JP2002110459A - チップ状固体電解コンデンサ - Google Patents

チップ状固体電解コンデンサ

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JP2002110459A
JP2002110459A JP2000296598A JP2000296598A JP2002110459A JP 2002110459 A JP2002110459 A JP 2002110459A JP 2000296598 A JP2000296598 A JP 2000296598A JP 2000296598 A JP2000296598 A JP 2000296598A JP 2002110459 A JP2002110459 A JP 2002110459A
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capacitor
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Kazuo Uzawa
一夫 鵜沢
Junichi Murakami
村上  順一
Nobuo Yuuhi
伸夫 夕日
Hisashi Suwa
壽志 諏訪
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小形・大容量のチップ状コンデンサを安価に
提供することを課題としている。 【解決手段】 導出リード1を具備し、誘電体酸化皮
膜、固体電解質層、陰極引出層を形成したコンデンサ素
子2と、コンデンサの電極となる電極基板7と、外装樹
脂9を有するチップ状コンデンサにおいて、上記電極基
板7が、少なくとも2箇所の貫通孔を有する絶縁層4
と、該貫通孔の一方を覆うように配置した導電板3と、
貫通孔内を埋めて形成した電極層10とを有することを
特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はチップ状固体電解コ
ンデンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のチップ状固体電解コンデンサは、
図5のように陽極リード1を有し固体電解質層、陰極引
出層を形成したコンデンサ素子2をリードフレーム11
に接続し、外装樹脂9の側面からリードフレーム11を
導出し、外装樹脂9に沿って折り曲げ加工し、基板接地
面に電極を形成していた。また特開平8−148386
号公報では、コンデンサ素子を支持する段差を形成した
絶縁スルーホール電極基板にコンデンサ素子および導出
リードをそれぞれ導電性接着剤にて接続する製造方法が
提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】また部品の高密度実装
化が進められる中、チップ状固体電解コンデンサは小形
化が求められてきた。しかしながら図5のようにリード
フレームを折り曲げて外部電極を形成する従来のチップ
状固体電解コンデンサでは、製品体積が小さくなるほど
体積中に占めるリードフレームの割合が増え、収納する
コンデンサ素子の体積が十分取れないという問題があっ
た。さらに、基板に搭載する際、部品間距離を短縮する
と、隣接する部品がリフローはんだ付けでわずかに位置
ずれする場合があるため、電子部品の側面にリードフレ
ームを構成する従来のチップ状固体電解コンデンサなど
は部品間で短絡する危険があり、さらなる高密度実装が
進められないという問題があった。一方、段差を形成し
たスルーホール電極基板にコンデンサ素子を導電性接着
剤にて接続してチップ部品の下面、すなわち基板接地面
のみに電極形成した構造のチップ部品が提案されている
が、電極基板の製作コストがかさむ上、コンデンサ素子
の導出リードは通常タンタルなどの弁作用金属が用いら
れ、導電性接着剤による電気的接続では表面酸化により
接続界面の抵抗が増加してコンデンサ特性が劣化し、さ
らには接合強度が弱くなり剥離を生じさせるという問題
があった。また、上記従来のコンデンサは電極端子自体
の厚さが少なくとも80μm以上となるため、製品下面
とコンデンサ素子下面との距離が140μm以上とな
り、部品の小型化に伴う素子収容容量を向上させる阻害
要因となっていた。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、貫通孔を有す
る絶縁層と、貫通孔を覆う導電板と、貫通孔をはんだペ
ースト等で埋めて形成した電極層とを有する電極基板と
導出リードを具備したコンデンサ素子とを電気的に接続
した構造とすることにより、該電極基板の厚みを薄くで
き、素子収納容量に優れたチップ状コンデンサが実現で
きるものであり、また該コンデンサの側面のリードをな
くすことで高密度実装も可能とするものである。すなわ
ち、導出リード1を具備し、誘電体酸化皮膜、固体電解
質層、陰極引出層を形成したコンデンサ素子2と、コン
デンサの電極となる電極基板7と、外装樹脂9を有する
チップ状コンデンサにおいて、上記電極基板7が、少な
くとも2箇所の貫通孔を有する絶縁層4と、該貫通孔の
一方を覆うように配置した導電板3,3と、貫通孔内を
埋めて形成した電極層10,10とを有することを特徴
