JP2008108932A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】小型化を図りつつ、大容量化を図ることが可能な固体電解コンデンサを提供すること。
【解決手段】弁作用金属からなる多孔質焼結体１と、多孔質焼結体１から多孔質焼結体１の厚さ方向ｚと直角である方向ｘに突出する陽極ワイヤ２と、多孔質焼結体１の表面に積層された誘電体層２および固体電解質層３と、多孔質焼結体１を封止する樹脂パッケージ８と、を備える固体電解コンデンサＡ１であって、多孔質焼結体１のうち、陽極ワイヤ２が突出する面１ａとは反対側に位置する面が、厚さ方向ｚの一方に向かうほど、面１ａとの距離が小となるテーパ面１ｂとされており、
樹脂パッケージ８は、方向ｘにおいて離間し、かつ厚さ方向ｚの上記一方に向かうほど互いの距離が小となる一対のテーパ面８ａを有している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、たとえばタンタルまたはニオブなどの弁作用金属からなる多孔質焼結体を備える固体電解コンデンサに関する。

図４および図５は、従来の固体電解コンデンサの一例を示している。同図に示された固体電解コンデンサＸは、陽極ワイヤ９２が突出した多孔質焼結体９１を備えている。多孔質焼結体９１は、直方体形状とされている。多孔質焼結体９１の表面には、誘電体層９３および固体電解質層９４が積層されている。陽極ワイヤ９２の根元には、たとえばフッ素樹脂からなるしみ上がり防止板９７がはめられている。多孔質焼結体９１は、樹脂パッケージ９８によって封止されている。樹脂パッケージ９８は、モールド成形において金型から抜け出しやすくするために、その側面９８ａがテーパ面とされている。陽極端子９６Ａは、導通部材９６Ｃを介して陽極ワイヤ９２と導通している。固体電解質層９４と陰極端子９６Ｂとは、導電体層９５によって接合されている。固体電解コンデンサＸは、陽極端子９６Ａおよび陰極端子９６Ｂを用いてたとえば回路基板などに面実装可能に構成されている。固体電解コンデンサＸの静電容量を大きくするには、多孔質焼結体９１の体積を大きくすることが有効である。

しかしながら、固体電解コンデンサＸが実装される回路基板においては、固体電解コンデンサＸをはじめとする電子部品の高密度実装化が指向されている。このため、固体電解コンデンサＸにも、さらなる小型化が求められている。固体電解コンデンサＸに許される体積から樹脂パッケージ９８の体積を除いたものが、多孔質焼結体９１に許される大きさとなる。したがって、固体電解コンデンサＸの小型化を図りつつ、多孔質焼結体９１を大きくすることは困難であった。

特開２００１−３５８０３８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、小型化を図りつつ、大容量化を図ることが可能な固体電解コンデンサを提供することをその課題とする。

本発明によって提供される固体電解コンデンサは、弁作用金属からなる多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体から上記多孔質焼結体の厚さ方向と直角である方向に突出する陽極ワイヤと、上記多孔質焼結体の表面に積層された誘電体層および固体電解質層と、上記多孔質焼結体を封止する樹脂パッケージと、を備える固体電解コンデンサであって、上記多孔質焼結体のうち、上記陽極ワイヤが突出する面とは反対側に位置する面が、上記厚さ方向の一方に向かうほど、上記陽極ワイヤが突出する面との距離が小となるテーパ面とされており、上記樹脂パッケージは、上記陽極ワイヤの突出方向において離間し、かつ上記厚さ方向の上記一方に向かうほど互いの距離が小となる一対のテーパ面を有していることを特徴としている。

このような構成によれば、上記多孔質焼結体の上記陽極ワイヤが突出する面とは反対側に位置する面と、上記樹脂パッケージの上記１対のテーパ面のうちこの面に近い側のものとの距離の不均一を縮小することが可能である。これにより、上記樹脂パッケージのうち上記陽極ワイヤが突出する面とは反対側に位置する面を覆う部分の厚さを、上記多孔質焼結体を保護するのに最低限必要な厚さに近づけることが可能である。したがって、上記樹脂パッケージに上記多孔質焼結体を保護するために必要な部分以外の不要な部分が生じることを抑制することが可能であり、上記固体電解コンデンサの小型化を図りつつ、その大容量化を図ることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記多孔質焼結体は、上記厚さ方向および上記陽極ワイヤの突出方向のいずれに対しても直角である方向に離間しており、上記厚さ方向の上記一方に向かうほど互いの距離が小となる１対のテーパ面を有しており、上記樹脂パッケージは、上記１対のテーパ面を挟んで離間し、かつ上記厚さ方向の上記一方に向かうほど互いの距離が小となる追加の１対のテーパ面を有している。このような構成によれば、上記樹脂パッケージに上記多孔質焼結体を保護するために必要な部分以外の不要な部分が生じることをさらに抑制することが可能であり、上記固体電解コンデンサの静電容量をさらに大きくすることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記陽極ワイヤが突出する面は、上記厚さ方向の上記一方に向かうほど上記反対側に位置する面との距離が小となるテーパ面とされている。このような構成によれば、上記固体電解コンデンサの小型化を図りつつ、その大容量化を図るのに好適である。

