JP2008153517A

JP2008153517A - 表面実装型コンデンサ

Info

Publication number: JP2008153517A
Application number: JP2006341369A
Authority: JP
Inventors: Shuji Misa; 修治美佐
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2008-07-03

Abstract

【課題】放熱性がよく大電流に対応できる表面実装型コンデンサを提供すること。
【解決手段】板状または箔状の弁作用を有する拡面化した金属を陽極体とし、その表層に誘電体層を形成し、さらに導電性機能高分子膜２、グラファイト層３、銀ペースト層４を順次形成してコンデンサ素子を作製し、陽極端子７および陰極端子８が組み付けられた外装ケース１０に収容した表面実装型コンデンサ１００であり、コンデンサ素子の陰極部と接続される放熱板１４を実装面の反対側の外装面に露出させた外装ケース１０を用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は固体電解コンデンサからなる表面実装型コンデンサに関する。

従来この種のコンデンサとしては、図５および図６に示すものが知られている（以下、従来技術と呼ぶ）。すなわち図５は従来の表面実装型コンデンサの正断面図であり、図６はその実装面および上面を示し、図６（ａ）はその底面図、図６（ｂ）はその平面図である。

図５、図６に示す表面実装型コンデンサは、３端子伝送線路素子タイプと呼ばれている。この従来技術による表面実装型コンデンサ１２０は、導電性機能高分子膜２を固体電解質としており、弁作用金属の表面に陽極酸化皮膜層を形成して弁作用金属陽極体１とし、この陽極酸化皮膜層表面の中央部１ａを覆うように、導電性機能高分子膜２を形成し、さらにその周囲にグラファイト層３、銀ペースト４を順に形成し陰極部としている。他方、陽極の弁作用金属はレジスト層５で覆われたレジスト形成部１ｂの外側の両端１ｃまで延在する。

この弁作用金属陽極体１の両端１ｃに、陽極導通片６を接合してコンデンサ素子としている。また、陽極端子７と陰極端子８が平板状に実装面となる同一平面上に形成され、陽極端子７と陰極端子８の隙間を埋めるとともに機械的に連結する樹脂からなる底面部を有すると共に、この底面部に対して直交する側壁を有するモールド樹脂ケース１０ａが用いられ、その内側に陽極端子７および陰極端子８が露出してなるケース内側露出部７ａ，８ａに前述のコンデンサ素子の陽極部（陽極導通片６）および陰極部（銀ペースト層４）を導電ペースト９により接続し、モールド樹脂ケース１０ａの上側周囲を蓋１１で覆うことで、信頼性の高い表面実装型コンデンサとしている（たとえば特許文献１）。

特開２００６−１２８２４７号公報

この種の表面実装型コンデンサはＣＰＵの電源部のデカップリング回路などで使用されることが多く、その際、陽極端子間に大電流が流れることによりジュール熱が発生するが、従来技術では、実装面の端子部以外は絶縁性の樹脂などによって外装されているので、発生熱の大部分は実装面側からしか放散されず、表面実装型コンデンサの耐熱性能が制約を受け、定格電流が制限されていた。

そこで、本発明の技術的課題は放熱性がよく大電流に対応できる表面実装型コンデンサを提供することにある。

前記課題を解決するために、本発明の表面実装型コンデンサは、板状または箔状の拡面化した弁作用金属を陽極体とし、前記陽極体の端部からは陽極外部端子が引き出され、前記陽極体の少なくとも中央領域の表面には酸化皮膜からなる誘電体層が形成され、前記誘電体層上には導電性高分子または金属酸化物半導体の固体電解質層が形成され、この固体電解質層には少なくとも導電ペースト層を介して板状の陰極外部端子が接続された多端子の表面実装型コンデンサにおいて、前記陽極外部端子および陰極外部端子は絶縁性の外装用ケースの実装面に露出するように組み付けられ、前記外装用ケースの前記実装面と反対側の面には導電ペースト層を介して前記固体電解質層と接続された放熱板の表面が露出したことを特徴とする。このようにケース上面に放熱板を有する外装ケースを用いることで放熱性を高める。

また本発明の表面実装型コンデンサは、板状または箔状の拡面化した弁作用金属を陽極体とし、前記陽極体の端部からは陽極外部端子が引き出され、前記陽極体の少なくとも中央領域の表面には酸化皮膜からなる誘電体層が形成され、前記誘電体層上には導電性高分子または金属酸化物半導体の固体電解質層が形成され、この固体電解質層には少なくとも導電ペースト層を介して板状の陰極外部端子が接続され、全体を絶縁性の外装樹脂でモールド成型した多端子の表面実装型コンデンサにおいて、前記陽極外部端子および陰極外部端子は実装面に露出し、前記実装面と反対側の面には導電ペースト層を介して前記固体電解質層と接続された放熱板の表面が露出したことを特徴とする。このように、外装樹脂によるモールド成型で外装する場合にも、コンデンサ素子の陰極部に接続された放熱板を実装面の反対面に配置することにより、放熱性を高める。

