JP4502732B2 - 固体電解コンデンサにおけるプリント配線基板に対する実装構造及びネットワーク構造 - Google Patents

固体電解コンデンサにおけるプリント配線基板に対する実装構造及びネットワーク構造 Download PDF

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Description

本発明は、タンタル等の弁作用金属を使用した固体電解コンデンサを、プリント配線基板に対して実装する場合における構造と、前記固体電解コンデンサの複数個をプリント配線基板に実装して成るネットワーク構造とに関するものである。
従来、この種の固体電解コンデンサには、例えば、特許文献1に記載されているように、そのコンデンサ素子に対する陽極リード端子及び陰極リード端子を、前記コンデンサ素子を密封するパッケージ体の左右両端面から突出したのち、前記パッケージ体の下面側に折り曲げて、この折り曲げた部分を、プリント配線基板に対して半田付けするように構成したものと、例えば、特許文献2に記載されているように、コンデンサ素子を密封するパッケージ体の下面又は左右両端面に、前記コンデンサ素子に対する陽極側端子電極膜と、陰極側端子電極膜とを形成して、これら両端電極膜を、プリント配線基板に対して半田付けするように構成したものとがある。
特開平5−326341号公報 特開平6−260373号公報
しかし、これらの固体電解コンデンサは、いずれも、プリント配線基板に対して半田付けにて実装したときにおいて、前記プリント配線基板の表面から、少なくとも、そのパッケージ体の高さ寸法だけ突出した形態になるから、大型化及び重量のアップを招来するという問題があった。
本発明は、この問題を解消できるようにした固体電解コンデンサのプリント配線基板への実装構造を提供することを技術的課題とするものである。
これに加えて、本発明は、前記固体電解コンデンサの複数個をプリント配線基板に互いに電気的に接続した状態で実装して成るネットワーク構造を提供することを技術的課題とするものである。
この技術的課題を達成するため本発明の実装構造は、請求項1に記載したように、
「弁作用金属粉末によるチップ体及びこのチップ体の一端面から突出する陽極棒並びに前記チップ体の表面に形成した陰極膜にて構成されるコンデンサ素子と、
表面に少なくとも一対の配線パターンを形成して成るプリント配線基板とから成り、
前記コンデンサ素子におけるチップ体は、その一端面から突出する陽極棒の軸線と直角方向の厚さ寸法を前記プリント配線基板における板厚さと略等しくするかこの板厚さ以下に薄くした扁平な形状に構成されており、
前記プリント配線基板には、抜き孔が、前記一対の配線パターンの各々に電気的に導通するように設けたスルーホールにおけるプリント配線基板貫通部のうち外周面の一部が当該抜き孔内に露出するように穿設されており、
前記抜き孔内には、前記コンデンサ素子が、その陽極棒及び陰極膜が前記各スルーホールにおけるプリント配線基板貫通部に電気的に接続するように装填されていることに加えて、前記コンデンサ素子を当該抜き孔内に固着するための接着剤又は樹脂剤が充填されており、
更に、前記プリント配線基板には、その表裏両面を覆う絶縁材による被覆コートが、前記コンデンサ素子の表裏両面を同時に覆うように形成されている。」
また、本発明の実装構造は、請求項2に記載したように、
「弁作用金属粉末によるチップ体及びこのチップ体の一端面から突出する陽極棒並びに前記チップ体の表面に形成した陰極膜にて構成されるコンデンサ素子と、
表面に少なくとも一対の配線パターンを形成して成るプリント配線基板とから成り、
前記コンデンサ素子におけるチップ体は、その一端面から突出する陽極棒の軸線と直角方向の厚さ寸法を前記プリント配線基板における板厚さと略等しくするかこの板厚さ以下に薄くした扁平な形状に構成されており、
前記プリント配線基板には、当該プリント配線基板の側面から入り込むように構成した抜き孔が、前記一対の配線パターンのうち一方の配線パターンに電気的に導通するように設けたスルーホールにおけるプリント配線基板貫通部のうち外周面の一部が当該抜き孔内に露出するように穿設されており、
