JP4583132B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents
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Description
本発明は、固体電解コンデンサに関し、特に回路基板上に表面実装することが可能な固体電解コンデンサの端子構造の改良に関するものである。
従来、固体電解コンデンサとして図１１に示す構造を有するものが知られている。該固体電解コンデンサを構成するコンデンサ素子(６)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)と、該陽極体の表面層を酸化させてなる誘電体皮膜(４)と、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)及び、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)とから構成されている。そして、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)を接続すると共に、陰極層(５)に陰極リードフレーム(12)を接続し、コンデンサ素子(６)の周囲をエポキシ樹脂等からなる外装樹脂(80)により被覆して密封し、陽極リードフレーム(11)及び陰極リードフレーム(12)は、外装樹脂部(80)の表面に沿って折り曲げられている(特許文献１参照)。
ところが上記構造の固体電解コンデンサは、コンデンサ素子(６)の全周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の外形寸法に占めるコンデンサ素子(６)の外形寸法の割合を充分に大きくすることが出来ない問題があった。
そこで、本出願人は、図１２に示すように平板状の陽極端子(10)及び陰極端子(20)上にコンデンサ素子(６)をマウントして、コンデンサ素子(６)の外周面と外装樹脂部(80)の外周面との間隔を出来るだけ小さくすることにより、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)を内蔵する技術を提案している(特許文献２参照)。
そこで、本出願人は、図１２に示すように平板状の陽極端子(10)及び陰極端子(20)上にコンデンサ素子(６)をマウントして、コンデンサ素子(６)の外周面と外装樹脂部(80)の外周面との間隔を出来るだけ小さくすることにより、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)を内蔵する技術を提案している(特許文献２参照)。
該固体電解コンデンサにおいては、従来のようにリードフレームを外装樹脂部の表面に沿って折り曲げて設ける必要がなく、コンデンサ素子(６)から回路基板までの電流経路を短くすることが出来るので、固体電解コンデンサ完成品におけるＥＳＲ(等価直列抵抗；Equivalent Series Resistance)及びＥＳＬ(等価直列インダクタンス；Equivalent Series Inductance)を低減することが出来る。
また、図１３に示すように固体電解コンデンサの陰極端子(20)を陽極端子(10)の近傍まで延在させることにより、陽極、陰極と回路基板との電流経路間の距離を短くすることが出来、これによって高周波領域のＥＳＬを更に低減することが出来る。
特開平１０−６４７６１号公報
特開２００１−２４４１４５号公報
しかしながら、図１２や図１３に示す固体電解コンデンサにおいては、製造中若しくは完成後に、陽極端子(10)や陰極端子(20)に大きな外力が作用すると、外装樹脂部(80)から陽極端子(10)や陰極端子(20)が剥がれる虞があり、特に陰極端子(20)は剥がれ易い問題があった。
又、図１２や図１３に示す固体電解コンデンサにおいては、外装樹脂部(80)の底面からコンデンサ素子(６)までの距離が短いため、外装樹脂部(80)の底面側から両端子(10)(20)と外装樹脂部(80)との界面へ水分が侵入した場合、該水分は短い経路で容易にコンデンサ素子(６)へ到達し、これによってコンデンサ素子(６)の特性が劣化する問題があった。
