JP2004006573A - Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same - Google Patents

Solid electrolytic capacitor and method of manufacturing the same Download PDF

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JP2004006573A JP2002227135A JP2002227135A JP2004006573A JP 2004006573 A JP2004006573 A JP 2004006573A JP 2002227135 A JP2002227135 A JP 2002227135A JP 2002227135 A JP2002227135 A JP 2002227135A JP 2004006573 A JP2004006573 A JP 2004006573A
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solid electrolytic
electrolytic capacitor
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anode
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Japanese (ja)
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Koji Matsumoto
松本 耕治
Masaki Shiragami
白神 昌己
Koichi Kojima
小島 浩一
▲吉▼野 剛
Takeshi Yoshino
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small size solid electrolytic capacitor having large capacitance which realizes a low ESR and low ESL. <P>SOLUTION: In a rectangular solid electrolytic capacitor, a capacitor element formed by isolating a rectangular anode body consisting of a metal for valve operation into an anode portion and a cathode portion in the shorter-side direction is covered with externally mounted resin. Since a pair of external electrodes 2 are provided opposing to the side of longer-side, a product length making contribution to an ESL can be formed short by making shorter the distance between external electrodes 2 than the longer-side and the ESL can be remarkably lowered by eliminating elongation of electrode through introduction of a comb terminal. Accordingly, the solid electrolytic capacitor realizing reduction in size, a low ESL and low ESR can be provided stably. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は各種電子機器に使用される固体電解コンデンサ及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータのCPU周り等に使用される電解コンデンサには小型大容量化が強く望まれており、更に高周波に対応して低ESR(等価直列抵抗)化のみならず、更に過渡応答性に優れた低ESL化が要求されており、このような要求に応えるために種々の固体電解コンデンサが検討されている。
【0003】
図13はこの種の従来の固体電解コンデンサの構成を示した斜視図、図14は同断面図、図15は同コンデンサ素子を示した斜視図であり、図13〜図15において30は固体電解コンデンサ、31はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子31はエッチングにより表面積を拡大した矩形状(長辺L×短辺W)のアルミニウム箔、または陽極導出線を埋設した弁作用金属粉末(タンタル、ニオブ等)を矩形状に成形して焼結したもののいずれかを陽極体として用い、この陽極体をレジスト材35により長辺方向で陽極部36と陰極部37に分離した後、陰極部37を電解液中で陽極酸化(化成)することにより外表面に図示しない誘電体酸化皮膜層を形成し、この誘電体酸化皮膜層上に固体電解質層(図示せず)、陰極層38を順次積層形成することによって構成されたものである。
【0004】
32,33はこのようにして構成されたコンデンサ素子31を複数枚積層して夫々短辺(W)側で接続した陽極コム端子と陰極コム端子、34はこの陽極コム端子32と陰極コム端子33の一部が夫々外部に露呈する状態で複数枚のコンデンサ素子31を一体に被覆した絶縁性の外装樹脂であり、これにより矩形状(長辺L×短辺W)の短辺側に陽極コム端子32と陰極コム端子33を夫々備えた小型大容量化を図った面実装可能な固体電解コンデンサが構成されているものであった。
【0005】
図16はこのような従来の固体電解コンデンサを含む現在入手可能な種々のコンデンサのESL特性を測定した結果を示した特性図であり、図16から明らかなように製品の長さが長いほどESLは大きくなり、また、同一の製品長さで比較すると、タンタル粉末を用いた陽極体からなるコンデンサ素子をコム端子に接続したタイプのESLが最も高く、次にアルミニウム箔を用いた陽極体からなるコンデンサ素子をコム端子に接続したタイプのESLが高く、次にアルミニウム箔を用いた陽極体からなるコンデンサ素子を端面で集電したタイプのESLが高いということが分かるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記図13〜図15に示した従来の固体電解コンデンサでは、アルミニウム箔を用いた陽極体からなる矩形状のコンデンサ素子31の陽極部36と陰極層38を短辺(W)側に対向して設けた陽極コム端子32と陰極コム端子33に夫々接続することにより小型大容量化と低ESR化を図ることを主体に開発されたものであるため、上記図16からも明確なように、ESL特性を評価してみると決して満足できる性能のものではないという課題を有していた。
【0007】
