JP2011077079A - チップ型固体電解コンデンサ - Google Patents
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Abstract
【課題】 陽極部の内部接続不良を低減するチップ型固体電解コンデンサを提供することにある。
【解決手段】 陽極リード線2が導出され、陰極層を備えたコンデンサ素子1と絶縁板の上面に対向して設けられたコンデンサ素子1と接続する陽極接続端子4及び陰極接続端子を有し、下面には、陽極接続端子4及び陰極接続端子にそれぞれスルーホールを介して接続された陽極実装端子5及び陰極実装端子を有し、陽極リード線2と接続され、且つ陽極接続端子4に接続される支持部材3を備えたチップ型固体電解コンデンサであって、支持部材3は陽極接続端子4の接続面に対して垂直な方向に加圧することによって高さが可変され陽極接続端子4に接続される。
【選択図】図1
【解決手段】 陽極リード線2が導出され、陰極層を備えたコンデンサ素子1と絶縁板の上面に対向して設けられたコンデンサ素子1と接続する陽極接続端子4及び陰極接続端子を有し、下面には、陽極接続端子4及び陰極接続端子にそれぞれスルーホールを介して接続された陽極実装端子5及び陰極実装端子を有し、陽極リード線2と接続され、且つ陽極接続端子4に接続される支持部材3を備えたチップ型固体電解コンデンサであって、支持部材3は陽極接続端子4の接続面に対して垂直な方向に加圧することによって高さが可変され陽極接続端子4に接続される。
【選択図】図1
Description
本発明は、チップ型固体電解コンデンサに関するものである。
従来から弁作用金属として、タンタル、ニオブなどを用いた固体電解コンデンサは、小型で静電容量が大きく、周波数特性に優れ、CPUの電源回路などに広く使用されている。また、携帯型電子機器の発展に伴い、特にチップ型固体電解コンデンサの小型化及び薄型化が進行している。その中で、電極端子を製品の実装面に限定することで、コンデンサの内部構造を効率化し、コンデンサ素子の体積をより大きくする下面電極構造タイプの製品が登場している。このような下面電極構造のチップ型固体電解コンデンサとしては、たとえば、特許文献1に開示された技術がある。
従来の技術について図面を用いて説明する。図4はチップ型固体電解コンデンサを示す正面から見た概略断面図である。図5は従来のチップ型固体電解コンデンサを側面から見た透視図である。
図4に示すようなチップ型固体電解コンデンサは、従来、コンデンサ素子1のそれぞれの電極を実装端子に変換する電極端子を備えた変換基板を用いている。この変換基板は、絶縁基板の上面にコンデンサ接続端子面を有し、更に下面に実装端子面を有し、上下面を電気的に接続した構造を有している。従来のチップ型固体電解コンデンサ15は、陽極リード線2が導出された弁作用金属からなる多孔質の焼結体からなる陽極体表面に誘電体、電解質、陰極層を順次形成してコンデンサ素子1を形成する。
その後、コンデンサ素子1の陽極リード線2に抵抗溶接によって接続された金属片からなる支持部材3と、支持部材3に高温はんだ又は導電性接着剤10を介して陽極接続端子4と接続する。コンデンサ素子陰極接続面1aは導電性接着剤11を介して陰極接続端子6と接続する。陽極接続端子4、陰極接続端子6は、ガラスエポキシ層13を基材とした変換基板12で、それぞれスルーホール8を介して外部実装面の陽極実装端子5及び陰極実装端子7に接続され、それぞれの外部実装面5a,7aを露出させるように外装樹脂9で覆う。
前述の外装樹脂9で覆った後、製品外形形状に整えるため、ダイシング加工により切断し、チップ型固体電解コンデンサが得られる。
ここまで従来のチップ型固体電解コンデンサの構造を説明してきたが自動化された製造ラインで大量に生産される場合において以下に示す問題の発生が懸念されていた。それについて図を用いて説明する。図6は、従来のチップ型固体電解コンデンサの側面から見た透視図であるが部材の供給ロットの組み合わせによる寸法ばらつきや溶接状態などが起因し支持部材溶接位置3aが上方向へずれたことにより、隙間14が発生したことを示している。図7は同じく従来のチップ型固体電解コンデンサの側面から見た透視図で高温はんだ又は導電性接着剤10の塗布量が少ないため、高温はんだ又は導電性接着剤接続面10aが下方向へずれたことにより、隙間14が発生したことを示している。
図8は、コンデンサ素子1、陽極リード線2、支持部材3の従来の配置を示したものであり、コンデンサ素子1の底部と支持部材3の底部は同じ位置である。
このように、従来の技術では、陽極リード線2と支持部材3の抵抗溶接精度位置のばらつき、高温はんだ又は導電性接着剤10の塗布厚精度のばらつき等が起き得るため、図8に示したコンデンサ素子1底部と支持部材3底部が同じ位置であっても、支持部材3と高温はんだ又は導電性接着剤10の間に隙間14が生じてしまい、接続部分が電気的な不良となり、接続抵抗が無限大になる状態、すなわちオープン不良の発生が懸念されていた。
