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Hintergrund der Erfindung
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Aufnahme durch Bezug
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Diese
Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität von
der
japanischen Patentanmeldung
Nr. 2007-055299 , eingereicht am 06. März 2007,
deren Offenbarung vollständig durch Bezug hier aufgenommen wird.
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Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft einen Entstörkondensator, der in Netzteilschaltungen
für elektronische Geräte verwendet wird, und insbesondere
einen Festelektrolytkondensator, der insbesondere eine Anzahl von
Befestigungsanschlüssen aufweist.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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In
den vergangenen Jahren sind elektronische Geräte fortschreitend
kleiner, dünner und hochfunktional geworden, und eines
der wirksamen Mittel, um diesen Fortschritt zu erreichen, besteht
darin, eine Schaltungsantriebsfrequenz hoch zu machen. Um dies zu
verwirklichen, wird kürzlich eine Verringerung der Reihen-Ersatzinduktivität
(im Folgenden einfach "ESL") ein Ziel.
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Eine
Erhöhung der ESL ist Faktoren zuzuschreiben, welche die
Permeabilität eines Leiters in einem Gerät, die
Drahtlänge von einem Innenteil des Geräts zu einem
Befestigungsanschluss, die Form des Drahts oder dergleichen einschließen.
Um diese Probleme zu lösen, sind kürzlich verschiedene
Verfahren verfügbar gewesen, die ein Verfahren einschließen,
bei welchem Anoden- und Kathodenbefestigungsanschlüsse
hergestellt werden, so dass sie einander nahekommen, um eine Induktivitätskomponente,
die Schleifeninduktivität genannt wird, zu verringern,
die zwischen den Anoden- und Kathodenanschlüssen auftritt,
und ein Verfahren, bei welchem die Anzahl der Befestigungsanschlüsse
verringert wird, und die Anoden- und Kathodenanschlüsse
abwechselnd und eindimensional oder zweidimensional in einem gestaffelten
Format oder in einer Zickzackform angeordnet sind.
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Zum
Beispiel ist eine Kondensatorstruktur in Patentdokument 1 (offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr.
2002-343686 ) offenbart, bei welcher die ESL durch abwechselndes
Anordnen eines Anodenbefestigungsanschlusses und eines Kathodenbefestigungsanschlusses
klein gemacht wird und, um die abwechselnde Anordnung zu verwirklichen,
nach der Bildung eines isolierenden Harzteils auf einem Grundmetall
in einem Elementteil und auf einem porösen Substanzteil,
der nach der Bildung eines Festelektrolyts erhalten wurde, durch
das Bilden von Durchgangslöchern in dem isolierenden Harzteil
und durch das Füllen von inneren Teilen der Durchgangslöcher
mit Leitern, Kathodenleiter in dem Elementteil mit den Kathodenbefestigungsanschlüssen
verbunden werden und ein Anodenbefestigungsanschluss direkt auf
dem Grundmetall in dem Elementteil gebildet wird. Darüber
hinaus werden die Oberflächen, auf denen der Anodenbefestigungsanschluss
und der Kathodenbefestigungsanschluss angeordnet sind, mit einer
isolierenden Schutzschicht (Umhüllungsharz) beschichtet.
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Eine
weitere Kondensatorstruktur ist in Patentdokument 2 (offengelegte
japanische Patentanmeldung Nr.
2002-289469 ) offenbart, in der eine zickzackförmige
Anordnung von Anschlüssen verwirklicht wird, ohne Durchgangslöcher
in einem Grundmetall zu bilden. Hierbei wird ein Elektrodenteil,
der nicht poröse gemacht wurde, auf einer Seite eines Blechs
aus Ventilwirkungsmetall, das ein Grundmetall ausmacht, gebildet,
und eine Anschlussklemme zur Verbindung mit dem Elektrodenteil wird
als positiver Befestigungsanschluss verwendet. Nachdem andere Bereiche
des Ventilwirkungsblechs als der Elektrodenbereich porös
gemacht worden sind, wird eine dielektrische Schicht in dem Bereich
gebildet, und weiter werden eine Festelektrolytschicht und eine
Stromsammlerschicht auf der dielektrischen Schicht gebildet, und
ein Befestigungsanschluss zur Verbindung mit der Stromsammlerschicht
wird als negativer Befestigungsanschluss verwendet. Der Anodenbefestigungsanschluss
und Kathodenbefestigungsanschluss sind durch einen Isolator isoliert,
der zwischen den Anoden- und Kathodenbefestigungsanschlüssen
angeordnet ist.
