JP4083108B2

JP4083108B2 - 表面実装型コンデンサ

Info

Publication number: JP4083108B2
Application number: JP2003395400A
Authority: JP
Inventors: 直樹若生; 智次荒井; 正彦高橋
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2003-11-26
Filing date: 2003-11-26
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2023-11-26
Also published as: JP2005159007A

Description

本発明は、電子基板上に実装されて用いられる表面実装型、たとえばデカップリングやノイズフィルタとして用いられる表面実装型コンデンサに関するものである。

近年の電子機器の小型化、高性能化、高機能化に伴い、前記電子機器へ供給する電源の負荷急変に対する安定性向上要求が厳しくなっている。スイッチング電源の高周波化による応答性改善は多少見られるが、多くはデカップリングコンデンサによって対応しているのが現状である。

このような要求に対する表面実装型コンデンサとしては、セラミックコンデンサの他に、導電性高分子を陰極として用い、電子基板の表面に実装されるアルミニウム固体電解コンデンサが開発され、実用化されている。このような構成のアルミニウム固体電解コンデンサは、それまでのアルミニウムコンデンサやタンタルコンデンサに比べ、１／２０〜１／５０の等価直列抵抗（ＥＳＲ）であるという利点がある。

このようなアルミニウム固体電解コンデンサで、表面実装に対応した構造を有する表面実装型コンデンサの例が、特許文献１に開示されている。図２は、特許文献１に開示されている、従来の表面実装型コンデンサの例を示す側面図である。

図２において、１０は第一の金属板、１１は陽極体、１２は陽極リード、１３ａは第一の陰極部、１３ｂは第二の陰極部、１４は第二の金属板、１５ａは陽極端子、１６ａは陽極側ランド、１５ｂは陰極端子、１６ｂは陰極側ランド、１７は回路基板である。

図２に示した、従来の表面実装型コンデンサにおいては、第一の金属板１０の中央部に誘電体としての酸化膜が陽極酸化によって形成されて陽極体１１を構成し、陽極体１１の両面には、導電性高分子からなる第一の陰極部１３ａ、及び第二の陰極部１３ｂが形成され、第一の金属板１０の両端は、フォーミングが施され、二つの陽極リード１２を構成している。

二つの陽極リード１２には、二つの陽極端子１５ａが設けられ、回路基板１７の表面に設けられた、二つの陽極側ランド１６ａに電気的に接続される。また、第二の陰極部１３ｂの陽極体１１に接していない面、即ち図２における下側の面には、陰極端子１５ｂが形成され、回路基板１７の表面に設けられた、陰極側ランド１６ｂに電気的に接続される。

さらに、第一の陰極部１３ａの陽極体１１に接していない面、即ち図２における上側の面には、第二の金属板１４が、陽極端子１５ａの所定の領域を覆うように、かつ第一の陰極部１３ａに電気的に接続された状態で設けられている。このような構成とすることで、陽極端子から放出される電磁波を抑制することができる。

また、第一の陰極部１３ａ、第二の陰極部１３ｂ及び陰極端子１５ｂと、陽極体１１及び陽極端子１５ａとの電気的な短絡を防ぐため、陽極体１１及び陽極端子１５ａの表面に絶縁層を設けたり、表面実装型コンデンサ自体を絶縁性の樹脂などで封止したりすることが行われていた。

このようにして回路基板１７に実装された表面実装型コンデンサは、二つの陽極端子１５ａに接続される二つの陽極リード１２と、一つの陰極端子１５ｂに接続される、第二の陰極部１３ｂとからなるため、三極端子のノイズフィルタと称される。この表面実装型コンデンサが回路基板１７に実装された場合、二つの陽極端子１５ａの一方から入力された電気信号が濾波され、その電気信号は二つの陽極端子１５ａの他方に出力されることとなる。

特開２００２−３１３６７６

しかしながら、従来の三極端子型の表面実装型コンデンサでは、陽極リード１２と陽極端子１５ａの電気的な接続の面積が小さく、物品搬送中の陽極端子１５ａと包装トレイとの接触、振動、衝撃等により、陽極リード１２と陽極端子１５ａとの間に、剥離が生じる問題があった。従って、本発明の課題は、陽極リードと陽極端子の剥離を防止し、信頼性が向上した三極端子型の表面実装型コンデンサを提供することにある。