前記抜き孔内には、前記コンデンサ素子が、その陽極棒又は陰極膜が前記スルーホールにおけるプリント配線基板貫通部に電気的に接続するように装填されていることに加えて、前記コンデンサ素子を当該抜き孔内に固着するための接着剤又は樹脂剤が充填されており、
更に、前記プリント配線基板の側面には、前記一対の配線パターンのうち他方の配線パターンと前記コンデンサ素子における陰極膜又は陽極棒とを電気的に接続する導体膜が形成されており、
前記プリント配線基板には、その表裏両面及び前記導体膜を覆う絶縁材による被覆コートが、前記コンデンサ素子の表裏両面を同時に覆うように形成されている。」
ことを特徴としている。
そして、本発明のネットワーク構造は、請求項3に記載したように、
「弁作用金属粉末によるチップ体及びこのチップ体の一端面から突出する陽極棒並びに前記チップ体の表面に形成した陰極膜にて構成されるコンデンサ素子の複数個と、
表面に少なくとも一対の配線パターンを形成して成るプリント配線基板とから成り、
前記各コンデンサ素子におけるチップ体は、その一端面から突出する陽極棒の軸線と直角方向の厚さ寸法を前記プリント配線基板における板厚さと略等しくするかこの板厚さ以下に薄くした扁平な形状に構成されており、
前記プリント配線基板には、前記コンデンサ素子と同数個の抜き孔を、前記一対の配線パターンの各々に電気的に導通するように設けたスルーホールにおけるプリント配線基板貫通部のうち外周面の一部が当該抜き孔内に露出するように穿設されており、
前記各抜き孔内には、前記各コンデンサ素子が、その陽極棒及び陰極膜が前記各スルーホールにおけるプリント配線基板貫通部に電気的に接続するように装填されていることに加えて、前記コンデンサ素子を当該抜き孔内に固着するための接着剤又は樹脂剤が充填されており、
更に、前記プリント配線基板には、その表裏両面を覆う絶縁材による被覆コートが、前記各コンデンサ素子の表裏両面を同時に覆うように形成されている。」
ことを特徴としている。
また、本発明のネットワーク構造は、請求項4に記載したように、
「弁作用金属粉末によるチップ体及びこのチップ体の一端面から突出する陽極棒並びに前記チップ体の表面に形成した陰極膜にて構成されるコンデンサ素子の複数個と、
表面に少なくとも一対の配線パターンを形成して成るプリント配線基板とから成り、
前記各コンデンサ素子におけるチップ体は、その一端面から突出する陽極棒の軸線と直角方向の厚さ寸法を前記プリント配線基板における板厚さと略等しくするかこの板厚さ以下に薄くした扁平な形状に構成されており、
前記プリント配線基板には、前記コンデンサ素子と同数個で且つ当該プリント配線基板の側面から入り込むように構成した抜き孔が、前記一対の配線パターンのうち一方の配線パターンに電気的に導通するように設けたスルーホールにおけるプリント配線基板貫通部のうち外周面の一部が当該抜き孔内に露出するように穿設されており、
前記各抜き孔内には、前記各コンデンサ素子が、その陽極棒又は陰極膜が前記スルーホールにおけるプリント配線基板貫通部に電気的に接続するように装填されていることに加えて、前記コンデンサ素子を当該抜き孔内に固着するための接着剤又は樹脂剤が充填されており、
前記プリント配線基板における側面には、前記一対の配線パターンのうち他方の配線パターンと前記各コンデンサ素子における陰極膜又は陽極棒とを電気的に接続する導体膜が形成されており、
前記プリント配線基板には、その表裏両面及び前記導体膜を覆う絶縁材による被覆コートが、前記各コンデンサ素子の表裏両面を同時に覆うように形成されている。」
ことを特徴としている。
前記したように、前記コンデンサ素子におけるチップ体を、その一端面から突出する陽極棒の軸線と直角方向の厚さ寸法を前記プリント配線基板における板厚さと略等しくするかこの板厚さ以下に薄くした扁平な形状にし、このコンデンサ素子を、する一方、前記プリント配線基板に穿設した抜き孔、又は当該プリント配線基板の側面から入り込むように穿設した抜き孔内に装填したことにより、固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子を、プリント配線基板に対して、当該プリント配線基板における板厚さ内に埋設するようにして実装でき、従って、前記プリント配線基板の表裏両面から突出しないように実装できるから、この分だけ小型化を図ることができるとともに、軽量化を図ることができる。
