JP2002134362A - チップ型固体電解コンデンサ - Google Patents
チップ型固体電解コンデンサInfo
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Abstract
プ型固体電解コンデンサを提供する。 【解決手段】絶縁板20の上面に対向して設けられた陽
極接続ランド7および陰極接続ランド8を備え、下面に
各ランドに対向して設けられ、該各ランドにそれぞれス
ルーホール介して接続された陽極端4子および陰極端子
5を備えたと、陽極接続ランド7表面に植立された陽極
リード11と、陽極リード線2と陰極層を備え、陽極リ
ード線2が陽極リード11に接続され、陰極層が導電性
接着剤を介して陰極接続ランド8に接続されてプリント
回路板12上に搭載されたコンデンサ素子1とを備え、
コンデンサ素子1を含むプリント回路板12上全面を外
装樹脂6によって外装したことを特徴とするチップ型固
体電解コンデンサ。
Description
コンデンサに関し、より詳しくは、コンデンサ素子と陽
極端子及び陰極端子の構造と接続方法に改良を加えたチ
ップ型固体電解コンデンサに関するものである。
デンサの一部を切り開いて示す斜視図である。図13
は、図12のA―A’線に沿った断面図である。図12
と図13を参照して従来のチップ型固体電解コンデンサ
について説明する。コンデンサ素子1の表面の陰極層
は、導電性接着剤3を介して陰極端子5に接着され、そ
のコンデンサ素子1から出ている陽極リード線2が、陽
極端子4と溶接されている。陰極端子5と陽極端子4の
露出部以外が外装樹脂6で覆われており、その露出部が
外装樹脂6の両側面の外壁に沿って折り曲げられてい
る。
外装樹脂6を成型する際に製品の側面中央から引き出す
ためにコンデンサ素子1を受ける様に予め段差のある形
状に加工を行っている。この段差形状の陰極端子5を外
装樹脂6によって保持する強度を確保するために陰極端
子5上部に所定の厚さ以上の外装樹脂6が形成されてい
る。
部は陽極端子4と陰極端子5の後加工に伴って剥離する
のを防止するために外装樹脂6内部に保護されている。
固体電解コンデンサには次のような課題があった。 (1)同じケースサイズのコンデンサでは、ケース内に
収容されるコンデンサ素子1のサイズが陽極リード線2
と陽極端子4の溶接部寸法と陰極端子5の段差形状に制
約される。電子部品の形状は応用電子機器の小型化,高
機能化に伴い、より小型化することが求められている
が、ケースサイズの小型化を図ろうとすると、陽極リー
ド線と陽極端子の溶接部と陰極端子の段差形状を外装樹
脂内に確保するためにコンデンサ素子サイズを犠牲にす
る必要がある。また、コンデンサ素子体積効率を高めよ
うとすると、陰極端子の外装樹脂の厚みが確保できなく
なり、外装樹脂による陰極端子を保持する強度を犠牲に
しなければならず、両者を同時に満足させることが困難
であった。 (2)陽極端子4と陰極端子5の露出部は、外装樹脂6
形成後、折り曲げ加工によって外装樹脂6の両側面の外
壁に沿うように成形されており、端子形状を顧客の要求
に合わせて自由に変更することが困難であり、実装効率
が悪くなる場合がある。さらに、これらの端子形状の寸
法精度にバラツキが生じやすく、実装性に影響を与え
る。
の問題点を解決する方法が特許第2707863号公報
に開示されている。この技術では、固体電解コンデンサ
素子の上面および下面に耐熱性樹脂板を配置し、耐熱性
樹脂板の両端部に設けたスルーホールにコンデンサ素子
の陰極層とコンデンサ素子に植立された陽極リード線を
導電性接着剤またははんだを介して直接接続している。
耐熱性樹脂板のスルーホールは外部接続端子として機能
する。
て成形する必要がなく、上記の(1)および(2)の問
題点の解決には効果が得られているものの、コンデンサ
をプリント配線板に実装する際に、陽極リードと導電性
接着剤との界面が剥離しやすく、また、陽極リードをは
んだでスルーホールに直接接続した場合には、そのはん
だが溶融して陽極リードが完全にオープン状態になる課
題があった。
