JP4790488B2 - Solid electrolytic capacitor - Google Patents
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Description
本発明は、弁作用金属の多孔質焼結体を備えた固体電解コンデンサに関する。 The present invention relates to a solid electrolytic capacitor provided with a porous sintered body of a valve action metal.
図5は、従来の固体電解コンデンサの一例を示している。同図に示された固体電解コンデンサXは、陽極ワイヤ92が突出した多孔質焼結体91を備えており、陽極端子96Aおよび陰極端子96Bの実装面96Aa,96Baを用いて回路基板Sに面実装可能に構成されている。陽極端子96Aは、導通部材96Cを介して陽極端子92と導通している。多孔質焼結体91の表面には、誘電体層93および固体電解質層94が積層されている。固体電解質層94と陰極端子96Bとは、導電体層95によって接合されている。陽極ワイヤ92の根元には、しみ上がり防止板97がはめられている。しみ上がり防止板97は、たとえばフッ素樹脂などの絶縁性物質からなり、陽極ワイヤ92を貫通させるための孔97aが形成されている。固体電解コンデンサXの製造工程においては、固体電解質層94を形成するために誘電体層93を形成した多孔質焼結体91を、たとえば硝酸マンガン水溶液に漬ける。このとき、しみ上がり防止板97によって、上記硝酸マンガン水溶液が陽極ワイヤ92に不当に付着してしまうことを回避可能である。これにより、陽極ワイヤ92と固体電解質層94とが導通してしまうことを防止することができる。
FIG. 5 shows an example of a conventional solid electrolytic capacitor. The solid electrolytic capacitor X shown in the figure includes a porous sintered
しかしながら、しみ上がり防止板97は、固体電解コンデンサXの構成部品として残存するために、しみ上がり防止板97の分だけ固体電解コンデンサXの体積が増加してしまう。固体電解コンデンサXの体積を一定とするには、多孔質焼結体91の体積を小さくせざるを得ない。この多孔質焼結体91の体積減少分だけ固体電解コンデンサXの静電容量が減少してしまうという問題があった。また、固体電解コンデンサXが回路基板Sに実装された状態においては、多孔質焼結体91に対して回路基板Sが広がる方向にしみ上がり防止板97が位置する。このため、しみ上がり防止板97の分だけ、固体電解コンデンサXの実装面積が大きくなってしまう。したがって、回路基板Sへの高密度実装化が阻害されていた。
However, since the
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、小型化および大容量化を図ることが可能な固体電解コンデンサを提供することをその課題とする。 The present invention has been conceived under the circumstances described above, and an object of the present invention is to provide a solid electrolytic capacitor that can be reduced in size and increased in capacity.
本発明によって提供される固体電解コンデンサは、弁作用金属からなる多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体の表面に積層された誘電体層および固体電解質層と、上記多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤと、上記陽極ワイヤに導通し、かつ面実装用の実装面を有する板状の陽極端子と、上記固体電解質層に導通し、かつ上記陽極端子の上記実装面と面一とされた実装面を有する板状の陰極端子と、上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う樹脂パッケージと、を備える固体電解コンデンサであって、上記陽極ワイヤは、上記多孔質焼結体から上記陽極端子の上記実装面に対して垂直に突出しているとともに、導電性ペーストを用いて上記陽極端子の上記実装面と反対側の面に接続されており、上記陰極端子は、上記固体電解質層を覆う導電体層を介して上記固体電解質層に導通しており、上記多孔質焼結体と上記陽極端子との間には、上記陽極ワイヤの少なくとも一部を囲うフッ素樹脂からなる絶縁部材が、上記陽極端子の上記実装面と反対側の面と、上記陰極端子の上記実装面と反対側の面とに跨がるようにして設けられていることを特徴としている。 The solid electrolytic capacitor provided by the present invention includes a porous sintered body made of a valve metal, a dielectric layer and a solid electrolyte layer laminated on the surface of the porous sintered body, and the porous sintered body. An anode wire protruding from the plate , a plate-like anode terminal that is electrically connected to the anode wire and has a mounting surface for surface mounting, and is electrically connected to the solid electrolyte layer and is flush with the mounting surface of the anode terminal. A solid electrolytic capacitor comprising a plate-like cathode terminal having a mounted surface and a resin package covering at least a part of the porous sintered body, wherein the anode wire is formed from the porous sintered body. The anode terminal protrudes perpendicularly to the mounting surface and is connected to the surface of the anode terminal opposite to the mounting surface using a conductive paste, and the cathode terminal is connected to the solid electrolyte layer. Conductor covering The is conducting in the solid electrolyte layer through, between the above porous sintered body and the anode terminal, the insulating member made of fluorine resin surrounding at least a portion of the anode wire, the anode terminal It is characterized by being provided so as to straddle the surface opposite to the mounting surface and the surface opposite to the mounting surface of the cathode terminal .
