JP5294311B2 - 固体電解コンデンサ - Google Patents

Description

この発明は、固体電解質を陰極として備えた電解コンデンサに関するものである。

従来、固体電解コンデンサとしては、アルミニウム、タンタルなどの弁作用金属を陽極とし、その表面に陽極酸化皮膜を形成して誘電体層とし、その上に固体電解質層、陰極引出層が順次形成された後、樹脂パッケージにより樹脂封止された構造のものが多く使われている。

上記のコンデンサは、例えばバイパスコンデンサとしてＣＰＵなどの電子機器と電源回路とを結ぶ電源ラインとグラウンド間に接続されて使用される。最近では、電子デバイスの高速化およびデジタル化に伴い、安定性がよくかつ高速応答が可能な電源系が必要とされる。
そのため、ノイズの除去や電源系の安定のために用いられる固体電解コンデンサも、広い周波数領域においてノイズ除去特性に優れ、また電力供給に際して高速応答性に優れることが要望される。また、大電流の電力供給に対応して静電容量が大きいことや発火防止の信頼性が高いことも強く要望される。

これらの要望に対して平板状の素子や薄型の焼結体素子を積層する技術が実用化されている。

例えば、特許文献１記載の固体電解コンデンサでは、陽極部と陰極部を備えた平板状のコンデンサ素子をその陽極部は陽極部同士、陰極部は陰極部同士が互いに重なり合うように、複数枚積層してコンデンサ素子ユニットを作製し、それらのユニットをリードフレームの配列方向、即ち横方向に沿って並列に配置している。この固体電解コンデンサでは、互いの陰極部を内側に向け互いに対向させ、両ユニットの陰極部を共通の陰極リードフレームに取り付け、陰極部を中心として、その陽極部を左右に設けた３端子構造となっている。

また、特許文献２記載の固体電解コンデンサでは、陽極部と陰極部を備えた平板状のコンデンサ素子を、複数枚、陰極部同士が重なるように積層している。より具体的には、この固体電解コンデンサでは、陰極部を中心として、陽極部が交互に反対方向になるように積層し、陽極部と陰極部にリードフレームを接続している。
特開２００６−１００２９５号公報 特開２００７−１８０３２７号公報

しかしながら、特許文献１記載の固体電解コンデンサのように、単にコンデンサ素子ユニットを並列に配置して陰極部を対向して配置するのみでは、素子を流れる電流に起因して発生する磁界同士の打ち消し効果（以下、単に「磁界の打ち消し効果」という）を発生させることができず、等価直列インダクタンス（ＥＳＬ）を十分に低減することができなかった。

一方、特許文献２記載の固体電解コンデンサでは、陽極部が交互に反対方向になるように陰極部同士を重ねて積層しているので磁界の打ち消し効果を発揮することができる。しかしながら、平板状のコンデンサ素子の陰極部同士を重ねて積層した場合、平板状のコンデンサ素子の積層枚数に応じて積層体（複数枚のコンデンサ素子からなる集合体）の厚さが増加するため、低背化を図ることが困難となっていた。

この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、低背化を図りながらもＥＳＬを低減することができる固体電解コンデンサを提供することを目的とする。

本発明者は、上記問題を解決するために鋭意検討した結果、一方側に陽極部を、他方側に陰極部を備えた平板状のコンデンサ素子を２枚一対とし、陰極部の側面同士を対向させ、対向配置された陰極部の両側に陽極部を配置したコンデンサ素子ユニットにおいて、陰極部同士を、互いに平面的に嵌合させるような形状とし、両陰極部を同一平面内で突き合わせて近接させる構成とすることにより、前記課題を効果的に解決することに成功し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、平板状の弁作用金属の一端側に、陽極部が形成され、他端側に、前記弁作用金属の表面に誘電体層、固体電解質層および陰極引出層を有する陰極部が形成された平板状コンデンサ素子を備える固体電解コンデンサであって、
前記平板状コンデンサ素子２枚を、同一平面上で、陰極部同士を対向させ、その両側に陽極部が位置するよう配置した、一対の平板状コンデンサ素子からなるコンデンサ素子ユニットを少なくとも一つ有すること、および
両側の陽極部側の端部から等距離に存在し、前記コンデンサ素子ユニットを２等分する中心線に対して、前記一対のコンデンサ素子の陰極部の一部がそれぞれ、当該中心線を越えて他方側に突出し、かつ両陰極部の側面は、両陰極部が対向する箇所において、全面にわたり近接していること
を特徴とする。