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Herkömmliche
Kondensatorstrukturen weisen jedoch Probleme auf. Das heißt,
bei dem herkömmlichen Festelektrolytkondensator, der in
dem Patentdokument 1 offenbart ist, werden nach dem Bilden einer
erwünschten Anzahl von Durchgangslöchern in dem
porösen Substanzbereich durch das Füllen der Durchgangslöcher
mit dem isolierenden Harz und das Härten des eingefüllten
Harzes und dann durch Bilden der zweiten Durchgangslöcher
mit einem Durchmesser, der den Durchmesser der in einem Anfangsstadium
gebildeten Durchgangslöcher nicht überschreitet,
bei Zentralbereichen der gehärteten Harzbereiche und weiter durch
Beschichten und Füllen der Innenbereiche der Durchgangslöcher
durch Galvanisieren, die Leiter erhalten. Es gibt jedoch das Problem,
dass die Leckstromcharakteristik des Festelektrolytkondensators
geschädigt wird durch das Auftreten von Rissen in den Harzbereichen
durch mechanischen und thermischen Stress oder durch Schädigung,
die in dem porösen Bereich verursacht wurde in Bereichen,
welche die Durchgangslöcher umgeben, während die
zweiten Durchgangslöcher gebildet werden.
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Darüber
hinaus können in dem herkömmlichen Festelektrolytkondensator,
der in dem Patentdokument 2 offenbart ist, die oben genannten Probleme,
die in dem Festelektrolytkondensator, der in dem Patentdokument
1 offenbart ist, auftraten, gelöst werden, da keine Durchgangslöcher
in dem porösen Substanzbereich gebildet werden, es gibt
jedoch, da die Anoden- und Kathodenbefestigungsanschlüsse
direkt auf dem Grundmetall und auf dem porösen Substanzbereich
des Grundmetalls gebildet werden, das Problem, dass, wenn der Festelektrolytkondensator
auf dem Substrat angebracht wird, oder in dem Temperaturzyklus die
Eigenschaften des Festelektrolytkondensators, insbesondere der Reihen-Ersatzwiderstand
durch thermischen Stress, der durch einen Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizienten
zwischen dem Substrat und dem Festelektrolytkondensator auftritt,
verschlechtert werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick darauf ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, einen Festelektrolytkondensator
vorzusehen, der eine hervorragende Eigenschaft und eine hohe Zuverlässigkeit
gegen thermischen Stress zeigen kann.
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Gemäß einem
ersten Aspekt dieser Erfindung ist ein Festelektrolytkondensator
vorgesehen, der umfasst:
ein Basisteil, das eine Kondensatorelementverbindungsfläche
auf seiner oberen Oberflächenseite und eine Elektrodenbefestigungsfläche
auf seiner unteren Oberflächenseite und eine Isolierplatte
aufweist, die mindestens einen ersten Leiter und mindestens einen
zweiten Leiter einschließt, die jeweils eine Leitung zwischen den
oberen und unteren Oberflächen des Basisteils vorsehen;
und
ein Kondensatorelement, das mindestens einen Anodenbereich
und mindestens einen Kathodenbereich aufweist, auf der oberen Oberfläche
des Basisteils mit den ersten und zweiten Leitern verbunden ist,
wobei
das Kondensatorelement einen Anodenkörper, der aus einem
Grundmaterial hergestellt ist, das ein blechähnliches oder
folienähnliches Ventilwirkungsmetall ist, von dem ein Teil,
als der Anodenbereich, mit dem ersten Leiter des Basisteils mittels
einer Anodenelektrode verbunden ist, die einen Isolator in einem
Bereich aufweist, der die Anodenelektrode umgibt, ein Dielektrikum,
das aus einer Oxidschicht des Grundmetalls hergestellt ist, das
auf einer Oberfläche des Grundmetalls unter Ausschluss
des Anodenbereichs gebildet ist, und einen Kathodenkörper
einschließt, der aus einer leitenden Polymerschicht hergestellt
ist, die über dem Dielektrikum liegt, und einer Kathodenleiterschicht,
die über der leitenden Polymerschicht liegt, und
wobei
ein Teil der Kathodenleiterschicht als Kathodenbereich mit dem zweiten
Leiter des Basisteils verbunden ist.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt dieser Erfindung ist ein Festelektrolytkondensator
vorgesehen, der umfasst:
ein Basisteil, das eine Kondensatorelementverbindungsfläche
auf seiner oberen Oberflächenseite und eine Elektrodenbefestigungsfläche
auf seiner unteren Oberflächenseite und eine Isolierplatte
aufweist, die eine Anzahl von ersten Leitern und eine Anzahl von
zweiten Leitern einschließt, die jeweils Leitung zwischen
den oberen und unteren Oberflächen des Basisteils vorsehen
und jeweils in einem gestaffelten Format angeordnet sind; und
ein
Kondensatorelement, das eine Anzahl von Anodenbereichen und eine
Anzahl von Kathodenbereichen, die jede, in einem gestaffelten Format,
auf der oberen Oberfläche des Basisteils angeordnet sind
und mit jedem der ersten und zweiten Leiter verbunden sind,
wobei
das Kondensatorelement einen Anodenkörper, der aus einem
Grundmaterial hergestellt ist, das ein blechähnliches oder
folienähnliches Ventilwirkungsmetall ist, eine Anzahl von
dessen Teilen, als jeder der Anodenbereiche, mit jedem der ersten
Leiter des Basisteils mittels jeder Anodenelektrode, die einen Isolator
in einem Bereich aufweist, der die Anodenelektrode umgibt, verbunden
ist, Dielektrika, die aus Oxidschichten, die auf Oberflächen
des Grundmetalls gebildet sind, hergestellt sind und jeden der Anodenbereiche
ausschließen, und einen Kathodenkörper einschließt,
der aus einer leitenden Polymerschicht hergestellt ist, die über
jedem der Dielektrika liegt, und einer Kathodenleiterschicht, die
auf der leitenden Polymerschicht gebildet ist, und
wobei eine
Vielzahl von Teilen der Kathodenleiterschicht als jeder der Kathodenbereiche
mit jedem der zweiten Leiter auf dem Basisteil verbunden ist.