を解決し、陽極端子及び陰極端子のフレキシビリティと
寸法精度の向上と大きな素子ペレット領域が確保された
チップ型固体電解コンデンサを提供することにある。
を確保することで極性管理が要らない4端子構造に対応
し、端子の寸法精度を確保することでPWBのランドサ
イズの縮小化に対応し、実装効率と体積効率の優れた固
体電解コンデンサを提供することを目的とするものであ
る。
ップ型固体電解コンデンサは、絶縁板の上面に対向して
設けられた第1のランドおよび第2のランドを備え、下
面に前記各ランドに対向して設けられ、前記各ランドに
それぞれスルーホール介して接続された第1の端子およ
び第2の端子を備えたプリント回路板と、前記第1のラ
ンド表面に植立された導電材と、陽極リード線と陰極層
を備え、前記陽極リード線が前記導電材に接続され、前
記陰極層が導電性接着剤を介して前記第2のランドに接
続されて前記プリント回路板上に搭載されたコンデンサ
素子とを備え、前記コンデンサ素子を含む前記プリント
回路板上全面が外装樹脂によって外装されていることを
特徴とする。
コンデンサ素子は、2個以上並列に接続して前記プリン
ト回路板上に実装することができ、また、前記陽極リー
ド線と前記導電材は溶接によって接続される。
ンデンサは、第1の絶縁板の上面に対向して設けられた
第1のランドおよび第2のランドを備え、下面に前記各
ランドに対向して設けられ、前記各ランドにそれぞれス
ルーホール介して接続された第1の端子および第2の端
子を備えたプリント回路板と、前記第1のランド表面に
植立された導電材と、陽極リード線および陰極層を備
え、前記陽極リード線を前記導電材に接続され、前記陰
極層を導電性接着剤を介して前記第2のランドに接続さ
れて前記プリント回路板上に搭載されたコンデンサ素子
と、前記コンデンサ素子の表面に前記プリント回路板に
対向して設けられた第2の絶縁板とを備えたことを特徴
とする。
コンデンサ素子は、2個以上並列に接続して前記プリン
ト回路板上に実装することができ、また、前記陽極リー
ド線と前記導電材は溶接によって接続される。
ンデンサは、絶縁板の上面に対向して設けられた第1の
ランドおよび第2のランドを備え、前記絶縁板の下面に
対角線上に設けられた2対の4端子を備え、前記各対の
前記端子が前記絶縁板に設けられたバイアホールおよび
内部配線によってそれぞれ接続され、前記第1のランド
および前記第2のランドが前記各対のどちらかの一方の
前記端子に前記絶縁板に設けられたスルーホールにより
接続されたプリント回路板と、前記第1のランド表面に
植立された導電材と、陽極リード線および陰極層を備
え、前記陽極リード線が前記導電材に接続され、前記陰
極層が導電性接着剤を介して前記第2のランドに接続さ
れて前記プリント回路板上に搭載されたコンデンサ素子
とを備え、前記コンデンサ素子を含む前記プリント回路
板上全面が外装樹脂によって外装されていることを特徴
とする。
コンデンサ素子は、2個以上並列に接続して前記プリン
ト回路板上に実装することができ、また、前記陽極リー
ド線と前記導電材は溶接によって接続される。
ンデンサは、第1の絶縁板の上面に対向して設けられた
第1のランドおよび第2のランドを備え、前記第1の絶
縁板の下面に対角線上に設けられた2対の4端子を備
え、前記各対の前記端子が前記第1の絶縁板に設けられ
たバイアホールおよび内部配線によってそれぞれ接続さ
れ、前記第1のランドおよび前記第2のランドのそれぞ
れが前記各対のどちらかの一方の前記端子に前記第1の
絶縁板に設けられたスルーホールにより接続されている
プリント回路板と、前記第1のランド表面に植立された
導電材と、陽極リード線および陰極層を備え、前記陽極
リード線が前記導電材に接続され、前記陰極層が導電性
接着剤を介して前記第2のランドに接続されて前記プリ
ント回路板上に搭載されたコンデンサ素子と、前記コン
デンサ素子の表面に前記プリント回路板に対向して設け
られた第2の絶縁板とを備えたことを特徴とする。
コンデンサ素子は、2個以上並列に接続して前記プリン
ト回路板上に実装することができ、また、前記陽極リー