一方、前記コンデンサ素子における陽極棒及び陰極膜のうちいずれか一方と、プリント配線基板の表面における配線パターンとの電気的接続を、前記プリント配線基板に設けたスルーホールにより行うものであることにより、その電気的接続が、スペースの増大を招来することなく、至極簡単に且つ確実にできる。
この場合、請求項2に記載した構成にすることにより、コンデンサ素子における陽極棒及び陰極膜の両方をプリント配線基板の表面における配線パターンに対して電気的に接続することを、プリント配線基板に設けたスルーホールによって、スペースの増大を招来することなく、至極簡単に且つ確実にできる。
また、請求項3に記載した構成にすることにより、コンデンサ素子における陽極棒及び陰極膜の両方をプリント配線基板の表面における配線パターンに対して電気的に接続することを、プリント配線基板に設けたスルーホール及びプリント配線基板の側面に形成した導体膜によって、同様に、スペースの増大を招来することなく、至極簡単に且つ確実にできる。
そして、請求項4の記載によると、一枚のプリント配線基板に対して複数個のコンデンサ素子を備えたネットワーク構造を、前記プリント配線基板の表裏両面から前記各コンデンサ素子が突出しない形態、つまり、小型・軽量の形態にして提供することができる。
以下、本発明の実施の形態を図面について説明する。
図1〜図6は、第1の実施の形態を示す。
この第1の実施の形態において、コンデンサ素子1は、タンタル等の弁作用金属粉末を多孔質に固めて焼結して成るチップ体2と、このチップ体2における一端面2′から突出する陽極棒4と、前記チップ体2における表面に形成した陰極膜4とによって構成されている。
また、この第1の実施の形態において、プリント配線基板5は、適宜厚さTにしたガラスエポキシ樹脂製(心材となるガラス繊維をエポキシ樹脂にて固めて成る)であり、その表面には、金属製による一対の配線パターン6,7が形成され、更に、このプリント配線基板5には、前記両配線パターン6,7の各々に電気的に導通するスルーホール8,9が設けられている。
前記コンデンサ素子1を、そのチップ体2のうちその一端面2′から突出する陽極棒3の軸線と直角方向の厚さ寸法T0を前記プリント配線基板5における板厚さTと略等しくするかこの板厚さT以下に薄くすることによって、扁平な矩形体形状にする。
一方、前記プリント配線基板5には、前記コンデンサ素子1が嵌めることができる矩形の抜き孔10を穿設する。
この抜き孔10の穿設に際しては、この抜き孔10内に、前記両スルーホール8、9におけるプリント配線基板貫通部のうち外周面の一部が露出するように構成する。
そして、前記プリント配線基板5における抜き孔10内に、前記コンデンサ素子1を挿入し、このコンデンサ素子1をプリント配線基板5に対して、当該コンデンサ素子1 の外周面と抜き孔10の内周面との間に充填した接着剤又は樹脂剤により固着する。
前記コンデンサ素子1のプリント配線基板5における抜き孔10への固着に際しては、当該コンデンサ素子1における陽極棒3を、前記抜き孔10内に露出する両スルーホール8、9のうち一方のスルーホール8におけるプリント配線基板貫通部に対して、導電性ペースト又は半田付け等により電気的に接続する一方、当該コンデンサ素子1における陰極膜4を、他方のスルーホール9におけるプリント配線基板貫通部に対して、導電性ペースト又は半田付け等により電気的に接続する。
なお、前記プリント配線基板5における表裏両面は、絶縁材による被覆コート層11,12が、前記配線パターン6,7を覆うように形成されており、この被覆コート層11,12にて、前記コンデンサ素子1における表裏両面を同時に被覆するように構成したり、或いは、前記コンデンサ素子1における表裏両面を、前記被覆コート層11,12とは別に絶縁コートで被覆するように構成しても良い。
このように構成することにより、固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子1を、プリント配線基板5に対して、当該プリント配線基板5における板厚さT内に埋設するようにして実装することができる。