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In
dem Vorhergehenden ist eine bevorzugte Ausführungsart eine
solche, bei welcher auf mindestens einer der oberen Oberfläche
und unteren Oberfläche des Basisteils erste Metallbleche
oder erste Metallfolien und zweite Metallbleche oder zweite Metallfolien
gebildet werden, wobei jede mit jedem der ersten Leiter und zweiten
Leiter verbunden ist, wobei jedes der Metallbleche oder der Metallfolien
mit jedem der Anodenbereiche und Kathodenbereiche verbunden ist.
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Ebenfalls
ist eine bevorzugte Art eine solche, bei welcher ein Wärmeausdehnungskoeffizient
eines Kompositmaterials, das den Elektrolytkondensator in einem
Oberflächenbereich auf der Elektrodenbefestigungsflächenseite
des Basisteils ausmacht, in dem Bereich zwischen 16 ppm/°C
und 26 ppm/°C liegt.
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Mit
dem oben beschriebenen Aufbau wird das Kondensatorelement durch
ein Basisteil auf einem Substrat angebracht, und daher wird thermischer
Stress in einem Temperaturzyklus, wenn oder nachdem das Kondensatorelement
auf dem Substrat angebracht wird, abgeschwächt, und eine
Verschlechterung der Eigenschaften des Festelektrolytkondensators,
insbesondere des Reihen-Ersatzwiderstands, kann unterdrückt
werden, so dass der Festelektrolytkondensator bereitgestellt wird,
der hervorragende Eigenschaften und eine hohe Beständigkeit
gegen thermischen Stress zeigen kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese
und weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale dieser Erfindung werden
aus der folgenden Beschreibung deutlicher hervorgehen in Verbindung
mit den begleitenden Zeichnungen, bei denen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Festelektrolytkondensators gemäß einer
ersten beispielhaften Ausführungsform dieser Erfindung
ist;
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2 eine
schematische Querschnittsansicht des Festelektrolytkondensators
von 1 entlang einer Linie A-A ist; und
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3 eine
schematische Querschnittsansicht eines Festelektrolytkondensators
gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform
dieser Erfindung ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER
BEVORZUGTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
besten Arten zum Ausführen dieser Erfindung werden in weiteren
Einzelheiten unter Verwendung unterschiedlicher beispielhafter Ausführungsformen
unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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Erste beispielhafte Ausführungsform
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Festelektrolytkondensators der
ersten beispielhaften Ausführungsform dieser Erfindung. 2 ist
eine schematische Querschnittsansicht des Festelektrolytkondensators
von 1 entlang einer Linie A-A. In 1 ist
der Einfachheit halber der Festelektrolytkondensator umgedreht,
so dass eine Elektrodenbefestigungsfläche aufwärts
gezeigt ist.
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Der
Festelektrolytkondensator der ersten beispielhaften Ausführungsform,
wie in den 1 und 2 gezeigt,
schließt ein Basisteil 5 ein, das eine Kondensatorelementverbindungsfläche
auf seiner oberen Oberflächenseite und eine Elektrodenbefestigungsfläche
auf seiner unteren Oberflächenseite, und ein Kondensatorelement 6,
das mit dem Basisteil 5 verbunden ist, aufweist. Das Basisteil 5 schließt
eine isolierende Platte 1, in welcher Durchgangslöcher
in einer Gitterform gebildet sind, erste Leiter (Anodenkontaktlöcher) 2 und zweite
Leiter (Kathodenkontaktlöcher) 3, die in jedem
der Durchgangslöcher gebildet sind und jeweils von einer Oberflächenseite
zu einer Rückseite der isolierenden Platte 1 durchdringen,
wobei beide ebenfalls in einem gestaffelten Format angeordnet sind,
andernfalls in einer Zickzackform, und Kathodenelektrodenplatten 4,
die aus einem Metallblech oder Metallfolie wie etwa Kupfer hergestellt
sind und jede auf jedem der zweiten Leiter (Kathodenkontaktlöcher) 3 gebildet
sind, ein. Das Kondensatorelement 6 weist Anodenbereiche
und Kathodenbereiche auf, von denen jeder mit jedem der ersten Leiter
(Anodenkontaktlöcher) 2 und der zweiten Leiter (Kathodenkontaktlöcher) 3 zu
verbinden sind.