このような構成によれば、上記固体電解コンデンサの製造工程において、上記固体電解質層を形成する際に、上記固体電解質層形成用の水溶液や反応液が上記陽極ワイヤにしみ上がることを防止することに、上記絶縁部材を用いることができる。また、上記固体電解コンデンサが回路基板に実装された状態において、上記絶縁部材は、上記多孔質焼結体に対して上記回路基板側に位置することとなり、上記多孔質焼結体に対して上記回路基板が広がる方向に位置することが無い。したがって、上記固体電解コンデンサの上記回路基板への実装面積を縮小することが可能である。また、このような構成によれば、上記固体電解コンデンサの製造工程において、上記絶縁部材が取付けられた上記多孔質焼結体を上記陽極端子および上記陰極端子に載置するときに、上記絶縁部材が上記陽極端子および上記陰極端子に当接する。このため、上記絶縁部材を介して上記陽極端子および上記陰極端子によって上記多孔質焼結体が支持される格好となり、上記多孔質焼結体が上記陽極端子および上記陰極端子に対して不当に傾いてしまうことを防止することができる。 According to such a configuration, when forming the solid electrolyte layer in the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor, the aqueous solution or reaction solution for forming the solid electrolyte layer is prevented from soaking into the anode wire. In addition, the insulating member can be used. Further, in a state where the solid electrolytic capacitor is mounted on the circuit board, the insulating member is positioned on the circuit board side with respect to the porous sintered body, and There is no position in the direction in which the circuit board spreads. Therefore, it is possible to reduce the mounting area of the solid electrolytic capacitor on the circuit board. Further, according to such a configuration, when the porous sintered body to which the insulating member is attached is placed on the anode terminal and the cathode terminal in the manufacturing process of the solid electrolytic capacitor, the insulating member Contacts the anode terminal and the cathode terminal. For this reason, the porous sintered body is supported by the anode terminal and the cathode terminal through the insulating member, and the porous sintered body is unduly inclined with respect to the anode terminal and the cathode terminal. Can be prevented.
本発明の好ましい実施の形態においては、上記絶縁部材のうち、少なくとも上記陽極端子の上記実装面寄りに位置する部分が、上記樹脂パッケージから露出している。このような構成によれば、上記絶縁部材によって上記樹脂パッケージの一部を代替することが可能である。これにより、上記樹脂パッケージの体積を縮小することが可能であり、上記固体電解コンデンサの小型化を図ることができる。また、上記固体電解コンデンサの体積を増加させること無く上記多孔質焼結体の体積を大きくすることが可能であり、上記固体電解コンデンサの大容量化を図ることができる。 In a preferred embodiment of the present invention, at least a portion of the insulating member located near the mounting surface of the anode terminal is exposed from the resin package. According to such a configuration, a part of the resin package can be replaced by the insulating member. Thereby, the volume of the resin package can be reduced, and the solid electrolytic capacitor can be miniaturized. Further, the volume of the porous sintered body can be increased without increasing the volume of the solid electrolytic capacitor, and the capacity of the solid electrolytic capacitor can be increased.
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings.
