JP2004523102A - コンデンサ - Google Patents

Abstract

本発明は、誘電体層（３）及びカソード層（４）を備えたアノード基体（２）を包含し、上面（６）及び下面（７）を備えたケーシング（５）によって覆われているキャパシタ（１）を有するコンデンサに関する。さらにコンデンサは、アノード基体（２）と接触しており、ケーシング（５）の下面（７）に配置されているコンタクト部（１０）を備えたアノードコンタクト（９）と接続されているアノード導体（８）を有する。さらにコンデンサはカソード導体（１１）を有し、このカソード導体（１１）はカソード層（４）と接触しており、ケーシング（５）から外方に向かって案内されており、ケーシング（５）の下面に配置されているカソードコンタクト（１２）と導電的に接続されている。カソードの接合に関する屈曲を省略することによりコンデンサ体積の利用性を改善することができる。

Description

【０００１】
本発明は、誘電体層及びカソード層を備えたアノード基体を包含するキャパシタを有するコンデンサに関する。キャパシタは上面及び下面を有するケーシングによって覆われている。さらにコンデンサはアノード導体を有し、このアノード導体はアノード基体と接触し且つアノードコンタクトと接続されており、このアノードコンタクトはケーシングの下面に配置されているコンタクト部を有する。さらにはコンデンサはカソード導体を有し、このカソード導体はカソード層と接触している。
【０００２】
刊行物ＤＥ １９８ ４６ ９３６ Ｃ１からは冒頭で述べたようなコンデンサが公知であり、このコンデンサはチップ方式のタンタル電解コンデンサである。公知のコンデンサは、コンデンサのケーシング内部において何度も屈曲しているカソード導体を有する。
【０００３】
さらに、公知のコンデンサではアノード基体にタンタル導線が焼結されており、このタンタル導線はアノード接続導線と溶接されている。溶接部はケーシング内部にある。
【０００４】
自動車領域及び移動無線における多数の適用に関して、非常に高い固有の電荷（ＣＶ積）であるときに、同時に非常に小さい全体寸法を有するコンデンサが望まれる。所定のケーシングの大きさにおいて常に比較的高いＣｘＶ値を実現するために、アノード基体には比較的大きいキャパシタンスのコンデンサ粉を使用する可能性またはキャパシタの効果的な有効体積を高める可能性が存在する。
【０００５】
有効体積に関して公知のコンデンサでは、ケーシング内部でカソード導体が何度も屈曲しているためにカソード導体に対して相当のケーシング体積が使用されるという欠点を有する。同様にタンタル導線とアノード接続導線との間の溶接接続部はケーシングの相当の体積を使用する。したがって、ケーシングの全体寸法に関して比較的小さいアノード基体しか所定の大きさのケーシングに取り付けることができず、このアノード基体は相応にして僅かなキャパシタンスないし小さいＣＶ積しか有さない。
【０００６】
刊行物ＪＰ ０８ １２４ ８０４ ＡＡから冒頭で述べたようなコンデンサが公知であり、このコンデンサではカソード導体がアノード基体の表面から直線的に、ケーシングから外方に向かって案内されている。アノード導体はさらにケーシング内部おいて、ケーシング内部で何度も屈曲しているアノード接触薄板と溶接されている。このコンデンサは、カソード導体ないしアノード導体をアノード基体から離してケーシングの下面へと案内するために比較的多くのケーシング体積を必要とするという欠点を有する。これにより公知のコンデンサは僅かな有効体積しか有していない。
【０００７】
したがって本発明の目的は、有効体積が高められたコンデンサを提供することである。
【０００８】
この目的は本発明によれば、請求項１及び請求項２によるコンデンサによって達成される。本発明の有利な実施形態は別の請求項から生じる。
【０００９】
誘電体層及びカソード層を備えたアノード基体を包含し、上面及び下面を備えたケーシングによって覆われているキャパシタを有するコンデンサが提供される。それに加えコンデンサは、アノード基体と接触しており、ケーシングの下面に配置されているコンタクト部分を有するアノードコンタクトと接続されているアノード導体を包含し、さらにはカソード層と接触しているカソード導体を包含する。
【００１０】
カソード導体はケーシングから外方に向かって案内されている。
【００１１】
カソード導体はケーシング内部において孔を有する薄板である。ケーシングは鋳造に適した材料から製造されており、この材料が薄板の孔を充填する。これによってカソード導体とケーシングとの間の密接な接続が生じる。