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および図２は、本発明に係る固体電解コンデンサの一例を示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ１は、多孔質焼結体１、陽極ワイヤ２、誘電体層３、固体電解質層４、導電体層５、陽極端子６Ａ、陰極端子６Ｂ、しみ上がり防止板７、および樹脂パッケージ８を備えており、たとえば回路基板に面実装可能な構成とされている。

多孔質焼結体１は、ニオブまたはタンタルなどの弁作用金属からなり、多数の細孔が形成された構造とされている。多孔質焼結体１の製造は、たとえばニオブまたはタンタルなどの弁作用金属の微粉末を加圧成形した後に、この成形体に対して焼結処理を施すことによってなされる。この焼結処理により、弁作用金属の微粉末どうしが焼結し、多数の細孔を有する多孔質焼結体１が形成される。多孔質焼結体１は、面１ａ、テーパ面１ｂ、および１対のテーパ面１ｃを有している。面１ａは、陽極ワイヤ２が突出している面であり、方向ｘに対して直角な面とされている。テーパ面１ｂは、面１ａの反対側に位置しており、厚さ方向ｚにおいて陽極端子６Ａおよび陰極端子６Ｂから遠ざかるほど、面１ａとの距離が小となる傾きとされている。１対のテーパ面１ｃは、方向ｙにおいて離間配置されており、厚さ方向ｚにおいて陽極端子６Ａおよび陰極端子６Ｂから遠ざかるほど、互いの距離が小となる傾きとされている。

陽極ワイヤ２は、ニオブまたはタンタルなどの弁作用金属からなり、その一部が面１ａから多孔質焼結体１内に進入している。陽極ワイヤ２は、上述した弁作用金属の微粉末を加圧成形する際に、この微粉末内にその一部が進入させられた状態で一体品とされる。図１に示すように、陽極ワイヤ２は、方向ｘに突出している。

誘電体層３は、多孔質焼結体１の表面に形成されており、弁作用金属の酸化物からなる。この誘電体層３は、多孔質焼結体１の上記細孔を覆っている。誘電体層３の形成は、たとえば、多孔質焼結体１をリン酸水溶液の化成液に漬けた状態で陽極酸化処理を施すことによってなされる。

固体電解質層４は、誘電体層３上に積層されており、多孔質焼結体１の上記細孔を埋めるように形成されている。固体電解質層４は、たとえば二酸化マンガンや、導電性ポリマからなる。固体電解コンデンサＡ１が使用されるときには、固体電解質層４と誘電体層３との界面に電荷が蓄蔵される。

陽極端子６Ａは、たとえばＣｕまたＮｉからなる板状部材であり、導通部材６Ｃを介して陽極ワイヤ２の先端に接合されている。陽極端子６Ａは、固体電解コンデンサＡ１をたとえば回路基板に面実装するために用いられる部分である。

陰極端子６Ｂは、たとえばＣｕまたＮｉからなる板状部材であり、導電体層５によって固体電解質層４と導通している。導電体層５は、たとえばグラファイト層および銀層からなる。陰極端子６Ｂは、陽極端子６Ａと同様に固体電解コンデンサＡ１の面実装に用いられる。

しみ上がり防止板７は、たとえばフッ素樹脂からなるリング状部材であり、陽極ワイヤ２に嵌め込まれている。しみ上がり防止板７は、固体電解質層４を形成するための溶液が陽極ワイヤ２に不当にしみ上がることを防止するためのものである。

樹脂パッケージ８は、たとえばエポキシ樹脂からなり、多孔質焼結体１を保護するためのものである。樹脂パッケージ８は、たとえばエポキシ樹脂材料を用いてモールド成形される。樹脂パッケージ８は、１対ずつのテーパ面８ａ，８ｂを有している。図１に示すように、１対のテーパ面８ａは、方向ｘにおいて互いに離間配置されており、厚さ方向ｚにおいて陽極端子６Ａおよび陰極端子６Ｂから遠ざかるほど互いの距離が小となる傾きとされている。本実施形態においては、１対のテーパ面８ａの傾きは、テーパ面１ｂの傾きと略同一とされている。図２に示すように、１対のテーパ面８ｂは、方向ｙにおいて互いに離間配置されており、厚さ方向ｚにおいて陽極端子６Ａおよび陰極端子６Ｂから遠ざかるほど互いの距離が小となる傾きとされている。本実施形態においては、１対のテーパ面８ｂの傾きは、１対のテーパ面１ｃの傾きと略同一とされている。１対ずつのテーパ面８ａ，８ｂは、樹脂パッケージ８をモールド成形する際に、金型から樹脂パッケージ８を抜きやすくするという効果を奏する。

