JP2000173860A - 複合コンデンサ - Google Patents

複合コンデンサ

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JP2000173860A
JP2000173860A JP10350380A JP35038098A JP2000173860A JP 2000173860 A JP2000173860 A JP 2000173860A JP 10350380 A JP10350380 A JP 10350380A JP 35038098 A JP35038098 A JP 35038098A JP 2000173860 A JP2000173860 A JP 2000173860A
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capacitor
equivalent series
series resistance
composite
tantalum electrolytic
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Yoshio Akimoto
欣男 秋本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い静電容量と低い等価直列抵抗値とを有す
る電源平滑回路等に好適な複合コンデンサを提供する。 【解決手段】 小型であって大きな静電容量が得られる
タンタル電解コンデンサ10と小型であって等価直列抵
抗値の低い積層セラミックコンデンサ20とを金属端子
30A,30Bによって並列接続して一体化した複合コ
ンデンサを構成する。タンタル電解コンデンサ10と積
層セラミックコンデンサ20との並列接続によって得ら
れる合成静電容量は、これら単体の静電容量の和となり
単体よりも高い静電容量が得られ、さらにこれらの並列
接続によって得られる合成等価直列抵抗値は、これら単
体の等価直列抵抗の並列接続となるので、タンタル電解
コンデンサ10よりも低い積層セラミックコンデンサ2
0の等価直列抵抗値よりもさらに低い値となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電源平滑回路等に
好適な複合コンデンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、DC−DCコンバータ等の電源回
路における平滑回路では、損失無く安定した直流を出力
するために大容量であって且つ等価直列抵抗(ESR)
が低い値のコンデンサが必要とされている。この条件を
満たす電源平滑用のコンデンサとしてアルミニウム電解
コンデンサが多く用いられていた。
【0003】しかし、近年の電子回路及び電子機器の小
型化に伴い、同容量が小型形状で得られるタンタル電解
コンデンサを電源平滑回路等の高静電容量を必要とする
電子回路に用いるようになった。
【0004】一方、近年の電子回路及び電子機器の小型
化、省エネルギー化に伴い、電子回路に使用されるコン
デンサのほとんどが積層セラミックコンデンサに移行し
てきている。
【0005】積層セラミックコンデンサは、現時点にお
いてはアルミニウム電解コンデンサやタンタル電解コン
デンサ程の大容量のものは得られていないが、小型であ
って、信頼性、耐久性に優れ、低い等価直列抵抗値を有
するので、急速に普及したものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記理
由によって電源平滑回路等の高静電容量を必要とする電
子回路においては、タンタル電解コンデンサが依然とし
て用いられている。
【0007】タンタル電解コンデンサは、小型で比較的
大きな静電容量を得られる反面、図6に示すように、積
層セラミックコンデンサに比べて等価直列抵抗値が大き
い。
【0008】図6は、10μFのタンタル電解コンデン
サの等価直列抵抗(ESR)及びインピーダンスの値
と、10μFの積層セラミックコンデンサの等価直列抵
抗(ESR)及びインピーダンスの値の周波数特性の測
定値を示している。
【0009】このため、電源平滑回路等の高静電容量を
必要とする回路における損失低減に限界が生じていた。
【0010】さらに、タンタル電解コンデンサは等価直
列抵抗値が比較的高いので、DC−DCコンバータの平
滑回路に用いたときに、等価直列抵抗によるリプル成分
が大きくなるため、動作が不安定になることがあった。
【0011】本発明の目的は上記の問題点に鑑み、高い
静電容量と低い等価直列抵抗値とを有する電源平滑回路
等に好適な複合コンデンサを提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために請求項1では、静電容量の大きい種類のコ
ンデンサと等価直列抵抗値の低い種類のコンデンサとを
並列接続して一体化してなることを特徴とする複合コン
デンサを提案する。
【0013】該複合コンデンサによれば、静電容量の大
きい種類のコンデンサと等価直列抵抗値の低い種類のコ
ンデンサとの並列接続によって得られる合成静電容量
は、これら単体の静電容量の和となり単体よりも高い静
電容量が得られる。さらに、静電容量の大きい種類のコ
ンデンサと等価直列抵抗値の低い種類のコンデンサとの
並列接続によって得られる合成等価直列抵抗値は、これ
ら単体の等価直列抵抗の並列接続となるので、前記等価
