JP2008021771A - チップ形固体電解コンデンサ - Google Patents
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Abstract
【課題】各種電子機器に使用されるチップ形固体電解コンデンサの更なる低ESL化を図ることを目的とする。
【解決手段】少なくとも対向する辺に略同形状、同面積の陽極電極部を突出して設けた陽極体に絶縁部を設けて陽極電極部と陰極形成部に分離し、この陰極形成部に固体電解質層、陰極層を形成して陰極電極部を設けたコンデンサ素子1と、このコンデンサ素子1の陽極/陰極電極部に接合された陽極/陰極端子7、8と、この陽極/陰極端子7、8の一部を除いてコンデンサ素子1を被覆した外装樹脂10からなる構成により、コンデンサ素子1の状態で同一ライン上に陽極/陰極部を近接配置でき、この陽極/陰極部に端子板を接合することにより同一ライン上に3端子以上の多端子構造を実現できるため、陽極/陰極端子7、8間を流れる電流経路を短くすることができ、ESLを大幅に低減できる。
【選択図】図1
【解決手段】少なくとも対向する辺に略同形状、同面積の陽極電極部を突出して設けた陽極体に絶縁部を設けて陽極電極部と陰極形成部に分離し、この陰極形成部に固体電解質層、陰極層を形成して陰極電極部を設けたコンデンサ素子1と、このコンデンサ素子1の陽極/陰極電極部に接合された陽極/陰極端子7、8と、この陽極/陰極端子7、8の一部を除いてコンデンサ素子1を被覆した外装樹脂10からなる構成により、コンデンサ素子1の状態で同一ライン上に陽極/陰極部を近接配置でき、この陽極/陰極部に端子板を接合することにより同一ライン上に3端子以上の多端子構造を実現できるため、陽極/陰極端子7、8間を流れる電流経路を短くすることができ、ESLを大幅に低減できる。
【選択図】図1
Description
本発明は各種電子機器に使用されるコンデンサの中で、導電性高分子を固体電解質に用いたチップ形固体電解コンデンサに関するものである。
電子機器の高周波化に伴って電子部品の一つであるコンデンサにも従来よりも高周波領域でのインピーダンス特性に優れたコンデンサが求められてきており、このような要求に応えるために電気伝導度の高い導電性高分子を固体電解質に用いた固体電解コンデンサが種々検討されている。
また、近年、パーソナルコンピュータのCPU周り等に使用される固体電解コンデンサには小型大容量化が強く望まれており、更に高周波化に対応して低ESR(等価直列抵抗)化のみならず、ノイズ除去や過渡応答性に優れた、低ESL(等価直列インダクタンス)化が強く要求されており、このような要求に応えるために種々の検討がなされている。
図9(a)、(b)は本発明者らが提案した、この種の従来のチップ形固体電解コンデンサの構成を示した斜視図と底面図、図10(a)〜(c)は同チップ形固体電解コンデンサに使用される陰極リードフレームの斜視図、同陽極リードフレームの斜視図、同両リードフレームを重ね合わせた状態の斜視図である。
図9と図10において、31はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子31は弁作用金属であるアルミニウム箔を粗面化して表面に誘電体酸化皮膜を形成した陽極体の所定の位置に絶縁性のレジスト部31aを設けて陽極電極部31bと陰極形成部に分離し、この陰極形成部の誘電体酸化皮膜上に導電性高分子からなる固体電解質層、カーボンと銀ペーストからなる陰極層を順次積層形成して陰極電極部31cを形成することにより構成されたものである。
32は陽極リードフレームを示し、この陽極リードフレーム32は上記コンデンサ素子31の陽極電極部31bが接合される陽極接合部32bが平面部32aの一端に設けられると共に、実装用の陽極端子部32cが下面に複数個設けられている。なお、この陽極端子部32cは1枚の基材を折り曲げることにより平面部32aから実装面側に突出するように形成されたものである。
33は陰極リードフレームを示し、この陰極リードフレーム33は上記コンデンサ素子31の陰極電極部31cを搭載して接合すると共に上記陽極リードフレーム32の平面部32a上に図示しない絶縁層を介して載置される平面部33a、ならびに実装用の陰極端子部33bが下面に複数個設けられている。なお、この陰極端子部33bは1枚の基材を折り曲げることにより平面部33aから実装面側に突出するように形成されたものである。また、33cはコンデンサ素子31の陰極電極部31cを位置決め固定するために設けられたガイド壁である。また、上記図示しない絶縁層は、厚さが10μm程度のポリイミドフィルム、あるいは樹脂を印刷することによって形成すれば良いものである。
34は上記陽極端子部32cと陰極端子部33bの実装面が露呈する状態で複数のコンデンサ素子31、陽極リードフレーム32、陰極リードフレーム33を一体に被覆した絶縁性の外装樹脂であり、図9(a)においては、内部構造を分かり易くするために、この外装樹脂34を除いた状態で図示したものである。
