JP4166112B2 - 固体電解コンデンサ及び固体電解コンデンサの取り付け方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体電解コンデンサ及び固体電解コンデンサの取り付け方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、固体電解コンデンサとして図6に示す構造のものが知られている。
【0003】
この固体電解コンデンサは、弁作用金属(タンタル、ニオブ、チタン、アルミニウム等)の焼結体からなる陽極体3表面に、該陽極体表面を酸化させた誘電体皮膜層4を形成し、二酸化マンガン等の導電性無機材料、或いはTCNQ錯塩、導電性ポリマー等の導電性有機材料からなる固体電解質層5a、カーボン、銀等からなる陰極引出層5bを順次形成した陰極層5を設けてコンデンサ素子6を構成し、前記陽極体3の一端面に植立された陽極リード部材7に陽極リードフレーム11を接続し、前記陰極層5に陰極リードフレーム12を接続し、前記コンデンサ素子6の外側にエポキシ樹脂等からなる外装樹脂層8にて被覆密封し、前記陽極リードフレーム11及び陰極リードフレーム12を前記外装樹脂8に沿って曲げたものである(例えば特許文献1)。
【0004】
上記構造の固体電解コンデンサは、コンデンサ素子の上下両面側を外装樹脂で被覆する必要があるため、固体電解コンデンサ完成品としての外形寸法に対してコンデンサ素子の割合を十分に大きくすることができないという問題があった。
【0005】
そこで、図7に示すように平板状のリード端子上にコンデンサ素子6をマウントし、コンデンサ素子6と外装樹脂8との外周の隙間をできるだけ小さくし、固体電解コンデンサ完成品の外形寸法に対して、占有体積の大きいコンデンサ素子6を内蔵する技術が提案されている(例えば特許文献2)。
【0006】
上記特許文献2に記載の固体電解コンデンサでは、前記リード端子が直接、回路基板等に接するため従来のようにリードフレームを外装樹脂に沿って曲げて設ける必要がなく、コンデンサ素子から回路基板までの電路を短くすることができ、固体電解コンデンサ完成品においてのESR及びESLを低減することができる。
【0007】
また、本出願人は、特願2002−9611号において、図8に示すように固体電解コンデンサの陰極端子2を陽極端子1の近傍まで設けることにより、陽極、陰極と外部回路基板との電流経路間の距離を短くすることができ、高周波領域のESLをさらに低減することのできる技術を提案している。
【0008】
【特許文献1】
特開平10−64761号公報(図1)
【特許文献2】
特開2001−244145号公報(第2頁、図1)
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人が提案した上記構成の固体電解コンデンサを回路基板等に接続する場合、図9(a)に示すように前記回路基板30上に形成されたランド40上に半田50を塗布し、その上から前記固体電解コンデンサを載置する。
【0010】
ところが、前記固体電解コンデンサは、前記陽極端子1の外装樹脂8から露出している陽極露出部10と、前記陰極端子2の外装樹脂8から露出している陰極露出部20との面積差が従来のものよりも大きくなる。そのため、図9(b)に示すように前記陰極露出部20に対応する面積の大きいランド40上に塗布した半田50が、表面張力により収縮して前記半田50上に載置した前記固体電解コンデンサが押し上げられて位置ずれが生じ、外観不良が起こると共に、陽極端子側で接続不良が生じるといった問題がある。
【0011】
本発明は、上記問題に鑑み、本出願人が先に考案したESL低減効果を維持しつつ、回路基板等に良好な半田付けを行うことのできる固体電解コンデンサを提供する。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一端面に陽極リード部材が植立された陽極体表面に、誘電体皮膜層、陰極層を順次形成したコンデンサ素子と、前記陽極リード部材と接続される陽極端子と、前記コンデンサ素子が載置され前記陰極層と接続される平板状の陰極端子と、前記コンデンサ素子を被覆する外装樹脂とを備え、前記陰極端子の一部と、前記陽極端子の一部とが同一平面で前記外装樹脂から露出している固体電解コンデンサにおいて、
前記陰極端子には、外装樹脂から露出している陰極露出部が、前記同一平面に少なくとも2箇所設けられていることを特徴とする。
【0013】
また、上記の固体電解コンデンサを半田を介して回路基板に固着する固体電解コンデンサの取り付け方法において、
前記回路基板には前記陽極露出部及び陰極露出部のそれぞれに対応する位置にランドが設けてあり、前記各々のランド上に半田を塗布して、前記回路基板に前記固体電解コンデンサを半田付けすることを特徴とする。
