JP5201684B2 - Chip type solid electrolytic capacitor - Google Patents
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Description
本発明は、チップ型固体電解コンデンサに関し、回路基板実装時のはんだ接続信頼性を向上させる下面電極構造のチップ型固体電解コンデンサに関するものである。 The present invention relates to a chip-type solid electrolytic capacitor, and more particularly to a chip-type solid electrolytic capacitor having a bottom electrode structure that improves solder connection reliability when mounted on a circuit board.
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。
Conventionally, solid electrolytic capacitors using tantalum, niobium or the like as a valve action metal are small, have a large capacitance, are excellent in frequency characteristics, and are widely used in power supply circuits for CPUs. In addition, with the development of portable electronic devices, chip-type solid electrolytic capacitors are particularly becoming smaller and thinner. Among them, a product of a bottom electrode structure type has appeared that makes the internal structure of the capacitor more efficient and limits the volume of the capacitor element by limiting the electrode terminal to the mounting surface of the product. As a chip-type solid electrolytic capacitor having such a bottom electrode structure, for example, there is a technique disclosed in
従来の技術について図面を用いて説明する。図8は、従来のチップ型固体電解コンデンサを示す断面図である。図9は、従来のチップ型固体電解コンデンサの切断前の底面図である。又、図10は、従来のチップ型固体電解コンデンサの切断後の底面図、図11は従来のチップ型固体電解コンデンサの切断後にバリの発生を示した底面図、図12は従来のチップ型固体電解コンデンサの実装端子の拡大図を示す。 Conventional techniques will be described with reference to the drawings. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional chip-type solid electrolytic capacitor. FIG. 9 is a bottom view of a conventional chip-type solid electrolytic capacitor before cutting. FIG. 10 is a bottom view of the conventional chip-type solid electrolytic capacitor after cutting, FIG. 11 is a bottom view showing the occurrence of burrs after the cutting of the conventional chip-type solid electrolytic capacitor, and FIG. The enlarged view of the mounting terminal of an electrolytic capacitor is shown.
従来の技術によるチップ型固体電解コンデンサは、コンデンサ素子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。この変換基板の電極端子は、絶縁基板の上面にコンデンサ接続端子面を、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。図8を参照すると、従来のチップ型固体電解コンデンサ40は、陽極リード線22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21を形成する。
A chip-type solid electrolytic capacitor according to a conventional technique uses a conversion substrate provided with electrode terminals for converting each electrode of a capacitor element into a mounting terminal. The electrode terminal of this conversion substrate has a structure in which a capacitor connection terminal surface is provided on the upper surface of the insulating substrate, a mounting terminal surface is provided on the lower surface, and upper and lower surfaces are electrically connected. Referring to FIG. 8, in the conventional chip-type solid
その後、コンデンサ素子21の陽極リード線22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23と、支持部材23に高温はんだ30を介して接合される陽極側接続端子面24aを有する陽極接続端子24を備えるとともにコンデンサ素子21の陰極部21aに導電性接着剤31を介して接続される陰極側接続端子面26aを有する陰極接続端子26を備えるガラスエポキシ層35を基材とした変換基板32と、変換基板32の陽極接続端子24及び陰極接続端子26にそれぞれスルーホール28を介して接続された陽極実装端子25及び陰極実装端子27のそれぞれの外部実装面25a,27aを露出させるように外装樹脂29で覆う。
Thereafter, a
ここで、変換基板32は、絶縁性のガラスエポキシ層35を有しており、陽極接続端子24は、支持部材23に高温はんだ30を接合させるために陽極側接続端子面24aを有する。また、陰極接続端子26はコンデンサ素子21と導電性接着剤31を介して接合させるために陰極側接続端子面26aを有する。陽極側及び陰極側接続端子面24a,26aを有する陽極接続端子24及び陰極接続端子26と、外部実装面25a,27aをそれぞれ有する陽極実装端子及び陰極実装端子25,27とをそれぞれを導通化するために、基板の絶縁性のガラスエポキシ層35内に、数箇所のスルーホール28が形成されている。
