JP2011238738A - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】コンデンサ素子の体積比率が高く、且つＥＳＲ及びＥＳＬが小さい固体電解コンデンサ、及びその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る固体電解コンデンサにおいては、陽極端子が、コンデンサ素子１の素子本体10の第１端面101に対向して配置された導電板２から構成され、該導電板２と素子本体10との間に電気絶縁板３が介在している。導電板２には、陽極リード12が挿入される貫通孔21が形成され、該貫通孔21の内周面に陽極リード12が電気的に接続されている。陰極端子は、導電材料から形成された筒体４により構成され、素子本体10の側面103の少なくとも一部が筒体４によって覆われ、該筒体４の内周面401にコンデンサ素子１の陰極層15が電気的に接続されている。そして、導電板２の露出表面により陽極端子面20が形成される一方、筒体４の外周面により陰極端子面40が形成されている。
【選択図】図２
【解決手段】本発明に係る固体電解コンデンサにおいては、陽極端子が、コンデンサ素子１の素子本体10の第１端面101に対向して配置された導電板２から構成され、該導電板２と素子本体10との間に電気絶縁板３が介在している。導電板２には、陽極リード12が挿入される貫通孔21が形成され、該貫通孔21の内周面に陽極リード12が電気的に接続されている。陰極端子は、導電材料から形成された筒体４により構成され、素子本体10の側面103の少なくとも一部が筒体４によって覆われ、該筒体４の内周面401にコンデンサ素子１の陰極層15が電気的に接続されている。そして、導電板２の露出表面により陽極端子面20が形成される一方、筒体４の外周面により陰極端子面40が形成されている。
【選択図】図２
Description
本発明は、陽極端子と陰極端子とを具えた固体電解コンデンサ、及びその製造方法に関する。
図１１は、従来の固体電解コンデンサを示した断面図である。図１１に示す様に、従来の固体電解コンデンサは、コンデンサ素子(100)と、陽極端子(111)と、陰極端子(112)とを具え、これらが外装樹脂(120)内に埋設されている（例えば、特許文献１参照）。コンデンサ素子(100)は、陽極体(101)と、該陽極体(101)に植立された陽極リード(102)と、陽極体(101)の表面に形成された誘電体層(103)と、該誘電体層(103)上に形成された電解質層(104)と、該電解質層(104)上に形成された陰極層(105)とから構成されている。
陽極端子(111)及び陰極端子(112)はそれぞれ、外装樹脂(120)の下面(120a)に陽極端子面(115)及び陰極端子面(116)を露出させている。陽極端子(111)の陽極端子面(115)とは反対側の面には、レーザ溶接等の溶接手段により枕部材(114)が電気的に接合されており、該枕部材(114)の先端部に、コンデンサ素子(100)の陽極リード(102)の先端部(102a)が電気的に接続されている。一方、陰極端子(112)の陰極端子面(116)とは反対側の面には、コンデンサ素子(100)の陰極層(105)の一部が電気的に接続されている。
しかしながら、従来の固体電解コンデンサにおいては、該固体電解コンデンサに対するコンデンサ素子(100)の体積比率が、外装樹脂の体積の分だけ低くなっていた。更に、従来の固体電解コンデンサにおいては、図１１に示す様に、陽極リード(102)の先端部(102a)の下面のみが枕部材(114)に接続されているに過ぎず、又、コンデンサ素子(100)の陰極層(105)の下面のみが陰極端子(112)に接続されているに過ぎない。従って、陽極リード(102)と枕部材(114)との接続面積、並びに陰極層(105)と陰極端子(112)との接続面積が小さく、その結果、固体電解コンデンサのＥＳＲ（等価直列抵抗）が大きくなっていた。
固体電解コンデンサにおいて、陽極端子面(115)と陰極端子面(116)との間には、コンデンサ素子(100)を介して電気的な経路が形成されている。ここで、従来の固体電解コンデンサにおいては、図１１に示す如く陽極端子面(115)と陰極端子面(116)との間の距離が大きく、このため、前記電気的な経路が長くなっていた。よって、陽極端子面(115)と陰極端子面(116)との間のインダクタンス、即ち固体電解コンデンサのＥＳＬ（等価直列インダクタンス）が大きくなっていた。
そこで本発明の目的は、コンデンサ素子の体積比率が高く、且つＥＳＲ及びＥＳＬが小さい固体電解コンデンサ、及びその製造方法を提供することである。