本発明はこのような従来の課題を解決し、小型大容量で低ESR化と低ESL化を両立した固体電解コンデンサ及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項1に記載の発明は、弁作用金属からなる矩形状の陽極体を短辺方向で陽極部と陰極部に分離し、この陰極部の表面に誘電体酸化皮膜層、固体電解質層、陰極層が順次積層形成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を単独で、または2枚以上積層した状態で被覆した絶縁性の外装樹脂と、この外装樹脂の長辺側に対向して設けられ、上記陽極部と陰極部が夫々接続された一対の外部電極からなる構成としたものであり、これにより、ESLに寄与する一対の外部電極間の距離を長辺より短くすることができ、かつコム端子による電極引き回しを無くすることができるためにESLを大幅に低減することができるという作用効果を有する。
【0009】
本発明の請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、弁作用金属からなる矩形状の陽極体が粗面化処理された弁作用金属箔、または弁作用金属箔上に弁作用金属粉末からなる焼結層を形成したものであるという構成にしたものであり、これにより、請求項1に記載の発明により得られる作用効果と同様の作用効果を有する。
【0010】
本発明の請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、弁作用金属がアルミニウム、タンタル、ニオブ、またはその合金のいずれかであるという構成にしたものであり、これにより、小型大容量の固体電解コンデンサを実現することができるという作用効果を有する。
【0011】
本発明の請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、固体電解質層が導電性高分子からなる構成にしたものであり、これにより、高電導度の固体電解質を用いてESRを低減することができるという作用効果を有する。
【0012】
本発明の請求項5に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、コンデンサ素子を構成する陽極体の陽極部の一部を切り欠き、この切り欠いた部分が重ならないように交互に表裏を反転して複数枚のコンデンサ素子を積層した構成にしたものであり、これにより、コンデンサ素子を構成する陽極体の陽極部の一部を切り欠いた部分に外装樹脂が十分に充填されるようになるために気密性の高い固体電解コンデンサを得ることができるという作用効果を有する。
【0013】
本発明の請求項6に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、各コンデンサ素子の陰極層と外部電極の一方を、銀または銅製の板またはリベットを介して接続した構成としたものであり、これにより、コンデンサ素子の陰極と外部電極を最短距離で接続することになるためにESLを大幅に低減することができるという作用効果を有する。
【0014】
本発明の請求項7に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、外部電極がめっき層により形成されたものであるという構成のものであり、これにより、低ESRと低ESLを両立することができるという作用効果を有する。
【0015】
本発明の請求項8に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、長辺側に対向して設けた一対の外部電極の取付面となる面をお互いが近接する方向に延長して面積を拡大した構成にしたものであり、これにより、外部電極間の距離を更に短くしてESLを低減することができるという作用効果を有する。
【0016】
本発明の請求項9に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、長辺側に対向して設けた一対の外部電極の取付面となる面からの高さを外装樹脂の同方向の高さより低くなるようにした構成のものであり、これにより、取付面と反対側の面における外部電極に他の電子部品等が接触してショートするという現象を防止することができるという作用効果を有する。
【0017】
本発明の請求項10に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、取付面となる面と反対側の面に対向して表出した一対の外部電極上に絶縁材を配設した構成のものであり、これにより、請求項9に記載の発明により得られる作用効果と同様の作用効果を有する。
【0018】
本発明の請求項11に記載の発明は、粗面化処理された弁作用金属箔からなる矩形状の陽極体を短辺方向で陽極部と陰極部に分離し、この陰極部の表面に誘電体酸化皮膜層、固体電解質層、陰極層を順次積層形成することによりコンデンサ素子を作製し、続いてこのコンデンサ素子を複数枚積層して絶縁性の外装樹脂で被覆した後、各コンデンサ素子の陽極部と陰極部が夫々接続される一対の外部電極を外装樹脂の長辺側に対向して設けるようにした固体電解コンデンサの製造方法というものであり、この方法により、ESLを大幅に低減した固体電解コンデンサを安定して生産することができるという作用効果を有する。
【0019】
本発明の請求項12に記載の発明は、請求項11に記載の発明において、コンデンサ素子を複数枚積層した後、陰極層に金属製のリベットを接続することにより各陰極層を電気的に一体化するようにした製造方法であり、この方法により、請求項11に記載の発明により得られる作用効果と同様の作用効果を有する。
【0020】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
以下、実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1〜4、6、7、11、12に記載の発明について説明する。
【0021】
図1は本発明の実施の形態1による固体電解コンデンサの構成を示した斜視図、図2は図1のA−A断面における断面図、図3は同モールド前の斜視図、図4は同コンデンサ素子を示した斜視図である。
【0022】
図1において、1は固体電解コンデンサ、2は外部電極を示し、この外部電極2は矩形状(長辺L×短辺W)に形成された固体電解コンデンサ1の長辺L側に対向して一対で設けることにより、一対の外部電極2間の距離を長辺Lの寸法よりも短くなるように構成されているものである。
【0023】
図4は上記図1に示した固体電解コンデンサ1に用いられるコンデンサ素子3を示したものであり、このコンデンサ素子3はアルミニウム等の弁作用金属箔からなる矩形状の陽極体を絶縁性のレジスト材4を用いて短辺方向で陽極部5と陰極部6に分離し、この陰極部6の表面に図示しない誘電体酸化皮膜層、固体電解質層を形成した後、カーボンおよび銀ペーストからなる陰極層7を形成することにより構成されているものである。
【0024】
このようにして構成されたコンデンサ素子3は、図3に示すように複数枚(図3では3枚の例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない)積層した状態で陰極層7の長辺側に銀等の比抵抗の低い材料からなるリベット8等を接続することによって各陰極層7を電気的に一体化した後、図2に示すように絶縁性の外装樹脂9で一体に被覆し、さらにコンデンサ素子3の各陽極部5と上記リベット8が夫々接続される外部電極2を一対で対向するように形成することにより本実施の形態の固体電解コンデンサ1が構成されているものである。
【0025】
