JP4256404B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Description

本発明は、固体電解コンデンサに関する。

この種の固体電解コンデンサとして、コンデンサ素子と、コンデンサ素子の陽極に接続される陽極側リード端子と、コンデンサ素子の陰極に接続される陰極側リード端子と、コンデンサ素子を被覆する共に電気絶縁性を有する外装部とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された固体電解コンデンサでは、陽極側リード端子及び陰極側リード端子の少なくとも一方が外装部の側面から露出している。
特開２００６−３２５１４号公報

このような固体電解コンデンサの低インピーダンス化を図るためには、等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）や等価直列抵抗（ＥＳＲ）を低くする必要がある。特に、高周波動作を達成するにはＥＳＬを十分に低く保つことが必要とされている。特許文献１に記載された固体電解コンデンサには、陽極側リード端子と陰極側リード端子との間隔を短くすることにより、ＥＳＬを低減することが記載されている。

本発明は、更なるＥＳＬの低減化を図ることが可能な固体電解コンデンサを提供することを課題とする。

本発明者等は、ＥＳＬの低減化を図り得る固体電解コンデンサについて鋭意検討を進めた。検討の結果、本発明者等は、陽極側リード端子と陰極側リード端子との間隔のみならず、陰極側リード端子における外装部の側面に露出する部分の幅に応じても、ＥＳＬが変化する、すなわち、陰極側リード端子における外装部の側面に露出する部分の幅を大きくするに従いＥＳＬが小さくなるいう新たな事実を見出すに至った。この事実から、陽極側リード端子と陰極側リード端子との間隔と、陰極側リード端子における外装部の側面に露出する部分の幅との関係を規定することにより、ＥＳＬを更に低減し得ることが判明した。

かかる事実を踏まえ、本発明に係る固体電解コンデンサは、コンデンサ素子と、コンデンサ素子の陽極に接続される陽極側リード端子と、コンデンサ素子の陰極に接続される陰極側リード端子と、コンデンサ素子を被覆する共に電気絶縁性を有する外装部と、を備えており、外装部が、互いに対向する２つの主面と、２つの主面間を連結すると共に互いに対向する２つの側面とを有し、陽極側リード端子が、一方の主面に露出する第１の端子部分を少なくとも有し、陰極側リード端子が、一方の主面に露出する第１の端子部分と、一方の主面に露出すると共に２つの側面にそれぞれ露出するように第１の端子部分から伸びる第２の端子部分とを少なくとも有しており、陰極側リード端子の第２の端子部分の幅をＷとし、一方の主面上における陽極側リード端子と陰極側リード端子との間隔をＧとしたとき、
Ｗ／Ｇ≧１．０
なる関係を満たすことを特徴とする。

本発明に係る固体電解コンデンサでは、陰極側リード端子の第２の端子部分の幅Ｗと一方の主面上における陽極側リード端子と陰極側リード端子との間隔Ｇとの比（Ｗ／Ｇ）が１．０以上に設定されているので、ＥＳＬを更に低減することができる。

好ましくは、
０．４≦Ｇ≦１．５
且つ
Ｗ≧１．５
である。この場合、より一層ＥＳＬを低減することができる。

好ましくは、前記陰極側リード端子の第２の端子部分が、各側面に対してそれぞれ複数伸びており、前記陰極側リード端子の前記第２の端子部分の幅の合計をＧとする。この場合、電流径路が更に分割されることとなり、より一層ＥＳＬを低減することができる。

好ましくは、更に、
Ｗ／Ｇ≦７．０
なる関係を満たす。

本発明によれば、更なるＥＳＬの低減化を図ることが可能な固体電解コンデンサを提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１〜図３を参照して、本実施形態に係る固体電解コンデンサＣの構成について説明する。図１は、本実施形態に係る固体電解コンデンサを示す斜視図である。図２は、本実施形態に係る固体電解コンデンサを示す平面図である。図３は、本実施形態に係る固体電解コンデンサの断面構成を説明するための模式図である。

固体電解コンデンサＣは、図１〜図３に示されるように、コンデンサ素子１と、陽極側リード端子１１と、陰極側リード端子２１と、外装部３１とを備えている。固体電解コンデンサＣは、Ｘ軸方向の長さが７．３ｍｍであり、Ｙ軸方向の長さ（幅）が４．３ｍｍであり、Ｚ軸方向の長さ（高さ）が２．０ｍｍである。陽極側リード端子１１と陰極側リード端子２１とは、Ｘ軸方向に併置されている。