本発明に係る固体電解コンデンサは、誘電体層によって互いに電気的に絶縁された陽極部と陰極部とを有するコンデンサ素子を具え、該コンデンサ素子は、前記陰極部となる陰極層が外周面に露出した素子本体と、該素子本体の外周面から引き出されて前記陽極部となる陽極リードとから構成され、素子本体の外周面は、前記陽極リードが引き出された第１端面と、該第１端面とは反対側の第２端面と、前記第１端面の外周縁から第２端面の外周縁まで筒状に延びた側面とから形成されており、前記コンデンサ素子の陽極リードと陰極層とにはそれぞれ、陽極端子と陰極端子とが電気的に接続されている。ここで、前記陽極端子は、前記素子本体の第１端面に対向して配置された導電部材から構成され、該導電部材と素子本体との間には電気絶縁部材が介在し、該電気絶縁部材には、前記陽極リードが貫挿される貫通孔が形成される一方、前記導電部材には、前記陽極リードの先端部が挿入される貫通孔又は有底孔が形成され、該貫通孔又は有底孔の内周面に前記陽極リードの先端部が電気的に接続されている。前記陰極端子は、導電材料から形成された筒体により構成され、該筒体内に前記コンデンサ素子の素子本体が挿入されることにより、該素子本体の側面の少なくとも一部が筒体によって覆われ、該筒体の内周面に前記コンデンサ素子の陰極層が電気的に接続されている。そして、前記導電部材の露出表面により陽極端子面が形成される一方、前記筒体の外周面により陰極端子面が形成されている。
上記固体電解コンデンサの構成によれば、外装樹脂を用いずに固体電解コンデンサを作製することが可能となり、その結果、外装樹脂を用いて構成された従来の固体電解コンデンサ（図１１参照）に比べて、固体電解コンデンサに対するコンデンサ素子の体積比率が高くなる。
又、上記固体電解コンデンサにおいては、陽極端子となる導電部材の貫通孔又は有底孔の内周面に陽極リードの先端部が電気的に接続され、陰極端子となる筒体の内周面にコンデンサ素子の陰極層が電気的に接続されている。従って、上記固体電解コンデンサによれば、従来の固体電解コンデンサ（図１１参照）に比べて、陽極リードと陽極端子との接続面積、並びに陰極層と陰極端子との接続面積が大きくなり、その結果、固体電解コンデンサのＥＳＲ（等価直列抵抗）が小さくなる。
上記固体電解コンデンサにおいては、陽極端子面と陰極端子面との間に、コンデンサ素子を介して電気的な経路が形成される。ここで、上記固体電解コンデンサの具体的構成において、前記素子本体の第１端面と筒体の開口端面とが同一平面上に揃っている。これにより、コンデンサ素子の陰極層には、陽極端子となる導電部材に近い位置にて、陰極端子となる筒体が電気的に接続されることになる。又、陰極端子面が陽極端子面に近い位置に形成され、これにより、陽極端子面と陰極端子面との間の距離が縮められることになる。よって、上記具体的構成によれば、従来の固体電解コンデンサ（図１１参照）に比べて前記電気的な経路が短縮され、従って、陽極端子面と陰極端子面との間のインダクタンス、即ち固体電解コンデンサのＥＳＬ（等価直列インダクタンス）が小さくなる。
上記固体電解コンデンサの他の具体的構成において、前記素子本体の側面全体が前記筒体によって覆われている。該具体的構成によれば、陰極層と陰極端子との接続面積が更に大きくなり、その結果、固体電解コンデンサのＥＳＲが小さくなる。
より具体的な構成において、前記素子本体の第２端面全体を覆う被覆部材が、該第２端面及び／又は前記筒体の別の開口端面に貼着固定されている。或いは、前記筒体に底部が設けられ、該底部により前記素子本体の第２端面全体が覆われていてもよい。これらの具体的構成によれば、コンデンサ素子を湿気から保護することが出来る。従って、固体電解コンデンサの耐湿性が向上することになる。
上記固体電解コンデンサの更なる他の具体的構成において、前記素子本体の外周面上には、その一部の領域に電気絶縁層が形成されており、該電気絶縁層は、前記筒体の外周面に露出している。該具体的構成によれば、陰極端子面の面積を小さくして、該陰極端子面と陽極端子面との面積差を小さくすることが出来る。従って、固体電解コンデンサを回路基板上の配線に半田付けする際に、陰極端子面と回路基板上の配線との間に介在させる半田の量が少なくて済む。よって、固体電解コンデンサの位置ずれが生じ難くなる。
本発明に係る製造方法は、固体電解コンデンサを製造する方法であり、第１工程と第２工程とを有している。ここで、該固体電解コンデンサは、誘電体層によって互いに電気的に絶縁された陽極部と陰極部とを有するコンデンサ素子を具え、該コンデンサ素子は、前記陰極部となる陰極層が外周面に露出した素子本体と、該素子本体の外周面から引き出されて前記陽極部となる陽極リードとから構成され、素子本体の外周面は、前記陽極リードが引き出された第１端面と、該第１端面とは反対側の第２端面と、前記第１端面の外周縁から第２端面の外周縁まで筒状に延びた側面とから形成されており、前記コンデンサ素子の陽極リードと陰極層とにはそれぞれ、陽極端子と陰極端子とが電気的に接続されている。そして、第１工程では、導電材料から形成されて前記陰極端子となる筒体に、前記コンデンサ素子の素子本体を挿入することにより、筒体の内周面に前記コンデンサ素子の陰極層を電気的に接続させる。第２工程では、貫通孔が形成された電気絶縁部材と、貫通孔又は有底孔が形成されていて前記陽極端子となる導電部材とを用意し、該電気絶縁部材の貫通孔に前記コンデンサ素子の陽極リードを貫挿させた後、前記導電部材の貫通孔又は有底孔に前記陽極リードの先端部を挿入することにより、該貫通孔又は有底孔の内周面に前記陽極リードの先端部を電気的に接続させる。