図5(a),(b)は上記リベット8が接続された複数枚のコンデンサ素子3を絶縁性の外装樹脂9で一体に被覆する際のモールド成形型を示した斜視図と、その要部を拡大して示した断面図であり、図5において10はモールド成形型を示し、このモールド成形型10には固体電解コンデンサ1の外形寸法に対応した大きさの空洞部11が複数個設けられると共に、この空洞部11の底面にはリベット8が嵌まり込む孔12が設けられており、複数枚が積層されたコンデンサ素子3(コンデンサ素子積層体)の陰極層7の長辺側に接続されたリベット8を上記孔12に嵌め込むことによってコンデンサ素子積層体を空洞部11内に保持し、この状態で外装樹脂9を空洞部11内に充填することによりモールド成形を行うようにしたものである。
【0026】
このように構成された本実施の形態による固体電解コンデンサは、ESLに寄与する一対の外部電極2間の距離を長辺Lより短くすることができ、かつ従来のコム端子による電極引き回しを無くすることができるためにESLを大幅に低減することができるようになり、低ESRでESLを大幅に低減した小型大容量の固体電解コンデンサを実現することができるものであり、本実施の形態による固体電解コンデンサのESLを測定したところ、2.35nH前後で安定しており、従来品と比較して極めて低いことが分かる(結果を図12に記載)。
【0027】
なお、本実施の形態ではコンデンサ素子3を構成する陽極体として粗面化処理された弁作用金属箔を用いた例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、弁作用金属箔上に弁作用金属粉末からなる焼結層を形成したものを用いても同様の作用効果が得られるものである。
【0028】
また、各陰極層7と外部電極2の一方を電気的に一体化して接続したリベット8は段付構造の円柱状の例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その形状は角柱状であっても良いが、外部電極2に接続される側は必要以上に面積を大きくすると気密性が低下する可能性があるために好ましくない。
【0029】
(実施の形態2)
以下、実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項5に記載の発明について説明する。
【0030】
図6は本発明の実施の形態2による固体電解コンデンサの構成を示した断面図、図7は同モールド前の斜視図、図8は同コンデンサ素子を示した斜視図である。
【0031】
図6〜図8において13はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子13はアルミニウム等の弁作用金属箔からなる矩形状の陽極体を絶縁性のレジスト材14を用いて短辺方向で陽極部15と陰極部16に分離し、この陰極部16の表面に図示しない誘電体酸化皮膜層、固体電解質層を形成した後、カーボンおよび銀ペーストからなる陰極層17を形成することにより構成されているものである。
【0032】
また、上記陽極体の陽極部15は長辺方向の略2/3の長さ分を切り欠いた形状に構成され、この切り欠いた部分が重ならないように交互に反転して複数枚のコンデンサ素子13を積層した状態で陰極層17の長辺側に銀等の比抵抗の低い材料からなるリベット18等を接続することによって各陰極層17を電気的に一体化した後、絶縁性の外装樹脂19で一体に被覆し、さらにコンデンサ素子13の各陽極部15と上記リベット18が夫々接続される外部電極20を矩形状に形成された固体電解コンデンサの長辺側に対向して一対で設けることにより、一対の外部電極20間の距離を長辺よりも短くなるように構成されているものである。
【0033】
このように構成された本実施の形態による固体電解コンデンサは、陽極体の陽極部15の一部を切り欠き、この切り欠いた部分が重ならないように交互に反転して複数枚のコンデンサ素子13を積層した構成にしたことにより、上記陽極部15の切り欠いた部分にも外装樹脂19が十分に充填されるようになるために気密性の高い固体電解コンデンサを得ることができるようになるという格別の作用効果を奏するものであり、本実施の形態による固体電解コンデンサのESLを測定したところ、2.30nH前後で安定しており、従来品と比較して極めて低いことが分かる(結果を図12に記載)。
【0034】
(実施の形態3)
以下、実施の形態3を用いて、本発明の特に請求項8に記載の発明について説明する。
【0035】
図9は本発明の実施の形態3による固体電解コンデンサの構成を示した斜視図であり、図9において21は固体電解コンデンサ、22はこの固体電解コンデンサ21の長辺側に対向して一対で設けられた外部電極であり、この外部電極22は図示しないプリント基板への取付面となる面(図9において下面を指す)をお互いが近接する方向に延長して面積を拡大した構成にしたものである。
【0036】
すなわち、取付面となる面における外部電極22は、図9に示すように寸法Aに寸法Bを加えた合計の寸法Cに拡大されており、このように外部電極22をお互いが近接する方向に延長して面積を拡大した構成にしたことにより、外部電極22間の距離を更に短くしてESLをより低減することができるという格別の作用効果を奏するものであり、本実施の形態による固体電解コンデンサのESLを測定したところ、2.25nH弱で安定しており、従来品と比較して極めて低いことが分かる(結果を図12に記載)。
【0037】
(実施の形態4)
以下、実施の形態4を用いて、本発明の特に請求項9に記載の発明について説明する。
【0038】
図10は本発明の実施の形態4による固体電解コンデンサの構成を示した斜視図であり、図10において23は固体電解コンデンサ、24はこの固体電解コンデンサ23の長辺側に対向して一対で設けられた外部電極であり、この外部電極24は図示しないプリント基板への取付面となる面(図10において下面を指す)からの高さを外装樹脂25の同方向の高さより低くなるようにしたものである。
【0039】
すなわち、取付面となる面からの外部電極24の高さhは、図10に示すように外装樹脂25の同方向の高さHより低い寸法に形成されており、このように外部電極24の高さを低くした構成にしたことにより、本実施の形態の固体電解コンデンサ23をプリント基板に実装した際に、取付面と反対側の面(図10において上面を指す)における外部電極24に他の電子部品等が接触してショートするという現象を防止することができるという格別の作用効果を奏するものである。
【0040】
(実施の形態5)
以下、実施の形態5を用いて、本発明の特に請求項10に記載の発明について説明する。
【0041】
図11は本発明の実施の形態5による固体電解コンデンサの構成を示した斜視図であり、図11において26は固体電解コンデンサ、27はこの固体電解コンデンサ26の長辺側に対向して一対で設けられた外部電極、28は図示しないプリント基板への取付面となる面(図11において下面を指す)と反対側の面(図11において上面を指す)に対向して表出した一対の外部電極27を絶縁した絶縁部材である。
【0042】
このように構成された本実施の形態の固体電解コンデンサ26は、上記実施の形態4の固体電解コンデンサ23と同様に、本実施の形態の固体電解コンデンサ26をプリント基板に実装した際に、取付面と反対側の面(図11において上面を指す)における外部電極27に他の電子部品等が接触してショートするという現象を防止することができるという格別の作用効果を奏するものである。
