CN1870193B - 片型固体电解电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种4端子结构的片型固体电解电容器，具有以阳极电极部彼此成为相反方向的方式层叠成的电容器元件，且在成为装配面的下表面，设置有彼此相对的一对阳极端子部和彼此相对的一对阴极端子部。其能够使因在各个端子间流动的电流而产生的磁通彼此抵消，可以大幅度地降低ESL，还可以通过使各个端子间距离尽可能靠近而减小电流的环路面积，来实现进一步的低SEL化。
Description
技术领域
本发明涉及在用于各种电子设备的电容器中，将导电性高分子用于固体电解质且适应面装配的片型固体电解电容器。
背景技术
伴随着电子设备的高频化，对于作为电子部件之一的电容器，也要求高频区域中的阻抗特性比以往更为优良的电容器。为了应对这样的要求，人们对将导电率高的导电性高分子用于固体电解质的固体电解电容器进行了各种研究。
此外，近年来，对于在个人计算机的CPU的外围电路中使用的固体电解电容器，强烈地要求小型大容量化。此外，与高频化相对应，要求等效串联电阻(ESR)的降低(低ESR化)。除此之外，为了实现噪声的除去、优良的过渡应答性等，还强烈要求固体电解电容器的等效串联电感(ESL)的降低(低ESL化)，为了应对这样的要求，人们进行了各种研究。
图6是示出在日本专利公开公报平6-120088号中记载的以往的片型固体电解电容器的一个例子的透视图。图7是示出该片型固体电解电容器的内部结构的透视图。以往的片型固体电解电容器具有重叠有2块将导电性高分子用于固体电解质的电容器元件20的结构。所使用的电容器元件20具有阳极部21、阴极部22和绝缘部23，并以阳极部21彼此向相反方向突出的方式重叠。
以往的片型固体电解电容器，还具有一端连接到电容器元件20的阳极部21的阳极引线端子24、一端连接到阴极部22的阴极引线端子25以及以覆盖电容器元件20的方式模铸的外封装树脂26。在模铸有外封装树脂26的固体电解电容器的侧面和底面，一对阳极引线端子24彼此相对地设置，并且一对阴极引线端子25彼此相对地设置，从而成为4端子结构的固体电解电容器。
这样构成的以往的片型固体电解电容器，在高频特性和噪声吸收性方面优良，从而能够实现低ESL化。
但是，上述以往的片型固体电解电容器，若与层叠一块电容器元件20或多块电容器元件20而用外封装树脂模铸并引出阳极/阴极端子的一般的2端子结构的片型固体电解电容器相比较，存在ESL被控制在500pH(皮亨)程度的限界。目前的市场要求200pH以下的ESL，因而图6、7中所记载的片型固体电解电容器对于这样高的要求级别还不够充分，从而存在着进一步低ESL化的问题。
发明内容
本发明的片型固体电解电容器，由多个具有阳极电极部和阴极电极部的平板状的电容器元件以阳极电极部彼此成为相反方向的方式层叠成的电容器元件层叠体、分别接合到位于该电容器元件层叠体的两端的阳极电极部的阳极引线端子、接合到位于电容器元件层叠体的中央的阴极电极部的阴极引线端子、以阳极引线端子和阴极引线端子的下表面的一部分露出的状态被覆上述电容器元件层叠体的绝缘性的外封装树脂构成。阴极引线端子，下表面的中央部分被外封装树脂被覆，两端部分则从外封装树脂露出。即，是一种在成为装配面的下表面阳极端子部和阴极端子部分别在相对的2个位置露出的4端子结构的片型固体电解电容器。
上述结构的片型固体电解电容器，可以实现大幅度的低ESL化。
附图说明
图1A是本发明实施方式1的片型固体电解电容器的平面透视图；
