JP4986387B2 - 固体電解コンデンサ及びその製造方法 - Google Patents
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固体電解コンデンサ(1)は、下面にリードフレーム(9)(90)が取り付けられたコンデンサ素子(2)を具え、該コンデンサ素子(2)は合成樹脂製のハウジング(70)にて覆われる。コンデンサ素子(2)は、図10に示すように、弁金属の箔である陽極体(20)に、誘電体酸化被膜(21)を形成し、該誘電体酸化被膜(21)の一部上に、陰極層(3)、カーボン層(6)、銀ペースト層(60)を順に設け、これを複数枚重ねて形成される。即ち、陽極体(20)上にて陰極層(3)を形成した部分が陰極部(2b)、残りの部分が陽極部(2a)となる。陽極体(20)(20)は複数枚重ねられて、陽極部(2a)が抵抗溶接により陽極側リードフレーム(9)に、陰極部(2b)が導電性接着剤により陰極側リードフレーム(90)に取り付けられる。これによって、静電容量を大きくしている。
尚、陰極層(3)を形成する材料には、前記ポリチオフェンの他に、ポリピロール、ポリアニリン、ポリフラン等の導電性高分子、TCNQ(7、7、8、8−テトラシアノキノジメタン)錯塩等が挙げられる。陰極層(3)に抵抗値の低い導電体高分子等を用いることにより、ESRを小さくして、高周波特性に優れたコンデンサを形成している。
この点を解決すべく、図11に示すように、コンデンサが実装される基板(4)上のパターン(40)にてコンデンサ(1)(1)を並列に接続することが考えられる。図12は、図11の等価回路図である。例えば、コンデンサ(1)の容量をC1とし、ESLをL1とすると、2つのコンデンサ(1)(1)を並列接続した場合の合成容量は2×C1であり、合成ESLはL1/2となる。これにより、従来と同じ静電容量を得る場合には、積層すべき陽極体(20)(20)の枚数を減らすことができ、且つESLを低減できるとも考えられる。
しかし、これでは各コンデンサ(1)のリードフレーム(9)(90)を個別に基板(4)に実装するから、基板(4)とリードフレーム(9)(90)の接触抵抗が大きくなり、実際はESLも増加する。また、隣り合うコンデンサ(1)(1)間に隙間(図11のP)ができるため、余分な実装スペースが必要となる。
本発明の目的は、コンデンサを低くしつつ、ESLを小さくし、余分な実装スペースをなくすことにある。
また、従来は静電容量を大きくし、ESRを低減するには、積層すべき陽極体(20)(20)の枚数を増やしていた。しかし、本例では複数のコンデンサ素子(2)(2)を陽極部(2a)(2a)を互いに対向させて並列に配置し共通の陽極側リードフレーム(9)に取り付けるから、従来と同じ静電容量を得る場合には、積層すべき陽極体(20)(20)の枚数を減らすことができ、コンデンサを低くすることができる。
また、陽極側リードフレーム(9)と2つの陰極側リードフレーム(90)(90)を有しているため、陽極体(20)の積層数が異なるコンデンサ素子(2)を陽極部(2a)(2a)を互いに対向させて並列に配置することにより、陽極側リードフレーム(9)と、1:一方の陰極側リードフレーム(90)を接続した場合、2:他方の陰極側リードフレーム(90)を接続した場合、3:両方の陰極側リードフレーム(90)(90)を接続した場合に夫々異なる3種類の静電容量を取り出すことが可能になり、回路基板等に配置するコンデンサの数を減らすことができる。
更に、陽極部(2a)(2a)を対向させたコンデンサ素子(2)(2)を、リードフレーム(9)(90)の配列方向と略直交する水平方向に沿って、複数設け、アレイ状に配列することもできる。これにより、複数のコンデンサ素子(2)(2)が1つの陽極側リードフレーム(9)を共有するから、コンデンサの余分な実装スペースをなくすことができる。
以下、本発明の一例を図を用いて詳述する。
図1は、固体電解コンデンサ(1)の断面図である。固体電解コンデンサ(1)は、複数枚の陽極体(20)(20)を重ねて、陽極部(2a)を互いに溶接したコンデンサ素子(2)を具えている。陰極部(2b)は、誘電体酸化被膜(21)上に、陰極層(3)、カーボン層(6)、銀ペースト層(60)を順に設けて形成される点は、従来と同様である。コンデンサ素子(2)は合成樹脂製のハウジング(70)にて覆われ、ハウジング(70)の下面からは陽極側リードフレーム(9)及び陰極側リードフレーム(90)(90)が露出している。
両コンデンサ素子(2)(2)の陽極部(2a)(2a)は、共通の陽極側リードフレーム(9)に抵抗溶接により取り付けられる。即ち、コンデンサ素子(2)(2)は並列接続される。互いに反対側を向いた陰極部(2b)(2b)は導電性接着剤により各陰極側リードフレーム(9)(90)に取り付けられる。各リードフレーム(9)(90)には凹面(91)(91)が形成され、該凹面(91)(91)をハウジング(70)を構成する樹脂で充填することにより、陽極側リードフレーム(9)の抵抗溶接跡を隠している。また、凹面(91)(91)と両リードフレーム(9)(90)の境目から水分が進入して、コンデンサ素子(2)に達することを防いでいる。