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1および図2は、本発明に係る固体電解コンデンサの一例を示している。本実施形態の固体電解コンデンサAは、多孔質焼結体1、陽極ワイヤ2、誘電体層3、固体電解質層4、導電体層5、陽極端子6A、陰極端子6B、しみ上がり防止板7、および樹脂パッケージ8を備えており、回路基板S上に面実装可能な構成とされている。
1 and 2 show an example of a solid electrolytic capacitor according to the present invention. The solid electrolytic capacitor A of the present embodiment includes a porous sintered
多孔質焼結体1は、ニオブまたはタンタルなどの弁作用金属からなり、多数の細孔が形成された構造とされている。本実施形態においては、多孔質焼結体1は、直方体形状とされている。多孔質焼結体1の製造は、たとえばニオブまたはタンタルなどの弁作用金属の微粉末を金型を用いて加圧成形した後に、この成形体に対して焼結処理を施すことによってなされる。この焼結処理により、弁作用金属の微粉末どうしが焼結し、多数の細孔を有する多孔質焼結体1が形成される。
The porous sintered
陽極ワイヤ2は、ニオブまたはタンタルなどの弁作用金属からなり、その一部が多孔質焼結体1内に進入している。陽極ワイヤ2は、上述した弁作用金属の微粉末を加圧成形する際に、この微粉末内にその一部が進入させられた状態で一体品とされる。図1に示すように、陽極ワイヤ2は、陽極端子6Aに向かって突出している。
The
誘電体層3は、多孔質焼結体1の表面に形成されており、弁作用金属の酸化物からなる。この誘電体層3は、多孔質焼結体1の上記細孔を覆っている。誘電体層3の形成は、たとえば、多孔質焼結体1をリン酸水溶液の化成液に漬けた状態で陽極酸化処理を施すことによってなされる。
The
固体電解質層4は、誘電体層3上に積層されており、多孔質焼結体1の上記細孔を埋めるように形成されている。固体電解質層4は、たとえば二酸化マンガンや、導電性ポリマからなる。固体電解コンデンサAが使用されるときには、固体電解質層4と誘電体層3との界面に電荷が蓄蔵される。このため、固体電解質層4と誘電体層3との界面の面積が大きいほど、固体電解コンデンサAの静電容量を増加させることができる。
The
陽極端子6Aは、たとえばCuまたNiからなる板状部材であり、たとえば導電性ペースト(図示略)によって陽極ワイヤ2の先端に接合されている。陽極端子6Aのうち多孔質焼結体1と反対側に位置する面は、実装面6Aaとされている。実装面6Aaは、固体電解コンデンサAをたとえば回路基板Sに面実装するために用いられる部分である。
The
陰極端子6Bは、たとえばCuまたNiからなる板状部材であり、導電体層5によって固体電解質層4と導通している。陰極端子6Bのうち多孔質焼結体1と反対側に位置する面は、実装面6Baとされている。実装面6Baは、陽極端子6Aの実装面6Aaと面一とされている。実装面6Baは、固体電解コンデンサAの面実装に用いられる。図2に示すように、陽極端子6Aおよび陰極端子6Bは、固体電解コンデンサAの両端寄りに配置されており、それぞれの幅が樹脂パッケージ8の幅よりも若干小である矩形状とされている。
The
しみ上がり防止板7は、たとえばフッ素樹脂からなる板状部材であり、図1に示すように多孔質焼結体1と陽極端子6Aとの間に設けられている。しみ上がり防止板7は、本発明で言う絶縁部材の一例である。しみ上がり防止板7には、孔7aが形成されている。孔7aは、しみ上がり防止板7を陽極ワイヤ2にはめるための部分であり、その内径が陽極ワイヤ2を貫通させることが可能な寸法とされている。また、図2に示すように、しみ上がり防止板7は、その平面視寸法が固体電解コンデンサAの外径寸法よりも若干小とされており、陽極端子6Aおよび陰極端子6Bを跨ぐ格好とされている。しみ上がり防止板7のうち陽極端子6Aと陰極端子6Bとの間の部分は、樹脂パッケージ8から露出している。
The
図3は、固体電解コンデンサAの製造工程において固体電解質層4を形成する工程を示している。この工程に先立って、あらかじめ陽極ワイヤ2にしみ上がり防止板7をはめた状態で、多孔質焼結体1の表面に誘電体層3を形成しておく。この多孔質焼結体1をたとえば容器41に満たされた硝酸マンガンの水溶液42に漬ける。このとき、水溶液42の界面がしみ上がり防止板7に留まり、陽極ワイヤ2の突出部分と接しない位置関係とする。フッ素樹脂からなるしみ上がり防止板7と水溶液42との間には、比較的大きな表面張力が発生する。これにより、水溶液42が不当に陽極ワイヤ2の突出部分へとしみあがることを防止することができる。多孔質焼結体1を水溶液42から引き揚げた後には、焼成処理を施す。この作業を繰り返すことにより、誘電体層3上に固体電解質層4を形成することができる。なお、導電性ポリマからなる固体電解質層4を形成する場合においても、しみ上がり防止板7によって電解重合または化学重合のための反応液が陽極ワイヤ2にしみ上がることを防止することができる。