图1B是本发明实施方式1的片型固体电解电容器的正面透视图；
图1C是本发明实施方式1的片型固体电解电容器的底面透视图；
图1D是本发明实施方式1的片型固体电解电容器的底面图；
图2是从作为装配面的下表面看本发明实施方式1的片型固体电解电容器的底面图；
图3是将本发明实施方式1的片型固体电解电容器装配到印刷布线基板的状态的平面图；
图4A是示出本发明实施方式2的片型固体电解电容器的结构的平面透视图；
图4B是示出本发明实施方式2的片型固体电解电容器的结构的正面透视图；
图4C是示出本发明实施方式2的片型固体电解电容器的结构的底面透视图；
图4D是示出本发明实施方式2的片型固体电解电容器的结构的底面图；
图5A是示出本发明实施方式3的片型固体电解电容器的结构的平面透视图；
图5B是示出本发明实施方式3的片型固体电解电容器的结构的正面透视图；
图5C是示出本发明实施方式3的片型固体电解电容器的结构的底面透视图；
图5D是示出本发明实施方式3的片型固体电解电容器的结构的侧面透视图；
图5E是示出本发明实施方式3的片型固体电解电容器的结构的底面图；
图6是示出以往的片型固体电解电容器的结构的透视图；以及
图7是示出以往的片型固体电解电容器的内部结构的透视图。
具体实施方式
(实施方式1)
以下，利用实施方式1，并利用附图对本发明进行说明。
图1A～1D是说明本发明实施方式1的片型固体电解电容器100的图。在图1A～1D中，电容器元件1具有由阀金属构成的阳极体。阳极体由表面进行了面粗糙化的阀金属构成，在该阀金属的粗糙面上，通过阳极氧化(化合)形成有电介质氧化皮膜(化合皮膜)。在这里，所谓阀金属，指通过阳极氧化在金属上形成氧化膜，具有所谓的阀作用的金属。在阳极体的规定位置，以未示出的绝缘部介于中间，分离地形成有阳极电极部2和阴极形成部(未示出)。在该阴极形成部的电介质氧化皮膜层上，形成有由导电性高分子构成的固体电解质层，再在其上形成有由碳和银膏构成的阴极层(均未示出)层叠而构成的阴极电极部3。
电容器元件层叠体4是由多块上述电容器元件1层叠而成的层叠体。该电容器元件层叠体4通过以电容器元件1的阳极电极部2彼此向相反方向突出的方式层叠多块(在本实施方式中为4块)而构成。
电容器元件层叠体4的阳极电极部2通过阳极引线框架5接合为一体。在该阳极引线框架5中，接合阳极结合部5a而一体化。在阳极结合部5a沿着电容器元件1的阳极电极部2的外周以包入阳极电极部2的方式被折弯之后，在焊接部5b处用激光焊接等手段，将阳极电极部2和阳极结合部5a接合为一体。
此外，电容器元件层叠体4的阴极电极部3则通过阴极引线框架6接合为一体。该阴极引线框架6与阴极电极部3通过未示出的导电性粘接剂接合。
片型固体电解电容器100，具有在上表面接合阳极引线框架5的阳极引线端子7。该阳极引线端子7，在宽度方向的两边设置有板厚度薄的薄厚度部7b，在薄厚度部7b上较薄地形成有外封装树脂9。除去该薄厚度部7b之外的中央部分，成为装配时的阳极端子部7a。另外，外封装树脂9通过树脂的涂敷或树脂的成型而形成。
片型固体电解电容器100，还具有在上表面接合上述阴极引线框架6的阴极引线端子8。在该阴极引线端子8中，在宽度方向的中央部设置有板厚度薄的薄厚度部8b，在薄厚度部8b上较薄地形成有外封装树脂9。除去该薄厚度部8b之外的两端部分，成为装配时的阴极端子部8a。
在本实施方式中，阳极引线框架5和阳极引线端子7通过激光焊接接合，阴极引线框架6与阴极引线端子8使用导电性粘接剂接合。但是，本发明的接合手段，并不限于激光焊接或导电性粘接剂。
