図面 (/)

技術 固体電解コンデンサ、および固体電解コンデンサの製造方法

出願人 株式会社トーキン
発明者 吉田雄次高田大輔上田勇人
出願日 2016年4月14日 (4年8ヶ月経過) 出願番号 2016-081284
公開日 2017年10月19日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2017-191884
状態 特許登録済
技術分野 電解コンデンサの端子・電極等 電解コンデンサ
主要キーワード 導出位置 陰極端子側 撥水シート 基板実装面側 めっきの構成 実装試験 置換めっき液 基板実装面
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年10月19日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

小型、かつ大容量であり、製造が容易な固体電解コンデンサを提供すること。

解決手段

本発明の固体電解コンデンサは、弁作用金属から構成された多孔質体と、多孔質体の一端から少なくとも一部が突出する陽極リードと、多孔質体に酸化皮膜を介して形成された固体電解質層と、固体電解質層上に形成された第1の陰極層と、多孔質体の他端における第1の陰極層上に形成された第2の陰極層と、陽極リードに接続され、基板実装面に直交する陽極端子と、第2の陰極層に接続され、基板実装面に直交する陰極端子と、陽極端子、および陰極端子が露出するように形成された外装樹脂と、を備え、基板実装面に直交する側面部における外装樹脂は、陽極端子の上部、および陰極端子の上部において、基板実装面と平行な方向に突出する突出部を有する。

概要

背景

固体電解コンデンサを小型化・大容量化する方法として、容量に寄与する多孔質体体積を大きくする方法が知られている。

特許文献1は、陽極端子、および陰極端子を、それぞれ、陽極リード、および銀ペーストに接触する位置まで形成する方法を開示している。

概要

小型、かつ大容量であり、製造が容易な固体電解コンデンサを提供すること。本発明の固体電解コンデンサは、弁作用金属から構成された多孔質体と、多孔質体の一端から少なくとも一部が突出する陽極リードと、多孔質体に酸化皮膜を介して形成された固体電解質層と、固体電解質層上に形成された第1の陰極層と、多孔質体の他端における第1の陰極層上に形成された第2の陰極層と、陽極リードに接続され、基板実装面に直交する陽極端子と、第2の陰極層に接続され、基板実装面に直交する陰極端子と、陽極端子、および陰極端子が露出するように形成された外装樹脂と、を備え、基板実装面に直交する側面部における外装樹脂は、陽極端子の上部、および陰極端子の上部において、基板実装面と平行な方向に突出する突出部を有する。

目的

本発明の目的は、小型、かつ大容量であり、製造が容易な固体電解コンデンサ、および固体電解コンデンサの製造方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

弁作用金属から構成された多孔質体と、前記多孔質体の一端から少なくとも一部が突出する陽極リードと、前記多孔質体の表面に酸化皮膜を介して形成された固体電解質層と、前記固体電解質層上に形成された第1の陰極層と、前記多孔質体の他端における第1の陰極層上に形成された第2の陰極層と、前記陽極リードに接続され、基板実装面に直交する陽極端子と、前記第2の陰極層に接続され、前記基板実装面に直交する陰極端子と、前記陽極端子、および前記陰極端子が露出するように形成された外装樹脂と、を備え、前記基板実装面に直交する側面部における前記外装樹脂は、前記陽極端子の上部、および前記陰極端子の上部において、前記基板実装面と平行な方向に突出する突出部を有する、固体電解コンデンサ

請求項2

前記陽極端子に接続された基板陽極端子、および前記陰極端子に接続された基板陰極端子をさらに備える、請求項1に記載の固体電解コンデンサ。

請求項3

前記陽極端子、および前記陰極端子は、めっきである、請求項1または2に記載の固体電解コンデンサ。

請求項4

前記陽極端子、および前記陰極端子は、前記基板実装面に直交する側面部における基板実装面からの高さ寸法の差が前記側面部の全体高さ寸法に対し30%以下である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ。

請求項5

前記陽極端子、および前記陰極端子は、前記基板実装面に直交する側面部における基板実装面からの高さ寸法の差が前記側面部の全体高さ寸法に対し10%以下である、請求項4に記載の固体電解コンデンサ。

請求項6

前記突出部の前記基板実装面に平行な方向の長さは、5μm以上、100μm以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ。

請求項7

前記陽極端子、および前記陰極端子は、前記基板実装面に直交する側面部における基板実装面からの高さ寸法が、前記側面部の全体高さ寸法に対して10%以上、90%以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサ。

請求項8

前記陽極端子、および前記陰極端子は、前記基板実装面に直交する側面部における基板実装面からの高さ寸法が、前記側面部の全体高さ寸法に対して10%以上、60%以下である、請求項7に記載の固体電解コンデンサ。