【００１２】
カソード導体がキャパシタの上面に固定されているコンデンサは殊に有利である。カソード導体はケーシング内部において直線的に延在しており、相応にして直線的にケーシングから外方に向かって案内されている。ケーシングの外部ではカソード導体は、ケーシングの下面に配置されているカソードコンタクトと導電的に接続されている。
【００１３】
コンデンサは以下の利点を有する。すなわち、ケーシング材料でもって充填された薄板の孔によって、ケーシング材料とカソード導体との間に密接な接続が生じ、これによってカソード導体を確実に固定するために、ないしカソード導体をケーシングから確実に外方に向かって案内するために、ケーシングの上面においては僅かな壁厚が必用とされるだけである。これによってコンデンサの有効体積を効果的に高めることができる。
【００１４】
コンデンサは、ケーシングの完成後にカソード導体を事後的に屈曲する際に、生じた曲げ力によってケーシングの上面が破壊される危険が低減されているという利点を有する。
【００１５】
アノード導体をアノード基体の内部から横方向に外方に向かって案内されている導線とすることができる。そのような導線は例えばタンタル導線であり、このタンタル導線は、導線の周囲に圧着され引き続き焼結されるタンタル粉と結合されている。これによって、非常に大きいキャパシタンスを備えたコンデンサの製造を可能にする、アノード基体としての多孔性の焼結基体が生じる。
【００１６】
さらには、アノードコンタクトはケーシング内部においてアノード導体と接触され、このアノードコンタクトは有利にはカソード導体とは反対のケーシングの側において、且つ実質的にカソード導体がケーシングから外方に向かって案内されている高さに相応する高さにおいて、ケーシングから外方に向かって案内されている。アノード導体とアノードコンタクトの間の接続部は有利には溶接によって製造することができる。
【００１７】
さらに、誘電体層及びカソード層を備えたアノード基体を包含し、且つ上面及び下面を備えたケーシングによって覆われているキャパシタを有するコンデンサが提供される。それに加えコンデンサは、アノード基体と接触しており且つ、ケーシングの下面に配置されているコンタクト層を備えたアノードコンタクトと接続されているアノード導体を有し、さらにはカソード層と接触するカソード導体を有する。カソード導体はケーシング内部において直線的に延在しており、相応にしてケーシングから直線的に外方に向かって案内されている。ケーシング外部では、カソード導体はケーシングの下面に配置されているカソードコンタクトと導電的に接続されている。コンデンサのアノード導体及びアノードコンタクトは、アノード基体の内部から横方向に外方に向かって案内されており、その終端部はケーシング下面に沿って延在し且つコンタクト部を形成するアノード薄板の統合された構成部材である。カソード導体をキャパシタの上面に固定することができる。
【００１８】
そのようなコンデンサは、アノード導体とアノード薄板との間のケーシング内部における溶接を省略することができ、これによってケーシング壁をより薄く実施することができ、また同時にコンデンサの有効体積を高められているという利点を有する。
【００１９】
さらにそのようなコンデンサは、タンタルペーストのタンタル薄板への塗布、それに続く焼結により比較的簡単に製造することができるという利点を有する。例えば、導線の周囲に粉末を圧着することはもはや必要ない。さらに薄板であるアノード導体は、アノード導体とアノード基体との間に大きなコンタクト面が生じ、これによってコンデンサの内部抵抗を効果的に低減することができるという利点を有する。アノード薄板は有利にはケーシングの内部において直線的に延在しており、ケーシングの外面ではケーシングの周囲に沿って屈曲している。カソード薄板の終端部はケーシング下面に沿って延在しており、そこにおいてコンタクト部を形成する。
【００２０】
場合によってはアノード薄板によって形成されたコンタクト部をさらにはんだ付け可能なものにする必要がある。例えばアノード導体に関しては材料としてタンタルまたはニオブが考えられる。これらの材料のはんだ付けは比較的難しい。ケーシングの下面に延在するコンタクト部のはんだ付けを例えば、金属を包含する膜の塗布により可能なものとすることができる。
【００２１】
そのようなコンデンサはさらに、使用される部材が僅かであり、これによって材料の多様性またこれに伴う手間、例えばアノード導体とアノードコンタクトとのはんだ付けを省略できるという利点を有する。