又、図１２や図１３に示す固体電解コンデンサにおいては、外装樹脂部(80)の底面からコンデンサ素子(６)までの距離が短いため、外装樹脂部(80)の底面側から両端子(10)(20)と外装樹脂部(80)との界面へ水分が侵入した場合、該水分は短い経路で容易にコンデンサ素子(６)へ到達し、これによってコンデンサ素子(６)の特性が劣化する問題があった。
そこで本発明の目的は、ＥＳＲ及びＥＳＬの低減効果が得られると共に、陽極端子や陰極端子が外力の作用によって剥がれ難く、然も水分が侵入し難い構造の固体電解コンデンサを提供することである。
本発明に係る固体電解コンデンサは、陽極部及び陰極部を具えたコンデンサ素子(６)と、前記コンデンサ素子(６)の陽極部に接続された陽極端子(１)と、前記コンデンサ素子(６)の裏面に設置されて前記陰極部に接続された平板状の陰極端子(２)と、前記コンデンサ素子(６)、陽極端子(１)及び陰極端子(２)を包囲する外装樹脂部(８)とを具え、陰極端子(２)の一部と陽極端子(１)の一部とが外装樹脂部(８)の底面から露出している。
そして、前記陰極端子(２)は、陰極端子(２)の裏面に、外装樹脂部(８)の裏面から露出する少なくとも２つの露出面を有しており、少なくとも陰極端子(２)には、外装樹脂部(８)の裏面から離間する位置を該裏面に沿う方向へ突出する少なくとも１つの突出部が形成され、該突出部が外装樹脂部中に埋め込まれている。
そして、前記陰極端子(２)は、陰極端子(２)の裏面に、外装樹脂部(８)の裏面から露出する少なくとも２つの露出面を有しており、少なくとも陰極端子(２)には、外装樹脂部(８)の裏面から離間する位置を該裏面に沿う方向へ突出する少なくとも１つの突出部が形成され、該突出部が外装樹脂部中に埋め込まれている。
上記本発明の固体電解コンデンサによれば、陰極端子(２)に対して大きな外力が作用したとしても、該陰極端子(２)に形成されている突出部が外装樹脂部(８)中に埋め込まれているので、該突出部によって前記外力が確実に受け止められる。従って、陰極端子(２)が外装樹脂部(８)から剥がれる虞はない。
尚、陰極端子(２)のみならず、陽極端子(１)にも同様の突出部を形成すれば、陽極端子(１)についても陰極端子(２)と同様の剥がれ防止効果が得られる。
突出部の数を増やすことによって剥がれ防止効果を増大させることが出来るのは言うまでもない。
尚、陰極端子(２)のみならず、陽極端子(１)にも同様の突出部を形成すれば、陽極端子(１)についても陰極端子(２)と同様の剥がれ防止効果が得られる。
突出部の数を増やすことによって剥がれ防止効果を増大させることが出来るのは言うまでもない。
又、外装樹脂部(８)の底面から両端子(１)(２)と外装樹脂部(８)との界面へ侵入した水分は、前記突出部が形成されている部分では、該突出部を通過する際に進行方向を複数回に亘って変更せねばならず、これに伴ってコンデンサ素子(６)に到達までの距離が増大するので、その途中で侵入が阻止されることになる。
又、上記本発明の固体電解コンデンサによれば、陽極端子(１)よりも平面形状の大きな陰極端子(２)の裏面に少なくとも２つの露出面を形成することによって、各露出面の面積と陰極端子(２)の露出面の面積との差を縮小することが出来る。これによって、該固体電解コンデンサを回路基板上に表面実装する工程で、回路基板上の溶融半田量が各露出面に大きな偏りなく分散することになるので、該半田の表面張力による収縮に伴って該半田上の固体電解コンデンサが移動する虞はない。
又、具体的構成において、前記陰極端子(２)の２つの露出面の内、一方の露出面が他方の露出面よりも陽極端子(１)の露出面に近い位置に形成されている。
これによって、固体電解コンデンサの高周波領域におけるＥＳＬを更に低減させることが出来る。
これによって、固体電解コンデンサの高周波領域におけるＥＳＬを更に低減させることが出来る。
本発明に係る固体電解コンデンサによれば、ＥＳＲ及びＥＳＬの低減効果が得られると共に、陽極端子や陰極端子が外力の作用によって剥がれ難く、然も水分の侵入が抑制される。
以下、本発明の実施形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
