CN100557742C - 固体电解电容器、电路和固体电解电容器的安装结构 - Google Patents
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Abstract
本发明的固体电解电容器(A1)具有:金属颗粒或导电性陶瓷颗粒的多孔质烧结体(10);一部分进入上述多孔质烧结体(10)内的阳极线(11A、11B);由阳极线(11A、11B)从多孔质烧结体(10)突出的部分形成的阳极端子;和在多孔质烧结体(10)的表面形成的阴极(30)。上述阳极端子由第一和第二阳极端子(11a、11b)构成,形成为电路电流从第一阳极端子(11a)向第二阳极端子(11b)流过多孔质烧结体(10)的结构。由此,能够在宽频带内提高噪声消除特性,且能够以高响应性进行大容量的电力供给。另外,在使用固体电解电容器(A1)的电路中,能够提高基板的空间效率并降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及使用由金属颗粒或导电性陶瓷颗粒构成的、具有阀作用的多孔质烧结体的固体电解电容器和电路。
背景技术
近年来,CPU等装置进入高时钟化。高时钟化的CPU容易产生高频率的噪声。
在连接CPU等装置与向该装置供给驱动电力的电源的电源线中,通常将装置所产生的高频噪声作为旁路连接于接地侧(接地线侧),为了阻止其进入电源,使用较大容量的电容器。
另外,在直流电源中也在输出侧并联连接较大容量的电容器,通过重复电荷向该电容器的充放电而达到稳定输出电力的目的。
而且,作为这样用途的电容器,以往已知有固体电解电容器。
在下述的专利文献1中,记述有以往的固体电解电容器的结构的一个例子。图26是表示该公报中记述的固体电解电容器的结构的图。
专利文献1:日本专利特开2003-163137号公报
图示的电容器B,具有多孔质烧结体90、阳极90a、阴极90b、端子92、93和密封树脂94,构成为树脂封装型的固体电解电容器。多孔质烧结体90,是将金属颗粒或导电性陶瓷颗粒成形和烧结而制成。电容器B,例如如图27所示,并联连接于电源100与装置101之间,通过将装置101所产生的噪声作为旁路连接于负极一侧的线(图31中的(-)线)而阻止该噪声进入电源100一侧,用于防止该噪声对电源100产生影响。
通过多孔质烧结体90的大型化,比较容易实现电容器B的大容量化。众所周知,由于电容器的容量越大阻抗越低,所以,大容量化的理想电容器是对于从低频带(low frequency band)除去噪声的特性优异的电容器。
但是,图26所示的电容器B,在阳极90a与端子93之间以及阴极90b与端子92之间的线路中分别具有等价串联电阻Rx与等价串联电感Lx,具有由这些等价串联电阻Rx及等价串联电感Lx与等价电容C所决定的固有的自我共振频率(self-resonant frequency)。
因此,电容器B在以自我共振频率为中心的规定的频率范围内具有比较良好的低阻抗,能够得到充分的噪声消除特性,但是,有在该范围以外不能得到充分的噪声消除特性的问题。
另外,在将电容器B用于直流电源的稳定化的情况下,电容器B的等价电容C中所存储的电荷向装置输出时的瞬态响应(transientresponse)特性成为问题。即,由等价串联电阻Rx与等价串联电感Lx所决定的时间常数越小,瞬态响应特性越优异,但是,在图26所示的结构中,由于阳极90a与端子93之间以及阴极90b与端子92之间的线路长度比较长,等价串联电阻Rx与等价串联电感Lx比较大,不能够使时间常数充分地小,所以不能得到充分的瞬态响应特性,即,存在有高速响应性受到一定限制的问题。
图28表示以往的电容器的另一个使用例。该图表示的是将静电容量和自我共振频率不同的多个电容器并联连接的结构。根据该结构,能够在一定程度上扩大噪声消除特性高的频带,改善响应性。但是,却难以调节自我共振频率等各电容器所固有的特性。因此,就会有不能进一步提高噪声消除特性和高速响应性的改善效果的情况。而且,根据上述结构,由于使用多个电容器,所以在基板上的空间效率和成本方面也是不利的。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而做出的。因此,本发明课题是,提供在宽频带内具有良好的噪声消除特性、并且能够以高响应性进行大容量的电力供给的固体电解电容器。