次に、図7、図8及び図9は、第2の実施の形態を示す。
この第2の実施の形態は、上面に一対の配線パターン6a、7aを形成したプリント配線基板5aに、抜き孔10aを、前記プリント配線基板5aにおける側面5a′から入り込む溝型の形態にし、且つ、当該抜き孔10a内に一方の配線パターン6aにおけるスルーホール8aにおけるプリント配線基板貫通部のうち外周面の一部を露出するようにして穿設し、この抜き孔10a内に、前記したように扁平状に構成したコンデンサ素子1を挿入して、このコンデンサ素子1をプリント配線基板5aに対して、当該コンデンサ素子1 の外周面と抜き孔10aの内周面との間に充填した接着剤又は樹脂剤により固着するとともに、このコンデンサ素子1における陽極棒3を、前記抜き孔10a内に露出するスルーホール8aにおけるプリント配線基板貫通部に対して、導電性ペースト又は半田付け等により電気的に接続する一方、前記プリント配線基板5aにおける側面5a′に、導体膜13を形成することにより、この導体膜13によって、前記コンデンサ層1における陰極膜4を、前記プリント配線基板5aの表面における他方の配線パターン7aに電気的に接続するように構成したものである。
このように構成することによっても、前記第1の実施の形態と同様に、固体電解コンデンサにおけるコンデンサ素子1を、プリント配線基板5aに対して、当該プリント配線基板5aにおける板厚さT内に埋設するようにして実装することができる。
この第2の実施の形態の場合においても、そのプリント配線基板5aの表裏両面には、絶縁材による被覆コート層11a,12aが形成されているほか、前記導体膜13も、絶縁材によるコート層で被覆されている。
なお、この第2の実施の形態においては、前記コンデンサ素子1における陰極膜4を、前記スルーホール8aのうち抜き孔10a内に露出するプリント配線基板貫通部に対して電気的に接続する一方、前記コンデンサ素子1における陽極棒3を、前記プリント配線基板5aの側面5a′に形成した導体膜13を介して他方の配線パターン7aに電気的に接続するように構成することもできる。
次に、図10,図11及び図12は、第3の実施の形態を示す。
この第3の実施の形態は、表面に一対の配線パターン6b、7bを形成して成る一枚のプリント配線基板5bに、複数個の抜き孔10bを、当該各抜き孔10b内に前記両配線パターン6b、7bにおけるスルーホール8b、9bにおけるプリント配線基板貫通部のうち外周面の一部が各々露出するように穿設し、この各抜き孔10b内の各々に、前記したように、扁平状に構成したコンデンサ素子1を挿入して、この各コンデンサ素子1をプリント配線基板5bに対して、当該各コンデンサ素子1 の外周面と各抜き孔10bの内周面との間に充填した接着剤又は樹脂剤により固着するとともに、各コンデンサ素子1における陽極棒3を、前記抜き孔10b内に露出する両スルーホール8b、9bのうち一方のスルーホール8bにおけるプリント配線基板貫通部に対して、導電性ペースト又は半田付け等により電気的に接続する一方、各コンデンサ素子1における陰極膜4を、他方のスルーホール9bにおけるプリント配線基板貫通部に対して、導電性ペースト又は半田付け等により電気的に接続するという構成にしたものである。
これにより、一つのプリント配線基板5bに、複数個のコンデンサ素子1を備えて形態のネットワーク構造にすることができる。
この第3の実施の形態の場合においても、そのプリント配線基板5bの表裏両面には、絶縁材による被覆コート層11b,12bが形成されている。また、この第3の実施の形態における変形例としては、例えば、図13(A)及び(B)に示すような回路のネットワーク構造にすることができる。
そして、図14及び図15は、第4の実施の形態を示す。