本発明にかかる固体電解コンデンサは、一対の平板状のコンデンサ素子からなるコンデンサ素子ユニットを有し、この一対のコンデンサ素子は、同一平面上で、陰極部同士が対向し、陽極部がその両側に位置するよう配置されている。ここで、両側の陽極部側の端部から等距離に存在し、前記コンデンサ素子ユニットを２等分する中心線に対して、前記一対のコンデンサ素子の陰極部の一部がそれぞれ、当該中心線を越えて他方側に突出し、かつ両陰極部の側面は、両陰極部が対向する箇所において、全面にわたり近接して配置されている。
このような構成では、コンデンサ素子ユニットの中心線が、互いに近接して対向配置された陰極部と交差するので、陰極部同士を重ねて積層しなくとも、磁界の打ち消し効果を発揮させることができる。これにより、ＥＳＬを低減することができる。しかも、陰極部同士を重ねることなく、陰極部を同一平面上に対向配置しているので、低背化を図ることができる。

また、前記中心線と直交する方向において、前記コンデンサ素子ユニットの陰極部の全長をＬとし、各コンデンサ素子の陰極部が中心線を越えて他方側に突出する長さをそれぞれＬ１、Ｌ２としたとき、（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌが０．１〜１．０となることが好ましい。また、Ｌ１とＬ２は等しい事が好ましい。このように構成することにより、磁界の打ち消し効果が向上するため、ＥＳＬをより効率よく低減することができる。

また、当該コンデンサ素子ユニットを複数段積層して、積層型の固体電解コンデンサとすることもできる。ここで、積層時に各コンデンサ素子ユニット間の陰極部同士を、接触面全体で接続することにより、平板状のコンデンサ素子を、陰極部を中心として、その陽極部が交互に反対方向になるように積層する従来の構造に比べ、陰極部間の接続面積を大きくすることができるため、ＥＳＲ（等価直列抵抗）も低減することができる。

また、コンデンサ素子の陰極部形状が同一のコンデンサ素子ユニットを複数段積層する際に、積層方向下側に位置するコンデンサ素子ユニットに対して、積層方向上側に位置するコンデンサ素子ユニットを、中心線方向に伸びる軸回りに１８０°回転した状態で積層してもよい。
さらに、陰極部形状が異なるコンデンサ素子ユニットを、複数段積層してもよい。
上記構成とすることで、製品高さが同等でありながら、ＥＳＲ・ＥＳＬを共に低減することができる。

前記固体電解コンデンサにおいて、前記陰極部の両側に位置する陽極部のそれぞれと接続される２つの陽極端子部材を導電性の架橋体で連結するとともに、前記陰極部と接続される陰極端子部材を２分割して、その空隙部に、前記架橋体を配置することが好ましい。

本発明にかかる固体電解コンデンサは、従来技術のように、陽極部が交互に反対方向になるように陰極部同士を重ねて積層しなくても、素子を流れる電流により発生する磁界をより効率的に互いに打ち消すことができるため、ＥＳＬを低減することができる。しかも、陰極部同士を重ねることなく、陰極部を同一平面上に対向配置しているので、低背化を図ることができる。

以下、図面に基づき、本発明に係る固体電解コンデンサの実施例について詳細に説明する。

図１および図２は、本発明の固体電解コンデンサにおいて、コンデンサ素子の基本構成を説明するための図である。図１は、１個のコンデンサ素子Ｃの外観斜視図である。図２は、図１の詳細構成を示す断面図である。なお、図２では説明の便宜上、厚さは拡大して表示した。図３は、２枚のコンデンサ素子を配置した固体電解コンデンサを示す斜視図である。

図１および図２において、１は、アルミニウム、タンタルなどの弁作用金属を粗面化した薄板（箔）を示し、陽極を構成する部分である。２は、表面が粗面化された弁作用金属薄板１の表面に形成された酸化皮膜層を示し、誘電体を構成する層である。３は、酸化皮膜層（誘電体層）２の表面に形成された固体電解質層を示し、陰極部を構成する層で、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＴ）などの導電性高分子を含む電解質を化学重合によって形成した層である。４および５は、陰極引出層で、各々４はカーボン層、５は銀層である。