直列抵抗値の低い種類のコンデンサが示す等価直列抵抗
値よりもさらに低い値となる。従って、高い静電容量と
低い等価直列抵抗値とを有する複合コンデンサとなる。
また、前記静電容量の大きい種類のコンデンサと等価直
列抵抗値の低い種類のコンデンサが一体化されているの
で、電子回路の製造工程等において1個の単体電子部品
として容易に取り扱うことができる。
【0014】また、請求項2では、請求項1記載の複合
コンデンサにおいて、静電容量の大きい種類のコンデン
サとしてタンタル電解コンデンサを用い、等価直列抵抗
値の低い種類のコンデンサとして積層セラミックコンデ
ンサを用いた複合コンデンサを提案する。
【0015】該複合コンデンサによれば、タンタル電解
コンデンサは等価直列抵抗値は高いが小型にして大きな
静電容量が得られ、積層セラミックコンデンサは小型に
して低い等価直列抵抗値を有している。タンタル電解コ
ンデンサと積層セラミックコンデンサとの並列接続によ
って得られる合成静電容量は、これら単体の静電容量の
和となり単体よりも高い静電容量が得られる。さらに、
タンタル電解コンデンサと積層セラミックコンデンサと
の並列接続によって得られる合成等価直列抵抗値は、こ
れら単体の等価直列抵抗の並列接続となるので、タンタ
ル電解コンデンサよりも低い積層セラミックコンデンサ
の等価直列抵抗値よりもさらに低い値となる。従って、
高い静電容量と低い等価直列抵抗値とを有する複合コン
デンサとなる。
【0016】また、請求項3では、請求項2記載の複合
コンデンサにおいて、前記タンタル電解コンデンサと積
層セラミックコンデンサのそれぞれは素体の両端部に外
部端子電極を有し、前記タンタル電解コンデンサの外部
端子電極と積層セラミックコンデンサの外部端子電極と
の間が金属端子によって並列接続されて一体化されてい
る複合コンデンサを提案する。
【0017】該複合コンデンサによれば、タンタル電解
コンデンサの外部端子電極と積層セラミックコンデンサ
の外部端子電極に金属端子が装着されてこれらの電極間
が導電接続され、タンタル電解コンデンサと積層セラミ
ックコンデンサとが並列接続されて一体化される。これ
により、回路基板等への実装時には回路基板のランドへ
前記金属端子が半田付け等によって導電接続される。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。
【0019】図1は、本発明の一実施形態の複合コンデ
ンサを示す外観斜視図、図2は分解斜視図、図3は側面
断面図である。図において、1は複合コンデンサで、タ
ンタル電解コンデンサ10と積層セラミックコンデンサ
20が、それぞれの端子電極を2つの金属端子30A,
30Bによって接続され、一体化された構成をなしてい
る。
【0020】タンタル電解コンデンサ10は、樹脂モー
ルドによって形成された直方体形状の素体11と、素体
の両端部に露出した陽極端子12及び陰極端子13とか
ら構成されている。素体11内部には、タンタル線14
aが引き出されたタンタル金属14、これを覆う酸化タ
ンタル15、酸化タンタル15の周りに配置された酸化
マンガン16、これを覆うカーボン層17と金属層18
が埋設され、タンタル線14aに接続された陽極端子1
2及び金属層18に接続された陰極端子13が両端部か
ら外部に露出している。
【0021】積層セラミックコンデンサ20は、タンタ
ル電解コンデンサ10とほぼ同じ直方体形状を有し、誘
電体層22と内部電極23とを交互に積層してなる素体
21と、素体21の両端部において内部電極を交互に並
列に接続している一対の外部電極24とから構成されて
いる。
【0022】誘電体層22は矩形のシート状のセラミッ
ク焼結体からなり、セラミック焼結体は、例えばチタン
酸バリウム等を主成分とする誘電体磁器材料から形成さ
れている。内部電極23は金属ペーストを焼結させた金
属薄膜からなり、金属ペーストとしては、例えばPdや
Ag−Pdのような貴金属材料を主成分とするものが使
用されている。外部電極24も内部電極12と同様の材
料により形成され、表面には半田濡れ性をよくするため
に半田メッキが施されている。
【0023】金属端子30A,30Bは、タンタル電解
コンデンサ10及び積層セラミックコンデンサ20の端
面の幅に等しい幅とこれらの端面に跨る長さを有し、断
面が略L字形状をなす金属片から構成されている。
【0024】積層セラミックコンデンサ20の上にタン
タル電解コンデンサ10が重ねられ、タンタル電解コン
デンサ10及び積層セラミックコンデンサ20のそれぞ
れは、一方の端子電極が一方の金属端子30Aに半田付
けされ、他方の端子電極が他方の金属端子30Bに半田
付けされている。ここで、タンタル電解コンデンサ10
及び積層セラミックコンデンサ20の端子電極(陽極端
子12,陰極端子13,外部電極24)と金属端子30
A,30Bとは、回路基板への部品実装時に用いる半田
よりも融点の高い高融点半田を用いて接続されている。
【0025】また、金属端子30A,30Bの表面には
半田濡れ性をよくするために半田メッキが施されてい
る。
【0026】前述の構成よりなる複合コンデンサによれ
ば、従来技術の欄で述べたように、タンタル電解コンデ
ンサ10は等価直列抵抗値は高いが小型にして大きな静
電容量が得られ、積層セラミックコンデンサ20は小型
にして低い等価直列抵抗値を有しているため、タンタル
