JP4735251B2 - Solid electrolytic capacitor and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、固体電解コンデンサおよびその製造方法に関する。さらに詳しく言えば、本発明は、部品高さの低い固体電解コンデンサおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to a solid electrolytic capacitor and a method for manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to a solid electrolytic capacitor having a low component height and a method for manufacturing the same.
最近、電子機器の小型化・高周波化が進み、これに使用されるコンデンサも高周波で低インピーダンスが実現できる導電性高分子を固体電解質として用いた固体電解コンデンサが商品化されている。固体電解コンデンサでは、高導電率の導電性高分子を固体電解質として用いているため、従来の電解液を用いた湿式電解コンデンサや二酸化マンガンを用いた固体電解コンデンサに比べて、等価直列抵抗成分が低く、大容量でかつ小形の固体電解コンデンサを実現できる。このため、特性などが改善されるにつれ、次第に市場にも受け入れられるようになってきた。固体電解質として使用される導電性高分子も種々のものが開発され、固体電解コンデンサへの適用が急速に進められている。 Recently, electronic devices have been made smaller and higher in frequency, and a solid electrolytic capacitor using a conductive polymer capable of realizing a low impedance at a high frequency as a solid electrolyte has been commercialized. Since solid electrolytic capacitors use high-conductivity conductive polymers as solid electrolytes, they have an equivalent series resistance component compared to conventional wet electrolytic capacitors using electrolytic solutions and solid electrolytic capacitors using manganese dioxide. A small, large-capacity and small-sized solid electrolytic capacitor can be realized. For this reason, as characteristics etc. are improved, it has gradually become accepted by the market. Various conductive polymers used as solid electrolytes have been developed, and their application to solid electrolytic capacitors is rapidly progressing.
これらの固体電解コンデンサには、平板状、巻回型などがあるが、平板状のものに関しては、一般に、弁作用を有する平板状の金属からなる電極体の表面に陽極酸化皮膜を設け、この陽極酸化皮膜上に少なくとも導電性高分子を含む固体電解質層を設け、さらにこの固体電解質層上に陰極導電体層を設けたコンデンサ素子を積層して用いている。
すなわち、従来の固体電解コンデンサ１０においては、図１に示すように複数のコンデンサ素子１１ａおよび１１ｂ（ここでは、便宜上、２素子を示す。）をリードフレーム（陰極リード２１および陽極リード２２）上に積層し（図１（ａ））、その端部を残して封止樹脂１２にて全体を被覆し（同図（ｂ））、陰極リード２１を下向きに折り曲げて陰極端子とし、陽極リード２２を下向きに折り曲げて陽極端子とする構造を採用している（同図（ｃ））。
That is, in the conventional solid
図１のように陰極リード２１と陽極リード２２を封止樹脂１２で上下から被覆する方法は、一般に電子部品のパッケージングで慣用されているが、固体電解コンデンサの下面に基板実装用の陰極および陽極端子を形成するためには、各リード２１および２２を、封止樹脂１２を抱え込むようにして折り曲げる必要がある。リード部の折り曲げ加工時の負荷や加工精度を考慮すると、樹脂抱え込み部分にはある程度の厚み（ｔ’）が必要である。
このように、従来の固体電解コンデンサではコンデンサの部品高さ（ｔ＋ｔ’）を低減するのには限界がある。
The method of covering the
Thus, the conventional solid electrolytic capacitor has a limit in reducing the component height (t + t ′) of the capacitor.
従って、本発明の課題は、上記の問題点を解決し、部品高さが低い（低背の）固体電解コンデンサおよびその製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems and provide a solid electrolytic capacitor having a low component height (low profile) and a method for manufacturing the same.
本発明者は、上記課題を解決するために検討した結果、コンデンサ素子とリードフレームとを樹脂で封止するときに、リードフレームの一部をコンデンサの下面に露出させて、その露出部を端子にし、リードフレームから切り離した後に残るリードの一部を上方に折り曲げることによって、コンデンサ素子を多数積層した固体電解コンデンサにおいても低背なものが得られることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。 As a result of studies to solve the above problems, the present inventor has exposed a part of the lead frame to the lower surface of the capacitor and sealed the exposed portion to a terminal when the capacitor element and the lead frame are sealed with resin. And found that a low-profile solid electrolytic capacitor having a large number of capacitor elements can be obtained by bending upward a part of the lead remaining after being separated from the lead frame. It came to be completed.
かくして、本発明は、
〔１〕 固体電解コンデンサ素子、該コンデンサ素子の陽極部に通電可能に接続された陽極リード、及び該コンデンサ素子の陰極部に通電可能に接続された陰極リード、が樹脂封止されてなり、
陰極リード及び／又は陽極リードの一部が固体電解コンデンサの少なくとも下面に露出して、該露出部によってそれぞれ陰極端子および陽極端子を構成し、
且つ前記陰極リード及び陽極リードの別の一部が前記固体電極コンデンサの外装側面に沿って上向きに配され露出している固体電解コンデンサ。
〔２〕 固体電解コンデンサ素子が複数積層されてなる前記〔１〕に記載の固体電解コンデンサ。
〔３〕 外装側面に沿って上向きに配され露出している陰極リード及び陽極リードの部分は、その長さがコンデンサ高さの２０〜８０％である前記〔１〕又は（２）に記載の固体電解コンデンサ。
〔４〕 陰極リードおよび陽極リードは平板を略Ｌ字状に屈曲させたものである前記〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
〔５〕 固体電解コンデンサ素子が、各コンデンサ素子の陰極部同士及び陽極部同士がそれぞれ積層されてなる前記〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
〔６〕 固体電解コンデンサ素子の陰極部の最下面と、陰極リードの上面とが接続されて通電可能になっている前記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
Thus, the present invention
[1] A solid electrolytic capacitor element, an anode lead connected to the anode part of the capacitor element so as to be energized, and a cathode lead connected to be able to pass current to the cathode part of the capacitor element are resin-sealed,
A part of the cathode lead and / or the anode lead is exposed on at least the lower surface of the solid electrolytic capacitor, and the exposed portion constitutes the cathode terminal and the anode terminal, respectively.