なお、機能的には弁作用金属薄板１全体が陽極であるが、本実施例では、弁作用金属薄板１の陰極部（固体電解質層）が形成されていない部分、即ち図２の左側に突出している部分を陽極部（陽極露出部）Ｐとし、誘電体層２、固体電解質層３、カーボン層４および銀層５を有する部分を陰極部Ｎとする。

図１および図２に示すように、コンデンサ素子Ｃは、陽極部Ｐおよび陰極部Ｎで構成されている。陽極部Ｐと陰極部Ｎとの間は、絶縁性マスキング部材６によって完全に絶縁隔離されている。

図３に示すように、陰極部がＬ字型をなすコンデンサ素子Ｃ１と、コンデンサ素子Ｃ１に対して水平面内で１８０°回転させた状態の同一形状のコンデンサ素子Ｃ２とを同一平面内で陰極部を中心として、その陽極部が左右になるように、かつ、Ｌ字型部分が平面的に嵌め合わさるように陰極部同士を突き合わせて近接させて配置した。このように配置された一対の平板状コンデンサ素子Ｃ１、Ｃ２から本願のコンデンサ素子ユニットが構成される。
すなわち、コンデンサ素子Ｃ１、Ｃ２は、陰極部Ｎ１、Ｎ２を中心として、陽極部Ｐ１、Ｐ２が左右に配置されており、両陰極部Ｎ１、Ｎ２が対向する箇所において、両陰極部Ｎ１、Ｎ２の側面は全面にわたり近接している。

両陰極部Ｎ１、Ｎ２の側面を、両陰極部Ｎ１、Ｎ２が対向する箇所において、全面にわたり近接させるためには、上記のように、両陰極部Ｎ１、Ｎ２の形状を、同一平面上で互いに近接して組み合わせることができる形状に構成すればよい。例えば、両陰極部Ｎ１、Ｎ２を、互いに平面的に嵌合するような形状（Ｌ字状の組み合わせ、Ｖ状と△状、凹状と凸状など）に構成してもよく、また、両陰極部Ｎ１、Ｎ２の形状を直角三角形とし、斜辺同士を近接させる構成としてもよい。

図４（Ａ）に、図３に示すコンデンサ素子ユニットの平面図を示す。Ｘは、両側の陽極部（Ｐ１，Ｐ２）側の端部から等距離に存在し、前記コンデンサ素子ユニットを２等分する中心線であり、Ｙは中心線と直交する方向を示し、ＬはＹ方向におけるコンデンサ素子ユニットの陰極部（陰極部Ｎ１と陰極部Ｎ２とを組み合わせてなる集合体）の全長を示す。図に示すように、各コンデンサ素子の陰極部（Ｎ１，Ｎ２）はそれぞれ、中心線Ｘを越えて他方側に突出している。この突出長さをそれぞれＬ１、Ｌ２とする。また図４（Ｂ）に示すように、一つのコンデンサ素子の陰極部において、中心線Ｘを越えて他方側に突出する箇所は２箇所以上であってもよい（図４Ｂの右側のコンデンサ素子Ｃ２を参照）。一つのコンデンサ素子の陰極部において、中心線Ｘを越えて他方側に突出する部分が複数箇所あり、且つ、突出長さが各箇所で異なる場合は、最大の突出長さ（すなわち、他方側に突出している部分のうち、中心線Ｘから最も離れている箇所における突出長さ）をＬ１（またはＬ２）とする。

また、各コンデンサ素子の陰極部Ｎ１、Ｎ２の突出長さの合計値（Ｌ１＋Ｌ２）は、コンデンサ素子ユニットの陰極部の全長Ｌ（図４の例では、マスキング部材６間の距離）に対し、（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌが０．１以上１．０以下であることが好ましく、０．３以上１．０以下であることがより好ましく、０．５以上１．０以下が特に好ましい。（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌを上記範囲とすることにより、磁界を互いに打ち消し合う効果を高めることができるため、ＥＳＬをより効率よく低減することができる。
また、Ｌ１とＬ２は等しいことが好ましい。Ｌ１とＬ２を等しくすることによって、磁界の打ち消し効果が向上するため、ＥＳＬをより低減することができる。
ここで、近接した陰極部同士は完全に密着していてもよく、１．０ｍｍ以下（より好ましくは０．５ｍｍ以下）の隙間を有していてもよい。好ましくは、０．２〜０．５ｍｍ程度の隙間をあけて陰極部同士を近接させる。