本発明に係る固体電解コンデンサは、図６に示す如く、陽極リード部材(７)が植立されたコンデンサ素子(６)と、陽極リード部材(７)に接続された陽極端子(１)と、コンデンサ素子(６)の裏面に設置された平板状の陰極端子(２)と、コンデンサ素子(６)、陽極端子(１)及び陰極端子(２)を包囲する外装樹脂部(８)とを具えている。コンデンサ素子(６)は、図１１に示す従来の固体電解コンデンサと同様、陽極体(３)の表面に誘電体皮膜(４)と陰極層(５)を形成して構成され、陽極体(３)の一端面に陽極リード部材(７)が植立されている。本実施例では、陽極リード部材が陽極部として作用し、コンデンサ素子の陰極層形成部分が陰極部として作用する。
そして、コンデンサ素子(６)、陽極端子(１)及び陰極端子(２)の周囲がエポキシ樹脂等からなる外装樹脂部(８)により被覆密封されており、該外装樹脂部(８)の裏面に、陽極端子(１)の露出面(1a)と、陰極端子(２)の２つの露出面(2a)(2b)が露出している。
陽極端子(１)及び陰極端子(２)は、銅を主成分とする合金からなる板材にプレス加工を施すことによって作製される。
尚、以下の説明では、陽極リード部材(７)の突出方向を前方、これに直交する方向を側方として、位置関係を記述する。
本発明に係る固体電解コンデンサは、図６に示す如く、陽極リード部材(７)が植立されたコンデンサ素子(６)と、陽極リード部材(７)に接続された陽極端子(１)と、コンデンサ素子(６)の裏面に設置された平板状の陰極端子(２)と、コンデンサ素子(６)、陽極端子(１)及び陰極端子(２)を包囲する外装樹脂部(８)とを具えている。コンデンサ素子(６)は、図１１に示す従来の固体電解コンデンサと同様、陽極体(３)の表面に誘電体皮膜(４)と陰極層(５)を形成して構成され、陽極体(３)の一端面に陽極リード部材(７)が植立されている。本実施例では、陽極リード部材が陽極部として作用し、コンデンサ素子の陰極層形成部分が陰極部として作用する。
そして、コンデンサ素子(６)、陽極端子(１)及び陰極端子(２)の周囲がエポキシ樹脂等からなる外装樹脂部(８)により被覆密封されており、該外装樹脂部(８)の裏面に、陽極端子(１)の露出面(1a)と、陰極端子(２)の２つの露出面(2a)(2b)が露出している。
陽極端子(１)及び陰極端子(２)は、銅を主成分とする合金からなる板材にプレス加工を施すことによって作製される。
尚、以下の説明では、陽極リード部材(７)の突出方向を前方、これに直交する方向を側方として、位置関係を記述する。
図７に示す如く、陽極端子(１)の露出面(1ａ)と陰極端子(２)の後方の露出面(2b)とは互いに同一の輪郭形状を有し、陰極端子(２)の前方の露出面(2a)は、両側の露出面(1a)(2b)の略中央に位置している。又、陰極端子(２)の両側部にも、図８の如く外装樹脂部(８)の側面から露出する露出面(2c)(2c)を有している。
更に、陽極端子(１)は、図７及び図９の如く、外装樹脂部(８)の前端面に露出する２つの露出面(1b)(1b)を有している。同様に、陰極端子(２)も、外装樹脂部(８)の後端面に露出する２つの露出面(2d)(2d)を有している。
更に、陽極端子(１)は、図７及び図９の如く、外装樹脂部(８)の前端面に露出する２つの露出面(1b)(1b)を有している。同様に、陰極端子(２)も、外装樹脂部(８)の後端面に露出する２つの露出面(2d)(2d)を有している。
図１、並びに図３〜図５に示す様に、陽極端子(１)は、平板状のベース部(18)上に角柱状の凸条部(19)を形成してなり、ベース部(18)の前端面中央部には凹部(13)が形成されている。又、凸条部(19)の両端部は、ベース部(18)の両側面から僅かに突出して、一対の突出部(15)(15)を形成している。
陰極端子(２)は、外装樹脂部(８)の幅よりも小さな幅を有する平板状のベース部(21)を具え、該ベース部(21)の陽極端子(１)側の端部には、その両側面から外装樹脂部(８)の両側面へ向けて突出する左右一対のアーム部(22)(22)が形成され、各アーム部(22)の先端面が図８に示す露出面(2c)を形成している。又、陰極端子(２)の後端面中央部には、凹部(27)が形成されている。
