JP2010287912A - Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は各種電子機器に使用される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に関するものである。 The present invention relates to a solid electrolytic capacitor using a conductive polymer used in various electronic devices as a solid electrolyte.
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。 Along with the higher frequency of electronic equipment, capacitors that are one of the electronic components have been required to have better impedance characteristics in the high frequency range than before. Various solid electrolytic capacitors using a polymer as a solid electrolyte have been studied.
図4はこの種の従来の固体電解コンデンサの構成を示した断面図、図5は同斜視図、図6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4〜図6において20はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子20は弁作用金属であるアルミニウム箔からなる陽極体21の表面に誘電体酸化皮膜層を形成した後に絶縁性のレジスト部22を設けて陽極部23と陰極部24に分離し、この陰極部24の表面に固体電解質層25、カーボンと銀ペーストからなる陰極層26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。
4 is a sectional view showing the structure of this type of conventional solid electrolytic capacitor, FIG. 5 is a perspective view thereof, and FIG. 6 is a partially cutaway perspective view showing the structure of a capacitor element used in the solid electrolytic capacitor. 4 to 6,
27は陽極コム端子、28は陰極コム端子、28aはこの陰極コム端子28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20の陽極部23を陽極コム端子27の接続面に、同じく陰極部24を陰極コム端子28の接続面に夫々搭載し、コンデンサ素子20の陽極部23を陽極コム端子27の接続面の接続部27aを折り曲げて抵抗溶接により接合し、陰極部24を陰極コム端子28の接続面に図示しない導電性銀ペーストを介して接続したものである。
27 is an anode comb terminal, 28 is a cathode comb terminal, 28a is a guide part formed by bending a part of the connecting surface of the
29はこのようにコンデンサ素子20を接合した陽極コム端子27と陰極コム端子28の一部が夫々外表面に露呈する状態で上記コンデンサ素子20を被覆した絶縁性の外装樹
脂であり、この外装樹脂29から表出した陽極コム端子27と陰極コム端子28は夫々外装樹脂29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を形成し、これにより面実装型の固体電解コンデンサを構成したものである。
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。
As prior art document information related to the invention of this application, for example,
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20の陽極部23ならびに陰極部24に夫々接続される陽極コム端子27と陰極コム端子28の形状が複雑でコスト高の要因になっているばかりでなく、陽極コム端子27と陰極コム端子28のコンデンサ素子20との接続面(陽極部23と陰極部24)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、更に高周波に対応して低ESR(等価直列抵抗)化のみならず、更にノイズ除去性や過渡応答性に優れ、かつ低ESL化が要求されている状況の中では採用できないという課題を有したものであった。
However, in the above-described conventional solid electrolytic capacitor, the shapes of the
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。 An object of the present invention is to solve such a conventional problem and to provide a solid electrolytic capacitor capable of achieving low ESL by shortening a drawing distance from a capacitor element to a terminal. .
