JP2005210024A

JP2005210024A - コンデンサ

Info

Publication number: JP2005210024A
Application number: JP2004017550A
Authority: JP
Inventors: Chojiro Kuriyama; 長治郎栗山
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2004-01-26
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2005-08-04

Abstract

【課題】周波数特性を劣化させるようなことなく大容量化を図ることができ、発熱によるクラックの発生を抑制し、高い信頼性を得ることが可能なコンデンサを提供する。
【解決手段】弁作用を有する金属の多孔質焼結体１を備えたコンデンサＡ１であって、
多孔質焼結体１は、金属ケース２に収容されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、弁作用を有する金属の多孔質焼結体を用いたコンデンサに関する。

コンデンサの一例としては、タンタルやニオブなどの弁作用を有する金属の粉末を直方体状に圧縮し、これを高真空の条件下において焼結させた多孔質焼結体を備えたものがある（たとえば、特許文献１参照）。上記多孔質焼結体は、その内部およびその外表面に、誘電体層および固体電解質層が形成された後に、樹脂パッケージにより樹脂封止された構造とされる。

上記したような構造のコンデンサは、たとえばバイパスコンデンサとして、ＣＰＵなどの電子機器と電源回路との間に接続されて使用される。近年においては、電子機器の高速化およびデジタル化に伴い、安定であり、かつ高速応答が可能な電源系が必要とされる。そのため、ノイズの除去や電源系の安定のために用いられるコンデンサとしても、広い周波数帯域においてノイズ除去特性に優れ、また電力供給に際しての高速応答性にも優れることが要望される。また、静電容量が大きいことや、発火防止の信頼性が高いことも強く要望される。

従来においては、このような要望に応える手段として、多数の小型のコンデンサを並列に接続し、全体の容量を大きくしつつ、高周波数特性を向上させることが行なわれている。ところが、この手段においては、コンデンサを多数用いるために、その実装には大きな面積を必要とし、スペース的な不利が生じる。さらに、多数のコンデンサを用いるために、それら全体のコストが高価となる。

そこで、そのような不具合を生じさせることなく多孔質焼結体の大容量化を図る手段としては、多孔質焼結体の薄型化を図ることが考えられる。多孔質焼結体の厚みを薄くすると、電極間距離が短くなるため、コンデンサ内部のインピーダンスが小さくなり、低ＥＳＲ化が可能である。ところが、多孔質焼結体の厚みを薄くしつつ、縦横の寸法を長くして全体のサイズを大きくすると、使用時の発熱量が大きくなり、コンデンサ本来の性能が低下し易く、また発熱に起因して樹脂パッケージにクラックを生じる虞れがあった。

特開２００３−１６３１３７号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、周波数特性を劣化させるようなことなく大容量化を図ることができ、発熱によるクラックの発生を抑制し、高い信頼性を得ることが可能なコンデンサを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明によって提供されるコンデンサは、弁作用を有する金属の多孔質焼結体を備えたコンデンサであって、上記多孔質焼結体は、金属ケースに収容されていることを特徴としている。

このような構成によれば、多孔質焼結体を金属ケースによって保護することが可能であり、上記多孔質焼結体の厚みを薄くした場合であっても、この多孔質焼結体に反り変形やクラックが安易に発生しないようにすることができる。また、上記金属ケースは、多孔質焼結体において発生した熱を外部に逃がす放熱作用をも発揮することとなり、使用時における多孔質焼結体の温度上昇も抑制される。したがって、本発明に係るコンデンサにおいては、多孔質焼結体の薄型化を図りつつ、そのサイズを大きくすることにより、大容量であるとともに周波数特性に優れ、しかも樹脂パッケージにクラックが生じることなどの不具合を回避することができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図３は、本発明に係るコンデンサの一例を示している。本実施形態のコンデンサＡ１は、多孔質焼結体１、金属ケース２、陰極金属板３を備えている。なお、図２において、背面図は同図（ｂ）の正面図と同一であり、右側面図は同図（ｄ）の左側面図とコンデンサＡ１の左右対称性により略同一であるために省略している。

多孔質焼結体１は、弁作用を有する金属であるニオブの粉末を矩形の板状に加圧成形し、これを焼結することにより形成されている。多孔質焼結体１の材質としては、弁作用を有する金属であればよく、ニオブに代えてたとえばタンタルなどを用いても良い。多孔質焼結体１の内部および外表面には、誘電体層（図示略）が形成されており、この誘電体層上に固体電解質層（図示略）が形成されている。このことにより、コンデンサＡ１は、固体電解コンデンサとして構成されている。さらに、多孔質焼結体１の外表面には、導電性樹脂層６が形成されている。この導電性樹脂層６は、たとえばグラファイト層を介して積層された銀ペースト層であり、上記固体電解質層と導通している。

金属ケース２は、たとえば多孔質焼結体１と同様にニオブおよびタンタルなどの弁作用を有する金属製である。この金属ケース２は、多孔質焼結体１を収容可能な箱状であり、多孔質焼結体１と導通している。この金属カバー２には、側方に延出する２つの外部陽極端子１１が形成されている。金属ケース２の外表面は、たとえば樹脂コーティングすることにより絶縁処理を施してもよい。

陰極金属板３は、多孔質焼結体１の外表面に形成された導電性樹脂層６に導通している。陰極金属板３には、２つの延出部が形成されており、これらの延出部のうち後述する封止樹脂４から露出した部分が、２つの外部陰極端子３１となっている。外部陽極端子１１および外部陰極端子３１は、コンデンサＡ１を面実装するのに用いられる。

