JP2009259993A - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】 高周波領域におけるＥＳＬの低下など、電気的特性の向上を図ることのできる三端子型および二端子型の固体電解コンデンサを提供する。
【解決手段】 プリント配線板１６の片面に陽極端子１７ａおよび陰極端子１７ａを設け、固体電解コンデンサの外部端子とする。ここで、プリント配線板１６にはスルーホールを設けずに、代わりに陰極領域および陽極領域に対応した箇所にそれぞれ開口部を設け、そこに導電性材料１８ｂ，１８ａを充填して、固体電解コンデンサの本体部分との電気的接続を行う。この構成によりプリント配線板１６に設ける金属箔を片側のみに、またその両表面のメッキ層も不要としてプリント配線板１６の部分の厚みを低減し、これによって三端子型および二端子型の固体電解コンデンサの電気的特性の向上を図ることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は電解コンデンサに関し、とくにチップ形状を有する、三端子型および二端子型の固体電解コンデンサに関する。

近年、デジタル機器に搭載される回路基板に流れる電気信号の動作周波数が高速化される傾向にあり、その動作周波数の高速化に伴い、電気信号を駆動するための電源回路における供給電流が増加する傾向にある。一方で、回路基板に搭載されるＩＣ（集積回路）やＬＳＩ（大規模集積回路）の高集積化により、電源回路の出力電圧は低下する傾向にある。これにより電源回路から供給される駆動電力などのノイズ（電源ノイズ）に対する回路基板側のマージンが小さくなってきており、このためノイズ対策が重視されるようになった。一般に電源ノイズなどを除去するためにはコンデンサを用いることが有効であり、ノイズ除去デバイスとしてコンデンサを用いる方法が従来より提案されていた。

特許文献１にはノイズ除去デバイスとして使用される三端子型固体電解コンデンサの例が記載されている。また特許文献２には同じく三端子型固体電解コンデンサの例と、それとは別に二端子型固体電解コンデンサの例が記載されている。ここで三端子型固体電解コンデンサはとくに分布定数型フィルタと称されており、ノイズ除去デバイスとして用いる場合は、広い周波数域に渡って比較的低いインピーダンスを実現できることが知られている。一方、二端子型固体電解コンデンサは複数の容量のコンデンサを組み合わせてデカップリングコンデンサとして回路内に設置されることで、個別のＩＣやＬＳＩに入力される電気信号からのノイズ除去などの用途に用いられている。

図５は従来の一般的な三端子型固体電解コンデンサの構成の例の断面図を示したものである。なおこの三端子型固体電解コンデンサは、特許文献２に従来の分布定数型ノイズフィルタの例として記載されたものとほぼ同じである。図５において、母材５１はアルミニウムなどの箔状の弁作用金属からなり、その図の上下両側の表面には拡面化（表面に変動が大きく、しかも細かい凹凸を設けることで、その表面積を著しく増加させる処置）が施されている。この拡面化された表面には絶縁体である酸化物からなる誘電体層（図示せず）が設けられている。母材５１とその表面の誘電体層を合わせて陽極体と称する。この陽極体の表面は、図の左側、中央部、右側の３箇所の領域に分割されており、各領域の間には、それぞれ陽極体の図の上下両方の表面に対して絶縁部５２が設けられている。

このうち中央部の領域には、陰極導体部を形成する導電性高分子化合物層５３ａ、グラファイト層５３ｂ、銀ペースト層５３ｃの各層が、陽極体の両側の表面にこの順番でそれぞれ設けられている。これらの各層の図の側面部分は各々絶縁部５２に接している。なお母材５１の上下両側に設けられた導電性高分子化合物層５３ａ、グラファイト層５３ｂ、銀ペースト層５３ｃの各層は図に対して手前および奥の領域で母材５１の側面にそれぞれ回り込むように形成されており、このため図の上下の各層は互いに接続されている。また陽極体の表面のうち、図の左右の２箇所の領域では、母材５１の下面にそれぞれ陽極リード５４が接続されている。陽極リード５４は銅箔からなる金属材であり、陽極体の表面の誘電体層を除去し、母材５１の金属表面を露出させてそこに超音波溶接により接続したものである。一方、銀ペースト層５３ｃの図の下方にはやはり銅箔からなる金属材である陰極リード５７が設けられていて、銀ペースト層５３ｃとは導電性接着剤によって電気的に接続されている。

この三端子型固体電解コンデンサは外装樹脂５５によりその周囲を樹脂モールドされている。外装樹脂５５の外部に導出されているのは２つの陽極リード５４と１つの陰極リード５７のみであり、これらのリード端子は三端子型固体電解コンデンサの外部端子として機能している。なお陽極リード５４は図５ではＣ字状に折れ曲がり、コンデンサの側面から外装樹脂５５の外部に導出されて下方に伸びた構成であるが、この形状は主としてコンデンサを外装樹脂５５にて樹脂モールドする際のハンドリングの要求によるものである。陽極リード５４を直接図５の下方に導出させた構成の場合は、樹脂モールドの際に陽極リード５４の導出部が外装樹脂５５の内部に埋没してしまうなどの不具合が発生し易いことが知られており、陽極リード５４をコンデンサの側面から導出させる構成とすることで、モールド時のハンドリングにおける不具合の回避を図っている。

また図６は従来の一般的な二端子型固体電解コンデンサの構成の例の断面図を示したものである。図６における、母材６１、導電性高分子化合物層６３ａ、グラファイト層６３ｂ、銀ペースト層６３ｃなどの各部材の構成は、図５に示した三端子型固体電解コンデンサの場合と同様である。ここで絶縁部６２は、母材６１の表面を図の左側および中央部の２箇所の領域に分割しており、陽極リード６４は図の左側に１つしか設けられていない。陰極リード６７は三端子型固体電解コンデンサと同様に中央部に設けられている。またその両表面に酸化物からなる誘電体層が設けられた母材６１の右端部には、その上下の両面と同様に誘電体層が形成されていて、母材６１の端面が導電性高分子化合物層６３ａなどと電気的に接続することを阻止している。これらの各部材は外装樹脂６５により樹脂モールドされており、この外装樹脂６５の外部に導出されているのは、各１つずつの陽極リード６４および陰極リード６７のみである。

このような三端子型や二端子型の固体電解コンデンサでは、母材、導電性高分子化合物層、グラファイト層、銀ペースト層などから構成される本体部分のみについては高周波領域でのインピーダンスがかなり低いことが知られている。しかし陽極リードや陰極リードなどを含む、固体電解コンデンサの素子全体でのインピーダンスは、とくに高周波領域において上昇する場合があることが分かっていた。高周波領域での固体電解コンデンサのインピーダンスは大部分がその自己インダクタンスによるものであり、このインピーダンスの上昇は、そのほとんどが固体電解コンデンサの陽極リードおよび陰極リードの部分の、自己インダクタンスの増加に起因するものである。この高周波領域における自己インダクタンスはＥＳＬ（Equivalent Series Inductance(L)：等価直列インダクタンス）として表され、ＥＳＬの値が小さいほど固体電解コンデンサのインピーダンスが小さくなる。