このように構成された従来のチップ形固体電解コンデンサは、陰極リードフレーム33に流れる電流の向きと反対方向に電流が流れるように陽極リードフレーム32を重ね合わせて配置した構成により、お互いのリードフレームに流れる電流が打ち消しあうようになるためにESLを大幅に低減することができる(参考:270pH)ようになるというものであった。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
特開2006−80427号公報
しかしながら上記従来のチップ形固体電解コンデンサでは、従来品と比較してESLを大幅に低減することができるという効果は有するものの、更に高いレベルで要求される低ESL化に対しては、更なる改良が必要であるという課題があった。
本発明はこのような従来の課題を解決し、更なる低ESL化を実現することが可能なチップ形固体電解コンデンサを提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために本発明は、表面に誘電体酸化皮膜層が形成されたアルミニウム箔からなる陽極体の所定の位置に絶縁部を設けて陽極電極部と陰極形成部に分離し、この陰極形成部に導電性高分子からなる固体電解質層、カーボンと銀ペーストからなる陰極層を順次積層形成することにより陰極電極部が形成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子の陽極電極部と陰極電極部を夫々上面に接合した陽極端子ならびに陰極端子と、この陽極端子ならびに陰極端子の少なくとも実装面となる底面を除いて上記コンデンサ素子と陽極端子ならびに陰極端子を一体に被覆した絶縁性の外装樹脂からなるチップ形固体電解コンデンサにおいて、上記陽極体として、少なくとも対向する辺に略同形状、同面積の陽極電極部を夫々突出して設けたものを用いた構成にしたものである。
以上のように本発明によるチップ形固体電解コンデンサは、陽極体の少なくとも対向する辺に略同形状、同面積の陽極電極部を夫々突出して設けた構成により、コンデンサ素子の状態で同一ライン上またはこの近傍の極めて近接した位置に陽極部と陰極部を配置することができるようになり、このコンデンサ素子の陽極部と陰極部に陽極端子と陰極端子を夫々接合することによって同一ライン上またはこの近傍の極めて近接した位置に3端子以上の端子を有した多端子構造のチップ形固体電解コンデンサを実現することができるようになるため、陽極端子/陰極端子間を流れる電流をお互いに打ち消し合って、ESLを大幅に低減することができるようになるという効果が得られるものである。
(実施の形態1)
以下、実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1、2に記載の発明について説明する。
以下、実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1、2に記載の発明について説明する。
図1(a)〜(d)は本発明の実施の形態1によるチップ形固体電解コンデンサの構成を示した平面図と正面図と底面図と側面図、図2は同チップ形固体電解コンデンサに使用される陽極端子と陰極端子を示した平面図、図3(a)〜(d)は同チップ形固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子の製造プロセスを示した製造工程図である。
図1〜図3において、1はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子1は対向する辺に略同形状、同面積の陽極電極部2aを夫々突出して設けたアルミニウム箔からなる陽極体2の表面に図示しない誘電体酸化皮膜層を形成した後に、所定の位置に絶縁性のレジスト部3を設けて陽極電極部2aと陰極形成部4に分離し、この陰極形成部4の表面に導電性高分子からなる固体電解質層5a、カーボンと銀ペーストからなる陰極層5bを順次積層形成して陰極電極部6を形成することにより構成されたものである。
7は上記コンデンサ素子1の陽極電極部2aを上面に接合した平板状の陽極端子、8はコンデンサ素子1の陰極電極部6を上面に接合した平板状の陰極端子であり、この陽極端子7と陰極端子8は1枚の基材9を打ち抜き加工することによって夫々が独立するように形成されているものである。また、上記陽極端子7と陽極電極部2aの接合は抵抗溶接(溶接痕7a)で、陰極端子8と陰極電極部6の接合は図示しない導電性銀ペーストによって行われているものである。
10はこのようにコンデンサ素子1を接合した陽極端子7と陰極端子8の一部が夫々外表面に露呈する状態でコンデンサ素子1を被覆した絶縁性の外装樹脂(図1(a)においては、内部構造を分かり易くするために、この外装樹脂10を除いた状態で図示している)であり、これにより面実装対応のチップ形固体電解コンデンサを構成したものである。
