JP2007035691A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents

固体電解コンデンサ及びその製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】コンデンサ素子から端子までの引き出し距離が長いためにESL特性が悪いという課題を解決し、構造を簡素化して低ESL化が図れる固体電解コンデンサを提供することを目的とする。
【解決手段】コンデンサ素子1を交互に対向配置して積層して陽極フレーム11a、11bと陰極フレーム12に接合したコンデンサ素子ユニット10とし、陽極端子15a、15bの両端に設けた平坦部17a、17bと陽極フレーム11a、11bとを接合し、陰極端子19の中央を隆起して対向する壁面19a、開口部19bを有する平坦部20aと陰極フレーム12とを接合してコンデンサ素子ユニット10を外装樹脂23で被覆した固体電解コンデンサ。
【選択図】図1

Description

本発明は各種電子機器に使用されるコンデンサの中で、特に、導電性高分子を固体電解質に用いた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。
電子機器の高周波化に伴って電子部品の一つであるコンデンサにも従来よりも高周波領域でのインピーダンス特性に優れるコンデンサが求められてきており、このような要求に応えるために電気伝導度の高い導電性高分子を固体電解質に用いた固体電解コンデンサが種々検討されている。
図26は従来のこの種の固体電解コンデンサの構成を示した側面断面図、図27は同斜視図、図28は同固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子の構成を示した一部切り欠き斜視図であり、図26〜図28において、コンデンサ素子100は弁作用金属であるアルミニウム箔からなる陽極体101の表面に誘電体酸化皮膜層(図示せず)を形成した後に絶縁体102を設けて陽極部103と陰極部104に分離し、この陰極部104側の上記誘電体酸化皮膜層の表面に導電性高分子からなる固体電解質層105、カーボンと銀ペーストからなる陰極層106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。
107は陽極端子、108は陰極端子、108aはこの陰極端子108の接続面の一部を曲げ起こすことにより形成されたガイド部であり、上記コンデンサ素子100の陽極部103を陽極端子107の接続面に、同じく陰極部104を陰極端子108の接続面に夫々搭載し、コンデンサ素子100の陽極部103を陽極端子107の接続面の接続部107aを折り曲げて抵抗溶接により接合し、陰極部104を陰極端子108の接続面に導電性銀ペーストを介して接合したものである。
外装樹脂109は、コンデンサ素子100を接合した陽極端子107と陰極端子108の一部が夫々外表面に露呈する状態でコンデンサ素子100を被覆した絶縁性樹脂である。
外装樹脂109から表出した陽極端子107と陰極端子108は、夫々外装樹脂109に沿って側面から底面へと折り曲げられることによって外部端子とする。
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
特開2000−340463号公報
しかしながら上記従来の固体電解コンデンサでは、コンデンサ素子100の陽極部103、陰極部104と夫々陽極端子107、陰極端子108との接触面から実装面までの距離が長いことからESL(等価直列インダクタンス)特性が悪いという課題があり、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、更に高周波化に対応して低ESR(等価直列抵抗)化のみならず、ノイズ除去性や過度応答性に優れ、かつ低ESL化が要求されている状況下では採用できないという課題を有したものであった。
本発明はこのような従来の課題を解決し、コンデンサ素子から端子までの引き出し距離を短くすることにより低ESL化を達成することが可能な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。
上記目的を達成するために本発明は、一方に陽極部と他方に陰極部を有するコンデンサ素子を上記陽極部が交互に対向配置して複数積層して、上記陽極部を陽極フレームと接合した第1、第2の陽極電極部と陰極部を陰極フレームと接合した陰極電極部とを有するコンデンサ素子ユニットと、上記陽極フレームを介して上記第1、第2の陽極電極部と夫々接合した対向配置された第1、第2の陽極端子と、上記陰極フレームを介して上記陰極電極部と接合した陰極端子と、上記陽極端子と陰極端子の実装面となる下面を露呈させて上記コンデンサ素子ユニットを被覆した外装樹脂とから構成され、上記陽極端子が上記第1、第2の陽極端子間を結ぶ方向と交差する方向上にある上記夫々陽極端子の両端に上記陽極端子の下面から上方へ階段状の段差を形成した陽極端子の平坦部を有し、この陽極端子の平坦部が上記陽極フレームと接合され、上記陰極端子が上記陰極端子の中央部に対向する壁面と開口部を形成して上記陰極端子の下面から上方へ隆起した陰極端子の平坦部を有し、この陰極端子の平坦部が上記陰極電極部と接合され、上記陽極端子と陰極端子に設けた夫々の平坦部が外装樹脂に被覆されるように構成したものである。