一般に、ＥＳＬは陽極リードや陰極リードの導出部分である外部端子から固体電解コンデンサの本体部分までの距離に依存しており、この距離が長いほど高周波領域でのＥＳＬの値が大きくなる。従って、例えば図５に示した三端子型固体電解コンデンサにおいて、陽極リードの長さが長いか、もしくは陰極リードの厚みが厚いほど、高周波領域でのＥＳＬは上昇してしまう。ここで図５の構成の場合は、陽極リードが外装樹脂の側面から引き出されて下側に折り曲げられた構造となっているため、どうしても陽極リードの長さが長くなってしまい、その短縮化には限界があった。また、陰極リードもそのハンドリング性を考慮すると通常は０．２ｍｍ程度以上の厚みが必要であるため、陰極リードの厚みの削減にも限界があった。

以上示したように、従来の三端子型固体電解コンデンサにおいては、その高周波領域におけるインピーダンスが上昇することが問題であった。また陽極リードや陰極リードは図６に示した二端子型固体電解コンデンサにも存在しており、そのためこの問題は二端子型固体電解コンデンサにおいても同様であった。

固体電解コンデンサの陽極リードや陰極リードの長さを短縮する方法としては、特許文献３に記載の、コンデンサの外部端子をプリント配線板の表面に設ける構成とすることが提案されている。なお特許文献３では二端子型固体電解コンデンサの場合について記述されているが、三端子型固体電解コンデンサの場合も同様の方法にてリード部分の長さの短縮が可能である。また特許文献３では、発明による直接の効果を製品全体の体積に占める二端子型固体電解コンデンサの本体部分の割合（体積効率）の向上であるとしているが、その構成によれば、高周波領域でのインピーダンスの向上にも効果があると考えられる。

図７は特許文献３に記載のプリント配線板を用いた二端子型固体電解コンデンサの構成の例の断面図を示したものである。図７において、母材７１、絶縁部７２、導電性高分子化合物層７３ａ、グラファイト層７３ｂ、銀ペースト層７３ｃなどの各部材の構成は、図６に示した二端子型固体電解コンデンサの場合と同様である。ここで固体電解コンデンサの本体部分に接続された陽極リード７４は外装樹脂７５の外部に導出されておらず、プリント配線板７６の図の上面に設けられたメッキ層７８、銅箔７７の２層の金属層に接続されている。また図７の例では陰極リードは設けられておらず、図の銀ペースト層７３ｃの下面がこの２層の前記金属層に接続されている。陽極リード７４および銀ペースト層７３ｃと、メッキ層７８との間には図示しない導電性接着剤の層が設けられており、その上側と下側に存在する金属部材の表面どうしをそれぞれ電気的に接続している。

ここでプリント配線板７６は絶縁樹脂からなる両面銅貼板により構成されており、その両面には銅箔７７が形成されている。またプリント配線板７６の内部には２本のスルーホールが設けられていて、銅箔７７の表面とスルーホールの内側面にはメッキ層７８が形成されている。このメッキ層７８は銅メッキであり、プリント配線板７６の図の上面および下面において、銅箔７７とともにエッチングされて電極を構成している。この電極は、それぞれプリント配線板７６の上面では素子搭載ランド、下面では実装ランドであり、このうちプリント配線板７６の下面の実装ランドは二端子型固体電解コンデンサの外部端子である、陽極端子および陰極端子を構成している。

スルーホールの内側面のメッキ層７８は、プリント配線板７６の下面の実装ランドと上面の素子搭載ランドとをそれぞれ電気的に接続している。このメッキ層７８により、プリント配線板７６の下面の陽極端子、陰極端子は、コンデンサの本体部分を形成する陽極リード７４および銀ペースト層７３ｃにそれぞれ電気的に接続されていて、この陽極端子、陰極端子が二端子型固体電解コンデンサの外部端子となっている。またスルーホール内側面のメッキ層７８の内側領域には、絶縁樹脂７９が充填されている。

このように、固体電解コンデンサの外部端子としてプリント配線板に設けた実装ランドを用いた場合には、コンデンサの本体部分に接続された陽極リードを外装樹脂の側面に引き出してその下面まで引き回す必要がなく、プリント配線板を挟んで母材への溶接領域の直下に配置した実装ランドの陽極端子まで、陽極リードを電気的に最短となる距離で接続することができる。これにより、外部端子とコンデンサの本体部分との間の電気的な接続距離が短縮されるので、高周波領域におけるＥＳＬの値を改善してインピーダンスの高周波特性の向上を図ることができる。また陽極端子および陰極端子である外部端子がプリント配線板の表面に一体化されて設置されているために、このプリント配線板を薄くすることによって、固体電解コンデンサの薄型化を目指すことも可能である。

また、特許文献３に記載の方法を改良して高周波領域におけるＥＳＬをより一層低減する手段として、プリント配線板の内部に設けるスルーホールの本数を増加させる方法がある。特許文献３に記載の方法では、図７に示したように、プリント配線板の下面に設けられた実装ランドの陽極端子、陰極端子にスルーホールがそれぞれ１本ずつ接続されている。ここで陽極端子、陰極端子に接続されるスルーホールの本数をそれぞれ増やし、プリント配線板に多数のスルーホールを設けることとすれば、スルーホール内のメッキ層による電気的接続に関与する領域を増加させることができ、これによって特許文献３に記載の方法における電気的特性の改善効果をより向上させることが可能である。

特開２００２−１６４７６０号公報 特開２００７−４２９３２号公報 特開２００２−１３４３５９号公報

図７に示した特許文献３に記載の固体電解コンデンサの場合や、その方法を改良してスルーホールの本数を２本よりもさらに増加させた場合には、プリント配線板とそこに設けたメッキ層を有するスルーホールを使用して、固体電解コンデンサの本体部分からプリント配線板の反対面に設けた外部端子までの電気的接続を行うことになる。この方法によれば、特許文献１や特許文献２の場合よりも、固体電解コンデンサの本体部分から外部端子までの導電部材の延長長さを短縮することができ、従って高周波領域におけるＥＳＬの低減において一定の効果が得られる。しかし近年のデジタル機器の動作周波数の高周波化に伴い、ノイズ除去デバイスとして使用される固体電解コンデンサにおいてもより一層のＥＳＬの低減が求められていた。

ここで特許文献３の方法やそれを改良した前記従来方法の場合には、スルーホール内に設けるメッキ層をプリント配線板の上面と下面の両方にそれぞれ引き出す必要があり、このためプリント配線板の両面に銅箔とメッキ層の２層がそれぞれ形成されることとなる。このスルーホール内のメッキ層にはある程度の厚みが必要であるが、メッキ工程上、スルーホール内のメッキ厚みのみを厚くすることは困難であり、必然的にプリント配線板の両表面に設けるメッキ層も厚くなってしまう。つまり、両面銅貼板であるプリント配線板の両面の計４層の金属層の厚みのために、固体電解コンデンサにおける本体部分と陽極端子、陰極端子の間の電気的な接続距離を短縮する効果が相当程度打ち消されることとなる。そしてこのことが、固体電解コンデンサの高周波領域でのＥＳＬの低下における限界となっていた。つまり片面に陽極端子、陰極端子を設けたプリント配線板の使用はＥＳＬの低下において有効であるが、従来の技術ではその両面にメッキ層が必要であり、このメッキ層の厚みが原因で、ＥＳＬの低下の効果が制約を受けていたことになる。

本発明は、従来のプリント配線板に設けられていたスルーホールによる前記の制約を取り除き、それによって固体電解コンデンサの本体部分と陽極端子、陰極端子との間の電気的な接続距離を短縮する方法を提案するものである。これにより、従来の固体電解コンデンサの場合と比較して、高周波領域におけるＥＳＬなどの電気的特性をより一層低下させた、三端子型および二端子型の固体電解コンデンサを実現することができる。