また、従来は静電容量を大きくし、ESRを低減するには、積層すべき陽極体(20)(20)の枚数を増やしていた。しかし、本例では複数のコンデンサ素子(2)(2)を陽極部(2a)(2a)を互いに対向させて並列に配置し共通の陽極側リードフレーム(9)に取り付けるから、従来と同じ静電容量を得る場合には、積層すべき陽極体(20)(20)の枚数を減らすことができ、コンデンサを低くすることができる。
また、陽極側リードフレーム(9)と2つの陰極側リードフレーム(90)(90)を有しているため、陽極体(20)の積層数が異なるコンデンサ素子(2)を陽極部(2a)(2a)を互いに対向させて並列に配置することにより、陽極側リードフレーム(9)と、1:一方の陰極側リードフレーム(90)を接続した場合、2:他方の陰極側リードフレーム(90)を接続した場合、3:両方の陰極側リードフレーム(90)(90)を接続した場合に夫々異なる3種類の静電容量を取り出すことが可能になり、回路基板等に配置するコンデンサの数を減らすことができる。
更に、コンデンサ素子(2)は、複数枚の陽極体(20)(20)を積層して形成されるとしたが、これに代えて、弁金属の焼結体から形成してもよい。
図6は、別の固体電解コンデンサ(1)の斜視図である。これは、図1に示した互いに陽極部(2a)(2a)が対向して並列配置されたコンデンサ素子(2)(2)を、リードフレーム(9)(90)の配列方向と略直交する水平方向(図6のA)に沿って、複数設けて、アレイ状にしたものである。コンデンサ素子(2)(2)はハウジング(70)にて覆われている。図6の点線に沿って、ダイシングソー等にてハウジング(70)を切断することにより、顧客のニーズに応じて、所望の静電容量のコンデンサを得ることができる。
本例にあっては、上記の効果に加え、複数のコンデンサ素子(2)(2)が、1つの陽極側リードフレーム(9)を共有しているから、コンデンサの余分な実装スペースをなくすことができ、また、コンデンサ素子(2)(2)間を繋ぐ配線長を短くすることができる。
先ず、図7に示すように、リードフレーム(9)(90)となる金属板(8)を打ち抜いて、開口(92)となる2本の溝孔(80)(80)を略平行に開設する。金属板(8)上にて溝孔(80)(80)間が陽極側リードフレーム(9)となり、溝孔(80)(80)の外側が陰極側リードフレーム(90)となる。陽極側及び陰極側リードフレーム(9)(90)となる箇所の裏面には、予め凹面(91)が形成されている。金属板(8)上には、リードフレーム(9)(90)の配列方向と略直交する水平方向に沿って、透孔(81)(81)が略等間隔に開設され、該透孔(81)(81)及び前記溝孔(80)はハウジング(70)を形成する樹脂にて充填される。
金属板(8)の隅部には、治具受け孔(82)が開設されており、コンデンサ素子(2)を取り付けた金属板(8)の治具受け孔(82)を受け治具(図示せず)に嵌める。図8に示すように、溶融樹脂の射出成型又はスクリーン印刷にて、コンデンサ素子(2)の周囲を樹脂塊(7)にて被覆する。該樹脂塊(7)を、図8のD−D線、E−E線を含む面にて破断して、ハウジング(70)を形成し、図5の固体電解コンデンサ(1)を得る。
図6では、互いに陽極部(2a)(2a)を対向させたコンデンサ素子(2)を示しているが、互いに陰極部(2b)(2b)を対向させてもよい。また、上記記載に於いて、コンデンサ素子(2)(2)は、横方向に沿って2つ設けられているとしたが、3つ以上でもよい。
(2) コンデンサ素子
(9) リードフレーム
(20) 陽極体
(70) ハウジング
(90) リードフレーム
Claims (1)
- 陽極部と陰極部とを有する複数枚の平板状のコンデンサ素子と、陽極側リードフレームと、2つの陰極側リードフレームとを備えている固体電解コンデンサであって、
前記複数枚のコンデンサ素子は、前記陽極部同士が積層されるとともに、前記陰極部が交互に相反する方向に突出し、
前記積層された陽極部の下面は、前記陽極側リードフレームの上面に接続され、
前記相反する方向に突出した陰極体の下面は、前記2つの陰極側リードフレームの上面にそれぞれ接続され、
前記複数枚の平板状のコンデンサ素子、前記陽極側リードフレームおよび前記2つの陰極側リードフレームは、ハウジングによって覆われ、
前記陽極側リードフレームおよび前記2つの陰極側リードフレームの下面の少なくとも一部は、前記ハウジングの下面から露出している固体電解コンデンサ。
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