JP5247495B2 - Solid electrolytic capacitor - Google Patents
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Description
本発明は固体電解コンデンサに関し、特に、陽極箔を積層または巻回させた固体電解コンデンサに関するものである。 The present invention relates to a solid electrolytic capacitor, and more particularly to a solid electrolytic capacitor in which an anode foil is laminated or wound.
近年、電子機器の小型化や高周波化により、電子部品にも小型化や高周波化が求められている。そのような電子部品の一つとして固体電解コンデンサがある。たとえば、特許文献1では、アルミニウム箔からなる陽極帯の表面に誘電体酸化被膜を形成した後に、絶縁性のレジスト部を設けて陽極部と陰極部に分離し、この陰極部に固体電解質層と陰極層とを順次積層して形成されたコンデンサ素子を備えた固体電解コンデンサが提案されている。また、特許文献2では、陽極箔と陰極箔との間にセパレータを介在させ、巻回することによって形成されたコンデンサ素子を備えた固体電解コンデンサが提案されている。
In recent years, electronic components are required to be reduced in size and high in frequency due to downsizing and high frequency of electronic devices. One such electronic component is a solid electrolytic capacitor. For example, in Patent Document 1, after forming a dielectric oxide film on the surface of an anode strip made of aluminum foil, an insulating resist portion is provided to separate the anode portion and the cathode portion, and a solid electrolyte layer and There has been proposed a solid electrolytic capacitor including a capacitor element formed by sequentially laminating a cathode layer.
本発明は、固体電解コンデンサの開発の一環で、所定の凹部が形成された陽極箔を用いることにより陰極箔およびセパレータを実質的に不要とする固体電解コンデンサを提案するものであり、その目的は、そのような所定の凹部が形成された陽極箔を積層、または、巻回した固体電解コンデンサを提供することである。 As part of the development of a solid electrolytic capacitor, the present invention proposes a solid electrolytic capacitor that substantially eliminates the need for a cathode foil and a separator by using an anode foil in which predetermined recesses are formed. An object of the present invention is to provide a solid electrolytic capacitor in which an anode foil in which such a predetermined recess is formed is laminated or wound.
本発明に係る固体電解コンデンサは、陽極部材と陰極部材とを備えている。陽極部材は、互いに対向する第1表面および第2表面を有する陽極箔を含み、少なくとも第1表面に所定の凹部が形成され、陽極箔における一の部分の凹部が、陽極箔における他の部分の第2表面によって覆われるように、一の部分と他の部分とを接触させる態様で配置されている。陰極部材は、他の部分の第2表面によって覆われた一の部分の凹部に充填された導電性高分子材料を含んでいる。 The solid electrolytic capacitor according to the present invention includes an anode member and a cathode member. The anode member includes an anode foil having a first surface and a second surface facing each other, and a predetermined recess is formed on at least the first surface, and a recess in one part of the anode foil is formed in another part of the anode foil. It arrange | positions in the aspect which contacts one part and another part so that it may be covered with a 2nd surface. The negative electrode member includes a conductive polymer material filled in a concave portion of one part covered by the second surface of the other part.
本発明に係る固体電解コンデンサによれば、陽極箔における一の部分の凹部が、陽極箔における他の部分の第2表面によって覆われるように、一の部分と他の部分とを接触させる態様で陽極部材が配置され、他の部分の第2表面によって覆われた一の部分の凹部に充填された導電性高分子材料を陰極部材が含んでいることで、単に平板状の陽極箔に導電性ポリマーを介在させて陽極箔を積層させることによって形成された固体電解コンデンサの場合と比べて、リーク電流を低減することができる。また、陰極箔やセパレータを実質的になくすことができる。 According to the solid electrolytic capacitor in accordance with the present invention, the one part and the other part are brought into contact so that the concave part of the one part of the anode foil is covered with the second surface of the other part of the anode foil. Since the anode member is disposed and the cathode member contains the conductive polymer material filled in the concave portion of one part covered by the second surface of the other part, the conductive material is simply made conductive in the flat anode foil. Leakage current can be reduced as compared with a solid electrolytic capacitor formed by laminating anode foil with a polymer interposed. Further, the cathode foil and the separator can be substantially eliminated.
