JPH07106201A - 固体電解コンデンサの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 耐湿性能の良好な固体電解コンデンサの製造
方法を提供する。 【構成】 弁作用を有するアルミニウム等の陽極基体の
表面に誘電体酸化被膜層を形成する。この陽極基体の一
部を陽極部とし、残部に二酸化鉛等の半導体層、及び銀
ペースト等の導電体層を順次積層して陰極部を形成しコ
ンデンサ素子とする。リードフレームの２つの凸部１
ａ，１ｂに前記コンデンサ素子の陽極部４、陰極部５を
接続させる前又は後にリードフレームの所定部分に熱硬
化性樹脂２を帯状に塗布硬化し、該熱硬化性樹脂を被覆
するようにエポキシ樹脂等の外装樹脂によってトランス
ファー成形等で封止成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐湿性能の良好な固体
電解コンデンサの製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の固体電解コンデンサは、表面に誘
電体酸化皮膜層を有するアルミニウム、タンタル、ニオ
ブ等の弁作用金属の一部を陽極部とし、残部に半導体
層、及び導電体層を順次積層して陰極部を形成してコン
デンサ素子とし、次いでこのコンデンサ素子とリードフ
レームを図４、図５のように接続している。図４はコン
デンサ素子３とリードフレーム１の接続関係を示した平
面図であり、図５はその断面図である。リードフレーム
の互いに向き合った凸部１ａ、１ｂに各々、前記コンデ
ンサ素子３の陽極部４と陰極部５を載置し、前者は熔接
等で後者は銀ペースト等で、リードフレーム１の凸部に
電気的、機械的に接続した後、外装樹脂で封止成形を行
って製作されている。一方、作製した固体電解コンデン
サは、耐湿試験等の種々の信頼性テストを行い合格した
ものを製品としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
リードフレームを陰極端子及び陽極端子に用いて外装樹
脂で封止成形した固体電解コンデンサを半田にて実装
後、耐湿試験を行うと、時間と共に水分が侵入して容量
が増大し、ｔａｎδ値及びＬＣ値の上昇を招いていた。
このような性能の劣化は、半田での実装時の熱応力によ
り、リードフレームと外装樹脂との界面にすき間が生
じ、コンデンサ内部にリードフレームを伝わって水分が
侵入するためと考えられ、これを防ぐためには、外装樹
脂の硬化温度を高くしてリードフレームとの接合を強固
にすることが考えられていた。ところが、外装樹脂の硬
化温度を高めることによって、樹脂の硬化収縮が大きく
なるため、封止内の固体電解コンデンサ素子に応力がか
かり、結果としてｔａｎδ値が上昇するという欠点があ
った。特に、固体電解コンデンサの高周波でのｔａｎδ
値の上昇が大きく、前述した耐湿性とｔａｎδ値の両方
の性能を向上させることは困難であった。本発明はこれ
らの課題を解決し、耐湿性能の良い、固体電解コンデン
サの製造方法を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、弁作用
を有し表面に誘電体酸化皮膜層が形成された陽極基体の
一部を陽極部とし、残部に半導体層、その上に導電体層
を順次積層して陰極部を形成してコンデンサ素子とし、
次いでリードフレームの陰極リード引出し部と陽極リー
ド引出し部とにそれぞれ前記コンデンサ素子の陰極部と
陽極部とを載置し、該陰極リード引出し部とコンデンサ
素子の陰極部を接続する工程と、前記陽極リード引出し
部とコンデンサ素子の陽極部の接続の前又は後に、前記
コンデンサ素子の陰極部の端面に接していてコンデンサ
素子が載置してない部位に位置し、この陰極リード引出
し部の外部引出し方向と交差し外装樹脂により被覆され
る部位及び前記コンデンサ素子を載置する前記陰極リー
ド引出し部の裏面に位置し、外装樹脂により被覆される
部位に帯状の熱硬化性樹脂層を設ける工程と、前記リー
ドフレームの一部を残して外装樹脂で封止成形する工程
とからなる固体電解コンデンサの製造方法である。

【０００５】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、及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、アルミニウムの箔や、
板状または棒状のタンタル燒結体等が挙げられる。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
表面部に設けられた弁作用金属自体の酸化物層であって
も良く、あるいは弁作用金属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良いが、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。いずれの
場合にも、酸化物層を設ける方法としては、電解液を用
いた陽極化成法など従来公知の方法を用いることができ
る。