以上のように本発明によれば、コンデンサ素子の陽極部を陽極フレームに接合し、この陽極フレームを陽極端子の両端部の下面から階段状の段差を形成した平坦部に接合したものと、コンデンサ素子の陰極部を陰極フレームに接合し、この陰極フレームを陰極端子の下面から中央部に隆起した平坦部に接合した構成により、コンデンサ素子の陽極部と陰極部から夫々陽極端子、陰極端子の実装面までの引き出し距離が短く、ESR及びESLが小さくなる効果が得られる。
また、陽極部が交互に対向配置され上記陽極部を夫々陽極フレームと接合した第1、第2の陽極電極部と陰極部を陰極フレームと接合した陰極電極部とを有するコンデンサ素子ユニットとした構成により、隣接するコンデンサ素子間で第1陽極電極部から陰極部への電流経路と第2の陽極電極部から陰極部への電流経路とが接近して陽極電極間方向上で逆になるため、ESLが小さくなる効果が得られる。
さらに陰極端子の下面から中央部に対向する壁面と開口部を有するように上方へ隆起した平坦部と陰極フレームとを接続し、上記平坦部を外装樹脂で被覆する構成により、陰極端子と陰極フレームの接合強度を安定にすることができるという効果が得られる。
本発明は、請求項1に記載のように一方に陽極部と他方に陰極部を有するコンデンサ素子を上記陽極部が交互に対向配置して複数積層して、上記陽極部を陽極フレームと接合した第1、第2の陽極電極部と陰極部を陰極フレームと接合した陰極電極部とを有するコンデンサ素子ユニットと、上記陽極フレームを介して上記第1、第2の陽極電極部と夫々接合した対向配置された第1、第2の陽極端子と、上記陰極フレームを介して上記陰極電極部と接合した陰極端子と、上記陽極端子と陰極端子の実装面となる下面を露呈させて上記コンデンサ素子ユニットを被覆した外装樹脂とから構成され、上記陽極端子が上記第1、第2の陽極端子間を結ぶ方向と交差する方向上にある上記夫々陽極端子の両端に上記陽極端子の下面から上方へ階段状の段差を形成した陽極端子の平坦部を有し、この陽極端子の平坦部が上記陽極フレームと接合され、上記陰極端子が上記陰極端子の中央部に対向する壁面と開口部を形成して上記陰極端子の下面から上方へ隆起した陰極端子の平坦部を有し、この陰極端子の平坦部が上記陰極電極部と接合され、上記陽極端子と陰極端子に設けた夫々の平坦部が外装樹脂に被覆されるように構成した固体電解コンデンサである。
これによりESRならびにESLが小さく、しかも外装樹脂との結合強度を向上させることができる効果を奏するものである。
また請求項2に記載のように両端に第1、第2の陽極部とこの陽極部間に陽極部どうしが導通してなる表面に陰極部を有するコンデンサ素子の上記第1、第2の陽極部を陽極フレームと接合した第1、第2の陽極電極部と上記陰極部を陰極フレームと接合した陰極電極部とを有するコンデンサ素子ユニットと、上記陽極フレームを介して第1、第2の陽極電極部に夫々接合し対向配置された第1、第2の陽極端子と、上記陰極フレームを介して上記陽極端子間に陰極電極部に接合した陰極端子と、上記陽極端子と陰極端子の実装面となる下面を露呈させて上記コンデンサ素子ユニットを被覆した外装樹脂と、から構成され、上記陽極端子が上記第1、第2の陽極端子間を結ぶ方向と交差する方向上にある上記夫々陽極端子の両端に上記陽極端子の下面から上方へ階段状の段差を形成した陽極端子の平坦部を有し、この陽極端子の平坦部が上記陽極フレームと接合され、上記陰極端子が上記陰極端子の中央部に対向する壁面と開口部を形成して上記陰極端子の下面から上方へ隆起した陰極端子の平坦部を有し、この陰極端子の平坦部が上記陰極電極部と接合され、上記陽極端子と陰極端子に設けた夫々の平坦部が外装樹脂に被覆されるように構成した固体電解コンデンサとしてもよい。
これによりESRならびにESLが小さく、しかも外装樹脂との結合強度を向上させることができる効果を奏するものである。
また請求項3に記載のように陽極端子、陰極端子に遮蔽部を設けた構成としてもよい。
これにより外装樹脂から浸入する酸素、水分がコンデンサ素子に到達することが抑制され、ESR特性、漏れ電流特性を劣化させることを大きく低減することができる効果が得られる。
また請求項4に記載のように陰極端子の平坦部が、開口部に連結する切り欠き部を有する構成としてもよい。
これにより、更に外装樹脂との結合強度を向上させることができる効果を奏するものである。
(実施例1)
以下、実施例1を用いて、請求項1、請求項3に記載の発明について説明する。
図1〜図4は本発明の実施例1による固体電解コンデンサの構成を示した側面断面図、底面図、端面断面図(A−A断面図)、端面断面図(B−B断面図)、図5は同固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子の構成を示した断面図、図6、図7は同コンデンサ素子ユニットの構成を示した側面図と底面図、図21は同固体電解コンデンサに使用される陽極端子と陰極端子の構成を示した要部斜視図である。
図5において、1はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子1は弁作用金属であるアルミニウム箔からなる平板状の陽極体2の表面に絶縁体層3を設けることによって一方に陽極部4と他方に陰極部5の2つに区分され、この陰極部5側の陽極体2の表面に誘電体酸化皮膜層6、導電性高分子からなる固体電解質層7、カーボン層と銀ペースト層からなる陰極層8を順次積層形成することにより構成されたものである。
次に、以上のように構成された実施例1のコンデンサ素子1の製造方法について説明する。