FIG. 3 shows a process of forming the
樹脂パッケージ8は、たとえばエポキシ樹脂からなり、図1に示すように多孔質焼結体1を保護するためのものである。樹脂パッケージ8は、たとえばエポキシ樹脂材料を用いてモールド成形される。図2に示すように、本実施形態においては、陽極端子6Aおよび陰極端子6Bそれぞれの実装面6Aa,6Baとしみ上がり防止板7の一部とが、樹脂パッケージ8から露出している。
The resin package 8 is made of, for example, an epoxy resin, and protects the porous
次に、固体電解コンデンサAの作用について説明する。 Next, the operation of the solid electrolytic capacitor A will be described.
本実施形態によれば、固体電解コンデンサAが回路基板Sに実装された状態においては、しみ上がり防止板7は、多孔質焼結体1に対して回路基板S側に位置することとなる。本実施形態とは異なり、しみ上がり防止板7が多孔質焼結体1に対して回路基板Sが広がる方向に位置する構成においては、しみ上がり防止板7の分だけ固体電解コンデンサの回路基板Sへの実装面積が大きくなってしまう。このようなことでは、高密度実装化が阻害されてしまう。固体電解コンデンサAにおいては、しみ上がり防止板7が固体電解コンデンサAの実装面積を増加させることが無く、固体電解コンデンサAの実装面積を、多孔質焼結体1とこれを覆う樹脂パッケージ8の厚さとを加えた程度の大きさとすることが可能である。したがって、固体電解コンデンサAの実装面積を縮小することが可能であり、高密度実装化を図ることができる。
According to the present embodiment, in the state where the solid electrolytic capacitor A is mounted on the circuit board S, the
しみ上がり防止板7の一部を露出させることにより、多孔質焼結体1の回路基板S側部分は、樹脂パッケージ8に代えてしみ上がり防止板7によって覆われている。このため、樹脂パッケージ8の体積をしみ上がり防止板7の分だけ縮小させることが可能である。これは、固体電解コンデンサAの小型化を図るのに適している。また、しみ上がり防止板7に相当する樹脂パッケージ8の体積減少分だけ多孔質焼結体1の体積を増加させれば、固体電解コンデンサAの体積を変えることなく、その大容量化を図ることができる。
By exposing a part of the
しみ上がり防止板7を陽極端子6Aおよび陰極端子6Bに跨る構成とすることにより、固体電解コンデンサAを確実かつ容易に製造することが可能となる。図4は、固体電解コンデンサAの製造工程の一工程を示している。この工程においては、陽極端子6Aおよび陰極端子6Bとなるべきフレーム6に対して、多孔質焼結体1が載置される。この工程に先立って、多孔質焼結体1にはしみ上がり防止板7が取付けられており、誘電体層3および固体電解質層4が形成されている。多孔質焼結体1をフレーム6に接近させると、しみ上がり防止板7が陽極端子6Aおよび陰極端子6Bに当接することとなる。このため、多孔質焼結体1は、陽極端子6Aおよび陰極端子6Bのいずれか一方のみによって支持されるのではなく、しみ上がり防止板7を介して陽極端子6Aおよび陰極端子6Bの双方によって支持される。したがって、多孔質焼結体1がフレーム6に対して不当に傾くおそれが無く、多孔質焼結体1とフレーム6との接合を確実かつ容易に行うことができる。
By setting the
本発明に係る固体電解コンデンサは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る固体電解コンデンサの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The solid electrolytic capacitor according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. The specific configuration of each part of the solid electrolytic capacitor according to the present invention can be varied in design in various ways.