【0043】
【発明の効果】
以上のように本発明による固体電解コンデンサは、弁作用金属からなる矩形状の陽極体を短辺方向で陽極部と陰極部に分離し、この陰極部の表面に誘電体酸化皮膜層、固体電解質層、陰極層を順次積層形成したコンデンサ素子を積層した状態で外装樹脂で被覆し、上記陽極部と陰極部が夫々接続される一対の外部電極を外装樹脂の長辺側に対向して設けた構成にしたことにより、ESLに寄与する一対の外部電極間の距離を長辺より短くすることができ、かつコム端子による電極引き回しを無くすることができるためにESLを大幅に低減することができるという格別の作用効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1による固体電解コンデンサの構成を示した斜視図
【図2】図1のA−A断面における断面図
【図3】同モールド前の斜視図
【図4】同コンデンサ素子を示した斜視図
【図5】(a)同固体電解コンデンサのモールド成形型を示した斜視図
(b)同要部を拡大して示した断面図
【図6】本発明の実施の形態2による固体電解コンデンサの構成を示した断面図
【図7】同モールド前の斜視図
【図8】同コンデンサ素子を示した斜視図
【図9】本発明の実施の形態3による固体電解コンデンサの構成を示した斜視図
【図10】本発明の実施の形態4による固体電解コンデンサの構成を示した斜視図
【図11】本発明の実施の形態5による固体電解コンデンサの構成を示した斜視図
【図12】本発明の実施の形態による固体電解コンデンサのESL特性を示した特性図
【図13】従来の固体電解コンデンサの構成を示した斜視図
【図14】同断面図
【図15】同コンデンサ素子を示した斜視図
【図16】従来の固体電解コンデンサのESL特性を比較して示した特性図
【符号の説明】
1,21,23,26 固体電解コンデンサ
2,20,22,24,27 外部電極
3,13 コンデンサ素子
4,14 レジスト材
5,15 陽極部
6,16 陰極部
7,17 陰極層
8,18 リベット
9,19,25 外装樹脂
10 モールド成形型
11 空洞部
12 孔
28 絶縁部材
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a solid electrolytic capacitor used for various electronic devices and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been a strong demand for electrolytic capacitors used around CPUs of personal computers to have a small size and a large capacity. In addition to a reduction in ESR (equivalent series resistance) corresponding to a high frequency, furthermore, a transient response is required. There is a demand for excellent low ESL, and various solid electrolytic capacitors are being studied to meet such demands.
[0003]
FIG. 13 is a perspective view showing the configuration of a conventional solid electrolytic capacitor of this type, FIG. 14 is a sectional view of the same, FIG. 15 is a perspective view showing the same capacitor element, and in FIGS. A capacitor 31 is a capacitor element. The capacitor element 31 is a rectangular (long side L × short side W) aluminum foil whose surface area is enlarged by etching, or a valve action metal powder (tantalum, niobium) having an anode lead wire embedded therein. ) Is formed into a rectangular shape and sintered and used as an anode body. The anode body is separated into an anode section 36 and a cathode section 37 in the long side direction by a resist material 35, and then the cathode section 37 is electrolyzed. A dielectric oxide layer (not shown) is formed on the outer surface by anodic oxidation (chemical formation) in a liquid, and a solid electrolyte layer (not shown) and a cathode layer 38 are sequentially laminated on the dielectric oxide layer. Those constructed by forming.
[0004]
Reference numerals 32 and 33 denote an anode comb terminal and a cathode comb terminal which are formed by laminating a plurality of the capacitor elements 31 constructed as described above and are respectively connected on the short side (W) side. Is an insulative exterior resin integrally covering a plurality of capacitor elements 31 in a state where a part of each is exposed to the outside, so that an anode comb is formed on the short side of a rectangular shape (long side L × short side W). A solid electrolytic capacitor having a terminal 32 and a cathode comb terminal 33, each of which has a small size and a large capacity, and which can be mounted on a surface is configured.