そのような陽極部材の具体的な配置の仕方としては、それぞれ所定の長さを有する複数の陽極箔を積層させる態様で配置されているか、あるいは、所定の長さを有する帯状の陽極箔を巻回させる態様で配置されていることが好ましい。 As a specific arrangement method of such an anode member, a plurality of anode foils each having a predetermined length are laminated, or a strip-like anode foil having a predetermined length is wound. It is preferable to arrange in a rotating manner.
さらに、陽極部材および陰極部材を含むコンデンサ素子を封止する封止樹脂を備えていることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that a sealing resin for sealing the capacitor element including the anode member and the cathode member is provided.
実施の形態1
ここでは、陽極箔を積層することによって形成される固体電解コンデンサについて説明する。まず、アルミニウム箔(平板)を用意し、たとえば、所定の凹凸が形成されたローラにアルミニウム箔を挟み込むことにより、アルミニウム箔に導電性ポリマーを充填するための凹部を形成する。あるいは、アルミニウム箔に凹凸のパターンに基づく所定のレジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマスクとしてアルミニウム箔の表面にエッチングを施すことによって、そのような凹部を形成してもよい。
Embodiment 1
Here, a solid electrolytic capacitor formed by laminating anode foils will be described. First, an aluminum foil (flat plate) is prepared, and, for example, the aluminum foil is sandwiched between rollers having predetermined irregularities, thereby forming a recess for filling the aluminum foil with a conductive polymer. Alternatively, such a recess may be formed by forming a predetermined resist pattern based on the uneven pattern on the aluminum foil and etching the surface of the aluminum foil using the resist pattern as a mask.
次に、凹部が形成されたアルミニウム箔に化成処理を施すことにより、アルミニウム箔の表面に酸化アルミニウム(Al2O3)被膜を形成する。次に、凹部が形成されたアルミニウム箔を、所定のサイズのアルミニウム箔に切断する。さらに化成処理を施すことにより、切断されたアルミニウム箔の端面に酸化アルミニウム被膜を形成する。こうして、図1に示すように、個々の陽極箔6が形成される。図2に示すように、陽極箔6では、アルミニウム箔3の表面に酸化アルミニウム被膜5が形成され、この酸化アルミニウム被膜5が誘電体膜としての機能を有する。
Next, an aluminum oxide (Al 2 O 3 ) film is formed on the surface of the aluminum foil by subjecting the aluminum foil having the recesses to chemical conversion treatment. Next, the aluminum foil in which the concave portion is formed is cut into an aluminum foil having a predetermined size. Further, a chemical conversion treatment is performed to form an aluminum oxide film on the end face of the cut aluminum foil. Thus,
次に、図3に示すように、凹部4が形成された陽極箔6a,6b,6c,6dを、一の陽極箔の凹部を他の陽極箔で覆うようにして順次積層する。次に、積層された陽極箔6を水溶性の導電性ポリマーに浸漬することにより、図4および図5に示すように、各陽極箔6の凹部4に導電性ポリマー7を充填する。次に、各陽極箔6a,6b,6c,6dのアルミニウム箔の部分同士を電気的に接続する陽極ピン8を取り付ける。こうしてコンデンサ素子2が形成される。
Next, as shown in FIG. 3, the
次に、陽極リード端子21(図6参照)を陽極ピン8に接続するとともに、陰極リード端子22(図6参照)を、各陽極箔6a,6b,6c,6dの凹部4にそれぞれ充填された導電性ポリマー7に接続した状態で、コンデンサ素子2を所定の金型(図示せず)内に装着する。次に、その金型内に所定の樹脂を注入することにより、コンデンサ素子2が封止樹脂に封止される。