本発明では、固体電解コンデンサの本体部分の外部にプリント配線板を設置して、このプリント配線板の表面に固体電解コンデンサの外部端子となる金属箔による電極（陽極端子および陰極端子）を設ける点については、前記従来の固体電解コンデンサの場合と同様である。ただし前記電極はプリント配線板の片面のみに設ける構成として、その反対側の面には電極となる金属箔を設けない。さらにこのプリント配線板には従来のようなスルーホールを設けないこととして、さらに両表面の金属箔の面上に設けていたメッキ層も廃止する。

なおこの金属箔を設けない面は、プリント配線板の両面のうち、固体電解コンデンサの本体部分に対向する側の面である。このプリント配線板の片面の金属箔を廃止することにより、外部端子である陽極端子および陰極端子と固体電解コンデンサの本体部分の間の距離を、金属箔１枚と、前記金属箔の両表面に形成していた２層のメッキ層の合計に相当する厚みだけ接近させることができる。このことは、固体電解コンデンサの高周波領域におけるＥＳＬを低減する効果をもたらすものである。またこの距離の接近によって、三端子型固体電解コンデンサの場合はその陽極−陽極間の直流抵抗が低減する効果が得られるが、これにより、２つの陽極間での許容通過電流が向上するという副次効果が得られる。

ここで、前記のプリント配線板の金属箔を設けない面には、従来のスルーホールの代わりとして、その反対側の面（裏面）の陽極端子および陰極端子を固体電解コンデンサの本体部分と電気的に接続することのできる構造体を設ける必要がある。この構造体としては、従来のスルーホールよりも断面積が大きな開口部を設けることが好適であり、この開口部を断面が四角形状の穴（角穴）とした場合はさらに好適である。開口部はプリント配線板を貫通するように設け、その底部にはプリント配線板の裏面に設けた外部端子である、陽極端子および陰極端子が露出するようにする。この開口部をプリント配線板に対して固体電解コンデンサの外部端子の数と同数だけ設け、各端子に１つの開口部が対応するように構成する。

即ち三端子型固体電解コンデンサの場合は開口部を３つ、二端子型固体電解コンデンサの場合は開口部を２つ設け、それぞれの開口部が、プリント配線板の片面に設けた外部端子である陽極端子および陰極端子と、固体電解コンデンサの本体部分に設けた陽極リードおよび陰極導体部の銀ペースト層とを、それぞれ電気的に接続するように構成する。この開口部の断面積は、固体電解コンデンサの強度や製造工程での取り回しなどに影響しない範囲で、できるだけ大きくすることが望ましい。

プリント配線板に設けた各々の開口部の内部には導電性材料を充填し、これにより、前記陽極端子および陰極端子と、固体電解コンデンサの本体との間の電気的な接続を行うように構成する。ここで各々の開口部の断面積は、従来技術の場合におけるスルーホールの断面積よりも格段に大きくすることが可能で、これによって通過する電流の高周波領域におけるＥＳＬを低減することができる。なお高周波電流におけるＥＳＬの低減の効果は、電流の通過断面積ではなく、主として通過面の外周長さによって決まることが知られているが、本発明における開口部では、従来のスルーホールに比べてこの通過面の外周長さも十分に大きくすることができ、従って固体電解コンデンサのＥＳＬを低下する上でも十分な効果を得ることができる。この際に、各々の開口部を円形穴ではなく角穴とすることは、この電流の通過面の外周長さを増加させるためにも効果的である。

なお、以上示したプリント配線板の片面の電極を省略してその厚みを削減すること、およびプリント配線板に電極端子の数に等しい開口部を設けることにより、固体電解コンデンサのＥＳＲ（Equivalent Series Resistance：等価直列抵抗）や三端子型固体電解コンデンサにおける陽極−陽極間の直流抵抗についても低減を図ることができる。

開口部の内部に充填する導電性材料としては、固化した銀ペースト層などの使用が好適である。またこの銀ペースト層とプリント配線板の開口部の内面部、およびプリント配線板の片面に設けた陽極端子や陰極端子との密着性を向上させるためには、プリント配線板の側の導電性材料との接続面にメッキ処理を行うことが好適である。また陽極端子や陰極端子の裏面に実施するこれらのメッキ処理は、銀ペースト層と陽極端子、陰極端子との間の接触抵抗の低減にも効果があり、固体電解コンデンサの高周波領域におけるＥＳＬの低減のみならず、ＥＳＲや陽極−陽極間の直流抵抗の低減においても有効であるである。

即ち、本発明は、表面が拡面化されてなる板状もしくは箔状の弁作用金属からなる母材と、前記母材の拡面化された表面に形成された酸化物からなる誘電体層とよりなる陽極体と、前記陽極体に接続して１の陰極導体部が形成され、また前記陽極体に接続して２の陽極リードが形成されてなる三端子型固体電解コンデンサであって、樹脂層と、前記樹脂層の片面に形成された金属層とからなるプリント配線板を備え、前記金属層は前記樹脂層の表面において複数の領域に分割されており、前記樹脂層には１以上の開口部が設けられ、前記開口部の一方の端部は前記金属層により覆われていて、前記開口部を介して、１の前記陰極導体部と前記金属層、および２の前記陽極リードと前記金属層とが、それぞれ電気的に接続されてなることを特徴とする三端子型固体電解コンデンサである。

また、本発明は、前記開口部の断面が四角形状であることを特徴とする三端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記開口部はエッチングにより形成されてなることを特徴とする三端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記エッチングがケミカルエッチングであることを特徴とする三端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記金属層の表面のうち前記開口部に面した領域の表面に金属メッキが施されてなることを特徴とする三端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記金属層の表面のうち前記開口部に面した領域の表面、および前記開口部の内面に金属メッキが施されてなることを特徴とする三端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記金属メッキが銅、ニッケル、金を順に重ねた複層メッキであることを特徴とする三端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記開口部に導電性材料が充填され、１の前記陰極導体部と前記金属層、および２の前記陽極リードと前記金属層とが、前記導電性材料によってそれぞれ電気的に接続されてなることを特徴とする三端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記導電性材料が導電性ペーストを固化したものからなることを特徴とする三端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記導電性ペーストが銀ペーストであることを特徴とする三端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記金属層が銅箔よりなることを特徴とする三端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記樹脂層がポリイミドよりなることを特徴とする三端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、表面が拡面化されてなる板状もしくは箔状の弁作用金属からなる母材と、前記母材の拡面化された表面に形成された酸化物からなる誘電体層とよりなる陽極体と、前記陽極体に接続して１の陰極導体部が形成され、また前記陽極体に接続して１の陽極リードが形成されてなる二端子型固体電解コンデンサであって、樹脂層と、前記樹脂層の片面に形成された金属層とからなるプリント配線板を備え、前記金属層は前記樹脂層の表面において複数の領域に分割されており、前記樹脂層には１以上の開口部が設けられ、前記開口部の一方の端部は前記金属層により覆われていて、前記開口部を介して、１の前記陰極導体部と前記金属層、および１の前記陽極リードと前記金属層とが、それぞれ電気的に接続されてなることを特徴とする二端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記開口部の断面が四角形状であることを特徴とする二端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記開口部はエッチングにより形成されてなることを特徴とする二端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記エッチングがケミカルエッチングであることを特徴とする二端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記金属層の表面のうち前記開口部に面した領域の表面に金属メッキが施されてなることを特徴とする二端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記金属層の表面のうち前記開口部に面した領域の表面、および前記開口部の内面に金属メッキが施されてなることを特徴とする二端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記金属メッキが銅、ニッケル、金を順に重ねた複層メッキであることを特徴とする二端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記開口部に導電性材料が充填され、１の前記陰極導体部と前記金属層、および２の前記陽極リードと前記金属層とが、前記導電性材料によってそれぞれ電気的に接続されてなることを特徴とする二端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記導電性材料が導電性ペーストを固化したものからなることを特徴とする二端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記導電性ペーストが銀ペーストであることを特徴とする二端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記金属層が銅箔よりなることを特徴とする二端子型固体電解コンデンサである。