とするチップ状固体電解コンデンサである。
【0005】上記電極基板7が、貫通孔内と導電板3,
3上にメッキ層6a〜6dを有し、貫通孔内のメッキ層
6b,6dと電極層10,10とが接すること特徴とす
るチップ状固体電解コンデンサである。
【0006】そして、上記電極層が、はんだペーストお
よび/または銀ペーストの印刷、はんだ浴へのディッピ
ング、はんだボール接続のうち少なくとも1種以上で形
成したことを特徴とするチップ状固体電解コンデンサで
ある。
【0007】上記はんだペースト、はんだ浴、はんだボ
ールが、錫または錫合金であることを特徴とする請求項
1〜3記載のチップ状固体電解コンデンサ。
【0008】
【発明の実施の形態】電極基板の貫通孔にはんだペース
ト等の導電性ペーストの印刷やはんだ浴へのディッピン
グ、はんだボール接続で電極層を形成するため、下面電
極の垂直方向の位置精度を高めることができ、チップ状
固体電解コンデンサを基板に安定して搭載することがで
きる。また、導出リードを金属条材と導電性接着剤を介
して電極基板に電気的に接続し、さらにコンデンサ素子
を導電性接着剤を介して電極基板と電気的に接続し、該
電極基板が貫通孔を有する絶縁層と貫通孔を埋めて形成
した電極層を形成することで、コンデンサ素子に接続し
たリードフレームを外部電極とするコンデンサより素子
収納容量に優れたチップ状コンデンサを実現することが
できる。
【0009】さらに、導電板3,3を有することにより
電極基板7の厚みを厚くすることなく、電極層10,1
0の幅と位置を各々任意に設計することができ、少なく
とも部品側面に電極が形成されない構造とすることがで
きる。よって、部品間距離が0.1〜0.15mm程度
で基板設計した高密度実装基板で、リフローはんだ付け
時に部品の位置ずれが生じても、部品側面に導電部分が
ない構造であるため、部品間で電気的短絡が発生しな
い。その上角柱状の金属条材を導出リードと陽極外部端
子との接続に用い、電極基板7をほぼ平面状の基板とす
ることができるので低コストで極めて生産性の優れたコ
ンデンサを得ることができる。さらに、厚さの制約があ
るリードフレームを電極に使用しないので、極めて優れ
た体積有効活用率を有するチップ状固体電解コンデンサ
を提供することが可能である。
【0010】
【実施例】〔実施例1〕 以下に本発明の実施例につい
て図面に基づき具体的に説明する。図1は、本発明の実
施例を示すチップ状固体電解コンデンサの断面図であ
る。
【0011】導出リード1を具備したタンタル焼結体
に、公知の方法で誘電体酸化皮膜、固体電解質層、陰極
引出層を形成しコンデンサ素子2とした。2箇所の貫通
孔を設けた厚さ50μmのポリイミドフィルムの上面に
エポキシ系接着剤を塗布し、導電板3,3として厚さ1
8μmの圧延銅板を用いて、貫通孔を覆うように塗布面
に配置した後硬化させ、無光沢錫メッキで導電板と接す
るメッキ層6a〜6dを形成し、残った貫通孔にはんだ
ペーストを印刷し電極10,10とし、厚さ80μmの
電極基板7を形成した。次に、鉄−ニッケル合金を母材
とし、表面に無光沢錫メッキを施した金属条材5と、導
出リードを抵抗溶接し、金属条材とメッキ層6a、コン
デンサ素子2とメッキ層6cとを導電性接着剤8で各々
電気的に接続した後、コンデンサ素子を外装樹脂で被覆
し、1.6×0.8×0.8mm(1608サイズ)の
チップ状固体電解コンデンサを作製した。
【0012】〔実施例2〕 図2は本発明のその他の実
施例によるチップ状固体電解コンデンサの断面図であ
る。導電板として厚さ18μmの圧延銅板2枚を配置
し、ポリイミド樹脂を塗布、硬化して絶縁層4を形成し
た後、導電板上のポリイミド樹脂の一部を除去して絶縁
層4に貫通孔を形成し、無光沢はんだメッキでメッキ層
6a〜6dを形成後、残った貫通孔にはんだペーストを
印刷して電極10,10を形成し厚さ80μmの電極基
板7とした。その他は実施例と同様にして、1608サ
イズのチップ状固体電解コンデンサを作製した。
【0013】従来例としてリードフレームを用いた16
08サイズのコンデンサを、比較例として特開平8−1
48386号公報記載の段付スルーホール電極基板を用
いた1608サイズのコンデンサを作製し、実施例1、
実施例2、従来例、比較例で、従来例を1.00とした
ときの製品内に最大収容可能な素子収容容積比率と、外
部電極である電極層またはリードフレームの設計値に対
する垂直方向の電極位置バラツキを表1に示した。
【0014】
【表1】
【0015】表1より本発明による実施例1,2は、従
来例、比較例より素子収容容積比率が高く優れており、
電極位置バラツキも従来例より少なく優れていることが
分かる。
【0016】その他の実施例を図3,4に示す。金属条
材5の形状は角柱が望ましく、好ましくは三〜六角柱で
ある。金属条材5の形状を角柱とし、角柱の側面と内部
電極とを導電性接着剤で接続することで、電気的・物理
的に長期に安定した接続が可能となり、さらに角柱は転
がりにくいので作業性を改善することができる。なお、
金属条材5の導出リード溶接箇所を切り欠き加工しても
よい。
【0017】実施例1、2では、電極層10の形成には
んだペーストの印刷を用いたが、銀ペースト、銀ペース
トとはんだペーストの印刷、はんだ浴へのディッピン