本発明の課題は、陽極リード線と支持部材の抵抗溶接精度位置のばらつき、高温はんだ又は導電性接着剤の塗布厚精度のばらつき等が生じても、支持部材と陽極接続端子がオープン不良とならないチップ型固体電解コンデンサを提供することにある。
本発明のチップ型固体電解コンデンサによれば、陽極リード線が導出され、陰極層を備えたコンデンサ素子と上面に前記陽極リード線と支持部材を介して電気的に接続する陽極接続端子および、前記陰極層と導電性接着剤を介して電気的に接続する陰極接続端子を有し、下面に前記陽極接続端子および前記陰極接続端子とそれぞれ電気的に接続された陽極実装端子および陰極実装端子を有する変換基板を備えたチップ型固体電解コンデンサであって前記支持部材は二股形状で二股の先端を前記陽極接続端子に押し付けて接続されていることを特徴とする。
本発明のチップ型固体電解コンデンサの前記支持部材は前記支持部材はFe−Ni合金もしくは銅の材質から構成されていることを特徴とする。
本発明のチップ型固体電解コンデンサの前記支持部材は高温はんだ又は導電性接着剤で陽極接続端子と接続されることを特徴とする。
本発明によれば、コンデンサ素子から導出した陽極リード線に接続する支持部材の形状
が二股で、二股の先端が陽極接続端子に押し付けて接続されることにより、陽極リード線と支持部材の抵抗溶接精度位置のばらつき、高温はんだ又は導電性接着剤の塗布厚精度のばらつきが生じても、その精度ばらつきを吸収することが出来、支持部材と陽極接続端子との固着信頼性を向上させるものである。
が二股で、二股の先端が陽極接続端子に押し付けて接続されることにより、陽極リード線と支持部材の抵抗溶接精度位置のばらつき、高温はんだ又は導電性接着剤の塗布厚精度のばらつきが生じても、その精度ばらつきを吸収することが出来、支持部材と陽極接続端子との固着信頼性を向上させるものである。
次に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明の実施の形態について図1を参照して説明する。コンデンサ素子1は従来と同じ構造であり、陽極リード線2が導出された弁作用金属からなる多孔質の焼結体で構成される陽極体表面に誘電体、電解質、陰極層を順次形成した陰極部を有する構造である。弁作用金属としてはタンタル、ニオブ、アルミニウム等を用いることができる。
コンデンサ素子1の陽極リード線2には抵抗溶接によって接続された下方に二股の形状を有した金属片からなる支持部材3が溶接されている。支持部材3は金属片の材料としてはFe−42%Ni42合金片や銅などを主成分とした板材を加工したものであり、陽極リード線2を溶接する平面部分を有する支持部材溶接位置3aと高温はんだ又は導電性接着剤10を介して陽極接続端子4に接続される可変部分からなっている。
図2に示すように支持部材3の可変部分は、陽極リード線2と溶接された時点では陽極接続端子に接続される二股の先端がコンデンサ素子1底部よりも下方に突出した状態である。
そして、支持部材3が陽極接続端子に接続固定される段階で陽極リード線2と溶接された支持部材溶接位置3aの平面に垂直方向に押し圧が加わり、接触している可変部分がハの字に開き、図6や図7で述べた隙間が生じない状態まで塑性変形する。陽極接続端子の面には予め高温はんだ又は導電性接着剤が塗布されており支持部材3と陽極接続端子は最適な位置関係で固定接続される。図3は押し圧が加わったときに支持部材3の可動部分がハの字に開いた状態を示している。
この作用により懸念されていた陽極リード線2と支持部材3の抵抗溶接精度位置のばらつき、高温はんだ又は導電性接着剤の塗布厚精度のばらつきが生じても、その精度ばらつきを吸収することが出来、支持部材3と陽極接続端子との固着信頼性を向上させることが可能になる。
尚、支持部材3と陽極接続端子4の接続手段で高温はんだを使用する場合は、支持部材3の上面の溶接された陽極リード線2を避けるようにレーザー光を照射する。レーザー光の熱が支持部材3を通して高温はんだ10に伝わり、その熱によって高温はんだ10を効率よく溶融することができる。また、支持部材3と陽極接続端子4の接続手段でAg等を含む導電性接着剤を使用する場合は乾燥硬化して接続固定する
図1に戻って、コンデンサ素子1の陰極部は導電性接着剤11を介して陰極接続端子と接続される。変換基板12はガラスエポキシ層13を基材としており、それぞれスルーホール8により接続された陽極接続端子4及び陰極接続端子と陽極実装端子5及び陰極実装端子を有している。更に、ガラス含有エポキシ樹脂または液晶ポリマー、またはトランスファーモールド樹脂、または液状エポキシ樹脂等の外装樹脂9で変換基板12の外部実装面5aとガラスエポキシ層13の一部を露出させるような状態で全体を覆い、変換基板12と外装樹脂9を所定の寸法に切断することでチップ型固体電解コンデンサ15が得られる。
(実施例)
実施例について図1から図3を用いて説明する。
実施例について図1から図3を用いて説明する。