A solid electrolytic capacitor in which another part of the cathode lead and the anode lead is disposed upward and exposed along the exterior side surface of the solid electrode capacitor.
[2] The solid electrolytic capacitor according to [1], wherein a plurality of solid electrolytic capacitor elements are stacked.
[3] The portion of the cathode lead and the anode lead that are arranged upward and exposed along the exterior side surface has a length of 20 to 80% of the capacitor height, as described in [1] or (2) above Solid electrolytic capacitor.
[4] The solid electrolytic capacitor according to any one of [1] to [3], wherein the cathode lead and the anode lead are obtained by bending a flat plate into a substantially L shape.
[5] The solid electrolytic capacitor according to any one of [1] to [4], wherein the solid electrolytic capacitor element is formed by laminating cathode portions and anode portions of each capacitor element.
[6] The solid electrolytic capacitor according to any one of [1] to [5], wherein the lowermost surface of the cathode portion of the solid electrolytic capacitor element and the upper surface of the cathode lead are connected and can be energized.
〔７〕 固体電解コンデンサ素子の陽極部の最下面と、陽極リードの上面とが接続されて通電可能になっている前記〔１〕〜〔６〕のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
〔８〕 陰極リードおよび／または陽極リードは、露出部の面よりも高い位置に下面を有する突出部を有し、該突出部は封止樹脂で覆われている前記〔１〕〜〔７〕のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
〔９〕 露出部の面と突出部の下面との段差が、陰極リードおよび／または陽極リードの厚さの３０〜７０％である前記〔８〕に記載の固体電解コンデンサ。
〔１０〕 陰極リードおよび陽極リードの各露出部の配置および形状が、電解コンデンサを実装する基板上の各電極接触面の配置および形状に従って設計される前記〔１〕〜〔９〕のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
〔１１〕 固体電解コンデンサ素子が、金属基板と、基体表面を化成処理して形成された誘電体皮膜と、誘電体被膜上に積層された固体電解質とを有するものである前記〔１〕〜〔１０〕のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
[7] The solid electrolytic capacitor according to any one of [1] to [6], wherein the lowermost surface of the anode portion of the solid electrolytic capacitor element and the upper surface of the anode lead are connected to enable energization.
[8] The cathode lead and / or the anode lead has a protruding portion having a lower surface at a position higher than the surface of the exposed portion, and the protruding portion is covered with a sealing resin [1] to [7] A solid electrolytic capacitor according to any one of the above.
[9] The solid electrolytic capacitor according to [8], wherein a step between the surface of the exposed portion and the lower surface of the protruding portion is 30 to 70% of the thickness of the cathode lead and / or the anode lead.
[10] Any one of [1] to [9], wherein the arrangement and shape of each exposed portion of the cathode lead and anode lead are designed according to the arrangement and shape of each electrode contact surface on the substrate on which the electrolytic capacitor is mounted. The solid electrolytic capacitor as described.
[11] The [1] to [1], wherein the solid electrolytic capacitor element has a metal substrate, a dielectric film formed by chemical conversion of the surface of the substrate, and a solid electrolyte laminated on the dielectric film. 10]. The solid electrolytic capacitor according to any one of [10].
〔１２〕 リードフレーム上に一つ又は二つ以上の固体電解コンデンサ素子を固定する工程と、
リードフレームの陰極リードおよび陽極リードの一部が下面に露出するように樹脂封止する工程と、
陰極リード及び陽極リードをリードフレームから切断する工程と、
陰極リード及び陽極リードの別の一部を外装側面に沿って上方に屈曲させる工程とを含む固体電解コンデンサの製造方法。
〔１３〕 リードフレーム上に二つ以上の固体電解コンデンサ素子を固定する工程は、
一つの固体電解コンデンサ素子をリードフレーム上に固定し、その固定した一つの固体電解コンデンサ素子の上に他の固体電解コンデンサ素子を積層する工程、
または固体電解コンデンサ素子を積層して積層体を得、その積層体をリードフレーム上に固定する工程、を含む前記〔１２〕に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
〔１４〕 さらに、陰極リードおよび陽極リードの下面露出部をブラスト処理する工程を含む前記〔１２〕又は〔１３〕に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
〔１５〕 前記〔１〕〜〔１１〕のいずれかに記載の固体電解コンデンサを備えた電気機器。
[12] fixing one or more solid electrolytic capacitor elements on the lead frame;
A step of resin sealing so that a part of the cathode lead and the anode lead of the lead frame is exposed on the lower surface;
Cutting the cathode lead and the anode lead from the lead frame;
And a step of bending the cathode lead and another part of the anode lead upward along the exterior side surface.