本発明は、前記の従来技術における問題に鑑み、陽極リードと陽極端子の接続部分の構造を再検討した結果なされたものである。

即ち、本発明は、コンデンサ素子とそれに接続された略平板状の付加基板とにより構成された表面実装型コンデンサであって、前記コンデンサ素子は、中央部にその表面に酸化膜を有する略平板状の陽極体が形成され両端部にフォーミングにより陽極リードが形成された弁作用金属からなる第一の金属板と、前記陽極体の両面に形成された二つの略平板状の陰極部と、前記陽極リードの前記付加基板との接続側に形成された第一の陽極端子と、前記二つの陰極部のうち前記付加基板との接続側の陰極部の表面に形成された第一の陰極端子と、前記二つの陰極部のうち他方の陰極部の表面に電気的に接続された第二の金属板とから構成され、前記付加基板は、一面に二つの陽極パターンと、その二つの陽極パターンの間に絶縁部を介して配置された陰極パターンとを有し、他の面に前記両陽極パターンに電気的に接続された第二の陽極端子と前記陰極パターンに電気的に接続された第二の陰極端子とを有し、前記第一の陽極端子は前記陽極パターンに電気的に接続され、前記第一の陰極端子は前記陰極パターンに電気的に接続されていることを特徴とする表面実装型コンデンサである。

また、本発明は、前記第二の金属板がその両端部において、前記第一の陽極端子が形成された領域の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする、前記の表面実装型コンデンサである。

また、本発明は、前記付加基板は絶縁性高分子材料または絶縁性高分子材料と無機材料との複合材料からなることを特徴とする、前記の表面実装型コンデンサである。

本発明による表面実装型コンデンサにおいては、陽極端子の接合部が付加基板によって補強されているので、搬送中における陽極端子と包装トレイなどとの接触や、振動、衝撃などによる、剥離を抑制することができる。

付加基板には、絶縁性が要求されることから、セラミックスや高分子材料など各種の材質を用いることが可能であるが、薄型であることも要求されることから、絶縁性高分子材料や、無機材料と絶縁性高分子材料の複合材料が好適である。具体的には、ポリイミドやガラス繊維強化型のエポキシ樹脂などが挙げられる。

以下、本発明に係る表面実装型コンデンサの構成の例について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明に係る表面実装型コンデンサの構成例を示す図で、図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）は付加基板の図１における底面図である。なお、ここでは、特に断りがない限り、実装基板を基準にして表面実装型コンデンサが実装される側を下とし、反対側を上とする。

図１において、１は第一の金属板、２は陽極体、３は陽極リード、４ａは第一の陰極部、４ｂは第二の陰極部、５は第二の金属板、６ａは第一の陽極端子、６ｂは第一の陰極端子、７ａは陽極パターン、７ｂは陰極パターン、８ａは第二の陽極端子、８ｂは第二の陰極端子、９は付加基板である。

図１に示すように、本発明に係る表面実装型コンデンサは、略平板形状をなす、第一の陰極部４ａ、第二の陰極部４ｂが、略平板形状をなす第一の金属板１を挟んでいる。ここで、前記第一の陰極部４ａと第二の陰極部４ｂは、それぞれ導電性高分子からなる。また、第一の金属板は、アルミニウムなどの弁作用金属からなり、中央部は表面に陽極酸化による誘電体が形成され、陽極体２を構成している。

そして、第一の陰極部４ａの上面、即ち、第一の金属板１に接していない面には、略平板形状をなす第二の金属板５が設けられている。この第二の金属板５は、第一の陰極部４ａの表面に電気的に接続されるとともに、第一の金属板１のように、第一の陰極部４ａと第二の陰極部４ｂよりも両端部が突出している。

さらに詳細に説明すると、第二の金属板５がその両端部において二つの陰極部から突出し、その部分の下側の面と、第一の陽極端子６ａの表面の少なくとも一部とが対向するように、第二の金属板５が設置されている。前記第二の金属板５は、銅、銀、金、アルミニウム、その他電気抵抗が小さい金属であることが望ましい。さらに、第二の金属板５の材質は、第一の陽極端子６ａと同じ材質であることが望ましい。

