JP2973499B2 - チップ型固体電解コンデンサ - Google Patents

チップ型固体電解コンデンサ

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、導電性高分子を固体電解質とするチップ型
固体電解コンデンサの構造に関するものである。
従来の技術 近年、電子機器のデジタル化に伴って、そこに使用さ
れるコンデンサも高周波領域においてインピーダンスが
低く、かつ小型で大容量化したものへの要求が高まって
いる。そしてこの高周波化に対応するためには、電解コ
ンデンサの等価直列抵抗をできるだけ小さくすることが
必要である。
そこで近年開発されてきている導電性高分子を用いた
固体電解コンデンサでは、導電性高分子の電導度が102S
/cm程度という具合に、二酸化マンガン（10-2S/cm）、T
CNQ塩（100S/cm）に比べて非常に高く、またポリマーの
熱安定性も非常に高いため、インピーダンスの周波数特
性、および広い範囲での温度特性とも安定した理想的な
特性を有する電解コンデンサを提供することが可能とな
ってきている。
しかしながら、高周波化が進んでくると、コンデンサ
の外部接続端子の部分に起因するインダクタンス分につ
いてもできるだけ小さくする必要性と、また電子機器の
軽薄短小化のために電子機器の実装効率を上げるため、
回路基板上および実装スペース上での占有空間を最小に
する工夫が必要となってきているもので、これらの観点
から実装スペース効率の自由度が大きい、すなわち縦横
に自由に実装が行えるチップ部品が要望されるようにな
ってきている。
以下、従来のチップ型固体電解コンデンサについて第
８図および第９図にもとづいて説明する。第８図は導電
性高分子を固体電解質とした従来の面実装対応のチップ
型固体電解コンデンサの構成を示したもので、（ａ）は
陽極箔を巻回して構成したコンデンサ素子の斜視図であ
り、（ｂ）は陽極箔を積層して構成したコンデンサ素子
の斜視図である。また第９図は低背型のチップ型固体電
解コンデンサの斜視図である。そして第８図（ａ），
（ｂ）に示すそれぞれのコンデンサ素子1,2は、エッチ
ングした陽極箔に陽極酸化皮膜を形成して誘電体とし、
かつこの誘電体における陽極引出し部以外の部分に、導
電性高分子層，グラファイト層，銀ペイント層を形成
し、さらにこのコンデンサ素子1,2に、コンデンサ素子
1,2と平行になるように陽極端子３と陰極端子４を接続
し、その後、第９図に示すように、トランスファーモー
ルドやポッティング等により外装を施し、高さ方向に対
して床面積を大きく占有する低背型のチップ型固体電解
コンデンサ５を構成していた。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の構成では、一枚の回路基板
上に多くの部品を高密度で実装する場合には、低背化さ
れた横型のチップ部品では回路基板上で大きな面積を占
有してしまうだけでなく、外部端子となる陽極端子３お
よび陰極端子４が単一で対向した構造となっているた
め、高周波になればなる程、プリント配線のランド部分
を表皮効果的に電流が流れてコンデンサ素子の内部に効
率よく電流を通過させにくくなり、その結果、コンデン
サのキャパシタンスを最大限に生かし、インダクタンス
を最小にすることができないという問題点があった。
本発明はこのような従来の問題点を解決するもので、
導電性高分子を固体電解質に用いて高周波領域で低イン
ピーダンス化に適した大容量のチップ型固体電解コンデ
ンサを提供するとともに、高周波駆動の回路基板の効率
的な高密度実装を可能にすることを目的とするものであ
る。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明のチップ型固体電解
コンデンサは、第１の手段として、弁金属よりなる板ま
たは弁金属よりなる箔上に陽極酸化皮膜を形成して誘電
体とし、この誘電体の所定の部分に導電性高分子層およ
び導電体層を順次形成して構成したコンデンサ素子板
と、このコンデンサ素子板に接続され、かつ板状の対向
する構造の二端子の外部接続端子をそれぞれ陽極部およ
び陰極部とする合計四端子の外部接続端子とを有し、前
記四端子の外部接続端子のうち陽極部と陰極部とが一対
で別々の外装面から露出するように直方体状に樹脂でモ
ールド外装し、さらに前記四端子の外部接続端子を、モ
ールド外装における外部接続端子の露出面からモールド