この第4の実施の形態は、表面に一対の配線パターン6c、7cを形成して成る一枚のプリント配線基板5cに、複数個の抜き孔10cを、前記プリント配線基板5cにおける側面5c′から入り込む溝型の形態にし、且つ、当該抜き孔10c内に一方の配線パターン6cにおけるスルーホール8cにおけるプリント配線基板貫通部のうち外周面の一部を露出するようにして穿設し、この各抜き孔10c内の各々に、前記したように扁平状に構成したコンデンサ素子1を挿入して、このコンデンサ素子1をプリント配線基板5cに対して、当該コンデンサ素子1の外周面と抜き孔10cの内周面との間に充填した接着剤又は樹脂剤により固着するとともに、このコンデンサ素子1における陽極棒3を、前記スルーホール8cのうち前記抜き孔10c内に露出するプリント配線基板貫通部に対して、導電性ペースト又は半田付け等により電気的に接続する一方、前記プリント配線基板5cにおける側面5c′に、導体膜13cを形成することにより、この導体膜13cによって、前記コンデンサ層1における陰極膜4を、前記プリント配線基板5cの表面における他方の配線パターン7cに電気的に接続するように構成したものである。
これにより、一つのプリント配線基板5bに、複数個のコンデンサ素子1を備えて形態のネットワーク構造にすることができる。
この第4の実施の形態の場合においても、そのプリント配線基板5cの表裏両面には、絶縁材による被覆コート層11c,12cが形成されているほか、前記導体膜13cも、絶縁材によるコート層で被覆されている。
第1の実施の形態を示す斜視図である。 図1のII−II視拡大断面図である。 前記第1の実施の形態においてプリント配線基板を示す斜視図である。 図3のIV−IV視拡大断面図である。 前記第1の実施の形態において分解した状態を示す斜視図である。 図5のVI−VI視拡大断面図である。 第2の実施の形態を示す斜視図である。 図7のVIII−VIII視拡大断面図である。 前記第2の実施の形態において分解した状態を示す斜視図である。 第3の実施の形態を示す平面図である。 図10のXI−XI視拡大断面図である。 前記第3の実施の形態の等価回路図である。 前記第3の実施の形態における変形例を示す平面図である。 第4の実施の形態を示す平面図である。 図14のXV−XV視拡大断面図である。
符号の説明
1 コンデンサ素子
2 チップ体
3 陽極棒
4 陰極膜
5,5a,5b,5c プリント配線基板
6,6a,6b,6c 一方の配線パターン
7,7a,7b,7c 他方の配線パターン
8,8a,8b,8c 一方の配線パターンにおけるスルーホール
9,9a,9b,9c 他方の配線パターンにおけるスルーホール
10,10a,10b,10c 抜き孔
13,13c 導体膜

Claims (4)

  1. 弁作用金属粉末によるチップ体及びこのチップ体の一端面から突出する陽極棒並びに前記チップ体の表面に形成した陰極膜にて構成されるコンデンサ素子と、
    表面に少なくとも一対の配線パターンを形成して成るプリント配線基板とから成り、
    前記コンデンサ素子におけるチップ体は、その一端面から突出する陽極棒の軸線と直角方向の厚さ寸法を前記プリント配線基板における板厚さと略等しくするかこの板厚さ以下に薄くした扁平な形状に構成されており、
    前記プリント配線基板には、抜き孔が、前記一対の配線パターンの各々に電気的に導通するように設けたスルーホールにおけるプリント配線基板貫通部のうち外周面の一部が当該抜き孔内に露出するように穿設されており、
    前記抜き孔内には、前記コンデンサ素子が、その陽極棒及び陰極膜が前記各スルーホールにおけるプリント配線基板貫通部に電気的に接続するように装填されていることに加えて、前記コンデンサ素子を当該抜き孔内に固着するための接着剤又は樹脂剤が充填されており、
    更に、前記プリント配線基板には、その表裏両面を覆う絶縁材による被覆コートが、前記コンデンサ素子の表裏両面を同時に覆うように形成されている、
    ことを特徴とする固体電解コンデンサにおけるプリント配線基板に対する実装構造。
  2. 弁作用金属粉末によるチップ体及びこのチップ体の一端面から突出する陽極棒並びに前記チップ体の表面に形成した陰極膜にて構成されるコンデンサ素子と、
    表面に少なくとも一対の配線パターンを形成して成るプリント配線基板とから成り、
    前記コンデンサ素子におけるチップ体は、その一端面から突出する陽極棒の軸線と直角方向の厚さ寸法を前記プリント配線基板における板厚さと略等しくするかこの板厚さ以下に薄くした扁平な形状に構成されており、