[0005]
FIG. 16 is a characteristic diagram showing the results of measuring the ESL characteristics of various capacitors currently available including such a conventional solid electrolytic capacitor. As is clear from FIG. And the ESL of the type in which the capacitor element made of an anode body using tantalum powder is connected to the comb terminal is the highest when compared with the same product length, followed by the anode body using an aluminum foil It can be seen that the ESL of the type in which the capacitor element is connected to the comb terminal is high, and the ESL of the type in which the capacitor element formed of an anode body using aluminum foil is collected at the end face is high.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional solid electrolytic capacitors shown in FIGS. 13 to 15, the anode portion 36 and the cathode layer 38 of the rectangular capacitor element 31 made of an anode body using aluminum foil are opposed to the short side (W) side. Since it was developed mainly for miniaturization and large capacity and low ESR by connecting to the anode comb terminal 32 and the cathode comb terminal 33 provided respectively, as is clear from FIG. When the ESL characteristics were evaluated, the performance was not satisfactory.
[0007]
An object of the present invention is to solve such a conventional problem and to provide a solid electrolytic capacitor which is small in size and large in capacity and achieves both low ESR and low ESL, and a method of manufacturing the same.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 of the present invention separates a rectangular anode body made of a valve action metal into an anode section and a cathode section in a short side direction, and forms a dielectric on the surface of the cathode section. A capacitor element in which a body oxide film layer, a solid electrolyte layer, and a cathode layer are sequentially laminated, an insulating sheath resin in which the capacitor elements are singly or two or more laminated, and a length of the sheath resin. The anode portion and the cathode portion are provided so as to face each other, and the anode portion and the cathode portion are each formed of a pair of external electrodes. This makes it possible to increase the distance between the pair of external electrodes contributing to the ESL. Since it is possible to shorten the length and eliminate the electrode routing by the comb terminal, there is an operational effect that the ESL can be greatly reduced.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, a rectangular anode body made of a valve metal is formed on a valve metal foil or a valve metal foil having a roughened surface. This is a configuration in which a sintered layer made of valve metal powder is formed, and thereby has the same operation and effect as the operation and effect obtained by the first aspect of the present invention.
[0010]
The invention according to claim 3 of the present invention is the invention according to claim 1, wherein the valve action metal is aluminum, tantalum, niobium, or an alloy thereof. This has the effect of being able to realize a small, large-capacity solid electrolytic capacitor.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the solid electrolyte layer is made of a conductive polymer. This has the effect that the ESR can be reduced.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a part of the anode part of the anode body constituting the capacitor element is cut out, and the cut parts are alternately arranged so as not to overlap. It is a configuration in which a plurality of capacitor elements are stacked upside down, whereby the exterior resin is sufficiently filled in a part of the anode part of the anode body that forms the capacitor element by cutting out the anode part. Therefore, the solid electrolytic capacitor having a high airtightness can be obtained.
[0013]
The invention described in claim 6 of the present invention is the invention according to claim 1, wherein one of the cathode layer and the external electrode of each capacitor element is connected via a silver or copper plate or a rivet. Accordingly, the cathode and the external electrode of the capacitor element are connected at the shortest distance, so that there is an operational effect that the ESL can be greatly reduced.
[0014]
According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect, the external electrode is formed by a plating layer, thereby achieving both low ESR and low ESL. Has the effect of being able to
[0015]
According to an eighth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the surfaces which become the mounting surfaces of the pair of external electrodes provided to face each other on the long side are extended in a direction in which they are close to each other. This is a configuration in which the area is enlarged, which has the effect of reducing the ESL by further reducing the distance between the external electrodes.
[0016]
According to a ninth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the height from a surface serving as a mounting surface of a pair of external electrodes provided to face the long side is set in the same direction as the exterior resin. The height is smaller than the height of the mounting surface, which can prevent a phenomenon in which another electronic component or the like comes into contact with the external electrode on the surface opposite to the mounting surface to cause a short circuit. Having.
[0017]
According to a tenth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, an insulating material is provided on a pair of external electrodes exposed to face opposite to a surface serving as a mounting surface. This has the same function and effect as the function and effect obtained by the invention according to claim 9.
[0018]
According to an eleventh aspect of the present invention, a rectangular anode body made of a valve metal foil subjected to a surface roughening treatment is separated into an anode part and a cathode part in a short side direction, and a dielectric material is formed on the surface of the cathode part. A capacitor element is manufactured by sequentially forming a body oxide film layer, a solid electrolyte layer, and a cathode layer, and then a plurality of the capacitor elements are laminated and covered with an insulating exterior resin. This is a method for manufacturing a solid electrolytic capacitor in which a pair of external electrodes, to which a negative electrode part and a negative electrode part are respectively connected, are provided so as to face the long side of the exterior resin. This has the effect of stably producing the electrolytic capacitor.
[0019]
According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention of the eleventh aspect, after stacking a plurality of capacitor elements, each cathode layer is electrically integrated by connecting a metal rivet to the cathode layer. This method has the same function and effect as the function and effect obtained by the invention according to claim 11.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Embodiment 1)
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to the first to fourth, sixth, seventh, eleventh, and twelfth embodiments.