さらに、本発明は、前記樹脂層がポリイミドよりなることを特徴とする二端子型固体電解コンデンサである。

本発明によれば、三端子型および二端子型固体電解コンデンサの外部端子として、片面に外部端子である陽極端子および陰極端子を設けたプリント配線板を用いることとする。このプリント配線板のうち固体電解コンデンサの本体部分に対向した片面には金属箔を設けずに、プリント配線板を貫通し、反対面の陽極端子および陰極端子に達する開口部を設け、この開口部内に導電性材料を充填して、固体電解コンデンサの本体部分と陽極端子および陰極端子とを電気的に接続する。以上の構成により、プリント配線板の両面のうち片面に設ける金属箔を省略し、また開口部の断面積を大きくすることができる。これにより、固体電解コンデンサの本体部分と陽極端子および陰極端子の間の距離を、金属箔１層分とメッキ層の厚みだけ短縮することができる。また両者を接続する導電性材料の断面積を大きくすることができるので、電流の通過面の外周長さも増加させることが可能である。

これらの改善により、三端子型および二端子型固体電解コンデンサの高周波領域におけるＥＳＬの値を低減させることができる。また副次効果として、固体電解コンデンサのＥＳＲ、さらに三端子型固体電解コンデンサにおける陽極−陽極間の直流抵抗のいずれについても低減させることができ、また固体電解コンデンサの体積効率についても向上させることができる。この結果、固体電解コンデンサにおける高周波特性などの電気的特性が向上する効果が得られるとともに、その体積効率の向上による固体電解コンデンサの製品の薄型化などを図ることもできる。

以下に本発明の三端子型および二端子型固体電解コンデンサの実施の形態について、図１〜図４をもとに説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態における三端子型固体電解コンデンサの構成の例を断面図として示したものである。図１において、母材１１は箔状の弁作用金属を、その目的とする素子の形状に切り出したものであり、アルミニウム、ニオブ、タンタルもしくはそれらの合金による箔の使用が好適である。母材１１の図の上下両側の表面にはエッチングにより拡面化が施され、その拡面化された両面に酸化物からなる誘電体層（図示せず）がさらに設けられ、合わせて陽極体を構成している。この誘電体層の形成方法としては、母材１１の拡面化された表面に陽極酸化によって陽極酸化皮膜を設けることが好適である。陽極体の上下両側の表面の各２箇所には、それぞれ絶縁部１２が設けられており、陽極体の表面は、この絶縁部１２によって図の左側、中央部、右側の３箇所の領域に分割されている。以下、この中央部の領域を陰極領域、左右の２箇所の領域を陽極領域と称する。

陽極体の表面のうち、中央部の陰極領域は、陰極導体部を形成する導電性高分子化合物層１３ａ、グラファイト層１３ｂ、銀ペースト層１３ｃの各層を、陽極体の両表面にそれぞれ順番に積層し、これにより固体電解コンデンサの陰極導体部を形成したものである。なお陽極体の上下両面に形成されたこれらの３層は、図１に示した断面図の手前もしくは奥の図示しない領域で、上下の各層がそれぞれ互いに電気的に接続している。また陽極体の左右の２箇所の陽極領域では、母材１１の下面にそれぞれ陽極リード１４が接続されている。陽極リード１４には銅、アルミ、ニッケルなどによる箔状の金属部材の使用が適しており、陽極体の表面の誘電体層をレーザトリミングなどにより除去し、母材１１の表面を露出させて、そこに超音波溶接を行うなどの方法で陽極リード１４を接合することができる。三端子型固体電解コンデンサの本体部分はこうして形成され、またその周囲は外装樹脂１５により樹脂モールドされている。

一方、図１に示す三端子型固体電解コンデンサの本体部分の下方、即ち銀ペースト層１３ｃおよび陽極リード１４の下側にはプリント配線板１６が配置されている。このプリント配線板１６はガラスエポキシ、ポリイミドなどの樹脂層からなり、その片面にのみ銅箔を設けた片面銅貼板である。この銅箔はプリント配線板１６の図の下側の面に設けられていて、エッチングが施されて２箇所の陽極端子１７ａ、および１箇所の陰極端子１７ｂが形成されている。これらの３箇所の電極は、それぞれ三端子型固体電解コンデンサの外部端子となっている。

プリント配線板１６には３箇所の開口部が設けられている。図１において、開口部は導電性材料１８ａ、１８ｂにて充填されている。これらの開口部はそれぞれプリント配線板１６を厚み方向に貫通していて、プリント配線板１６の図の下面に設けられた陽極端子１７ａ、陰極端子１７ｂの上面にまで達している。これらの開口部の形成方法としてはエッチングが適しており、中でもケミカルエッチングは、プリント配線板１６の樹脂部分のみをエッチングして、銅箔である陽極端子１７ａ、陰極端子１７ｂを残存させることが可能であるためにとくに好適である。そしてこれらの開口部に導電性ペーストからなる導電性材料１８ａ，１８ｂを充填することにより、三端子型固体電解コンデンサの本体部分と外部端子とを、プリント配線板１６を介して互いに電気的に接続することができる。

導電性材料１８ａ，１８ｂとしては銀ペーストを充填して固化させたものが好適であり、陽極リード１４や銀ペースト層１３ｃとの電気的な接続のために、プリント配線板１６の開口部の縁と同じ高さか、もしくは開口部の縁よりも若干高い位置までわずかに突出するように、開口部内に導電性材料１８ａ，１８ｂを充填することが好ましい。図に示すように、充填された導電性材料１８ａ，１８ｂの頂部は三端子型固体電解コンデンサの本体部分の底部に接しており、この接触位置で両者は互いに電気的に接続される。陽極リード１４や銀ペースト層１３ｃと導電性材料１８ａ，１８ｂとの間の確実な電気的接続を行うためには、導電性材料１８ａ，１８ｂが半固化の状態のときに両者を接続させ、その後に加熱固化を行って両者の接続を強固なものとするなどの方法が効果的である。

また導電性材料１８ａ，１８ｂとしては、プリント配線板１６の開口部の内側面や陽極端子１７ａ、陰極端子１７ｂの開口部に面した表面など、他の部材との接触面で、強固な密着性が得られることが望ましく、このため接着強度をとくに重視した導電性ペースト（銀ペースト）を用いることが好ましい。一方、三端子型固体電解コンデンサの本体部分を構成する銀ペースト層１３ｃの方は、低抵抗性にとくに留意した導電性ペーストを用いることが好ましい。また導電性材料１８ａ，１８ｂが充填されるプリント配線板１６の開口部は、その断面積をできるだけ大きくすることが望ましく、具体的には断面を四角形とすることが好適である。この開口部の断面積が大きいほど固体電解コンデンサのＥＳＲを低減させることができ、また三端子型固体電解コンデンサにおける陽極−陽極間の直流抵抗の低減においても有効である。