上記製造方法によれば、外装樹脂を用いずに固体電解コンデンサを作製することが出来、その結果、作製される固体電解コンデンサは、外装樹脂を用いて構成された従来の固体電解コンデンサ（図１１参照）に比べて、固体電解コンデンサに対するコンデンサ素子の体積比率が高くなる。
又、上記製造方法を用いて作製される固体電解コンデンサにおいては、陽極端子となる導電部材の貫通孔又は有底孔の内周面に陽極リードの先端部が電気的に接続され、陰極端子となる筒体の内周面にコンデンサ素子の陰極層が電気的に接続されている。従って、作製される固体電解コンデンサは、従来の固体電解コンデンサ（図１１参照）に比べて、陽極リードと陽極端子との接続面積、並びに陰極層と陰極端子との接続面積が大きくなり、その結果、固体電解コンデンサのＥＳＲが小さくなる。
上記製造方法を用いて作製される固体電解コンデンサにおいては、陽極端子面と陰極端子面との間に、コンデンサ素子を介して電気的な経路が形成される。ここで、上記製造方法の具体的構成において、前記第１工程では更に、前記素子本体の第１端面と筒体の開口端面とを同一平面上に揃える。これにより、作製される固体電解コンデンサにおいて、コンデンサ素子の陰極層には、陽極端子となる導電部材に近い位置にて、陰極端子となる筒体が電気的に接続されることになる。又、陰極端子面が陽極端子面に近い位置に形成され、これにより、陽極端子面と陰極端子面との間の距離が縮められることになる。よって、作製される固体電解コンデンサは、従来の固体電解コンデンサ（図１１参照）に比べて前記電気的な経路が短縮され、従って、陽極端子面と陰極端子面との間のインダクタンス、即ち固体電解コンデンサのＥＳＬが小さくなる。
本発明に係る固体電解コンデンサは、コンデンサ素子の体積比率が高く、且つＥＳＲ及びＥＳＬが小さい。又、本発明に係る製造方法によれば、その様な固体電解コンデンサを作製することが出来る。
以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサを示す斜視図であり、図２は、図１に示されるＡ−Ａ線に沿う断面図である。図２に示す様に、本実施形態の固体電解コンデンサは、固体電解型のコンデンサ素子(１)を具え、該コンデンサ素子(１)は、直方体状の素子本体(10)と、該素子本体(10)の外周面から引き出された陽極リード(12)とから構成されている。ここで、素子本体(10)の外周面は、陽極リード(12)が引き出された第１端面(101)と、該第１端面(101)とは反対側の第２端面(102)と、陽極リード(12)の延在方向(91)に沿って第１端面(101)の外周縁から第２端面(102)の外周縁まで筒状に延びた側面(103)とから形成されている。
図１は、本発明の一実施形態に係る固体電解コンデンサを示す斜視図であり、図２は、図１に示されるＡ−Ａ線に沿う断面図である。図２に示す様に、本実施形態の固体電解コンデンサは、固体電解型のコンデンサ素子(１)を具え、該コンデンサ素子(１)は、直方体状の素子本体(10)と、該素子本体(10)の外周面から引き出された陽極リード(12)とから構成されている。ここで、素子本体(10)の外周面は、陽極リード(12)が引き出された第１端面(101)と、該第１端面(101)とは反対側の第２端面(102)と、陽極リード(12)の延在方向(91)に沿って第１端面(101)の外周縁から第２端面(102)の外周縁まで筒状に延びた側面(103)とから形成されている。
図３は、コンデンサ素子(１)の具体的構成を示す断面図である。図３に示す様に、コンデンサ素子(１)は、直方体状の陽極体(11)と、該陽極体(11)に植立された円柱状の陽極リード(12)と、陽極体(11)の表面に形成された誘電体層(13)と、該誘電体層(13)上に形成された電解質層(14)と、該電解質層(14)上に形成された陰極層(15)とから構成されている。
陽極体(11)は、弁作用金属からなる多孔質焼結体から構成されており、弁作用金属には、例えばタンタル、ニオブ、チタン、アルミニウム等の金属が用いられている。一方、陽極リード(12)は、その基端部(122)が陽極体(11)内に埋設される一方、先端部(121)が陽極体(11)の表面から外部に引き出されている。陽極リード(12)は、陽極体(11)を構成している弁作用金属と同種又は異種の弁作用金属から形成されており、陽極体(11)と陽極リード(12)とは互いに電気的に接続されている。