Here, the
又、前述の外装樹脂29で覆った後、図9に示すように製品外形形状に整えるため、ダイシング加工によりA−A線、B−B線、C−C線、D−D線で切断することにより、図10に示すように陽極実装端子25と陰極実装端子27には、実装時に、はんだフィレットを形成するための製品の幅方向に細長い凹部25b及び27bがそれぞれ設けられる。
In addition, after covering with the above-described
そこで、従来の技術には、前記ダイシングによる切断の際に、切断精度のばらつきにより、図11の凹部27bの中央(一点鎖線部)よりも製品端面18側に偏って切断されることがある。その際に、切断後の製品側に残った凹部の幅が、切断前の幅の半分より多く残るような切断となってしまい、このことにより、凹部の中にバリ41が発生しやすくなり、このバリ41が当該チップ型固体電解コンデンサを回路基板上に実装する際に、はんだフィレットの形成を妨げ、はんだ付けの外観不良になってしまう問題がある。
Therefore, in the conventional technique, when cutting by the dicing, there is a case where the cutting is biased toward the
バリ41の発生原因としては、凹部の形状に起因しており、切断前の凹部の形状は図9に示すように、切断部が半円部となる長円形である。凹部の中心を切断すると、図10の様に、製品側に残った凹部の円弧200(点線の丸円で囲まれた斜線部分)は、凹部25b及び27bのような円の1/4円になる。しかし、切断線B−Bが製品の製品端側にずれると、凹部の円弧300(点線の丸円で囲まれた部分)は、図11の凹部25bのような円の1/4円よりも小さくなり、切断位置が製品端側にずれると、凹部の円弧400(点線の丸円で囲まれた部分)は、図11の凹部27bの円のような1/4円を超え、半円よりも小さくなる。前記円弧400を、図12に示すように角度で示すと、縁37と製品端面38との交差角度39が90度よりも大きくなることであり、このような状態になると前記バリ41が発生しやすくなる。
The cause of the generation of the
本発明の課題は、製品外形形状に整えるためのダイシング加工による切断の際に切断ズレの発生により、はんだフィレットが形成される凹部に発生するバリを防止して、はんだ付けの外観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。 An object of the present invention is to prevent burrs generated in a recess where a solder fillet is formed due to the occurrence of cutting misalignment during cutting by dicing for adjusting to a product outer shape, thereby reducing the appearance defect of soldering. The object is to provide a chip-type solid electrolytic capacitor.
本発明によれば、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絶縁板の上面に対向して設けられた前記コンデンサ素子と接続する陽極接続端子及び陰極接続端子を備え、下面には、前記陽極接続端子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及び陰極実装端子を備え、前記陽極接続端子及び陰極接続端子には、はんだフィレット形成のための凹部がそれぞれ設けられ、前記コンデンサ素子及び前記絶縁板上面を外装樹脂によって外装され、前記凹部縁と製品端面との交差角度が鋭角であることを特徴とするチップ型固体電解コンデンサが得られる。 According to the present invention, positive electrode lead wire is led, with the anode connection terminal and the cathode connection terminal for connecting with the capacitor element provided opposite to the upper surface of the capacitor element including a cathode layer insulating plate, a lower surface Includes an anode mounting terminal and a cathode mounting terminal connected to the anode connection terminal and the cathode connection terminal via through holes, respectively, and the anode connection terminal and the cathode connection terminal have a recess for forming a solder fillet. respectively provided, wherein the capacitor element and the insulating plate top surface is the exterior by the exterior resin, a chip type solid electrolytic capacitor characterized in that the crossing angle between the peripheral edge and a product end surface is acute angle can be obtained.
本発明によれば、陽極実装端子及び陰極実装端子に形成されている、はんだフィレット形成のための凹部において、前記凹部の角から製品の端面にのびる縁と前記端面との交わる角度が90度以下にすることにより、ダイシングによる切断後の凹部中に発生するバリを抑える事が出来、回路基板実装時のはんだ接続信頼性が向上するチップ型固体電解コンデンサを提供することができる。 According to the present invention, in the recess for forming the solder fillet formed in the anode mounting terminal and the cathode mounting terminal, the angle between the edge extending from the corner of the recess and the end surface of the product and the end surface is 90 degrees or less. By doing so, it is possible to provide a chip-type solid electrolytic capacitor that can suppress burrs generated in the recess after cutting by dicing and improve the solder connection reliability when mounted on a circuit board.
