JP5445737B2 - Solid electrolytic capacitor - Google Patents

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本発明は、固体電解コンデンサに関するものであり、より詳細には、電気的特性として等価直列インダクタンスが低く、また過渡応答特性が良好な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 having a low equivalent series inductance as electrical characteristics and good transient response characteristics.

電子機器の高周波化に伴って電子部品の一つであるコンデンサにも従来よりも高周波領域でのインピーダンス特性に優れたコンデンサが求められてきており、このような要求に応えるために電気伝導度の高い導電性高分子を固体電解質に用いた固体電解コンデンサが種々検討されている。   Along with the increase in frequency of electronic equipment, capacitors that are one of the electronic components have been required to have better impedance characteristics in the high frequency range than before. Various solid electrolytic capacitors using a highly conductive polymer as a solid electrolyte have been studied.

また、近年、パーソナルコンピュータのCPU周り等に使用される固体電解コンデンサには小型大容量化が強く望まれており、更に高周波化に対応して低ESR(等価直列抵抗)化のみならず、ノイズ除去や過渡応答性に優れた低ESL(等価直列インダクタンス)化が強く要求されており、このような要求に応えるために種々の検討がなされている。   In recent years, a solid electrolytic capacitor used around a CPU of a personal computer has been strongly demanded to have a small size and a large capacity. Further, not only a low ESR (equivalent series resistance) is reduced in response to a higher frequency but also a noise. There is a strong demand for low ESL (equivalent series inductance) excellent in removal and transient response, and various studies have been made to meet such demand.

一般に、低ESL化を図る方法としては、第1に、電流経路の長さを極力短くする方法、第2に、電流経路によって形成される磁場を別の電流経路によって形成される磁場により相殺する方法、第3に、電流経路をn個に分割して実効的なESLを1/nにする方法が知られている。   Generally, as a method for reducing the ESL, firstly, the current path is made as short as possible, and secondly, the magnetic field formed by the current path is canceled by the magnetic field formed by another current path. A third method is known in which the current path is divided into n and the effective ESL is reduced to 1 / n.

例えば、特開2000−311832号公報に開示された発明は、第1および第3の方法を採用するものであり、また特開平06−267802号公報に開示された発明は、第2および第3の方法を採用するものであり、また特開平06−267801号公報、および特開平11−288846号公報、特許4208831号に開示された発明は、第3の方法を採用するものである。   For example, the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-311832 employs the first and third methods, and the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 06-267802 discloses the second and third methods. The invention disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 06-267801, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-288846, and Japanese Patent No. 4208831 employs the third method.

特開2000−311832号JP 2000-311832 A 特開平06−267802号JP 06-267802 A 特開平06−267801号JP 06-267801 A 特開平11−288846号JP-A-11-288846 特許4208831号Japanese Patent No. 4208831

上述した文献の中では、特許文献1で開示されたコンデンサでは、薄膜コンデンサによって高周波対応を行うことはできるが、静電容量の大容量化のためには、誘電体層の領域を大きくするか、誘電体層を積層することが必要になる。そして、誘電体層として利用しているのは、Ba、Tiを含むペロブスカイト型複合酸化物結晶であり、実現できる静電容量はナノファラド(nF)オーダーの静電容量であり、マイクロファラド(μF)オーダーの静電容量が要求される場合には採用が困難であるという欠点がある。   Among the above-mentioned documents, the capacitor disclosed in Patent Document 1 can cope with high frequency by using a thin film capacitor, but in order to increase the capacitance, is it necessary to increase the area of the dielectric layer? It is necessary to laminate dielectric layers. The dielectric layer used is a perovskite-type complex oxide crystal containing Ba and Ti, and the realizable capacitance is nanofarad (nF) order capacitance, and microfarad (μF). There is a disadvantage that it is difficult to adopt when a capacitance of the order is required.