【0014】
上記方法を用いることにより、前記固体電解コンデンサを塗布した半田上に載せる工程において、前記陽極露出部と前記陰極露出部との面積差を小さくすることができ、それぞれに対応するランドの面積比(半田塗布量の差)も小さくできるため、前記固体電解コンデンサの位置ずれを抑制することができ、外観不良等の問題がなくなると共に、良好な半田付けを行うことができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施の形態を、図を用いて説明する。
【0016】
(実施例)図1は、本発明における固体電解コンデンサの縦断面図であり、図2は、本発明における固体電解コンデンサの縦側面図(a)、下面図(b)及び横側面図(c)である。
【0017】
この固体電解コンデンサは、一端面に陽極リード部材7が植立されたタンタル焼結体からなる陽極体3表面に誘電体酸化皮膜4を形成し、導電性高分子からなる固体電解質層5a、カーボン及び銀等からなる陰極引出層5bを順次形成した陰極層5を設けてコンデンサ素子6を作製し、前記陽極リード部材7に陽極端子1を接続し、前記陰極層5に陰極端子2を接続し、前記コンデンサ素子6の外側をエポキシ樹脂等からなる外装樹脂8にて被覆密閉し作製される。前記陽極端子1及び陰極端子2の材料としては銅を主成分とする合金を用いた。
【0018】
前記陰極端子2は、固体電解コンデンサの底面(下面)において、陽極端子1が露出している陽極露出部1aに近傍する位置に露出する第1陰極露出部20aと、前記陽極露出部1aと対向する部分から露出する第2陰極露出部20bを有している。前記第1陰極露出部20aと前記第2陰極露出部20bの間には陰極端子2にスパッタリング等で設けた凹部に外装樹脂が入り込んだ陰極埋め込み部8aを有している。また、前記陽極露出部10及び、前記第2陰極露出部20bは固体電解コンデンサの陽極リード部材の植立方向(縦方向)の端部まで延在しており、前記第1陰極露出部20aは固体電解コンデンサの下面を基準とし陽極リード部材の植立方向と直交する方向(横方向)の端部まで延在している延在部21を有している。
【0019】
本発明における固体電解コンデンサの取り付け方法を、図を用いて下記に示す。
【0020】
図5は本発明における固体電解コンデンサを回路基板に半田付けする工程図である。前記回路基板30には、前記実施例の固体電解コンデンサの陽極露出部10及び陰極露出部20に対応する位置にランド40が設けてあり、前記ランド40上に半田50を塗布し、その後前記固体電解コンデンサを載置してリフロー工程により半田付けを行う。
【0021】
上記手段を用いることにより、前記固体電解コンデンサを塗布した半田上に載置する工程において、前記陽極露出部10と前記陰極露出部20との面積差を小さくすることができ、それぞれに対応するランド40の面積比(半田塗布量の差)も小さくできるため、前記固体電解コンデンサの位置ずれを抑制することができ、外観不良等の問題がなくなると共に、良好な半田付けを行うことができる。(比較例)図3は比較例における固体電解コンデンサの縦断面図であり、図4は比較例における固体電解コンデンサの縦側面図(a)、下面図(b)及び横側面図(c)である。
【0022】
この固体電解コンデンサは実施例と同様の方法でコンデンサ素子6を作製し、陽極端子1が露出している陽極露出部1aに近傍する位置に1箇所のみに陰極露出部20を設けている。
【0023】
本出願人が先に提案した特願2002−9611号によるESL低減効果は、陽極端子1に最も近い前記コンデンサ素子6の端部含む下面に陰極端子20を形成することにより最も大きくなる。
【0024】
そのため、比較例の固体電解コンデンサについても実施例の固体電解コンデンサ同様のESL低減効果を得ることができる。しかし、固体電解コンデンサを回路基板30に接続する場合、陽極露出部10と陰極露出部20との位置のバランスが悪いため、固着強度が弱くなり、外部からの圧力又は応用等により前記回路基板30から前記固体電解コンデンサが取れやすい。
【0025】
それに比べ、実施例の固体電解コンデンサは、陽極露出部10、第1陰極露出部20a、及び第2陰極露出部20bの三点で固着することができるため、固体電解コンデンサと回路基板の固着強度が向上する。そのため、本出願人が先に提案したESL低減効果を維持しつつ、良好な半田付けを行うことができる。
【0026】
また、前記延在部21を設けているため、前記固体電解コンデンサの横方向の側面から、前記第1陰極露出部20aが露出し、半田付け工程終了後に側面から半田付けされていることが一目で確認することができる。前記延在部は数及び形状に特に限定はなく、1つでも複数でもよく、また側面から露出していれば第1陰極露出部21の片側のみ、又は両側に設けてもよい。