更に、陰極端子(２)の裏面には、陰極端子(２)の両側面に跨って伸びる凹部(23)が形成され、これによって陰極端子(２)の裏面に図７に示す前述の２つの露出面(2a)(2b)が形成されている。
尚、図６の如く陰極端子(２)の凹部(23)には、外装樹脂部(８)の一部の樹脂を充填してなる樹脂充填部(81)が設けられており、該樹脂充填部(81)は、外装樹脂部(８)の他の部分と繋がっている。
尚、図６の如く陰極端子(２)の凹部(23)には、外装樹脂部(８)の一部の樹脂を充填してなる樹脂充填部(81)が設けられており、該樹脂充填部(81)は、外装樹脂部(８)の他の部分と繋がっている。
陰極端子(２)には、図１、並びに図３〜図５に示す様に、ベース部(21)の前端面から前方へ向かって突出する帯板状の第１突出部(24)が、陰極端子(２)の露出面(2a)(2b)よりも高い位置に突設されている。又、ベース部(21)の両側面には、アーム部(22)(22)よりも僅かに後方の位置に、両側方へ向かって突出する左右一対の第２突出部(25)(25)が、陰極端子(２)の露出面(2a)(2b)よりも高い位置に突設されている。更に、ベース部(21)の両側面には、後端面の近傍位置に、両側方及び上方へ向かって突出する左右一対の第３突出部(26)(26)が、陰極端子(２)の露出面(2a)(2b)よりも高い位置に突設されている。
従って、上述の複数の陽極端子(１)の突出部(15)、並びに陰極端子(２)の第１〜第３突出部(24)(25)(26)は全て、図６の如く外装樹脂部(８)の裏面から離間する位置を該裏面に沿う方向へ突出して外装樹脂部(８)中に埋め込まれることになる。
上記本発明の固体電解コンデンサを回路基板上に表面実装する工程においては、図１０に示すように回路基板(30)上のランド(40)を覆ってクリーム半田(50)を塗布し、その上に該固体電解コンデンサを載置する。そして、リフロー工程によって固体電解コンデンサを回路基板(30)に半田付けする。
ところで、図１３に示す固体電解コンデンサにおいては、外装樹脂部(80)から露出している陽極端子(10)の露出面と陰極端子(20)の露出面との面積差が、図１２に示す固体電解コンデンサにおける面積差よりも大きくなるので、図１４図及び図１５に示すように、陰極端子(20)の露出面に対応して面積の大きいランド(40)上の半田(50)が、溶融時に表面張力によって収縮し、これに伴って該半田(50)上の固体電解コンデンサが押し上げられ、その結果、位置ずれが生じて、陽極端子側で接続不良が生じることがあった。
これに対し、本発明に係る固体電解コンデンサにおいては、図７に示す如く、陰極端子(２)の裏面に樹脂充填部(81)を挟んで２つの露出面(2a)(2b)が形成されているので、陽極端子(１)の露出面(1a)と陰極端子(２)の各露出面(2a)(2b)との面積差が縮小され、これによって、該固体電解コンデンサを回路基板上に表面実装する工程で回路基板上の溶融半田が各露出面に略均等に分散することになるので、該半田の表面張力による収縮に伴って該半田上の固体電解コンデンサが移動する虞はない。
又、陽極端子(１)の露出面(1a)と陰極端子(２)の２つの露出面(2a)(2b)によって固体電解コンデンサがバランス良く三点支持されるので、回路基板に対する固着強度が向上する。
又、陽極端子(１)の露出面(1a)と陰極端子(２)の２つの露出面(2a)(2b)によって固体電解コンデンサがバランス良く三点支持されるので、回路基板に対する固着強度が向上する。
又、本発明に係る固体電解コンデンサにおいては、陽極端子(１)には、両側へ突出する一対の突出部(15)(15)が形成され、陰極端子(２)には、一方の露出面(1a)と対応する前方部分に、前方へ突出する第１突出部(24)と両側へ突出する一対のアーム部(22)(22)が形成されると共に、他方の露出面(1b)と対応する後方部分に、両側へ突出する一対の第３突出部(26)(26)が形成されて、これら複数の突出部が外装樹脂部(８)中に埋め込まれているので、製造工程中若しくは完成後に陽極端子(１)や陰極端子(２)に大きな外力が作用したとしても、該外力は前記複数の突出部によって確実に受け止められる。従って、陽極端子(１)や陰極端子(２)が外装樹脂部(８)から剥がれる虞はない。
