JP2004281750A

JP2004281750A - 固体電解コンデンサアレイ

Info

Publication number: JP2004281750A
Application number: JP2003071748A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Endo; 和芳遠藤
Original assignee: Nippon Chemi Con Corp
Current assignee: Nippon Chemi Con Corp
Priority date: 2003-03-17
Filing date: 2003-03-17
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】固体電解コンデンサアレイに関し、素子構成により低ＥＳＲ化、低ＥＳＬ化の改善を図ること。
【解決手段】複数のコンデンサ素子４からなるコンデンサ素子群５と、このコンデンサ素子群５のコンデンサ素子の１又は２以上の陽極導出線６のそれぞれに接続されて引き出された１又は２以上の陽極端子８１〜８６、１０１〜１０６と、コンデンサ素子の陰極層２４に接続されて引き出された１又は２以上の陰極端子１４、１６と、コンデンサ素子を被覆する外装樹脂層２６とを備え、陽極端子及び陰極端子を外部端子として構成している。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体電解コンデンサを用いた固体電解コンデンサアレイに関し、詳しくは、陽極体に弁金属粉末の焼結体を用いた固体電解コンデンサを使用し、低ＥＳＲ（ＥｑｕｉｖａｌｅｎｔＳｅｒｉｅｓＲｅｓｉｓｔａｎｃｅ：等価直列抵抗）化、低ＥＳＬ（ＥｑｕｉｖａｌｅｎｔＳｅｒｉｅｓＩｎｄｕｃｔａｎｃｅ：等価直列インダクタンス）化を図った固体電解コンデンサアレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、表面実装デバイスの小型化技術の飛躍的進歩により、携帯電話機、パソコン、デジタルカメラ等の電子機器では、配線基板に対する電子部品の実装は高密度化している。タンタル電解コンデンサは、小型大容量化が図れるという優れた特性を備えており、弁作用金属にはタンタル金属の他、アルミニウム、ニオブ、チタン等の金属類があるが、耐熱性、誘電体皮膜形成性の点でタンタル金属が優れている。
【０００３】
ところで、このようなタンタル電解コンデンサにおいて、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）の高周波に伴い、低ＥＳＲ化、低ＥＳＬ化が求められており、このような要請に応えるために、近年ではポリピロールやポリチオフェン、又はそれらの誘導体を固体電解質として用いた固体電解コンデンサが実用化されてきている。
【０００４】
このような固体電解コンデンサにおいても、ＣＰＵの高周波化に対する性能としては充分とは言えず、低ＥＳＲ化、低ＥＳＬ化が要請されているところである。
【０００５】
このような固体電解コンデンサに関する技術には、次のような特許文献が存在している。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２−１２５６０３号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開平６−２６７８０２号公報
【０００８】
特許文献１にはチップ型固体電解コンデンサの４端子化構造が開示され、特許文献２には固体電解コンデンサの低インピーダンス化構造が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のチップ型固体電解コンデンサの４端子化構造や固体電解コンデンサの低インピーダンス化構造では、低ＥＳＲ化、低ＥＳＬ化が進められてはいるものの、ＣＰＵの高周波化に対する性能としては充分とは言えず、その要請に対応することができないものである。
【００１０】
そこで、本発明にあっては、固体電解コンデンサアレイに関し、素子構成により低ＥＳＲ化、低ＥＳＬ化の改善を目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の固体電解コンデンサアレイは、上記目的を達成するため、複数のコンデンサ素子４からなるコンデンサ素子群５と、このコンデンサ素子群５の前記コンデンサ素子の１又は２以上の陽極導出線６のそれぞれに接続されて引き出された１又は２以上の陽極端子８１〜８６、１０１〜１０６と、前記コンデンサ素子の陰極層２４に接続されて引き出された１又は２以上の陰極端子１４、１６と、前記コンデンサ素子を被覆する外装樹脂層２６とを備え、前記陽極端子及び前記陰極端子を外部端子として構成したものである。
【００１２】