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。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1を参照すると、チップ型固体電解コンデンサ20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た陰極部を有するコンデンサ素子1と、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10を介して接合される陽極側接続端子面4aを有する陽極接続端子4を備えるとともにコンデンサ素子1の陰極部に導電性接着剤11を介して接続される陰極側接続端子面6aを有する陰極接続端子6の両端子を備えるガラスエポキシ層15を基材とした変換基板12と、これらを覆うとともに、変換基板12の陽極接続端子4及び陰極接続端子6にそれぞれスルーホールにより接続された陽極実装端子5及び陰極実装端子7のそれぞれの外部実装面5a,7aを露出させるように覆う外装樹脂9とを備えている。
Referring to FIG. 1, in a chip-type solid electrolytic capacitor 20, a dielectric, an electrolyte, and a cathode layer are sequentially formed on the surface of an anode body made of a porous sintered body made of a valve metal from which the
陽極端子13は、陽極接続端子4を有し、陽極接続端子4は、金属片からなる支持部材3と高温はんだ10を介して接合させるために陽極側接続端子面4aを有する。また、実装面側には、外部実装面5aを有する陽極実装端子5を有している一方、陰極端子14は、陰極部1a側に陰極側接続端子面6aを有する陰極接続端子6を備え、陰極接続端子6は、コンデンサ素子1の陰極部と導電性接着剤11を介して接合させるために陰極側接続端子面6aを有し、また、実装面側には、外部実装面7aを有する陰極実装端子7を備えている。
The
陽極側接続端子面4a及び陰極側接続端子面6aをそれぞれ有する陽極接続端子4及び陰極接続端子6と、陽極実装面5a及び陰極実装面7aをそれぞれ有する陽極実装端子5及び陰極実装端子7を導通化するために、変換基板12の絶縁性のガラスエポキシ層15内に、数箇所のスルーホール8が形成されている。又、陽極実装端子5及び陰極実装端子7には図4に示すように、凹部5b及び7bがそれぞれ設けられている。当該凹部は矩形状で中心部側の2ヶ所の角がR加工されており、直線である縁17と製品端面18との交差角度19は、矩形形状であれば90度であり、それ以外の形状を有した場合は、90度以下とする。切断寸法精度と陽陰極実装端子の寸法を考慮すると、30度以上が好ましい。
The
次に、本発明の一例によるチップ型固体電解コンデンサ20について図1を参照して説明する。まず、公知の技術によってコンデンサ素子1を製作する。次に金属片からなる支持部材3にコンデンサ素子1から導出した陽極リード線2を抵抗溶接により接続する。そして、変換基板12の陽極接続端子4の陽極側接続端子面4aに高温はんだ10を塗布し、また変換基板12の陰極接続端子6の陰極側接続端子面6aに導電性接着剤11を塗布する。その後、高温はんだ10上に支持部材3を搭載するように、また、導電性接着剤11上にコンデンサ素子1を搭載し、支持部材3の上面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を溶融することで、支持部材3と陽極接続端子4とをはんだ接続して、導電性接着剤11を乾燥硬化することでコンデンサ素子1と陰極接続端子6を接続する。その後、変換基板12上のコンデンサ素子1を覆うように外装樹脂9を形成し、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、本発明の一例によるチップ型固体電解コンデンサ20が得られる。
Next, a chip type solid electrolytic capacitor 20 according to an example of the present invention will be described with reference to FIG. First, the
(実施例1)
実施例1について図1から図3を用いて説明する。
Example 1
Example 1 will be described with reference to FIGS.
まず、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、弁作用金属として、タンタルを用い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で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。なお、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。
First, since the production of the
次に、本実施例1で用いる変換基板12としては、図1に示すように、絶縁性の変換基板12の上面に、金属片からなる支持部材3と高温はんだ10、およびコンデンサ素子1と導電性接着剤11を介して接続させるための陽極側接続端子面4a及び陰極側接続端子面6aを夫々有する陽極及び陰極接続端子4,6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5a,7aをそれぞれ備えた陽極実装端子5及び陰極実装端子7が形成されている。そして、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、数箇所のスルーホール8を形成した。
Next, as the
図2に示すように、陽極実装端子5及び陰極実装端子7は、凹部5b及び7bをレーザー加工によって設けた。凹部の寸法は深さ0.075mm、W(幅)0.2mm、L(長さ)0.79mm、T(短い縁)0.1mm、R(半径)0.05mm、縁と製品端面との交差角度Aを90度とした。
As shown in FIG. 2, the
次に、陽極リード線2と支持部材3を抵抗溶接によって接続した。支持部材3をなす金属片の材料としては42%Ni合金や銅などがあげられる。その後、陽極接続端子4の陽極側接続端子面4a上に、例えば、Sn、Ag、Cuを含む高温はんだ10を塗布し、その上に支持部材3を載せた。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として、レーザー光を支持部材3の上面の溶接された陽極リード線2を避けるようにして両端の2箇所を同時照射した。このように金属片からなる支持部材3にレーザー光を照射し、レーザー光の熱により高温はんだ10が溶融し、支持部材3と陽極接続端子4とをはんだによって接続した。
Next, the
また、コンデンサ素子1の陰極部1aと変換基板12の陰極接続端子6を、陰極側接続端子面6a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、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を用いて熱成型して外装を行った後、図3に示すように、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20の外側面となる四面を切断し、本実施例1のチップ型固体電解コンデンサ20を得た。
Further, the
(実施例2)
実施例2について図5〜7を用いて説明する。
(Example 2)
Example 2 will be described with reference to FIGS.