まず、厚さ100μmのアルミニウムの金属箔の表面を電気化学的にエッチング処理することにより粗面化する。
次に、粗面化されたアルミニウム箔を3%アジピン酸アンモニウム水溶液に浸漬して印加電圧12V、水溶液温度70℃で60分間の条件で陽極酸化する。これにより誘電体酸化皮膜層6の一部となる酸化アルミニウム層を形成する。
次に、誘電体酸化皮膜層6の一部が形成されたアルミニウム箔を幅6mmの帯状に加工し、帯に沿ってポリイミド粘着テープで絶縁体層3を形成し、更に帯状のアルミニウム箔を櫛形形状にプレス成形する。
この櫛形形状は、櫛形形状の凸部を誘電体酸化皮膜層6の一部が形成され絶縁体層3が設けられた陽極体2とし陽極部4の端部どうしが帯方向に沿って連結されたものである。
次に、アルミニウム箔の断面部を含む上記陽極酸化と同様に化成処理して酸化アルミニウム層を形成し、上記櫛形形状の凸部のアルミニウム箔の粗面化部と断面部の表面に酸化アルミニウム層からなる誘電体酸化皮膜層6を形成する。
次に、陰極部5側の陽極体2を硝酸マンガン30%水溶液に浸漬し、自然乾燥させた後、300℃、10分間の条件で熱分解処理を行うことによって、固体電解質層7の一部となる導電層としての酸化マンガン層を形成する。
次に、まずピロールモノマー0.5mol/Lとプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム0.1mol/Lとをあらかじめ混合する。この混合液に、溶媒である水とpH調整剤であるプロピルリン酸エステルとを添加しpHを2に調整し固体電解質形成用重合液とする。
この固体電解質形成用重合液中に酸化マンガン層が形成された陰極部5側の陽極体2を浸漬し、重合開始用電極を陽極体2の表面に近接させ重合電圧1.5Vで電解酸化重合を行い、上記導電層の表面に導電性高分子層を積層させて固体電解質層7を形成する。
その後、コロイダルカーボン懸濁液に陰極部5側の陽極体2を浸漬することによってコロイダルカーボン懸濁液を固体電解質層7上に塗布し、乾燥させて上記カーボン層を形成する。
次に、銀ペーストに陰極部5側の陽極体2を浸漬し塗布し、120〜200℃の温度で硬化して上記カーボン層上に銀ペースト層を形成し、カーボン層と銀ペースト層からなる陰極層8を形成する。
更に帯状に連結された陽極部4の端部を切断して、コンデンサ素子1とする。
また、実施例1は、固体電解質層7は主構成としてのポリピロールからなるが、ポリチオフェン、ポリアニリンの導電性高分子、または二酸化マンガンを含む酸化マンガン物からなってもよい。
図6、図7に示すコンデンサ素子ユニット10は、銅合金からなる厚み0.1mmを有する板状の基材を打ち抜いて折り曲げることにより一定の間隔で複数連続してフープ状基材に一体に設けられた陽極フレーム11a、11bと陰極フレーム12の上に、コンデンサ素子1を搭載し複数枚積層(実施例1においては5枚)して接合し、陽極フレーム11a、11bと陰極フレーム12とを上記板状の基材から分断して一体化したものである。
13a、13bは第1、第2の陽極電極部で、この陽極電極部13a、13bは、陽極フレーム11a、11b上にコンデンサ素子1を陽極部4が1枚毎に反転して互い違いに対向配置し複数枚積層した状態で陽極部4を搭載し、両端のガイド部11cを折り曲げて陽極部4を包み込み、接合部11dでレーザー溶接を行うことによって一体に接合しているものである。
14は陰極電極部であり、この陰極電極部14は、上記コンデンサ素子1をペースト状の導電性銀接着剤を介して複数枚積層し、更にペースト状の導電性銀接着剤を介して積層した陰極部5を陰極フレーム12の底部12bに載置し、陰極部5両端の陰極フレーム12のガイド部12aにより位置決め固定をして一体に接合しているものである。
また陰極層6とガイド部12aと導電性銀接着剤で接合してもよい。
図1〜図4、図21において、15a、15bは第1、第2の陽極端子である、この第1、第2の陽極端子15a、15b間を結ぶ方向と交差する方向上にある、第1、第2の陽極端子15a、15bの両端に下面16a、16bから上方へ向かう階段状の段差を形成した平坦部17a、17bを有するものである。
平坦部17a、17b上にコンデンサ素子ユニット10の陽極フレーム11a、11bを載置し接合部18でレーザー溶接を行うことにより、陽極フレーム11a、11bと平坦部17a、17bとを接合して、第1、第2の陽極端子15a、15bと陽極電極部13a、13bとを接合したものである。
陰極端子19は、この陰極端子19の中央部の幅全体を下面19cから上方へ隆起させて陰極フレーム12と接合される平坦部20を設ける。
平坦部20上にコンデンサ素子ユニット10の陰極フレーム12を載置し、導電性接着剤で陰極フレーム12の底部12bと平坦部20とを接合して、陰極端子19と陰極電極部14とを接合したものである。
平坦部20に係わる隆起する部分には、第1の陽極端子15aと第2の陽極端子15bとを結ぶ方向上に対向する開口部19bと、この方向に交差する方向上に対向する陰極端子18の幅全体に壁面19aが形成されるものである。
実装面となる陰極端子19の下面19cの端部と隣接する第1、第2陽極端子15a、15bを可能な限り近接させるようにしてもよい。
第1、第2陽極端子15a、15bと陰極端子19が可能な限り接近する構成によりESLが更に小さくなる効果が得られる。