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Das
oben genannte Kondensatorelement 6 verwendet als seine
Anode 7 ein Grundmaterial, das aus einem blechähnlichen
oder folienähnlichen Ventilwirkungsmetall, wie etwa Tantal,
Niobium, Aluminium oder einer Legierung daraus, hergestellt ist
und bildet und trennt eine gewünschte Anzahl von Anodenelektroden 8, von
denen jede aus Gold, Aluminium oder dergleichen hergestellt ist,
von einem Teil der Anode 7, das heißt von jedem
der Ano denbereiche. Jede der Anodenelektroden 8 ist elektrisch
mit jedem der ersten Leiter (Anodenkontaktlöcher) 2 verbunden.
In Bereichen, die jede der Anodenelektroden 8 umgeben,
sind Isolatoren 9 gebildet, die aus einem isolierenden
Harz oder dergleichen, wie etwa ein Epoxyharz, durch Verwendung
von, zum Beispiel, einem Beschichtungsverfahren oder dergleichen,
wie etwa einem Siebdruckverfahren, hergestellt sind. Auf der Oberfläche
der Anode 7, Bereiche ausgeschlossen, mit denen jede der
Anodenelektroden 8 sich in Kontakt befindet, sind Dielektrika 10 gebildet
und auf den Dielektrika 10 sind unter Ausschluss von Bereichen,
in denen jede der Anodenelektroden 8 und der Isolatoren 9 gebildet
sind, sind leitende Polymerschichten 11 und Kathodenleiter 12,
die aus Graphit, Silber oder dergleichen hergestellt sind, gebildet.
Darüber hinaus sind die dielektrischen Schichten 10,
leitenden Polymerschichten 11 und Kathodenleiter 12 auf
der Oberfläche der Anode 7 gebildet, das heißt
auf den oberen und unteren Oberflächen und auf der Seite
der Anode 7. Ein Teil von jedem der Kathodenleiter 12,
das heißt, der Kathodenbereich, der oben beschrieben wurde,
ist mit jedem der zweiten Leiter (Kathodenkontaktlöcher) 3 durch
jedes der Kathodenelektrodenbleche 4 verbunden. Die Bildung
der Kathodenelektrodenbleche 4 ist nicht unverzichtbar,
jedoch kann durch Bildung der Kathodenelektrodenbleche 4 eine
Fläche auf den zweiten Leitern (Kathodenkontaktlöchern) 3 ausgedehnt
werden und daher kann eine Verbindungsstabilität erhalten
werden.
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Die
isolierende Platte 1, die das Basisteil 5 ausmacht,
ist ein isolierendes Teil ausgewählt aus Epoxy-imprägnierter
Glasfaser (im Folgenden als "Glaepo" bezeichnet), Flüssigkristallpolymer
oder dergleichen, und die Anodenkontaktlöcher 2 und
die Kathodenkontaktlöcher 3, die durch die isolierende
Platte 1 in einer Gitterform hindurchgehen, sind durch
ein Beschichtungsverfahren unter Verwendung von Kupfer oder dergleichen
oder durch ein Verbindungsverfahren mit einer leitenden Paste verbunden.
Darüber hinaus ist die obere Oberfläche des Kondensatorelements 6 mit
einem Umhüllungsmaterial 13 beschichtet.
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Der
Wärmeausdehnungskoeffizient in einem Oberflächenbereich
des zu verwendenden Substrats beträgt bevorzugt 17 ppm/°C
bis 25 ppm/°C. Der Grund liegt darin, dass der Erfinder
herausgefunden hat, dass, wenn das Substrat mit dem Wärmeausdehnungskoeffizienten
innerhalb des Bereichs zwischen 17 ppm/°C und 25 ppm/°C
als Teil von Bestandteilen des Festelektrolytkondensators entworfen
und verwendet wird, das Auftreten von Fehlern zu dem Zeitpunkt des
Einbauens abnimmt.
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Zweite beispielhafte Ausführungsform
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3 ist
eine schematische Querschnittsansicht eines Festelektrolytkondensators
der zweiten beispielhaften Ausführungsform dieser Erfindung.