上記課題を解決するために本発明は、陽極部と陰極部とを有するコンデンサ素子が複数枚積層され、前記陽極部を上面に載置した陽極リードフレームと、この陽極リードフレームと接合され、最下段の前記コンデンサ素子の陽極部の外部取り出しを行う陽極端子と、最下段の前記コンデンサ素子の前記陰極部を上面に載置した陰極リードフレームと、この陰極リードフレームと接合され、前記陰極部の外部取り出しを行う陰極端子と、この陽極端子と陰極端子の実装面となる下面を露呈させた状態で上記コンデンサ素子を一体に被覆した絶縁性の外装樹脂からなる固体電解コンデンサにおいて、上記陽極端子と陰極端子を平板状に構成すると共に実装面となる下面が同一基準面に配設されるようにし、かつ、この陽極端子と陰極端子の下面は、それぞれ中央部を除き、前記陽極端子と前記陰極端子とを結ぶ方向と直交する方向の両端の肉厚を薄くして薄肉部を形成し、前記陽極端子の中央部と薄肉部の、前記陰極端子と対向する側の側面は面一に形成され、前記陰極端子の中央部と薄肉部の、前記陽極端子と対向する側の側面は面一に形成されたものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a laminate of a plurality of capacitor elements each having an anode part and a cathode part, and an anode lead frame having the anode part placed on the upper surface, and the anode lead frame joined together. An anode terminal for taking out the anode part of the capacitor element on the lower stage, a cathode lead frame on which the cathode part of the capacitor element on the lowermost stage is placed on the upper surface, and joined to the cathode lead frame, In a solid electrolytic capacitor comprising a cathode terminal for external extraction and an insulating exterior resin integrally covering the capacitor element in a state where the anode terminal and the lower surface serving as a mounting surface of the cathode terminal are exposed, the anode terminal and The cathode terminal is configured in a flat plate shape, and the lower surface serving as the mounting surface is disposed on the same reference surface, and the lower surfaces of the anode terminal and the cathode terminal are The cathode terminals of the central portion and the thin portion of the anode terminal are formed by reducing the thickness of both ends in the direction perpendicular to the direction connecting the anode terminal and the cathode terminal, except for the central portion. The side surface opposite to the anode terminal is formed flush with the cathode terminal, and the side surface facing the anode terminal of the central portion and the thin portion of the cathode terminal is formed flush.
以上のように本発明によれば、導電性高分子を固体電解質に用いたコンデンサ素子の陽極部と陰極部を陽極端子と陰極端子の上面に接合し、この陽極端子と陰極端子の実装面となる下面を露呈させた状態で上記コンデンサ素子を絶縁性の外装樹脂で一体に被覆した固体電解コンデンサにおいて、上記陽極端子と陰極端子を平板状に構成すると共に実装面となる下面が同一基準面に配設されるようにし、かつ、この陽極端子と陰極端子の下面は、それぞれ中央部を除き、前記陽極端子と前記陰極端子とを結ぶ方向と直交する方向の両端の肉厚を薄くして薄肉部を形成し、前記陽極端子の中央部と薄肉部の、前記陰極端子と対向する側の側面は面一に形成され、前記陰極端子の中央部と薄肉部の、前記陽極端子と対向する側の側面は面一に形成された構成により、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ができるため、ESR特性に優れ、かつ低ESL化を図ることができるという格別の効果を奏するものである。 As described above, according to the present invention, the anode part and the cathode part of the capacitor element using the conductive polymer for the solid electrolyte are joined to the upper surfaces of the anode terminal and the cathode terminal, In the solid electrolytic capacitor in which the capacitor element is integrally covered with an insulating exterior resin with the lower surface exposed, the anode terminal and the cathode terminal are configured in a flat plate shape, and the lower surface serving as the mounting surface is on the same reference surface. The lower surfaces of the anode terminal and the cathode terminal are thinned by reducing the thickness at both ends in the direction orthogonal to the direction connecting the anode terminal and the cathode terminal, except for the central portion. The side surface of the anode terminal at the side facing the cathode terminal is formed flush with the center portion of the anode terminal and the side of the thin wall portion facing the anode terminal. The side of the is formed flush The configurations, it is possible to shorten the lead-out distance from the capacitor element to the terminal, excellent ESR characteristics, and is intended to achieve the particular effect to be understood that both the ESL.
(実施例1)
以下、実施の形態を用いて、本発明の全請求項に記載の発明について説明する。
Example 1
Hereinafter, the invention described in all claims of the present invention will be described using embodiments.
図1(a)〜(d)は本発明の一実施の形態による固体電解コンデンサの構成を示した平面断面図と正面断面図と底面断面図と側面断面図、図2は図1の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る。 1A to 1D are a plan sectional view, a front sectional view, a bottom sectional view, and a side sectional view showing a configuration of a solid electrolytic capacitor according to an embodiment of the present invention, and FIG. It is the partially cutaway perspective view which showed the structure of the capacitor | condenser element used for a capacitor | condenser.