上記固体電解コンデンサは、コンデンサ素子Ｃ１、Ｃ２の陰極部Ｎ１、Ｎ２と陰極リードフレーム（陰極端子部材）８との間が、導電性接着剤により電気的に導電接続されている。

さらに、上記固体電解コンデンサは、コンデンサ素子Ｃ１，Ｃ２の陽極部Ｐ１，Ｐ２と一組の陽極リードフレーム（陽極端子部材）７、７’との間を、抵抗溶接で溶接することにより３箇所仮止めした後レーザー溶接により導電接合する。その後、陽極リードフレーム７，７’に接続された固体電解コンデンサは外装樹脂９により封止される。

図５に示すように、陰極リードフレーム８の両側にそれぞれ、陽極リードフレーム７，７’が配置され、両側の陽極リードフレーム７，７’を、このリードフレームと同じ材質の導電性部材からなる架橋体１０で橋渡した。陽極リードフレーム７，７’を最短距離で接続するため、架橋体１０は、陰極リードフレーム８を２分割したその間の空隙部に配置した。この構成により、陽極部同士が最短距離で電気的に短絡接続されることになり、磁界の打ち消し合いがより効果的に達成でき、一層の低ＥＳＬ化が実現できる。
また、陰極リードフレーム８は、分割されて、当該架橋体１０の両側に配置されており、陰極・陽極リードフレームの下面が同一の高さ（同一平面内に位置）となっているため、積層型固体電解コンデンサをマザーボードやＩＣ基盤に実装する場合に好都合である。

次に、本発明に係る固体電解コンデンサの効果を説明するために、実施例および比較例・従来例を以下に示す。

（実施例１）
表面を電気化学的に粗面化した厚さ０．１ｍｍの長尺のアルミニウム箔を弁作用金属薄板１として、このアルミニウム箔１をアジピン酸アンモニウム水溶液中で１０Ｖの電圧を印加して約６０分間陽極酸化を行い、表面に誘電体層（酸化皮膜層）２を形成する。

このようにして誘電体層（酸化皮膜層）２が形成されたアルミニウム箔（弁作用金属）１を、図１に示したように、幅（ｗ）１１ｍｍ、長さ（ｌ）１１ｍｍの寸法に裁断した後さらに箔の一隅側を幅（ｗ’）５．４ｍｍ、長さ（ｌ’）７．３ｍｍの寸法で裁断する。そして図２に示すように、適切な位置に絶縁性樹脂などのマスキング部材６を周方向に塗布して、左右の領域（陽極部Ｐと陰極部Ｎ）を区分する。

その後、裁断によってアルミニウム箔（弁作用金属）１が露出した端面部を、再度アジピン酸アンモニウム水溶液中で１０Ｖの電圧を印加して約３０分間酸化処理を行い、裁断面にも誘電体層（酸化皮膜層）２を形成する。その後、マスキング部分６より右側部分に、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＴ）からなる固体電解質層３、カーボン層４および銀層５を設けて陰極部Ｎを形成する。

図４（Ａ）に示すように、コンデンサ素子Ｃ１と、コンデンサ素子Ｃ１に対して水平方向に１８０°回転させたコンデンサ素子Ｃ２を、同一平面内で陰極部（Ｎ１，Ｎ２）を中心として、その陽極部（Ｐ１，Ｐ２）が左右になるように配置し、かつ、Ｌ字型部を平面的に嵌め合わせるように陰極部同士を近接させた（両陰極部の側面と側面の間には、０．２ｍｍの隙間が存在する）。したがって、両陰極部Ｎ１、Ｎ２が対向する箇所では、両陰極部Ｎ１、Ｎ２の側面が、全面にわたり近接している。コンデンサ素子Ｃ１の陰極部Ｎ１は、中心線Ｘを超えて他方側にＬ１だけ突出し、コンデンサ素子Ｃ２の陰極部Ｎ２は、中心線Ｘを超えて他方側にＬ２だけ突出しているため、中心線Ｘ方向からコンデンサ素子ユニットの側面を見た際、陰極部同士が一部重なる構成となる。本実施例において、２つのコンデンサ素子Ｃ１、Ｃ２は同形状であるため、Ｌ１およびＬ２は等しい。
コンデンサ素子ユニットのＹ方向における陰極部の全長Ｌ（すなわち、２つのマスキング部材６間の距離）は１２．７ｍｍとなった。Ｌ１＋Ｌ２は約７．３ｍｍであり、（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌは約０．６となる。