外装の表面に沿って曲げ加工することにより、露出面と
は別の外装面に四端子の外部接続端子のすべてを位置さ
せたものである。
また本発明のチップ型固体電解コンデンサは、第２の
手段として、弁金属よりなる板または弁金属よりなる箔
上に陽極酸化皮膜を形成して誘電体とし、この誘電体の
所定の部分に導電性高分子層および導電体層を順次形成
して構成したコンデンサ素子板を複数枚備え、１つのコ
ンデンサ素子板における誘電体の露出した部分と、他の
コンデンサ素子板における誘電体に形成した導電体層部
分とを互いに対応させて複数枚積層し、かつこれらのコ
ンデンサ素子板の導電体層間を導電性接着剤で結合した
構造を有するコンデンサ素子板積層体と、このコンデン
サ素子板積層体に接続され、かつ板状の対向する構造の
二端子の外部接続端子をそれぞれ陽極部および陰極部と
する合計四端子の外部接続端子とを有し、前記四端子の
外部接続端子のうち陽極部と陰極部とが一対で別々の外
装面から露出するように直方体状に樹脂でモールド外装
し、さらに前記四端子の外部接続端子を、モールド外装
における外部接続端子の露出面からモールド外装の表面
に沿って曲げ加工することにより、露出面とは別の外装
面に四端子の外部接続端子のすべてを位置させたもので
ある。
作用 上記した構成のチップ型固体電解コンデンサにおいて
は、コンデンサ素子板またはコンデンサ素子板積層体に
接続され、かつ板状の対向する構造の二端子の外部接続
端子をそれぞれ陽極部および陰極部とする合計四端子の
外部接続端子を備え、この四端子の外部接続端子のうち
陽極部と陰極部とが一対で別々の外装面から露出するよ
うに直方体状に樹脂でモールド外装し、さらに前記四端
子の外部接続端子を、モールド外装における外部接続端
子の露出面からモールド外装の表面に沿って曲げ加工す
ることにより、露出面とは別の外装面に四端子の外部接
続端子のすべてを位置させているため、電子機器の実装
効率を上げるために回路基板上および実装スペース上で
の占有空間を最小にするように、実装スペースに合わせ
て縦型および横型のいずれでも自由に実装することがで
きる。また高周波回路で使用する場合の課題であった表
皮効果による電流の流れを、合計四端子の外部接続端子
の特徴を生かして陽極側二端子，陰極側二端子となるよ
うにプリント基板のランド形状を工夫することによって
効率化することができ、これにより、コンデンサのキャ
パシタンスを最大限に生かしてインダクタンスを最小に
することができる。
このように本発明のチップ型固体電解コンデンサの構
成によれば、導電性高分子を固体電解質に用いて高周波
領域で低インピーダンス化に適した大容量のチップ型固
体電解コンデンサを提供することができるとともに、高
周波駆動回路基板の効率的な高密度実装が可能となるも
のである。
実施例 以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明の一実施例のチップ型
固体電解コンデンサに使用したコンデンサ素子板の構造
を示す平面図および断面図であり、弁金属よりなる板ま
たは弁金属よりなる箔としては、アルミニウム，タンタ
ル，チタン，ニオブなどから選ばれる陽極酸化皮膜形成
能力を有する板または箔を用いている。
次に、本発明の一実施例のチップ型固体電解コンデン
サに使用したコンデンサ素子板11の作成方法の一例につ
いて説明する。
本実施例では幅4mmの短冊状に切断されたアルミニウ
ム箔を塩酸などの水溶液中で電気化学的にエッチングし
たアルミニウムエッチド箔12を使用し、このアルミニウ
ムエッチド箔12の所定の部分に、アジピン酸アンモニウ
ムなどの電解質を含む水溶液中で70Vで１時間陽極酸化
を行って誘電体となる陽極酸化皮膜13を形成した。そし
てこの陽極酸化皮膜13上の所定の部分に硝酸マンガンの
低濃度水溶液を塗布し、300℃で20分間熱分解して、マ
ンガン酸化物層14を形成した。次にピロール0.25モル／
リットル、アルキルナフタレンスルフォン酸ソーダ0.1
モル／リットルの水溶液中で、前記マンガン酸化物層14
に接触するように設けたステンレス電極を電解重合用の
陽極とし、前記マンガン酸化物層14上の全体に、定電流
2mAで固体電解質となるポリピロールの導電性高分子層1
5を電解重合により形成した。さらにこの導電性高分子
層15の上に、陰極引出し用としてグラファイト層16,銀
ペイント層17を順次形成し、長さ9mm,幅4mmの定格16V4.