コンデンサ素子１は、上述した特許文献１の他、特開平１０−６４７６１号公報や特開２００３−１３３１７７号公報等により周知であり、その説明を簡略化する。コンデンサ素子１は、図３に示されるように、弁金属基体２と、陽極引き出し線３と、誘電体層４と、電解質層５と、導電層６とを有する。弁金属基体２は、絶縁性酸化皮膜形成能力を有するアルミニウム、チタン、真鍮、ニッケル、タンタルなどの金属、いわゆる弁金属からなる。弁金属基体２は、実質的にコンデンサ素子１の陽極として機能する。弁金属基体２は、例えば、弁金属の焼結体として構成できる。

陽極引き出し線３は、その一端が表出するように弁金属基体２に埋設されている。陽極引き出し線３は、弁金属により構成できる。陽極引き出し線３は、陽極側リード端子１１に物理的且つ電気的に接続されている。誘電体層４は、弁金属基体２の表面を陽極酸化処理（化成処理）して得られる絶縁性酸化皮膜であって、弁金属基体２の表面に形成されている。

電解質層５は、高分子電解質からなり、実質的にコンデンサ素子１の陰極として機能する。電解質層５は、誘電体層４上に形成されている。導電層６は、電解質層５上に形成されている。導電層６は、例えば、カーボングラファイトペースト層と銀ペースト層とからなる。導電層６は、陰極側リード端子２１に物理的且つ電気的に接続されている。

外装部３１は、コンデンサ素子１を被覆する共に電気絶縁性を有している。外装部３１は、互いに対向する第１及び第２の主面３２，３３と、互いに対向する第１及び第２の側面３４，３５と、互いに対向する第３および第４の側面（端面）３６，３７とを有しており、直方体形状を呈している。第１〜第４の側面３４，３５，３６，３７は、第１の主面３２と第２の主面３３との間を連結するように伸びている。第１の主面３２は、固体電解コンデンサＣが回路基板（図示せず）に実装されたときに、当該回路基板に対向する面（実装面）である。外装部３１は、合成樹脂からなり、モールド法により形成される。

陽極側リード端子１１は、第１の端子部分１３と、複数（本実施形態では、２つ）の第２の端子部分１５，１７とを有している。第１の端子部分１３には、陽極引き出し線３（コンデンサ素子１の陽極）が物理的且つ電気的に接続される。第１の端子部分１３は、第１の主面３２に露出している、具体的には、陽極引き出し線３が接続された領域の反対（裏面）側の領域が第１の主面３２に露出している。第２の端子部分１５は、第１の主面３２に露出すると共に、その端部が第１の側面３４に露出するように第１の端子部分１３から伸びている。第２の端子部分１７は、第１の主面３２に露出すると共に、その端部が第２の側面３５に露出するように第１の端子部分１３から伸びている。

陰極側リード端子２１は、第１の端子部分２３と、複数（本実施形態では、２つ）の第２の端子部分２５，２７とを有している。第１の端子部分２３には、導電層６（コンデンサ素子１の陰極）が物理的且つ電気的に接続される。第１の端子部分２３は、第１の主面３２に露出している、具体的には、導電層６が接続された領域の反対（裏面）側の領域が第１の主面３２に露出している。第２の端子部分２５は、第１の主面３２に露出すると共に、その端部が第１の側面３４に露出するように第１の端子部分２３から伸びている。第２の端子部分２７は、第１の主面３２に露出すると共に、その端部が第２の側面３５に露出するように第１の端子部分２３から伸びている。

ここで、陰極側リード端子２１の各第２の端子部分２５，２７の幅Ｗと、第１の主面３２上における陽極側リード端子１１（第１の端子部分１３及び第２の端子部分１５，１７）と陰極側リード端子２１（第１の端子部分２３及び第２の端子部分２５，２７）との間隔Ｇ（陽極側リード端子１１と陰極側リード端子２１とのＸ軸方向での最短距離）との関係について、詳細に説明する。

本発明者等は、上記幅Ｗと間隔Ｇとの比（Ｗ／Ｇ）と、ＥＳＬとの関係を明らかにするために、以下のような実験をおこなった。すなわち、陰極側リード端子２１の第２の端子部分２５，２７の幅Ｗ及び陽極側リード端子１１と陰極側リード端子２１との間隔Ｇが異なるサンプル（サンプル１〜１１）を作製し、各サンプルのＥＳＬ（ｎＨ）を測定した。その測定結果を、図４及び図５に示す。図４は、測定結果を示す表であり、図５は、図４に示された測定結果をグラフ化したものである。各サンプルは、幅Ｗと間隔Ｇとを異ならせた点を除いて同じ構成であり、静電容量が１００μＦになるように設計されている。