グ、はんだボール接続で構成しても実施例と同等の効果
が得られる。
【0018】また、絶縁フィルムに導電板を貼り付け
後、または、導電板に絶縁性樹脂を塗布、硬化後、エッ
チング加工にて導電板の不要な部分を除去してもよい。
【0019】金属条材は外装樹脂9で外部と絶縁するこ
とを基本とするが、設計寸法的・製造設備の加工精度的
に外部に表出する可能性があることを見越し、実装はん
だ付け時、はんだに容易に濡れない材料が望ましく、ニ
ッケルまたはニッケル合金が好ましい。また金属条材の
表面メッキは前出の電極基板7と同じく無光沢はんだメ
ッキなどの材料を用いることができ、金属条材5の表面
にメッキ処理することで、導電性接着剤8との接続を電
気的、物理的に安定させることができる。
【0020】なお、実施例1,2の電極基板厚みを80
μmとしたが、より薄い材料を用いた方が体積有効活用
効果が向上することは言うまでもなく、現在のリードフ
レーム材料として広く使用されているものが厚さ120
μmを中心に80μmから150μmであることに対し
いわゆるフレキシブル基板ではより薄くすることが可能
である。しかしながら基板厚みが25μm未満では基板
の剛性が弱くコンデンサの組立工程でのハンドリング性
が著しく劣化し生産性が極めて悪くなる。一方、90μ
mを超える基板厚みでは固体電解コンデンサに占める体
積比が大なるものとなり、体積効率が劣化する。よって
体積有効活用性、材料の入手性、さらにチップ状固体電
解コンデンサの生産性から電極基板厚さは25〜90μ
mの範囲が好ましい。
【0021】さらに、導電板にエッチングまたはパンチ
ング加工したものを用いて、連続した複数個の電極基板
を作製し、各電極基板に複数個のコンデンサ素子を各々
接続し、一括して外装樹脂で被覆後個々のコンデンサに
切り離してもよい。
【0022】
【発明の効果】上記のとおり本発明によるチップ状コン
デンサは、少なくとも2箇所の貫通孔を有する絶縁層
と、貫通孔を覆う導電板と、貫通孔を埋める電極層とを
有する電極基板を用いることで、製品側面に導通部を設
けることなく下面に電極を形成できるので高密度実装に
対応でき、さらに内部電極と外部電極との位置を任意に
設計できるので、極めて優れた体積有効活用率を有し、
また、電極基板下面の電極層を導電性ペースト印刷、は
んだ浴へのディッピング等で形成しているため、平面度
のバラツキが少なく安定した基板搭載が可能なチップ状
固体電解コンデンサを安価に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるチップ状固体電解コンデ
ンサの断面図である。
【図2】本発明のその他の実施例によるチップ状固体電
解コンデンサの断面図である。
【図3】金属条材を六角柱とした実施例によるチップ状
固体電解コンデンサの断面図である。
【図4】金属条材を三角柱とした実施例によるチップ状
固体電解コンデンサの断面図である。
【図5】従来のチップ状コンデンサの断面図である。
【符号の説明】
1 導出リード 2 コンデンサ素子 3 導電板 4 絶縁層 5 金属条材 6a メッキ層(陽極側内部電極) 6b メッキ層(陽極側外部電極) 6c メッキ層(陰極側内部電極) 6d メッキ層(陰極側外部電極) 7 電極基板 8 導電性接着剤 9 外装樹脂 10 電極層 11 リードフレーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 夕日 伸夫 京都府京都市中京区御池通烏丸東入一筋目 仲保利町191番地の4 上原ビル3階 ニ チコン株式会社内 (72)発明者 諏訪 壽志 京都府京都市中京区御池通烏丸東入一筋目 仲保利町191番地の4 上原ビル3階 ニ チコン株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導出リードを具備し、誘電体酸化皮膜、
    固体電解質層、陰極引出層を形成したコンデンサ素子
    と、コンデンサの電極となる電極基板と、外装樹脂を有
    するチップ状固体電解コンデンサにおいて、 上記電極基板が、少なくとも2箇所の貫通孔を有する絶
    縁層と、該貫通孔の一方を覆うように配置した導電板
    と、貫通孔内を埋めて形成した電極層とを有することを
    特徴とするチップ状固体電解コンデンサ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電極基板が、導電板上に
    接するメッキ層を有し、貫通孔内のメッキ層と電極層と
    が接することを特徴とするチップ状固体電解コンデン
    サ。
  3. 【請求項3】 上記電極層が、はんだペーストおよび/
    または銀ペーストの印刷、はんだ浴へのディッピング、
    はんだボール接続のうち少なくとも1種以上で形成した
    ことを特徴とする請求項1、2記載のチップ状固体電解
    コンデンサ。
  4. 【請求項4】 上記はんだペースト、はんだ浴、はんだ
    ボールが、錫または錫合金であることを特徴とする請求
    項1〜3記載のチップ状固体電解コンデンサ。
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