また、特許文献2、特許文献4で開示された固体電解コンデンサでは、固体電解コンデンサを4端子化することで電流経路を分割して、従来の2端子型の固体電解コンデンサよりも、固体電解コンデンサの低ESL化を図っている。しかしながら、特許文献2では、コンデンサ素子に外部陽極端子部、外部陰極端子部を取付けた構造となっており、固体電解コンデンサ内部での電流経路が必ず短いものとはなっていない。   Further, in the solid electrolytic capacitors disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 4, the current path is divided by making the solid electrolytic capacitor into four terminals, so that the solid electrolytic capacitor is more than the conventional two-terminal type solid electrolytic capacitor. To reduce ESL. However, Patent Document 2 has a structure in which an external anode terminal portion and an external cathode terminal portion are attached to a capacitor element, and the current path inside the solid electrolytic capacitor is not always short.

また、特許文献4で開示された固体電解コンデンサでは、陽極と陰極の各端子は固体電解コンデンサの4つの側面に配置され、外部電極同士は離間した形態となってしまい、誘導磁界の相殺という効果を期待することはできない。   Further, in the solid electrolytic capacitor disclosed in Patent Document 4, the anode and cathode terminals are arranged on the four side surfaces of the solid electrolytic capacitor, and the external electrodes are separated from each other. Can't expect.

特許文献3に記載された固体電解コンデンサでは、コンデンサ部とコンデンサ部の間に位置する複数の金属基板部を互いに反対方向にジグザク状に折り曲げてコンデンサ部を互いに接合して積層するか、又は積層した固体コンデンサ単位板のコンデンサ部の両端に位置する金属基板を全金属基板が直列接続になるように接合するので、折り曲げた金属基板部又は互いに接合された金属基板部がコイルとして作用し、積層形の固体電解コンデンサは一種のフィルタ回路として構成される。そして、折り曲げた金属基板部又は互いに接合された金属基板部の縁周を磁性体で覆うことにより、この積層形の固体電解コンデンサはコンデンサとコイルを組み合わせることにより効果的なフィルターディバイスとして構成することができ、高周波数領域において、ノイズ吸収装置として利用できることが示されているが、固体電解コンデンサ内部でのコンデンサ素子から、外部電極にいたるまでの電流経路としてリードフレームを用いているために、固体電解コンデンサ内部での電流経路が冗長になり、ESL低減効果が充分でないという問題を抱えている。   In the solid electrolytic capacitor described in Patent Document 3, a plurality of metal substrate portions positioned between the capacitor portions and the capacitor portions are bent in a zigzag shape in opposite directions, and the capacitor portions are joined to each other and laminated. Since the metal substrates located at both ends of the capacitor portion of the solid capacitor unit plate are joined so that all the metal substrates are connected in series, the bent metal substrate portions or the metal substrate portions joined to each other act as a coil and are laminated. The solid electrolytic capacitor is configured as a kind of filter circuit. Then, by covering the periphery of the bent metal substrate portion or the metal substrate portions joined to each other with a magnetic material, this multilayer solid electrolytic capacitor is configured as an effective filter device by combining a capacitor and a coil. Although it has been shown that it can be used as a noise absorbing device in a high frequency region, since a lead frame is used as a current path from the capacitor element inside the solid electrolytic capacitor to the external electrode, There is a problem that the current path inside the electrolytic capacitor becomes redundant and the ESL reduction effect is not sufficient.

特許文献5に開示された固体電解コンデンサでは、擬似5端子型の固体電解コンデンサを採用し、陽極の電流経路を4個に分割して実効的なESLを低減している。しかし、固体電解コンデンサ内部でのコンデンサ素子から、外部電極にいたるまでの電流経路としてリードフレームを用いているために、固体電解コンデンサ内部での電流経路が冗長になり、ESL低減効果が充分でないという問題を抱えている。   In the solid electrolytic capacitor disclosed in Patent Document 5, a pseudo 5-terminal type solid electrolytic capacitor is adopted, and the current path of the anode is divided into four to reduce the effective ESL. However, since the lead frame is used as a current path from the capacitor element inside the solid electrolytic capacitor to the external electrode, the current path inside the solid electrolytic capacitor becomes redundant, and the ESL reduction effect is not sufficient. I have a problem.

以上のように、前述に文献に記載された固体電解コンデンサは、従来より知られる2端子型のコンデンサよりも、ESLの低減効果はあるものの、近年求められる低ESLの要請に対しては、必ずしも充分な効果を得るものではなかった。   As described above, although the solid electrolytic capacitor described in the above-mentioned document has an effect of reducing ESL as compared with a conventionally known two-terminal capacitor, it does not always meet the demand for low ESL that has been required in recent years. A sufficient effect was not obtained.