誘電体層(13)は、陽極体(11)の表面に形成された酸化被膜から構成されており、該酸化被膜は、陽極体(11)をリン酸水溶液やアジピン酸水溶液等の電解溶液に浸漬させ、陽極体(11)の表面を電気化学的に酸化させること（陽極酸化）により形成されている。
電解質層(14)は、誘電体層(13)上に、二酸化マンガン等の導電性無機材料、或いは、ＴＣＮＱ（Tetracyano-quinodimethane）錯塩、導電性ポリマー等の導電性有機材料を用いて形成されている。一方、陰極層(15)は、電解質層(14)上に形成されたカーボン層（図示せず）と、該カーボン層上に形成された銀ペイント層（図示せず）とから構成されている。そして、電解質層(14)と陰極層(15)とは互いに電気的に接続されている。
そして、上記コンデンサ素子(１)において、素子本体(10)は、陽極体(11)と、該陽極体(11)の表面上に形成された誘電体層(13)、電解質層(14)、及び陰極層(15)とにより構成されており、素子本体(10)の外周面の内、少なくとも第２端面(102)と側面(103)に、陰極層(15)が露出している。
又、上記コンデンサ素子(１)において、陽極リード(12)の先端部(121)によりコンデンサ素子(１)の陽極部が構成される一方、陰極層(15)によりコンデンサ素子(１)の陰極部が構成され、該陽極部と陰極部とが誘電体層(13)によって互いに電気的に絶縁されている。
図１及び図２に示す様に、本実施形態の固体電解コンデンサは更に、素子本体(10)の第１端面(101)に対向して配置された導電板(２)と、該導電板(２)と素子本体(10)との間に介在した電気絶縁板(３)と、導電材料から形成された筒体(４)とを具えている。導電板(２)、電気絶縁板(３)、及び筒体(４)において、陽極リード(12)の延在方向(91)に対する断面の外周縁の形状は互いに略同一であり、その形状は長方形である。又、電気絶縁板(３)と導電板(２)の総厚さ寸法は、素子本体(10)からの陽極リード(12)の露出部の長さ寸法と略同一となる様に設定されている。
ここで、電気絶縁板(３)には、その中央部に、陽極リード(12)が貫挿される貫通孔(31)が形成されており、電気絶縁板(３)は、素子本体(10)の第１端面(101)及び／又は導電板(２)の表面に接着固定されている。尚、電気絶縁板(３)は、素子本体(10)と導電板(２)とによって挟持されていてもよい。
導電板(２)には、その中央部に、陽極リード(12)の先端部(121)が挿入される貫通孔(21)が形成され、該貫通孔(21)の内周面全体に陽極リード(12)の先端部(121)が電気的に接続されている。具体的には、レーザ溶接や抵抗溶接等の溶接手段により、導電板(２)の貫通孔(21)の内周面全体に陽極リード(12)の先端部(121)が接合され、或いは、導電板(２)の貫通孔(21)に陽極リード(12)の先端部(121)が圧入されている。
筒体(４)は、その厚さ寸法が０．１ｍｍ程度であり、筒体(４)内にコンデンサ素子(１)の素子本体(10)を挿入することが可能な形状を有している。具体的には、筒体(４)は、コンデンサ素子(１)の素子本体(10)を筒体(４)内に挿入したときに素子本体(10)の側面(103)と筒体(４)の内周面(401)との間に僅かな隙間が形成されることとなる形状を有している。又、筒体(４)は、両開口端面(41)(42)間の長さ寸法が、陽極リード(12)の延在方向(91)についての素子本体(10)の長さ寸法と略同一に設定されている。
そして、筒体(４)内にコンデンサ素子(１)の素子本体(10)が挿入され、素子本体(10)の第１端面(101)と筒体(４)の一方の開口端面(41)とが同一平面上に揃えられている。これにより、素子本体(10)の側面(103)全体が筒体(４)によって覆われている。又、コンデンサ素子(１)の側面(103)と筒体(４)の内周面(401)との間には導電性接着剤(６)が介在しており、これにより、筒体(４)の内周面(401)全体にコンデンサ素子(１)の陰極層(15)が電気的に接続されている。
上記固体電解コンデンサによれば、導電板(２)と筒体(４)とにより固体電解コンデンサの陽極端子と陰極端子とがそれぞれ構成され、導電板(２)の露出表面により陽極端子面(20)が形成される一方、筒体(４)の外周面により陰極端子面(40)が形成されることになる。ここで、陽極端子面(20)及び陰極端子面(40)は、固体電解コンデンサを回路基板に搭載する際に、該回路基板上の配線に電気的に接続されるべき面である。尚、本実施形態においては、導電板(２)の露出表面、及び筒体(４)の外周面の内、図２において固体電解コンデンサの下面となる領域がそれぞれ、陽極端子面(20)及び陰極端子面(40)とされている。