[13] The step of fixing two or more solid electrolytic capacitor elements on the lead frame includes:
A step of fixing one solid electrolytic capacitor element on a lead frame and laminating another solid electrolytic capacitor element on the fixed one solid electrolytic capacitor element;
Or the manufacturing method of the solid electrolytic capacitor as described in said [12] including the process of laminating | stacking a solid electrolytic capacitor element, obtaining a laminated body, and fixing the laminated body on a lead frame.
[14] The method for producing a solid electrolytic capacitor as described in [12] or [13], further including a step of blasting the lower surface exposed portion of the cathode lead and the anode lead.
[15] An electric device comprising the solid electrolytic capacitor according to any one of [1] to [11].
本発明の固体電解コンデンサは、端子がリード下面の露出部によって構成されており、リードフレームから切り離した後に残ったリードを上方に折り曲げているので、従来の固体電解コンデンサ１０におけるような樹脂を抱え込む屈曲部を有しない。リードの折り曲げ加工時の負荷や加工精度を深く考慮する必要が無く、この結果、図１のｔ’に相当する厚みが実質的に不要となるので低背な固定電解コンデンサが製造できる。また、リードが、側面に沿って上向きに配され露出しているので、その側面露出リードを電極端子として基板上へ半田付けにしやすいという利点がある。
In the solid electrolytic capacitor of the present invention, the terminal is constituted by the exposed portion of the lower surface of the lead, and the lead remaining after being separated from the lead frame is bent upward, so that the resin as in the conventional solid
（固体電解コンデンサ）
本発明の固体電解コンデンサは、固体電解コンデンサ素子、該コンデンサ素子の陽極部に通電可能に接続された陽極リード、及び該コンデンサ素子の陰極部に通電可能に接続された陰極リード、が樹脂封止されてなり、陰極リード及び／又は陽極リードの一部が固体電解コンデンサの少なくとも下面に露出して、該露出部によってそれぞれ陰極端子および陽極端子を構成し、且つ前記陰極リード及び陽極リードの別の一部が前記固体電極コンデンサの外装側面に沿って上向きに配され露出しているものである。
(Solid electrolytic capacitor)
In the solid electrolytic capacitor of the present invention, a solid electrolytic capacitor element, an anode lead connected to the anode portion of the capacitor element so as to be energized, and a cathode lead connected to be able to pass current to the cathode portion of the capacitor element are resin-sealed. A portion of the cathode lead and / or anode lead is exposed on at least the lower surface of the solid electrolytic capacitor, and the exposed portion constitutes a cathode terminal and an anode terminal, respectively; A part of the solid electrode capacitor is exposed upwardly along the outer side surface of the solid electrode capacitor.
以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。図２は本発明の一実施態様となる固体電解コンデンサを示す断面図である。図３は参考態様となる固体電解コンデンサを示す断面図である。
図２及び図３に示すように、各態様の固体電解コンデンサは、固体電解コンデンサ素子（１１ａおよび１１ｂ）の積層体、陰極リード（２５及び２３）、及び陽極リード（２６及び２４）が樹脂（１２）によって封止されてなるものである。
図２及び図３では固体電解コンデンサ素子の積層体は、二つの固体電解コンデンサ素子を積層させたものであるが、３つ以上の固体電解コンデンサ素子を積層させたものであってもよい。固体電解コンデンサ素子は陽極部同士及び陰極部同士がそれぞれ積層されている。また固体電解コンデンサ素子は積層せずに単独で用いてもよい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a solid electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a sectional view showing a solid electrolytic capacitor as a reference embodiment.
As shown in FIGS. 2 and 3, the solid electrolytic capacitor of each aspect includes a laminate of solid electrolytic capacitor elements (11 a and 11 b), a cathode lead (25 and 23), and an anode lead (26 and 24) made of resin ( 12).
2 and 3, the laminate of solid electrolytic capacitor elements is a laminate of two solid electrolytic capacitor elements, but may be a laminate of three or more solid electrolytic capacitor elements. In the solid electrolytic capacitor element, anode portions and cathode portions are laminated. Further, the solid electrolytic capacitor element may be used alone without being laminated.
固体電解コンデンサ素子（１１ａ及び１１ｂ）は、公知のものを用いることができる。固体電解コンデンサ素子は、その形状に特に制限されず、例えば、板状、棒状、線状のものが挙げられ、概ね平板状の素子、例えば、箔ないし薄板の素子が好ましい。図６は、本発明に用いることができる固体電解コンデンサ素子の一例を示すものである。図６に示す固体電解コンデンサ素子は、金属基体（１３）と、基体表面を化成処理して形成された誘電体皮膜（１４）と、誘電体被膜上に積層された固体電解質（１５）とを有するものであるである。金属基体（１３）が陽極部になり、固体電解質（１５）が陰極部になる。固体電解質の上には陰極リードとの接触抵抗を低下させるために導体層（図示せず）を設けてもよい。 Known solid electrolytic capacitor elements (11a and 11b) can be used. The shape of the solid electrolytic capacitor element is not particularly limited, and examples thereof include a plate shape, a rod shape, and a linear shape, and a substantially flat element, for example, a foil or thin plate element is preferable. FIG. 6 shows an example of a solid electrolytic capacitor element that can be used in the present invention. The solid electrolytic capacitor element shown in FIG. 6 includes a metal substrate (13), a dielectric film (14) formed by chemical conversion of the surface of the substrate, and a solid electrolyte (15) laminated on the dielectric film. Is what you have. The metal substrate (13) becomes the anode part, and the solid electrolyte (15) becomes the cathode part. A conductor layer (not shown) may be provided on the solid electrolyte in order to reduce the contact resistance with the cathode lead.