【００２２】
本発明によるコンデンサでは、有利な実施例においてカソード導体がケーシングの外面に沿ってケーシングの周囲において屈曲しており、カソード導体の終端部がケーシング下面に沿って延在しカソードコンタクトを形成する薄板であることによって、殊にコンパクトな構造が達成される。
【００２３】
本発明によるコンデンサのこのような構造は、ケーシングの下面におけるカソードコンタクトを用いてＳＭＤに適したコンデンサを提供できるという利点を有する。
【００２４】
コンデンサは、ケーシング内部におけるカソード導体の屈曲を省略することにより、ケーシング内部において非常に大きな有効体積を有するという利点を有する。これによって所定のケーシング容積では、大きなキャパシタンスないし相応に大きなＣｘＶ値を有するアノード基体を形成することができる。これとは逆に、ＣｘＶ値が所定である場合にはコンデンサを小さくすることができる。したがって本発明によるコンデンサは、ＣＶ積を変えずともスペースの要求は低減されている。スペースの要求を低減することは例えば横方向への拡張、すなわちケーシングの上面ないし下面に対して並行なコンデンサの拡張に該当する。
【００２５】
さらに、コンデンサにおいてアノード導体がアノード基体の内部から横方向に外方に向かって案内された導線であり、またコンデンサにおいてアノードコンタクトがケーシング内部においてアノード導体と接触し、実質的にカソード導体と同一の高さにおいてケーシングから外方に向かって案内されている場合には有利である。
【００２６】
カソード導体及びアノード導体をケーシングの実質的に同一の高さにおいて外方に向かって案内することは、ケーシングの製造を簡単なものにできるという利点を有する。例えばケーシングをキャパシタの周囲にエポキシ樹脂を射出成形することにより製造できる。このために通常の場合、それぞれ１つの切欠部を有する２つの噴射成形型が、製造すべきケーシングの型を設定する空所が生じるように相互に並べられる。２つの噴射成形型の接触部においてはカソード導体ないしアノード導体を、製造すべきケーシングから噴射成形型の間において外方に向かって案内することができる。カソード導体及びアノード導体が同一の高さにおいて、製造すべきケーシングから外方に向かって案内されている場合には、非常に簡単な幾何学形状を有する噴射成形型、殊にそれぞれ平坦な表面を有する噴射成形型を使用することができる。
【００２７】
さらには、アノード導体及びカソード導体が設けられているキャパシタの周囲へのケーシングを形成する鋳造に適した材料の射出成形、それに続くケーシングから外方に向かって案内されたカソード導体及びケーシングから外方に向かって案内されたアノードコンタクトの屈曲によって製造されているコンデンサは殊に有利である。そのようなコンデンサは、標準的なプロセスによる簡単なやり方で製造できるという利点を有する。さらにはそのようなコンデンサは、事後的な屈曲に際しケーシング自体が破壊されないという利点を有する。
【００２８】
さらに、コンデンサがケーシングの下面において取付面を有し、この取付面の高さはアノードコンタクトないしカソードコンタクトに関して、この高さが表面実装技術の枠内においてケーシングを回路基板に取り付けるために適しているように選択されている場合には有利である。そのようなコンデンサは、ＳＭＤ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）として使用できるという利点を有する。
【００２９】
アノードコンタクトないしカソードコンタクトに関してケーシングの下面における取付面の適切な配置は、例えば取付面がカソードコンタクトの下面及びアノードコンタクトの下面と共に１つの平面にあるということである。有利にはこのことは、ケーシングの下面を段状に構成することによって達成することができ、回路基板に対して高められたケーシング下面の部分にコンタクト（アノードコンタクトないしカソードコンタクト）が配置されている。
【００３０】
さらにコンデンサの全体寸法が長さ＝（６．０±０．３）ｍｍ、幅＝（３．２±０．３）ｍｍ及び高さ＝１．５ｍｍを上回らない場合には有利である。例えばこの高さを上回らないようにするために、ケーシングが厚さ＜０．２のカソード導体によって実施されることは殊に有利である。
【００３１】