一方、高周波領域におけるインピーダンスの指標となるＥＳＬの値は、前記のように、開口部の断面積ではなく、その断面形状の外周長さに関係することが知られている。しかし開口部の断面積を大きくした場合は、必然的にその断面形状における外周長さも増加することから、断面積の大きな開口部を設けることは、固体電解コンデンサの高周波領域におけるＥＳＬの低減においても有効である。

さらに、本発明の第１の実施の形態における三端子型固体電解コンデンサの構成では、プリント配線板１６の両面に銅箔を設ける必要はなく、陽極端子１７ａ、陰極端子１７ｂを構成する金属箔をその片面にのみ設ければよい。また従来例のプリント配線板の内部にスルーホールを設けた場合とは異なり、スルーホールの内側面のメッキ層をプリント配線板の両側に引き出す必要もない。従って、従来プリント配線板の両面に設けていた４層の金属箔層のうちの３層を省略することができ、これにより固体電解コンデンサの本体部分から外部端子までの電気的な接続距離を短縮することが可能である。この短縮によって、三端子型固体電解コンデンサのＥＳＲ、陽極−陽極間の直流抵抗、高周波領域におけるＥＳＬの三者を全て低減させることができる。以上記したプリント配線板１６に開口部を設ける一連の処置によって、固体電解コンデンサの高周波特性などの電気的特性が向上する効果が得られるとともに、副次効果としてプリント配線板１６の薄型化による固体電解コンデンサの体積効率の向上の効果も得ることができる。

図２は、本発明の第２の実施の形態における三端子型固体電解コンデンサの構成の例を断面図として示したものである。図２において、母材２１、絶縁部２２、導電性高分子化合物層２３ａ、グラファイト層２３ｂ、銀ペースト層２３ｃ、陽極リード２４、外装樹脂２５、３箇所の開口部を設けたプリント配線板２６、および外部端子である陽極端子２７ａ、陰極端子２７ｂの各構成は、本発明の第１の実施の形態における三端子型固体電解コンデンサの構成の場合と同じである。本発明の第１の実施の形態の場合との違いは、プリント配線板２６に設けられた３箇所の開口部内に、それぞれメッキ層２９ａ，２９ｂが設けられている点である。これらのメッキ層２９ａ，２９ｂは、主として開口部内に充填される導電性材料２８ａ，２８ｂとの密着性を高めるために設けられたものである。プリント配線板２６の内側面や陽極端子２７ａ、陰極端子２７ｂとの接続が直接ではなく、メッキ層２９ａ，２９ｂを介して行われることで、両者の密着性の強化による信頼性の向上が図られるほか、固体電解コンデンサの電気的特性におけるさらなる向上も期待される。

メッキ層２９ａ，２９ｂとしては、導電性材料２８ａ，２８ｂとの密着性の制約などから表面を金メッキとすることが好適であり、下地層に銅およびニッケルを用いた銅−ニッケル−金メッキはとくに好適である。ここでプリント配線板２６の開口部内に設けたメッキ層２９ａ，２９ｂがプリント配線板２６の外部に突出することがないように、メッキ厚みの合計がプリント配線板２６の厚みよりも薄くなるように設定する必要がある。この場合はメッキ層２９ａ，２９ｂはプリント配線板２６の開口部内に完全に収まることになるので、メッキ層の設置によって固体電解コンデンサの素子高さが増加することはない。

図３は、本発明の第３の実施の形態における二端子型固体電解コンデンサの構成の例を断面図として示したものである。図３において、母材３１、絶縁部３２、導電性高分子化合物層３３ａ、グラファイト層３３ｂ、銀ペースト層３３ｃ、陽極リード３４、外装樹脂３５、開口部を設けたプリント配線板３６、開口部内に充填して固化させた導電性材料３８ａ，３８ｂ、および外部端子である陽極端子３７ａ、陰極端子３７ｂの各構成は、本発明の第１の実施の形態における三端子型固体電解コンデンサの構成の場合と基本的に同じである。ただしこの固体電解コンデンサは二端子型であり、そのため母材３１は図３の右側領域では導電性高分子化合物層３３ａ、グラファイト層３３ｂ、銀ペースト層３３ｃを貫通しておらず、この領域には絶縁部や陽極リードも設けられていない。また母材３１の図の右端部にはその上下の両面と同様に誘電体層が形成されていて、導電性高分子化合物層３３ａとの電気的な導通を防止している。プリント配線板３６に設けられた開口部は２箇所のみであり、それぞれに導電性材料３８ａ，３８ｂが充填されている。

これらの構成により、この二端子型固体電解コンデンサの場合にも、第１の実施の形態の場合と同様に、二端子型固体電解コンデンサの本体部分と外部端子である陽極端子３７ａ、陰極端子３７ｂとの間の電気的な接続距離を短縮させることができる。また同時に、プリント配線板３６の上下の間の電気的な接続の経路における断面積を増加させるとともに、その断面形状の外周長さを増加させることもできる。これにより、固体電解コンデンサのＥＳＲの低減および高周波領域におけるＥＳＬの低減の効果を得ることができ、二端子型固体電解コンデンサにおける、高周波特性などの電気的特性を向上させることが可能である。また副次効果として、プリント配線板３６の両面に設けられる金属箔層の削減によって、固体電解コンデンサの製品の薄型化、およびその体積効率の向上を図ることもできる。なお二端子型固体電解コンデンサでは陽極が１箇所しか設けられていないため、陽極−陽極間の直流抵抗に関する効果は得られない。

図４は、本発明の第４の実施の形態における二端子型固体電解コンデンサの構成の例を断面図として示したものである。図４において、母材４１、絶縁部４２、導電性高分子化合物層４３ａ、グラファイト層４３ｂ、銀ペースト層４３ｃ、陽極リード４４、外装樹脂４５、開口部を設けたプリント配線板４６、開口部内に充填して固化させた導電性材料４８ａ，４８ｂ、および外部端子である陽極端子４７ａ、陰極端子４７ｂの各構成は、本発明の第３の実施の形態における二端子型固体電解コンデンサの構成の場合と基本的に同じである。またプリント配線板４６に設けられた開口部も同様に２箇所のみであり、それぞれに導電性材料４８ａ，４８ｂが充填されている。

本発明の第３の実施の形態の場合との違いは、プリント配線板４６に設けられたこの２箇所の開口部内にそれぞれメッキ層４９ａ，４９ｂが設けられている点である。これらのメッキ層４９ａ，４９ｂは、本発明の第２の実施の形態の場合と同様に、主として開口部内に充填される導電性材料４８ａ，４８ｂとの密着性を高めるために設けられたものである。導電性材料４８ａ，４８ｂとの電気的な接続が、直接ではなくメッキ層４９ａ，４９ｂを介して行われることで、開口部の内側面や陽極端子４７ａ、陰極端子４７ｂとの密着性の強化による信頼性の向上が期待されるほか、固体電解コンデンサの電気的特性におけるさらなる向上も期待される。またメッキ層４９ａ，４９ｂは、本発明の第２の実施の形態の場合と同様に、下地層に銅およびニッケルを用いた銅−ニッケル−金メッキとすることがとくに好適である。またこれらのメッキ厚みの合計がプリント配線板４６の厚みよりも薄くなるように設定して、プリント配線板４６の開口部内に完全に収まるようにする必要がある。このメッキ厚みの制約により、メッキ層を設けることで固体電解コンデンサの素子高さが増加することはない。