また第1、第2の陽極端子15a、15bおよび陰極端子19には、夫々第1、第2の陽極端子15a、15bの下面16a、16bと陰極端子19の下面19cとが近接した部分の第1、第2の陽極端子15a、15bならびに陰極端子19の下面16a、16b、19cの端部から相手側に向かって上方へ延びる夫々陽極端子の遮蔽部21a、21b、陰極端子の遮蔽部22を設けてもよい。
23は外装樹脂であり、この外装樹脂23は絶縁性のエポキシ系樹脂からなり、第1、第2の陽極端子15a、15bと陰極端子19の実装面となる下面16a、16b、19cを露呈させた状態で第1、第2の陽極端子15a、15b、陰極端子19、コンデンサ素子ユニット10を一体に被覆したものである。
また外装樹脂23は、第1、第2の陽極端子15a、15bと陰極端子19に設けた平坦部17a、17b、20と遮蔽部21a、21b、22、コンデンサ素子ユニット10を外観に露呈しないように全て被覆しているものである。
このように遮蔽部21a、21b、22を設け、この遮蔽部21a、21b、22を外装樹脂23で被覆した構成により、外装樹脂23と陽極端子15a、15b、陰極端子19との界面から浸入する酸素、水分がコンデンサ素子1に到達してESR特性、漏れ電流特性の性能を劣化させることを低減することができる。
また、このように構成された第1、第2の陽極端子15a、15bと陰極端子19は、銅合金からなる厚み0.1mmを有する板状の基材を打ち抜いて折り曲げることにより一体に形成されたもので、一定の間隔で複数連続してフープ状基材に設けられ、この第1、第2の陽極端子15a、15bと陰極端子19との上にコンデンサ素子ユニット10を搭載して接合し、外装樹脂23で一体に被覆した後に第1、第2の陽極端子15a、15bと陰極端子19とを基材から分断して固片にするものである。
また、第1、第2の陽極端子15a、15bと陰極端子19には、上記分断後にこの陽極端子、陰極端子の下面の一端を外装樹脂23の側面に沿って上方へ延長し折れ曲がる突出部15d、19dを夫々上記陽極端子、陰極端子に形成してもよい。
これにより基板実装時に半田フィレットが形成され易いようにしたものである。
また、外装樹脂23には、外装樹脂23の側面に沿って上方へ折れ曲げる上記突出部15d、19dが嵌まり込む夫々凹部23a、23bを外装樹脂23に設けてもよい。
これにより小型化を図ることができるようになるものである。
実施例1の固体電解コンデンサは、コンデンサ素子1の陽極部4を陽極フレーム11a、11bに接合し、この陽極フレーム11a、11bを介して第1、第2の陽極端子15a、15bの両端部の下面16a、16bから階段状の段差を形成した平坦部17a、17bに接合したものと、コンデンサ素子1の陰極部5を陰極フレーム12に接合し、この陰極フレーム12を介して陰極端子19の下面19cから中央部に隆起した平坦部20に接合した構成により、夫々コンデンサ素子1の陽極部4と陰極部5から陽極端子15a、15bおよび陰極端子19の実装面までの引き出し距離を短くできることと、導電抵抗が小さくできるためESLおよびESRが小さくなるという効果が得られる。
また対向配置した第1、第2の陽極電極部13a、13bとこの陽極電極部13a、13b間に陰極電極部14を配置したコンデンサ素子ユニット10とした構成により、隣接するコンデンサ素子ユニット10の第1陽極電極部13aから陰極電極部14への電流経路と第2の陽極電極部13bから陰極電極部14への電流経路とが接近して陽極電極部13a、13b間を結ぶ方向上で逆になるため、この電流経路に起因する磁界が相殺されESLが小さくなる効果が得られる。
さらにこのような陰極フレーム12と陰極端子19の中央部に対向する壁面19aと開口部19bを形成するように下面19cから上方へ隆起した平坦部20とを接続し、この平坦部20を外装樹脂23で被覆する構成により、開口部19bより回りこんだ外装樹脂23が壁面19aと平坦部20を包み込むため、陰極端子19と外装樹脂23との接合強度、コンデンサ素子ユニット10と平坦部20との接合強度を高めることができる。
陰極端子19と外装樹脂23との接合強度を高めることにより外装樹脂23と陰極端子19との界面から浸入する酸素、水分がコンデンサ素子1に到達してESR特性、漏れ電流特性の性能を劣化させることを低減することができる。
なお、本実施例においてはコンデンサ素子1を構成する陽極体2はアルミニウム箔からなる構成を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、タンタルやニオブの箔、あるいは焼結体、さらにはこれらの材料の組み合わせでもよい。
(実施例2)
以下、実施例2を用いて、本発明の請求項2、請求項3に記載の発明について説明する。
実施例2は、上記実施例1において、コンデンサ素子とコンデンサ素子ユニットの構造が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施例1と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。
図8〜図11は本発明の実施例1による固体電解コンデンサの構成を示した側面断面図、底面図、端面断面図(A−A断面図)、端面断面図(B−B断面図)、図12は同固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子の構成を示した断面図、図13、図14は同コンデンサ素子ユニットの構成を示した側面図と底面図、図21は同固体電解コンデンサに使用される陽極端子と陰極端子の構成を示した要部斜視図である。