本发明的第一方面所提供的固体电解电容器,其特征在于,具有:金属颗粒或导电性陶瓷颗粒的多孔质烧结体;一部分进入上述多孔质烧结体内的阳极;由上述阳极从上述多孔质烧结体突出的部分所形成的第一和第二阳极端子;和在上述多孔质烧结体的表面形成的阴极,形成为电路电流从上述第一阳极端子向上述第二阳极端子流过上述多孔质烧结体的结构。这里,本发明中所说的多孔质烧结体,是指在其内部和外表面形成有电介质层和固体电解质层的烧结体。
优选上述阳极由多条阳极线构成。
优选上述阳极由以两端部从上述多孔质烧结体突出的方式设置的阳极线构成,上述第一和第二阳极端子由上述两端部形成。
优选上述多孔质烧结体由铌颗粒或氧化亚铌颗粒构成。
优选上述多孔质烧结体为扁平的板状。
上述多孔质烧结体具有在厚度方向立起的一个侧面,上述第一和第二阳极端子从上述一个侧面突出。
优选上述多孔质烧结体具有在厚度方向立起的2个以上的侧面,上述第一和第二阳极端子从互相不同的上述侧面突出。
优选上述阳极具有扁平的截面形状。
优选上述多孔质烧结体为圆柱形状或棱柱形状。
优选上述第一阳极端子比上述第二阳极端子的等价串联电感大。
优选具有与上述阴极导通的第一和第二阴极端子,形成为电路电流从上述第一阴极端子向上述第二阴极端子流过上述阴极的结构。
优选上述第一阴极端子比上述第二阴极端子的等价串联电感大。
优选上述阴极包括夹持上述多孔质烧结体的一对金属部件。
优选上述一对金属部件中的至少一方是容纳上述多孔质烧结体的金属壳体。
优选在上述一对金属部件与上述多孔质烧结体之间存在有导电性材料。
本发明的第二方面所提供的固体电解电容器,其特征在于:具有金属颗粒或导电性陶瓷颗粒的多孔质烧结体、一部分进入上述多孔质烧结体内的阳极、和在上述多孔质烧结体的表面形成的阴极,并具有与上述阴极导通的第一和第二阴极端子,形成为电路电流从上述第一阴极端子向上述第二阴极端子流过上述阴极的结构。
本发明的第三方面所提供的电路,其特征在于:使用具有金属颗粒或导电性陶瓷颗粒的多孔质烧结体、一部分进入上述多孔质烧结体内的阳极、由上述阳极形成的第一和第二阳极端子阳极、和阴极的固体电解电容器,形成为电路电流从上述第一阳极端子向上述第二阳极端子流动的结构。
参照附图、根据以下进行的详细说明,本发明的其它特征和优点将更清楚。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的固体电解电容器的截面图。
图2是表示第一实施方式的固体电解电容器的主要部分立体图。
图3是表示使用第一实施方式的固体电解电容器的电路的一个例子的图。
图4是图3所示的电路的等价电路图。
图5是表示本发明的第二实施方式的固体电解电容器的主要部分立体图。
图6是表示使用第二实施方式的固体电解电容器的电路的一个例子的图。
图7是表示本发明的第三实施方式的固体电解电容器的主要部分立体图。
图8是表示本发明的第四实施方式的固体电解电容器的主要部分立体图。
图9是表示本发明的第五实施方式的固体电解电容器的主要部分立体图。
图10是表示本发明的固体电解电容器的截面图。
图11是表示第六实施方式的固体电解电容器的主要部分立体图。
图12是表示本发明的第七实施方式的固体电解电容器的主要部分立体图。
图13是表示本发明的第八实施方式的固体电解电容器的主要部分立体图。
图14是表示本发明的第九实施方式的固体电解电容器的主要部分立体图。
图15是表示本发明的第十实施方式的固体电解电容器的主要部分立体图。
图16是表示本发明的第十一实施方式的固体电解电容器的主要部分立体图。
图17是表示本发明的第十二实施方式的固体电解电容器的主要部分立体图。
图18是表示本发明的第十三实施方式的固体电解电容器的主要部分立体图。
图19是表示使用第十三实施方式的固体电解电容器的电路的一个例子的图。
图20是表示本发明的第十四实施方式的固体电解电容器的主要部分立体图。
图21是表示使用第十四实施方式的固体电解电容器的电路的一个例子的图。
图22是表示本发明的第十五实施方式的固体电解电容器的上面侧立体图。