以下、実施例について、実施の形態で用いた図1を参照しながら説明する。コンデンサ素子1の製作については公知の技術であるので詳細は省略する。弁作用金属として、タンタルを用いて実施した場合について説明する。タンタル線のまわりに、タンタル粉末をプレス機で成型し、高真空・高温度で焼結してタンタル焼結ペレットを製作した。次に、焼結ペレットをリン酸水溶液中で15V通電し、陽極酸化して焼結体の表面に酸化被膜を形成した。さらに、硝酸マンガンに浸漬した後、熱分解して、固体電解質である二酸化マンガンを形成し、引き続き、グラファイト及び銀ペーストによる陰極層を形成して、コンデンサ素子1を得た。尚、固体電解質である二酸化マンガンに換えて、ポリチオフェンあるいはポリピロールなどの導電性高分子を用いると、1つのコンデンサ素子として低ESRを得るのが容易になる。
次に、本実施例1で用いた変換基板12はガラスエポキシを基材とした。変換基板12には陽極接続端子4及び陰極接続端子(図4に記載の陰極接続端子6)が形成されており、また、反対のコンデンサ実装面には、外部実装面(図4に記載の外部実装面7a)をそれぞれ備えた陽極実装端子5及び陰極実装端子(図4に記載の陰極実装端子7)が形成されている。更に陽極接続端子4及び陰極接続端子6と陽極実装端子5及び陰極実装端子7をそれぞれ導通化するようにするために、変換基板12内に、スルーホール8を形成した。
つづいて、図2を用いて陽極リード線2と溶接した時点での支持部材3の状態を説明する。図2に示すように陽極リード線2に抵抗溶接によって接続した支持部材3は厚み0.03mmであり、銅を主成分とした金属板から打ち抜き後曲げ加工により得た。支持部材溶接位置3aの平面に垂直に形成した二股の可変部分の寸法はコンデンサ素子1の底部よりも下方に突き出る長さとした。この時、支持部材3の可変部分の先端は外側に開く必要があるため根元部分より拡げた状態にした。
図1に戻って、コンデンサ素子1に陽極リード線2を介して接続した支持部材3を陽極接続端子4の所定の位置に配置し、陽極リード線2と溶接された支持部材溶接位置3aの平面部分へ垂直方向に押し圧を加えた。そして陽極接続端子4に接触している支持部材3の可変部分を接続される最適な状態と判断される85度から95度の角度でハの字に変形させた。
陽極接続端子4の面には予め高温はんだ10を塗布しており、高温はんだはSn、Ag、Cuを主成分としたものを使用した。尚、高温はんだ10はSn−Ag−Cuの複合材で200℃以上の熱で溶融し、一度硬化してしまうと300℃でも再溶融しない、はんだのことを指す。高温はんだの溶融はレーザー光を用いた。レーザー光の照射には、波長940nmの半導体レーザーを用い、レーザービーム径は0.35mmとし、レーザー光を支持部材溶接位置3aの上面の溶接された陽極リード線2を避けるようにして両端の2箇所を同時照射した。これにより支持部材3の可変部分の先端は85度から95度の角度を保ったまま陽極接続端子4の面に隙間の発生がない状態で接続固定することができた。
以上の実施例により懸念されていた陽極リード線と支持部材の抵抗溶接精度位置のばらつき、高温はんだ又は導電性接着剤の塗布厚精度のばらつきが生じても、その精度ばらつきを吸収することが出来、支持部材3と陽極接続端子4との固着信頼性を向上させることが可能になった。
コンデンサ素子1の陰極接続面(図4に記載のコンデンサ素子陰極接続面1a)は変換基板12の陰極接続端子にAgを含む導電性接着剤11を塗布して接続した。次いで、外装樹脂9としてガラス含有エポキシ樹脂を用いて熱成型して外装を行った後、製品外形寸法を整える為にダイシングソーにより、チップ型固体電解コンデンサ15の外側面となる四面を切断し、本実施例のチップ型固体電解コンデンサ15を得た。
(比較例)
従来の技術の直方体をした形状である支持部材3をコンデンサ素子の陽極リード線に抵抗溶接した後、その他の製造方法は本発明と同様に実施し固体電解コンデンサを作製した。それにより比較例となる従来の技術の固体電解コンデンサを作製した。
従来の技術の直方体をした形状である支持部材3をコンデンサ素子の陽極リード線に抵抗溶接した後、その他の製造方法は本発明と同様に実施し固体電解コンデンサを作製した。それにより比較例となる従来の技術の固体電解コンデンサを作製した。
本発明の実施例の固体電解コンデンサと従来技術である固体電解コンデンサのオープン不良率を比較した。尚、オープン不良は、電気的検査で接続抵抗を測定し、検出した。
表1に本発明と従来技術の結果を示す。
表1より実施例は比較例と比べてオープン不良が減少していることが確認され本発明の効果が伺える。
支持部材3の形状は上記形状にだけ限定するものではなく、支持部材3と高温はんだ又は導電性接着剤10の間に発生する隙間14を吸収できる可変性を有し、製造工程上で押し付け圧を加えたときに高温はんだ又は導電性接着剤10を介して陽極リード線2と陽極接続端子4とを接続させられる形状、寸法であればよい。
以上、実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。
1 コンデンサ素子
1a コンデンサ素子陰極接続面
2 陽極リード線
3 支持部材
3a 支持部材溶接位置