図5は本発明の実施例2におけるチップ型固体電解コンデンサの切断前の底面図であり、図6は本発明の実施例2におけるチップ型固体電解コンデンサの切断後の底面図であり、図7は本発明の実施例2におけるチップ型固体電解コンデンサの切断後の陰極実装端子の拡大図である。 FIG. 5 is a bottom view before cutting the chip-type solid electrolytic capacitor in Example 2 of the present invention, and FIG. 6 is a bottom view after cutting the chip-type solid electrolytic capacitor in Example 2 of the present invention. These are the enlarged views of the cathode mounting terminal after the cutting | disconnection of the chip-type solid electrolytic capacitor in Example 2 of this invention.
切断前の凹部5b及び7bの寸法は、深さ0.075mm、W(幅)0.2mm、L1(長さ)0.79mm、L2(長さ)0.63mm、T(短い縁)0.1mm、R(半径)0.045mm、縁と製品端面との交差角度Aを63.4度とした。尚、前記凹部寸法以外は、実施例1と同様である。
The dimensions of the
(比較例)
図9より、切断前の凹部5b及び7bの寸法を深さ0.075mm、W(幅)0.2mm、L(長さ)0.79mm、T(短い縁)0.1mm、R(半径)0.1mmとした。尚、前記凹部寸法以外は、実施例1と同様である。
(Comparative example)
From FIG. 9, the dimensions of the
実施例1、2及び比較例のチップ型固体電解コンデンサを1000個製作して、前記ダイシングソーによる切断後のバリ発生率を表1に示した。 1000 chip-type solid electrolytic capacitors of Examples 1 and 2 and Comparative Example were manufactured, and the burr generation rate after cutting with the dicing saw is shown in Table 1.
表1からわかるように、実施例1及び実施例2は比較例に比べて切断後のバリ発生に対して改善されていることがわかる。これにより、はんだ接続の信頼性が向上すると言える。 As can be seen from Table 1, it can be seen that Example 1 and Example 2 are improved with respect to the generation of burrs after cutting as compared with the comparative example. Thereby, it can be said that the reliability of solder connection is improved.
本発明によるチップ型固体電解コンデンサは、電子機器、電気機器や、携帯電話等の基板に表面実装される固体電解コンデンサに適用される。 The chip-type solid electrolytic capacitor according to the present invention is applied to a solid electrolytic capacitor that is surface-mounted on a substrate such as an electronic device, an electric device, or a mobile phone.
1,21 コンデンサ素子
1a 陰極部
2,22 陽極リード線
3,23 支持部材
4,24 陽極接続端子
4a,24a 陽極側接続端子面
5,25 陽極実装端子
5a,25a 外部実装面
5b,25b 凹部
6,26 陰極接続端子
6a,26a 陰極側接続端子面
7,27 陰極実装端子
7a,27a 外部実装面
7b,27b 凹部
8,28 スルーホール
9,29 外装樹脂
10,30 高温はんだ
11,31 導電性接着剤
12,32 変換基板
13,33 陽極端子
14,34 陰極端子
15,35 ガラスエポキシ層
16,36 角
17,37 縁
18,38 製品端面
19,39 交差角度
20,40 チップ型固体電解コンデンサ
41 バリ
1, 21
Claims (1)
前記凹部縁と製品端面との交差角度が鋭角であることを特徴とするチップ型固体電解コンデンサ。 An anode lead wire is provided, and includes a capacitor element having a cathode layer and an anode connection terminal and a cathode connection terminal connected to the capacitor element provided to face the upper surface of the insulating plate. And an anode mounting terminal and a cathode mounting terminal connected to the cathode connection terminal through a through hole, respectively, and the anode connection terminal and the cathode connection terminal are each provided with a recess for forming a solder fillet, and the capacitor element And the upper surface of the insulating plate is externally covered with an external resin,
Chip type solid electrolytic capacitor characterized in that the crossing angle between the peripheral edge and a product end surface is acute angle.
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