【0027】
本発明における他の実施例として、図10に示すように固体電解コンデンサの下面において、延在部21を備える陰極露出部20を横方向に2箇所設け、その間に陰極埋め込み部8aを設けることにより、ESL低減効果、三点接続による接続強度向上、及び半田付け終了後の確認を行うことができる。
【0028】
また、他の実施例として、図11に示すように(a)延在部21を第1陰極露出部20aと同じ幅で設ける、(b)延在部21を第1陰極露出部20aの第2陰極露出部20b側に設ける、(c)延在部を第1陰極露出部の間に設けるなどの構造を用いても同様の効果を得ることができる。
【0029】
本実施例では、陽極体の材料としてタンタル焼結体を用いたが、弁作用金属を用いたものであれば特に限定はなく、ニオブ、チタン、アルミニウム等の焼結体、又は箔を用いても同様の効果が得られる。
【0030】
【発明の効果】
本発明によれば、陽極露出部と各々の陰極露出部との面積差を小さくすることができ、それぞれに対応するランドの面積比(半田塗布量の差)も小さくできるため、前記固体電解コンデンサの位置ずれを抑制することができ、外観不良等の問題がなくなると共に、良好な半田付けを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における固体電解コンデンサの縦断面図である。
【図2】本発明の実施例における固体電解コンデンサの縦側面図(a)、下面図(b)及び横側面図(c)である。
【図3】比較例における固体電解コンデンサの縦断面図である。
【図4】比較例における固体電解コンデンサの縦側面図(a)、下面図(b)及び横側面図(c)である。
【図5】実施例の固体電解コンデンサを回路基板に接続する工程図である。
【図6】従来の固体電解コンデンサの縦断面図である。
【図7】他の従来の固体電解コンデンサの縦断面図である。
【図8】本出願人が先に考案した固体電解コンデンサの縦断面図である。
【図9】本出願人が先に考案した固体電解コンデンサを回路基板に接続する工程図である。
【図10】他の実施例の固体電解コンデンサの下面図である。
【図11】その他の実施例の固体電解コンデンサの下面図である。
【符号の説明】
1 陽極端子
10 陽極露出部
2 陰極端子
20 陰極露出部
20a 第1陰極露出部
20b 第2陰極露出部
21 延在部
4 誘電体皮膜層
5 陰極層
5b 固体電解質層
5c 陰極引出層
6 コンデンサ素子
7 陽極リード部材
8 外装樹脂
8a 陰極埋め込み部
11 陽極リードフレーム
12 陰極極リードフレーム
30 回路基板
40 ランド
50 半田
Claims (3)
- 陽極体の表面に誘電体皮膜層、陰極層を順次形成したコンデンサ素子と、前記陽極体及び陰極層に各々接続されると共に第1方向に沿って互いに離間して配列した陽極端子及び陰極端子と、前記コンデンサ素子を被覆する外装樹脂とを備える固体電解コンデンサを、半田層を介して回路基板に固着した固体電解コンデンサの実装体であって、
前記陽極端子及び陰極端子は、該固体電解コンデンサの底面において外装樹脂から各々露出した陽極露出部及び陰極露出部を有し、
前記陽極端子は、該固体電解コンデンサの第1方向の他方の端面において外装樹脂から露出した陽極第1方向端露出部を有し、
該陽極第1方向端露出部は、前記陽極露出部に連なり、
前記陰極端子は、該固体電解コンデンサの第1方向の一方の端面において外装樹脂から露出した陰極第1方向端露出部を有し、
該陰極第1方向端露出部は、前記陰極露出部に連なり、
前記第1方向と直交する方向を第2方向とするとき、前記陰極端子は、該固体電解コンデンサの第2方向の端面において外装樹脂から露出した陰極第2方向端露出部を有し、
前記陰極第2方向端露出部は、前記陰極露出部に連なると共に、該固体電解コンデンサの第2方向の端面において、該固体電解コンデンサの第1方向の端から離れた位置に配されており、
前記回路基板には、前記陽極露出部に対向する陽極ランドと、前記陰極露出部内の前記陰極第2方向端露出部に連なる領域に対向する第1陰極ランドと、前記陰極露出部内の前記陰極第1方向端露出部に連なる領域に対向する第2陰極ランドとが、互いに離れた位置に設けられていることを特徴とする固体電解コンデンサの実装体。 - 前記陰極第2方向端露出部は、該固体電解コンデンサの第2方向の一方及び他方の端面において、外装樹脂から各々露出していることを特徴とする請求項1記載の固体電解コンデンサの実装体。
- 前記第2陰極ランドは、前記陰極露出部内の前記陰極第2方向端露出部から離れた領域に対向していることを特徴とする請求項1又は2に記載の固体電解コンデンサの実装体。
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