金属基体（１３）は、一般的には弁作用を有する金属で構成されている。本発明に使用できる弁作用を有する金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ、チタン、ジルコニウム、マグネシウム、珪素などの金属単体、またはこれらの合金が挙げられる。金属基体はこれら金属からなる多孔体であってもよい。多孔体としては、圧延箔のエッチング物、微粉焼結体など、多孔質であればいずれの形態でもよい。金属基体（１３）の厚さは使用目的によって異なるが、例えば、約４０〜３００μｍの範囲である。薄型の固体電解コンデンサとするためには、金属（例えば、アルミニウム）箔では８０〜２５０μｍのものを使用することが好ましい。金属箔の大きさおよび形状も用途により異なるが、素子単位として幅約１〜５０ｍｍ、長さ約１〜５０ｍｍの矩形のものが好ましく、幅約２〜１５ｍｍ、長さ約２〜２５ｍｍの矩形のものがより好ましい。誘電体皮膜（１４）は、上記金属基体を化成処理して得ることができる。化成処理としては陽極酸化処理、アルカリなどによる薬品処理などが挙げられる。 The metal substrate (13) is generally made of a metal having a valve action. Examples of the metal having a valve action that can be used in the present invention include simple metals such as aluminum, tantalum, niobium, titanium, zirconium, magnesium, and silicon, or alloys thereof. The metal substrate may be a porous body made of these metals. The porous body may be in any form as long as it is porous, such as a rolled foil etching product or a fine powder sintered body. Although the thickness of a metal base | substrate (13) changes with purposes of use, it is the range of about 40-300 micrometers, for example. In order to obtain a thin solid electrolytic capacitor, it is preferable to use a metal (for example, aluminum) foil having a thickness of 80 to 250 μm. Although the size and shape of the metal foil vary depending on the application, a rectangular unit having a width of about 1 to 50 mm and a length of about 1 to 50 mm is preferable as a unit, and a rectangular shape having a width of about 2 to 15 mm and a length of about 2 to 25 mm is preferable. Those are more preferred. The dielectric film (14) can be obtained by chemical conversion of the metal substrate. Examples of the chemical conversion treatment include anodizing treatment and chemical treatment with alkali.
固体電解コンデンサ素子に用いる固体電解質は特に限定されないが、電解重合または酸化重合により製造される重合体が好ましい。
また、導体層は、例えば、導電ペースト、メッキや蒸着、導電樹脂フィルムの貼付などにより形成される。陰極部分である固体電解質（１５）と陽極部分である金属基体（１３）との絶縁をより確実にするためにマスキング（１６）を設けてもよい。
The solid electrolyte used for the solid electrolytic capacitor element is not particularly limited, but a polymer produced by electrolytic polymerization or oxidative polymerization is preferable.
The conductor layer is formed by, for example, a conductive paste, plating, vapor deposition, or a conductive resin film. Masking (16) may be provided in order to more reliably insulate the solid electrolyte (15) serving as the cathode portion and the metal substrate (13) serving as the anode portion.
固体電解コンデンサ素子の積層体は、通常は一つの固体電解コンデンサ素子の陰極部が他の固体電解コンデンサ素子の陰極部上に位置するように積層され、一つの固体電解コンデンサ素子の陽極部が他の固体電解コンデンサ素子の陽極部上に位置するように積層される。この積層によって陰極部同士及び陽極部同士を電気的に接続する。陰極部同士及び／又は陽極部同士を電気的に接続する方法は特に制限されず、例えば、導電性ペーストを用いた積層法、ハンダ付け、溶接などが挙げられる。積層する素子の数は、必要とされる容量や要求される部品高さなどによって決定され特に限定されないが、通常は１〜２０枚、好ましくは２〜１２枚の範囲である（但し、これらは例示であり、本発明はこれらの範囲に限定されない。）。 A laminated body of solid electrolytic capacitor elements is usually laminated so that the cathode portion of one solid electrolytic capacitor element is positioned on the cathode portion of another solid electrolytic capacitor element, and the anode portion of one solid electrolytic capacitor element is the other. The solid electrolytic capacitor element is laminated so as to be positioned on the anode part. By this lamination, the cathode parts and the anode parts are electrically connected. The method for electrically connecting the cathode portions and / or the anode portions is not particularly limited, and examples thereof include a laminating method using a conductive paste, soldering, and welding. The number of elements to be laminated is determined by the required capacity and the required component height and is not particularly limited, but is usually in the range of 1 to 20, preferably 2 to 12 (however, these are It is illustrative and the invention is not limited to these ranges).
陽極リード（２６及び２４）は、固体電解コンデンサ素子の陽極部と通電可能に接続される。具体的には弁作用金属基体に通電可能に接続されている。図２及び図３では各コンデンサ素子の陽極部の最下面と、陽極リードの上面とが接続されて通電可能になっている。
陰極リード（２５及び２３）は、固体電解コンデンサ素子の陰極部と通電可能に接続される。具体的には、固体電解質に通電可能に接続されている。図２及び図３では各コンデンサ素子の陰極部の最下面と、陰極リードの上面とが接続されて通電可能になっている。
陽極リード及び陰極リードはその形状によって特に限定されないが、本発明においては図２及び図３に示すような平板を略Ｌ字状に屈曲させたものが好ましい。
The anode leads (26 and 24) are connected to the anode portion of the solid electrolytic capacitor element so as to be energized. Specifically, the valve action metal base is connected to be energized. 2 and 3, the lowermost surface of the anode portion of each capacitor element and the upper surface of the anode lead are connected to enable energization.