請求項9

弁作用金属から構成され、かつ陽極リードの少なくとも一部が一端から突出した多孔質体を形成し、前記多孔質体の表面に酸化皮膜を介して固体電解質層を形成し、前記固体電解質層上に第1の陰極層を形成し、前記多孔質体の他端に形成された第1の陰極層上に第2の陰極層を形成してコンデンサ素子を作製する素子作製工程と、前記コンデンサ素子を樹脂基板に搭載する搭載工程と、前記樹脂基板の基板実装面を除いて、前記コンデンサ素子を外装樹脂で覆うことで樹脂成形体を作製するモールド工程と、前記陽極リード、および前記第2の陰極層の少なくとも一部が露出するように、前記樹脂成形体を前記基板実装面に直行して切断し溝部を形成する第1の切断工程と、前記溝部の内壁に、前記陽極リードおよび前記第2の陰極層とそれぞれ接続する陽極端子、および陰極端子を形成する端子形成工程とを有する、固体電解コンデンサの製造方法。

請求項10

弁作用金属から構成され、かつ陽極リードの少なくとも一部が一端から突出した多孔質体を形成し、前記多孔質体の表面に酸化皮膜を介して固体電解質層を形成し、前記固体電解質層上に第1の陰極層を形成し、前記多孔質体の他端に形成された前記第1の陰極層上に第2の陰極層を形成してコンデンサ素子を作製する素子作製工程と、前記コンデンサ素子を樹脂基板に複数搭載する搭載工程と、前記樹脂基板の基板実装面を除いて、複数の前記コンデンサ素子を外装樹脂で覆うことで樹脂成形体を作製するモールド工程と、複数の前記コンデンサ素子のそれぞれの前記陽極リード、および前記第2の陰極層の少なくとも一部が露出するように、前記樹脂成形体を前記基板実装面に直行して切断し溝部を形成する第1の切断工程と、前記溝部の内壁に、前記陽極リードおよび前記第2の陰極層とそれぞれ接続する陽極端子、および陰極端子を形成する端子形成工程とを有する、固体電解コンデンサの製造方法。

請求項11

前記端子形成工程において、前記基板実装面、および前記基板実装面に対向する前記樹脂成形体の上面を保護し、前記溝部が形成された前記樹脂成形体をめっき液に浸漬することで、前記溝部の内壁において前記陽極リード上に陽極端子を形成し、前記第2の陰極層上に陰極端子を形成する、請求項9または10に記載の固体電解コンデンサの製造方法。

請求項12

前記端子形成工程の後に、前記溝部の底面から前記樹脂成型体を前記基板実装面に対し垂直に切断し、前記陽極端子、および前記陰極端子のそれぞれの上部において、前記基板実装面と平行な方向に突出する突出部を形成する、第2の切断工程を有する、請求項9〜11のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。

請求項13

前記突出部の前記基板実装面に平行な方向の長さを5μm以上、100μm以下に形成する、請求項12に記載の固体電解コンデンサの製造方法。

請求項14

前記陽極リード側の前記溝部、および前記第2の陰極層側の前記溝部における前記基板実装面に直交する深さ寸法の差を、前記樹脂成形体の前記基板実装面に直交する側面部の全体の高さ寸法に対し30%以下に形成する、請求項9〜13のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。

請求項15

前記陽極リード側の前記溝部、および前記第2の陰極層側の前記溝部における前記基板実装面に直交する深さ寸法の差を、前記側面部の全体の高さ寸法に対し10%以下に形成する、請求項14に記載の固体電解コンデンサの製造方法。

請求項16

前記溝部の深さ寸法を、前記側面部の全体の高さ寸法に対して10%以上、90%以下に形成する、請求項9〜15のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。

請求項17

前記溝部の深さ寸法を、前記側面部の全体の高さ寸法に対して10%以上、60%以下に形成する、請求項16に記載の固体電解コンデンサの製造方法。

請求項18

前記溝部は、ダイシングブレードで形成する、請求項9〜17のいずれか1項に記載の固体電解コンデンサの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、固体電解コンデンサ、および固体電解コンデンサの製造方法に関する。

背景技術

0002

固体電解コンデンサを小型化・大容量化する方法として、容量に寄与する多孔質体体積を大きくする方法が知られている。

0003

特許文献1は、陽極端子、および陰極端子を、それぞれ、陽極リード、および銀ペーストに接触する位置まで形成する方法を開示している。

先行技術

0004

特開2009−302499号公報

発明が解決しようとする課題

0005

特許文献1に記載の方法は、陽極端子、および陰極端子を、それぞれ、陽極切断面、および陰極切断面の全体に形成した場合と比較して、フィレット床面積を小さくすることができる。

0006

しかしながら、製品が小型であるほど、陽極端子、および陰極端子のそれぞれ高さや、面積がばらついてしまい、陽極端子側のフィレットの床面積と、陰極端子側のフィレットの床面積とが異なってしまうという問題が発生する。その結果、実装の際に固体電解コンデンサの立ち上がり等の実装不良が発生するおそれがある。特許文献1に記載の方法では、陽極端子、および陰極端子の高さが同一になるように規定することが困難であり、製造方法が煩雑となるという課題がある。

0007

本発明の目的は、小型、かつ大容量であり、製造が容易な固体電解コンデンサ、および固体電解コンデンサの製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0008