7μＦのコンデンサ素子板11を構成した。
なお、このコンデンサ素子板11の作成方法について
は、上記した方法に限定されるものではなく、最終的に
同様の構成を有する作成方法であればよい。
（実施例１） まず、第２図（ａ）に示したような構造の厚さ0.1mm
の鉄基材からなる20個取りの量産用のコム電極18を形成
し、このコム電極18上の陰極接続部19に導電性接着剤を
塗布し、そして前述のようにして作成したコンデンサ素
子板11を第２図（ｂ）のように載せて陰極部を接続し
た。次に陽極部はYAGレーザーによる溶接により電気的
に接続して外部接続端子20をコンデンサ素子板11に接続
した。このようにして形成した裸素子を200トンプレス
のトランスファー成形機を用いて第３図に示すようにエ
ポキシ樹脂でモールド外装21を形成した。この場合、前
記外部接続端子20は板状の対向する構造の二端子をそれ
ぞれ陽極部および陰極部の四端子としており、そしてこ
の四端子の外部接続端子20のうち陽極部と陰極部とが一
対で別々の外装面から露出するように直方体状にエポキ
シ樹脂でモールド外装21を形成した。
そして上記のようにして構成したコンデンサをコム電
極18から切断し、次にこのコンデンサの陽極部と陰極部
間に20Vの電圧を印加し、100℃の高温中でエージングを
行うことにより漏れ電流を低下させた。この後、四端子
の外部接続端子20を半田浴に浸漬して外部接続端子20に
半田メッキを施し、そしてこの四端子の外部接続端子20
をモールド外装21における外部接続端子20の露出面から
モールド外装21の表面に沿って曲げ加工することによ
り、第４図に示すように露出面とは別の外装面に四端子
の外部接続端子20のすべてを位置させて、第４図に示す
ような四端子構造の16V4.7μＦのチップ型固体電解コン
デンサ22を形成した。
（実施例２） 第５図は、１つのコンデンサ素子板11における誘電体
の露出した部分と、他のコンデンサ素子板11における誘
電体に形成した導電体層部分、すなわち銀ペイント層17
部分とを互いに対応させて２枚積層し、かつこれらのコ
ンデンサ素子板11の導電体層間を導電性接着剤で結合し
た構造を有するコンデンサ素子板積層体23を示したもの
で、このコンデンサ素子板積層体23を実施例１と同様の
方法で量産用のコム電極18の上に載せ、そして実施例１
と同様の手順で第４図に示すような四端子構造の16V4.7
μＦのチップ型固体電解コンデンサ22を形成した。
（実施例3,4） 第６図はモールド外装におけるモールド金型を変更
し、上記実施例1,2におけるモールド金型とは別個のも
のを採用したもので、すなわちモールド外装21における
外部接続端子20の露出面からモールド外装21の表面に沿
って四端子の外部接続端子20を曲げ加工する部分に、外
部接続端子20の板厚以上の深さで、かつ外部接続端子20
の幅以上の広さを有する溝部24を形成してなるモールド
金型を採用し、この溝部24に沿って前記外部接続端子20
を曲げ加工するようにしたもので、これ以外は上記実施
例1,2と同様の方法および手順で、16V4.7μＦと16V10μ
Ｆの四端子構造を有するチップ型固体電解コンデンサ25
を形成した。
なお、上記実施例２においては、コンデンサ素子板11
を２枚積層したコンデンサ素子板積層体23について説明
したが、２枚以上の複数枚を積層したものでも、同様に
チップ型固体電解コンデンサを形成することができるも
のである。
以上のように構成されたチップ型固体電解コンデンサ
22,25の２枚積層品について、種々の実装方法でそれぞ
れインピーダンスの周波数特性を示したのが第７図であ
り、またそれぞれの実装方法でのランド形状と等価回路
の関係を示したものが第１表である。第１表の（ａ）は
二端子として縦型に実装した場合、（ｂ）は二端子とし
て横型で実装した場合、（ｃ）は四端子として横型で実
装した場合で、それぞれ実施例の定格16V4.7μＦと２枚
積層の16V10μＦを比較しているが、（ａ），（ｂ）に
関してはキャパシタンスを通過せずにランド部のみを通
過する電流i1が存在するため、キャパシタンスロスが生
じるのに対し、（ｃ）についてはすべての電流がキャパ