图23是表示第十五实施方式的固体电解电容器的另一例的底面侧立体图。
图24是沿图23的XXIV-XXIV线的截面图。
图25是沿图23的XXV-XXV线的截面图。
图26是表示以往的固体电解电容器的一个例子的截面图。
图27是表示使用以往的固体电解电容器的电路的一个例子的图。
图28是表示使用以往的电容器的噪声消除方法的图。
具体实施方式
下面,参照附图对本发明的优选实施方式进行具体地说明。
首先,图1和图2表示本发明的第一实施方式的固体电解电容器。图1表示固体电解电容器的截面图,图2是其主要部分立体图。
如图1所示,电容器A1具有:多孔质烧结体10,2条阳极线11A、11B,阴极30,引线部件21a、21b、31,和密封树脂50。此外,在图2中,省略了密封树脂50。
如图2所示,多孔质烧结体10做成矩形的板状。多孔质烧结体10通过对例如铌或氧化亚铌(NbO:导电性陶瓷材料)的粉末进行加压成形、并进行烧结而形成。由此,多孔质烧结体10的等价串联电阻变小。此外,本发明中所说的多孔质烧结体,是指在其内部和外表面形成有电介质层和固体电解质层(图示均省略)的烧结体。作为多孔质烧结体10的材质,可以使用例如钽等,取代铌或氧化亚铌。铌与钽相比,阻燃性优异。
2条阳极线11A、11B由例如铌制造。如图1所示,阳极线11A、11B各自的一部分,分别从多孔质烧结体10的相对的一个侧面10a和另一个侧面10b进入其内部。所以,阳极线11A与阳极线11B之间通过多孔质烧结体10相互电气导通。即,使阳极线11A与阳极线11B之间具有电位差时,电流会经过多孔质烧结体10而在它们之间流动。
阳极线11A、11B从多孔质烧结体10突出的部分,构成用于与阳极引线部件21a、21b连接的第一和第二阳极端子11a、11b。在此,2条阳极线11A、11B构成本发明中所说的阳极。
阳极引线部件21a、21b的截面做成字型。阳极引线部件21a形成台阶差的一个端部22a(以下称为连接部22a)与阳极线11A的第一阳极端子11a电气和机械连接。同样,阳极引线部件21b形成台阶差的一个端部22b(以下称为连接部22b)与阳极线11B的第二阳极端子11b电气和机械连接。另一方面,阳极引线部件21a的另一个端部23a构成将电容器A1安装在基板上时的信号线用的端子(以下称为第一阳极安装端子23a),阳极引线部件21b的另一个端部23b构成将电容器A1安装在基板上时的信号线用的端子(以下称为第二阳极安装端子23b)。
阴极30由通过导电性树脂40粘结在多孔质烧结体10的上下表面的一对金属板构成。作为金属板的材质,可以使用Cu合金、Ni合金等。如图2所示,一对金属板30(以下称为阴极板30)在多孔质烧结体10的侧面10c、10d上分别由2个导电部件32短路。
在粘结在多孔质烧结体10的下表面的金属板上,电气连接有截面为字型的阴极引线部件31的一个端部34(图2中上侧的端部)。阴极引线部件31的另一端部33构成将电容器A1安装在基板表面上时的接地线用的端子(以下称为阴极安装端子33)。
如图1所示,多孔质烧结体10的周围由密封树脂50密封,但使第一、第二阳极安装端子23a、23b和阴极安装端子33露出。安装有阴极板30的多孔质烧结体10以及阳极线11a、11b与阳极引线部件21a、21b的连接部由密封部件50进行电气和机械保护。另外,电容器A1中的第一、第二阳极安装端子23a、23b和阴极安装端子33的位置由密封部件50固定。
接着,关于电容器A1的作用,以用于图3所示的电路(阻止噪声侵入电源的电路)的情况作为一个例子进行说明。
图3所示的电路,是在将装置70和电源装置71连接的信号线上插入电容器A1的电路。在该图的电路中,电容器A1用于抑制由装置70产生的无用的噪声泄漏到电源装置71一侧。
作为装置70,是例如CPU或IC等。配线81是用于将电源装置71和装置70连接的正极侧的配线。配线82是用于将装置70与电源装置71连接的负极侧的配线。第一阳极安装端子23a与电源装置71侧的配线81连接,第二阳极安装端子23b与装置侧的配线81连接,阴极安装端子33与配线82连接。由此,电容器A1被连接在装置70和电源装置71之间。