3b 支持部材可動領域
4 陽極接続端子
5 陽極実装端子
5a、7a 外部実装面
6 陰極接続端子
7 陰極実装端子
8 スルーホール
9 外装樹脂
10 高温はんだ又は導電性接着剤
10a 高温はんだ又は導電性接着剤接続面
11 導電性接着剤
12 変換基板
13 ガラスエポキシ層
14 隙間
15 チップ型固体電解コンデンサ
1a コンデンサ素子陰極接続面
2 陽極リード線
3 支持部材
3a 支持部材溶接位置
3b 支持部材可動領域
4 陽極接続端子
5 陽極実装端子
5a、7a 外部実装面
6 陰極接続端子
7 陰極実装端子
8 スルーホール
9 外装樹脂
10 高温はんだ又は導電性接着剤
10a 高温はんだ又は導電性接着剤接続面
11 導電性接着剤
12 変換基板
13 ガラスエポキシ層
14 隙間
15 チップ型固体電解コンデンサ
Claims (3)
- 陽極リード線が導出され、陰極層を備えたコンデンサ素子と、上面に前記陽極リード線と支持部材を介して電気的に接続する陽極接続端子、および前記陰極層と導電性接着剤を介して電気的に接続する陰極接続端子を有し、下面に前記陽極接続端子および前記陰極接続端子とそれぞれ電気的に接続された陽極実装端子および陰極実装端子を有する変換基板を備えたチップ型固体電解コンデンサであって、前記支持部材は二股の形状を有し、前記二股の先端を前記陽極接続端子に押し付けて接続することを特徴とするチップ型固体電解コンデンサ。
- 前記支持部材はFe−Ni合金もしくは銅およびその合金から構成されていることを特徴とする請求項1に記載のチップ型固体電解コンデンサ。
- 前記支持部材は加工後に300℃以下の耐熱温度を備えるはんだ、又は導電性接着剤で陽極接続端子に接続することを特徴とする請求項1または2に記載のチップ型固体電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009223865A JP2011077079A (ja) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | チップ型固体電解コンデンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009223865A JP2011077079A (ja) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | チップ型固体電解コンデンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2011077079A true JP2011077079A (ja) | 2011-04-14 |
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ID=44020801
Family Applications (1)
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JP2009223865A Pending JP2011077079A (ja) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | チップ型固体電解コンデンサ |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2011077079A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160133390A1 (en) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Tantalum capacitor and method of manufacturing the same |
-
2009
- 2009-09-29 JP JP2009223865A patent/JP2011077079A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20160133390A1 (en) * | 2014-11-07 | 2016-05-12 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Tantalum capacitor and method of manufacturing the same |
US10475589B2 (en) | 2014-11-07 | 2019-11-12 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Tantalum capacitor including an anode lead frame having a bent portion and method of manufacturing the same |
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