シタンスを通過するため、ロスが存在しない。またこの
キャパシタンスのロスは高周波になる程、表皮効果によ
り大きくなると考えられる。従って四端子形状を採用す
ることによって、高周波領域でのキャパシタンスのロス
を防止することができ、これにより高周波領域で低イン
ピーダンス化が図れるチップ型固体電解コンデンサとし
て満足した特性が得られるものである。
以上のように本発明の一実施例におけるチップ型固体
電解コンデンサ22,25においては、コンデンサ素子板11
またはコンデンサ素子板積層部接続端子20は板状の対向
する構造の二端子の外部接続端子をそれぞれ陽極部およ
び陰極部とする合計四端子構造としており、そしてこの
合計四端子の外部接続端子20のうち陽極部と陰極部とが
一対で別々の外装面から露出するように直方体状にエポ
キシ樹脂でモールド外装21を形成し、さらに前記四端子
の外部接続端子20を、モールド外装21における外部接続
端子20の露出面からモールド外装21の表面に沿って曲げ
加工することにより、露出面とは別の外装面に四端子の
外部接続端子20のすべてを位置させているため、その端
子形状からチップ型固体電解コンデンサを横型，縦型の
いずれにも実装することができるものである。特に実施
例3,4においては、モールド外装21における外部接続端
子20の露出面からモールド外装21の表面に沿って四端子
の外部接続端子20を曲げ加工する部分に、外部接続端子
20の板厚以上の深さで、かつ外部接続端子20の幅以上の
広さを有する溝部24を形成し、この溝部24に沿って外部
接続端子20を曲げ加工しているため、外部接続端子20が
モールド外装21の最大寸法を越えることはなくなり、こ
れにより、実装時には安定した実装性能を得ることがで
きる。
また高周波回路に使用する場合でも、外部接続端子20
を四端子構造としているため、インダクタンスやキャパ
シタンスのロスを最小限にすることができ、これによ
り、高周波回路で優れたコンデンサ特性が得られるもの
である。
発明の効果 上記実施例の説明から明らかなように、本発明のチッ
プ型固体電解コンデンサは、コンデンサ素子板またはコ
ンデンサ素子板積層体に接続され、かつ板状の対向する
構造の二端子の外部接続端子をそれぞれ陽極部および陰
極部とする合計四端子の外部接続端子を備え、この四端
子の外部接続端子のうち陽極部と陰極部とが一対で別々
の外装面から露出するように直方体状に樹脂でモールド
外装し、さらに前記四端子の外部接続端子を、モールド
外装における外部接続端子の露出面からモールド外装の
表面に沿って曲げ加工することにより、露出面とは別の
外装面に四端子の外部接続端子のすべてを位置させてい
るため、電子機器の実装効率を上げるために回路基板上
および実装スペース上での占有空間を最小にするよう
に、実装スペースに合わせて縦型および横型のいずれに
でも自由に実装することができる。
また高周波回路で使用する場合の課題であった表皮効
果による電流の流れを、合計四端子の外部接続端子の特
徴を生かして陽極側二端子、陰極側二端子となるように
プリント基板のランド形状を工夫することによって効率
化することができ、これにより、コンデンサのキャパシ
タンスを最大限に生かしてインダクタンスを最小にする
ことができるという優れた効果を有するものである。
このような本発明の構成によれば、導電性高分子を固
体電解質に用いて高周波領域で低インピーダンス化に適
した大容量のチップ型固体電解コンデンサを提供するこ
とができるとともに、高周波駆動回路基板の効率的な高
密度実装が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例のチップ型固体電解コンデン
サに使用したコンデンサ素子板の構成を示したもので、
（ａ）はコンデンサ素子板の平面図、（ｂ）は（ａ）の
Ａ−Ａ′線断面図、第２図（ａ）は同チップ型固体電解
コンデンサのコム電極の構造の一例を示す平面図、第２
図（ｂ）は同コム電極にコンデンサ素子板を接続した構
造を示す斜視図、第３図はコム電極のままでモールド外
装した様子を示す斜視図、第４図は本発明の実施例1,2
のチップ型固体電解コンデンサの外観を示す斜視図、第