図12において、21はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子21は弁作用金属であるアルミニウム箔からなる平板状の陽極体22の表面に絶縁体層23を陽極部24a、24bと陰極部25との間に設けることによって、両端に第1の陽極部24aと第2の陽極部24bとこの陽極部24a、24b間に陰極部25との3つに区分され、陽極部24a、24b間は陽極体22を介して導通されたものである。
陰極部25は、陰極部25側の陽極体22の表面に誘電体酸化皮膜層26、導電性高分子からなる固体電解質層27、カーボン層と銀ペースト層からなる陰極層28を順次積層形成することにより構成されたものである。
次に、以上のように構成された実施例2のコンデンサ素子21の製造方法について説明する。
まず厚さ100μmのアルミニウムの金属箔の表面を電気化学的にエッチング処理することにより粗面化する。
次に、粗面化されたアルミニウム箔を3%アジピン酸アンモニウム水溶液に浸漬して印加電圧12V、水溶液温度70℃で60分間の条件で陽極酸化する。これにより誘電体酸化皮膜層26の一部となる酸化アルミニウム層を形成する。
次に誘電体酸化皮膜層26の一部が形成されたアルミニウム箔を幅6mmの帯状に加工し、この帯に沿ってポリイミド粘着テープで絶縁体層23を形成し、更に帯状のアルミニウム箔を梯子型形状にプレス成形した。
この梯子型形状は、中央に帯に沿って交互に等間隔で架橋部と貫通穴を有し、両端が帯に沿って繋がった連結部を有しているものである。
上記架橋部には、この中央部に陰極部25と、この両端には絶縁体層23と第1、第2の陽極部24a、24bとが設けられたもので、上記連結部には、第1、第2の陽極部24a、24bの端部が夫々連結されたものである。
次に上記連結部と第1、第2の陽極部24a、24bと絶縁体層23とをテープ状のレジスト材により被覆し、上記梯子型形状の架橋部のアルミニウム箔の断面部を含む陽極体22に上記陽極酸化と同様に化成処理して酸化アルミニウム層を形成し、梯子型形状の架橋部のアルミニウム箔の粗面化部と断面部の表面に酸化アルミニウム層からなる誘電体酸化皮膜層26を形成する。
次に陰極部25側の陽極体22を硝酸マンガン30%水溶液に浸漬し、自然乾燥させた後、300℃、10分間の条件で熱分解処理を行うことによって、固体電解質層27の一部となる導電層としての酸化マンガン層を形成する。
次にまずピロールモノマー0.5mol/Lとプロピルナフタレンスルホン酸ナトリウム0.1mol/Lとをあらかじめ混合する。この混合液に、溶媒である水とpH調整剤であるプロピルリン酸エステルとを添加しphを2に調整し固体電解質形成用重合液とする。
この固体電解質形成用重合液中に酸化マンガン層が形成された陰極部25側の陽極体22を浸漬し、重合開始用電極を陽極体22の表面に近接させ重合電圧1.5Vで電解酸化重合を行い、導電層の表面に導電性高分子層を積層させて固体電解質層27を形成する。
次に絶縁体層23を残して上記レジスト材を引き剥がして除去した後、陰極部25側の陽極体22にコロイダルカーボン懸濁液を固体電解質層27上に転写塗布して、乾燥させて上記カーボン層を形成する。
次に、銀ペーストを陰極部25側の陽極体22に転写塗布し、120〜200℃の温度で硬化して上記カーボン層に銀ペースト層を形成し、カーボン層と銀ペースト層からなる陰極層28を形成する。
更に連結された第1、第2の陽極部24a、24bの端部を切断して、コンデンサ素子21とする。
図13、図14に示すコンデンサ素子ユニット30は、銅合金からなる厚み0.1mmを有する板状の基材を打ち抜いて折り曲げることにより一定の間隔で複数連続してフープ状基材に一体に設けられた陽極フレーム31a、31bと陰極フレーム32の上に、コンデンサ素子30を搭載し複数枚積層(実施例1においては5枚)して接合し、陽極フレーム31a、31bと陰極フレーム32とを上記板状の基材から分断して一体化したものである。
なお、コンデンサ素子ユニット30は、コンデンサ素子21を1枚のみを用いて陽極フレーム31a、31bならびに陰極フレーム32により一体化したものであってもよい。
33a、33bは第1、第2の陽極電極部で、この陽極電極部33a、33bは、陽極フレーム31a、31b上に上記コンデンサ素子21を第1、第2の陽極部24a、24bを載置し、両端のガイド部31c、31dを折り曲げて第1、第2の陽極部24a、24bを包み込み、接合部31eでレーザー溶接を行うことによって一体に接合しているものである。
34は陰極電極部であり、この陰極電極部34は、この陰極フレーム32上に上記コンデンサ素子21をペースト状の導電性銀接着剤を介して複数枚積層し、更にペースト状の導電性銀接着剤を介して陰極部25を陰極フレーム32の底部32bに載置し、陰極部25両端のガイド部32aにより位置決め固定をして一体に接合しているものである。
また陰極層28とガイド部32aとを導電性銀接着剤で接合してもよい。
図8〜図11に示すように、コンデンサ素子ユニット30は、実施例1と同じ構成の陽極端子15a、15b、陰極端子19に同じ方法により、陽極フレーム31a、31bと平坦部17a、17bとを接合し、陰極フレーム32と平坦部20とを接合しているものである。
23は外装樹脂であり、この外装樹脂23は、実施例1と同様に陽極端子と陰極端子の実装面となる下面16a、16b、19cを露呈させて平坦部17a、17b、20と遮蔽部21a、21b、22、コンデンサ素子ユニット30を外観的に露呈しないように一体に被覆しているものである。