例えば、最大高さを下回ることによってそのようなコンデンサは、「Ｌｏｗ Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｃ」の名称を持つ規格化された構造であるという利点を有する。例えば、カソード導体の屈曲を省略することにより、コンデンサの長手方向長の大部分をキャパシタのために使用することができる。
【００３２】
以下では本発明を実施例及び付属の図面に基づき詳細に説明する。ここで図１は、本発明によるコンデンサの一例を概略的な断面図において示したものである。図２は、本発明によるコンデンサの別の一例を概略的な断面図において示したものである。図３は、本発明によるコンデンサにおいて使用されるカソード導体の一例を示したものである。
【００３３】
図１はキャパシタ１を有するコンデンサを示し、このキャパシタ１はアノード基体２、誘電体層３及びカソード層４によって形成されている。アノード基体２は、タンタルを包含する多孔性の焼結基体である。焼結基体は誘電体層３によって包囲されており、この誘電体層３はタンタル五酸化物を包含する。誘電体層３自体もまたカソード層４によって包囲されており、このカソード層４はグラファイトから成る。キャパシタ１はケーシング５によって覆われており、このケーシング６は上面６及び下面７を有する。ケーシング５はエポキシ樹脂から成り、射出成形によって製造されている。
【００３４】
さらに図１に図示したコンデンサはアノード導体８を有し、このアノード導体８はアノード基体２と接触している。アノード導体８はタンタル導線であり、このタンタル導線はアノード基体のタンタル粉によって部分的に周囲を圧着されている。アノード導体８はさらに横方向にアノード基体２から外方に向かって案内されてアノードコンタクト９と接続されており、このアノードコンタクト９はニッケル／鉄合金からなる薄板である。この薄板は銅めっきないし錫／鉛めっきによってはんだ付け可能とされている。
【００３５】
本発明は、適切な多孔性焼結基体を形成する各材料でもって実現することができ、タンタルに制限されるものではない。
【００３６】
アノードコンタクト９はコンタクト部１０を有し、このコンタクト部１０はケーシング５の下面７に配置されている。さらに、カソード層４には伝導性の接着剤１６でもってカソード導体１１が導電的に固定されている。カソード導体１１は、相応のめっきによってはんだ付け可能とされていた鉄／ニッケル合金からなる薄板である。しかしながら、導電性であり且つはんだ付け可能な他のいかなる材料も考えられる。
【００３７】
カソード導体１１はカソード層４と接触しており、同時にこのカソード層４に固定されている。カソード導体１１は直線的且つ横方向にケーシング５から外方に向かって案内されており、すなわち、カソード導体１１はケーシング５内部において直線的に延在しており、湾曲部または曲線部を有さない。ケーシング５の外部ではカソード導体１１はケーシング５に沿って下方に向かってこのケーシング５の周囲において屈曲しており、ケーシング５の下面ではカソードコンタクト１２を形成し、このカソードコンタクト１２はコンデンサの回路基板へのはんだ付けに適している。
【００３８】
本発明はタンタル系に制限されるのではなく、他の全ての弁金属によって実現することができる。
【００３９】
アノードコンタクト９のアノード導体８への取付は溶接によって行われ、この際溶接による滴１７が生じる。ケーシング５の下面７は内部に向かってさらに段がつけられており、その結果接着面１５が生じ、この接着面１５を用いることによりコンデンサを表面実装技術の枠内で回路基板に接着させることができ、その後にはんだ付け過程が、例えば流動はんだ付けによって行われる。
【００４０】
図２に図示された実施形態は大部分において図１の実施形態に対応する。しかしながらこの図２に図示された実施形態はアノード導体の実施において相違がある。図２によるアノード導体はアノードコンタクトと共にアノード薄板１４に一体的に統合されており、このアノード薄板１４はアノード基体２と接触している。このアノード薄板１４は、例えばタンタルから成るアノード基体が使用される場合にはタンタル薄板とすることができる。タンタル薄板にはタンタルペーストを塗布し、引き続き焼結することができ、これによってアノード基体２が生じる。
【００４１】
アノード薄板１４はアノード基体２の内部から横方向に外方に向かって案内されており、ケーシングの内部を直線的に延在しており、ケーシング５の周囲に沿って屈曲している。これによって図１に図示した実施形態と比べ、垂直方向においてさらにスペースを節約することができる。何故ならば、ケーシング５内部における別の屈曲を省略できるからである。アノード薄板１４の終端部はケーシング５の下面７においてコンタクト部１０を形成し、このコンタクト部１０はコンデンサの回路基盤へのはんだ付けに適している。