Next, the anode lead terminal 21 (see FIG. 6) was connected to the
その後、金型からコンデンサ素子を取り出すことによって、図6に示すように、コンデンサ素子2を封止樹脂20によって封止した固体電解コンデンサ1が形成される。封止樹脂20の底面には、陽極リード端子21と陰極リード端子22が露出している。
Thereafter, by removing the capacitor element from the mold, the solid electrolytic capacitor 1 in which the
上述した固体電解コンデンサ1では、凹部4を形成した陽極箔6を、一の陽極箔6の凹部を他の陽極箔6で覆うように互いに接触させながら積層し、その積層された陽極箔6の各凹部4に、陰極となる導電性ポリマー7を充填することで、単に平板状の陽極箔に導電性ポリマーを介在させて陽極箔を積層させることによって固体電解コンデンサを形成する場合と比べて、導電性ポリマーの厚みに起因する陽極箔同士の隙間を、陽極箔を曲げて詰めるようなことがなくなり、そのような陽極箔を曲げることに起因するリーク電流を抑制することができる。また、陽極箔6にそのような曲げの部分がないことで、その曲げの部分に起因したLC成分を低減することができる。
In the solid electrolytic capacitor 1 described above, the
さらに、上述した固体電解コンデンサの陽極箔に形成する凹部としてはT字型の凹部を例に挙げて説明した。図7に示すように、このT字型の凹部4では、凹部4に導電性ポリマーを充填する際に、矢印30に示すように、導電性ポリマーを一方の部分から他方の部分へ滑らかに流すことができ、凹部4へ導電性ポリマーを確実に充填することができる。
Further, as the concave portion formed in the anode foil of the solid electrolytic capacitor described above, a T-shaped concave portion has been described as an example. As shown in FIG. 7, in the T-
また、陽極箔に形成する凹部としては、陽極箔の一方の面に形成する他に、図8に示すように、陽極箔6の一方の面と他方の面との双方に凹部4a,4bを形成するようにしてもよい。このような場合でも、導電性ポリマーを一方の部分から他方の部分へ滑らかに流すことができ、凹部4へ導電性ポリマーを確実に充填することができる。さらに、互いに対向する陽極箔のそれぞれの凹部に導電性ポリマーが充填されることで、陽極箔同士をより強固に接着することができる。
Moreover, as a recessed part formed in anode foil, in addition to forming in one surface of anode foil, as shown in FIG. 8, recessed
また、導電性ポリマーを一方の部分から他方の部分へ滑らかに流すことが可能な凹部としては、図9に示すように、陽極箔6の互いに対向する一端から他端へ延在するような凹部4としてもよい。このような陽極箔を適用しても、図10に示すように、各陽極箔6a,6b,6c,6dの凹部に導電性ポリマー7を確実に充填することができる。
Moreover, as a recessed part which can make a conductive polymer flow smoothly from one part to the other part, as shown in FIG. 9, the recessed part extended from the mutually opposing one end to the other end of the
実施の形態2
ここでは、陽極箔を巻回することによって形成される固体電解コンデンサについて説明する。まず、前述した工程と同様の工程を経て、所定の凹部を有し、化成処理が施されたアルミニウム箔が得られる。次に、そのアルミニウム箔を所定の長さの帯状のアルミニウム箔に切断する。さらに化成処理を施すことにより、切断されたアルミニウム箔の端面に酸化アルミニウム被膜を形成する。そのアルミニウム箔に陽極リード(陽極ピン)を取り付ける。こうして、帯状の陽極箔が形成される。
Here, a solid electrolytic capacitor formed by winding an anode foil will be described. First, an aluminum foil having a predetermined recess and subjected to chemical conversion treatment is obtained through the same steps as described above. Next, the aluminum foil is cut into a strip-shaped aluminum foil having a predetermined length. Further, a chemical conversion treatment is performed to form an aluminum oxide film on the end face of the cut aluminum foil. An anode lead (anode pin) is attached to the aluminum foil. Thus, a strip-like anode foil is formed.