[0021]
1 is a perspective view showing a configuration of a solid electrolytic capacitor according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1, FIG. 3 is a perspective view before the same mold, and FIG. It is the perspective view which showed the capacitor element.
[0022]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a solid electrolytic capacitor, and 2 denotes an external electrode. The external electrode 2 faces the long side L of the solid electrolytic capacitor 1 formed in a rectangular shape (long side L × short side W). By providing a pair, the distance between the pair of external electrodes 2 is configured to be shorter than the dimension of the long side L.
[0023]
FIG. 4 shows a capacitor element 3 used for the solid electrolytic capacitor 1 shown in FIG. 1 described above. This capacitor element 3 is formed by bonding a rectangular anode body made of a valve metal foil such as aluminum to an insulating resist. The material 4 is separated into an anode part 5 and a cathode part 6 in the short side direction, a dielectric oxide film layer and a solid electrolyte layer (not shown) are formed on the surface of the cathode part 6, and then a cathode made of carbon and silver paste is formed. It is constituted by forming the layer 7.
[0024]
As shown in FIG. 3, a plurality of the capacitor elements 3 configured as described above (three in FIG. 3 are shown, but the present invention is not limited to this). Each of the cathode layers 7 is electrically integrated by connecting a rivet 8 or the like made of a material having a low specific resistance such as silver to the long side of the cathode 7, and then, as shown in FIG. The solid electrolytic capacitor 1 of the present embodiment is formed by integrally covering and further forming a pair of the external electrodes 2 to which the anode portions 5 of the capacitor element 3 and the rivets 8 are respectively connected so as to face each other. Is what it is.
[0025]
5 (a) and 5 (b) are perspective views showing a molding die when integrally covering a plurality of capacitor elements 3 to which the rivets 8 are connected with an insulating exterior resin 9, and main parts thereof. 5 is an enlarged cross-sectional view. In FIG. 5, reference numeral 10 denotes a molding die, and the molding die 10 is provided with a plurality of cavities 11 having a size corresponding to the external dimensions of the solid electrolytic capacitor 1. At the same time, a hole 12 into which the rivet 8 is fitted is provided on the bottom surface of the hollow portion 11, and is connected to the long side of the cathode layer 7 of the capacitor element 3 (capacitor element laminate) in which a plurality of sheets are laminated. The capacitor element laminate is held in the hollow portion 11 by fitting the set rivet 8 into the hole 12, and the molding is performed by filling the exterior resin 9 into the hollow portion 11 in this state. Ah .
[0026]
In the solid electrolytic capacitor according to the present embodiment configured as described above, the distance between the pair of external electrodes 2 contributing to ESL can be made shorter than the long side L, and the conventional electrode wiring by the comb terminal is eliminated. As a result, the ESL can be greatly reduced, and a small and large-capacity solid electrolytic capacitor having a low ESR and a greatly reduced ESL can be realized. When the ESL of the electrolytic capacitor was measured, it was found to be stable at around 2.35 nH, which was extremely low as compared with the conventional product (the results are shown in FIG. 12).
[0027]
In the present embodiment, an example is described in which a roughened surface-treated valve metal foil is used as the anode body constituting the capacitor element 3. However, the present invention is not limited to this. The same operation and effect can be obtained by using a material in which a sintered layer made of valve metal powder is formed on a foil.
[0028]
Also, the rivet 8 in which each of the cathode layers 7 and one of the external electrodes 2 are electrically integrated and connected has been described as a columnar example of a stepped structure, but the present invention is not limited to this. The shape may be a prismatic shape, but it is not preferable that the side connected to the external electrode 2 is made larger than necessary because airtightness may be reduced.
[0029]
(Embodiment 2)
Hereinafter, the second embodiment of the present invention will be described with reference to the second embodiment.
[0030]
6 is a cross-sectional view showing a configuration of a solid electrolytic capacitor according to Embodiment 2 of the present invention, FIG. 7 is a perspective view before the molding, and FIG. 8 is a perspective view showing the capacitor element.
[0031]
6 to 8, reference numeral 13 denotes a capacitor element. The capacitor element 13 is formed by forming a rectangular anode body made of a valve metal foil such as aluminum by using an insulating resist material 14 in the short side direction with the anode part 15. It is constituted by separating into a cathode portion 16, forming a dielectric oxide film layer and a solid electrolyte layer (not shown) on the surface of the cathode portion 16, and then forming a cathode layer 17 made of carbon and silver paste. is there.
[0032]
Further, the anode portion 15 of the anode body is formed in a shape in which a length of about 2/3 in a long side direction is cut out, and the cut portions are alternately inverted so as not to overlap with each other, so that a plurality of capacitors are formed. In a state where the elements 13 are stacked, the respective cathode layers 17 are electrically integrated by connecting a rivet 18 or the like made of a material having a low specific resistance, such as silver, to the long side of the cathode layer 17, and then the insulating sheath is formed. The anodes 15 of the capacitor element 13 and the external electrodes 20 to which the rivets 18 are respectively connected are provided as a pair opposed to the long side of the solid electrolytic capacitor having a rectangular shape. Thus, the distance between the pair of external electrodes 20 is configured to be shorter than the long side.