【００４２】
図３は薄板としてのカソード導体１１の実施形態を示し、この薄板は孔１３を有する。これらの孔１３はエポキシ樹脂または他の鋳造に適した材料をキャパシタの周囲に射出成形する際に充填することができ、これによってケーシング５内部のカソード導体１１の機械的な安定性が改善される。
【００４３】
本発明は図示した実施例に制限されるものではなく、請求項１による最も一般的な形態において規定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明によるコンデンサの一例を概略的な断面図である。
【図２】
本発明によるコンデンサの別の一例を概略的な断面図である。
【図３】
本発明によるコンデンサにおいて使用されるカソード導体の一例である。

Claims (8)

1. コンデンサにおいて、
   誘電体層（３）及びカソード層（４）を備えたアノード基体（２）を包含し、上面（６）及び下面（７）を備えたケーシング（５）によって覆われているキャパシタ（１）を有し、
   前記アノード基体（２）と接触しており、前記ケーシング（５）の前記下面（７）に配置されているコンタクト部（１０）を備えたアノードコンタクト（９）と接続されているアノード導体（８）を有し、
   カソード導体（１１）を有し、
   該カソード導体（１１）は前記カソード層（４）と接触しており、前記ケーシング（５）から外方に向かって案内されており、
   前記ケーシング（５）は鋳造に適した材料から製造されており、
   前記カソード導体（１１）は、前記鋳造に適した材料でもって充填されている孔（１３）をケーシング（５）内部に有する薄板であることを特徴とする、コンデンサ。
2. コンデンサにおいて、
   誘電体層（３）及びカソード層（４）を備えたアノード基体（２）を包含し、上面（６）及び下面（７）を備えたケーシング（５）によって覆われているキャパシタ（１）を有し、
   カソード導体（１１）を有し、
   該カソード導体（１１）はカソード層（４）と接触しており、直線的に前記ケーシング（５）から外方に向かって案内されており、前記ケーシング（５）の下面に配置されているカソードコンタクト（１２）と導電的に接続されており、
   アノード薄板（１４）を有し、該アノード薄板（１４）は前記アノード基体（２）の内部から横方向に外方に向かって案内されており、
   該アノード薄板（１４）の終端部は前記ケーシングの下面に沿って延在しており、コンタクト部（１０）を形成することを特徴とする、コンデンサ。
3. 前記カソード導体（１１）は、前記ケーシング（５）の外面において該ケーシングの周囲に沿って屈曲しており、該カソード導体（１１）の終端部は前記ケーシングの下面に沿って延在しており、カソードコンタクト（１２）を形成する、請求項１または２記載のコンデンサ。
4. 前記カソード導体（１１）は前記キャパシタ（１）の前記上面に固定されている、請求項１から３のいずれか１項記載のコンデンサ。
5. 前記アノード導体（８）は前記アノード基体（２）の内部から横方向に外方に向かって案内されている導線であり、
   前記アノードコンタクト（９）は前記ケーシング（５）の内部において前記アノード導体（８）と接触しており、実質的に前記カソード導体（１１）と同一の高さにおいて前記ケーシング（５）から外方に向かって案内されている、請求項１、３及び４記載のコンデンサ。
6. 前記ケーシング（５）の前記下面（７）は取付面（１５）を有し、該取付面（１５）の前記コンタクト部（１０）ないし前記カソードコンタクト（１２）に対する高さは、該高さが表面実装技術の枠内で前記ケーシング（５）の回路基板へのはんだ付けに適しているように選択されている、請求項１から５のいずれか１項記載のコンデンサ。
7. コンデンサの全体寸法は、長さ＝（６．０±０．３）ｍｍ、幅＝（３．２±０．３）ｍｍ及び高さ１．５ｍｍを上回らない、請求項１から６のいずれか１項記載のコンデンサ。
8. アノード導体（８）及びカソード導体（１１）が設けられているキャパシタ（１）の周囲に、前記ケーシング（５）を形成する鋳造に適した材料を射出成形し、引き続き、該ケーシングから外方に向かって案内されているカソード導体（１１）及び外方に向かって案内されているアノードコンタクト（９）またはアノード薄板（１４）を屈曲することにより製造されている、請求項１から７のいずれか１項記載のコンデンサ。