片型固体电解电容器100，被覆有外封装树脂9。外封装树脂9将电容器元件层叠体4、阳极引线框架5、阴极引线框架6、阳极引线端子7、阴极引线端子8被覆为一体。此外，分别设置在阳极引线端子7和阴极引线端子8中的薄厚度部7b、8b也由该外封装树脂9一体地被覆。在成为片型固体电解电容器100的装配面的下表面，阳极端子部7a和阴极端子部8a露出地设置。由此，一对阳极端子部7a之间和一对阴极端子部8a之间彼此相对的4端子结构的片型固体电解电容器100得以制造出来。
在具有上述结构的片型固体电解电容器100中，由于因在各个端子间流动的电流而产生的磁通彼此抵消，故可以大幅度地降低ESL。此外，还可通过使各个端子间距离尽可能地靠近而减小电流的环路面积，来实现进一步的低ESL化。在表1中共同示出了对本实施方式1的片型固体电解电容器100(实施例)的ESL特性进行评价的结果和对以往的片型固体电解电容器(比较例)的ESL特性进行评价的结果。
如表1所示，本实施方式的片型固体电解电容器100，能够使ESL降低到以往品级的大约1/5左右。而且，由于ESL的偏差也小，故对于适应高频的高要求也能够充分地应对。
表1
| ESL的平均值 | ESL的偏差 | |
| 实施例 | 98pH | 5.20pH |
| 比较例 | 522pH | 17.93pH |
此外，通过将上述电容器元件层叠体4的层叠块数设定为偶数，可以得到能够使因在各电容器元件1中流动的电流而产生的磁通彼此抵消这样的理想性能。
此外，图2是从作为装配面的下表面看本实施方式的片型固体电解电容器的底面图。其是露出的一对阳极端子部7a之间和露出的一对阴极端子部8a之间分别相对的4端子结构。而且，以在下表面露出的相对的阴极端子部8a间的距离A和与该距离A同方向上的阳极端子部7a的宽度B之间的关系成为A＞B的方式构成。
以下，参照图3说明图2的结构的优点。
本实施方式的片型固体电解电容器100的阳极端子部7a连接到设置在印刷布线基板10上的电源线10a，而且阴极端子部8a连接到未示出的地而接地。这样，可以使用与装配以往的片型固体电解电容器相同的印刷布线基板。在这样进行装配时，通过预先将阴极端子部8a间的距离A和与该距离A同方向上的阳极端子部7a的宽度B之间的关系设定为A＞B，而可以消除短路的可能，也不会存在不需要的电感的产生。
另外，在本实施方式中，通过将多块电容器元件1接合到阳极引线框架5和阴极引线框架6来形成电容器元件层叠体4，再通过将电容器元件层叠体4分别接合到阳极引线端子7和阴极引线端子8来构成片型固体电解电容器100。本发明并不限于此。也可以将一块电容器元件1或多块层叠成的电容器元件层叠体4分别直接接合到阳极引线端子7和阴极引线端子8，而不使用阳极引线框架5和阴极引线框架6。这样的结构的片型固体电解电容器，使得成本降低和进一步的低ESL化成为可能。此外，电容器元件1的层叠块数，可适宜决定与目的相称的块数。
(实施方式2)
实施方式2，其阳极引线端子和阴极引线端子的结构，一部分与在实施方式1中所说明的片型固体电解电容器不同。除此之外的结构与实施方式1是相同的，故对于相同的部分赋予相同的标号而省略其详细的说明，以下利用附图仅对不同的部分进行说明。
图4A～4D是说明本发明实施方式2的片型固体电解电容器200的图。片型固体电解电容器200具有阳极引线端子11和阴极引线端子12。
上述阳极引线端子11，与实施方式1同样，具有阳极端子部11a和薄厚度部11b。该薄厚度部11b由外封装树脂9一体地被覆。与实施方式1同样，阳极端子部11a在成为装配面的下表面露出。另一方面，本实施方式2的阳极引线端子11，在下表面的至少一部分处，具有从上方看，以从外封装树脂9向外侧突出的方式延伸的突出部11c。此外，该突出部11c，沿着外封装树脂9的侧面向上方弯曲。