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Ein
Basisteil, das in dem Festelektrolytkondensator der zweiten beispielhaften
Ausführungsform verwendet wird, unterscheidet sich von
jenem, das in der ersten beispielhaften Ausführungsform
verwendet wird. Wie in 3 gezeigt, umfasst das Basisteil 5 des
Festelektrolytkondensators der zweiten beispielhaften Ausführungsform,
das eine Kondensatorelementverbindungsfläche auf seiner
oberen Oberflächenseite und eine Elektrodenbefestigungsfläche
auf seiner unteren Oberflächenseite aufweist, eine isolierende
Platte 1, in welcher Durchgangslöcher in einer
Gitterform gebildet sind, erste Leiter (Anodenkontaktlöcher) 2 und
zweite Leiter (Kathodenkontaktlöcher) 3, die in
jedem der Durchgangslöcher gebildet sind und jeweils von
einer Oberflächenseite zu einer Rückseite der
isolierenden Platte hindurchgehen, wobei beide in einem gestaffelten
Format angeordnet sind, und ein Anodenelektrodenblech 14 und
jedes der Kathodenelektrodenbleche 4, die aus einem Metallblech,
wie etwa Kupfer, oder einer Metallfolie hergestellt sind, auf jedem
der Anodenkontaktlöcher 2 und Kathodenkontaktlöcher 3 angeordnet
sind, wobei beide auf derselben Oberfläche gebildet sind,
das heißt, auf der Kondensatorelementbefestigungsfläche
des Basisteils 5, und auf einer Hauptoberfläche,
die dem Anodenelektrodenblech 14 und jedem der Kathodenelektrodenbleche 4 gegenüberliegt,
eine Anzahl von Befestigungsanschlussblechen 15, die aus
einem Metallblech, wie etwa Kupfer, oder einer Metallfolie hergestellt
sind, ist auf derselben Oberfläche gebildet, das heißt,
auf der Elektrodenbefestigungsoberfläche. Jedes der Anschlussbefestigungsbleche 15 mit
Ausnahme eines kreisförmig freigelegten Bereichs einer
benötigten Größe (dieser Bereich wird
bei dem Befestigen verbunden) ist mit einer Isolierschicht 16 beschichtet.
Die Isolierschicht 16 ist eine Resistschicht mit einer
Dicke von ungefähr 10 μm, die durch Verwendung
eines Druckverfahrens oder ein Verfahren unter Verwendung eines
Bandmaterials gebildet werden kann.
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Im
Folgenden werden einige Beispiele von Herstellungsverfahren für
den Festelektrolytkondensator besonders beschrieben.
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Beispiel 1
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Das
Beispiel eines Herstellungsverfahrens des Festelektrolytkondensators
der ersten beispielhaften Ausführungsform dieser Erfindung
wird unter Bezug auf 2 beschrieben.
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(Erstes Verfahren: Bildung des Isolators
für die Anodenelektrode)
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Zunächst
wird die Herstellung des Kondensatorelements erläutert.
Eine Folie, die als Material für einen Aluminiumelektrolytkondensator
handelsüblich ist, wurde ausgewählt, die eine
Kapazität von 200 μF pro Quadratzentimeter Flächeneinheit
aufweist und bei welcher 9 V als Formierungsspannung zum Bilden
eines Dielektrikums verwendet wurde. Die Folie wurde geschnitten,
so dass sie eine Größe von 4 mm im Quadrat aufwies,
und auf jedem der Dielektrika 10 einer Anode 7 auf
der Oberfläche der Substratseite auf einer Seite der geschnittenen
Folie wurden Gitterpunkte mit 0,6 mm Abstand unter Verwendung eines
Druckverfahrens in einem gestaffelten Format mit einem kreisförmigen
Epoxyharz mit einem Durchmesser von 0,6 mm aufgetragen, was zu der
Bildung von jedem der Dielektrika 10 mit 1,2 mm Abständen
führte.
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(Zweites Verfahren: Bildung einer Anodenelektrode)
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Danach
wurde ein Zentralbereich eines Isolators 9 durch Verwendung
eines Laserstrahls entfernt, um einen Kern der Aluminiumfolie mit
einem Durchmesser von 0,3 mm freizulegen, wo ein Goldbuckel gebildet wurde,
um jede der Anodenelektroden 8 zu trennen. Dieser Bereich
wird ein Anodenbereich genannt.
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(Drittes Verfahren: Bildung einer leitenden
Polymerschicht und eines Kathodenleiters)
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Auf
den Dielektrika 10, die jede der Anodenelektroden 8 umgaben,
und auf den Isolatoren 9 auf der Substratseite und auf
dem Dielektrikum 10 auf der gegenüberliegenden
Seite wurde eine leitende Polymerschicht 11 gebildet, und
weiter wurde ein Kathodenleiter 12 gebildet, indem aufeinander
folgend Graphit und Silberpaste darauf übereinander gelegt
wurden.
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(Viertes Verfahren: Herstellung des Basismaterials)
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Als
Nächstes wurden relativ zu einer Position von jedem der
gebildeten Isolatoren 9 in einem gestaffelten Format bei
jedem der Gitterpunkte mit 0,6 Abständen eine Kupferfolie
(nicht gezeigt) mit einer Dicke von 18 μm, die so ausgehöhlt
war, dass sie einen Durchmesser von 0,6 mm aufwies, durch Verwendung
von Silberpaste mit dem Kondensatorelement, das bereits bis zu dem
dritten Verfahren vollendet war, verbunden.