ド線と前記導電材は溶接によって接続される。
いて、前記4端子の表面にはんだボールを設け、BGA
型の固体電解コンデンサとすることができる。
て図面を参照して詳細に説明する。
プ型固体電解コンデンサの一部を切り開いて示す斜視図
である。図2は、図1のA―A’線に沿った断面図であ
る。図1、図2において、図12、図13に示した従来
例の部分と同等の部分には同じ参照番号が付せられてい
るので重複する説明は省略する。
サは、絶縁板20の上面に陽極接続ランド7と陰極接続
ランド8を備え、下面に該各ランドと絶縁板20に設け
られた陽極スルーホール9および陰極スルーホール10
のそれぞれを介して接続されている陽極端子4および陰
極端子5をそれぞれ備えたプリント回路板(PWB12
で示す)と、陽極接続ランド7表面に植立された陽極リ
ード11と、一側面に陽極リード線2が植立され、他の
側面に陰極層(表示していない)が形成され、陽極リー
ド線2を陽極リード7に接続し、該陰極層を導電性接着
剤3を介して陰極接続ランド8に接続されてPWB12
上に搭載されたコンデンサ素子1と、PWB12上のコ
ンデンサ素子を外装した外装樹脂6とを備えている。
溶接によって行われており、本部品の実装時のはんだ付
け温度による陽極リード線2と陽極リード11の接続性
信頼性の低下を防止している。
0.1〜0.3mmのエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、
フッ素樹脂等が使用できる。またPWB12の陽極接続
ランド7、陰極接続ランド8、陽極端子4、陰極端子5
および陽極スルーホール9、陰極スルーホール10は銅
金属膜からなり、表面にNiめっきとAuめっきを施す
ことができる。なお、PWB12は通常のプリント配線
技術によって製造できる。
銅合金または鉄ニッケル(Fe―Ni)合金が使用でき
る。
導電性接着剤またははんだ付けによって行うことができ
る。
立したタンタル金属からなる陽極体に公知の手段で順次
誘電体層、固体電解質層、陰極層を形成することによっ
て形成される。外装樹脂6にはエポキシ樹脂が使用さ
れ、トランスファーモールド成型によってPWB12上
に形成される。
のチップ型固体電解コンデンサの製造方法を説明する。
20に穴明けした後、銅めっきとエッチングにより絶縁
板20の両面に矩形状の陽極接続ランド7、陰極接続ラ
ンド8、陽極端子4、陰極端子5、両面の各ランドと各
端子を接続する陽極スルーホール9および陰極スルーホ
ール10を形成してPWB12を製造する。両面銅張り
絶縁板の銅箔の厚さは5〜18μm、銅めっきは電気め
っき銅または無電銅めっきで10〜25μmの厚さに形
成される。また、絶縁板20に穴明けされる穴径(直
径)は0.25〜5mmである。
ニッケル等を含む導電性接着剤を使用して銅(Cu)、
銅合金または鉄ニッケル(Fe―Ni)合金からなる陽
極リード11を接続する。導電性接着材の代わりに通常
のはんだ付けを使用することもできる。
る陽極体に陽極リード線2を植立し、この陽極体に順次
誘電体層、固体電解質層、陰極層を形成することによっ
て形成されタコンデンサ素子1を準備する。このコンデ
ンサ素子をPWB上に配置する。陰極層がPWB12の
陰極接続ランド上に、陽極リード線2が陽極リード11
上くるように位置調整し、コンデンサ素子1の陰極層を
銀、銅、ニッケル等を含む導電性接着剤を介してPWB
12の陰極接続ランド8に接続する。
溶接した後、PWB12上全体をエポキシ樹脂粉末を使
用してトランスファーモールド法によって樹脂外装し、
チップ型固体電解コンデンサが完成する。
この絶縁板に複数個のPWB12を形成し、この複数個
のPWB12上にコンデンサ素子1を実装してトランス
ファーモールド法によって樹脂外装後、切断加工によっ
て個別のチップ型固体電解コンデンサに分離してもよ
い。
型固体電解コンデンサは、PWB12がコンデンサ素子
1の接続と端子構造を兼ね、陽極リード線2が陽極リー
ド11に溶接され、溶接寸法を最小限とすることができ
る。また、コンデンサ素子1の陰極層が陰極接続ランド