本発明では実装面の反対側の面に放熱板を設けたので、本発明によれば、放熱性がよく、大電流で使用する際の発熱に対して温度上昇を低減でき、大電流に対応可能な表面実装型コンデンサを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）本実施の形態の表面実装型コンデンサを図１と図２に示す。すなわち、図１は実施の形態１による表面実装型コンデンサの正断面図であり、図２はその実装面および上面を示し、図２（ａ）はその底面図、図２（ｂ）はその平面図である。

本実施の形態による表面実装型コンデンサ１００（図１参照）は、長方形の平板状の固体電解コンデンサであり、３端子伝送線路素子タイプと呼ばれている。この表面実装型コンデンサ１００には、板状または箔状の弁作用金属を陽極に用い、導電性機能高分子膜２を固体電解質として用いる。

まず弁作用金属の表面にエッチング等により無数の空孔を形成して表面積を２００倍等に大きくする拡面化を施し、図１のように、その拡面化した弁作用金属の中央部１ａの表層に陽極酸化皮膜層を形成して、弁作用金属陽極体１とする。ここで、弁作用金属としては、アルミニウム、タンタル、ニオブ等を用いることができる。次に、この陽極酸化皮膜が表層に形成された弁作用金属陽極体１の中央部１ａを覆うように、導電性機能高分子膜２を形成し、さらにその周囲にグラファイト層３、銀ペースト層４を順次形成した後、弁作用金属陽極体１の中央部１ａからレジスト層５で覆われたレジスト形成部１ｂを介して外側に連続する陽極の両端１ｃに陽極導通片６を接合してコンデンサ素子とする。

さらに、陽極端子７および陰極端子８が、実装面となる同一平面上に形成され、且つ、実装面の反対側の面上にコンデンサ素子の陰極部（銀ペースト層４）と接続される放熱板１４を有する外装ケース１０を用いる。この外装ケース１０は上ケースと下ケースからなり、上ケースは放熱板１４を有し、下ケースは陽極端子７と陰極端子８の隙間を埋めるとともに機械的に連結する底面部を有し、さらに、その底面部に対して直交する側壁を有する。

その下ケースの内側に陽極端子７および陰極端子８が露出したケース内側露出部７ａ，８ａに前述のコンデンサ素子の陽極（陽極導通片６）および陰極（銀ペースト層４）を導電ペースト９により接続し、下ケースの側壁上端部と上ケースの側壁下端部を接着剤１２で接続し、本実施の形態の表面実装型コンデンサを得る。その結果、図２（ｂ）のように外装ケース１０の上面に放熱板１４の表面が露出する。

なお、本実施の形態で用いる導電性機能高分子膜２には、ピロール、チオフェン等を用いることができるが、導電性機能高分子膜に代えて二酸化マンガンなどの金属酸化物半導体を用いることもできる。また、陽極端子７、陰極端子８には、銅、銅系合金等の板材を用いることができるが、電子部品端子材料からなる板材であるならば、これらに限定されるものではない。

ところで、放熱板１４には、陽極端子７、陰極端子８と同じく、銅、銅系合金等の板材を用いてもよく、他にアルミニウムなどの熱伝導率の高い材料を用いてもよい。また放熱板１４の表面粗さを調節することにより表面積を増加させると、さらに放熱効果が高まる。

（実施の形態２）本実施の形態２の表面実装型コンデンサを図３と図４に示す。すなわち、図３は実施の形態２による表面実装型コンデンサの正断面図であり、図４はその実装面および上面を示し、図４（ａ）はその底面図、図４（ｂ）はその平面図である。

本実施の形態による表面実装型コンデンサ１１０は、外装部分以外は実施の形態１による表面実装型コンデンサ１００と基本的に同じであるので、外装部分以外に関する説明は省略し、以下、異なる点について説明する。まず、図３を参照して、コンデンサ素子の陽極部（陽極導通片６）および陰極部（銀ペースト４）に陽極端子７および陰極端子８をそれぞれ導電ペースト９により接続する。次に外装樹脂１３でコンデンサ素子全体を覆い、且つ、陽極端子７、陰極端子８および、放熱板１４の部位がそれぞれ露出するようにモールドすることによって本実施の形態の表面実装型コンデンサを作製する。そうすると、図４（ｂ）のように、外装上面に放熱板１４の表面が露出する。