（実施例１）
本発明の第１の実施の形態に基づく三端子型固体電解コンデンサを作製して、その特性を評価した。まず、母材を作製するために、両側の表面が拡面化された箔状のアルミニウム（アルミ箔）を用意し、その両表面に陽極酸化により誘電体層を形成した。このアルミ箔はアルミ電解コンデンサの電極用途として市販されているもので、公称化成電圧が５Ｖ、厚みが１０５μｍである。このアルミ箔を幅２．５ｍｍ、長さ６．０ｍｍの長方形の形状に裁断して母材とした。次いで作製した母材の長さ方向の両端面からそれぞれ１．３ｍｍの領域を残して母材の表裏に計４箇所の絶縁部を形成した。この絶縁部は、母材の両表面にエポキシ樹脂を主成分とする絶縁樹脂を幅方向にそれぞれ太さ０．５ｍｍ、高さ１００μｍの線状に塗布し、母材に含浸、硬化させることにより形成したものである。

ここで両側を絶縁部で囲まれた母材の中央部は陰極領域であるが、この領域の両面に、まず導電性高分子であるポリピロールからなる導電性高分子層を塗布し、次いでその面上にグラファイト層、銀ペースト層をそれぞれ順に塗布した後に、一定温度、時間の乾燥固化を行った。こうして形成した導電性高分子層、グラファイト層、銀ペースト層からなる層全体の高さは１００μｍであって、各層の両端はそれぞれ絶縁部に接している。この陰極領域の大きさは母材の幅方向が２．５ｍｍ、長さ方向が２．４ｍｍである。一方、絶縁部の両外側のそれぞれの陽極領域では、母材両表面のうち片面の誘電体層をＹＡＧレーザによるトリミングにて除去し、得られた母材金属の露出面に陽極リードとして銅箔を超音波溶接によって接続した。この銅箔の寸法は幅２．５ｍｍ、長さ１．０ｍｍ、厚み１００μｍである。溶接後の銅箔の母材からの突出高さはその厚みと同じであるが、この高さは陰極領域における３層の塗布体の積層高さと同じとなるように設定している。以上の方法により、三端子型固体電解コンデンサの本体部分の作製を行った。

次にポリイミド樹脂からなる厚み３０μｍの樹脂板を用意し、その片面のみに厚み２０μｍの銅箔を貼り合わせた片面銅貼板とした。この片面銅貼板の銅箔部分にケミカルエッチングを施して陰極端子、陽極端子である外部端子を形成し、幅２．８ｍｍ、長さ６．３ｍｍに裁断してプリント配線板とした。なおプリント配線板の表面においてこれらの陰極端子、陽極端子が設けられた領域は、それぞれ三端子型固体電解コンデンサの本体部分の陰極領域、陽極領域に対応している。さらに、これらの外部端子が形成された各領域のポリイミド樹脂を一部除去することによって、陰極領域、陽極領域に対応するそれぞれの領域に、計３箇所の開口部を形成した。この開口部の形状は、陰極領域では幅２．５ｍｍ、長さ２．４ｍｍ、２箇所の陽極領域ではそれぞれ幅２．５ｍｍ、長さ１．３ｍｍである。

次いで、これらの開口部に導電性材料である銀ペースト（藤倉化成株式会社製、製品番号：ＸＡ５６３０）を充填した後に１２０℃で一定時間昇温し、銀ペースト部を半固化状態としてから三端子型固体電解コンデンサの本体部分を接着した。この際に、銀ペースト部はプリント配線板の開口部の縁から数十μｍ程度盛り上がるように充填し、本体部分の陰極領域の銀ペースト層、および陽極領域の銅箔が、これらの銀ペースト部に確実に接着されて電気的接続が行われるように留意した。その後、本体部分とプリント配線板との接着の後で一定温度、時間の乾燥固化を行い、本体部分を覆うように外装樹脂による樹脂モールドを行い、三端子型固体電解コンデンサを得た。作製した固体電解コンデンサの外形寸法は、幅２．８ｍｍ、長さ６．３ｍｍ、高さ０．４６ｍｍのチップ状である。以上の方法により、このチップ状の三端子型固体電解コンデンサを１０個作製した。

（実施例２）
本発明の第２の実施の形態に基づく三端子型固体電解コンデンサを作製して、その特性を評価した。作製した三端子型固体電解コンデンサの本体部分の構成は実施例１の場合と同一であり、プリント配線板の構成も同じである。実施例１の場合との違いは、プリント配線板の各々の開口部に銀ペーストを充填する前に、開口部内にメッキ層を設けたことのみである。このメッキ層は各開口部の内側面、および陰極端子、陽極端子である銅箔の開口部側の表面を被覆している。メッキ層はいずれも被覆面の側から銅−ニッケル−金の３層からなる無電解メッキであり、厚みは合計１０μｍである。ポリイミド樹脂の樹脂板の厚みが３０μｍであることから、これらのメッキ層は各開口部内に完全に隠れており、作製された三端子型固体電解コンデンサの外形寸法は、実施例１の場合と同一の、幅２．８ｍｍ、長さ６．３ｍｍ、高さ０．４６ｍｍである。以上の方法により、このチップ状の三端子型固体電解コンデンサを１０個作製した。

（実施例３）
本発明の第３の実施の形態に基づく二端子型固体電解コンデンサを作製して、その特性を評価した。使用した母材の材質、寸法、表面処理の方法、銅箔の寸法、および形成した導電性高分子層、グラファイト層、銀ペースト層の構成などは、実施例１の場合と同一である。二端子型固体電解コンデンサであるため本体部分の陽極領域は１箇所のみであり、絶縁部は母材の長さ方向の一方の端面から１．３ｍｍの位置の両面に設けられているのみである。絶縁部が絶縁樹脂を太さ０．５ｍｍ、高さ１００μｍの線状に母材に塗布したものである点は、実施例１の場合と同じである。母材の長さ６．０ｍｍのうち、陽極領域の長さは１．３ｍｍで実施例１の場合と同じであるが、陰極領域の長さは４．２ｍｍである。またプリント配線板が片面銅貼板であること、その樹脂の材質なども、実施例１の場合と同じである。ただし開口部は固体電解コンデンサの本体部分の陰極領域、陽極領域にそれぞれ対応する各１箇所ずつであり、その寸法は、陰極領域では幅２．５ｍｍ、長さ４．２ｍｍ、陽極領域では幅２．５ｍｍ、長さ１．３ｍｍである。

次いで、これらの開口部に導電性材料である銀ペーストを充填して乾燥固化させ、実施例１の場合と同じ手順で作製を進めて、最後に本体部分を被覆して外装樹脂による樹脂モールドを行い、二端子型固体電解コンデンサを得た。作製した固体電解コンデンサの外形寸法は幅２．８ｍｍ、長さ６．３ｍｍ、高さ０．４６ｍｍのチップ状で、実施例１の場合と同じであるが、外部端子は２箇所のみである。以上の方法により、このチップ状の二端子型固体電解コンデンサを１０個作製した。

（実施例４）
本発明の第４の実施の形態に基づく二端子型固体電解コンデンサを作製して、その特性を評価した。作製した二端子型固体電解コンデンサの本体部分の構成は実施例３の場合と同一であり、プリント配線板の構成も同じである。実施例３の場合との違いは、プリント配線板の各々の開口部に銀ペーストを充填する前に、開口部内にメッキ層を設けたことのみである。このメッキ層は実施例２の場合と同じ構成である。作製された二端子型固体電解コンデンサの外形寸法は、実施例３の場合と同一の、幅２．８ｍｍ、長さ６．３ｍｍ、高さ０．４６ｍｍである。以上の方法により、このチップ状の二端子型固体電解コンデンサを１０個作製した。