このように、第二の金属板５の、二つの陰極部から突出している部分は、二つの第一の陽極端子６ａ間で伝播される電磁波を封じるために、二つの第一の陽極端子６ａのそれぞれ庇状に覆うように、対向して配置されることが望ましい。

第一の金属板１の両端部は、第一の陰極部４ａ及び第二の陰極部４ｂから突出し、下方に折り曲げられるフォーミングが施され、二つの陽極リード３を構成しており、この陽極リード３のそれぞれの端部には、付加基板９上に形成された二つの陽極パターン７ａに接続するための、二つの第一の陽極端子６ａが形成されている。また、第二の陰極部の下面には、陰極パターン７ｂに接続するための、第一の陰極端子６ｂが形成されている。

さらに二つの陽極パターン７ａと、陰極パターン７ｂは、回路基板上に形成されたランド（図示せず）に接続するために、付加基板９の下面に設けられた、二つの第二の陽極端子８ａと、第二の陰極端子８ｂに、それぞれ接続される。二つの陽極パターン７ａ及び陰極パターン７ｂと、二つの第二の陽極端子８ａ及び第二の陰極端子８ｂとの電気的な接続は、付加基板９に設けられた、ビアホールを通して行われる。

そして、付加基板９は、ポリイミドやガラス繊維強化型のエポキシ樹脂などで構成されている。付加基板９上の陽極パターン７ａ及び陰極パターン７ｂと、第一の陽極端子６ａ及び第一の陰極端子６ｂとの接続は、銀ペースト、導電性高分子、溶接などの、導電性を有し且つ接続強度を確保する方法が望ましい。また、付加基板９は、表面実装型コンデンサの機能として求められる設定に応じて、その大きさ、形状、電極面積等を設定することができる。

以上、説明したように、本発明に係る表面実装型コンデンサは、陰極端子と陽極端子が相互に電気的に絶縁されたパターンを持つ付加基板に接続されるので、搬送中の陽極端子と包装トレイとの接触、振動、衝撃などによる、陽極リードと陽極端子の接続剥離を抑制することができる。

本発明に係る表面実装型コンデンサの構成例を示す図。図１（ａ）は側面図。図１（ｂ）は付加基板の底面図。従来の表面実装型コンデンサの例を示す側面図。

符号の説明

１，１０第一の金属板
２，１１陽極体
３，１２陽極リード
４ａ，１３ａ第一の陰極部
４ｂ，１３ｂ第二の陰極部
５，１４第二の金属板
６ａ第一の陽極端子
６ｂ第一の陰極端子
７ａ陽極パターン
７ｂ陰極パターン
８ａ第二の陽極端子
８ｂ第二の陰極端子
９付加基板
１５ａ陽極端子
１６ａ陽極側ランド
１５ｂ陰極端子
１６ｂ陰極側ランド
１７回路基板

Claims

コンデンサ素子とそれに接続された略平板状の付加基板とにより構成された表面実装型コンデンサであって、前記コンデンサ素子は、中央部にその表面に酸化膜を有する略平板状の陽極体が形成され両端部にフォーミングにより陽極リードが形成された弁作用金属からなる第一の金属板と、前記陽極体の両面に形成された二つの略平板状の陰極部と、前記陽極リードの前記付加基板との接続側に形成された第一の陽極端子と、前記二つの陰極部のうち前記付加基板との接続側の陰極部の表面に形成された第一の陰極端子と、前記二つの陰極部のうち他方の陰極部の表面に電気的に接続された第二の金属板とから構成され、前記付加基板は、一面に二つの陽極パターンと、その二つの陽極パターンの間に絶縁部を介して配置された陰極パターンとを有し、他の面に前記両陽極パターンに電気的に接続された第二の陽極端子と前記陰極パターンに電気的に接続された第二の陰極端子とを有し、前記第一の陽極端子は前記陽極パターンに電気的に接続され、前記第一の陰極端子は前記陰極パターンに電気的に接続されていることを特徴とする表面実装型コンデンサ。
前記第二の金属板はその両端部において、前記第一の陽極端子が形成された領域の少なくとも一部を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型コンデンサ。
前記付加基板は絶縁性高分子材料または絶縁性高分子材料と無機材料との複合材料からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面実装型コンデンサ。