The cathode leads (25 and 23) are connected to the cathode portion of the solid electrolytic capacitor element so as to be energized. Specifically, the solid electrolyte is connected to be energized. 2 and 3, the lowermost surface of the cathode portion of each capacitor element and the upper surface of the cathode lead are connected to enable energization.
The anode lead and the cathode lead are not particularly limited depending on their shapes, but in the present invention, those obtained by bending a flat plate as shown in FIGS. 2 and 3 into a substantially L shape are preferable.
本発明の固体電解コンデンサは、上記の固体電解コンデンサ素子、陽極リードおよび陰極リードが樹脂で封止されている。封止に用いる樹脂（封止樹脂）は、当分野で慣用されている任意の樹脂を用いることができる。好適な例としては、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、ケイ素樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。封止樹脂にはシリカなどの固形物（充填材粒子）を配合してもよい。 In the solid electrolytic capacitor of the present invention, the solid electrolytic capacitor element, the anode lead, and the cathode lead are sealed with a resin. As the resin (sealing resin) used for sealing, any resin conventionally used in this field can be used. Suitable examples include epoxy resins, fluororesins, silicon resins, urethane resins and the like. You may mix | blend solid substances (filler particle | grains), such as a silica, with sealing resin.
本発明の固体電解コンデンサは、その下面に陰極リード及び／又は陽極リードの一部が露出していて、この露出部によってそれぞれ陰極端子および陽極端子を構成している。
さらに、本発明の固体電解コンデンサは、その側面に沿って陰極リード及び／又は陽極リードの別の一部が上向きに配され露出している。図２及び図３ではリードの両方が下面及び側面に露出しているが、いずれか一方のリードをコンデンサの下面に露出させ、他方のリードを側面に露出させてもよい。陰極リードおよび陽極リードの各露出部の配置および形状が、電解コンデンサを実装する基板上の各電極接触面の配置および形状に従って設計される。好ましくは、コンデンサ素子積層体の陰極部の最下面と接触する部分を含む領域の直下における陰極リード部の下面を露出させるか、コンデンサ素子積層体の陽極積層部の最下面と接触する部分を含む領域の直下における陽極リード部の下面を露出させるように設計する（図２、図３参照）。
In the solid electrolytic capacitor of the present invention, a part of the cathode lead and / or the anode lead is exposed on the lower surface, and the exposed portion constitutes the cathode terminal and the anode terminal, respectively.
Furthermore, in the solid electrolytic capacitor of the present invention, another part of the cathode lead and / or the anode lead is arranged upward and exposed along the side surface. 2 and 3, both leads are exposed on the lower surface and side surfaces, but either one of the leads may be exposed on the lower surface of the capacitor and the other lead may be exposed on the side surface. The arrangement and shape of each exposed portion of the cathode lead and anode lead are designed according to the arrangement and shape of each electrode contact surface on the substrate on which the electrolytic capacitor is mounted. Preferably, the lower surface of the cathode lead portion directly under the region including the portion that contacts the lowermost surface of the cathode portion of the capacitor element multilayer body is exposed, or the portion that contacts the lowermost surface of the anode multilayer portion of the capacitor element multilayer body is included. It is designed to expose the lower surface of the anode lead portion immediately below the region (see FIGS. 2 and 3).
陰極リードおよび／または陽極リードは、露出部の面よりも高い位置に下面を有する突出部を有し、該突出部は封止樹脂で覆われている。露出部の面と突出部の下面との段差は陰極リードおよび／または陽極リードの厚さの３０〜７０％であることが好ましい。このような突出部を設けることによってリード端子を強固に固定できる。 The cathode lead and / or the anode lead has a protruding portion having a lower surface at a position higher than the surface of the exposed portion, and the protruding portion is covered with a sealing resin. The level difference between the surface of the exposed portion and the lower surface of the protruding portion is preferably 30 to 70% of the thickness of the cathode lead and / or anode lead. By providing such a protrusion, the lead terminal can be firmly fixed.
図３に示す参考態様の固体電解コンデンサでは、陰極リード２３の内側に向かって突出部３１が有り、陽極リード２４の内側に向かって突出部３２が有る。また図２に示す本発明の固体電解コンデンサでは、陰極リード２５の内側に向かう突出部３１と外側に向かう突出部（薄い部分）３４が有り、陽極リード２６の内側に向かう突出部３２と外側に向かう突出部（薄い部分）３５が有る。図２では外側に向かう突出部はコンデンサ外装の側面から突き出し、側面に沿って上方にＬ字状に屈曲して露出している。
The solid electrolytic capacitor of the reference embodiment shown in FIG. 3, there is the
外装側面に沿って上向きに配され露出している陰極リード及び陽極リードの部分は、その長さによって特に制限されないが、コンデンサの高さの２０〜８０％、好ましくは３０〜７０％であることが好ましい。 The portion of the cathode lead and the anode lead that are arranged upward and exposed along the exterior side surface is not particularly limited by the length thereof, but is 20 to 80%, preferably 30 to 70% of the height of the capacitor. Is preferred.