（比較例１）
実施例１の三端子型固体電解コンデンサと同一の本体部分を有するものの、プリント配線板として両面銅貼板を用い、また開口部を設ける代わりにスルーホールを設け、その内側面と両面にメッキ層を形成し、本体部分と接合した三端子型固体電解コンデンサを作製して比較例１とした。プリント配線板はポリイミド樹脂からなる厚み３０μｍの樹脂板の両面に、厚み２０μｍの銅箔をそれぞれ貼り合わせたものである。このプリント配線板に直径１００μｍのスルーホールを計２４本設け、次いでスルーホールの内側面とプリント配線板の両面の銅箔部分に銅−ニッケル−金の３層からなる無電解メッキを施した。このメッキ層の厚みは各３０μｍである。

なお、スルーホールを介したプリント配線板の両面間の導電のためにはメッキ層に一定の厚みが必要であることが分かっており、その際に必要な厚みは３０μｍ程度である。メッキ層の厚みを３０μｍより薄くした場合には、スルーホール内におけるメッキ層の厚みの減少によって、高周波領域におけるＥＳＬや、陽極−陽極間の直流抵抗が相当に大きくなることが実験的に判明している。以上より、各３０μｍである両面のメッキ層の厚みも含めたプリント配線板全体の厚みは１３０μｍである。メッキ処理の後で、各スルーホールの内部には絶縁樹脂を充填した。

このプリント配線板の両面に設けた金属層に対し、ケミカルエッチングによってそれぞれ素子搭載ランド、実装ランドを形成した。このうち素子搭載ランドは固体電解コンデンサの本体部分との内部接続用の端子である。プリント配線板に設けた２４本のスルーホールのうち、１２本は素子搭載ランドにて本体部分の陰極領域に設けられた銀ペースト層に接続し、残りは陽極領域である２箇所の陽極リードにそれぞれ６本ずつ接続している。一方、実装ランドは固体電解コンデンサの外部端子であり、外部端子として陽極端子および陰極端子を設けている。素子搭載ランドにて陰極領域に接続した１２本のスルーホールは陰極端子に、陽極領域に接続したスルーホールは２箇所の陽極領域にそれぞれ６本ずつ接続している。

このプリント配線板と本体部分の間に、実施例１において開口部内に充填して固化させた導電性材料である銀ペースト（藤倉化成株式会社製、製品番号：ＸＡ５６３０）を薄く塗布して陰極領域および陽極領域をそれぞれ接続し、最後に外装樹脂により樹脂モールドした。作製した比較例１における三端子型固体電解コンデンサの外形は、幅２．８ｍｍ、長さ６．３ｍｍ、高さ０．５４ｍｍであって、幅および長さは実施例１の場合と同一であるが、高さのみが若干高くなっている。以上の方法により、このチップ状の三端子型固体電解コンデンサを１０個作製した。

（比較例２）
実施例３の二端子型固体電解コンデンサと同一の本体部分を有するものの、比較例１の場合と同様に、プリント配線板としてスルーホールを設けた両面銅貼板を用い、本体部分と接合した二端子型固体電解コンデンサを作製して比較例２とした。プリント配線板の仕様は比較例１の場合と同様であり、設けたスルーホールの本数も２４本で同一である。ただし実施例３の場合と同じく陽極領域を１箇所として、三端子型固体電解コンデンサの場合よりも陰極領域を拡大している。このため２４本のスルーホールのうち、本体部分の陰極領域の銀ペースト層には１８本を接続し、陽極領域の陽極リードには残りの６本を接続している。このプリント配線板と本体部分を比較例１の場合と同様に銀ペーストにて接続し、最後に外装樹脂により樹脂モールドして二端子型固体電解コンデンサを得た。この二端子型固体電解コンデンサの外形寸法は、外部端子が２箇所のみであること以外は比較例１の場合と同一である。以上の方法により、このチップ状の二端子型固体電解コンデンサを１０個作製した。

（評価）
以上の方法にて作製した実施例１〜４、比較例１，２による各１０個の固体電解コンデンサに関して、電気的特性として高周波領域におけるＥＳＬ、およびＥＳＲ、三端子型固体電解コンデンサの場合はその陽極−陽極間の直流抵抗をそれぞれ測定した。ここでＥＳＬ（単位ｐＨ）は高周波プローブ（カスケード・マイクロテック社製）およびネットワークアナライザ（アジレント・テクノロジー社製）を用い、測定周波数２００ＭＨｚにおいて、二端子対法で各試料の挿入損失を測定することにより算出した。またＥＳＲ（単位ｍΩ）は測定周波数１００ｋＨｚにおいて、ＬＣＲメータ（アジレント・テクノロジー社製）を用いて測定した。さらに三端子型固体電解コンデンサにおける陽極−陽極間の直流抵抗（単位ｍΩ）も同じＬＣＲメータを用いて測定した。最後に各試料当たり１０個ずつの各測定値における平均値を算出して測定結果とした。また各試料の樹脂モールドされた全体の体積に対する固体電解コンデンサの本体部分の体積の比率を算出して体積効率とした。

以上の結果のうち、三端子型固体電解コンデンサである実施例１，２、および比較例１の、高周波領域におけるＥＳＬ、ＥＳＲ、陽極−陽極間の直流抵抗の測定結果、および体積効率の値を表１に示す。ただしＥＳＬ、ＥＳＲ、直流抵抗の値は、それぞれ比較例１の場合を１．００とした相対値である。

また二端子型固体電解コンデンサである実施例３，４、および比較例２の、高周波領域におけるＥＳＬ、ＥＳＲ、陽極−陽極間の直流抵抗の測定結果、および体積効率の値を表１に示す。ただしＥＳＬ、ＥＳＲの値は、それぞれ比較例２の場合を１．００とした相対値である。

以上の表１および表２の結果より、本発明における三端子型および二端子型の固体電解コンデンサは、プリント配線板として複数のスルーホールを設けた従来の固体電解コンデンサの場合と比較して、高周波領域におけるＥＳＬの値に関して５〜１４％程度の改善効果が得られており、低ＥＳＬ化が達成できたことが分かる。またＥＳＲに関しては４２〜５５％程度と大きな改善が得られており、プリント配線板に開口部を設ける措置がとくに有効であることが分かる。さらに体積効率においても若干の向上が得られたが、これは主にプリント配線板部分の厚みの減少の効果によるものである。また、三端子型固体電解コンデンサでは陽極−陽極間の直流抵抗も低下しており、このことから固体電解コンデンサにおける許容通過電流を従来よりも大きくすることが可能である。

なお表１および表２において、実施例１と実施例２、および実施例３と実施例４とを比較すると、実施例２および実施例４の方が、高周波領域におけるＥＳＬ、ＥＳＲ、陽極−陽極間の直流抵抗のいずれにおいても比較例に対する改善効果が著しいことが分かる。これは、プリント配線板に設けた開口部の内側面にメッキ層を設けることが、プリント配線板を通過する電流におけるインピーダンスなどを低減させ、固体電解コンデンサの電気的特性の向上において有効であることを示している。比較例１、２とは異なり、開口部内にメッキ層を設ける構造では、固体電解コンデンサの本体部分と外部端子との間の電気的な接続距離を拡大することにはならないので、メッキ層を設けることによる電気的特性の向上の効果を、とくにデメリットなく享受することができる。