8に導電性接着剤3にて接続されるため、外装樹脂6の
厚みをコンデンサ素子1を覆う最小限の厚さにすること
が可能になることから、同一ケースサイズにおいてより
大きなコンデンサ素子1を入れることが可能となり、チ
ップ型固体電解コンデンサの体積効率を改善できる。
型固体電解コンデンサについて説明する。図3は、本発
明の第2の実施の形態のチップ型固体電解コンデンサの
一部を切り開いて示す斜視図であり、図4は、図3のA
―A’線に沿った断面図である。本実施の形態では、上
記の本発明の第1の実施の形態のチップ型固体電解コン
デンサの樹脂外装をする代わりに、PWB12上に搭載
したコンデンサ素子1の上面に簡易外装板14を接着剤
13にて接着したことを特徴としている。
コンデンサは、PWB12がコンデンサ素子1の接続と
端子構造を兼ね、陽極リード線2と陽極リード11に溶
接される。コンデンサ素子1の陰極層は、陰極接続ラン
ド8に導電性接着剤3にて接続され、端子の後加工が無
いために外装が不要となり、チップ型固体電解コンデン
サの実装性を確保するために必要な簡易外装板14を接
着剤13にて接着することで外装が完了する。そのため
に、外装工程とこれに伴うバリ取り工程を簡略化でき
る。
ンデンサはPWB12の製造から、コンデンサ素子1を
このPWB12に実装するまでは、上記の第1の実施の
形態と同様な工程によって行われる。
型固体電解コンデンサについて説明する。図5は、本発
明の第3の実施の形態のチップ型固体電解コンデンサの
一部を切り開いて示す斜視図であり、図6は、図5のA
―A’線に沿った断面図である。本実施の形態では、上
記の第2の実施の形態のチップ型固体電解コンデンサに
対して、PWB12上にコンデンサ素子1aとコンデン
サ素子1bを並列に2個実装した場合である。本実施の
形態では、導電性接着剤3を介してコンデンサ素子1a
とコンデンサ素子1bの陰極層がそれぞれ陰極接続ラン
ド8に接着されており、さらにコンデンサ素子1aの陽
極リード線2aとコンデンサ素子1bの陽極リード線2
bがそれぞれ陽極リード11に溶接してチップ型固体電
解コンデンサを得る。
コンデンサは、従来のチップ型固体電解コンデンサがコ
ンデンサ素子1の1個に対して陽極端子4と陰極端子5
がそれぞれ1対必要なのに対して、コンデンサ素子を複
数並列に並べて1個のチップ型固体電解コンデンサとす
ることが可能となり、個々のコンデンサ素子の大容量化
を行うことなく、容易に大容量のチップ型固体電解コン
デンサを得ることができるという効果がある。なお、本
実施の形態では、PWB12上に並列接続して実装する
コンデンサ素子の数は2個以上であってもよく、また、
簡易外装板14の代わりに、上記の第1の実施の形態の
ように、コンデンサ素子を含むPWB12上全体を樹脂
外装してもよい。
型固体電解コンデンサについて説明する。図7は、本発
明の第4の実施の形態のチップ型固体電解コンデンサの
一部を切り開いて示す斜視図であり、図8は、図7のA
―A’線に沿った断面図である。また、図9は、本実施
の形態のチップ型固体電解コンデンサのPWBの一部を
切り開いて示す斜視図である。
態のチップ型固体電解コンデンサに対してPWB12と
して4層板を使用している。PWB12上は、陽極端子
a4aと陽極端子b4b及び陰極端子a5aと陰極端子
b5bをそれぞれ対角線上に備え、陽極スルーホール9
と中間層の陽極回路15にて陽極端子a4aと陽極端子
b4bを接続している。また、陽極リード11と陽極回
路15を陽極スルーホール9にて接続され、陰極スルー
ホール10と中間層の陰極回路16にて陰極端子a5a
と陰極端子b5bが接続されている。さらに陰極接続ラ
ンド8と陰極回路16を陰極スルーホール10にて接続
している。この後、上記の第3の実施の形態のチップ型
固体電解コンデンサと同様にコンデンサ素子a1aとコ
ンデンサ素子b1bを並列に並べてPWB12上に実装
して、外装樹脂6にて外装されて第4の実施の形態のチ
ップ型固体電解コンデンサを得る。
コンデンサは、従来のチップ型固体電解コンデンサが実
装時の極性を確保するため、梱包形態を一方向に極性を