図４及び図５に示される測定結果から、幅Ｗと間隔Ｇとの比（Ｗ／Ｇ）を１．０以上とすることにより、ＥＳＬが大幅に小さくなることが分かる。

ところで、陽極側リード端子１１と陰極側リード端子２１との間隔Ｇは、１．５ｍｍより広いと、ＥＳＬが大きくなることから好ましくない。また、陽極側リード端子１１と陰極側リード端子２１との間隔Ｇは、当該間隔Ｇが狭すぎると、固体電解コンデンサＣをはんだ付けにより回路基板等に実装する際に、溶け出したはんだにより陽極側リード端子１１と陰極側リード端子２１とが短絡する懼れがある。このため、陽極側リード端子１１と陰極側リード端子２１との間隔Ｇは、０．４ｍｍ以上であることが好ましい。これらのことから、陽極側リード端子１１と陰極側リード端子２１との間隔Ｇは、
０．４≦Ｇ≦１．５
であることが好ましい。

陰極側リード端子２１の第２の端子部分２５，２７の幅Ｗは、１．５ｍｍより小さいと、陽極側リード端子１１と陰極側リード端子２１との間隔Ｇに因っては、ＥＳＬが大きくなることがあり好ましくない。このことから、陰極側リード端子２１の第２の端子部分２５，２７の幅Ｗは、
Ｗ≧１．５
であることが好ましい。

陰極側リード端子２１の第２の端子部分２５，２７の幅Ｗの上限は、２．８ｍｍであることが好ましい。固体電解コンデンサＣのＸ軸方向での長さが７．３ｍｍである場合、陽極側リード端子１１を配置する領域及び上述した間隔Ｇを確保する必要があること、並びに、コンデンサ素子１及び各リード端子１１，２１を適切にモールドする必要があること等に要請があり、これらの要請を満たすため、陰極側リード端子２１の第２の端子部分２５，２７の幅Ｗは、２．８ｍｍ以下であることが好ましい。

陰極側リード端子２１の第２の端子部分２５，２７の幅Ｗを２．８ｍｍとし、陽極側リード端子１１と陰極側リード端子２１との間隔Ｇを０．４ｍｍとした場合、図４及び図５にも示されるように、
Ｗ／Ｇ＝７
となり、ＥＳＬは、０．４３ｎＨとなる。

以上のように、本実施形態では、陰極側リード端子２１の第２の端子部分２５，２７の幅Ｗと陽極側リード端子１１と陰極側リード端子２１との間隔Ｇとの比（Ｗ／Ｇ）が１．０以上に設定されているので、固体電解コンデンサＣのＥＳＬを更に低減することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

図６及び図７に示されるように、陽極側リード端子１１が、第１の主面３２に露出すると共に、その端部が第３の側面３６に露出するように第１の端子部分１３から伸びる第３の端子部分１９を更に有し、陰極側リード端子２１が、第１の主面３２に露出すると共に、その端部が第４の側面３７に露出するように第１の端子部分２３から伸びる第３の端子部分２９を更に有していてもよい。

図８及び図９に示されるように、陽極側リード端子１１の第２の端子部分１５及び第２の端子部分１７、並びに、陰極側リード端子２１の第２の端子部分２５及び第２の端子部分２７をそれぞれ複数（図８及び図９に示された変形例では、それぞれ２つずつ）有していてもよい。このとき、陰極側リード端子２１の第２の端子部分２５，２７の幅の合計をＷ（＝Ｗ_１＋Ｗ_２）とし、
Ｗ／Ｇ≧１．０
なる関係を満たすことにより、固体電解コンデンサＣのＥＳＬを更に低減することができる。

図８及び図９に示された変形例では、陽極側リード端子１１及び陰極側リード端子２１における電流径路が更に分割されることとなり、固体電解コンデンサＣのＥＳＬをより一層低減することができる。

図８及び図９に示された変形例では、固体電解コンデンサＣを回路基板に実装する際に、回路基板との接続箇所（第２の端子部分１５，１７，２５，２７）の数が多くなり、固体電解コンデンサＣと回路基板との接続強度や、耐震性が向上する。また、いずれかの端子部分にはんだ付け不良が生じた場合でも、他の端子部分により回路基板との接続が確保されることとなるので、固体電解コンデンサＣの実装不良を低減することができる。更には、第２の端子部分１５，１７，２５，２７が熱の放散経路となり、放熱性が向上する。