根据图1、图2所示的结构,电容器A1具有图3的点划线内所示的等价电路。电阻R1与电感L1,是阳极线11A与阳极线11B之间流过电流的情况下,多孔质烧结体10具有的等价电阻R1(以下称为等价串联电阻R1)和等价电感L1(以下称为等价串联电感L1)。如上所述,由于阳极线11A和阳极线11B分别被安装在板状的多孔质烧结体10的一个侧面10a和另一个侧面10b上,所以,等价串联电阻R1和等价串联电感L1是电流在沿上下表面的方向流过多孔质烧结体10内时的等价电阻和电感。
电容C1和电阻R2以及电感L2,是阳极线11A、11B与阴极板33之间流过电流的情况下,多孔质烧结体10具有的等价的电容C1(以下称为等价电容C1)和电阻R2(以下称为等价电阻R2)以及等价的电感L2(以下称为等价电感L2)。如上所述,由于阳极板33被设置在板状的多孔质烧结体10的上下表面,阳极线11A、11B被配置在2片阳极板33(电气短路)之间的空间,所以等价电容C1和等价电阻R2以及等价电感L2是电流在与上下表面垂直的方向上流过多孔质烧结体10内时的等价的电容、电阻和电感。
如图2所示,电容器A1是立体电路,在阳极线11A及阳极线11B与阳极板33之间施加电压时,多孔质烧结体10的整个内部中流过电流。根据多孔质烧结体10的晶体结构,将图3所示的电容器A1对于交流信号的电路替换为更具体的等价电路,变成图4。
如图4所示,电容器A1被表示为多个由电感L1a和电阻R1a的串联连接构成的串联阻抗以及由电容C1a和电阻R2a的串联连接构成的并联导纳呈阶梯状连接的电路。此外,阶梯型电路的两端与第一、第二阳极安装端子23a、23b之间的电感,是阳极引线部件21a、21b具有的电感成分。另外,阶梯型电路与阳极安装端子33之间的电感L2,是阴极引线部件31具有的电感成分。
根据本实施方式,可实现下述的改善。
第一,由于电容器A1内部的等价串联电感L1,高频带的噪声消除特性得到改善。
更具体地说,由装置70产生的高频噪声通过配线81向电源装置71侧传输时,电容器A1的等价串联电感L1作为阻抗对高频噪声起作用,高频噪声向电源装置71内的输入被阻止。
在图30所示的以往的电容器B的结构中,如图31所示,由于未形成与串联等价电感L1相当的电感,所以不具有上述效果。
阳极线11A与阳极线11B之间的多孔质烧结体10的距离变长时,图4所示的阶梯型电路的段数增加,串联等价电感L1变大;阳极线11A与阳极线11B之间的多孔质烧结体10的距离变短时,图4所示的阶梯型电路的段数减少,串联等价电感L1变小。
所以,通过适当地设定阳极线11A与阳极线11B之间的多孔质烧结体10的距离,能够很好地阻止所希望的高频带的噪声向电源装置71内的输入。
第二,使电容器A1的等价电容C1增大,在宽频带内,噪声消除特性得到改善。
更具体地说,由装置70产生的高频噪声通过配线81进入电容器A1内时,该高频噪声被图3所示的等价电容C1分流到配线82(负极侧),其向电源装置71侧的输入被阻止。
等价电容C1越大,将交流信号从配线81分流到配线82的阻抗值越小,所以,通过配线81进入电容器A1内的噪声,在宽频带内被等价电容C1分流到配线82(负极侧),其向电源装置71侧的输入被阻止。
图3所示的等价电路中的等价电容C1,是将图4所示的阶梯型电路中的并联导纳的电容C1a合成的电容,并联导纳的数量越多,等价电容C1越大。阶梯型电路的并联导纳随着多孔质烧结体10的平面面积的增大而增大,并且随着厚度的变薄而增大,所以,与图30所示的以往的电容器B的结构相比,能够容易地增大等价电容C1。
因此,根据本实施方式的电容器A1,与以往的电容器B相比,能够容易地增大等价电容C1,并且能够在宽频带内改善噪声消除特性。
第三,由于多孔质烧结体10为扁平的板状,所以,噪声消除特性进一步得到改善。
更具体地说,由于多孔质烧结体10的厚度薄,所以,在其厚度方向上流过多孔质烧结体10内的电流的导通路径的长度变短。由此,电容C1a增大、而等价电阻R2a减小,所以,可以使等价电容C1增大、等价电阻R2减小。因此,由配线81进入的作为交流电流的噪声能够容易地分流到配线82(负极侧)。因此,能够在宽频带内适当地除去噪声。
第四,通过阴极板30的结构,可实现电容器A1的机械强度的高强度化。
