JPH07192973A - チップ状固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐湿性能が良好なチップ状固体電解コンデン
サを提供する。 【構成】 平板状の陽極基体の表面に誘電体酸化皮膜
層、半導体層及び導電体層が形成されたコンデンサ素子
の陽極部と導電体層形成部が、一対の凸部を有するリー
ドフレームに各々金属線を介して接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、チップ状固体電解コン
デンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のチップ状固体電解コンデンサは、
図４及び図５に示すように表面に誘電体酸化皮膜層２を
有するアルミニウム、タンタル、ニオブ等の弁作用金属
からなる平板状の陽極基体１の表面に陽極部となる一部
を除いて半導体層３及び導電体層４を順次積層した固体
電解コンデンサ素子５（以下、コンデンサ素子と称す
る）を形成し、次いでこのコンデンサ素子５をリードフ
レーム６に接続するが、リードフレーム６の２ヶ所の凸
部６ａ、６ｂを間隔をおいて対向させ、それぞれの凸部
６ａ、６ｂに前記コンデンサ素子５の陽極部７と導電体
層形成部８を載置している。

【０００３】そして前者は熔接９などで、後者は銀ペー
スト等の導電材１０でリードフレーム６の凸部６ａ、６
ｂに電気的、かつ機械的に接続した後、外装樹脂１１で
封止して、チップ状固体電解コンデンサ１２が構成され
ている。そしてこの封口した固体電解コンデンサは、容
量等の電気性能を満たすことが要求され、さらに負荷テ
スト、耐湿テスト等の抜き取り検査に合格したものを製
品としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述したコンデンサ素
子は、耐湿テスト時、湿気がリードフレームから進入
し、コンデンサ素子の誘電体酸化皮膜層近くまで接近
し、作製したコンデンサの容量並びにｔａｎδ値を上昇
させるという欠点があった。このような欠点を防ぐため
に、コンデンサ素子を耐水性の樹脂で覆うことが考えら
れているが、作業性が悪く、またコスト上の問題があっ
た。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述した問題
点を解決するためになされたものであって、その要旨は
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固体電解コン
デンサ素子であって、前記陽極部と前記導電体層形成部
は、一対の対向して配置された凸部を有するリードフレ
ームの各凸部に各々金属線を介して接続されており、前
記リードフレームの一部を残して封口されているチップ
状固体電解コンデンサにある。

【０００６】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、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
形状としては平板状のアルミニウムの箔や板があげられ
る。陽極基体の表面に設けられ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。

【０００７】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、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
特に制限はなく、従来公知の半導体層が使用できる。こ
の中で、とりわけ本願出願人の出願による二酸化鉛と硫
酸鉛からなる半導体層（特開昭６２−２５６４２３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。

【０００８】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）、複素５員環高分子化合物にドーパ
ントをドープした電導性高分子化合物からなる半導体層
（特開昭６０−３７１１４号公報）もその一例である。
そしてこのような半導体層上には、例えばカーボンペー
スト及び／又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形成部を構成している。また本発明
においては、前述した陽極部と導電体層形成部との界面
に絶縁性樹脂によってはち巻き状に樹脂層部をあらかじ
め形成しておくと、半導体層を形成するときに半導体層
の形成面積が一定しバラツキの少ない容量のものが得ら
れる。次に、このように導電体層まで形成されたコンデ
ンサ素子を一対の対向して配置されたリードフレームに
接続する方法を説明する。図１は、コンデンサ素子５を
金属線１３で接合した状態を示す断面図である。

【０００９】図１において、陽極基体１の表面に誘電体
酸化皮膜層２が形成されており、その上に半導体層３、
さらにその上に導電体層４が形成されたコンデンサ素子
５の陽極部７と導電体層形成部８とが、リードフレーム
６の各凸部６ａ、６ｂに各々金属線１３で接合されてい
る。図２は、図１の平面図である。図２では、金属線を
リードフレームの中心と陽極部の中心を接続した図を例
示したが、リードフレームのどの部所と、陽極部のどの
部所を接続してもよい。また、金属線１３の材質として
は、鉄、ニッケル、銅、アルミ、タンタル及びこれらの
合金等公知のものがあげられ、金属線には半田等のメッ
キが施されていれば、接続のときに好都合である。金属
線の太さは、数ミクロンないし数ミリメートルのものが
適用され、リードフレームとの接続の容易さ、コンデン
サ素子の形状等によって選定される。金属線の長さは通
常、数ミリメートルであるが、後述する外装形状、固体
電解コンデンサの大きさによって決定される。一般に金
属線は、後述する外装時の応力を緩和するために、遊び
を持たせてリードフレームと陽極部間を接続することが
好ましい。金属線とリードフレーム及び陽極部とは熔
接、導電ペースト、半田等で接続される。

【００１０】図１及び図２では、金属線１３の本数を各
１本で示したが、接続を強固にするために複数本接続し
てもよい。また、金属線の接続順序として、あらかじめ
リードフレーム６の各凸部６ａと６ｂに金属線１３が接
続したリードフレームを使用して、コンデンサ素子の陽
極部７と導電体層形成部８とに各々接続してもよい。或
いは、あらかじめ陽極部７と導電体層形成部８とに金属
線１３を接続しておきリードフレーム６の各凸部６ａ、
６ｂとに各々接続してもよい。又は、リードフレーム６
の凸部６ａか６ｂの一方に、或いはコンデンサ素子の陽
極部７か導電体層形成部８の一方のみに、あらかじめ金
属線を接続しておいてもよい。本発明においては、図３
に例示したように、コンデンサ素子５の導電体層形成部
８の下面を、金属箔１４に導電材１０で接続しておいて
もよい。