整列させたキャリアテープとして出荷する必要があった
のに対して、実装を行うPWBのランドの形状と極性を
4端子構造に対応することで、梱包形態をコンデンサ形
状の方向を揃えたバルク形態に変更できるという効果が
ある。なお、本実施の形態では、外装樹脂6で外装する
代わりに、上記の第2の実施の形態のように、簡易外装
板14を使用して簡易外装することができる。
ップ型固体電解コンデンサの一部を切り開いて示す斜視
図であり、図11は、図10のA―A’線に沿った断面
図である。本実施の形態では、第4の実施の形態のチッ
プ型固体電解コンデンサに対して陽極端子及び陰極端子
にそれぞれはんだボールを接続したBGA陽極端子a1
7aとBGA陽極端子b17b及びBGA陰極端子a1
8aとBGA陰極端子b18bが形成された場合であ
る。
コンデンサは、第4の実施の形態のチップ型固体電解コ
ンデンサに対して、陽極端子および陰極端子にはんだボ
ールを接続しBGAパッケージとしているため、実装を
行うPWBのランドの接続面積を縮小でき、PWBのラ
ンドサイズの縮小によりランド間の配線を増やすことが
できるという効果がある。
固体電解コンデンサでは、次のような効果が得られる。 (1)陽極リード線と陽極リード接続が溶接によって行
われるために、接続信頼性のすぐれたチップ型固体電解
コンデンサが得られる。 (2)PWBでコンデンサ素子の接続と端子構造を兼ね
るため、陽極リード線と陽極リードの溶接寸法を最小限
とすることができ、また、コンデンサ素子の陰極層が陰
極接続ランドに導電性接着剤にて接続するため、外装樹
脂の厚みをコンデンサ素子を覆う最小限の厚さにするこ
とできコンデンサの体積効率を改善できる。したがっ
て、既存のケースサイズでのコンデンサ素子の大型化に
対して、体積効率を最大限確保することができる効果が
ある。 (3)これに付随して、簡易外装板を接着して実装性を
確保することで、外装工程とこれに伴うバリ取り工程を
簡略化できるという効果がある。 (4)コンデンサ素子を複数並列に並べて1個のチップ
型固体電解コンデンサとすることが可能となり、コンデ
ンサ素子を大容量化することなく、容易に大容量のチッ
プ型固体電解コンデンサを得ることができる。 (5)PWBのランドによる端子形状は、前加工を行う
ことにより端子となるランド形状を4端子構造やBGA
パッゲージ対応に容易に変更が可能であり、形状の精度
も高い。さらに、この4端子構造は極性管理を必要とせ
ず、チップ型固体電解コンデンサの梱包形態を極性方向
を一定とするキャリアテープからバルク形態に変更でき
る。
コンデンサの一部を切り開いて示す斜視図である。
コンデンサの一部を切り開いて示す斜視図である。
コンデンサの一部を切り開いて示す斜視図である。
コンデンサの一部を切り開いて示す斜視図である。
コンデンサのPWBの一部を切り開いて示す斜視図であ
る。
解コンデンサの一部を切り開いて示す斜視図である。
切り開いて示す斜視図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 絶縁板の上面に対向して設けられた第1
のランドおよび第2のランドを備え、下面に前記各ラン
ドに対向して設けられ、前記各ランドにそれぞれスルー
ホール介して接続された第1の端子および第2の端子を
備えたプリント回路板と、前記第1のランド表面に植立
された導電材と、陽極リード線と陰極層を備え、前記陽
極リード線が前記導電材に接続され、前記陰極層が導電
性接着剤を介して前記第2のランドに接続されて前記プ
リント回路板上に搭載されたコンデンサ素子とを備え、
前記コンデンサ素子を含む前記プリント回路板上全面が
外装樹脂によって外装されていることを特徴とするチッ
プ型固体電解コンデンサ。 - 【請求項2】 前記コンデンサ素子が2個以上並列に接
続されて前記プリント回路板上に実装されていることを
特徴とする請求項1記載のチップ型固体電解コンデン
サ。 - 【請求項3】 前記陽極リード線と前記導電材が溶接に
よって接続されていることを特徴とする請求項1または