図1、図2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陽極体2の表面に図示しない誘電体酸化皮膜層を形成した後に絶縁性のレジスト部3を設けることによって陽極部4と陰極部5に分離し、この陰極部5の表面に固体電解質層6、カーボンと銀ペーストからなる陰極層7を順次積層形成することにより構成されたものである。
1 and 2,
8は陽極リードフレームであり、この陽極リードフレーム8上に上記コンデンサ素子1を複数枚(本実施の形態においては5枚)積層した状態で陽極部4を載置し、両端のガイド部8aを折り曲げて陽極部4を包み込み、接合部8b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。
9は陰極リードフレームであり、この陰極リードフレーム9上に上記コンデンサ素子1を複数枚積層した状態で図示しない導電性接着剤を介して陰極部5を載置し、両端のガイド部9aならびに終端のガイド部9b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り、このようにコンデンサ素子1を複数枚積層して陽極リードフレーム8ならびに陰極リードフレーム9により一体化したものを、以下コンデンサ素子ユニットと呼ぶ。
10は陽極端子であり、この陽極端子10は両端の肉厚を薄くして薄肉部10aを設けた逆凸型に形成されており、この陽極端子10上に上記コンデンサ素子ユニットの陽極リードフレーム8を載置し、両端の薄肉部10a内の接合部10bでレーザー溶接を行うことにより接合したものである。
11は陰極端子であり、この陰極端子11は両端の肉厚を薄くして薄肉部11aを設けた逆凸型に形成されており、この陰極端子11上に上記コンデンサ素子ユニットの陰極リードフレーム9を載置し、両端の薄肉部11a内の接合部11bでレーザー溶接を行うことにより接合したものである。
12は上記陽極端子10と陰極端子11の実装面となる下面を露呈させた状態で上記コンデンサ素子ユニットを一体に被覆した絶縁性の外装樹脂であり、本実施の形態ではエポ
キシ樹脂を用いたものである。
図3(a)、(b)は上記陽極端子10と陰極端子11を示した平面図とA−A線における断面図であり、同図において13は銅合金からなるフープ状の基材であり、13aはこの基材13を間欠搬送するための送り孔である。10と11は陽極端子と陰極端子であり、上記フープ状の基材13に所定の間隔で複数が連続して設けられており、この陽極端子10と陰極端子11上にコンデンサ素子ユニットを搭載して接合し、外装樹脂12で一体に被覆した後に基材13から分断して個片にするものである。
3A and 3B are a plan view showing the
また、このように基材13に複数が一体に形成された陽極端子10と陰極端子11は1枚の板状の基材13をエッチング加工することによって構成されているものであり、エッチング加工によって不要な部分を除去すると共に、陽極端子10と陰極端子11の中央部を除く両端の肉厚を薄くして薄肉部10a、11aも同時に形成しており、この薄肉部10a、11aと中央部との段差は80μm以上確保するようにしているものである。
In addition, the
なお、上記薄肉部と中央部との段差については、コンデンサ素子ユニットを被覆する外装樹脂12が該段差部分に充分に流れ込んで被覆されるために必要な寸法を基準にしたものである。
Note that the step between the thin portion and the central portion is based on dimensions necessary for the
このように構成された本実施の形態による固体電解コンデンサは、平板状の陽極端子10と陰極端子11によりコンデンサ素子1の陽極部4と陰極部5の外部取り出しを行うようにしたことにより、引き出し距離を短くすることができるようになるために、ESR特性に優れ、かつ低ESL化を実現することができるようになるものであり、特にESL特性に関しては、本実施の形態による固体電解コンデンサは800pHと低く、従来品の1500pHと比べると略半減した結果を得た。
The solid electrolytic capacitor according to the present embodiment configured as described above is drawn out by taking out the anode part 4 and the
また、陽極端子10と陰極端子11の中央部を除く両端の肉厚を薄くして薄肉部10a、11aを設け、かつ、この薄肉部10a、11a内でコンデンサ素子ユニットの陽極リードフレーム8と陰極リードフレーム9を夫々レーザー溶接により接合する構成にしたことにより、接合による溶接痕が外装樹脂12で被覆されてしまうために外観が綺麗になるばかりでなく、溶接痕により実装時の浮きが発生して実装不良を引き起こすという恐れが皆無になり、信頼性の向上に大きく貢献することができるものである。
Further, the thickness of both ends excluding the central portion of the
なお、本実施の形態においては、複数枚のコンデンサ素子1を積層して陽極リードフレーム8ならびに陰極リードフレーム9に接合することによりコンデンサ素子ユニットを形成し、このコンデンサ素子ユニットを陽極端子10と陰極端子11に夫々接合することにより固体電解コンデンサを構成する例を用いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、陽極リードフレーム8ならびに陰極リードフレーム9を用いずに、1枚あるいは複数枚のコンデンサ素子1を陽極端子10ならびに陰極端子11に夫々直接積層して接合することも可能であり、このようにすることによって、より低ESL化を図ることが可能になるものであり、コンデンサ素子1の積層枚数は目的に見合った数を適宜決定すれば良いものである。
In the present embodiment, a plurality of
また、本実施の形態においては、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良いものである。
Further, in the present embodiment, the
また、陽極端子10と陰極端子11を構成する基材13は銅合金からなるフープ状のもので説明したが、これも同様に材料や形状はこれに限定されるものではない。