又、外装樹脂部(８)の底面から両端子(１)(２)と外装樹脂部(８)との界面へ侵入した水分は、前記突出部が形成されている部分では、該突出部を通過する際に進行方向を複数回に亘って変更せねばならず、これに伴ってコンデンサ素子(６)に到達までの距離が増大するので、その途中で侵入が阻止されることになる。
更に、本発明に係る固体電解コンデンサにおいては、図６の如く、コンデンサ素子(６)から回路基板までの電流経路が短くなっているので、ＥＳＲ及びＥＳＬを低減することが出来、特に、陰極端子(２)がコンデンサ素子(６)の後端部から陽極リード部材(７)の基端部まで延在し、陽極端子(１)の近傍位置に達しているので、高周波領域のＥＳＬを更に低減することが出来る。
更に又、陰極端子(２)には左右一対のアーム部(22)(22)が突設され、各アーム部(22)の先端面が外装樹脂部(８)の側面に露出しているので、半田付け終了後に該側面から半田付けの良否を一目で確認することが出来る。
尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例えば、図２に示す如く、陽極端子(１)の前端面及び陰極端子(２)の後端面をそれぞれ平面として、その全面を外装樹脂部(８)から露出させた構造を採用することも可能である。
又、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。
又、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。
(１) 陽極端子
(２) 陰極端子
(23) 凹部
(24) 突出部
(26) 突出部
(６) コンデンサ素子
(７) 陽極リード部材
(８) 外装樹脂部
(81) 樹脂充填部
(２) 陰極端子
(23) 凹部
(24) 突出部
(26) 突出部
(６) コンデンサ素子
(７) 陽極リード部材
(８) 外装樹脂部
(81) 樹脂充填部
Claims (5)
- 陽極部及び陰極部を具えたコンデンサ素子(６)と、前記コンデンサ素子(６)の陽極部に接続された陽極端子(１)と、前記コンデンサ素子(６)の裏面に設置されて前記陰極部に接続された平板状の陰極端子(２)と、前記コンデンサ素子(６)、陽極端子(１)及び陰極端子(２)を包囲する外装樹脂部(８)とを具え、陰極端子(２)の一部と陽極端子(１)の一部とが外装樹脂部(８)の裏面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(２)は、陰極端子(２)の裏面に、外装樹脂部(８)の裏面から露出する少なくとも２つの露出面を有しており、少なくとも陰極端子(２)には、外装樹脂部(８)の裏面から離間する位置を該裏面に沿う方向へ突出する少なくとも１つの突出部が形成され、該突出部が外装樹脂部中に埋め込まれていることを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 前記陽極端子(１)及び陰極端子(２)の両方にそれぞれ、前記外装樹脂部(８)の裏面から離間する位置を該裏面に沿う方向へ突出する少なくとも１つの突出部が形成されている請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記陰極端子(２)の２つの露出面の内、一方の露出面が他方の露出面よりも陽極端子(１)の露出面に近い位置に形成されている請求項１又は２に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記陰極端子(２)には、前記２つの露出面と対応する２箇所にそれぞれ、前記突出部が形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
- 前記２箇所の一方は、陽極端子部(１)に対向している陰極端子部(２)の前面であり、他方の箇所は、該前面と直交する側面である請求項４に記載の固体電解コンデンサ。
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