なお、上に述べた各露出部分の位置およびその組み合わせは例示であって上記の態様に限らない。例えば、陰極リードと陽極リードの一方のみを全部露出にし、他方を一部露出にしてもよいし、陰極リードと陽極リードの一方のみを図２の態様の電極構造とし、他方を図３の態様の電極構造としてもよい。露出部分と封止部分の割合や具体的配置は、リードの厚みや実装上必要とされる電極の平面配置仕様（例えば、基板上の端子間の距離や配置、大ささ、形状など）に応じて設計できる。図２または図３のように段差面を設ける場合、その厚さは使用する封止樹脂に含まれるシリカなどの固形物（充填材粒子）の大きさ（粒径）によって異なるが、固形物の大きさの２倍以上あることが好ましい。固形物を含まない封止樹脂を用いる場合、封止樹脂がコンデンサ素子と外界を電気的、物理的に区分できる厚さがあればよい。 The positions of the exposed portions and the combinations thereof described above are examples and are not limited to the above-described modes. For example, only one of the cathode lead and the anode lead may be exposed and the other may be partially exposed, or only one of the cathode lead and the anode lead may have the electrode structure shown in FIG. 2 and the other shown in FIG. It is good also as an electrode structure. The ratio of the exposed part to the sealed part and the specific arrangement depend on the thickness of the leads and the planar arrangement specifications of the electrodes required for mounting (for example, distance between terminals on the board, arrangement, size, shape, etc.) Can be designed. When the step surface is provided as shown in FIG. 2 or FIG. 3, the thickness varies depending on the size (particle size) of the solid material (filler particle) such as silica contained in the sealing resin to be used. It is preferable that the size is at least twice the size. In the case of using a sealing resin that does not contain a solid material, it is sufficient that the sealing resin has a thickness that can electrically and physically separate the capacitor element and the outside world.
（固体電解コンデンサの製造方法）
本発明の固体電解コンデンサの製造方法は、 一つ又は二つ以上の固体電解コンデンサ素子を固定する工程と、リードフレームの陰極リードおよび陽極リードの一部が下面に露出するように樹脂封止する工程と、陰極リード及び陽極リードをリードフレームから切断する工程と、陰極リード及び陽極リードの別の一部を外装側面に沿って上方に屈曲させる工程とを含むものである。
(Method for manufacturing solid electrolytic capacitor)
The method for producing a solid electrolytic capacitor of the present invention includes a step of fixing one or more solid electrolytic capacitor elements, and resin sealing so that a part of the cathode lead and the anode lead of the lead frame is exposed on the lower surface. A process, a process of cutting the cathode lead and the anode lead from the lead frame, and a process of bending another part of the cathode lead and the anode lead upward along the exterior side surface.
図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明に用いるリードフレームの一例を示す図である。図４に示すように、平板に孔を穿ち、陽極リード２３及び陰極リード２４を形成するための形状を形成したものである。図４（ａ）には各リードの先端（内側に向かう方向側）に段差を持って突出部３１及び３２がそれぞれ設けられている。
4 (a) and (b) is a diagram showing an example of a lead frame used in the present invention. As shown in FIG. 4 , holes are formed in a flat plate to form a shape for forming an
本発明の製造方法では、まず、このリードフレームの上に固体電解コンデンサ素子を固定する。固体電解コンデンサ素子をリードフレームに固定する方法は特に制限されず、例えば、導電性ペーストを用いた積層法、ハンダ付け、溶接などが挙げられる。
リードフレーム上に二つ以上の固体電解コンデンサ素子を固定する工程は、（１）一つの固体電解コンデンサ素子をリードフレーム上に固定し、その固定した一つの固体電解コンデンサ素子の上に他の個体電解コンデンサ素子を積層する工程を含むもの、または（２）固体電解コンデンサ素子を積層して積層体を得、その積層体をリードフレーム上に固定する工程を含むものが好ましい。
In the manufacturing method of the present invention, first, a solid electrolytic capacitor element is fixed on the lead frame. The method for fixing the solid electrolytic capacitor element to the lead frame is not particularly limited, and examples thereof include a laminating method using a conductive paste, soldering, and welding.
The process of fixing two or more solid electrolytic capacitor elements on a lead frame is as follows: (1) One solid electrolytic capacitor element is fixed on a lead frame, and another solid electrolytic capacitor element is placed on the fixed solid electrolytic capacitor element. It preferably includes a step of laminating electrolytic capacitor elements, or (2) a step of laminating solid electrolytic capacitor elements to obtain a laminated body and fixing the laminated body on a lead frame.
次いで、リードフレームの陰極リードおよび陽極リードの一部が下面に露出するように樹脂封止する。樹脂による封止の方法は公知の方法に従って行うことができる。例えば、注型成形、圧縮成形、射出成形などでよいが、注型成形の中でも複数のポットを用いるマルチプランジャーを有したトランスファー成形が好ましい。樹脂封止をした後、陰極リードおよび陽極リードの下面露出部をブラスト処理することが好ましい。樹脂封止をするときに露出部に樹脂が誤って付着することがあり、樹脂をそのまま残すと通電不良を起こすことがある。 Next, resin sealing is performed so that a part of the cathode lead and the anode lead of the lead frame is exposed on the lower surface. The sealing method using a resin can be performed according to a known method. For example, cast molding, compression molding, injection molding, and the like may be used, but transfer molding having a multi-plunger using a plurality of pots is preferable among cast molding. After the resin sealing, it is preferable that the exposed portions of the lower surface of the cathode lead and the anode lead are blasted. When the resin is sealed, the resin may accidentally adhere to the exposed portion, and if the resin is left as it is, a current conduction failure may occur.