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(Fünftes Verfahren: Verbindung
mit dem Grundmaterial)
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Dann
wurde das Grundmaterial mit einer Dicke von 60 μm, das
aus einem Epoxyharz, das einen ungewebten Glasstoff enthielt (Glaepo),
hergestellt war, mit der oberen und unteren Oberfläche
des Kondensatorelements 6 auf eine Weise verbunden, bei
welcher das Kondensatorelement 6 eingehüllt wurde,
und das Basisteil, das mit der oberen Oberfläche des Kondensatorelements 6 verbunden
war, wurde als ein Umhüllungsteil 13 verwendet,
und das Basisteil, das mit der unteren Oberfläche des Kondensatorelements 6 verbunden
wurde, wurde als die isolierende Platte 1 verwendet. Als
Nächstes wurde, indem unter Verwendung eines Laserstrahls
die Durchgangslöcher, jedes mit einem Durchmesser von 0,15
mm, an jedem der Gitterpunkte mit den 0,6 mm Abständen
auf der isolierenden Platte 1 gebildet wurden und indem
weiter durch Verwendung eines Kupferbeschichtungsverfahrens die
Leiter, das heißt, die Anodenkontaktlöcher 2 und
die Kathodenkontaktlöcher 3 in jedem der Durchgangslöcher
gebildet wurden, jede der Anodenelektroden 8, die in dem
zweiten Verfahren gebildet wurden, mit jedem der Anodenkontaktlöcher 2 und
jeder der Kathodenleiter 12, die in dem dritten Verfahren
gebildet wurden, mit jedem der Kathodenkontaktlöcher 3 verbunden.
Hierbei wurde, indem die gesamten Innenbereiche von jedem der Anodenkontaktlöcher 2 und
der Kathodenkontaktlöcher 3 mit den Leitern gefüllt
wurden, die Oberfläche von jedem der Kontaktlöcher 2 und 3 dazu
gebracht, dass sie als die Befestigungsanschlüsse dienen.
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Die
durchschnittlichen elektrischen Eigenschaften von 10 Stück
der wie oben hergestellten Festelektrolytkondensatoren zeigen, dass
ihre Kapazität 20 μF bei der Frequenz von 120
Hz beträgt und ihr Reihen-Ersatzwiderstand 10 m☐ bei
der Frequenz von 100 kHz beträgt.
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Beispiel 2
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Das
Beispiel von Herstellungsverfahren des Festelektrolytkondensators
der zweiten beispielhaften Ausführungsform dieser Erfindung
wird besonders unter Bezug auf die 3 beschrieben.
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In
dem Fall des Festelektrolytkondensators des Beispiels 2 wurde das
Kondensatorelement 6 durch dieselben Verfahren hergestellt,
wie sie in dem ersten bis vierten Verfahren in dem oben beschriebenen
Beispiel 1 verwendet wurden. Daher wird hier das fünfte
und die weiteren Verfahren beschrieben.
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(Fünftes Verfahren: Herstellung
des Basisteils)
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Dann
wurden, durch Binden im Voraus der Kupferfolie mit einem Durchmesser
von 18 μm an beide Seiten des Basisteils 5 mit
einer Dicke von 60 μm, das aus Epoxyharz, das einen ungewebten
Glasstoff enthält (Glaepo), hergestellt wurde, und dann
durch Bilden unter Verwendung eines Laserstrahls eines Lochs (mit
einem Durchmesser von 0,09 mm), das durch das Basisteil 5 mit
der Dicke von 60 μm an den Gitterpunkten mit 0,06 mm Abständen
hindurchtritt und weiter durch elektrisches Verbinden unter Verwendung
von Kupferbeschichtung der Kupferfolie, die an beiden Seiten des
Basisteils 5 angebracht war, mit dem Innenteil des Lochs die
Anodenkontaktlöcher 2 und Kathodenkontaktlöcher 3 gebildet.
Als Nächstes wurde die Kupferfolie, die mit den beiden
Seiten des Basisteils 5 verbunden war, unter Verwendung
eines Ätzverfahrens so bearbeitet, dass sie eine spezielle
Form aufwies. Das heißt, durch Entfernen unter Verwendung
eines Ätzverfahrens der Kupferfolie, unter Ausschluss des
Bereichs der Kupferfolie, der jedem der Anoden- und Kathodenbereiche
gegenüberliegend angeordnet war, in einem gestaffelten
Format wurde auf dem Kondensatorelement 6, das heißt unter
Ausschluss des Bereichs der Kupferfolie, der jedem der Anodenelektrodenbleche 14 und
Kathodenelektrodenbleche 4 gegenüberliegt, die
Oberfläche der zurückbleibenden Kupferfolie durch
Isolierung abgetrennt. Auf ähnliche Weise wurde unter Verwendung
eines Ätzverfahrens durch Entfernen der Kupferfolie unter
Ausschluss des Bereichs einer speziellen Größe
direkt unter jedem der Anodenkontaktlöcher 2 und
Kathodenkontaktlöcher 3 die verbleibende Kupferfolie,
das heißt, das Anschlussbefestigungsblech 15 durch
Isolierung abgetrennt. Der Bereich der Kupferfolie, der in dem Ätzverfahren
zurückgelassen wurde, entsprechend jedem der Anodenelektrodenbleche 14,
weist einen Durchmesser von 0,3 mm auf, und der Bereich, der jedem
der Kathodenelektrodenbleche 4 entspricht, weist 0,6 mm
Durchmesser auf, und der Bereich, der dem Anschlussbefestigungsblech 15 entspricht,
weist 0,5 mm Durchmesser auf. Weiter wurde durch Freilegen des erhaltenen Basisteils,
das eine spezielle Größe (hier 0,03 mm Durchmesser)
aufweist, auf dem Anschlussbefestigungsblech 15 und durch
Beschichten des verbleibenden Bereichs mit der Isolierschicht 16,
die aus dem Epoxyharz hergestellt ist, so dass sie eine Dicke von
10 μm aufweist, um den Befestigungsanschluss mit einer
speziellen Größe zu bilden, das Basisteil 5 vollendet.