本発明の一態様の固体電解コンデンサは、弁作用金属から構成された多孔質体と、前記多孔質体の一端から少なくとも一部が突出する陽極リードと、前記多孔質体の表面に酸化皮膜を介して形成された固体電解質層と、前記固体電解質層上に形成された第1の陰極層と、前記多孔質体の他端における第1の陰極層上に形成された第2の陰極層と、前記陽極リードに接続され、基板実装面に直交する陽極端子と、前記第2の陰極層に接続され、前記基板実装面に直交する陰極端子と、前記陽極端子、および前記陰極端子が露出するように形成された外装樹脂と、を備え、前記基板実装面に直交する側面部における前記外装樹脂は、前記陽極端子の上部、および前記陰極端子の上部において、基板実装面と平行な方向に突出する突出部を有する。

0009

また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記陽極端子に接続された基板陽極端子、および前記陰極端子に接続された基板陰極端子をさらに備えることが好ましい。

0010

また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記陽極端子、および前記陰極端子が、めっきであることが好ましい。

0011

また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記陽極端子、および前記陰極端子の前記基板実装面に直交する側面部における基板実装面からの高さ寸法の差が、前記側面部の全体高さ寸法に対し30%以下であることが好ましい。

0012

また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記陽極端子、および前記陰極端子の前記基板実装面に直交する側面部における基板実装面からの高さ寸法の差が、前記側面部の全体高さ寸法に対し10%以下であることがさらに好ましい。

0013

また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記突出部の前記基板実装面に平行な方向の長さが、5μm以上、100μm以下であることが好ましい。

0014

また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記陽極端子、および前記陰極端子の前記基板実装面に直交する側面部における基板実装面からの高さ寸法が、前記側面部の全体高さ寸法に対して10%以上、90%以下であることが好ましい。

0015

また、本発明の一態様の固体電解コンデンサは、前記陽極端子、および前記陰極端子の前記基板実装面に直交する側面部における基板実装面からの高さ寸法が、前記側面部の全体高さ寸法に対して10%以上、60%以下であることがさらに好ましい。

0016

本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用金属から構成され、かつ陽極リードの少なくとも一部が一端から突出した多孔質体を形成し、前記多孔質体の表面に酸化皮膜を介して固体電解質層を形成し、前記固体電解質層上に第1の陰極層を形成し、前記多孔質体の他端に形成された第1の陰極層上に第2の陰極層を形成してコンデンサ素子を作製する素子作製工程と、前記コンデンサ素子を樹脂基板に搭載する搭載工程と、前記樹脂基板の基板実装面を除いて、前記コンデンサ素子を外装樹脂で覆うことで樹脂成形体を作製するモールド工程と、前記陽極リード、および前記第2の陰極層の少なくとも一部が露出するように、前記樹脂成形体を前記基板実装面に直行して切断し溝部を形成する第1の切断工程と、前記溝部の内壁に、前記陽極リードおよび前記第2の陰極層とそれぞれ接続する陽極端子、および陰極端子を形成する端子形成工程とを有する。

0017

本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、弁作用金属から構成され、かつ陽極リードの少なくとも一部が一端から突出した多孔質体を形成し、前記多孔質体の表面に酸化皮膜を介して固体電解質層を形成し、前記固体電解質層上に第1の陰極層を形成し、前記多孔質体の他端に形成された前記第1の陰極層上に第2の陰極層を形成してコンデンサ素子を作製する素子作製工程と、前記コンデンサ素子を樹脂基板に複数搭載する搭載工程と、前記樹脂基板の基板実装面を除いて、複数の前記コンデンサ素子を外装樹脂で覆うことで樹脂成形体を作製するモールド工程と、複数の前記コンデンサ素子のそれぞれの前記陽極リード、および前記第2の陰極層の少なくとも一部が露出するように、前記樹脂成形体を前記基板実装面に直行して切断し溝部を形成する第1の切断工程と、前記溝部の内壁に、前記陽極リード、および前記第2の陰極層とそれぞれ接続する陽極端子、および陰極端子を形成する端子形成工程とを有する。

0018

本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記端子形成工程において、前記基板実装面、および前記基板実装面に対向する前記樹脂成形体の上面を保護し、前記溝部が形成された前記樹脂成形体をめっき液に浸漬することで、前記溝部の内壁において前記陽極リード上に陽極端子を形成し、前記第2の陰極層上に陰極端子を形成することが好ましい。

0019

本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記端子形成工程の後に、前記溝部の底面から前記樹脂成型体を前記基板実装面に対し垂直に切断し、前記陽極端子、および前記陰極端子のそれぞれの上部において、前記基板実装面と平行な方向に突出する突出部を形成することが好ましい。

0020

本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記突出部の前記基板実装面に平行な方向の長さを5μm以上、100μm以下に形成することが好ましい。