【０００６】誘電体酸化皮膜層上には陽極部を形成する
部分を選択的に露出させて、半導体層を形成する。半導
体層の種類には特に制限はなく、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とからなる半導体層（特
開昭６２−２５６４２３号公報、特開昭６３−５１６２
１号公報）は作製した固体電解コンデンサの高周波性能
が良好なため好ましい。また、酸化剤と有機酸を用いて
気相重合によって、ポリアニリン、ポリピロール等の電
導性高分子化合物を形成した半導体層（特開昭６２−４
７１０９号公報）やタリウムイオン及び過硫酸イオンを
含んだ反応母液から化学的に酸化第二タリウムを析出さ
せた半導体層（特開昭６２−３８７１５号公報）もその
一例である。この半導体層上には、例えばカーボンペー
スト及び／または銀ペースト等の従来公知の導電ペース
トにより導電体層を積層して陰極部を形成しコンデンサ
素子とする。本発明においては、前述した陽極部と陰極
部との界面に鉢巻き状に絶縁樹脂層部を形成しておいて
もよい。

【０００７】上述のコンデンサ素子は、リードフレーム
の陰極リード引出し部と陽極リード引出し部とにそれぞ
れ前記コンデンサ素子の陰極部と陽極部とを載置し、該
陰極リード引出し部とコンデンサ素子の陰極部を半田、
銀ペースト等の導電材で接続する。ついで前記陽極リー
ド引出し部とコンデンサ素子の陽極部とを熔接等で接続
する前又は後に、前記コンデンサ素子の陰極部の端面に
接していてコンデンサ素子が載置していない部位に位置
し、この陰極リード引出し部の外部引出し方向と交差
し、外装樹脂により被覆される部位と、前記コンデンサ
素子を載置する前記陰極リード引出し部の裏面に位置
し、外装樹脂により被覆される部位とに帯状の熱硬化性
樹脂層を設ける。熱硬化性樹脂を塗布硬化する部分を図
１、図２及び図３に示してある。

【０００８】図１は、リードフレーム１の陰極引出し部
１ｂの上で、陰極リード引出し部の外部引出し方向と交
差し、外装樹脂によって被覆されコンデンサ素子３の陰
極部５が接続されない部位、即ちＡ−Ａ´部とＢ−Ｂ´
部の間に熱硬化性樹脂２を塗布硬化した状態を示す上面
図であり、図２は前記コンデンサ素子３を載置する前記
陰極リード引出し部１ｂの裏面に位置し、外装樹脂によ
り被覆される部位、即ち、Ｃ−Ｃ´部とＤ−Ｄ´部の間
に熱硬化性樹脂２を塗布硬化した状態を示す下面図であ
り、図３はその断面図である。

【０００９】本発明に使用する熱硬化性樹脂としては、
市販の熱硬化性樹脂が適用できる。例えば、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、架橋型ブタジエン樹脂、アルキッ
ド樹脂、ウレタン樹脂、イミド樹脂、アミドイミド樹脂
等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂をリードフレーム
の所定部位に塗布する方法は、例えばディスペンサーに
よる方法、スクリーン印刷による方法が挙げられる。

【００１０】本発明において使用されるリードフレーム
の材質は、例えば、青銅、銅、鉄ニッケル合金等、通常
公知のリードフレーム用金属が使用される。リードフレ
ームの表面に、数μｍの半田メッキ、または錫メッキを
施しておいても良い。前述した熱硬化性樹脂の塗布硬化
部分の大きさは、前述したＡ−Ａ´部とＢ−Ｂ´部の範
囲内及びＣ−Ｃ´部とＤ−Ｄ´部の範囲内にあれば良
く、塗布面積、厚さ等は、リードフレームに接続するコ
ンデンサ素子の陰極部面積、熱硬化性樹脂の種類、又は
化成箔の種類によって変わるため、予備実験によって適
宜決定される。

【００１１】本発明においては、前述したように熱硬化
性樹脂をＡ−Ａ´部とＢ−Ｂ´部の範囲内に塗布した場
合、熱硬化性樹脂の流動拡散により、コンデンサ素子の
陰極部上面まで流れることによって、熱硬化性樹脂の硬
化後、該陰極部上面に熱硬化性樹脂の薄膜が形成されて
も良い。

【００１２】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、既に塗布硬化されている
熱硬化性樹脂を被覆するように、エポキシ樹脂等の外装
樹脂によってトランスファー成形等で封止成形を行った
後、リードフレームの凸部を外装樹脂の近辺で切断して
陽極リードと陰極リードを形成し、固体電解コンデンサ
となる。

【００１３】

【作用】コンデンサ素子が載置接合されたリードフレー
ムの所定部位に熱硬化性樹脂層が形成されているため、
封止後の固体電解コンデンサの外装樹脂の硬化温度を高
くしなくても、耐湿テスト時のリードフレームからの水
分の侵入を防ぐことができるものと考えられる。