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(Sechstes Verfahren: Verbindung des Basismaterials
mit dem Kondensatorelement)
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Als
Nächstes wurde das Basisteil 5, das in dem vierten
Verfahren hergestellt wurde, mit dem Kondensatorelement 6 verbunden.
Die Verbindung wurde erreicht, indem jeder der Kathodenleiter 12 auf
dem Kondensatorelement 6 mit jedem der Kathodenelektrodenbleche 4 auf
dem Basisteil 5 unter Verwendung von Leitpaste (nicht gezeigt),
wie etwa Silberpaste, verbunden wurde, und durch Überlagern
jeder der Anodenelektroden 8, die aus Goldbuckeln hergestellt
sind, geleitet von der Anode 7 auf dem Kondensatorelement 6,
gebildet in dem zweiten Verfahren auf jedem der Anodenelektrodenbleche 14 auf
dem Basisteil 5 und durch Erwärmen von beiden
unter Druck, um die Anodenbereiche zu erhalten.
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(Siebtes Verfahren: Umhüllen)
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Schließlich
wurde durch Verbinden des Umhüllungsteils 13 auf
kombinierten Zusammensetzungen des Basisteils 5 und des
Kondensatorelements 6 der Festelektrolytkondensator vollendet.
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Die
durchschnittlichen elektrischen Eigenschaften von 10 Stück
des Festelektrolytkondensators, der wie oben beschrieben hergestellt
wurde, zeigten, dass ihre Kapazität 20 μF bei
der Frequenz von 120 Hz betrug und ihr Reihen-Ersatzwiderstand 11
m☐ bei der Frequenz von 100 kHz betrug.
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Darüber
hinaus betrug der Wärmeausdehnungskoeffizient in einem
Bereich auf der Elektrodenbefestigungsflächenseite des
Basisteils 5 20 ppm/°C.
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Beispiel 3
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Das
Beispiel 3 der Herstellungsverfahren des Festelektrolytkondensators
der zweiten beispielhaften Ausführungsform wird beschrieben,
in welchem der Wärmeausdehnungskoeffizient in einem Bereich
auf der Elektrodenbefestigungsflächenseite des Basisteils 5 16
ppm/°C beträgt, was sich von jenem in dem Beispiel
2 unterscheidet. Die Herstellungsverfahren des Festelektrolytkondensators
in dem Beispiel 3 sind ungefähr die gleichen wie jene,
die in dem Beispiel 2 verwendet wurden, und daher werden nur die
unterschiedlichen Punkte unter Bezug auf die Herstellungsverfahren
des Beispiels 2 erläutert. Das Beispiel 3 unterscheidet
sich von dem Beispiel 2 darin, dass in dem vierten Verfahren (Verfahren
zur Herstellung eines Basisteils) des Beispiels 3 der Anteil des
ungewebten Glasstoffs, der in dem Basisteil mit einer Dicke von
60 μm enthalten ist, um 10% gegenüber jenem, der
in dem Beispiel 2 angewendet wurde, erhöht wurde und die
Dicke der Kupferfolie, die an beiden Seiten des Basisteils angebracht
wurde, auf 25 μm geändert wurde. Die weiteren
Herstellungsbedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 2.
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Die
mittleren elektrischen Eigenschaften von 10 Stück des wie
oben hergestellten Festelektrolytkondensators zeigten, dass ihre
Kapazität 20 μF bei der Frequenz von 120 Hz betrug
und ihr Reihen-Ersatzwiderstand 10,5 m☐ bei der Frequenz
von 100 kHz betrug.
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Beispiel 4
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Das
Beispiel 4 der Herstellungsverfahren des Festelektrolytkondensators
wird unten beschrieben, bei dem der Wärmeausdehnungskoeffizient
eines Teils der Elektrodenbefestigungsseite des Basisteils 5 26 ppm/°C
beträgt, was sich von jenem in dem Beispiel 2 unterscheidet.