Moreover, although the
また、陽極端子10と陰極端子11に設ける薄肉部10aと11aはエッチングにより形成する方法で説明したが、これも同様にこれに限定されるものではなく、プレス成形により薄肉部を形成しても良い。
Moreover, although the
本発明による固体電解コンデンサは、陽極端子と陰極端子を平板状に形成することにより、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ができるようになるために構成を簡素化して低ESL化を図ることができるという効果を有し、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として有用である。 In the solid electrolytic capacitor according to the present invention, the anode terminal and the cathode terminal are formed in a flat plate shape, so that the lead-out distance from the capacitor element to the terminal can be shortened. In particular, it is useful as a capacitor used around a CPU of a personal computer.
1 コンデンサ素子
2 陽極体
3 レジスト部
4 陽極部
5 陰極部
6 固体電解質層
7 陰極層
8 陽極リードフレーム
8a、9a、9b ガイド部
8b、10b、11b 接合部
9 陰極リードフレーム
10 陽極端子
10a、11a 薄肉部
11 陰極端子
12 外装樹脂
13 基材
13a 送り孔
DESCRIPTION OF
Claims (3)
最下段の前記コンデンサ素子の前記陽極部を上面に載置した陽極リードフレームと、
この陽極リードフレームと接合され、前記陽極部の外部取り出しを行う陽極端子と、
最下段の前記コンデンサ素子の前記陰極部を上面に載置した陰極リードフレームと、
この陰極リードフレームと接合され、前記陰極部の外部取り出しを行う陰極端子と、
前記陽極端子と前記陰極端子の実装面となる下面を露呈させた状態で前記コンデンサ素子を一体に被覆した絶縁性の外装樹脂からなる固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極端子と前記陰極端子とを平板状に構成すると共に実装面となる下面が同一基準面に配設されるようにし、かつ、この陽極端子と陰極端子の下面は、それぞれ中央部を除き、前記陽極端子と前記陰極端子とを結ぶ方向と直交する方向の両端の肉厚を薄くして薄肉部を形成し、
前記陽極端子の中央部と薄肉部の、前記陰極端子と対向する側の側面は面一に形成され、
前記陰極端子の中央部と薄肉部の、前記陽極端子と対向する側の側面は面一に形成された固体電解コンデンサ。 A plurality of capacitor elements having an anode part and a cathode part are laminated,
An anode lead frame on which the anode part of the capacitor element at the bottom is placed on the upper surface;
An anode terminal joined to the anode lead frame and taking out the anode part from the outside;
A cathode lead frame on which the cathode portion of the capacitor element at the bottom is placed on the upper surface;
A cathode terminal joined to the cathode lead frame and taking out the cathode part from the outside;
In a solid electrolytic capacitor made of an insulating exterior resin that integrally covers the capacitor element in a state in which a lower surface serving as a mounting surface of the anode terminal and the cathode terminal is exposed,
The anode terminal and the cathode terminal are configured in a flat plate shape, and the lower surface serving as the mounting surface is disposed on the same reference surface, and the lower surfaces of the anode terminal and the cathode terminal are each except for the central portion, Reducing the thickness of both ends in the direction perpendicular to the direction connecting the anode terminal and the cathode terminal to form a thin portion;
The side surfaces of the central portion and the thin portion of the anode terminal facing the cathode terminal are formed flush with each other,
A solid electrolytic capacitor in which a central part and a thin part of the cathode terminal are flush with each other on the side facing the anode terminal.