2記載のチップ型固体電解コンデンサ。 - 【請求項4】 第1の絶縁板の上面に対向して設けられ
た第1のランドおよび第2のランドを備え、下面に前記
各ランドに対向して設けられ、前記各ランドにそれぞれ
スルーホール介して接続された第1の端子および第2の
端子を備えたプリント回路板と、前記第1のランド表面
に植立された導電材と、陽極リード線および陰極層を備
え、前記陽極リード線を前記導電材に接続され、前記陰
極層を導電性接着剤を介して前記第2のランドに接続さ
れて前記プリント回路板上に搭載されたコンデンサ素子
と、前記コンデンサ素子の表面に前記プリント回路板に
対向して設けられた第2の絶縁板とを備えたことを特徴
とするチップ型固体電解コンデンサ。 - 【請求項5】 前記コンデンサ素子が2個以上並列に接
続されて前記プリント回路板上に実装されていることを
特徴とする請求項4記載のチップ型固体電解コンデン
サ。 - 【請求項6】 前記陽極リード線と前記導電材が溶接に
よって接続されていることを特徴とする請求項4または
5記載のチップ型固体電解コンデンサ。 - 【請求項7】 絶縁板の上面に対向して設けられた第1
のランドおよび第2のランドを備え、前記絶縁板の下面
に対角線上に設けられた2対の4端子を備え、前記各対
の前記端子が前記絶縁板に設けられたバイアホールおよ
び内部配線によってそれぞれ接続され、前記第1のラン
ドおよび前記第2のランドが前記各対のどちらかの一方
の前記端子に前記絶縁板に設けられたスルーホールによ
り接続されたプリント回路板と、前記第1のランド表面
に植立された導電材と、陽極リード線および陰極層を備
え、前記陽極リード線が前記導電材に接続され、前記陰
極層が導電性接着剤を介して前記第2のランドに接続さ
れて前記プリント回路板上に搭載されたコンデンサ素子
とを備え、前記コンデンサ素子を含む前記プリント回路
板上全面が外装樹脂によって外装されていることを特徴
とするチップ型固体電解コンデンサ。 - 【請求項8】 前記コンデンサ素子が2個以上並列に接
続されて前記プリント回路板上に実装されていることを
特徴とする請求項7記載のチップ型固体電解コンデン
サ。 - 【請求項9】 前記陽極リード線と前記導電材が溶接に
よって接続されていることを特徴とする請求項7または
8記載のチップ型固体電解コンデンサ。 - 【請求項10】 第1の絶縁板の上面に対向して設けら
れた第1のランドおよび第2のランドを備え、前記第1
の絶縁板の下面に対角線上に設けられた2対の4端子を
備え、前記各対の前記端子が前記第1の絶縁板に設けら
れたバイアホールおよび内部配線によってそれぞれ接続
され、前記第1のランドおよび前記第2のランドのそれ
ぞれが前記各対のどちらかの一方の前記端子に前記第1
の絶縁板に設けられたスルーホールにより接続されてい
るプリント回路板と、前記第1のランド表面に植立され
た導電材と、陽極リード線および陰極層を備え、前記陽
極リード線が前記導電材に接続され、前記陰極層が導電
性接着剤を介して前記第2のランドに接続されて前記プ
リント回路板上に搭載されたコンデンサ素子と、前記コ
ンデンサ素子の表面に前記プリント回路板に対向して設
けられた第2の絶縁板とを備えたことを特徴とするチッ
プ型固体電解コンデンサ。 - 【請求項11】 前記コンデンサ素子が2個以上並列に
接続されて前記プリント回路板上に実装されていること
を特徴とする請求項10記載のチップ型固体電解コンデ
ンサ。 - 【請求項12】 前記陽極リード線と前記導電材が溶接
によって接続されていることを特徴とする請求項10ま
たは11記載のチップ型固体電解コンデンサ。 - 【請求項13】 前記4端子の表面にはんだボールが設
けられていることを特徴とする請求項7〜12のいずれ
かに記載のチップ型固体電解コンデンサ。 - 【請求項14】 前記導電材が銅、銅合金または鉄ニッ
ケル合金であることを特徴とする請求項1〜13のいず
れかに記載のチップ型固体電解コンデンサ。
Priority Applications (1)
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