また、第1、第2の陽極端子15a、15bと陰極端子19には、この陽極端子15a、15b、陰極端子19の下面16a、16b、19cの一端を外装樹脂23の側面に沿って上方へ延長し折れ曲がる突出部15d、19dを夫々陽極端子15a、15b、陰極端子19に形成してもよい。
これにより基板実装時に半田フィレットが形成され易いようにしたものである。
また、外装樹脂23には、外装樹脂23の側面に沿って上方へ折れ曲げる上記突出部15d、19dが嵌まり込む夫々凹部23a、23bを外装樹脂23に設けてもよい。
これにより小型化を図ることができるようになるものである。
実施例2の固体電解コンデンサは、コンデンサ素子21の第1、第2の陽極部24a、24bを陽極フレーム31a、31bに接合し、この陽極フレーム31a、31bを介して第1、第2の陽極端子15a、15bの両端部の下面16a、16bから階段状の段差を形成した平坦部17a、17bに接合したものと、コンデンサ素子21の陰極部25を陰極フレーム32に接合し、この陰極フレーム32を介して陰極端子19の下面19cから中央部に隆起した平坦部20に接合した構成により、夫々コンデンサ素子21の第1、第2の陽極部24a、24bと陰極部25から陽極端子15a、15bおよび陰極端子19の実装面までの引き出し距離を短くできることと、導電抵抗が小さくできるためESLおよびESRが小さくなるという効果が得られる。
また、両端に第1、第2の陽極部24a、24bとこの陽極部間が導通する表面に陰極部25を配置したコンデンサ素子とする構成により、夫々陽極部24a、24bからこの陽極部間の中心に向かって見掛けの電流量が減少するため、この電流経路に起因する磁界が少なくESLが小さくなる効果が得られる。
さらにこのような陰極フレーム32と陰極端子19の中央部に対向する壁面19aと開口部19bを形成するように下面19cから上方へ隆起した平坦部20と接続し、この平坦部20を外装樹脂23で被覆する構成により、開口部19bより回りこんだ外装樹脂23が壁面19aと平坦部20を包み込むため、陰極端子19と外装樹脂23との接合強度、コンデンサ素子ユニット30と平坦部20との接合強度を高めることができる。
以下、実施例3〜5は、実施例1において陰極端子の構造が一部異なるようにしたものであり、これ以外の構成は実施例1と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。
(実施例3)
図15、図16は本発明の実施例3による固体電解コンデンサの構成を示した側面断面図と底面図、図22は同固体電解コンデンサに使用される陽極端子と陰極端子の構成を示した要部斜視図である。
図15、図16、図22において40は陰極端子であり、この陰極端子40は、この陰極端子40の中央部の幅全体を下面42cから上方へ隆起させて陰極フレーム12の底部12bと接合される平坦部41を設ける。
この平坦部41に係わる隆起する部分には、第1の陽極端子15aと第2の陽極端子15bとを結ぶ方向上に陰極端子40の幅全体に対向する壁面42aと、この方向に交差する方向上に対向する開口部42bが形成されるものである。
陰極端子40の平坦部41は、実施例1のコンデンサ素子ユニット10の陰極フレーム12と接合し、第1、第2の陽極端子15a、15bの平坦部17a、17bは、上記陰極フレーム11a、11bと接合されるものである。
この陰極端子40の下面42cの端部を隣接する第1、第2陽極端子15a、15bに可能な限り近接させるようにしてもよい。
また陰極端子40には、陰極端子40の下面42cと夫々第1、第2の陽極端子15a、15bの下面が近接した部分の陰極端子40の下面42cの端部から相手側に向かって上方へ延び遮蔽部44を設けてもよい。
実施例1と同様に第1、第2の陽極端子15a、15bと陰極端子40の実装面となる下面16a、16b、42cを露呈させて平坦部17a、17b、41と遮蔽部21a、21b、44、コンデンサ素子ユニット10を外観的に露呈しないように一体に外装樹脂23により被覆しているものである。
(実施例4)
図17、図18は本発明の実施例4による固体電解コンデンサの構成を示した側面断面図と底面図、図23は同固体電解コンデンサに使用される陽極端子と陰極端子の構成を示した要部斜視図である。
図17、図18、図23において45は陰極端子であり、この陰極端子45は、この陰極端子45の中央部の内側の一部を下面47cから上方へ隆起させて陰極フレーム12の底部12bと接合される平坦部46を設ける。
この平坦部46に係わる隆起する部分には、第1の陽極端子15aと第2の陽極端子15bとを結ぶ方向上に対向する開口部47bと、この方向に交差する方向上に対向する陰極端子18の幅の一部に壁面47aが形成されるものである。
陰極端子45の平坦部46は、実施例1のコンデンサ素子ユニット10の陰極フレーム12と接合し、第1、第2の陽極端子15a、15bの平坦部17a、17bは、上記陽極フレーム11a、11bと接合されるものである。
この陰極端子45の下面47cの端部を隣接する第1、第2陽極端子15a、15bに可能な限り近接させるようにしてもよい。
また陰極端子45には、陰極端子45の下面47cと夫々第1、第2の陽極端子15a、15bの下面が近接した部分の陰極端子45の下面47cの端部から相手側に向かって上方へ延び遮蔽部49を設けてもよい。