（実施例１）本実施例の表面実装型コンデンサの構造は実施の形態１で説明した図１および図２と同様である。これらの図のように、本実施例の外装ケース１０は上ケースと下ケースを接着する分割型ケースであり、実装面の反対側に、コンデンサ素子の陰極部と接続される放熱板１４を配置するような上ケースおよび下ケースを作製した。このとき、放熱板１４の材質は銅系合金であり、その寸法は１０．５×１１．０×０．５ｍｍである。この放熱板１４は高熱伝導性接着剤９１を用いて銀ペースト層４と熱的且つ機械的に接続した。なお、コンデンサ素子の作製および外装ケース１０への接続については実施の形態１と同様である。

図５、図６に示した従来技術による構造と比較して、コンデンサ素子の温度上昇を低減できた。すなわち、同一電流で比較すると、本実施例の構造のものは、従来技術による構造のものに対して、ケース上面の温度上昇で比較して約５０％低減できた。

（実施例２）本実施例の表面実装型コンデンサの構造は実施の形態２で説明した図３および図４と同様である。本実施例２は、射出成型によるモールドタイプの表面実装型コンデンサであり、図１、図２のケースタイプとは外装方法が異なるものである。このように、外装方法が異なっても、本発明の効果を損なうものではないことを確認できた。すなわち、陽極端子間の大電流通過時の発熱を効率よく放熱することが可能であった。

以上、この発明の実施例を説明したが、この発明は、上記の実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であればなしえるであろう各種変更、修正を含むことは勿論である。たとえば、放熱板の材質にはアルミナなどのような無機材質を使用することも可能である。

本発明に係る表面実装型コンデンサは、電子部品や電気部品のプリント配線基板等の基板に表面実装されるタイプの固体電解コンデンサに適用できる。

実施の形態１による表面実装型コンデンサの正断面図。実施の形態１による表面実装型コンデンサの実装面および上面を示し、図２（ａ）はその底面図、図２（ｂ）はその平面図。実施の形態２による表面実装型コンデンサの正断面図。実施の形態２による表面実装型コンデンサの実装面および上面を示し、図４（ａ）はその底面図、図４（ｂ）はその平面図である。従来の表面実装型コンデンサの正断面図。従来の表面実装型コンデンサの実装面および上面を示し、図６（ａ）はその底面図、図６（ｂ）はその平面図。

符号の説明

１弁作用金属陽極体
１ａ中央部
１ｂレジスト形成部
１ｃ両端
２導電性機能高分子膜
３グラファイト層
４銀ペースト層
５レジスト層
６陽極導通片
７陽極端子
７ａ，８ａケース内側露出部
８陰極端子
９導電ペースト
１０外装ケース
１０ａモールド樹脂ケース
１１蓋
１２接着剤
１３外装樹脂
１４放熱板
９１高熱伝導性接着剤
１００，１１０，１２０表面実装型コンデンサ

Claims

板状または箔状の拡面化した弁作用金属を陽極体とし、前記陽極体の端部からは陽極外部端子が引き出され、前記陽極体の少なくとも中央領域の表面には酸化皮膜からなる誘電体層が形成され、前記誘電体層上には導電性高分子または金属酸化物半導体の固体電解質層が形成され、この固体電解質層には少なくとも導電ペースト層を介して陰極外部端子が接続された多端子の表面実装型コンデンサにおいて、前記陽極外部端子および陰極外部端子は絶縁性の外装用ケースの実装面に露出するように組み付けられ、前記外装用ケースの前記実装面と反対側の面には導電ペースト層を介して前記固体電解質層と接続された放熱板の表面が露出したことを特徴とする表面実装型コンデンサ。
板状または箔状の拡面化した弁作用金属を陽極体とし、前記陽極体の端部からは陽極外部端子が引き出され、前記陽極体の少なくとも中央領域の表面には酸化皮膜からなる誘電体層が形成され、前記誘電体層上には導電性高分子または金属酸化物半導体の固体電解質層が形成され、この固体電解質層には少なくとも導電ペースト層を介して陰極外部端子が接続され、全体を絶縁性の外装樹脂でモールド成型した多端子の表面実装型コンデンサにおいて、前記陽極外部端子および陰極外部端子は実装面に露出し、前記実装面と反対側の面には導電ペースト層を介して前記固体電解質層と接続された放熱板の表面が露出したことを特徴とする表面実装型コンデンサ。