0021

本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記陽極リード側の前記溝部、および前記第2の陰極層側の前記溝部における前記基板実装面に直交する深さ寸法の差を、前記樹脂成形体の前記基板実装面に直交する側面部の全体の高さ寸法に対し30%以下に形成することが好ましい。

0022

本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記陽極リード側の前記溝部、および前記第2の陰極層側の前記溝部における前記基板実装面に直交する深さ寸法の差を、前記側面部の全体の高さ寸法に対し10%以下に形成することがさらに好ましい。

0023

本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記溝部の深さ寸法を、前記側面部の全体の高さ寸法に対して10%以上、90%以下に形成することが好ましい。

0024

本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記溝部の深さ寸法を、前記側面部の全体の高さ寸法に対して10%以上、60%以下に形成することがさらに好ましい。

0025

本発明の他の態様の固体電解コンデンサの製造方法は、前記溝部を、ダイシングブレードで形成することが好ましい。

発明の効果

0026

本発明は、小型、かつ大容量であり、製造が容易な固体電解コンデンサ、およびその製造方法が得られる。

図面の簡単な説明

0027

本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサの断面を示す模式図である。
比較例の固体電解コンデンサの断面を示す模式図である。
本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサの製造方法を示すフローチャートである。

0028

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、繰り返し説明することによる煩雑さを避けるため、各図において同一、または相当する部分には同一の符号を付して適宜説明は省略する。

0029

図1は、本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサの断面を示す模式図である。

0030

固体電解コンデンサ100は、陽極リード1と、多孔質体2と、固体電解質層3と、カーボン層4と、第1の導電性ペースト層5と、第2の導電性ペースト層6と、樹脂基板7と、基板陽極電極9と、基板陰極電極10と、外装樹脂11と、陽極端子12と、陰極端子13と、突出部16aと、突出部16bと、を備える。

0031

陽極リード1は、弁作用金属で形成されているコンデンサ素子の陽極材料である。弁作用金属としては、例えばタンタルニオブチタン、およびアルミニウム等をあげることができる。なお、本発明の実施形態において、弁作用金属はタンタルである。

0032

多孔質体2は、陽極リード1と同様に、弁作用金属で形成されている。具体的には、多孔質体2は、弁作用金属粉末を所定の形に成形した後、高温焼結することで形成することができる。図1に示すように、多孔質体2の一端からは、陽極リード1の少なくとも一部が突出している。さらに、多孔質体2の表面には、酸化皮膜(図示しない)が所定の厚みで形成されている。多孔質体2の表面の酸化皮膜は、例えばリン酸水溶液中で所定の電圧印加することで形成することができる。

0033

固体電解質層3は、多孔質体2の酸化皮膜上に形成されている。本発明の実施形態において、固体電解質層3は、導電性高分子で形成され、例えばポリエチレンジオキシチオフェンであるが、これに限定されるものではなく、二酸化マンガン等の公知の材料を用いることができる。

0034

カーボン層4は、固体電解質層3上に形成されている。ここで、カーボン層4は、例えばカーボンブラック、およびグラファイトフィラー等で形成することができる。

0035

第1の導電性ペースト層5は、カーボン層4上にペーストで形成されている。ここで、第1の導電性ペースト層5は、例えば銀、銅、パラジウムニッケル、またはこれらいずれかの合金のフィラーを含んだペーストである。

0036

第2の導電性ペースト層6は、多孔質体2から陽極リード1が突出している面とは対向する面において、第1の導電性ペースト層5上に、第1の導電性ペースト層5よりも粘度の高いペーストで形成されている。ここで、第2の導電性ペースト層6は、第1の導電性ペースト層5と同様に、例えば銀、銅、パラジウム、ニッケル、またはこれらいずれかの合金のフィラーを含んだペーストである。また、第2の導電性ペースト層6は、第1の導電性ペースト5とは、異なる形状のフィラー、樹脂、および溶剤等を含んでいてもよい。さらに、第2の導電性ペースト層6は、例えば金属箔、および金属片等で形成してもよい。

0037

以下では、多孔質体2に対して固体電解質層3、カーボン層4、第1の導電性ペースト層5、および第2の導電性ペースト層6を形成した後の素子を、コンデンサ素子と呼ぶことにする。

0038

樹脂基板7は、絶縁性接着剤8を介してコンデンサ素子を搭載している。ここで、接着剤8は、例えば高温において硬化するエポキシ樹脂等である。この場合、樹脂基板7の一方の面の所定の位置に接着剤8を塗布した後、接着剤8を介してコンデンサ素子を樹脂基板7に搭載する。そして、接着剤8を高温中で硬化させることで、コンデンサ素子を樹脂基板7上に固定することができる。また、樹脂基板7の他方の面(基板実装面)には、基板陽極端子9、および基板陰極端子10が形成されている。

0039

基板陽極端子9、および基板陰極端子10は、特に限定しないが、例えば表面にニッケル、および金のめっきが施された銅箔である。なお、基板陽極端子9、および基板陰極端子10は、樹脂基板7の他方の面に形成されていなくてもよい。しかしながら、基板陽極端子9、および基板陰極端子10を樹脂基板7の他方の面に形成することで、はんだ濡れ性が向上するので、接続強度を向上させることができる。また、基板陽極端子9、および基板陰極端子10の形状や形成方法は特に限定されない。