更に、本実施形態の固体電解コンデンサにおいては、素子本体(10)の第２端面(102)全体を覆う被覆部材(５)が、該第２端面(102)及び／又は筒体(４)の他方の開口端面(42)に貼着固定されている。ここで、被覆部材(５)は、導電材料から形成されていてもよいし、電気絶縁材料から形成されていてもよい。
次に、上記固体電解コンデンサの製造方法について、図面に沿って具体的に説明する。該製造方法においては、第１工程〜第３工程が順に実行される。
図４（ａ）は、第１工程の説明に用いられる断面図であり、図４（ｂ）は、第１工程の実行後の状態を示した断面図である。図４（ａ）に示す様に、第１工程では、導電材料から形成された筒体(４)を用意し、該筒体(４)を平面(７)上に立てて設置することにより、筒体(４)の下方の開口端面(42)を平面(７)に面接触させる。その後、筒体(４)内に導電性接着剤(６)を注入することにより、該筒体(４)内の下方領域に導電性接着剤(６)を溜めておく。
図４（ａ）は、第１工程の説明に用いられる断面図であり、図４（ｂ）は、第１工程の実行後の状態を示した断面図である。図４（ａ）に示す様に、第１工程では、導電材料から形成された筒体(４)を用意し、該筒体(４)を平面(７)上に立てて設置することにより、筒体(４)の下方の開口端面(42)を平面(７)に面接触させる。その後、筒体(４)内に導電性接着剤(６)を注入することにより、該筒体(４)内の下方領域に導電性接着剤(６)を溜めておく。
次に、筒体(４)の上方の開口(410)から、コンデンサ素子(１)の素子本体(10)を、陽極リード(12)の先端部(121)を上方に向けた姿勢で挿入する。ここで、筒体(４)は、コンデンサ素子(１)の素子本体(10)を筒体(４)内に挿入したときに素子本体(10)の側面(103)と筒体(４)の内周面(401)との間に僅かな隙間が形成されることとなる形状を有している。
上記第１工程の実行により、図４（ｂ）に示す様に、導電性接着剤(６)が素子本体(10)の側面(103)と筒体(４)の内周面(401)との間の僅かな隙間に浸透し、その結果、コンデンサ素子(１)の側面(103)と筒体(４)の内周面(401)との間に導電性接着剤(６)が介在することになる。これにより、筒体(４)の内周面(401)全体にコンデンサ素子(１)の陰極層(15)が電気的に接続されることになる。又、第１工程においては、図４（ｂ）に示す様に、素子本体(10)の第１端面(101)と筒体(４)の開口端面(41)とが同一平面上に揃えられる。
図５（ａ）は、第２工程について、その前段の説明に用いられる断面図であり、図５（ｂ）は、第２工程について、その後段の説明に用いられる断面図である。図５（ａ）に示す様に、中央部に貫通孔(21)が形成された導電板(２)と、中央部に貫通孔(31)が形成された電気絶縁板(３)とを用意し、導電板(２)を平面(７)上に設置した後、該導電板(２)上に電気絶縁板(３)を重ね合わせる。このとき、導電板(２)と電気絶縁板(３)とを、これらの貫通孔(21)(31)が合致する様に重ね合わせて接着固定する。ここで、電気絶縁板(３)と導電板(２)の総厚さ寸法は、陽極リード(12)の先端部(121)の長さ寸法と略同一となる様に設定されている。
次に、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示す様に、電気絶縁板(３)の貫通孔(31)に、上方からコンデンサ素子(１)の陽極リード(12)を貫挿させた後、導電板(２)の貫通孔(21)に陽極リード(12)の先端部(121)を挿入する。これにより、電気絶縁板(３)の表面に、素子本体(10)の第１端面(101)及び筒体(４)の開口端面(41)が接触することになる。このとき、電気絶縁板(３)を、素子本体(10)の第１端面(101)及び／又は筒体(４)の開口端面(41)に接着固定してもよい。
その後、図５（ｂ）に示す様に、レーザ溶接により、導電板(２)の貫通孔(21)の内周面全体に陽極リード(12)の先端部(121)を接合する。これにより、導電板(２)の貫通孔(21)の内周面全体に陽極リード(12)の先端部(121)が電気的に接続されることになる。尚、レーザ溶接に替えて、抵抗溶接等の溶接手段により、導電板(２)の貫通孔(21)の内周面全体に陽極リード(12)の先端部(121)を接合してもよい。又、溶接手段による接合に替えて、導電板(２)の貫通孔(21)に陽極リード(12)の先端部(121)を圧入してもよい。
図６は、第３工程の説明に用いられる断面図である。図６に示す様に、被覆部材(５)を用意し、該被覆部材(５)を素子本体(10)の第２端面(102)及び／又は筒体(４)の開口端面(42)に貼着固定する。ここで、被覆部材(５)は、導電材料から形成されていてもよいし、電気絶縁材料から形成されていてもよい。これにより、素子本体(10)の第２端面(102)全体が被覆部材(５)によって覆われることになる。