最下段の前記コンデンサ素子の前記陽極部を上面に載置した陽極リードフレームと、
この陽極リードフレームと接合され、この陽極部の外部取り出しを行う陽極端子と、
最下段の前記コンデンサ素子の前記陰極部を上面に載置した陰極リードフレームと、
この陰極リードフレームと接合され、前記陰極部の外部取り出しを行う陰極端子と、
前記陽極端子と前記陰極端子の実装面となる下面を露呈させた状態で前記コンデンサ素子を一体に被覆した絶縁性の外装樹脂からなり、
前記陽極端子と前記陰極端子とを平板状に構成すると共に実装面となる下面が同一基準面に配設されるようにし、かつ、この陽極端子と陰極端子の下面は、それぞれ中央部を除き、前記陽極端子と前記陰極端子とを結ぶ方向と直交する方向の両端の肉厚を薄くして薄肉部を形成し、
前記陽極端子の中央部と薄肉部の、前記陰極端子と対向する側の側面は面一に形成され、
前記陰極端子の中央部と薄肉部の、前記陽極端子と対向する側の側面は面一に形成された固体電解コンデンサの製造方法であって、
前記陽極端子ならびに前記陰極端子として、陽極端子と陰極端子とが夫々所定の間隔で一体に設けられた板状の基材を用い、この基材の陽極端子および陰極端子上にそれぞれ前記陽極リードフレームおよび前記陰極リードフレームを搭載して接合し、
これらの陽極リードフレームおよび前記陰極リードフレームと接合された前記コンデンサ素子を前記外装樹脂で被覆した後、前記基材から分断して個片を得る工程を有する、固体電解コンデンサの製造方法。 A plurality of capacitor elements having an anode part and a cathode part are laminated,
An anode lead frame on which the anode part of the capacitor element at the bottom is placed on the upper surface;
An anode terminal joined to the anode lead frame and taking out the anode part from the outside;
A cathode lead frame on which the cathode portion of the capacitor element at the bottom is placed on the upper surface;
A cathode terminal joined to the cathode lead frame and taking out the cathode part from the outside;
It consists of an insulating exterior resin that integrally covers the capacitor element in a state in which the lower surface to be the mounting surface of the anode terminal and the cathode terminal is exposed,
The anode terminal and the cathode terminal are configured in a flat plate shape, and the lower surface serving as the mounting surface is disposed on the same reference surface, and the lower surfaces of the anode terminal and the cathode terminal are each except for the central portion, Reducing the thickness of both ends in the direction perpendicular to the direction connecting the anode terminal and the cathode terminal to form a thin portion;
The side surfaces of the central portion and the thin portion of the anode terminal facing the cathode terminal are formed flush with each other,
The method for producing a solid electrolytic capacitor in which the central portion and the thin portion of the cathode terminal have a side surface facing the anode terminal formed on the same plane,
As the anode terminal and the cathode terminal, a plate-like base material in which an anode terminal and a cathode terminal are integrally provided at a predetermined interval is used, and the anode lead frame is respectively formed on the anode terminal and the cathode terminal of the base material. Mounting and joining the cathode lead frame,
A method for producing a solid electrolytic capacitor, comprising: coating the capacitor element joined to the anode lead frame and the cathode lead frame with the exterior resin, and then dividing the capacitor element from the base material to obtain individual pieces.
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