0040

外装樹脂11は、樹脂基板7の基板実装面、陽極端子12、および陰極端子13を除いて、コンデンサ素子の全体を覆っている。本発明の実施形態において、外装樹脂11は、例えばエポキシ樹脂、およびシリカフィラーを含むモールド樹脂である。

0041

陽極端子12は、陽極リード1上に形成されためっきである。陽極端子12は、例えば陽極リード1に対して無電解めっきを施すことで形成することができる。また、陽極端子12は、陽極リード1、および基板陽極端子9と電気的に接続されている。

0042

陰極端子13は、第2の導電性ペースト層6上に形成されためっきである。陰極端子13は、例えば第2の導電性ペースト層6に対して無電解めっきを施すことで形成することができる。また、陰極端子13は、第2の導電性ペースト6、および基板陰極端子10と電気的に接続されている。

0043

次に、本発明の固体電解コンデンサの製造方法について説明する。

0044

本発明の実施形態において、コンデンサ素子に関しては、従来の製造方法を適宜用いて製造することができる。コンデンサ素子を作成した後、複数のコンデンサ素子を同一の樹脂基板7上に所定の間隔で固定する。そして、複数のコンデンサ素子の全体を、樹脂基板7の基板実装面を除いて、例えばエポキシ樹脂とシリカフィラーから構成されるモールド樹脂で射出成形することで樹脂成形体(外装樹脂11)を作製する。

0045

次に、樹脂成形体の基板実装面、および基板実装面に対向する上面の全体にマスキングテープ貼付する等によりマスキングを施す。これは、陽極リード1、または第2の導電性ペースト層6に対してめっきを施す際に、めっき液が付着しないように樹脂成形体を保護するためである。

0046

そして、複数のコンデンサ素子のそれぞれの陽極リード1、および第2の導電性ペースト層6の少なくとも一部を、樹脂基板7の基板実装面からコンデンサ素子の高さ方向(図1においてy方向)に向かって、基板実装面に対して垂直に切断するように切削することで溝部を形成する。そのため、溝部の内壁の少なくとも一部は、陽極リード1、または第2の導電性ペースト層6で形成されている。ここで、溝部は、例えばダイシングブレード、およびレーザ照射等の一般的な方法で形成することができる。

0047

次に、陽極リード1、および第2の導電性ペースト層6上にめっきを施すために、樹脂成形体を無電解めっき液、めっきの洗浄液、および前処理液等に複数回浸漬させる。このとき、樹脂成形体の基板実装面、および上面にはマスキングテープが貼付されているので、めっき液は溝部のみに浸透する。これにより、陽極リード1、および第2の導電性ペースト層6上に、それぞれ、陽極端子12、および陰極端子13を所定の厚みで形成することができる。

0048

なお、無電解めっき液は、特に限定しないが、例えば無電解銅めっき液無電解ニッケルめっき液、および無電解金めっき液である。本発明の実施形態において、めっきの構成は、所望の電気伝導率、およびはんだ濡れ性を有していればよい。また、陽極端子12、および陰極端子13は、例えば溝部に給電端子、または導電性を有する下地層を形成することで、電解めっきで形成してもよい。

0049

次に、樹脂成形体の残りの部分、すなわち、溝部の底面から樹脂成形体の上面までを、例えばダイシングブレードで陽極端子12、および陰極端子13の外側の位置で切断する。これにより、固体電解コンデンサ100を得ることができる。なお、以下において、固体電解コンデンサ100の陽極端子12の切断面側を陽極切断面14と呼び、陰極端子13の切断面側を陰極切断面15と呼ぶことにする。陽極切断面14、および陰極切断面15は、固体電解コンデンサ100の基板実装面に直交する側面部となる。

0050

ここで、固体電解コンデンサ100は、陽極切断面14の上部(+y側)において、−x方向に突出する外装樹脂11で形成された突出部16aを有する。突出部16aは、陽極切断面14において、陽極端子12が形成されていない部分である。また、固体電解コンデンサ100は、陰極切断面15の上部(+y側)において、x方向に突出する外装樹脂11で形成された突出部16bを有する。突出部16bは、陰極切断面15において、陰極端子13が形成されていない部分である。具体的には後述するが、突出部16a、および突出部16bは、それぞれ、陽極端子12、および陰極端子13のy方向の長さを規定する。

0051

図2を参照して、本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサと、比較例の固体電解コンデンサとの間の差異について説明する。図2は、比較例の固体電解コンデンサ200の断面を示す模式図である。