図３に示すように、コンデンサ素子Ｃ１、Ｃ２の陰極部Ｎ１、Ｎ２と陰極電位取り出し用リードフレーム８の間を、導電性接着剤（図示を省略する）を介して密に接合する。一方、コンデンサ素子Ｃ１の陽極部Ｐ１を左側に、コンデンサ素子Ｃ２の陽極部Ｐ２を右側になるように配置する。

本実施例では、左側に突出した陽極部Ｐ１および下面の陽極リードフレーム７、右側に突出した陽極部Ｐ２および陽極リードフレーム７’を、それぞれ直径５０ｍｍ、幅０．８ｍｍの円板電極を用いて、円板電極の円周部の一部をコンデンサ素子に押しあてて、抵抗溶接で１５００ｍＶ、２．５ｍｓの条件で３箇所仮止めした後、抵抗溶接した箇所の中心部を、レーザーのスポット径がφ＝０．８ｍｍ（抵抗溶接の接合部位の幅０．８ｍｍの１００％）のＹＡＧレーザー溶接により導電接合した。
この時、抵抗溶接による接合部は略長方形となり、その大きさは、幅０．８ｍｍ×長さ３．７ｍｍとなる。８は陰極リードフレームであり、陰極部Ｎ１、Ｎ２と導電性接着剤を介して接続した。また、レーザー溶接の出力波形は４．０Ｊで２．５ｍｓ照射後、２．４Ｊで５．０ｍｓ照射する２段階波形とした。
なお、今回のリードフレームの材料には銅合金系を使用した。

なお、陽極部Ｐ１、Ｐ２の表面に形成される酸化皮膜２は、抵抗溶接した際、溶接温度によって接合面の皮膜２は溶解されるので、電気的には完全に導電接合される。
その後、図３に示すように、リードフレーム（端子部材）７、７’、８の外部回路との接続部だけを露出させた状態で、全体を樹脂９（破線）で外装し、固体電解コンデンサを作製した。

図５に示すように、両側の陽極リードフレーム７，７’は、銅合金系の架橋体１０で橋渡し、陽極リードフレーム７，７’を最短距離で接続するため、架橋体１０は、陰極リードフレーム８を２分割したその間の空隙部に配置した。

（実施例２）
実施例２は、上記実施例１と略同様であるので、異なる点のみ説明する。本実施例では、図６に示すように、実施例１と同じコンデンサ素子ユニットを２組作製し、先に配置したコンデンサ素子ユニットに対して、同一のコンデンサ素子ユニットを（回転を加えず）２段積層し、積層型固体電解コンデンサを作製した。

（実施例３）
実施例３は、上記実施例１と略同様であるので、異なる点のみ説明する。本実施例では、図７に示すように、実施例１と同じコンデンサ素子ユニットを２組作製し、先に配置したコンデンサ素子ユニットに対して、同一のコンデンサ素子ユニットを中心線Ｘ方向に伸びる軸回りに１８０°回転（表裏反転）させ、２段積層し、積層型固体電解コンデンサを作製した。

