽極基体の陽極部間のスペーサーとして金属板を使
用し、陽極部の一隅に切り欠き部が存在しており、金属
板がこの切り欠き部の一部まで延長して嵌挿されてい
て、切り欠き部を通じて導電材で接合されているため、
作製した固体電解コンデンサは漏れ電流値が良好であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】積層したコンデンサ素子をリードフレームに載
置して接続した状態を示す斜視図である。
【図2】積層したコンデンサ素子を導電材で接合した状
態を示す断面図(a)および平面図(b)である。
【図3】従来の積層型チップ状固体電解コンデンサを示
す斜視図である。
【符号の説明】
1a リードフレームの凸部 1b リードフレームの凸部 2 コンデンサ素子 3 陽極部 4 導電体層形成部 5 外装樹脂 6 導電材 7 切り欠き部 8 金属板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01G 9/012 H01G 9/04 H01G 9/048

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に誘電体酸化皮膜層を有する平板状
    の弁作用金属からなる陽極基体の一方の端部を陽極部と
    し、この陽極基体の残部の前記誘電体酸化皮膜層上に半
    導体層、その上に導電体層が形成された導電体層形成部
    を有する複数枚の固体電解コンデンサ素子の前記陽極部
    と導電体層形成部とがそれぞれ積層されてリード端子に
    接続され、外装樹脂で封止成形されている固体電解コン
    デンサにおいて、前記それぞれの固体電解コンデンサ素
    子の陽極部の一隅に切り欠き部が有り、該陽極部と陽極
    部との間および陽極部とリード端子との間には、切り欠
    き部の一部まで延長した、前記導電体層形成部と同程度
    の厚みの金属板が嵌挿されて前記陽極部と金属板とは電
    気的に接続されており、切り欠き部に導電材が充填され
    ていることを特徴とするチップ状固体電解コンデンサ。
  2. 【請求項2】 積層された陽極部の外周部が導電ペース
    トで覆われていることを特徴とする請求項1記載のチッ
    プ状固体電解コンデンサ。
  3. 【請求項3】 表面に誘電体酸化皮膜層を有する平板状
    の弁作用金属からなる陽極基体の一方の端部に、一隅に
    切り欠き部を有する陽極部を設け、この陽極基体の残部
    の前記誘電体酸化皮膜層上に半導体層、その上に導電体
    層を形成して導電体層形成部を有する固体電解コンデン
    サ素子とし、前記陽極部に、切り欠き部の一部まで延長
    した、前記導電体層形成部と同程度の厚みの金属板を接
    合した後、これら素子を切り欠き部が重なるように複数
    枚積層して前記切り欠き部に導電材を充填し、前記陽極
    部の金属板と前記導電体層形成部とにリード端子を接続
    して外装樹脂で封止成形することを特徴とするチップ状
    固体電解コンデンサの製法。
  4. 【請求項4】 積層した固体電解コンデンサ素子の陽極
    部の外周部を導電ペーストで覆った後、外装樹脂で封止
    成形することを特徴とする請求項3記載のチップ状固体
    電解コンデンサの製法。
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