Die Herstellungsverfahren des Festelektrolytkondensators in dem
Beispiel 4 sind ungefähr die gleichen wie jene, die in
dem Beispiel 2 verwendet wurden, und daher werden nur die unterschiedlichen
Punkte unter Bezug auf die Herstellungsverfahren des Beispiels 2
beschrieben. Das Beispiel 4 unterscheidet sich von dem Beispiel
2 darin, dass in dem fünften Verfahren (Herstellung des
Basisteils) des Beispiels 4 die Dicke von 60 μm des Basisteils 5 auf
100 μm geändert wurde und das Verhältnis
des ungewebten Glasstoffs, der in dem Basisteil 5 enthalten
war, um 20% kleiner gemacht wurde als jener, der in dem Beispiel
2 verwendet wurde. Die anderen Herstellungsbedingungen wurden so
eingestellt, dass sie dieselben wie in dem Beispiel 2 waren.
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Die
durchschnittlichen elektrischen Eigenschaften der 10 Stück
des wie oben hergestellten Festelektrolytkondensators zeigten, dass
ihre Kapazität 20 μF bei der Frequenz von 120
Hz und ihr Reihen-Ersatzwiderstand 12 m☐ bei der Frequenz
von 100 kHz betrug.
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(Vergleichsbeispiel)
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Als
Vergleichsbeispiel wurden 10 Stück eines Festelektrolytkondensators
unter Verwendung einer bekannten Technik, die in dem Patentdokument
2 offenbart ist, hergestellt. Das heißt, das erste bis
vierte Verfahren, die in dem oben beschriebenen Beispiel 1 verwendet
wurden, wurden durchgeführt, um ein Kondensatorelement
herzustellen, und dann wurde das Kondensatorelement unter Ausschluss
von Bereichen eines Teils von jeder der Anodenelektroden und des
Kathodenleiters mit einem Epoxyharz beschichtet. Die durchschnittlichen
elektrischen Eigenschaften der 10 Stück des Festelektrolytkondensators,
die hier hergestellt wurden, zeigten, dass ihre Kapazität
20 μF bei der Frequenz von 120 Hz betrug und ihr Reihen-Ersatzwiderstand
11 m☐ bei der Frequenz von 100 kHz betrug. Die Bedingungen
zur Herstellung des Festelektrolytkondensators einschließlich
Formierungsspannungen, die für die Formierung einer Aluminiumfolie
und/oder des Dielektrikums verwendet wurden, Fläche eines
Anodenabtrenn- und Bildungsabschnitts, Größen
von umgebenden Isolatoren, Kapazität des Festelektrolytkondensators
und Entwurfsfaktoren, welche den Reihen-Ersatzwiderstand beeinflussen
könnten, wurden genauso eingestellt, wie sie in dem Beispiel
2 verwendet wurden.
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Nach
dem Anbringen des Festelektrolytkondensators auf einem Substrat
wurde ein Aufschmelz-(reflow)-Verfahren durchgeführt, indem
der Festelektrolytkondensator bei 245°C für 10
Sekunden unter Verwendung von bleifreier Beschichtung durch einen
Aufschmelzofen hindurchgeschickt wurde, weiter wurde das Aufschmelzverfahren
bei 245°C wiederholt und Temperaturzyklustests (–55°C
bis +55°C, Haltedauer 30 Minuten, 500 Zyklen) wurden durchgeführt.
Tabelle 1 zeigt die durchschnittliche Kapazität und Reihen-Ersatzwiderstand (ESR)
der 10 Stück des Festelektrolytkondensators von jedem der
Beispiele und der Vergleichsbeispiels vor und nach der Testreihe. Tabelle 1
| | Kapazität
(120 Hz) Einheit: μF | ESR (100
kHz) Einheit: m☐ |
| | Vor
Tests | Nach
Tests | Vor
Tests | Nach
Tests |
| Beispiel
1 | 20 | 20 | 10 | 30 |
| Beispiel
2 | 20 | 20 | 11 | 20 |
| Beispiel
3 | 20 | 20 | 10,5 | 80 |
| Beispiel
4 | 20 | 20 | 12 | 105 |
| Vergleichsbeispiel | 20 | 18 | 11 | 20000 |
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Wie
in Tabelle 1 gezeigt, zeigten die Festelektrolytkondensatoren der
Beispiele 1 bis 4 hervorragende Eigenschaften in der Reihe von Zuverlässigkeitstests
verglichen mit dem Vergleichsbeispiel. Es wird gezeigt, dass, wenn
ein Vergleich unter den Beispielen 2 bis 4 erfolgt, bei denen die
Wärmeausdehnungskoeffizienten verändert werden,
der Festelektrolytkondensator des Beispiels 2, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient
größer als 16 ppm/°C (Wert in dem Beispiel
3) und in einem Bereich von kleiner als 26 ppm/°C (Wert
in dem Beispiel 4) ist, insbesondere eine hervorragende Zuverlässigkeit
zeigt.
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Es
ist klar, dass diese Erfindung nicht auf die oben beschriebenen
beispielhaften Ausführungsformen eingeschränkt
ist, sondern geändert und modifiziert werden kann, ohne
vom Umfang und Geist der Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2007055299 [0001]
- - JP 2002-343686 [0005]
- - JP 2002-289469 [0006]