阴极引线端子12具有阴极端子部12a和薄厚度部12b。该薄厚度部12b由外封装树脂9一体地被覆。与实施方式1同样，阴极端子部12a在成为装配面的下表面露出。另一方面，本实施方式2的阴极引线端子12，在下表面的至少一部分处，具有从上方看，以从外封装树脂9向外侧突出的方式延伸的突出部12c。该突出部12c，沿着外封装树脂9的侧面向上方弯曲。
本实施方式2的片型固体电解电容器200，通过具有上述的结构，而可以容易地形成焊料凸点(solder fillet)。为此，在可以提高焊接强度的同时，还可以容易地从上表面目视确认焊料凸点，从而可以提高焊接的可靠性。
此外，在外封装树脂9的侧面，也可以设置向上方弯曲的突出部11c、12c所要嵌入的凹部。通过这样地消除从外封装树脂9突出的部分，可以实现片型固体电解电容器的进一步小型化。
(实施方式3)
实施方式3的片型固体电解电容器300，其阳极引线端子和阴极引线端子的结构，一部分与在实施方式2中所说明的片型固体电解电容器200不同。但是，除此之外的结构与实施方式2是相同的，故对于相同的部分赋予相同的标号而省略其详细的说明，以下利用附图仅对不同的部分进行说明。
图5A～5E是说明本发明实施方式3的片型固体电解电容器300的图。片型固体电解电容器300具有在上表面接合阳极引线框架5的阳极引线端子13。该阳极引线端子13，具有通过折弯一块基材的宽度方向的两端而形成的折弯部13b。除去该折弯部13b之外的中央部分，成为片型固体电解电容器300装配时的阳极端子部13a。阳极端子部13a，在下表面的至少一部分处，具有以从外封装树脂9向外侧突出的方式延伸的突出部13c。该突出部13c，沿着外封装树脂9的侧面向上方弯曲。
片型固体电解电容器300，还具有在上表面接合上述阴极引线框架6的阴极引线端子14。其构成为在该阴极引线端子14上设置有通过折弯一块基材的宽度方向的中央部分而形成的折弯部14b，除去该折弯部14b之外的两端部分成为装配时的阴极端子部14a。此外，阴极引线端子14，在下表面的至少一部分处，具有以从外封装树脂9突出的方式延伸的突出部14c。该突出部14c，沿着外封装树脂9的侧面向上方弯曲。
本实施方式3的片型固体电解电容器300，由于可以容易地形成焊料凸点，故在可以提高焊接强度的同时，还可以容易地从上表面目视确认焊料凸点，从而可以提高焊接的可靠性。此外，本实施方式3的片型固体电解电容器300，由于可以廉价地制作阳极引线端子13和阴极引线端子14，故可以将成本上涨压低到最小限度而且可以实现低ESL化。
如利用以上的实施方式1～3具体地说明的那样，本发明的片型固体电解电容器，具有以阳极电极部彼此向相反方向突出的方式层叠而构成的电容器元件。此外，还是一种在成为装配面的下表面设置有彼此相对的一对阳极端子部和彼此相对的一对阴极端子部、4端子结构的片型固体电解电容器。采用本发明的结构，由于因在各个端子间流动的电流而产生的磁通彼此抵消，而可以大幅度地降低ESL。此外，还可以通过尽可能地使各个端子间距离靠近而减小电流的环路面积，而使实现进一步的低ESL化成为可能。因此，特别是作为要求高频应答性的领域等的电容器是有用的。
Claims (11)
1.一种4端子结构的片型固体电解电容器，是具有以下部件的片型固体电解电容器：
多个具有阳极电极部和阴极电极部的平板状的电容器元件以上述阳极电极部彼此成为相反方向的方式层叠成的电容器元件层叠体；