上記固体電解コンデンサの構成によれば、外装樹脂を用いずに固体電解コンデンサを作製することが可能となり、その結果、外装樹脂を用いて構成された従来の固体電解コンデンサ（図１１参照）に比べて、固体電解コンデンサに対するコンデンサ素子(１)の体積比率が高くなる。
具体的には、表１に示す様に、固体電解コンデンサにおいて長さ寸法（Ｗ）を７．３ｍｍ、幅寸法（Ｄ）を４．３ｍｍ、高さ寸法（Ｈ）を１．８ｍｍとした場合、従来の固体電解コンデンサ（図１１参照）の構成においては、コンデンサ素子(100)の陽極体(101)の長さ寸法(Ｗ)が４．３３ｍｍ、幅寸法（Ｄ）が３．１１ｍｍ、高さ寸法（Ｈ）が０．７８ｍｍ（比較例）となるのに対し、本実施形態の固体電解コンデンサの構成においては、コンデンサ素子(１)の陽極体(11)の長さ寸法(Ｗ)を５．９５ｍｍ、幅寸法（Ｄ）を３．８ｍｍ、高さ寸法（Ｈ）を１．３ｍｍとすることが出来る（実施例１）。即ち、従来の固体電解コンデンサにおいては陽極体(101)の体積が９．７ｍｍ３であるのに対し、本実施形態の固体電解コンデンサにおいては、陽極体(11)の体積が２８．５ｍｍ３となり、従来の固体電解コンデンサに比べて約３倍となる。
又、固体電解コンデンサの高さ寸法（Ｈ）を小さくして１．２ｍｍとした場合であっても（実施例２）、陽極体(11)の体積は１５．０ｍｍ３となり、従来の固体電解コンデンサの陽極体(101)の体積よりも大きくなる。
又、上記固体電解コンデンサにおいて、陽極端子面(20)と陰極端子面(40)との間には、コンデンサ素子(１)を介して電気的な経路が形成される。ここで、上記固体電解コンデンサにおいては、素子本体(10)の第１端面(101)と筒体(４)の開口端面(41)とが同一平面上に揃っている。従って、コンデンサ素子(１)の陰極層(15)には、陽極端子となる導電板(２)に近い位置にて、陰極端子となる筒体(４)が電気的に接続されることになる。又、陰極端子面(40)が陽極端子面(20)に近い位置に形成され、これにより、陽極端子面(20)と陰極端子面(40)との間の距離が縮められることになる。よって、上記固体電解コンデンサによれば、従来の固体電解コンデンサ（図１１参照）に比べて前記電気的な経路が短縮され、従って、陽極端子面(20)と陰極端子面(40)との間のインダクタンス、即ち固体電解コンデンサのＥＳＬ（等価直列インダクタンス）が小さくなる。
更に、上記固体電解コンデンサにおいては、陽極端子となる導電板(２)の貫通孔(21)の内周面全体に陽極リード(12)の先端部(121)が電気的に接続され、陰極端子となる筒体(４)の内周面(401)全体にコンデンサ素子(１)の陰極層(15)が電気的に接続されている。特に本実施形態の固体電解コンデンサにおいては、素子本体(10)の側面(103)全体が筒体(４)の内周面(401)に電気的に接続されている。従って、上記固体電解コンデンサによれば、従来の固体電解コンデンサ（図１１参照）に比べて、陽極リード(12)と陽極端子との接続面積、並びに陰極層(15)と陰極端子との接続面積が大きくなり、その結果、固体電解コンデンサのＥＳＲ（等価直列抵抗）が小さくなる。
更に又、上記固体電解コンデンサにおいては、素子本体(10)の第１端面(101)全体が電気絶縁板(３)によって覆われ、素子本体(10)の側面(103)全体が筒体(４)によって覆われ、素子本体(10)の第２端面(102)全体が被覆部材(５)によって覆われている。従って、上記固体電解コンデンサによれば、コンデンサ素子(１)を湿気から保護することが出来る。従って、固体電解コンデンサの耐湿性が向上することになる。
本願発明者は、本実施形態の固体電解コンデンサのＥＳＲとＥＳＬが小さくなることをシミュレーションによって確かめた。具体的には、表１に示す実施例１及び２に係る固体電解コンデンサと、表１に示す比較例に係る従来の固体電解コンデンサとについて、シミュレーションを実施した。ここで、陽極リード(12)として直径０．６ｍｍのタンタルワイヤを用いた。又、筒体(４)を構成する導電材料として真鍮を用い、筒体(４)の厚さ寸法を０．１ｍｍとした。更に、導電板(２)の厚さ寸法を０．６ｍｍ、電気絶縁板(３)の厚さ寸法を０．５ｍｍとした。ＥＳＬに関するシミュレーションでは、電流の周波数を１００ＭＨｚとした。
シミュレーションの結果、表２に示す様に、比較例に係る従来の固体電解コンデンサにおいて、ＥＳＲが２．７０ｍΩ、ＥＳＬが０．５０ｎＨとなるのに対し、実施例１に係る固体電解コンデンサでは、ＥＳＲが１．５０ｍΩ、ＥＳＬが０．１９ｎＨとなり、実施例２に係る固体電解コンデンサでは、ＥＳＲが１．６５ｍΩ、ＥＳＬが０．１５ｎＨとなることが分かった。即ち、本実施形態の固体電解コンデンサにおいてＥＳＲとＥＳＬが小さくなることが確かめられた。