次に、固体電解コンデンサＡ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、テーパ面１ｂと１対のテーパ面８ａのうちテーパ面１ｂに近いものとはほぼ平行である。このため、樹脂パッケージ８のうちテーパ面１ｂを覆う部分は、その厚さが略一定である。すなわち、樹脂パッケージ８のうちテーパ面１ｂを覆う部分の厚さを、多孔質焼結体１を保護するのに最低限必要な厚さとすることが可能である。これにより、固体電解コンデンサＡ１の大きさに対する多孔質焼結体１の大きさを相対的に大きくすることができる。したがって、固体電解コンデンサＡ１の小型化を図りつつ、大容量化を図ることができる。

また、多孔質焼結体１の１対のテーパ面１ｃと樹脂パッケージ８の１対のテーパ面８ｂとは、互いに平行な傾きとされている。これにより、樹脂パッケージ８のうち、１対のテーパ面１ｃを覆う部分の大きさを、多孔質焼結体１を保護するのに最低限必要な厚さとすることが可能である。これにより、固体電解コンデンサＡ１の静電容量をさらに大きなものとすることができる。

図３は、本発明に係る固体電解コンデンサの第２実施形態を示している。なお、この図において、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。

本実施形態の固体電解コンデンサＡ２は、面１ａがテーパ面とされている点が、上述した実施形態と異なっている。本実施形態においては、面１ａは、厚さ方向ｚにおいて陽極端子６Ａおよび陰極端子６Ｂから遠ざかるほどテーパ面１ｂとの距離が小となる傾きとされている。また、面１ａの傾きは、樹脂パッケージ８の１対のテーパ面８ａのうち面１ａに近いものの傾きと略同一とされている。

このような実施形態によれば、樹脂パッケージ８のうち面１ａを覆う部分の厚さを略一定とすることが可能である。これにより、樹脂パッケージ８に多孔質焼結体１を保護するために必要な部分以外の不要な部分が生じることを最小化することが可能である。したがって、固体電解コンデンサＡ２の大容量化に好適である。

本発明に係る固体電解コンデンサは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る固体電解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。

本発明に係る固体電解コンデンサの第１実施形態を示す断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 本発明に係る固体電解コンデンサの第２実施形態を示す断面図である。 従来の固体電解コンデンサの一例を示す断面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２ 固体電解コンデンサ
ｘ （突出する）方向
ｙ （突出する方向に対して直角である）方向
ｚ 厚さ方向
１ 多孔質焼結体
１ａ 面
１ｂ テーパ面
１ｃ １対のテーパ面
２ 陽極ワイヤ
３ 誘電体層
４ 固体電解質層
５ 導電体層
６Ａ 陽極端子
６Ｂ 陰極端子
７ しみ上がり防止板
８ 樹脂パッケージ
８ａ １対のテーパ面
８ｂ （追加の）１対のテーパ面

Claims (3)

1. 弁作用金属からなる多孔質焼結体と、
   上記多孔質焼結体から上記多孔質焼結体の厚さ方向と直角である方向に突出する陽極ワイヤと、
   上記多孔質焼結体の表面に積層された誘電体層および固体電解質層と、
   上記多孔質焼結体を封止する樹脂パッケージと、
   を備える固体電解コンデンサであって、
   上記多孔質焼結体のうち、上記陽極ワイヤが突出する面とは反対側に位置する面が、上記厚さ方向の一方に向かうほど、上記陽極ワイヤが突出する面との距離が小となるテーパ面とされており、
   上記樹脂パッケージは、上記陽極ワイヤの突出方向において離間し、かつ上記厚さ方向の上記一方に向かうほど互いの距離が小となる一対のテーパ面を有していることを特徴とする、固体電解コンデンサ。
2. 上記多孔質焼結体は、上記厚さ方向および上記陽極ワイヤの突出方向のいずれに対しても直角である方向に離間しており、上記厚さ方向の上記一方に向かうほど互いの距離が小となる１対のテーパ面を有しており、
   上記樹脂パッケージは、上記１対のテーパ面を挟んで離間し、かつ上記厚さ方向の上記一方に向かうほど互いの距離が小となる追加の１対のテーパ面を有している、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 上記陽極ワイヤが突出する面は、上記厚さ方向の上記一方に向かうほど上記反対側に位置する面との距離が小となるテーパ面とされている、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。

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