本発明では、静電容量の大容量化が容易な固体電解コンデンサを利用して、固体電解コンデンサのさらなるESLの低減を図る構造を提供するものである。   The present invention provides a structure for further reducing ESL of a solid electrolytic capacitor by using a solid electrolytic capacitor that can easily increase the capacitance.

そこで、この出願の請求項1に係る発明は、陽極引出部を備えた陽極体上に、誘電体層、固体電解質層、陰極引出部が順次形成されたコンデンサ素子を備える固体電解コンデンサにおいて、配線基板に面する実装面の中央に第1の陰極端子部を配し、第1の陰極端子部の周囲に陽極端子部を配するとともに、前記陽極端子部と隣接する位置に第2の陰極端子部を配したことを特徴とする固体電解コンデンサとした。   Accordingly, an invention according to claim 1 of the present application is directed to a solid electrolytic capacitor including a capacitor element in which a dielectric layer, a solid electrolyte layer, and a cathode lead portion are sequentially formed on an anode body having an anode lead portion. A first cathode terminal portion is disposed at the center of the mounting surface facing the substrate, an anode terminal portion is disposed around the first cathode terminal portion, and a second cathode terminal is disposed adjacent to the anode terminal portion. The solid electrolytic capacitor is characterized in that the portion is arranged.

また、この出願の請求項2に係る発明は、陽極引出部を備えた陽極体上に、誘電体層、固体電解質層、陰極引出部が順次形成されたコンデンサ素子と、前記コンデンサ素子を搭載する面と配線基板に面する実装面とを備え、コンデンサ素子を搭載する面には、前記コンデンサ素子の陽極引出部、陰極引出部とそれぞれ対応する導体が形成され、配線基板に面する実装面には、陽極端子部および陰極端子部が形成されるとともに、前記導体が、内部を貫通して陽極端子および陰極端子とそれぞれ電気的に接続された搭載基板とからなり、前記搭載基板の実装面には、搭載基板の中央に、第1の陰極端子部を配し、搭載基板の四辺に、第1の陰極端子部の外周を取り囲むように陽極端子部を配するとともに、搭載基板の四隅であって前記陽極端子部と隣接する位置に、第2の陰極を配したことを特徴とする固体電解コンデンサとした。   The invention according to claim 2 of the present application includes a capacitor element in which a dielectric layer, a solid electrolyte layer, and a cathode lead part are sequentially formed on an anode body having an anode lead part, and the capacitor element is mounted. And a mounting surface facing the wiring board, and on the surface on which the capacitor element is mounted, conductors respectively corresponding to the anode lead portion and the cathode lead portion of the capacitor element are formed. Comprises a mounting substrate in which an anode terminal portion and a cathode terminal portion are formed, and the conductor penetrates through the interior and is electrically connected to the anode terminal and the cathode terminal, respectively, on the mounting surface of the mounting substrate. The first cathode terminal portion is disposed at the center of the mounting substrate, the anode terminal portion is disposed on the four sides of the mounting substrate so as to surround the outer periphery of the first cathode terminal portion, and the four corners of the mounting substrate are provided. The anode terminal And the adjacent position to a solid electrolytic capacitor, characterized in that arranged a second cathode.

さらに、請求項3に係る発明では、請求項1または2のいずれかに記載の固体電解コンデンサにおいて、実装面の中央に配された第1の陰極端子部は、コンデンサ素子の陰極引出部の大きさとほぼ同等の領域で形成され、陽極端子部および第2の陰極端子部よりも大きな領域としたことを特徴とする。   Furthermore, in the invention according to claim 3, in the solid electrolytic capacitor according to claim 1 or 2, the first cathode terminal portion arranged at the center of the mounting surface is larger than the cathode lead portion of the capacitor element. And a region larger than the anode terminal portion and the second cathode terminal portion.