図７は、上記固体電解コンデンサの第１変形例について、図１に示されるＡ−Ａ線と同じ線に沿う断面図である。図７に示す様に、導電板(２)には、貫通孔(21)に替えて有底孔(22)が形成され、該有底孔(22)に陽極リード(12)の先端部(121)が挿入されることにより、有底孔(22)の内周面全体に陽極リード(12)の先端部(121)が電気的に接続されていてもよい。
図８は、上記固体電解コンデンサの第２変形例について、図１に示されるＡ−Ａ線と同じ線に沿う断面図である。図８に示す様に、筒体(４)には底部(43)が設けられ、該底部(43)により素子本体(10)の第２端面(102)全体が覆われていてもよい。
本変形例に係る固体電解コンデンサにおいては、素子本体(10)の第１端面(101)全体が電気絶縁板(３)によって覆われ、素子本体(10)の側面(103)及び第２端面(102)の全体が筒体(４)によって覆われることになる。よって、本変形例の固体電解コンデンサによれば、コンデンサ素子(１)を湿気から保護することが出来る。従って、固体電解コンデンサの耐湿性が向上することになる。
図９は、上記固体電解コンデンサの第３変形例を示す下面図である。図９に示す様に、筒体(４)の外周面には、陰極端子面(40)となる領域の一部に印刷を施すことにより、電気絶縁層(８)が形成されていてもよい。
図１０は、上記固体電解コンデンサの第４変形例について、図１に示されるＡ−Ａ線と同じ線に沿う断面図である。図１０に示す様に、筒体(４)の外周面の内、陰極端子面(40)となる領域に、該領域から内周面(401)へ貫通する窓(80)が形成され、該窓(80)内に電気絶縁材料を充填することにより電気絶縁層(８)が形成されていてもよい。
上記第３及び第４変形例に係る固体電解コンデンサにおいては、素子本体(10)の外周面上の一部の領域に電気絶縁層(８)が形成され、該電気絶縁層(８)は、筒体(４)の外周面に露出することになる。よって、第３及び第４変形例に係る固体電解コンデンサによれば、上述した実施形態（図２）、第１及び第２変形例（図７及び図８）に係る固体電解コンデンサに比べて、陰極端子面(40)の面積を小さくして、該陰極端子面(40)と陽極端子面(20)との面積差を小さくすることが出来る。具体的には、図９及び図１０に示す如く電気絶縁層(８)の両側に位置して陰極端子面(40)を構成する第１領域(40a)と第２領域(40b)について、陽極端子面(20)との面積差をそれぞれ小さくすることが出来る。従って、固体電解コンデンサを回路基板上の配線に半田付けする際に、陰極端子面(40)と回路基板上の配線との間に介在させる半田の量が少なくて済み、その結果、固体電解コンデンサの位置ずれが生じ難くなる。
尚、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。例えば、上記固体電解コンデンサは、素子本体(10)の側面(103)の一部が筒体(４)によって覆われ、該筒体(４)の内周面(401)にコンデンサ素子(１)の陰極層(15)が電気的に接続されると共に、素子本体(10)の第１端面(101)と筒体(４)の開口端面(41)とが同一平面上に揃った構成を有していてもよい。又、上記固体電解コンデンサに採用した各種構成は、陽極リード(12)の延在方向(91)に対する断面形状が様々な形状（例えば円形）の固体電解コンデンサにも適用することが出来る。
更に、上記実施形態及び変形例に係る固体電解コンデンサにおいては、素子本体(10)の第１端面(101)と筒体(４)の一方の開口端面(41)とが同一平面上に揃えられているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、筒体(４)の一方の開口端面(41)が素子本体(10)の第１端面(101)から突出し、筒体(４)の一部により電気絶縁板(３)の一部が覆われていてもよい。これにより、陰極端子面(40)が陽極端子面(20)に近接し、その結果、
陽極端子面(20)と陰極端子面(40)との間の距離が更に縮められることになる。よって、固体電解コンデンサのＥＳＬを更に小さくすることが出来る。
陽極端子面(20)と陰極端子面(40)との間の距離が更に縮められることになる。よって、固体電解コンデンサのＥＳＬを更に小さくすることが出来る。
上記実施形態及び変形例に係る固体電解コンデンサにおいて、導電板(２)に代えて、棒状やサイコロ状等、板状に限らない様々な形状を有する導電部材を採用してもよく、又、電気絶縁板(３)に代えて、棒状やサイコロ状等、板状に限らない様々な形状を有する電気絶縁部材を採用してもよい。
(１) コンデンサ素子
(10) 素子本体
(101) 第１端面
(102) 第２端面
(103) 側面
(11) 陽極体
(12) 陽極リード
(121) 先端部
(13) 誘電体層
(14) 電解質層
(15) 陰極層
(２) 導電板（陽極端子）
(20) 陽極端子面
(21) 貫通孔
(22) 有底孔