実施例1と同様に第1、第2の陽極端子15a、15bと陰極端子45の実装面となる下面16a、16b、47cを露呈させて平坦部17a、17b、46と遮蔽部21a、21b、49、コンデンサ素子ユニット10を外観的に露呈しないように一体に外装樹脂23により被覆しているものである。
このように構成された第1、第2の陽極端子15a、15bと陰極端子45は、銅合金からなる厚み0.1mmを有する板状の基材を打ち抜いて折り曲げることにより一体に形成されたもので、陰極端子45の壁面47aと周囲が閉じた開口部47bは、上記板状の基材に開口部47bとなる部分に打ち抜き穴を開け、隆起させて設けたものである。
(実施例5)
図19、図20は本発明の実施例5による固体電解コンデンサの構成を示した側面断面図と底面図、図24は同固体電解コンデンサに使用される陽極端子と陰極端子の構成を示した要部斜視図である。
図19、図20、図24において50は陰極端子であり、この陰極端子50は、この陰極端子50の中央部の内側の一部を下面52cから上方へ隆起させて陰極フレーム12の底部12bと接合される平坦部51を設ける。
この平坦部51に係わる隆起する部分には、第1の陽極端子15aと第2の陽極端子15bとを結ぶ方向上に対向する陰極端子18の幅の一部に壁面52aと、この方向に交差する方向上に対向する開口部52bが形成されるものである。
陰極端子50の平坦部51は、実施例1のコンデンサ素子ユニット10の陰極フレーム12と接合し、第1、第2の陽極端子15a、15bの平坦部17a、17bは、上記陽極フレーム11a、11bと接合されるものである。
この陰極端子50の下面52cの端部を隣接する第1、第2陽極端子15a、15bに可能な限り近接させるようにしてもよい。
また陰極端子50には、陰極端子50の下面52cと夫々第1、第2の陽極端子15a、15bの下面が近接した部分の陰極端子50の下面52cの端部から相手側に向かって上方へ延び遮蔽部54を設けてもよい。
実施例1と同様に第1、第2の陽極端子15a、15bと陰極端子50の実装面となる下面16a、16b、53を露呈させて平坦部17a、17b、51と遮蔽部21a、21b、54、コンデンサ素子ユニット10を外観的に露呈しないように一体に外装樹脂23により被覆しているものである。
このように構成された第1、第2の陽極端子15a、15bと陰極端子50は、銅合金からなる厚み0.1mmを有する板状の基材を打ち抜いて折り曲げることにより一体に形成されたもので、陰極端子50の壁面52aと周囲が閉じた開口部52bは、上記板状の基材に開口部52bとなる部分に打ち抜き穴を開け、隆起させて設けたものである。
(実施例6〜8)
実施例6〜8は、実施例2のコンデンサ素子ユニット30と夫々実施例3、4、5の陽極端子15a、15bと陰極端子40、45、50とを接合して、それ以外は実施例3、4、5と同様にして固体電解コンデンサとしたものである。
上記接合は、コンデンサ素子ユニット30の陽極フレーム31a、31bと第1、第2の陽極端子15a、15bの平坦部17a、17bとを接合し、陰極フレーム32の底部32bと夫々実施例2、3、4、5の平坦部41、46、51とを接合したものである。
(実施例9)
実施例9は、実施例1の陰極端子の平坦部に切り欠き部を設けたもので、他の構成は実施例1と同じである。
図25は、実施例9の固体電解コンデンサに使用される陰極端子の平坦部に切り欠き部を設けた要部斜視図である。
20bは切り欠き部で、切り欠き部20bは平坦部20に開口部19bに連結する切り欠き部を設けたものである。
切り欠き部20bは開口部19bのどちらか一方にあってもよく、対向する開口部19bどうしが切り欠き部20bによって繋がるようにしてもよい。
この構成により、開口部19bと切り欠き部20bより回りこんだ外装樹脂23が平坦部20を包み込むため陰極端子19と外装樹脂23との接合強度、コンデンサ素子ユニット10と平坦部20との接合強度を更に高めることができる。
また実施例2〜8の陰極端子の平坦部に切り欠き部を設けることもできる。
上記のように構成された実施例3〜9による固体電解コンデンサは、実施例1、2と同様にコンデンサ素子の陽極部と陰極部から陽極端子および陰極端子の実装面までの引き出し距離を短くできることと、導電抵抗が小さくできるためESLおよびESRが小さくなるという効果が得られ、また開口部より回りこんだ外装樹脂が壁面と平坦部を包み込むため、陰極端子と外装樹脂との接合強度、コンデンサ素子ユニットと平坦部との接合強度を高めることができる。
本発明による固体電解コンデンサは、コンデンサ素子から端子までの引き出し距離を可能な限り短くした構成によってESR特性ならびにESL特性に優れかつ陽極端子、陰極端子と外装樹脂との結合強度を向上させることができるために、高性能、高信頼性の固体電解コンデンサを安定して提供することができるという格別の効果を有し、特にパーソナルコンピュータのCPU周りに使用されるコンデンサ等として有用である。