接合到朝向相反方向的上述阳极电极部的一对阳极引线端子；
接合到上述阴极电极部并且具有一对阴极端子部的阴极引线端子，该一对阴极端子部设置在与上述一对阳极引线端子正交的2个方向上；以及
仅使上述阳极引线端子和上述阴极引线端子的一部分露出并且被覆上述电容器元件层叠体的整周的外封装树脂；
其中，上述阴极引线端子配置在上述电容器元件的下表面，该阴极引线端子在上表面接合上述电容器元件；
上述阳极引线端子和上述阴极引线端子，在上述片型固体电解电容器的下表面从上述外封装树脂露出；
上述阴极引线端子的中央部分，厚度比两端要薄，且上述中央部分被上述外封装树脂被覆；
在上述下表面，具有由上述阴极引线端子的露出部分构成的一对阴极端子部和由上述阳极引线端子的露出部分构成的一对阳极端子部。
2.根据权利要求1所述的片型固体电解电容器，其中，
上述阳极引线端子的两边部分，厚度比中央部分要薄；
上述两边部分被上述外封装树脂被覆；
将从上述外封装树脂露出的上述阳极引线端子的中央部分，定为上述一对阳极端子部。
3.根据权利要求2所述的片型固体电解电容器，其中，
上述一对阴极端子部间的距离A和与上述距离A同方向上的上述阳极端子部的宽度B的关系是A＞B。
4.根据权利要求1所述的片型固体电解电容器，其中，
上述阳极引线端子，分别由折弯的一块基材构成；
上述阳极端子部，是上述阳极引线端子在上述片型固体电解电容器的上述下表面露出的部分；
上述阴极引线端子，由折弯的1块基材构成；
上述阴极端子部，是上述阴极引线端子在上述片型固体电解电容器的上述下表面露出的部分。
5.根据权利要求2所述的片型固体电解电容器，其中，
上述阳极引线端子，分别由折弯的一块基材构成；
上述阳极端子部，是上述阳极引线端子在上述片型固体电解电容器的上述下表面露出的部分；
上述阴极引线端子，由折弯的1块基材构成；
上述阴极端子部，是上述阴极引线端子在上述片型固体电解电容器的上述下表面露出的部分。
6.根据权利要求1所述的片型固体电解电容器，其中，
上述阳极引线端子和上述阴极引线端子，分别具有从上方看在上述下表面从上述外封装树脂突出的突出部，上述突出部沿着上述外封装树脂的侧面向上方弯曲。
7.根据权利要求6所述的片型固体电解电容器，其中，
上述外封装树脂，具有容纳上述阳极引线端子和上述阴极引线端子的向上方弯曲的部分的凹部。
8.根据权利要求1所述的片型固体电解电容器，还具有：
将多个上述阳极电极部接合为一体，且连接到上述阳极引线端子的阳极引线框架；以及
将多个上述阴极电极部接合为一体，且连接到上述阴极引线端子的阴极引线框架。
9.根据权利要求8所述的片型固体电解电容器，还具有：
沿着上述阳极电极部的外周包入上述阳极电极部的阳极结合部；
其中，上述阳极结合部被接合到上述阳极引线端子。
10.根据权利要求1所述的片型固体电解电容器，其中，
上述电容器元件层叠体具有偶数层的上述电容器元件。
11.根据权利要求1所述的片型固体电解电容器，其中，
上述平板状的电容器元件的每一个具有：
在面粗糙化了的阀金属的表面形成电介质氧化皮膜而构成的阀金属制的阳极体；
在上述阳极体的规定位置形成的绝缘部；以及
隔着上述绝缘部而在两侧形成的上述阳极电极部和上述阴极电极部；
上述阴极电极部具有：
在上述电介质氧化皮膜上形成的、由导电性高分子构成的固体电解质层；以及
在上述固体电解质层上层叠的、由碳和银膏构成的阴极层。
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