（実施例４）
実施例４は、上記実施例１と略同様であるので、異なる点のみ説明する。本実施例では、図４Ｂに示すように、コンデンサ素子Ｃ１、Ｃ２の陰極部Ｎ１、Ｎ２をそれぞれ△状とＶ状に裁断し、コンデンサ素子Ｃ１とコンデンサ素子Ｃ２を同一平面内で陰極部Ｎ１、Ｎ２を中心として、その陽極部Ｐ１、Ｐ２が左右になるように配置し、かつ、それぞれの陰極部Ｎ１、Ｎ２の△形状とＶ形状が平面的に嵌め合わさるように陰極部同士を近接させた（両陰極部の側面と側面の間には、０．２ｍｍの隙間が存在する）。したがって、両陰極部Ｎ１、Ｎ２が対向する箇所では、両陰極部Ｎ１、Ｎ２の側面は、全面にわたり近接している。また、コンデンサ素子Ｃ１の陰極部Ｎ１は、中心線Ｘを超えて他方側にＬ１だけ突出し、コンデンサ素子Ｃ２の陰極部Ｎ２は、中心線Ｘを超えて他方側にＬ２だけ突出しているため、中心線Ｘが伸びる方向からコンデンサ素子ユニットの側面を見た際、陰極部同士が一部重なる構成となっている。コンデンサ素子Ｃ２の陰極部Ｎ２では、中心線Ｘを超えてＣ１側に突出する箇所が２箇所あるが、２箇所の突出長さは等しい。また、本実施例では、コンデンサ素子Ｃ１の突出長さＬ１とコンデンサ素子Ｃ２の突出長さＬ２は、共に約７．３ｍｍであり等しい。実施例４において、（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌは、約０．６である。
上記コンデンサ素子ユニットを２つ準備し、図８に示すように２段に積層した。

（比較例１）
図９に比較例１の構造を示す。比較例１は、上記実施例１と略同様であるので、異なる点のみ説明する。幅（ｗ）１１ｍｍ、長さ（ｌ）５ｍｍの寸法に裁断したコンデンサ素子の陰極部を内側に向け互いに対向させ、２枚のコンデンサ素子の陰極部を共通の陰極リードフレームに取り付け、陰極部を中心として、その陽極部を左右に設け、固体電解コンデンサを作製した。図９に示すように、左右の陰極部間には約２．０ｍｍの空隙が存在する。

（比較例２）
図１０に比較例２の構造を示す。比較例２は、上記実施例１と略同様であるので、異なる点のみ説明する。幅（ｗ）１１ｍｍ、長さ（ｌ）５ｍｍの寸法に裁断したコンデンサ素子２枚をその陽極部は陽極部同士、陰極部は陰極部同士が互いに重なり合うように、２枚積層し、積層体ユニットを２つ作製し、それらの積層体ユニットを互いの陰極部を内側に向け互いに対向させ、両ユニットの陰極部を共通の陰極リードフレームに取り付け、陰極部を中心として、その陽極部を左右に設け、積層型固体電解コンデンサを作製した。図１０に示すように、左右の陰極部間には約２．０ｍｍの空隙が存在する。

（従来例１）
図１１に従来例１の構造を示す。従来例１は、上記実施例１と略同様であるので、異なる点のみ説明する。幅（ｗ）１１ｍｍ、長さ（ｌ）１１ｍｍの寸法に裁断した平板状コンデンサ素子を２枚、陰極部を中心として、その陽極部の方向が交互に左右互い違いになるように積層し、積層型固体電解コンデンサを作製した。

（従来例２）
図１２に従来例２の構造を示す。従来例２は、上記実施例１と略同様であるので、異なる点のみ説明する。幅（ｗ）１１ｍｍ、長さ（ｌ）１１ｍｍの寸法に裁断した平板状コンデンサ素子を４枚、陰極部を中心として、その陽極部の方向が交互に左右互い違いになるように積層し、積層型固体電解コンデンサを作製した。

表１は、上記本発明の実施例のコンデンサと比較例・従来例のコンデンサとの性能比較表で、それぞれの例について静電容量（μＦ）、ＥＳＲ（ｍΩ）、ＥＳＬ（ｐＨ）、積層体の厚み（ｍｍ）を実測した結果を示す。なお静電容量は１２０Ｈｚ、ＥＳＲは１００ｋＨｚ、ＥＳＬは１０ＭＨｚで測定した。

表１から分かるように、実施例の固体電解コンデンサのＥＳＲ，ＥＳＬ値は、比較例、従来例の固体電解コンデンサに対して改善された。

すなわち、実施例１は、中心線に対して、一対のコンデンサ素子の陰極部の一部がそれぞれ、当該中心線を越えて他方側に突出し、かつ両陰極部の側面は、両陰極部が対向する箇所において、全面にわたり近接するように配置されているため、磁界の打ち消しあいが発生し、陰極部を離間して配置した比較例１に比べ、ＥＳＬが低減することが実証された。
また、実施例１と従来例１を比較した場合、実施例１はコンデンサ素子の左右交互の重ね合わせがないため積層厚みを抑えることができ、かつ積層をしていない構造でありながら、ＥＳＲがほぼ同等であり、ＥＳＬも改善できた。