このように構成された本実施の形態によるチップ形固体電解コンデンサは、実装面となる下面の対向する辺に一対の陽極端子7を有し、かつ、この一対の陽極端子7どうしを結ぶライン上の極めて近接した位置に陰極端子8を配置した3端子以上の多端子構造を実現することができるようになるため、陽極端子7/陰極端子8間を流れる電流をお互いに打ち消し合って、ESLを大幅に低減することができるようになるという格別の効果を奏するものであり、このチップ形固体電解コンデンサのESLを測定したところ98pHという低い値を示し、従来品(270pH)と比べてESLを大幅に低減することができるものである。
(実施の形態2)
以下、実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項1、2に記載の発明について説明する。
以下、実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項1、2に記載の発明について説明する。
本実施の形態は、上記実施の形態1で説明したチップ形固体電解コンデンサの陽極端子と陰極端子の構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態1と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。
図4(a)〜(d)は本発明の実施の形態2によるチップ形固体電解コンデンサの構成を示した平面図と正面図と底面図と側面図、図5は同チップ形固体電解コンデンサに使用される陽極端子と陰極端子を示した平面図であり、図4と図5において、11はコンデンサ素子1の陽極電極部2aを上面に接合した平板状の陽極端子、12はコンデンサ素子1の陰極電極部6を上面に接合した平板状の陰極端子であり、この陽極端子11と陰極端子12は1枚の基材9を打ち抜き加工することによって夫々が独立するように形成されているものである。また、上記陽極端子11と陽極電極部2aの接合は抵抗溶接(溶接痕11a)で、陰極端子12と陰極電極部6の接合は図示しない導電性銀ペーストによって行われているものである。
このように構成された本実施の形態によるチップ形固体電解コンデンサは、上記実施の形態1によるチップ形固体電解コンデンサにより得られる効果に加え、プリント基板に設けられた電源ライン(図示せず)に陽極端子11を接続し、この電源ラインを跨いで陰極端子12を接続することができるという格別の効果が得られるものである。
また、このチップ形固体電解コンデンサのESLを測定したところ96pHという低い値を示し、従来品(270pH)と比べてESLを大幅に低減することができるものである。
(実施の形態3)
以下、実施の形態3を用いて、本発明の特に請求項1、2に記載の発明について説明する。
以下、実施の形態3を用いて、本発明の特に請求項1、2に記載の発明について説明する。
本実施の形態は、上記実施の形態1で説明したチップ形固体電解コンデンサの陽極端子と陰極端子の構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態1と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。
図6(a)〜(d)は本発明の実施の形態3によるチップ形固体電解コンデンサの構成を示した平面図と正面図と底面図と側面図、図7は同チップ形固体電解コンデンサに使用される陽極端子と陰極端子を示した平面図であり、図6と図7において、13はコンデンサ素子1の陽極電極部2aを上面に接合した平板状の陽極端子、14はコンデンサ素子1の陰極電極部6を上面に接合した平板状の陰極端子であり、この陽極端子13と陰極端子14は1枚の基材9を打ち抜き加工することによって夫々が独立するように形成されているものである。また、上記陽極端子13と陽極電極部2aの接合は抵抗溶接(溶接痕13a)で、陰極端子14と陰極電極部6の接合は図示しない導電性銀ペーストによって行われているものである。
このように構成された本実施の形態によるチップ形固体電解コンデンサは、上記実施の形態1によるチップ形固体電解コンデンサにより得られる効果に加え、陽極端子13と陰極端子14が各2箇所に設けられた構成となるため、プリント基板への実装時の自由度を増すことができるという格別の効果が得られるものである。
また、このチップ形固体電解コンデンサのESLを測定したところ68pHという低い値を示し、従来品(270pH)と比べてESLを大幅に低減することができるものである。
(実施の形態4)
以下、実施の形態4を用いて、本発明の特に請求項3〜13に記載の発明について説明する。
以下、実施の形態4を用いて、本発明の特に請求項3〜13に記載の発明について説明する。