５図はコンデンサ素子板を２枚積層した積層体の構造を
示す斜視図、第６図は本発明の実施例3,4のチップ型固
体電解コンデンサの外観を示す斜視図、第７図は同電解
コンデンサのインピーダンスの周波数特性図、第８図は
従来のチップ型固体電解コンデンサの構成を示したもの
で、（ａ）は陽極箔を巻回したコンデンサ素子の斜視
図、（ｂ）は陽極箔を積層したコンデンサ素子の斜視
図、第９図は従来のチップ型固体電解コンデンサの外観
形状を示す斜視図である。 11……コンデンサ素子板、13……陽極酸化皮膜、15……
導電性高分子層、16……グラファイト層、17……銀ペイ
ント層、20……外部接続端子、21……モールド外装、23
……コンデンサ素子板積層体、24……溝部、22,25……
チップ型固体電解コンデンサ。
フロントページの続き (72)発明者 中島 秀郎 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭52−31840（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−89819（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01G 9/012 H01G 9/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】弁金属よりなる板または弁金属よりなる箔
    上に陽極酸化皮膜を形成して誘電体とし、この誘電体の
    所定の部分に導電性高分子層および導電体層を順次形成
    して構成したコンデンサ素子板と、このコンデンサ素子
    板に接続され、かつ板状の対向する構造の二端子の外部
    接続端子をそれぞれ陽極部および陰極部とする合計四端
    子の外部接続端子とを有し、前記四端子の外部接続端子
    のうち陽極部と陰極部とが一対で別々の外装面から露出
    するように直方体状に樹脂でモールド外装し、さらに前
    記四端子の外部接続端子を、モールド外装における外部
    接続端子の露出面からモールド外装の表面に沿って曲げ
    加工することにより、露出面とは別の外装面に四端子の
    外部接続端子のすべてを位置させたことを特徴とするチ
    ップ型固体電解コンデンサ。
  2. 【請求項２】弁金属よりなる板または弁金属よりなる箔
    上に陽極酸化皮膜を形成して誘電体とし、この誘電体の
    所定の部分に導電性高分子層および導電体層を順次形成
    して構成したコンデンサ素子板を複数枚備え、各コンデ
    ンサ素子板における誘電体の露出した部分は露出した部
    分に、かつ導電体層部分は導電体層部分にそれぞれ対応
    させて積層し、かつこれらのコンデンサ素子板の導電体
    層間を導電性接着剤で結合した構造を有するコンデンサ
    素子板積層体と、このコンデンサ素子板積層体に接続さ
    れ、かつ板状の対向する構造の二端子の外部接続端子を
    それぞれ陽極部および陰極部とする合計四端子の外部接
    続端子とを有し、前記四端子の外部接続端子のうち陽極
    部と陰極部とが一対で別々の外装面から露出するように
    直方体状に樹脂でモールド外装し、さらに前記四端子の
    外部接続端子を、モールド外装における外部接続端子の
    露出面からモールド外装の表面に沿って曲げ加工するこ
    とにより、露出面とは別の外装面に四端子の外部接続端
    子のすべてを位置させたことを特徴とするチップ型固体
    電解コンデンサ。
  3. 【請求項３】モールド外装における外部接続端子の露出
    面からモールド外装の表面に沿って四端子の外部接続端
    子を曲げ加工する部分に、外部接続端子の板厚以上の深
    さで、かつ外部接続端子の幅以上の広さを有する溝部を
    形成し、この溝部に沿って外部接続端子を曲げ加工した
    請求項１または請求項２記載のチップ型固体電解コンデ
    ンサ。
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