0052

固体電解コンデンサ200は、陽極切断面14A、および陰極切断面15Bを有する。図2に示すように、固体電解コンデンサ200は、陽極切断面14A、および陰極切断面15Bが平面なので、陽極端子12のy方向の長さと、陰極端子13のy方向の長さとを規定する基準を有していない。そのため、固体電解コンデンサ200においては、陰極端子12のy方向の長さと、陰極端子13のy方向の長さとを等しく形成することは困難である。具体的には、固体電解コンデンサ200は、陽極端子12と、陰極端子13とを形成する際に、それぞれのy方向の長さを規定できないので、図2に示すように、陽極端子12のy方向の長さと、陰極端子13のy方向の長さに差が生じてしまう。

0053

それに対して、固体電解コンデンサ100は、図1に示すように、陽極切断面14側の上部において−x方向に突出する突出部16aを有し、陰極切断面15側の上部においてx方向に突出する突出部16bを有する。図1を参照すると、陽極端子12、および陰極端子13は、それぞれ突出部16a、および突出部16bの下部まで形成されている。すなわち、固体電解コンデンサ100において、突出部16a、および突出部16bは、それぞれ、陽極端子12のy方向の長さ、および陰極端子13のy方向の長さを規定している。

0054

陽極端子12のy方向の長さ、および陰極端子13のy方向の長さは、溝部の深さで調整することができる。具体的には、溝部を浅く形成することで陽極端子12のy方向の長さ、および陰極端子13のy方向の長さは短くなり、溝部を深く形成することで陽極端子12のy方向の長さ、および陰極端子13のy方向の長さは長くなる。

0055

したがって、固体電解コンデンサ100は、固体電解コンデンサ200と比較して、陽極端子12のy方向の長さと、陰極端子13のy方向の長さを等しく形成することは容易である。

0056

また、本発明の製造方法によれば、複数個の固体電解コンデンサを陽極端子、陰極端子の寸法を規定して製造することが容易に可能である。すなわち、量産に適した固体電解コンデンサの製造方法が得られる。

0057

次に、突出部16a、および突出部16bについて説明する。

0058

図1において、突出部16a、および突出部16bのx方向の長さは、それぞれ5μm以上、100μm以下であることが好ましい。これは、100μm以下であれば、陽極リードの導出位置の設計や全体の形状に影響なく製造できるためである。一方、陽極端子12、および陰極端子13の厚みは、突出部16a、および突出部16bのx方向の長さよりも小さくする必要があることから、5μm以上であれば、例えばめっきで形成する陽極端子12、および陰極端子13の製造が容易となるため好ましい。また、突出部16a、および突出部16bのx方向の長さは、それぞれ5μm以上、25μm以下であることがさらに好ましい。この場合、突出部16a、および突出部16bのx方向の合計の長さは、最大でも0.05mmである。ここで、固体電解コンデンサ100のx方向の長さが、例えば1.0mmである場合、突出部16a、および突出部16bの合計の長さは、固体電解コンデンサ100のx方向の長さの5%以下となるので、全体の形状にほとんど影響を与えない。

0059

次に、陽極端子12のy方向の長さ、および陰極端子13のy方向の長さについて説明する。

0060

陽極端子12のy方向の長さ、および陰極端子13のy方向の長さは、それぞれ固体電解コンデンサ100のy方向の長さに対して10%以上、90%以下である。これは、10%未満となると、十分な強度が得られずに衝撃等ではんだが剥がれてしまったり、陽極リード1への引き回し等が難しくなったりするためである。一方、90%を超えると、フィレットの床面積が大きくなり、高密度実装が困難となるためである。また、陽極端子12のy方向の長さ、および陰極端子13のy方向の長さは、それぞれ固体電解コンデンサ100のy方向の長さに対して10%以上、60%未満であることが好ましい。これは、陽極リード1は、通常、多孔質体の中心、または基板実装面側に偏って埋設されているので、陽極端子12、および陰極端子13を陽極リード1が埋設されている位置まで形成すればフィレットの床面積を小さくできるためである。

0061

次に、陽極端子12のy方向の長さと、陰極端子13のy方向の長さの差について説明する。

0062

陽極端子12のy方向の長さと、陰極端子13のy方向の長さの差は、固体電解コンデンサ100のy方向の長さに対して30%以下である。これは、30%を超えると、固体電解コンデンサ100を実装した際に、y方向の長さの長い方がはんだによって強く引っ張られてしまうので、立ち上がりが発生し、実装不良となる可能性があるためである。また、陽極端子12のy方向の長さと、陰極端子13のy方向の長さとの差は、固体電解コンデンサ100のy方向の長さに対して10%以下であることが好ましい。これは、10%以下であれば、陽極端子12、および陰極端子13のそれぞれのフィレットの床面積がほとんど等しくなるためである。これにより、はんだとの接続強度も安定するので、耐ストレス性が要求されるような環境での使用であっても、はんだの剥がれを防止することができる。

0063

なお、本発明の実施形態においては、図1に示すように、陽極リード1の端面全面に陽極端子12を形成し、第2の導電性ペースト層6の端面の一部に陰極端子13を形成し、突出部16bはめっきが施されていない第2の導電性ペースト層6を含む構成となっているが、これは本発明を限定するものではない。本発明の実施形態の変形例として、例えば陽極リード1の端面の一部、および第2の導電性ペースト層6の端面全面に、それぞれ、陽極端子12、および陰極端子13を形成することもできる。この場合、突出部16aはめっきが施されていない陽極リード1を含む構成となる。