更に、図１０及び図１１に示されるように、第１の側面３４に露出する第２の端子部分１５と第２の端子部分２５との数を異ならせ、第２の側面３５に露出する第２の端子部分１７と第２の端子部分２７との数を異ならせてもよい。この場合でも、陰極側リード端子２１の第２の端子部分２５，２７の幅の合計をＷ（＝Ｗ_１＋Ｗ_２＋Ｗ_３）とし、
Ｗ／Ｇ≧１．０
なる関係を満たすことにより、固体電解コンデンサＣのＥＳＬを更に低減することができる。また、陽極側リード端子１１が第３の端子部分１９を有し、陰極側リード端子２１が第３の端子部分２９を有していてもよい。

本実施形態に係る固体電解コンデンサを示す斜視図である。 本実施形態に係る固体電解コンデンサを示す平面図である。 本実施形態に係る固体電解コンデンサの断面構成を説明するための模式図である。 陰極側リード端子の第２の端子部分の幅、及び、陽極側リード端子と陰極側リード端子との間隔を変化させてＥＳＬを測定した結果を示す図表である。 陰極側リード端子の第２の端子部分の幅、及び、陽極側リード端子と陰極側リード端子との間隔を変化させてＥＳＬを測定した結果を示す線図である。 本実施形態に係る固体電解コンデンサの変形例を示す斜視図である。 本実施形態に係る固体電解コンデンサの変形例を示す平面図である。 本実施形態に係る固体電解コンデンサの変形例を示す斜視図である。 本実施形態に係る固体電解コンデンサの変形例を示す平面図である。 本実施形態に係る固体電解コンデンサの変形例を示す斜視図である。 本実施形態に係る固体電解コンデンサの変形例を示す平面図である。

符号の説明

１…コンデンサ素子、１１…陽極側リード端子、１３…第１の端子部分、１５，１７…第２の端子部分、２１…陰極側リード端子、２３…第１の端子部分、２５，２７…第２の端子部分、３１…外装部、３２…第１の主面、３３…第２の主面、３４…第１の側面、３５…第２の側面、３６…第３の側面、３７…第４の側面、Ｃ…固体電解コンデンサ、Ｇ…陽極側リード端子と陰極側リード端子との間隔、Ｗ…陰極側リード端子の第２の端子部分の幅。

Claims (1)

1. 長手方向の長さが７．３ｍｍであり、幅方向の長さが４．３ｍｍであり、高さ方向の長さが２．０ｍｍである固体電解コンデンサであって、
   コンデンサ素子と、
   前記コンデンサ素子の陽極に接続される陽極側リード端子と、
   前記コンデンサ素子の陰極に接続される陰極側リード端子と、
   前記コンデンサ素子を被覆する共に電気絶縁性を有する外装部と、を備えており、
   前記外装部が、互いに対向する２つの主面と、前記２つの主面間を連結すると共に互いに対向する２つの側面と、前記２つの主面間を連結すると共に互いに対向する２つの端面と、を有し、
   前記陽極側リード端子が、一方の前記主面に露出する第１の端子部分と、一方の前記主面に露出すると共に２つの前記側面にそれぞれ露出するように前記第１の端子部分から伸びる第２の端子部分とを少なくとも有し、
   前記陰極側リード端子が、一方の前記主面に露出する第１の端子部分と、一方の前記主面に露出すると共に２つの前記側面にそれぞれ露出するように前記第１の端子部分から伸びる第２の端子部分とを少なくとも有しており、
   前記陰極側リード端子の前記第２の端子部分の幅をＷとし、一方の前記主面上における前記陽極側リード端子と前記陰極側リード端子との間隔をＧとしたとき、
   ７．０≧Ｗ／Ｇ≧１．０
   ０．４≦Ｇ（ｍｍ）≦１．５
   ２．８≧Ｗ（ｍｍ）≧１．５
   なる関係を満たし、
   前記陽極側リード端子の第２の端子部分が、各側面に対してそれぞれ複数伸び、
   前記陰極側リード端子の第２の端子部分が、各側面に対してそれぞれ複数伸びており、
   同じ前記側面に露出する前記陰極側リード端子の前記第２の端子部分の幅の合計をＷとすることを特徴とする固体電解コンデンサ。
   
   

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