次に、図11に示すように、帯状の陽極箔6をその一端側から巻回する。巻回された陽極箔6の最外周を覆うように、アルミニウム箔9を巻き付ける。このアルミニウム箔9は陰極部材の一部となる。次に、陽極箔6を水溶性の導電性ポリマーに浸漬することにより、巻回されて内側に位置する陽極箔6の部分の凹部4と、その外側に位置して凹部4を覆う陽極箔6の表面との間の隙間(空間)に導電性ポリマー7を充填する。こうして、コンデンサ素子2が形成される。
Next, as shown in FIG. 11, the strip-shaped
次に、導電性接着剤、抵抗溶接、または、レーザ溶接等により陽極リード21(図12参照)をコンデンサ素子2の陽極ピン8に取り付ける。また、導電性接着剤等により陰極リード22(図12参照)をアルミニウム箔9に取り付ける。次に、コンデンサ素子2を所定の金型(図示せず)内に装着する。次に、その金型内に所定の樹脂を注入することにより、コンデンサ素子2が封止樹脂に封止される。その後、金型からコンデンサ素子を取り出すことによって、図12に示すように、コンデンサ素子2を封止樹脂20によって封止した固体電解コンデンサ1が形成される。封止樹脂20の底面には、陽極リード端子21と陰極リード端子22が露出している。
Next, the anode lead 21 (see FIG. 12) is attached to the
上述した固体電解コンデンサでは、化成処理が施された陽極箔の凹部に陰極部材となる導電性高分子材料が充填されることで、陽極箔と陰極箔との間にセパレータを介在させて巻回した固体電解コンデンサと比べて、そのようなセパレータが不要となって、陽極箔の長さをより長くすることができて、電解コンデンサとしての容量を容易に確保することができる。 In the above-described solid electrolytic capacitor, a conductive polymer material serving as a cathode member is filled in the concave portion of the anode foil that has been subjected to chemical conversion treatment, so that a separator is interposed between the anode foil and the cathode foil. Compared to the solid electrolytic capacitor, such a separator becomes unnecessary, the length of the anode foil can be made longer, and the capacity as the electrolytic capacitor can be easily secured.
また、コンデンサ素子2の最外周に巻き付けられたアルミニウム箔9に、陰極リード22を直接接続させることができて、等価直列インダクタンス(ESL:Equivalent Series Inductance)成分の低減に寄与することができる。
Further, the
今回開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is an example, and the present invention is not limited to this. The present invention is defined by the terms of the claims, rather than the scope described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 固体電解コンデンサ、2 コンデンサ素子、3 アルミニウム箔、4 凹部、4a,4b 凹部、5 酸化アルミニウム、6 陽極箔、6a,6b,6c,6d 陽極箔、7 導電性ポリマー、8 陽極ピン、9 アルミニウム箔、20 封止樹脂、21 陽極リード、22 陰極リード。 1 solid electrolytic capacitor, 2 capacitor element, 3 aluminum foil, 4 recess, 4a, 4b recess, 5 aluminum oxide, 6 anode foil, 6a, 6b, 6c, 6d anode foil, 7 conductive polymer, 8 anode pin, 9 aluminum Foil, 20 sealing resin, 21 anode lead, 22 cathode lead.
Claims (3)
前記凹部に充填された導電性高分子材料を含む陰極部材と、を備え、
前記凹部は、前記第1陽極箔の側面に3つの開口を有するT字型の形状からなる固体電解コンデンサ。 Includes first and second anode foil having a first surface and a second surface opposite to each other, a predetermined recess is formed on the first surface of at least the first anode foil, before Symbol recess of the first anode foil and to be covered by the previous SL second surface of the second anode foil, an anode member positioned in a manner of contacting with said first anode foil and the second anode foil,
E Bei and a cathode member comprising a conductive polymer material filled before Symbol recess,
The concave portion is a solid electrolytic capacitor having a T-shape having three openings on a side surface of the first anode foil .
It said anode member and said capacitor element including a cathode member provided with a sealing resin for sealing the solid electrolytic capacitor according to claim 1 or 2.
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