0064

以下、本発明の実施例について説明する。

0065

図3は、本発明に係る固体電解コンデンサ100の製造方法を示すフローチャートである。以下、図3を参照し固体電解コンデンサ100の製造の流れについて説明する。

0066

まず、タンタルから形成されている陽極リード1と、タンタル粉末を0.5mm×0.3mm×0.3mmの形状にプレス加工し、例えば1250℃で焼結することで多孔質体2を形成する(ステップS101)。

0067

次に、コンデンサ素子の定格電圧を10Vとした場合に、多孔質体2をリン酸水溶液中で定格電圧よりも高い20Vの電圧を印加することで、多孔質体2の表面に酸化皮膜を形成する(ステップS102)。

0068

次に、酸化皮膜が形成された多孔質体2をエチレンジオキシチオフェン水溶液と、酸化剤と、ドーパントを含む溶液に繰り返し浸漬することで、酸化皮膜の表面にポリエチレンジオキシチオフェンから構成された固体電解質層3を形成する(ステップS103)。

0069

次に、固体電解質層3が形成された多孔質体2をカーボンブラックと、グラファイトフィラーと、バインダー成分とを含む溶剤に浸漬することで、固体電解質層3の表面にカーボン層4を形成する(ステップS104)。

0070

次に、多孔質体2においてカーボン層4の表面に、銀を含むペーストで、第1の導電性ペースト層5を形成する(ステップS105)。

0071

次に、陽極リードが埋設されている面とは対向している面における第1の導電性ペースト層5の表面に、第1の導電性ペースト層5を形成したペーストよりも粘度の高いペーストで、第2の導電性ペースト層6を突出状に形成する(ステップS106)。ここで、第2の導電性ペースト層6を突出状に形成することで、突出部を有する固体電解コンデンサを得ることができる。なお、以下では、ステップS101〜ステップS106までの工程で作成された素子を、コンデンサ素子と呼ぶことにする。

0072

次に、100個のコンデンサ素子を樹脂基板7に搭載する(ステップS107)。具体的に説明すると、樹脂基板7の一方の面に、例えばエポキシ樹脂から構成される接着剤8をスクリーン印刷した後、接着剤8の印刷箇所にコンデンサ素子を配置し、第1の導電性ペースト層5を接着剤8で固定することで、コンデンサ素子を所定の位置に搭載する。また、樹脂基板7の他方の面(基板実装面)には、ニッケル、および金めっきが施された銅箔が形成されている。ここで、銅箔は、固体電解コンデンサ素子チップ部品として実装する際の基板実装面のパターンの対応する形で所定の間隔で形成されている。なお、樹脂基板7の基板実装面に形成された銅箔の内、陽極リード1側の銅箔は基板陽極端子9を構成し、第2の導電性ペースト層6側の銅箔は基板陰極端子10を構成する。

0073

次に、樹脂基板7の基板実装面側を除いて、100個のコンデンサ素子をエポキシ樹脂とシリカフィラーから構成されるモールド樹脂で射出成形する(ステップS108)。これにより、100個のコンデンサ素子を含む樹脂成形体(外装樹脂11)が形成される。ここで、樹脂成形体の厚みは、例えば0.5mmである。

0074

次に、樹脂成形体の基板実装面、および基板実装面と対向する外装樹脂の上面に、フッ素樹脂を含む撥水性の高い撥水シート接着する。そして、幅1mmのダイシングブレードで樹脂成形体を基板実装面から基板実装面に対して垂直に切削することで溝部を形成する(ステップS109)。具体的には、ダイシングブレードでコンデンサ素子の陽極リード1と、第2の導電性ペースト6を切断する深さまで切削することで、樹脂成形体に1mm幅の溝部を形成する。なお、溝部の位置に貼付されていた撥水シートは、溝部を形成する際に、ダイシングブレードによって削り取られる。

0075

次に、溝部の内部にめっき層を形成する(ステップS110)。具体的には、まず、樹脂成形体を、パラジウム触媒を含む置換めっき液と、パラジウム−すず粒子を含むコロイド溶液とに交互に浸漬する。次いで、すずを離脱させてパラジウム触媒を活性化させた後、樹脂成形体を無電解銅めっき液、無電解ニッケルめっき液、および無電解金めっき液の順に浸漬する。これにより、例えば銅の厚みが5μm、ニッケルの厚みが3μm、金の厚みが0.05μmのめっき層を溝部の内部に形成することができる。