係る構成とすれば、陽極導出線をコンデンサ素子から導出したことにより、陽極体から外部端子が形成され、固体電解コンデンサが搭載された回路に対する電流経路を増加させることができ、その結果、ＥＳＲ及びＥＳＬを低下させ、高周波特性に優れた固体電解コンデンサアレイを構成できる。また、陰極端子も固体電解コンデンサが搭載された回路に対する電流経路を増加させ、この結果、ＥＳＲ及びＥＳＬを低下させることができるので、高周波特性を改善することができる。
【００１３】
上記目的を達成するためには、前記コンデンサ素子は、弁金属粉末を焼結してなる陽極体１８を貫通し、該陽極体の対向端面から導出された陽極導出線６を有し、前記陽極体の表面に誘電体酸化皮膜層２０、固体電解質層２２及び陰極層２４が積層された構成としてもよい。
【００１４】
上記目的を達成するためには、前記コンデンサ素子群は、複数の前記コンデンサ素子をマトリクス状に配列させてなる構成としてもよい。
【００１５】
上記目的を達成するためには、前記陽極導出線は、前記コンデンサ素子の陽極体に貫通して導出させた構成としてもよい。係る構成とすれば、陽極体を貫通する陽極導出線をコンデンサ素子の両端面から導出させることができ、固体電解コンデンサアレイのＥＳＲの低下と高周波特性の改善に寄与する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサアレイを示している。
【００１７】
この固体電解コンデンサアレイ２には複数のコンデンサ素子４が用いられ、各コンデンサ素子４はマトリクス状に配列させ、この実施の形態では１８個のコンデンサ素子４を６行、３列に配置してコンデンサ素子群５が構成されている。この固体電解コンデンサアレイ２において、各行のコンデンサ素子４を陽極導出線６により直列に接続し、３組ずつの６行の素子行とし、各端部のコンデンサ素子４の陽極導出線６に共通に複数の第１の陽極端子８１、８２、８３・・・８６、複数の第２の陽極端子１０１、１０２、１０３・・・１０６が接続されている。この場合、３組ずつのコンデンサ素子４からなる素子行に共通の陽極端子８１、８２、８３・・・８６、１０１、１０２、１０３・・・１０６が形成されている。
【００１８】
また、各列のコンデンサ素子４を以て素子列が構成され、列毎に陰極端子板１２を共通に接続し、各陰極端子板１２の端部に共通の陰極端子１４、１６を接続したものである。この場合、６組ずつの３列のコンデンサ素子４からなる素子列の陰極側が並列化されている。各陰極端子板１２には例えば、一枚の金属板をプレス加工等により所定形状に加工したものを用いれば良い。
【００１９】
また、図２に示すように、各コンデンサ素子４には陽極体１８が用いられ、この陽極体１８は例えば、タンタル粉末等の弁金属粉末の焼結体であって、その内部を貫通させて両側端面に陽極導出線６が引き出されており、陽極体１８の表面に誘電体酸化皮膜層２０が形成され、その表面に固体電解質層２２が形成され、この固体電解質層２２の上にカーボン層、銀層よりなる陰極層２４が形成されたものである。
【００２０】
このコンデンサ素子４の形成方法は、この場合、弁作用金属粉末とバインダー樹脂を含有するシート状又は薄片状成形体に弁作用金属からなる陽極導出線６を挟んで重ね合わせ、加圧して接合体としての成形体を形成する。例えば、成形型にタンタル粉末等の弁金属粉末を充填させて所定形状として例えば、角柱状に加圧成形し、その加圧成形の際、タンタルリード等の陽極導出線６を弁金属粉末中に貫通させて埋設し、角柱状の成形体を形成し、この成形体を焼結して焼結体からなる陽極体１８に変化させる。この陽極体１８に陽極酸化処理により、弁金属からなる陽極体１８の表面に誘電体酸化皮膜層２０を形成し、その表面に導電性高分子層を形成して固体電解質層２２とする。この固体電解質層２２の上にカーボン層、銀層よりなる陰極層２４を形成し、コンデンサ素子４が形成されている。
【００２１】
そして、以上のように構成したコンデンサ素子群５は、例えば、図３の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、外装樹脂層２６で被覆すれば、複数のコンデンサ素子４を直並列化してコンデンサ素子群５を備えた固体電解コンデンサアレイ２が構成でき、この固体電解コンデンサアレイ２の４面部から陽極端子８１、８２、８３・・・８６、１０１、１０２、１０３・・・１０６及び陰極端子１４、１６が導出されている。そして、外装樹脂層２６の側面及び底面に沿って陽極端子８１、８２、８３・・・８６、１０１、１０２、１０３・・・１０６及び陰極端子１４、１６を折り曲げて外部端子として構成すれば、例えば、図４に示すような等価回路を持つ表面実装型の固体電解コンデンサアレイ２を実現することができる。そして、この固体電解コンデンサアレイ２では、複数のコンデンサ素子４の直並列化を行うことができ、図５に示すように、静電容量Ｃ_１〜Ｃ_６として複合化するとともに、複数の陽極端子８１、８２、８３・・・８６、１０１、１０２、１０３・・・１０６及び複数の陰極端子１４、１６を構成することもできる。