更具体地说,如图2所示,由一对金属板构成的阴极板30,以从上下夹持板状的孔质烧结体10的方式设置。而且,阴极板30由导电性树脂40比较牢固地粘合在多孔质烧结体10的上下表面。因此,电容器A1中,实现作为电路的主要功能的多孔质结晶体10的上下表面由金属板30实施高机械强度的保护。由此,即使在电容器A1反向电气连接而产生过度发热的情况下,也能够防止电容器A1发生大的变形,还能够抑制密封树脂50产生裂纹。
在用于在多孔质烧结体10内形成电介质层的处理中,不仅多孔质烧结体10、而且阳极线11A、11B中进入多孔质烧结体10内的部分也浸渍在例如磷酸水溶液中。由于阳极线11A、11B由铌制成,所以在其表面也形成上述电介质层。此后,形成固体电解质层,覆盖上述电介质层。从而能够适当地避免阳极线11A、11B与上述固体电解质层直接导通。
如上所述,电容器A1与基于现有技术的电容器相比较,宽频带内的噪声消除特性优异。因此,在图3所示的电路中,能够利用比以往少的电容器来改善噪声消除。从而,能够提高基板上的空间效率和降低成本。
图5~图25表示了本发明的其它的实施方式的各种固体电解电容器。在这些图中,与上述第一实施方式相同或类似的要素,标注相同的符号,酌情省略说明。
图5~图9所示的4个实施方式与上述实施方式的不同点在于,第一和第二阳极端子11a、11b的个数及相对于多孔质烧结体10的配置。此外,在图5~9中,没有表示阴极板、密封树脂和面安装用的端子。
在图5所示的第二实施方式中,具有4条阳极线11A、11B,由此,具有每一对的第一和第二阳极端子11a、11b。一对第一阳极端子11a都设置成从多孔质烧结体10的一个侧面10a突出。一对阳极端子11b都设置成从相对的侧面10b突出。
根据本实施方式,如图5的箭头所示,电路电流分散在2个第一阳极端子11a中流入多孔质烧结体10内,通过该多孔质烧结体10,分散在2个第二阳极端子11b中向外部流出。因此,能够减少第一和第二阳极端子11a、11b中每1个端子的电流量。从而能够抑制第一和第二阳极端子11a、11b中的发热。
另外,图6是第二实施方式的电容器A1的等价电路。在该实施方式中,由于分别设置有2个第一和第二阳极端子11a、11b,所以夹住电容器A1的等价电容C1的两侧的等价串联电阻R1和等价串联电感L1,是将2个等价串联电阻R1和等价串联电感L1的串联连接分别并联连接。
因此,与图2所示的实施方式相比较,夹住电容器A1的等价电容C1的两侧的等价串联电阻R1和等价串联电感L1变小。
在将第二实施方式的电容器A1用于使向装置70的电源供给稳定化的目的时,由于等价电容C1与第一阳极安装端子23a或第二阳极安装端子23b之间的等价串联电感L1减小,所以,基于该等价串联电感L1的时间常数减小,能够实现在积蓄电荷从等价电容C1供给装置70时的瞬态响应特性的高速化。因此,对应于高频,能够以高响应性进行大容量的电力供给。
在图7所示的第三实施方式中,设置成第一和第二阳极端子11a、11b均从一个侧面10a突出。
根据第三实施方式,第一和第二阳极安装端子(图示省略)被配置在一个侧面10a。因此,在将电容器A1搭载在基板上时,能够在电容器A2的一个侧面10a上形成面对该电容器A1的配线81。从而,能够避免配线81与电容器A1的周围安装的部件的不适当的干涉,将该配线81高效率地配置在基板上。
在图8所示的第四实施方式中,设置成1个第一阳极端子11a与一对第二阳极端子11b从一个侧面10a突出。由此,能够使等价电容C1与第二阳极端子11b之间的等价串联电感(以下称为输出侧的等价串联电感)比等价电容C1与第一阳极端子11a之间的等价串联电感(以下称为输入侧的等价串联电感)小。
根据第四实施方式,将电容器A1用于消除进入电源装置的高频噪声时,通过将高频噪声输入侧设定为输入侧的等价串联电感高的第一阳极端子11a,能够适当地消除高频带中的噪声。另一方面,将电容器A1用于稳定电力供给时,通过将从等价电容C1输出积蓄电荷的一侧设定为输出侧的等价串联电感低的第二阳极端子11b,能够使电流急剧上升而放出。因此,适于实现高频带中的噪声消除特性的提高和电力供给的高速化。