本実施の形態は、上記実施の形態1で説明したチップ形固体電解コンデンサのコンデンサ素子を構成する陽極体の構成が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施の形態1と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。
図8(a)〜(p)は本発明の実施の形態4によるチップ形固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子を構成するアルミニウム箔からなる陽極体を示した平面図であり、図8(a)は上記実施の形態1で説明した陽極体2を示し、この陽極体2は対向する各辺の対角位置となる一端部に略同形状、同面積の陽極電極部2aを夫々非対称に突出して設けた構成のものである。
図8(b)は、陽極体15の対向する各辺の対角位置となる一端部に略同形状、同面積の陽極電極部15aを夫々非対称に突出して設けると共に、さらに、この陽極電極部15aを設けた辺と交差する方向の各辺に同様の陽極電極部15aを設けた構成のものである。
図8(c)は、陽極体16の対向する各辺の中央部に略同形状、同面積の陽極電極部16aを夫々対称に突出して設けた構成のものである。
図8(d)は、陽極体17の対向する各辺の中央部に略同形状、同面積の陽極電極部17aを夫々対称に突出して設けると共に、さらに、この陽極電極部17aを設けた辺と交差する方向の各辺の中央部に同様の陽極電極部17aを設けた構成のものである。
図8(e)は、陽極体18の対向する各辺の一端部に略同形状、同面積の陽極電極部18aを夫々対称に突出して設けた構成のものである。
図8(f)は、陽極体19の対向する各辺の一端部に略同形状、同面積の陽極電極部19aを夫々対称に突出して設けると共に、さらに、この陽極電極部19aを設けた辺と交差する方向の各辺の中央部に同様の陽極電極部19aを設けた構成のものである。
図8(g)は、陽極体20の対向する各辺の一端部に略同形状、同面積の陽極電極部20aを夫々対称に突出して設けると共に、さらに、この陽極電極部20aを設けた辺と交差する方向の一方の辺の中央部に同様の陽極電極部20aを設けた構成のものである。
図8(h)は、陽極体21の対向する各辺の両端部に略同形状、同面積の陽極電極部21aを夫々対称に突出して設けた構成のものである。
図8(i)は、陽極体22の対向する各辺の両端部に略同形状、同面積の陽極電極部22aを夫々対称に突出して設けると共に、さらに、この陽極電極部22aを設けた辺と交差する方向の各辺の中央部に同様の陽極電極部22aを設けた構成のものである。
図8(j)は、陽極体23の対向する各辺の両端部に略同形状、同面積の陽極電極部23aを夫々対称に突出して設けると共に、さらに、この陽極電極部23aを設けた辺と交差する方向の一方の辺の中央部に同様の陽極電極部23aを設けた構成のものである。
図8(k)は、陽極体24の対向する各辺の両端部ならびに中央部に略同形状、同面積の陽極電極部24aを夫々対称に突出して設けた構成のものである。
図8(l)は、陽極体25の対向する各辺の両端部ならびに中央部に略同形状、同面積の陽極電極部25aを夫々対称に突出して設けると共に、さらに、この陽極電極部25aを設けた辺と交差する方向の各辺の中央部に同様の陽極電極部25aを設けた構成のものである。
図8(m)は、陽極体26の対向する各辺の両端部ならびに中央部に略同形状、同面積の陽極電極部26aを夫々対称に突出して設けると共に、さらに、この陽極電極部26aを設けた辺と交差する方向の一方の辺の中央部に同様の陽極電極部26aを設けた構成のものである。
図8(n)は、陽極体27の対向する各辺の対角位置となる一端部、ならびにこの一端部と他端部との間に略同形状、同面積の陽極電極部27aを夫々非対称に突出して設けた構成のものである。
図8(o)は、陽極体28の対向する各辺の対角位置となる一端部、ならびにこの一端部と他端部との間に略同形状、同面積の陽極電極部28aを夫々非対称に突出して設けると共に、さらに、この陽極電極部28aを設けた辺と交差する方向の各辺の中央部に同様の陽極電極部28aを設けた構成のものである。
図8(p)は、陽極体29の対向する各辺の対角位置となる一端部、ならびにこの一端部と他端部との間に略同形状、同面積の陽極電極部29aを夫々非対称に突出して設けると共に、さらに、この陽極電極部29aを設けた辺と交差する方向の一方の辺の中央部に同様の陽極電極部29aを設けた構成のものである。
このように構成された図8(a)〜(p)に示す夫々の陽極体を用いたチップ形固体電解コンデンサは、上記実施の形態1によるチップ形固体電解コンデンサと同様に、実装面となる下面の対向する辺に一対の陽極端子を有し、かつ、この一対の陽極端子どうしを結ぶライン上の極めて近接した位置に陰極端子を配置した3端子以上の多端子構造を実現することができるため、陽極端子/陰極端子間を流れる電流をお互いに打ち消し合って、ESLを大幅に低減することができるようになるという効果に加え、陽極電極部を複数設けることにより、陽極端子/陰極端子間をより短くすることができるために、よりESLを低減することができるようになり、さらにはプリント基板実装時の配線パターンの設計自由度を増すことができるという格別の効果を奏するものである。