また、実施例１（１ユニット：単層型）と実施例２〜４（２ユニット：積層型）を比較した場合、コンデンサ素子ユニットを積層したコンデンサは、単層型より大幅にＥＳＲを低減することができた。さらに、同一のコンデンサ素子ユニットを１８０°回転して積層した実施例３では、同一のコンデンサ素子ユニットを回転させずにそのまま積層した実施例２および４と比較してＥＳＲおよびＥＳＬをより低減することができ、かつ、単層型のコンデンサ（実施例１）と比較しても、より低いＥＳＬを実現することができた。
このことから、ユニットを積層する場合、上下のユニット間で陰極部の嵌合線が重ならないよう、陰極形状が異なるコンデンサ素子ユニットを積層するか、または、陰極形状が同一のコンデンサ素子ユニットを用いる場合であれば、中心線方向に伸びる軸回りに１８０°回転して積層することが好ましいことが分かった。

また、比較例１、２のように、積層素子の陰極部同士を離間させた３端子構造にした場合、陰極部が交互に重なりあうように積層していないため、磁界の打ち消しあいが発生せず、ＥＳＬの低減効果が期待通りに得られない。

また、従来例１、２のような３端子構造にした場合、低背化を図りながらＥＳＲを低減することができない。例えば、従来例２では、本発明（実施例２）と同等以下にＥＳＲを低減することができるが、この場合、積層体厚みが実施例２に比較して著しく（２倍超）大きくなってしまう。一方で、従来例１のように、本発明（実施例２〜４）と同等の積層体厚みとすると、ＥＳＲが大きくなってしまうという問題がある。これに対し、本発明によれば、ＥＳＬ、ＥＳＲを低減しながらも、低背化を図ることが可能となっている。

上記の実施例では、箔形状がＬ字状、Ｖ状と△状の場合について説明したが、箔の形状が凹状と凸状、△状と△状等のコンデンサ素子であってもよい。要は、同一平面内で陰極部を中心として、その陽極部が左右になるように配置した際、各コンデンサ素子の陰極部の一部がそれぞれ、中心線を越えて他方側に突出し、かつ両陰極部の側面が、両陰極部が対向する箇所において、全面にわたり近接可能な組み合わせであれば有効である。

また、上記の実施例では、箔形状がＬ字状のコンデンサ素子ユニット同士、Ｖ状と△状のコンデンサ素子ユニット同士を複数段積層した場合について説明したが、Ｌ字状のコンデンサ素子ユニットとＶ状と△状のコンデンサ素子ユニットの組み合わせ等、２種類以上のコンデンサ素子ユニットを交互、またはランダムに複数段積層する場合でも有効である。

上記の実施例では、固体電解質としてＰＥＤＴの場合について説明したが、ポリアニリン、ポリピロールなどの公知の導電性高分子も有効であることが確認されている。

上記の各実施例では、リードフレームの材料として銅合金系の場合について説明したが、銅系である場合でも有効であることが確認されている。

上記の各実施例では、架橋体の材料として銅合金系の場合について説明したが、銀、アルミニウム、金、ニオブ、タンタル、銅および導電性高分子のうちの少なくとも１種類を含む材料で構成した場合でも有効であることが確認されている。

また、実施例では、コンデンサ素子の陽極部とリードフレームの間は直接接続したが、コンデンサ素子の陽極部とリードフレームの間、コンデンサ素子の陽極部間の何れか一箇所以上にニッケル、鉄、銅、アルミニウムの何れか、またはそれらの合金のマクラ材を介在させてもよい。

また、陰極リードフレーム、陽極リードフレームは、実施例では積層体の下面に取り付けた例について説明したが、コンデンサの使用態様や用途に応じて積層体の側面または中間部から取り出すようにしてもよい。