樹脂による封止を行った後、陰極リード及び陽極リードをリードフレームから切断する。切断は、コンデンサ側面からリードが一部突き出して残るように行う。そして、側面から突き出した陰極リード及び陽極リードの一部を外装側面に沿って上方に屈曲させる。以上の製造方法によって本発明の固体電解コンデンサを得ることができる。 After sealing with resin, the cathode lead and the anode lead are cut from the lead frame. The cutting is performed so that a part of the lead protrudes from the side surface of the capacitor. Then, a part of the cathode lead and the anode lead protruding from the side surface is bent upward along the exterior side surface. The solid electrolytic capacitor of the present invention can be obtained by the above manufacturing method.
本発明の固体電解コンデンサは、部品高さが低いので、高密度の回路基板に好適であり、小型、高周波に対応した電子機器において好適に用いることができる。 Since the solid electrolytic capacitor of the present invention has a low component height, it is suitable for a high-density circuit board, and can be suitably used in a small electronic device that supports high frequency.
実施例１
１１ｍｍ×３．３ｍｍのアルミニウム化成箔（日本蓄電器工業株式会社製（箔種１１０ＬＪＢ２２Ｂ―４ｖｆ）以下、「化成箔」と称する。）を用意した。この化成箔の短辺から４ｍｍの位置に、化成箔を周状に覆う幅１ｍｍのマスキング（耐熱性樹脂製）を形成した。マスキングを境に陰極部（横３．３ｍｍ×縦４ｍｍ）と陽極部（横３．３ｍｍ×縦６ｍｍ）に分けた。
陰極部をアジピン酸アンモニウム１０質量％水溶液からなる電解液に浸漬し、温度５５℃、電圧４Ｖ、電流密度５ｍＡ／ｃｍ２、通電時間１０分間の条件で陰極部を化成し、次いで水洗した。陰極部の表面には微細孔が形成されていた。
Example 1
An 11 mm × 3.3 mm aluminum chemical conversion foil (manufactured by Nippon Electric Storage Co., Ltd. (foil type 110LJB22B-4vf), hereinafter referred to as “chemical conversion foil”) was prepared. Masking (made of heat-resistant resin) having a width of 1 mm was formed at a position 4 mm from the short side of the chemical conversion foil to cover the chemical conversion foil in a circumferential shape. The mask part was divided into a cathode part (3.3 mm wide × 4 mm long) and an anode part (3.3 mm wide × 6 mm long).
The cathode part was immersed in an electrolytic solution composed of a 10% by weight ammonium adipate aqueous solution, and the cathode part was formed under conditions of a temperature of 55 ° C., a voltage of 4 V, a current density of 5 mA / cm 2 , and an energization time of 10 minutes, and then washed with water. Micropores were formed on the surface of the cathode portion.
化成された陰極部を、３，４−エチレンジオキシチオフェンのイソプロピルアルコール溶液１ｍｏｌ／ｌに浸漬し、２分間放置した。次いで、酸化剤（過硫酸アンモニウム：１．５ｍｏｌ／ｌ）とドーパント（ナフタレン−２−スルホン酸ナトリウム：０．１５ｍｏｌ／ｌ）の混合水溶液に浸漬し、４５℃、５分間放置することにより酸化重合を行って固体電解質薄膜を形成した。
この３，４−エチレンジオキシチオフェン及び酸化剤／ドーパント混合液の浸漬並びに酸化重合を合計１２回繰り返し、陰極部の微細孔内及び陰極部表面に固体電解質層を形成した。
The formed cathode part was immersed in 1 mol / l of isopropyl alcohol solution of 3,4-ethylenedioxythiophene and left for 2 minutes. Next, it is immersed in a mixed aqueous solution of an oxidizing agent (ammonium persulfate: 1.5 mol / l) and a dopant (sodium naphthalene-2-sulfonate: 0.15 mol / l) and left to stand at 45 ° C. for 5 minutes to effect oxidative polymerization. And a solid electrolyte thin film was formed.
The immersion and oxidative polymerization of this 3,4-ethylenedioxythiophene and oxidizer / dopant mixed solution were repeated 12 times in total to form a solid electrolyte layer in the micropores of the cathode part and on the surface of the cathode part.
この固体電解質層を形成した化成箔を５０℃の温水で水洗した。次いで、電解液としてアジピン酸アンモニウム１０質量％水溶液からなる電解液に浸漬し、温度５５℃、電圧４Ｖ、電流密度５ｍＡ／ｃｍ２、通電時間１０分間の条件で再度化成し、水洗し、１００℃で３０分間乾燥した。
固体電解質層の上にカーボンペースト及び銀ペーストを順次被覆させて陰極導体層を形成した。
The chemical conversion foil on which this solid electrolyte layer was formed was washed with warm water at 50 ° C. Next, it is immersed in an electrolytic solution consisting of a 10% by mass aqueous solution of ammonium adipate as the electrolytic solution, re-formed under conditions of a temperature of 55 ° C., a voltage of 4 V, a current density of 5 mA / cm 2 , and an energization time of 10 minutes, washed with water and 100 ° C. For 30 minutes.
A carbon paste and a silver paste were sequentially coated on the solid electrolyte layer to form a cathode conductor layer.