本発明の実施例1による固体電解コンデンサの構成を示した側面断面図 本発明の実施例1による固体電解コンデンサの構成を示した底面図 本発明の実施例1による固体電解コンデンサの構成を示した端面断面図(A−A断面図) 本発明の実施例1による固体電解コンデンサの構成を示した端面断面図(B−B断面図) 本発明の実施例1によるコンデンサ素子の断面図 本発明の実施例1によるコンデンサ素子ユニットの側面図 本発明の実施例1によるコンデンサ素子ユニットの底面図 本発明の実施例2による固体電解コンデンサの構成を示した側面断面図 本発明の実施例2による固体電解コンデンサの構成を示した底面図 本発明の実施例2による固体電解コンデンサの構成を示した端面断面図(A−A断面図) 本発明の実施例2による固体電解コンデンサの構成を示した端面断面図(B−B断面図) 本発明の実施例2によるコンデンサ素子の断面図 本発明の実施例2によるコンデンサ素子ユニットの側面図 本発明の実施例2によるコンデンサ素子ユニットの底面図 本発明の実施例3による固体電解コンデンサの構成を示した側面断面図 本発明の実施例3による固体電解コンデンサの構成を示した底面図 本発明の実施例4による固体電解コンデンサの構成を示した側面断面図 本発明の実施例4による固体電解コンデンサの構成を示した底面図 本発明の実施例5による固体電解コンデンサの構成を示した側面断面図 本発明の実施例5による固体電解コンデンサの構成を示した底面図 本発明の実施例1、2に使用される陽極端子と陰極端子の構成を示した要部斜視図 本発明の実施例3、6に使用される陽極端子と陰極端子の構成を示した要部斜視図 本発明の実施例4、7に使用される陽極端子と陰極端子の構成を示した要部斜視図 本発明の実施例5、8に使用される陽極端子と陰極端子の構成を示した要部斜視図 本発明の実施例9に使用される陽極端子と陰極端子の構成を示した要部斜視図 従来の固体電解コンデンサの構成を示した側面断面図 従来の固体電解コンデンサの構成を示した斜視図 従来のコンデンサ素子の構成を示した一部切り欠き斜視図
符号の説明
1 コンデンサ素子
2 陽極体
3 絶縁体層
4 陽極部
5 陰極部
6 誘電体酸化皮膜層
7 固体電解質層
8 陰極層
10 コンデンサ素子ユニット
11a、11b 陽極フレーム
11c ガイド部
11d 接合部
12 陰極フレーム
12a ガイド部
12b 底部
13a、13b 陽極電極部
14 陰極電極部
15a 第1の陽極端子
15b 第2の陽極端子
15d、19d 突出部
16a、16b、19c 下面
17a、17b、20 平坦部
18 接合部
19 陰極端子
19a 壁面
19b 開口部
21a、21b、22 遮蔽部
23 外装樹脂
23a、23b 凹部

Claims (4)

  1. 一方に陽極部と他方に陰極部を有するコンデンサ素子を上記陽極部が交互に対向配置して複数積層して、上記陽極部を陽極フレームと接合した第1、第2の陽極電極部と陰極部を陰極フレームと接合した陰極電極部とを有するコンデンサ素子ユニットと、
    上記陽極フレームを介して上記第1、第2の陽極電極部と夫々接合した対向配置された第1、第2の陽極端子と、
    上記陰極フレームを介して上記陰極電極部と接合した陰極端子と、
    上記陽極端子と陰極端子の実装面となる下面を露呈させて上記コンデンサ素子ユニットを被覆した外装樹脂と、から構成され、
    上記陽極端子が上記第1、第2の陽極端子間を結ぶ方向と交差する方向上にある上記夫々陽極端子の両端に上記陽極端子の下面から上方へ階段状の段差を形成した陽極端子の平坦部を有し、この陽極端子の平坦部が上記陽極フレームと接合され、
    上記陰極端子が上記陰極端子の中央部に対向する壁面と開口部を形成して上記陰極端子の下面から上方へ隆起した陰極端子の平坦部を有し、この陰極端子の平坦部が上記陰極電極部と接合され、
    上記陽極端子と陰極端子に設けた夫々の平坦部が外装樹脂に被覆されるように構成した固体電解コンデンサ。
  2. 両端に第1、第2の陽極部とこの陽極部間に陽極部どうしが導通してなる表面に陰極部を有するコンデンサ素子の上記第1、第2の陽極部を陽極フレームと接合した第1、第2の陽極電極部と上記陰極部を陰極フレームと接合した陰極電極部とを有するコンデンサ素子ユニットと、
    上記陽極フレームを介して第1、第2の陽極電極部に夫々接合し対向配置された第1、第2の陽極端子と、
    上記陰極フレームを介して上記陽極端子間に陰極電極部に接合した陰極端子と、
    上記陽極端子と陰極端子の実装面となる下面を露呈させて上記コンデンサ素子ユニットを被覆した外装樹脂と、から構成され、
    上記陽極端子が上記第1、第2の陽極端子間を結ぶ方向と交差する方向上にある上記夫々陽極端子の両端に上記陽極端子の下面から上方へ階段状の段差を形成した陽極端子の平坦部を有し、この陽極端子の平坦部が上記陽極フレームと接合され、
    上記陰極端子が上記陰極端子の中央部に対向する壁面と開口部を形成して上記陰極端子の下面から上方へ隆起した陰極端子の平坦部を有し、この陰極端子の平坦部が上記陰極電極部と接合され、
    上記陽極端子と陰極端子に設けた夫々の平坦部が外装樹脂に被覆されるように構成した固体電解コンデンサ。
  3. 上記陽極端子および/または陰極端子が、上記陰極端子の下面と上記陽極端子の下面とが近接した部分の夫々陽極端子、陰極端子の下面端部から相手側に向かって上方へ延びる遮蔽部を有し、この遮蔽部が外装樹脂に被覆されるように構成した請求項1、請求項2のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
  4. 上記陰極端子の平坦部が、上記開口部に連結する切り欠き部を有する構成とした請求項1、請求項2のいずれかに記載の固体電解コンデンサ。
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