【００１１】この場合、金属箔１４をあらかじめリード
フレーム６の凸部６ａもしくは６ｂの延長部として一体
のものとしておき、コンデンサ素子５の導電体層形成部
８を載置接続した後、リードフレームの他方の凸部６ａ
もしくは６ｂと金属線１３で接続し、つづいてリードフ
レームの凸部６ａもしくは６ｂの所定の所２カ所で切断
することにより、金属箔１４とリードフレームの凸部６
ａもしくは６ｂとを分離し、さらにコンデンサ素子５を
リードフレームの凸部６ａもしくは６ｂと金属線１３で
接続すると、コンデンサ素子５とリードフレーム６との
金属線１３による接続が容易に行われて好都合である。

【００１２】導電材１０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あげ
られる。又、金属箔１４および前述したリードフレーム
６の材質としては、鉄、銅、ニッケルやこれらの合金等
公知のものがあげられる。金属箔１４およびリードフレ
ーム６には半田等のメッキが施されていてもよい。金属
箔１４およびリードフレーム６の厚さは、数１０ミクロ
ンから数１００ミクロンのものが適用され、幅はコンデ
ンサ素子５の形状等によって決定される。

【００１３】このようにしてリードフレームに接続され
たコンデンサ素子は、リードフレームの一部を残してエ
ポキシ樹脂等の外装樹脂１１により、トランスファー成
形機など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。

【００１４】

【作用】コンデンサ素子とリードフレームの凸部との接
続を金属線で行っているので、リードフレームを介し
て、湿気が誘電体酸化皮膜層に進入することが緩和され
る。

【００１５】

【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。 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４ｍｍ×３ｍｍを用意した。この化成箔の端から１
ｍｍ×３ｍｍの部分を陽極部とし、残り３ｍｍ×３ｍｍ
の部分を酢酸鉛三水和物２．４モル／ｌ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。

【００１６】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、別
に用意したリードフレーム（材質４２アロイ、半田メッ
キ、厚み０．１ｍｍ、凸部の寸法：幅３ｍｍ、凸部の先
端間隙５．０ｍｍ）を用い、陽極部の先端中央部と一方
の凸部の先端中央部に０．２５ｍｍφ、長さ４ｍｍのア
ルミ線を渡し、両端をそれぞれ熔接で接続すると共に、
導電体層形成部の先端中央部と他方の凸部の先端中央部
に０．２５ｍｍφ、長さ４ｍｍのアルミ線を渡し、両端
をそれぞれ銀ペーストで接続した。その後、エポキシ樹
脂を用いてトランスファー成形して外形寸法７ｍｍ×４
ｍｍ×３ｍｍのチップ状固体電解コンデンサを作製し
た。

【００１７】実施例２ 実施例１で、化成箔のかわりに、りん酸水溶液中で化成
処理して表面に誘電体酸化皮膜層を形成したタンタル焼
結体（陽極棒は無い）の小片４ｍｍ×３ｍｍ（厚さ０．
６ｍｍ）を使用した以外は実施例１と同様にしてチップ
状固体電解コンデンサを作製した。

【００１８】実施例３，４ 実施例１，２で半導体層を酢酸鉛三水和物２．４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１，２と同様にしてチップ状固体電解コンデンサを
作製した。

【００１９】比較例１，２ リードフレームの先端間隔を０．５ｍｍにして、コンデ
ンサ素子の陽極部をリードフレームの一方の凸部に載置
し、導電体層形成部を他方の凸部に載置し、前者は熔接
で、後者は銀ペーストで接続した以外は実施例１，２と
同様にしてチップ状固体電解コンデンサを作製した。以
上のように作製した直後の固体電解コンデンサの状態及
び８５℃、８５％ＲＨの耐湿テストを２００時間行った
後のコンデンサの性能を表１に示した。なお、各実施例
又は比較例は全数値ｎ＝５０点の平均値である。

【００２０】

【表１】

【００２１】尚、本発明について、単層の固体電解コン
デンサを例に説明してきたが、積層の固体電解コンデン
サにも適用できることはいうまでもない。

【００２２】

【発明の効果】本発明のチップ状固体電解コンデンサ
は、コンデンサ素子とリードフレームとの接続を金属線
を介して行っているため、耐湿テスト後の容量とｔａｎ
δ値の上昇が緩和される。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンデンサ素子を金属線によりリードフレーム
に接続した状態を示す断面図である。

【図２】コンデンサ素子を金属線によりリードフレーム
に接続した状態を示す平面図である。

【図３】コンデンサ素子を金属線によりリードフレーム
に接続した状態を示す他例の断面図である。

【図４】従来のチップ状固体電解コンデンサをリードフ
レームに載置した状態を示す断面図である。

【図５】従来のチップ状固体電解コンデンサをリードフ
レームに載置した状態を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 陽極基体 ２ 誘電体酸化皮膜層 ３ 半導体層 ４ 導電体層 ５ 固体電解コンデンサ素子 ６ａ リードフレームの一方の凸部 ６ｂ リードフレームの他方の凸部 ７ 陽極部 ８ 導電体層形成部 ９ 熔接 １０ 導電材 １１ 外装樹脂 １２ チップ状固体電解コンデンサ １３ 金属線 １４ 金属箔

Claims (1)

【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
   する固体電解コンデンサ素子であって、前記陽極部と前
   記導電体層形成部は、一対の対向して配置された凸部を
   有するリードフレームの各凸部に各々金属線を介して接
   続されており、前記リードフレームの一部を残して封口
   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。