[0033]
In the solid electrolytic capacitor according to the present embodiment having the above-described configuration, a part of the anode part 15 of the anode body is cut out, and the cut-out parts are alternately inverted so as not to overlap with each other. In this configuration, the notched portion of the anode portion 15 is sufficiently filled with the exterior resin 19, so that a highly airtight solid electrolytic capacitor can be obtained. The ESL of the solid electrolytic capacitor according to the present embodiment is stable at about 2.30 nH, and is extremely low as compared with the conventional product. 12).
[0034]
(Embodiment 3)
Hereinafter, the third embodiment of the present invention will be described with reference to the third embodiment.
[0035]
FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a solid electrolytic capacitor according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 9, reference numeral 21 denotes a solid electrolytic capacitor; The external electrodes are provided, and the external electrodes 22 are formed by extending a surface (referred to as a lower surface in FIG. 9) serving as a mounting surface to a printed circuit board (not shown) in a direction in which the external electrodes come closer to each other to increase the area. It is.
[0036]
That is, the external electrode 22 on the surface serving as the mounting surface is enlarged to a total dimension C obtained by adding the dimension B to the dimension A as shown in FIG. By extending the area to increase the area, the distance between the external electrodes 22 can be further shortened and the ESL can be further reduced, so that a special effect can be obtained. When the ESL of the capacitor was measured, it was found to be stable at a little less than 2.25 nH, which was extremely lower than that of the conventional product (the results are shown in FIG. 12).
[0037]
(Embodiment 4)
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the fourth embodiment.
[0038]
FIG. 10 is a perspective view showing the configuration of a solid electrolytic capacitor according to Embodiment 4 of the present invention. In FIG. 10, reference numeral 23 denotes a solid electrolytic capacitor, and 24 denotes a pair facing the long side of the solid electrolytic capacitor 23. The external electrode 24 is provided so that the height of the external electrode 24 from a surface serving as a mounting surface (not shown in FIG. 10) on a printed board (not shown) is lower than the height of the exterior resin 25 in the same direction. It was done.
[0039]
That is, the height h of the external electrode 24 from the surface serving as the mounting surface is formed to be smaller than the height H of the exterior resin 25 in the same direction as shown in FIG. Due to the reduced height, when the solid electrolytic capacitor 23 of the present embodiment is mounted on a printed circuit board, the solid electrolytic capacitor 23 is provided with the external electrodes 24 on the surface opposite to the mounting surface (indicating the upper surface in FIG. 10). In particular, the electronic component and the like can be prevented from being short-circuited by contact with each other.
[0040]
(Embodiment 5)
Hereinafter, the fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the fifth embodiment.
[0041]
FIG. 11 is a perspective view showing a configuration of a solid electrolytic capacitor according to Embodiment 5 of the present invention. In FIG. 11, reference numeral 26 denotes a solid electrolytic capacitor; The external electrodes 28 provided are a pair of external electrodes exposed to a surface (pointing to a lower surface in FIG. 11) opposite to a surface (pointing to a lower surface in FIG. 11) to be a mounting surface to a printed board (not shown). It is an insulating member that insulates the electrode 27.
[0042]
The solid electrolytic capacitor 26 of the present embodiment configured as described above is attached when the solid electrolytic capacitor 26 of the present embodiment is mounted on a printed circuit board, similarly to the solid electrolytic capacitor 23 of the fourth embodiment. This provides a special operation and effect that a phenomenon in which another electronic component or the like contacts the external electrode 27 on the surface opposite to the surface (indicating the upper surface in FIG. 11) and short-circuits can be prevented.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, the solid electrolytic capacitor according to the present invention separates a rectangular anode body made of a valve metal into an anode section and a cathode section in the short side direction, and forms a dielectric oxide film layer, a solid electrolyte on the surface of the cathode section. Layer, and a capacitor element in which a cathode layer was sequentially laminated was covered with an exterior resin in a laminated state, and a pair of external electrodes to which the anode and the cathode were respectively connected were provided facing the long side of the exterior resin. With this configuration, the distance between the pair of external electrodes contributing to the ESL can be made shorter than the long side, and electrode routing by the comb terminal can be eliminated, so that the ESL can be greatly reduced. This is a special effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration of a solid electrolytic capacitor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line AA in FIG. 1. FIG. FIG. 5 (a) is a perspective view showing a molding die of the solid electrolytic capacitor. FIG. 5 (b) is a cross-sectional view showing an enlarged main part of the same solid electrolytic capacitor. FIG. 7 is a sectional view showing the configuration of a solid electrolytic capacitor according to Embodiment 2. FIG. 7 is a perspective view showing the same before the molding. FIG. 8 is a perspective view showing the capacitor element. FIG. 9 is a solid electrolytic capacitor according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of a capacitor. FIG. 10 is a perspective view showing a configuration of a solid electrolytic capacitor according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 11 shows a configuration of a solid electrolytic capacitor according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 12 is a perspective view according to an embodiment of the present invention. FIG. 13 is a characteristic diagram showing an ESL characteristic of a solid electrolytic capacitor. FIG. 13 is a perspective view showing a configuration of a conventional solid electrolytic capacitor. FIG. 14 is a cross-sectional view. FIG. 15 is a perspective view showing the capacitor element. Characteristic diagram comparing and showing the ESL characteristics of conventional solid electrolytic capacitors.