以上示したように、本発明の実施の形態に基づき、三端子型および二端子型の固体電解コンデンサを構成するプリント配線板に開口部を設け、そこに導電性材料を充填して、それにより固体電解コンデンサの本体部分と外部端子との間の電気的接続を行う構成とする。これにより、固体電解コンデンサの高周波領域におけるＥＳＬの値を向上させることができるほか、副次効果としてＥＳＲ、体積効率、および三端子型固体電解コンデンサの場合は陽極−陽極間の直流抵抗についても従来よりも向上させることができる。ここで、上記説明は、本発明の実施の形態に係る場合の効果について説明するためのものであって、これによって特許請求の範囲に記載の発明を限定し、あるいは請求の範囲を減縮するものではない。また、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。

本発明の第１の実施の形態における三端子型固体電解コンデンサの構成の例の断面図。 本発明の第２の実施の形態における三端子型固体電解コンデンサの構成の例の断面図。 本発明の第３の実施の形態における二端子型固体電解コンデンサの構成の例の断面図。 本発明の第４の実施の形態における二端子型固体電解コンデンサの構成の例の断面図。 従来の一般的な三端子型固体電解コンデンサの構成の例の断面図。 従来の一般的な二端子型固体電解コンデンサの構成の例の断面図。 プリント配線板を用いた二端子型固体電解コンデンサの構成の例の断面図。

符号の説明

１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１ 母材
１２，２２，３２，４２，５２，６２，７２ 絶縁部
１３ａ，２３ａ，３３ａ，４３ａ，５３ａ，６３ａ，７３ａ 導電性高分子化合物層
１３ｂ，２３ｂ，３３ｂ，４３ｂ，５３ｂ，６３ｂ，７３ｂ グラファイト層
１３ｃ，２３ｃ，３３ｃ，４３ｃ，５３ｃ，６３ｃ，７３ｃ 銀ペースト層
１４，２４，３４，４４，５４，６４，７４ 陽極リード
１５，２５，３５，４５，５５，６５，７５ 外装樹脂
１６，２６，３６，４６，７６ プリント配線板
１７ａ，２７ａ，３７ａ，４７ａ 陽極端子
１７ｂ，２７ｂ，３７ｂ，４７ｂ 陰極端子
５７，６７ 陰極リード
７７ 銅箔
１８ａ，１８ｂ，２８ａ，２８ｂ，３８ａ，３８ｂ，４８ａ，４８ｂ 導電性材料
２９ａ，２９ｂ，４９ａ，４９ｂ，７８ メッキ層
７９ 絶縁樹脂

Claims (24)

1. 表面が拡面化されてなる板状もしくは箔状の弁作用金属からなる母材と、前記母材の拡面化された表面に形成された酸化物からなる誘電体層とよりなる陽極体と、
   前記陽極体に接続して１の陰極導体部が形成され、また前記陽極体に接続して２の陽極リードが形成されてなる三端子型固体電解コンデンサであって、
   樹脂層と、前記樹脂層の片面に形成された金属層とからなるプリント配線板を備え、前記金属層は前記樹脂層の表面において複数の領域に分割されており、
   前記樹脂層には１以上の開口部が設けられ、前記開口部の一方の端部は前記金属層により覆われていて、
   前記開口部を介して、１の前記陰極導体部と前記金属層、および２の前記陽極リードと前記金属層とが、それぞれ電気的に接続されてなることを特徴とする三端子型固体電解コンデンサ。
2. 前記開口部の断面が四角形状であることを特徴とする請求項１に記載の三端子型固体電解コンデンサ。
3. 前記開口部はエッチングにより形成されてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の三端子型固体電解コンデンサ。
4. 前記エッチングがケミカルエッチングであることを特徴とする請求項３に記載の三端子型固体電解コンデンサ。
5. 前記金属層の表面のうち前記開口部に面した領域の表面に金属メッキが施されてなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の三端子型固体電解コンデンサ。
6. 前記金属層の表面のうち前記開口部に面した領域の表面、および前記開口部の内面に金属メッキが施されてなることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の三端子型固体電解コンデンサ。
7. 前記金属メッキが銅、ニッケル、金を順に重ねた複層メッキであることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の三端子型固体電解コンデンサ。
8. 前記開口部に導電性材料が充填され、１の前記陰極導体部と前記金属層、および２の前記陽極リードと前記金属層とが、前記導電性材料によってそれぞれ電気的に接続されてなることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の三端子型固体電解コンデンサ。
9. 前記導電性材料が導電性ペーストを固化したものからなることを特徴とする請求項８に記載の三端子型固体電解コンデンサ。
10. 前記導電性ペーストが銀ペーストであることを特徴とする請求項９に記載の三端子型固体電解コンデンサ。
11. 前記金属層が銅箔よりなることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の三端子型固体電解コンデンサ。
12. 前記樹脂層がポリイミドよりなることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の三端子型固体電解コンデンサ。
13. 表面が拡面化されてなる板状もしくは箔状の弁作用金属からなる母材と、前記母材の拡面化された表面に形成された酸化物からなる誘電体層とよりなる陽極体と、
    前記陽極体に接続して１の陰極導体部が形成され、また前記陽極体に接続して１の陽極リードが形成されてなる二端子型固体電解コンデンサであって、
    樹脂層と、前記樹脂層の片面に形成された金属層とからなるプリント配線板を備え、前記金属層は前記樹脂層の表面において複数の領域に分割されており、
    前記樹脂層には１以上の開口部が設けられ、前記開口部の一方の端部は前記金属層により覆われていて、
    前記開口部を介して、１の前記陰極導体部と前記金属層、および１の前記陽極リードと前記金属層とが、それぞれ電気的に接続されてなることを特徴とする二端子型固体電解コンデンサ。
14. 前記開口部の断面が四角形状であることを特徴とする請求項１３に記載の二端子型固体電解コンデンサ。
15. 前記開口部はエッチングにより形成されてなることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の二端子型固体電解コンデンサ。
16. 前記エッチングがケミカルエッチングであることを特徴とする請求項１５に記載の二端子型固体電解コンデンサ。
17. 前記金属層の表面のうち前記開口部に面した領域の表面に金属メッキが施されてなることを特徴とする請求項１３ないし１６のいずれか１項に記載の二端子型固体電解コンデンサ。
18. 前記金属層の表面のうち前記開口部に面した領域の表面、および前記開口部の内面に金属メッキが施されてなることを特徴とする請求項１３ないし１６のいずれか１項に記載の二端子型固体電解コンデンサ。
19. 前記金属メッキが銅、ニッケル、金を順に重ねた複層メッキであることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の二端子型固体電解コンデンサ。
20. 前記開口部に導電性材料が充填され、１の前記陰極導体部と前記金属層、および２の前記陽極リードと前記金属層とが、前記導電性材料によってそれぞれ電気的に接続されてなることを特徴とする請求項１３ないし１９のいずれか１項に記載の二端子型固体電解コンデンサ。
21. 前記導電性材料が導電性ペーストを固化したものからなることを特徴とする請求項２０に記載の二端子型固体電解コンデンサ。
22. 前記導電性ペーストが銀ペーストであることを特徴とする請求項２１に記載の二端子型固体電解コンデンサ。
23. 前記金属層が銅箔よりなることを特徴とする請求項１３ないし２２のいずれか１項に記載の二端子型固体電解コンデンサ。
24. 前記樹脂層がポリイミドよりなることを特徴とする請求項１３ないし２３のいずれか１項に記載の二端子型固体電解コンデンサ。

Images