１個のコンデンサ素子の外観斜視図である。 図１の詳細構成を示す断面図である。 箔形状がＬ字状のコンデンサ素子を２枚用いた固体電解コンデンサを示す斜視図である。 （Ａ）は箔形状がＬ字状のコンデンサ素子２枚からなるコンデンサ素子ユニットの平面図、（Ｂ）は陰極部先端側の形状がＶ状と△状のコンデンサ素子２枚からなるコンデンサ素子ユニットの平面図である。 実施例１〜４、従来例１、２の電極リードフレームの構成を示す図である。 箔形状がＬ字状のコンデンサ素子を４枚用い、コンデンサ素子ユニットを回転を加えずに２段積層した固体電解コンデンサを示す斜視図である。 箔形状がＬ字状のコンデンサ素子を４枚用い、先に配置したコンデンサ素子ユニットに対して１８０°回転させ２段積層した固体電解コンデンサを示す斜視図である。 陰極部先端側の形状がＶ状と△状のコンデンサ素子を２枚ずつ用い、コンデンサ素子ユニットを回転を加えずに２段積層した固体電解コンデンサを示す斜視図である。 比較例１の固体電解コンデンサを示す斜視図である。 比較例２の積層した固体電解コンデンサを示す斜視図である。 従来例１の積層した固体電解コンデンサを示す斜視図である。 従来例２の積層した固体電解コンデンサを示す斜視図である。

符号の説明

Ｐ、Ｐ１〜Ｐ４ 陽極部（陽極露出部）
Ｎ、Ｎ１〜Ｎ４ 陰極部
Ｃ、Ｃ１〜Ｃ４ コンデンサ素子
１ 弁金属薄板
２ 誘電体層（酸化皮膜層）
３ 固体電解質層
４ カーボン層
５ 銀層
６ マスキング部材
７、７’ 陽極リードフレーム（陽極端子部材）
８ 陰極リードフレーム（陰極端子部材）
９ 樹脂モールド
１０ 架橋体
Ｘ 中心線
Ｙ 中心線Ｘに直交する方向
Ｌ コンデンサ素子ユニットの陰極部の全長
Ｌ１、Ｌ２ 中心線Ｘを越えて他方側に突出する各コンデンサ素子の突出長さ

Claims (7)

1. 平板状の弁作用金属の一端側に、陽極部が形成され、他端側に、前記弁作用金属の表面に誘電体層、固体電解質層および陰極引出層を有する陰極部が形成された平板状コンデンサ素子を備える固体電解コンデンサであって、
   前記平板状コンデンサ素子２枚を、同一平面上で、陰極部同士を対向させ、その両側に陽極部が位置するよう配置した、一対の平板状コンデンサ素子からなるコンデンサ素子ユニットを少なくとも一つ有すること、および
   両側の陽極部側の端部から等距離に存在し、前記コンデンサ素子ユニットを２等分する中心線に対して、前記一対のコンデンサ素子の陰極部の一部がそれぞれ、当該中心線を越えて他方側に突出し、かつ両陰極部の側面は、両陰極部が対向する箇所において、全面にわたり近接していること
   を特徴とする固体電解コンデンサ。
2. 前記中心線と直交する方向において、前記コンデンサ素子ユニットの陰極部の全長をＬとし、前記各コンデンサ素子の陰極部が前記中心線を越えて他方側に突出する長さをそれぞれＬ１、Ｌ２としたとき、（Ｌ１＋Ｌ２）／Ｌが０．１〜１．０となることを特徴とする、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
3. 前記Ｌ１とＬ２が等しいことを特徴とする、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
4. 前記コンデンサ素子ユニットが、複数段積層され、各コンデンサ素子ユニットの陰極部同士が接触面全体で接続されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。
5. 前記コンデンサ素子の陰極部形状が同一のコンデンサ素子ユニットが、複数段積層されており、積層方向下側に位置するコンデンサ素子ユニットに対して、その積層方向上側に位置するコンデンサ素子ユニットが、前記中心線方向に伸びる軸回りに１８０°回転された状態で積層されていることを特徴とする、請求項４に記載の固体電解コンデンサ。
6. 前記コンデンサ素子の陰極部形状が異なるコンデンサ素子ユニットが、複数段積層されていることを特徴とする、請求項４に記載の固体電解コンデンサ。
7. 前記陰極部の両側に位置する陽極部のそれぞれに接続される２つの陽極端子部材が、導電性の架橋体で連結されており、前記陰極部に接続される陰極端子部材が２分割されて、その空隙部に、前記架橋体が配置されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の固体電解コンデンサ。

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