【００１４】

【実施例】以下、実施例及び比較例を示して本発明を更
に詳しく説明する。 実施例１ りん酸とりん酸アンモニウム水溶液中で化成処理した表
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水溶液の混合
液に小片の３ｍｍ×３ｍｍ部分を浸漬させ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。このような操作を３回繰り返した後、半導体層上に
カーボンペースト及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。一方、幅３．
２ｍｍの凸部が対向して２カ所あり、材質が鉄Ｎｉ合金
で厚みが０．１ｍｍのリードフレームの該２カ所の凸部
にコンデンサ素子の陽極部と陰極部を各々載置し、陽極
部は熔接で、陰極部は銀ペーストで接続した。次いでコ
ンデンサ素子の陰極部が接続されたリードフレームの先
端から３〜４ｍｍの所に３．２ｍｍ×１ｍｍ、厚さ０．
５〜１．０ｍｍで、該リードフレームの裏側の先端から
３ｍｍの所を３．２ｍｍ×３ｍｍ、厚さ０．５〜１ｍｍ
でエポキシ樹脂をディスペンサーによって塗布し、１７
５℃で５時間かけて硬化した。さらにリードフレームの
凸部の一部を除いてエポキシ樹脂でトランスファー成形
により外装した後、リードフレームの凸部を外装樹脂の
近辺で切断して陽極リードと陰極リードを形成し、固体
電解コンデンサを作成した。

【００１５】実施例２〜５ 実施例１でリードフレームに付着させる熱硬化性樹脂に
エポキシ樹脂を用いて１７５℃で５時間硬化したのに代
えて、表１に示した樹脂と硬化温度で行った以外は、実
施例１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。

【００１６】実施例６ 実施例１で用いた半導体層に代えて、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、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と同様にして固体電解コンデ
ンサを作製した。

【００１７】実施例７〜１０ 実施例６で、リードフレームに付着させる熱硬化性樹脂
にエポキシ樹脂を用いて１７５℃で５時間硬化したのに
代えて、表１に示した樹脂と硬化温度で行った以外は、
実施例１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。

【００１８】比較例１ 実施例１でリードフレームに熱硬化性樹脂を塗布硬化し
なかった以外は、実施例１と同様にして固体電解コンデ
ンサを作製した。

【００１９】比較例２ 実施例１でリードフレームに熱硬化性樹脂を塗布硬化す
るに際し、リードフレームの裏側に塗布硬化しなかった
以外は、実施例１と同様にして固体電解コンデンサを作
製した。以上のように作製した、実施例１〜１０及び比
較例１〜２の固体電解コンデンサの性能及び２４０℃の
半田浴に１０秒間浸漬した後８０℃８５％ＲＨ中での耐
湿試験（２５０時間）後の性能を表２にまとめて示し
た。なお、全数値は、ｎ＝３０点の平均値である。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【発明の効果】本発明の固体電解コンデンサの製法によ
れば、コンデンサ素子が載置接合されたリードフレーム
の所定位置に熱硬化性樹脂層を設けることにより、作製
した固体電解コンデンサは、半田付け後の耐湿性が良好
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンデンサ素子を載置したリードフレームの陰
極引出し部の所定部に熱硬化性樹脂を塗布硬化した状態
を示す上面図である。

【図２】コンデンサ素子を載置したリードフレームの陰
極引出し部裏面の所定部に熱硬化性樹脂を塗布硬化した
状態を示す下面図である。

【図３】コンデンサ素子を載置したリードフレームの陰
極引出し部の所定部に熱硬化性樹脂を塗布硬化した状態
を示す断面図である。

【図４】従来の固体電解コンデンサ素子をリードフレー
ムに接続した状態を示す平面図である。

【図５】従来の固体電解コンデンサ素子をリードフレー
ムに接続した状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ リードフレーム １ａ リードフレームの凸部 １ｂ リードフレームの凸部 ２ 熱硬化性樹脂 ３ コンデンサ素子 ４ 陽極部 ５ 陰極部

───────────────────────────────────────────────────── 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 9/05 Ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁作用を有し表面に誘電体酸化皮膜層が
   形成された陽極基体の一部を陽極部とし、残部に半導体
   層、その上に導電体層を順次積層して陰極部を形成して
   コンデンサ素子とし、次いでリードフレームの陰極リー
   ド引出し部と陽極リード引出し部とにそれぞれ前記コン
   デンサ素子の陰極部と陽極部とを載置し、該陰極リード
   引出し部とコンデンサ素子の陰極部を接続する工程と、
   前記陽極リード引出し部とコンデンサ素子の陽極部の接
   続の前又は後に、前記コンデンサ素子の陰極部の端面に
   接していてコンデンサ素子が載置してない部位に位置
   し、この陰極リード引出し部の外部引出し方向と交差し
   外装樹脂により被覆される部位及び前記コンデンサ素子
   を載置する前記陰極リード引出し部の裏面に位置し、外
   装樹脂により被覆される部位に帯状の熱硬化性樹脂層を
   設ける工程と、前記リードフレームの一部を残して外装
   樹脂で封止成形する工程とからなる固体電解コンデンサ
   の製造方法。