1,21,23,26 Solid electrolytic capacitor 2,20,22,24,27 External electrode 3,13 Capacitor element 4,14 Resist material 5,15 Anode part 6,16 Cathode part 7,17 Cathode layer 8,18 Rivet 9, 19, 25 Exterior resin 10 Molding mold 11 Cavity 12 Hole 28 Insulating member

Claims (12)

弁作用金属からなる矩形状の陽極体を短辺方向で陽極部と陰極部に分離し、この陰極部の表面に誘電体酸化皮膜層、固体電解質層、陰極層が順次積層形成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子を単独で、または2枚以上積層した状態で被覆した絶縁性の外装樹脂と、この外装樹脂の長辺側に対向して設けられ、上記陽極部と陰極部が夫々接続された一対の外部電極からなる固体電解コンデンサ。A capacitor element in which a rectangular anode body made of valve metal is separated into an anode section and a cathode section in the short side direction, and a dielectric oxide film layer, a solid electrolyte layer, and a cathode layer are sequentially formed on the surface of the cathode section. And an insulating exterior resin that covers the capacitor element alone or in a state of lamination of two or more, and is provided to face the long side of the exterior resin, and the anode part and the cathode part are connected respectively. A solid electrolytic capacitor comprising a pair of external electrodes. 弁作用金属からなる矩形状の陽極体が粗面化処理された弁作用金属箔、または弁作用金属箔上に弁作用金属粉末からなる焼結層を形成したものである請求項1に記載の固体電解コンデンサ。The rectangular anode body made of a valve action metal is a valve action metal foil having a roughened surface, or a sintered layer made of a valve action metal powder formed on the valve action metal foil. Solid electrolytic capacitor. 弁作用金属がアルミニウム、タンタル、ニオブ、またはその合金のいずれかである請求項1に記載の固体電解コンデンサ。The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the valve metal is one of aluminum, tantalum, niobium, and an alloy thereof. 固体電解質層が導電性高分子からなる請求項1に記載の固体電解コンデンサ。The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the solid electrolyte layer is made of a conductive polymer. コンデンサ素子を構成する陽極体の陽極部の一部を切り欠き、この切り欠いた部分が重ならないように交互に表裏を反転して複数枚のコンデンサ素子を積層した請求項1に記載の固体電解コンデンサ。2. The solid electrolytic device according to claim 1, wherein a part of the anode part of the anode body constituting the capacitor element is cut out, and a plurality of capacitor elements are laminated by alternately turning the front and back so that the cut part does not overlap. Capacitors. 各コンデンサ素子の陰極層と外部電極の一方を、銀または銅製の板またはリベットを介して接続した請求項1に記載の固体電解コンデンサ。2. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein one of the cathode layer and the external electrode of each capacitor element is connected via a silver or copper plate or a rivet. 外部電極がめっき層により形成されたものである請求項1に記載の固体電解コンデンサ。The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein the external electrode is formed by a plating layer. 長辺側に対向して設けた一対の外部電極の取付面となる面をお互いが近接する方向に延長して面積を拡大した請求項1に記載の固体電解コンデンサ。The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein surfaces which become mounting surfaces of a pair of external electrodes provided to face each other on the long side are extended in a direction approaching each other to increase the area. 長辺側に対向して設けた一対の外部電極の取付面となる面からの高さを外装樹脂の同方向の高さより低くなるようにした請求項1に記載の固体電解コンデンサ。2. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein a height from a surface serving as a mounting surface of the pair of external electrodes provided to face the long side is lower than a height of the exterior resin in the same direction. 取付面となる面と反対側の面に対向して表出した一対の外部電極上に絶縁材を配設した請求項1に記載の固体電解コンデンサ。2. The solid electrolytic capacitor according to claim 1, wherein an insulating material is provided on a pair of external electrodes exposed to face opposite to a face serving as a mounting face. 粗面化処理された弁作用金属箔からなる矩形状の陽極体を短辺方向で陽極部と陰極部に分離し、この陰極部の表面に誘電体酸化皮膜層、固体電解質層、陰極層を順次積層形成することによりコンデンサ素子を作製し、続いてこのコンデンサ素子を複数枚積層して絶縁性の外部樹脂で被覆した後、各コンデンサ素子の陽極部と陰極部が夫々接続される一対の外部電極を外装樹脂の長辺側に対向して設けるようにした固体電解コンデンサの製造方法。A rectangular anode body made of a valved metal foil subjected to a roughening treatment is separated into an anode part and a cathode part in a short side direction. A capacitor element is manufactured by sequentially forming a laminate, and then a plurality of the capacitor elements are laminated and covered with an insulating external resin. A method for manufacturing a solid electrolytic capacitor, wherein electrodes are provided to face the long side of the exterior resin. コンデンサ素子を複数枚積層した後、陰極層に金属製のリベットを接続することにより各陰極層を電気的に一体化するようにした請求項11に記載の固体電解コンデンサの製造方法。The method for manufacturing a solid electrolytic capacitor according to claim 11, wherein after stacking a plurality of capacitor elements, each cathode layer is electrically integrated by connecting a metal rivet to the cathode layer.
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