0076

次に、ダイシングブレードで残りの樹脂成形体、すなわち溝部の底面から樹脂成形体の上面までを垂直に切断することで、陽極切断面14、および陰極切断面15を形成する(ステップS111)。具体的には、溝部のコンデンサ素子と接続されている側のめっき層から10μm離れた位置において、幅0.2mmのダイシングブレードで樹脂成形体を切断する。ここで、陽極切断面14の内、陽極リード1が接続する部分は陽極端子12であり、陰極切断面15の内、第2の導電性ペースト層6が接続する部分は陰極端子13である。また、ステップS111において、陽極切断面14側のめっきが形成されていない部分は突出部16aであり、陰極切断面15側のめっきが形成されてない部分は突出部16bを構成する。

0077

最後に、個々のコンデンサが1.0mm×0.5mm×0.5mmの形状となるようにダイシングブレードで外装樹脂の陽極端子および陰極端子が形成されていない面を切断する(ステップS112)。これにより、固体電解コンデンサを得ることができる。

0078

上述の通り、本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法においては、複数のコンデンサを含む樹脂成形体に対し溝部を形成し、溝部にめっき液を浸透させることで陽極端子12と、陰極端子13を形成している。すなわち、陽極端子12、および陰極端子13は、それぞれ、陽極切断面14、および陰極切断面15に対して部分的に形成されている。そのため、本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法は、陽極端子12、および陰極端子13の高さ寸法を規定することが容易となり、フィレットの床面積を小さくし、製品を実装するための床面積も小さくすることが簡便にできる。

0079

また、一般的な固体電解コンデンサの製造方法の場合、コンデンサを個々に切断後に、陽極切断面と、陰極切断面にバレルめっき等でめっきを施すことで陽極端子、および陰極端子を形成していた。そのため、めっきが施された段階では個々のコンデンサの陽極と陰極の向きがばらばらになっているので、極性ごとに再配列させる工程が必要であり、作業性が悪いという問題もあった。

0080

それに対し、本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法においては、上述の通り、コンデンサを切断する前にめっきを施すので、コンデンサの陽極と陰極の向きが製品ごとにばらばらになってしまうことはない。そのため、本願の固体電解コンデンサの製造方法は、作業性の観点からも、一般的な固体電解コンデンサの製造方法に比べて優れている。

0081

[実施例と比較例の比較]
ここで、本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法で作製した固体電解コンデンサと、特許文献1に記載の方法で作製した固体電解コンデンサ(比較例)とを比較する。作製した固体電解コンデンサは、形状が1.0mm×0.5mm×0.5mmであり、陽極端子、および陰極端子の高さは、それぞれ、製品の高さの50%である。

0082

まず、実施例と比較例とで、陽極端子の高さと、陰極端子の高さとの差、およびフィレットの床面積を比較した。

0083

本発明に係る固体電解コンデンサ100の製造方法で、製品の高さの50%の位置に陽極端子と陰極端子を形成した場合、陽極端子と陰極端子の高さの差は10%以下であった。また、フィレットの床面積は、固体電解コンデンサ100の床面積が0.5mm2に対して、0.1mm2であった。

0084

それに対し、特許文献1は、陽極端子、および陰極端子を形成することは難しく、例えば陽極端子は製品の高さの50%の位置に形成され、陰極端子は製品の高さの90%の位置に形成されてしまう。例えば、陰極端子が製品の高さの90%の位置に形成された場合のフィレットの床面積は、0.2mm2であった。なお、陽極端子と、陰極端子との高さを測定した結果、高の差の平均は約40%であった。

0085

次に、実施例と比較例との方法で、それぞれ、100個の固体電解コンデンサを作成し、実装試験を行った。

0086

本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法で、固体電解コンデンサを100個作成し、製品の実装試験を行った結果、立ち上がり(実装不良)は0個であった。これは、本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法の場合、陽極端子のフィレットの床面積と、陰極端子のフィレットの床面積がほぼ等しくなったので、陽極端子と、陰極端子とがはんだから受ける引張ストレスが等しくなったためである。

0087

それに対し、特許文献1に記載の方法で固体電解コンデンサを100個作成し、製品の実装の実施試験を行った結果、立ち上がりは8個であった。これは、特許文献1に記載の方法の場合、陽極端子のフィレットの床面積と、陰極端子のフィレットの床面積が異なってしまい、はんだ量の多い方の端子に引っ張られてしまったためである。

0088

したがって、本発明に係る固体電解コンデンサの製造方法で作製された固体電解コンデンサは、通常の方法で作製された固体電解コンデンサと比べて、容易に実装不良の発生を抑制することができる。

実施例

0089

以上、本発明を、実施形態、および実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態、および実施例に限定されるものではない。本発明の構成や詳細は、請求項に記載された本発明の範囲内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

0090

1・・・陽極リード
2・・・多孔質体
3・・・固体電解質層
4・・・カーボン層
5・・・第1の導電性ペースト層
6・・・第2の導電性ペースト層
7・・・樹脂基板
8・・・接着剤
9・・・基板陽極端子
10・・基板陰極端子
11・・外装樹脂
12・・陽極端子
13・・陰極端子
14,14A・・陽極切断面
15,15A・・陰極切断面
16a,16b・・・突出部
100,200・・・固体電解コンデンサ

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

該当するデータがありません

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

該当するデータがありません

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