在图9所示的第五实施方式中,形成为具有1个第一阳极端子11a和3个第二阳极端子11b的结构。第一阳极端子11a设置成从一个侧面10a突出。3个第二阳极端子11b则设置成分别从其它的3个侧面10b、10c、10d突出。
根据第五实施方式,第一阳极端子11a上连接电源装置,并且3个第二阳极端子11b分别与3个装置连接,由此,可以阻止由这3个装置产生的噪声进入电源装置。3个第二阳极端子11b各自大体垂直,并且呈放射状延伸。因此,与3个第二阳极端子11b分别连接的装置70能够相互不干涉地配置。
接着,参照图10和图11对本发明的第六实施方式的固体电解电容器进行说明。
第六实施方式设置了1条阳极线12,取代第一实施方式(图1~3)中的2条阳极线11A、11B。阳极线12设置成贯通多孔质烧结体10,其两端部从多孔质烧结体10突出。该两端部分别成为第一和第二阳极端子12a、12b。
如图11所示,阳极线12的第一阳极端子12a与阳极引线部件21a的连接部22a电气和机械连接,阳极线12的第二阳极端子12b与阳极引线部件2 1b的连接部22b电气和机械连接。此外,图11与图2同样地未表示密封树脂50。
根据第六实施方式,由于多孔质烧结体10的内部具有很多微孔,所以电阻较大,但由于阳极线12是实心的结构,所以,与多孔质烧结体10相比,能够使电阻减小。
在第一实施方式(图1~3)中,由于多孔质烧结体10的等价串联电阻R1比较高,所以,等价串联电阻R1中的电气损失大,而根据第六实施方式,由于1条阳极线12,第一和第二阳极端子12a、12b之间的等价直流电阻R1减小,输入电容器A1的电流的大部分通过阳极线12,所以能够减少电容器A1内的电气损失。另外,由于流过多孔质烧结体10的电流减小,所以也能够抑制多孔质烧结体10内的发热。
图12和图13表示本发明的第七实施方式和第八实施方式的固体电解电容器。这些实施方式与第六实施方式(图10和图11)的不同仅在于第一和第二阳极端子12a、12b的条数和它们相对于多孔质烧结体10的配置。
图12所示的第七实施方式,分别设置了1条阳极线12,取代第二实施方式(图5)中的2组阳极线11A、11B。各阳极线12以贯通多孔质烧结体10的方式设置。
根据第七实施方式,在图6的等价电路中,由于能够减小各阳极线12的等价直流电阻R1,所以,能够减小第一阳极安装端子23a与第二阳极安装端子23b之间的等价直流电阻(将2条阳极线12的等价直流电阻R1合成的等价直流电阻),能够进一步抑制电容器A1中的电气损失。另外,由于能够减小各阳极线12的等价直流电感L1,所以,能够减小第一阳极安装端子23a与第二阳极安装端子23b之间的等价直流电感(将2条阳极线12的等价直流电感L1合成的等价直流电感),能够实现电力供给的更高速响应化。
图13所示的第八实施方式,是设置了1条弯曲成U字型的阳极线12取代第三实施方式(图7)中的阳极线11A、11B的结构。阳极线12以贯通多孔质烧结体10的方式设置。
根据第八实施方式,与第三实施方式(图7)相比,由于1条阳极线12,第一和第二阳极端子12a、12b之间的等价直流电阻R1减小,输入电容器A1的电流的大部分通过阳极线12,所以,能够减少电容器A1内的电气损失。另外,由于流过多孔质烧结体10内的电流减小,所以也能够抑制多孔质烧结体10内的发热。
如图14所示,阳极线13A、13B中,必须使图中的高度小于多孔质烧结体10的厚度。在第九实施方式中,阳极线13A、13B的宽度大于其高度。因此,阳极线13A、13B在增大其截面积方面是有利的。所以,能够减小阳极线13A、13B的电阻,从而能够抑制电气损失。
图15表示本发明的第十实施方式的固体电解电容器。该实施方式的电容器,设置有扁平的板状的多孔质烧结体10和具有扁平截面的阳极线14。另外,阳极线14贯通多孔质烧结体10。根据本实施方式,由于1条阳极线14贯通多孔质烧结体10,所以,相对于第九实施方式(图14),能够进一步降低电阻。
在图16所示的第十一实施方式中,多孔质烧结体15是圆柱形状,具有在长度方向上间隔的2个端面15a、15b。第一阳极端子11a设置成一部分嵌入一个端面15a,第二阳极端子11b设置成一部分嵌入另一个端面15b。