【００２２】
このような固体電解コンデンサアレイ２によれば、複数のコンデンサ素子４を用いることができるとともに、その並列化接続が行われているので、静電容量の拡大とともにＥＳＲ及びＥＳＬの低減化を図ることができる。このような固体電解コンデンサアレイ２ではコンデンサ素子４の静電容量を同一に設定する必要はなく、静電容量の異なるコンデンサ素子４の組合せにより、コンデンサ全体の合成静電容量の設定も容易に行うことができる。
【００２３】
また、この場合、静電容量の異なるコンデンサ素子４を組み合せてコンデンサ素子群５を構成すれば、所望の合成静電容量値を容易に調節、設定することができる。
【００２４】
なお、コンデンサ素子４は、図６に示すように、陽極体１８として弁金属粉末を焼結した板状又はシート状の２枚の陽極体１８Ａ、１８Ｂを形成し、各陽極体１８Ａ、１８Ｂの間に陽極導出線としてリード箔２８を挟み込んで形成してもよい。この場合、陽極体１８Ａ、１８Ｂは、弁作用金属粉末とバインダー樹脂と溶剤とを混合して得られる金属粉末分散液を基体上に塗布し、又は印刷して塗布物或いは印刷物とし、その基体より塗布層或いは印刷層を剥離して形成してもよい。
【００２５】
リード箔２８を用いた場合、その厚さは製造する陽極体１８Ａ、１８Ｂの厚み、その強度を勘案して適宜選定でき、例えば、陽極体１８の厚さの５〜５０％、より好ましくは１０〜３５％の厚さとすればよい。また、そのリード箔２８の幅は、陽極体１８Ａ、１８Ｂの幅の３５％以上、より好ましくは４５％以上とすれば、リード箔２８と陽極体１８Ａ、１８Ｂとの接触面積が十分大きくなるため、等価直列抵抗（ＥＳＲ）を下げることができ、良好な高周波特性を得ることができる。
【００２６】
次に、本発明の固体電解コンデンサアレイの変形例を図７を参照して説明する。
【００２７】
上記実施形態では、コンデンサ素子４の幅より狭く陰極端子板１２を形成したが、例えば、図７に示すように、コンデンサ素子４と同一幅に形成された２枚の陰極端子板１２１、１２２でコンデンサ素子４の上下面部を挟み込むように形成し、端部側のコンデンサ素子４にあっては、その側面部側で各陰極端子板１２１、１２２を当接させる構成とすれば、等価直列インダクタンスを低減できるとともに、コンデンサ素子群５を構成する各コンデンサ素子４の保持強度を高めることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のコンデンサ素子の直並列化によってＥＳＲ及びＥＳＬを低下させ、高周波特性に優れた固体電解コンデンサアレイを構成することができ、高速化されるＣＰＵ等の各種の電子機器に対応でき、しかも、低ＥＳＲ及び低ＥＳＬを実現し、かつ高周波特性に優れた固体電解コンデンサアレイを容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサアレイの概要を示す斜視図である。
【図２】一部を切り欠いて表したコンデンサ素子を示す側面図である。
【図３】固体電解コンデンサアレイを示し、（Ａ）はその側面図、（Ｂ）はその平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサアレイの等価回路を示す回路図である。
【図５】本発明の実施形態に係る固体電解コンデンサアレイの他の等価回路を示す回路図である。
【図６】他の実施形態に係るコンデンサ素子を示す斜視図である。
【図７】本発明の固体電解コンデンサアレイの他の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
２固体電解コンデンサアレイ
４コンデンサ素子
５コンデンサ素子群
６陽極導出線
８１〜８６、１０１〜１０６陽極端子
１４、１６陰極端子
１８陽極体
２０誘電体酸化皮膜層
２２固体電解質層
２４陰極層
２６外装樹脂層

Claims

複数のコンデンサ素子からなるコンデンサ素子群と、
このコンデンサ素子群の前記コンデンサ素子の１又は２以上の陽極導出線のそれぞれに接続されて引き出された１又は２以上の陽極端子と、
前記コンデンサ素子の陰極層に接続されて引き出された１又は２以上の陰極端子と、
前記コンデンサ素子を被覆する外装樹脂層と、
を備え、前記陽極端子及び前記陰極端子を外部端子として構成したことを特徴とする固体電解コンデンサアレイ。
前記コンデンサ素子は、弁金属粉末を焼結してなる陽極体を貫通し、該陽極体の対向端面から導出された陽極導出線を有し、前記陽極体の表面に誘電体酸化皮膜層、固体電解質層及び陰極層が積層されていることを特徴とする請求項１記載の固体電解コンデンサアレイ。
前記コンデンサ素子群は、複数の前記コンデンサ素子をマトリクス状に配列させてなることを特徴とする請求項１記載の固体電解コンデンサアレイ。
前記陽極導出線は、前記コンデンサ素子の陽極体に貫通して導出させたことを特徴とする請求項１記載の固体電解コンデンサアレイ。