(３) 電気絶縁板
(31) 貫通孔
(４) 筒体（陰極端子）
(40) 陰極端子面
(401) 内周面
(41) 開口端面
(43) 底部
(５) 被覆部材
(６) 導電性接着剤
(８) 電気絶縁層
(10) 素子本体
(101) 第１端面
(102) 第２端面
(103) 側面
(11) 陽極体
(12) 陽極リード
(121) 先端部
(13) 誘電体層
(14) 電解質層
(15) 陰極層
(２) 導電板（陽極端子）
(20) 陽極端子面
(21) 貫通孔
(22) 有底孔
(３) 電気絶縁板
(31) 貫通孔
(４) 筒体（陰極端子）
(40) 陰極端子面
(401) 内周面
(41) 開口端面
(43) 底部
(５) 被覆部材
(６) 導電性接着剤
(８) 電気絶縁層
Claims (8)
- 陽極部と陰極部とを有し、これらが誘電体層によって互いに電気的に絶縁されたコンデンサ素子を具え、該コンデンサ素子は、前記陰極部となる陰極層が外周面に露出した素子本体と、該素子本体の外周面から引き出されて前記陽極部となる陽極リードとから構成され、素子本体の外周面は、前記陽極リードが引き出された第１端面と、該第１端面とは反対側の第２端面と、前記第１端面の外周縁から第２端面の外周縁まで筒状に延びた側面とから形成されており、前記コンデンサ素子の陽極リードと陰極層とにはそれぞれ、陽極端子と陰極端子とが電気的に接続されている固体電解コンデンサにおいて、
前記陽極端子は、前記素子本体の第１端面に対向して配置された導電部材から構成され、該導電部材と素子本体との間には電気絶縁部材が介在し、該電気絶縁部材には、前記陽極リードが貫挿される貫通孔が形成される一方、前記導電部材には、前記陽極リードの先端部が挿入される貫通孔又は有底孔が形成され、該貫通孔又は有底孔の内周面に前記陽極リードの先端部が電気的に接続されており、
前記陰極端子は、導電材料から形成された筒体により構成され、該筒体内に前記コンデンサ素子の素子本体が挿入されることにより、該素子本体の側面の少なくとも一部が筒体によって覆われ、該筒体の内周面に前記コンデンサ素子の陰極層が電気的に接続されており、
前記導電部材の露出表面により陽極端子面が形成される一方、前記筒体の外周面により陰極端子面が形成されていることを特徴とする固体電解コンデンサ。 - 前記素子本体の第１端面と筒体の開口端面とが同一平面上に揃っている請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記素子本体の側面全体が前記筒体によって覆われている請求項１又は請求項２に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記素子本体の第２端面全体を覆う被覆部材が、該第２端面及び／又は前記筒体の別の開口端面に貼着固定されている請求項３に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記筒体には底部が設けられており、該底部により前記素子本体の第２端面全体が覆われている請求項３に記載の固体電解コンデンサ。
- 前記素子本体の外周面上には、その一部の領域に電気絶縁層が形成されており、該電気絶縁層は、前記筒体の外周面に露出している請求項１乃至請求項５の何れかに記載の固体電解コンデンサ。
- 陽極部と陰極部とを有し、これらが誘電体層によって互いに電気的に絶縁されたコンデンサ素子を具え、該コンデンサ素子は、前記陰極部となる陰極層が外周面に露出した素子本体と、該素子本体の外周面から引き出されて前記陽極部となる陽極リードとから構成され、素子本体の外周面は、前記陽極リードが引き出された第１端面と、該第１端面とは反対側の第２端面と、前記第１端面の外周縁から第２端面の外周縁まで筒状に延びた側面とから形成されており、前記コンデンサ素子の陽極リードと陰極層とにはそれぞれ、陽極端子と陰極端子とが電気的に接続されている固体電解コンデンサを製造する方法であって、
導電材料から形成されて前記陰極端子となる筒体に、前記コンデンサ素子の素子本体を挿入することにより、筒体の内周面に前記コンデンサ素子の陰極層を電気的に接続させる第１工程と、
貫通孔が形成された電気絶縁部材と、貫通孔又は有底孔が形成されていて前記陽極端子となる導電部材とを用意し、該電気絶縁部材の貫通孔に前記コンデンサ素子の陽極リードを貫挿させた後、前記導電部材の貫通孔又は有底孔に前記陽極リードの先端部を挿入することにより、該貫通孔又は有底孔の内周面に前記陽極リードの先端部を電気的に接続させる第２工程
とを有する固体電解コンデンサの製造方法。 - 前記第１工程では更に、前記素子本体の第１端面と筒体の開口端面とを同一平面上に揃える請求項７に記載の固体電解コンデンサの製造方法。
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