在图17所示的第十二实施方式中,1条阳极线12贯通圆柱形状的多孔质烧结体15。增长阳极线12,对于降低电阻是适宜的。此外,作为多孔质烧结体15的形状,并不限于圆柱形状,也可以是棱柱形状等,只要是具有同样的截面形状、在一个方向上延伸的形状即可。
接着,参照图18和图19对本发明的第十三实施方式的固体电解电容器进行说明。
如图18所示,第十三实施方式的电容器A3,设置有2个阴极引线部件31a、31b。阴极引线部件31a、31b具有与阳极引线部件21类似的形状,一个端部(图18中上侧的端部)与连接于多孔质烧结体10的下表面的阴极板30电连接。阴极引线部件31a的另一端部33a构成将电容器A3安装在基板上时的接地线用的端子(以下称为第一阴极安装端子33a)。阴极引线部件31b的另一端部33b构成将电容器A3安装在基板上时的接地线用的端子(以下称为第二阴极安装端子33b)。
图19所示的电路,是将电容器A3插入到连接装置70和电源装置71的信号线上的电路。在该图的电路中,电容器A3是用于抑制由装置70产生的无用噪声向电源装置71一侧泄漏。
第一和第二阴极安装端子33a、33b,连接在从电源装置71到装置70的负极侧的配线82中。由此,阴极板30在配线82中串联连接。等价串联电感L2是图18所示的阴极板30和阴极引线部件31a、31b的电感成分。
第十三实施方式实质上是第一实施方式的电容器A1的图3所示的等价电路中将阳极与阴极颠倒的关系。所以,与图1~图3所示的第一实施方式同样,能够将电路电流中所包含的高频带的噪声适当地隔断,可以实现高频带的噪声消除特性的提高。
图20和图21表示本发明的第十四实施方式的固体电解电容器。图20所示的电容器A4,设置有第一和第二阳极安装端子23a、23b与第一和第二阴极安装端子33a、33b。
第十四实施方式是在图18所示的第十三实施方式中,在多孔质烧结体10的侧面10b上追加阳极线11B,在该阳极线11B的第二阳极端子11b上连接阳极引线部件21b的结构。
图21表示使用该电容器A4的电路。在图示的电路中,正极侧和负极侧的配线81、82的全部的电路电流,都流过等价串联电感L1、L2。所以,能够由等价串联电感L1、L2双方适当地遮断高频带的噪声,可以进一步增强高频带的噪声消除特性。
图22~图25表示本发明的第十五实施方式的固体电解电容器。该实施方式的电容器A5,与上述第一~第十四实施方式的电容器A1~A4不同,是构成阴极30的一块金属板也构成金属壳体30A的结构。其它的要素与第十四实施方式的电容器A4相同。
如图22和图23所清楚表明的,电容器A5设置有金属壳体30A。第一和第二阳极安装端子23a、23b与第一和第二阴极安装端子33a、33b从金属壳体30A的下方延伸出。
如图24和图25所清楚表明的,金属壳体30A与金属板30B构成阴极30。金属壳体30A与金属板30B以夹持多孔质烧结体10的方式由导电性树脂40粘合在多孔质烧结体10上。如图23所示,多个阴极引线部件32使金属壳体30A与金属板30B导通。如图24所示,阳极线12按照其两端部从多孔质烧结体10突出的方式设置。阳极线12的两端部成为第一和第二阳极端子12a、12b。第一和第二阳极端子12a、12b与导体部件21 a、21b电气导通。在金属壳体30A内的空隙部,填充有密封树脂51,实现各部分之间的绝缘和隔断外部空气。
根据第十五实施方式,由于电容器A5被金属壳体30A和金属板30B电气屏蔽,所以电容器A5的电气特性稳定。另外,金属壳体30A比金属板的刚性高,所以适于实现电容器A5整体的高强度化。另外,如图24和图25所示,密封树脂51由金属壳体30A覆盖。因此,例如与由密封树脂覆盖整体的结构相比,密封树脂51难以产生裂纹。而且,金属壳体30A比密封树脂的热传导性高。在多孔质烧结体10中产生发热的情况下,可促进向外部空气的散热。由此,电容器A5的工作稳定性提高。另外,能够增大多孔质烧结体10的容许电力损失。此外,如果在金属壳体30A的表面形成树脂层,则够使其与外部的绝缘更可靠。
此外,本发明中的固体电解电容器、电路和安装结构,并不限于上述实施方式。
在上述实施方式中,与阴极连接的导体部件的一部分成为面安装用的阴极侧的端子,但本发明不限于此。例如,也可以是做成阴极的一部分延伸出来、其端部成为面安装用的阴极侧的端子的结构等阴极与面安装用的端子一体化的结构。