本発明によるチップ形固体電解コンデンサは、ESLを大きく低減することが可能になるという効果を有し、特に高周波応答性が要求される分野等として有用である。
1 コンデンサ素子
2、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29 陽極体
2a、15a、16a、17a、18a、19a、20a、21a、22a、23a、24a、25a、26a、27a、28a、29a 陽極電極部
3 レジスト部
4 陰極形成部
5a 固体電解質層
5b 陰極層
6 陰極電極部
7、11、13 陽極端子
7a、11a、13a 溶接痕
8、12、14 陰極端子
9 基材
10 外装樹脂
2、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29 陽極体
2a、15a、16a、17a、18a、19a、20a、21a、22a、23a、24a、25a、26a、27a、28a、29a 陽極電極部
3 レジスト部
4 陰極形成部
5a 固体電解質層
5b 陰極層
6 陰極電極部
7、11、13 陽極端子
7a、11a、13a 溶接痕
8、12、14 陰極端子
9 基材
10 外装樹脂
Claims (13)
- 表面に誘電体酸化皮膜層が形成されたアルミニウム箔からなる陽極体の所定の位置に絶縁部を設けて陽極電極部と陰極形成部に分離し、この陰極形成部に導電性高分子からなる固体電解質層、カーボンと銀ペーストからなる陰極層を順次積層形成することにより陰極電極部が形成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子の陽極電極部と陰極電極部を夫々上面に接合した陽極端子ならびに陰極端子と、この陽極端子ならびに陰極端子の少なくとも実装面となる底面を除いて上記コンデンサ素子と陽極端子ならびに陰極端子を一体に被覆した絶縁性の外装樹脂からなるチップ形固体電解コンデンサにおいて、上記陽極体として、少なくとも対向する辺に略同形状、同面積の陽極電極部を夫々突出して設けたものを用いたチップ形固体電解コンデンサ。
- 陽極体の対向する辺に夫々突出して設けた陽極電極部が、各辺の対角位置となる一端部に夫々非対称に突出して設けられた請求項1に記載のチップ形固体電解コンデンサ。
- 各辺の対角位置となる一端部に夫々非対称に突出して設けた陽極電極部に加え、この陽極電極部を設けた辺と交差する方向の各辺に同様の陽極電極部を設けた請求項2に記載のチップ形固体電解コンデンサ。
- 陽極体の対向する辺に夫々突出して設けた陽極電極部が、各辺の中央部に夫々対称に突出して設けられた請求項1に記載のチップ形固体電解コンデンサ。
- 各辺の中央部に夫々対称に突出して設けた陽極電極部に加え、この陽極電極部を設けた辺と交差する方向の各辺の中央部に同様の陽極電極部を設けた請求項4に記載のチップ形固体電解コンデンサ。
- 陽極体の対向する辺に夫々突出して設けた陽極電極部が、各辺の一端部に夫々対称に突出して設けられた請求項1に記載のチップ形固体電解コンデンサ。
- 各辺の一端部に夫々対称に突出して設けた陽極電極部に加え、この陽極電極部を設けた辺と交差する方向の少なくとも一方の辺の中央部に突出する陽極電極部を設けた請求項6に記載のチップ形固体電解コンデンサ。
- 陽極体の対向する辺に夫々突出して設けた陽極電極部が、各辺の両端部に夫々対称に突
出して設けられた請求項1に記載のチップ形固体電解コンデンサ。 - 各辺の両端部に夫々対称に突出して設けた陽極電極部に加え、この陽極電極部を設けた辺と交差する方向の少なくとも一方の辺の中央部にも突出する陽極電極部を設けた請求項8に記載のチップ形固体電解コンデンサ。
- 陽極体の対向する辺に夫々突出して設けた陽極電極部が、各辺の両端部ならびに中央部に夫々対称に突出して設けられた請求項1に記載のチップ形固体電解コンデンサ。
- 各辺の両端部ならびに中央部に夫々対称に突出して設けた陽極電極部に加え、この陽極電極部を設けた辺と交差する方向の少なくとも一方の辺の中央部に突出する陽極電極部を設けた請求項10に記載のチップ形固体電解コンデンサ。
- 陽極体の対向する辺に夫々突出して設けた陽極電極部が、各辺の対角位置となる一端部、ならびにこの一端部と他端部との間に夫々非対称に突出して設けられた請求項1に記載のチップ形固体電解コンデンサ。
- 各辺の対角位置となる一端部、ならびにこの一端部と他端部との間に夫々非対称に突出して設けた陽極電極部に加え、この陽極電極部を設けた辺と交差する方向の少なくとも一方の辺の中央部に突出する陽極電極部を設けた請求項12に記載のチップ形固体電解コンデンサ。
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