本発明で言う絶縁部材は、固体電解質層を形成する際に水溶液または反応液が陽極ワイヤにしみ上がることを防止するための機能を果たす部材であれば、フッ素樹脂以外の樹脂材料やガラスなどによって形成してもよい。また、絶縁部材が陽極端子および陰極端子に跨った構成のほかに、絶縁部材が陰極端子とは重ならない構成としてもよい。さらに、絶縁部材のすべてが樹脂パッケージに覆われた構成としてもよい。 The insulating member referred to in the present invention can be made of a resin material other than fluororesin, glass, or the like as long as it functions to prevent the aqueous solution or reaction solution from penetrating the anode wire when forming the solid electrolyte layer. It may be formed. In addition to the configuration in which the insulating member straddles the anode terminal and the cathode terminal, the insulating member may be configured not to overlap the cathode terminal. Further, the insulating member may be entirely covered with the resin package.
A 固体電解コンデンサ
S 回路基板
1 多孔質焼結体
2 陽極ワイヤ
3 誘電体層
4 固体電解質層
5 導電体層
6A 陽極端子
6Aa 実装面
6B 陰極端子
6Ba 実装面
7 しみ上がり防止板(絶縁部材)
7a 孔
8 樹脂パッケージ
A Solid electrolytic capacitor
7a hole 8 resin package
Claims (2)
上記多孔質焼結体の表面に積層された誘電体層および固体電解質層と、
上記多孔質焼結体から突出する陽極ワイヤと、
上記陽極ワイヤに導通し、かつ面実装用の実装面を有する板状の陽極端子と、
上記固体電解質層に導通し、かつ上記陽極端子の上記実装面と面一とされた実装面を有する板状の陰極端子と、
上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う樹脂パッケージと、
を備える固体電解コンデンサであって、
上記陽極ワイヤは、上記多孔質焼結体から上記陽極端子の上記実装面に対して垂直に突出しているとともに、導電性ペーストを用いて上記陽極端子の上記実装面と反対側の面に接続されており、
上記陰極端子は、上記固体電解質層を覆う導電体層を介して上記固体電解質層に導通しており、
上記多孔質焼結体と上記陽極端子との間には、上記陽極ワイヤの少なくとも一部を囲うフッ素樹脂からなる絶縁部材が、上記陽極端子の上記実装面と反対側の面と、上記陰極端子の上記実装面と反対側の面とに跨がるようにして設けられていることを特徴とする、固体電解コンデンサ。 A porous sintered body made of a valve metal,
A dielectric layer and a solid electrolyte layer laminated on the surface of the porous sintered body;
An anode wire protruding from the porous sintered body;
A plate-like anode terminal that is electrically connected to the anode wire and has a mounting surface for surface mounting;
A plate-like cathode terminal that is electrically connected to the solid electrolyte layer and has a mounting surface that is flush with the mounting surface of the anode terminal;
A resin package covering at least a part of the porous sintered body;
A solid electrolytic capacitor comprising:
The anode wire protrudes perpendicularly to the mounting surface of the anode terminal from the porous sintered body, and is connected to the surface of the anode terminal opposite to the mounting surface using a conductive paste. And
The cathode terminal is electrically connected to the solid electrolyte layer through a conductor layer covering the solid electrolyte layer,
Between the porous sintered body and the anode terminal, an insulating member made of a fluororesin that surrounds at least a part of the anode wire includes a surface opposite to the mounting surface of the anode terminal, and the cathode terminal A solid electrolytic capacitor characterized in that the solid electrolytic capacitor is provided so as to straddle the mounting surface and the surface on the opposite side .
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