封止樹脂４は、多孔質焼結体１、陰極金属板３などを覆うことにより、これらの部品を保護するためのものである。

本実施形態によれば、多孔質焼結体１を金属ケース２によって保護することが可能である。そのために、使用時に発熱してもコンデンサＡ１に変形やクラックが安易に発生しないようにすることができる。また、上記金属ケース２は、多孔質焼結体１において発生した熱を外部に逃がす放熱作用をも発揮することとなり、多孔質焼結体１の温度上昇も抑制される。また、外部陽極端子１１および外部陰極端子３１は、低抵抗化および低インダクタンス化を図るのに適している。したがって、本発明に係るコンデンサＡ１においては、多孔質焼結体の薄型化を図りつつ、そのサイズを大きくすることにより、大容量であるとともに周波数特性に優れ、しかも封止樹脂４にクラックが生じることなどの不具合を回避することができる。

図４〜図５６は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。また、上記実施形態と同様に、各実施形態の正投影図のうち、背面図および右側面図がそれぞれ正面図および左側面図と同一、またはコンデンサの対象性により略同一のものは省略している。

図４〜図１５に示されたコンデンサＡ２〜Ａ７は、外部陽極端子１１および外部陰極端子３１の本数が、上記実施形態と異なる例を示している。

図１６および図１７に示すように、上記実施形態とは異なり、陰極金属板３の底面が封止樹脂４から露出した構成としてもよい。また、上述したコンデンサのうち一側面から複数の外部陽極端子１１または外部陰極端子３１が延出している構成とは異なり、図１８に示すように、一側面から外部陰極端子１１と外部陽極端子３１とが延出する構成としてもよい。以下に説明する実施形態についても同様の構成とすることができるのはもちろんである。

図１９〜図３２に示されたコンデンサＤ１〜Ｄ７は、外部陽極端子１１および外部陰極端子３１の幅が、上記実施形態と異なる例を示している。なお、図３３および図３４に示すように、陰極金属板３の底面が外部に露出した構成としてもよい。

図３５〜図５４に示されたコンデンサＥ１〜Ｅ５およびＥ１１〜Ｅ１５においては、コンデンサの外形が平面視長矩形状であり、陽極ワイヤ１０が備えられている点が上記実施形態と異なる。

図３５および図３６を参照して説明すると、２本の陽極ワイヤ１０は、多孔質焼結体１に進入するように設けられている。２つの外部陽極端子１１は、それぞれ陽極ワイヤ１０に導通している。金属ケース２は両端縁部において外部陽極端子１１に接続されている。このことにより、２本の陽極ワイヤ１０どうしは、金属ケース２を介して互いに導通している。

このような実施形態によっても、金属ケース２により多孔質焼結体１を保護することができる。また、金属ケース２を利用して２つの陽極ワイヤ１０が導通しており、低抵抗化および低インダクタンス化に好適である。

なお、図５５および図５６に示すように、陰極金属板３の底面が外部に露出した構成としてもよい。

本発明に係るコンデンサは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るコンデンサの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。また同様に、本発明に係る電気回路の具体的な構成は、種々に変更自在である。

陽極ワイヤの本数、位置および形状は、上述した実施形態に限定されず、種々に変更自在である。コンデンサの構造としては、上述した実施形態のコンデンサの構造に限定されず、いわゆる三端子型、貫通型であってもよい。金属カバーは、孔部を有することが望ましいが、これに限定されず孔部を有しない構成としてもよい。

弁作用を有する金属としては、ニオブに代えて、たとえばタンタルでもよく、さらにはこれらニオブまたはタンタルを含む合金を用いることもできる。

本発明に係るコンデンサの一例の全体斜視図である。図１の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図である。（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図である。（ａ）は図４のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図、（ｅ）が背面図である。（ａ）は図６のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図である。（ａ）は図８のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図８のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図、（ｅ）が背面図である。（ａ）は図１０のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図１０のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図、（ｅ）が背面図である。（ａ）は図１２のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図１２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図、（ｅ）が背面図である。（ａ）は図１４のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図１４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の底面図である。（ａ）は図１６のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図１６のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図である。（ａ）は図１９のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図１９のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図である。（ａ）は図２１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図２１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図である。（ａ）は図２３のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図２３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図である。（ａ）は図２５のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図２５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側図である。（ａ）は図２７のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図２７のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図、（ｅ）が背面図である。（ａ）は図２９のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図２９のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図、（ｅ）が背面図である。（ａ）は図３１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図３１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の底面図である。（ａ）は図３３のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図３３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図である。（ａ）は図３５のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図３５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図である。（ａ）は図３７のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図３７のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図である。（ａ）は図３９のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図３９のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図である。（ａ）は図４１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図４１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図である。（ａ）は図４３のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図４３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図、（ｅ）が背面図である。（ａ）は図４５のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図４５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図、（ｅ）が背面図である。（ａ）は図４７のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図４７のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図、（ｅ）が背面図である。（ａ）は図４９のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図４９のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図、（ｅ）が背面図である。（ａ）は図５１のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図５１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の正投影図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が底面図、（ｄ）が左側面図、（ｅ）が背面図である。（ａ）は図５３のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図５３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。本発明に係るコンデンサの他の例の底面図である。（ａ）は図５５のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図５５のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

符号の説明

Ａ１〜Ａ７、Ｄ１〜Ｄ７，Ｅ１〜Ｅ５、Ｅ１１〜Ｅ１５コンデンサ
１多孔質焼結体
２金属ケース
３陰極金属板
４封止樹脂
６導電性樹脂層
１１外部陽極端子
３１外部陰極端子

Claims

弁作用を有する金属の多孔質焼結体を備えたコンデンサであって、
上記多孔質焼結体は、金属ケースに収容されていることを特徴とする、コンデンサ。