本发明中的固体电解电容器的用途,也不只限于将以CPU为代表的电路作为对象的噪声消除和电力供给的稳定化等,也可以用于例如DC-DC转换器的输出平滑化、旁路电路中的脉动消除等。
Claims (19)
1.一种固体电解电容器,其特征在于,具有:
金属颗粒或导电性陶瓷颗粒的多孔质烧结体;
一部分进入所述多孔质烧结体内的阳极;
由所述阳极从所述多孔质烧结体突出的部分所形成的第一和第二阳极端子;和
在所述多孔质烧结体的表面形成的阴极,
形成为电路电流从所述第一阳极端子向所述第二阳极端子流过所述多孔质烧结体的结构,
所述第一阳极端子的等价串联电感比所述第二阳极端子的等价串联电感大。
2.如权利要求1所述的固体电解电容器,其特征在于:
所述阳极由多条阳极线构成。
3.如权利要求1所述的固体电解电容器,其特征在于:
所述阳极由以两端部从所述多孔质烧结体突出的方式设置的阳极线构成,
所述第一和第二阳极端子由所述两端部形成。
4.如权利要求1所述的固体电解电容器,其特征在于:
所述多孔质烧结体由铌颗粒或氧化亚铌颗粒构成。
5.如权利要求1所述的固体电解电容器,其特征在于:
所述多孔质烧结体为扁平的板状。
6.如权利要求5所述的固体电解电容器,其特征在于:
所述多孔质烧结体具有在厚度方向上立起的一个侧面,
所述第一和第二阳极端子从所述一个侧面突出。
7.如权利要求5所述的固体电解电容器,其特征在于:
所述多孔质烧结体具有在厚度方向上立起的2个以上的侧面,
所述第一和第二阳极端子从互相不同的所述侧面突出。
8.如权利要求5所述的固体电解电容器,其特征在于:
所述阳极具有扁平的截面形状。
9.如权利要求1所述的固体电解电容器,其特征在于:
所述多孔质烧结体为圆柱形状或棱柱形状。
10.如权利要求1所述的固体电解电容器,其特征在于:
具有与所述阴极导通的第一和第二阴极端子,形成为电路电流从所述第一阴极端子向所述第二阴极端子流过所述阴极的结构。
11.如权利要求10所述的固体电解电容器,其特征在于:
所述第一阴极端子的等价串联电感比所述第二阴极端子的等价串联电感大。
12.如权利要求1所述的固体电解电容器,其特征在于:
所述阴极包括夹持所述多孔质烧结体的一对金属部件。
13.如权利要求12所述的固体电解电容器,其特征在于:
所述一对金属部件中的至少一方是容纳所述多孔质烧结体的金属壳体。
14.如权利要求12所述的固体电解电容器,其特征在于:
在所述一对金属部件与所述多孔质烧结体之间存在有导电性材料。
15.一种固体电解电容器,其特征在于:
具有金属颗粒或导电性陶瓷颗粒的多孔质烧结体、一部分进入所述多孔质烧结体内的阳极、和在所述多孔质烧结体的表面形成的阴极,
并具有与所述阴极导通的第一和第二阴极端子,形成为电路电流从所述第一阴极端子向所述第二阴极端子流过所述阴极的结构,
所述第一阴极端子的等价串联电感比所述第二阴极端子的等价串联电感大。
16.一种电路,其特征在于:
使用具有金属颗粒或导电性陶瓷颗粒的多孔质烧结体、一部分进入所述多孔质烧结体内的阳极、由所述阳极形成的第一和第二阳极端子、和阴极的固体电解电容器;
形成为电路电流从所述第一阳极端子向所述第二阳极端子流动的结构,
所述第一阳极端子的等价串联电感比所述第二阳极端子的等价串联电感大。
17.如权利要求16所述的电路,其特征在于:
所述固体电解电容器具有与所述阴极导通的第一和第二阴极端子,形成为电路电流从所述第一阴极端子向所述第二阴极端子流过所述阴极的结构。
18.如权利要求17所述的电路,其特征在于:
所述第一阴极端子的等价串联电感比所述第二阴极端子的等价串联电感大。
19.一种电路,其特征在于:
使用具有金属颗粒或导电性陶瓷颗粒的多孔质烧结体、一部分进入所述多孔质烧结体内的阳极、和阴极的固体电解电容器;
所述固体电解电容器具有与所述阴极导通的第一和第二阴极端子,形成为电路电流从所述第一阴极端子向所述第二阴极端子流过所述阴极的结构,
所述第一阴极端子的等价串联电感比所述第二阴极端子的等价串联电感大。
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