電解コンデンサ10と積層セラミックコンデンサ20と
の並列接続によって得られる合成静電容量は、これら単
体の静電容量の和となるので、単体よりも大きな静電容
量が得られる。
【0027】さらに、タンタル電解コンデンサ10と積
層セラミックコンデンサ20との並列接続によって得ら
れる合成等価直列抵抗値は、これら単体の等価直列抵抗
の並列接続となるので、図4に示すように、積層セラミ
ックコンデンサの等価直列抵抗値よりもさらに低い値と
なる。
【0028】従って、上記構成の複合コンデンサ1は、
小型にして高い静電容量と低い等価直列抵抗値とを有す
る。
【0029】前述した複合コンデンサ1は、高い静電容
量と低い等価直列抵抗値とを容易に得ることができるの
で、電子回路及び電子機器の小型化、省エネルギー化を
図ることができると共に、電子回路及び電子機器の製造
管理において他の電子部品と同様に単体部品として取り
扱うことができるので、従来と同様の製造工程において
使用することができる。
【0030】また、複合コンデンサ1は、高い静電容量
を有しながらも、回路における損失を従来よりも低減す
ることができるので、電源平滑回路等の高静電容量を必
要とする電子回路に用いるのに好適であり、回路基板へ
の実装も容易に行うことができる。さらに、図5に示す
ように、回路基板2へ実装したときも実装面積は積層セ
ラミックコンデンサ20とほぼ同じであるので、回路基
板への実装密度も従来とほぼ同様である。
【0031】また、DC−DCコンバータの平滑回路に
用いた場合には、等価直列抵抗が低いので、リプルを小
さくすることができるため、誤動作の無い安定した動作
を得ることができる。
【0032】尚、本実施形態では、静電容量の大きい種
類のコンデンサとしてタンタル電解コンデンサ10を用
い、等価直列抵抗値の低い種類のコンデンサとして積層
セラミックコンデンサ20を用いたが、本発明の構成が
これに限定されることはない。
【0033】また、本実施形態では、タンタル電解コン
デンサ10と積層セラミックコンデンサ20の端子電極
(陽極端子12,陰極端子13,外部電極24)に金属
端子30A,30Bを半田付けすることによって、タン
タル電解コンデンサ10と積層セラミックコンデンサ2
0とを一体化したが、一体化の方法はこれに限定される
ものではなく、端子電極に金属キャップを嵌着すること
による一体化、樹脂モールドによる一体化、モジュール
化による一体化等の方法を用いても良いことは言うまで
もない。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1又
は2によれば、複合コンデンサ単体で高い静電容量と低
い等価直列抵抗値とを容易に得ることができるので、電
子回路及び電子機器の小型化、省エネルギー化を図るこ
とができる。さらに、電子回路及び電子機器の製造管理
において他の電子部品と同様に単体部品として取り扱う
ことができるので、従来と同様の製造工程において使用
することができる。
【0035】また、請求項2によれば、上記の効果に加
えて、現在一般的に使用されている小型で高い静電容量
を有するタンタル電解コンデンサと小型で低い等価直列
抵抗値を有する積層セラミックコンデンサを一体化する
ことに容易に製造可能であり、産業の発展に大いに貢献
するものである。
【0036】また、請求項3によれば、上記の効果に加
えて、既存のタンタル電解コンデンサと積層セラミック
コンデンサの外部端子電極に金属端子を接続することに
より、これらを容易に一体化することができるので、製
造工程の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の複合コンデンサを示す外
観斜視図
【図2】本発明の一実施形態の複合コンデンサを示す分
解外観斜視図
【図3】本発明の一実施形態の複合コンデンサを示す側
面断面図
【図4】本発明の一実施形態の複合コンデンサの等価直
列抵抗を示す図
【図5】本発明の一実施形態の複合コンデンサの回路基
板実装状態を示す斜視図
【図6】本発明に係るタンタル電解コンデンサ及び積層
セラミックコンデンサの等価直列抵抗及びインピーダン
スの値の周波数特性の測定値を示す図
【符号の説明】
1…複合コンデンサ、10…タンタル電解コンデンサ、
20…積層セラミックコンデンサ、30A,30B…金
属端子。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 静電容量の大きい種類のコンデンサと等
    価直列抵抗値の低い種類のコンデンサとを並列接続して
    一体化してなることを特徴とする複合コンデンサ。
  2. 【請求項2】 静電容量の大きい種類のコンデンサとし
    てタンタル電解コンデンサを用い、等価直列抵抗値の低
    い種類のコンデンサとして積層セラミックコンデンサを
    用いたことを特徴とする請求項1記載の複合コンデン
    サ。
  3. 【請求項3】 前記タンタル電解コンデンサと積層セラ
    ミックコンデンサのそれぞれは素体の両端部に外部端子
    電極を有し、 前記タンタル電解コンデンサの外部端子電極と積層セラ
    ミックコンデンサの外部端子電極との間が金属端子によ
    って並列接続されて一体化されていることを特徴とする
    請求項2記載の複合コンデンサ。
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