次いで、上記マスキングからの上端から１ｍｍ迄の部分を残して化成箔の陽極部端を切断除去し、図５に示す固体電解コンデンサ素子を得た。このコンデンサ素子２枚を銀ペーストからなる導電性接着剤を用いて陰極部を通電可能に積層し、図４に示したようなリードフレーム（材質：ＣＤＡ１９４００（Ｃｕ−Ｆｅ−Ｚｎ−Ｐ系合金）、厚さ０．１５ｍｍ）の陰極リード上に積層された２枚のコンデンサ素子の陰極部を銀ペーストからなる導電性接着剤を用いて積層し、リードフレームの陽極リード上にコンデンサ素子の陽極部を抵抗溶接にて接合した。なお、リードフレームの下面には図２のごとき段差（段差：０．０７５ｍｍ）を持った突き出し部を設けた。 Then, the upper end from the portion of the leaving foil up to 1mm anode part end from the masking removed by cutting, to obtain a solid electrolytic capacitor element shown in FIG. Two capacitor elements are laminated using a conductive adhesive made of silver paste so that the cathode part can be energized, and a lead frame as shown in FIG. 4 (material: CDA19400 (Cu—Fe—Zn—P alloy) The cathode part of two capacitor elements laminated on a cathode lead having a thickness of 0.15 mm) is laminated using a conductive adhesive made of silver paste, and the anode part of the capacitor element is placed on the anode lead of the lead frame. Were joined by resistance welding. In addition, a protrusion having a step (step: 0.075 mm) as shown in FIG. 2 was provided on the lower surface of the lead frame.
次にリードフレーム上に固定されたコンデンサ素子の積層体を封止樹脂（ディスクリート用エポキシ樹脂）にて高さ１ｍｍとなるように封止し、さらに１３５℃、２．５Ｖ、４５分間の条件でエージングした。次いでサンドプラスト機（不二製作所製；ＳＦＫ−２）を用いて下面リード露出部をブラスト処理した。陽極リードおよび陰極リードを樹脂端から０．７ｍｍのところでリードフレームから切り離し、０．７ｍｍ長さのリード端子を上方に折り曲げてコンデンサ素子がリードの上に２枚積層された構造を持つ定格容量１００μＦ、定格電圧２Ｖの固体電解コンデンサを１００個得た。
このようにして得られた固体電解コンデンサの高さの平均は０．９７ｍｍであり、従来法による同種の製品（平均的な高さ：１．９ｍｍ）に比較して５０％程度の低背化が実現できた。また、製品高さの標準偏差は０．０２ｍｍ程度であり、従来法による同種の製品に比較してばらつきの少ない高精度の製品が得られた。
Next, the capacitor element laminate fixed on the lead frame is sealed with a sealing resin (discrete epoxy resin) to a height of 1 mm, and further under conditions of 135 ° C., 2.5 V, and 45 minutes. Aged. Next, the lower surface lead exposed portion was blasted using a sand plast machine (Fuji Seisakusho; SFK-2). Anode lead and cathode lead are separated from the lead frame at 0.7 mm from the resin end, a 0.7 mm long lead terminal is bent upward, and a capacitor element is laminated on the lead. 100 solid electrolytic capacitors having a rated voltage of 2 V were obtained.
The average height of the solid electrolytic capacitors thus obtained is 0.97 mm, which is about 50% lower than the same type of product (average height: 1.9 mm) by the conventional method. Was realized. Further, the standard deviation of the product height is about 0.02 mm, and a highly accurate product with less variation is obtained compared to the same type of product by the conventional method.
本発明の固体電解コンデンサは小型化および低背化の要求を満たすことが可能であり、電極の配置や寸法などを任意に設計できるため、家庭電化製品、車載製品、産業用機械、携帯用機器など各種の電気機器に幅広く利用できる。 Since the solid electrolytic capacitor of the present invention can satisfy the demands for miniaturization and low profile, and the electrode arrangement and dimensions can be designed arbitrarily, home appliances, in-vehicle products, industrial machines, portable devices It can be used widely for various electrical devices.
１１、１１ａ、１１ｂ： 固体電解コンデンサ素子
１２、３３： 封止樹脂
１３： 金属基体
１４： 誘電体皮膜
１５： 固体電解質
１６： マスキング
２０： 固体電解コンデンサ
２１、２３、２５： 陰極リード部
２２、２４、２６： 陽極リード部
３１： 陰極リード部段差面（突き出し部）
３２： 陽極リード部段差面（突き出し部）
３４： 陰極リード側面露出部
３５： 陽極リード側面露出部
11, 11a, 11b: Solid
32: Anode lead part step surface (protruding part)
34: Exposed side surface of cathode lead 35: Exposed side surface of anode lead
Claims (15)
一つの固体電解コンデンサ素子をリードフレーム上に固定し、その固定した一つの固体電解コンデンサ素子の上に他の固体電解コンデンサ素子を積層する工程、
または固体電解コンデンサ素子を積層して積層体を得、その積層体をリードフレーム上に固定する工程、を含む請求項１２に記載の固体電解コンデンサの製造方法。 The process of fixing two or more solid electrolytic capacitor elements on the lead frame is as follows:
A step of fixing one solid electrolytic capacitor element on a lead frame and laminating another solid electrolytic capacitor element on the fixed one solid electrolytic capacitor element;
The method for producing a solid electrolytic capacitor according to claim 12, further comprising: stacking solid electrolytic capacitor elements to obtain a stacked body, and fixing the stacked body on a lead frame.
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