JP4381433B2 - 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ものである。

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。

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７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）。

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。

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）。

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。

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。
特開平１０−６４７６１号公報（図１） 特開２００１−２４４１４５号公報（第２頁、図１）

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。

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。

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。

本発明は、陽極リード部材を有する陽極体表面に、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に接続された陽極端子と、前記コンデンサ素子が載置され、前記陰極層に接続された陰極端子と、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、
前記陰極端子は、前記少なくとも２箇所の陰極露出部を有する一体物からなることを特徴とする。

この発明により、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。

以下に本発明の一実施の形態を、図を用いて説明する。

（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。

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。

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１０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１０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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 比較例における固体電解コンデンサの縦断面図である。 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。 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。 従来の固体電解コンデンサの縦断面図である。 他の従来の固体電解コンデンサの縦断面図である。 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。 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。 他の実施例の固体電解コンデンサの下面図である。 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)

1. 陽極リード部材を有する陽極体表面に、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に接続された陽極端子と、前記コンデンサ素子が載置され、前記陰極層に接続された陰極端子と、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、
   前記陰極端子は、前記少なくとも２箇所の陰極露出部を有する一体物からなることを特徴とする固体電解コンデンサ。
2. 前記陰極露出部は、第１陰極露出部及び第２陰極露出部からなり、前記第１陰極露出部は、前記第２陰極露出部よりも前記陽極端子に近い位置に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 前記第１陰極露出部は、前記同一平面において前記固体電解コンデンサの横方向の端部まで延在していることを特徴とする請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
   

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