    前記プリント配線基板には、当該プリント配線基板の側面から入り込むように構成した抜き孔が、前記一対の配線パターンのうち一方の配線パターンに電気的に導通するように設けたスルーホールにおけるプリント配線基板貫通部のうち外周面の一部が当該抜き孔内に露出するように穿設されており、
    前記抜き孔内には、前記コンデンサ素子が、その陽極棒又は陰極膜が前記スルーホールにおけるプリント配線基板貫通部に電気的に接続するように装填されていることに加えて、前記コンデンサ素子を当該抜き孔内に固着するための接着剤又は樹脂剤が充填されており、
    更に、前記プリント配線基板の側面には、前記一対の配線パターンのうち他方の配線パターンと前記コンデンサ素子における陰極膜又は陽極棒とを電気的に接続する導体膜が形成されており、
    前記プリント配線基板には、その表裏両面及び前記導体膜を覆う絶縁材による被覆コートが、前記コンデンサ素子の表裏両面を同時に覆うように形成されている、
    ことを特徴とする固体電解コンデンサにおけるプリント配線基板に対する実装構造。
  3. 弁作用金属粉末によるチップ体及びこのチップ体の一端面から突出する陽極棒並びに前記チップ体の表面に形成した陰極膜にて構成されるコンデンサ素子の複数個と、
    表面に少なくとも一対の配線パターンを形成して成るプリント配線基板とから成り、
    前記各コンデンサ素子におけるチップ体は、その一端面から突出する陽極棒の軸線と直角方向の厚さ寸法を前記プリント配線基板における板厚さと略等しくするかこの板厚さ以下に薄くした扁平な形状に構成されており、
    前記プリント配線基板には、前記コンデンサ素子と同数個の抜き孔を、前記一対の配線パターンの各々に電気的に導通するように設けたスルーホールにおけるプリント配線基板貫通部のうち外周面の一部が当該抜き孔内に露出するように穿設されており、
    前記各抜き孔内には、前記各コンデンサ素子が、その陽極棒及び陰極膜が前記各スルーホールにおけるプリント配線基板貫通部に電気的に接続するように装填されていることに加えて、前記コンデンサ素子を当該抜き孔内に固着するための接着剤又は樹脂剤が充填されており、
    更に、前記プリント配線基板には、その表裏両面を覆う絶縁材による被覆コートが、前記各コンデンサ素子の表裏両面を同時に覆うように形成されている、
    ことを特徴とする固体電解コンデンサにおけるプリント配線基板に対する実装構造。
  4. 弁作用金属粉末によるチップ体及びこのチップ体の一端面から突出する陽極棒並びに前記チップ体の表面に形成した陰極膜にて構成されるコンデンサ素子の複数個と、
    表面に少なくとも一対の配線パターンを形成して成るプリント配線基板とから成り、
    前記各コンデンサ素子におけるチップ体は、その一端面から突出する陽極棒の軸線と直角方向の厚さ寸法を前記プリント配線基板における板厚さと略等しくするかこの板厚さ以下に薄くした扁平な形状に構成されており、
    前記プリント配線基板には、前記コンデンサ素子と同数個で且つ当該プリント配線基板の側面から入り込むように構成した抜き孔が、前記一対の配線パターンのうち一方の配線パターンに電気的に導通するように設けたスルーホールにおけるプリント配線基板貫通部のうち外周面の一部が当該抜き孔内に露出するように穿設されており、
    前記各抜き孔内には、前記各コンデンサ素子が、その陽極棒又は陰極膜が前記スルーホールにおけるプリント配線基板貫通部に電気的に接続するように装填されていることに加えて、前記コンデンサ素子を当該抜き孔内に固着するための接着剤又は樹脂剤が充填されており、
    前記プリント配線基板における側面には、前記一対の配線パターンのうち他方の配線パターンと前記各コンデンサ素子における陰極膜又は陽極棒とを電気的に接続する導体膜が形成されており、
    前記プリント配線基板には、その表裏両面及び前記導体膜を覆う絶縁材による被覆コートが、前記各コンデンサ素子の表裏両面を同時に覆うように形成されている、
    ことを特徴とする固体電解コンデンサにおけるネットワーク構造。
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