そして、この出願の請求項4に係る発明では、請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の固体電解コンデンサにおいて、第1の陰極端子部は、前記実装面の中央部であってそれぞれの陽極端子部に近接する領域に配置され、中心部は絶縁領域としたことを特徴とする。   In the invention according to claim 4 of this application, in the solid electrolytic capacitor according to any one of claims 1 to 3, the first cathode terminal portion is a central portion of the mounting surface, and It is arranged in a region close to the anode terminal portion, and the central portion is an insulating region.

請求項1の発明によれば、陽極引出部を備えた陽極体上に、誘電体層、固体電解質層、陰極引出部が順次形成されたコンデンサ素子を備える固体電解コンデンサにおいて、配線基板に面する実装面の中央に第1の陰極端子部を配し、第1の陰極端子部の周囲に陽極端子部を配するとともに、前記陽極端子部と隣接する位置に第2の陰極端子部を配したことで、第一に、コンデンサ素子の陽極引出部、陰極引出部から、電流の出口である搭載基板の陽極端子部、陰極端子部までの距離が、搭載基板の厚さだけの距離で達成することができ、電流経路の短縮化を図ることができる。第二に、搭載基板の陽極端子部は3方向が陰極端子部に囲まれる配置となっているため、陽極及び陰極の誘導磁界の相殺効果が大きく、固体電解コンデンサのESLを低減することができる。   According to the first aspect of the present invention, in a solid electrolytic capacitor comprising a capacitor element in which a dielectric layer, a solid electrolyte layer, and a cathode lead-out portion are sequentially formed on an anode body having an anode lead-out portion, facing the wiring board. A first cathode terminal portion is disposed at the center of the mounting surface, an anode terminal portion is disposed around the first cathode terminal portion, and a second cathode terminal portion is disposed at a position adjacent to the anode terminal portion. Thus, first, the distance from the anode lead portion and the cathode lead portion of the capacitor element to the anode terminal portion and the cathode terminal portion of the mounting board, which is the current outlet, is achieved by a distance corresponding to the thickness of the mounting board. Therefore, the current path can be shortened. Secondly, since the anode terminal portion of the mounting substrate is arranged so that the three directions are surrounded by the cathode terminal portion, the effect of canceling the induced magnetic fields of the anode and the cathode is large, and the ESL of the solid electrolytic capacitor can be reduced. .

請求項2の発明によれば、固体電解コンデンサの搭載基板として、コンデンサ素子を搭載する面には、コンデンサ素子の陽極引出部、陰極引出部と対応する陽極導体、陰極導体がそれぞれ形成され、搭載基板の実装面には、搭載基板の中央に第1の陰極端子部、そして搭載基板の4辺に第1の陰極端子部の外周を取り囲むように4つの陽極端子部を有するとともに、搭載基板の四隅にコンデンサ素子の陰極引出部と電気的に接続した第2の陰極端子部を有している。この第2の陰極端子部は、陽極端子部と隣接して配置されているために、陽極端子部は、第1の陰極端子部と第2の陰極端子部によって、それぞれ3方向が囲まれた配置となる。そして、陽極導体と陽極端子部、および陰極導体と陰極端子部がそれぞれ搭載基板を貫通する導体で電気的に接続された構成により、第一に、コンデンサ素子の陽極引出部、陰極引出部から、電流の出口である搭載基板の陽極端子部、陰極端子部までの距離が、搭載基板の厚さだけの距離で達成することができ、電流経路の短縮化を図ることができる。第二に、搭載基板の陽極端子部は3方向が陰極端子部に囲まれる配置となっているため、陽極及び陰極の誘導磁界の相殺効果が大きい。第三に、陽極端子部を4箇所に形成することで、電流経路を4分割することができ、実質的なESLを1/4にすることができる。   According to the second aspect of the present invention, as the mounting substrate for the solid electrolytic capacitor, the anode lead portion and the cathode conductor corresponding to the anode lead portion and the cathode lead portion of the capacitor element are formed on the surface on which the capacitor element is to be mounted. The mounting surface of the substrate has a first cathode terminal portion at the center of the mounting substrate, and four anode terminal portions on the four sides of the mounting substrate so as to surround the outer periphery of the first cathode terminal portion. The four corners have second cathode terminal portions electrically connected to the cathode lead portion of the capacitor element. Since the second cathode terminal portion is disposed adjacent to the anode terminal portion, the anode terminal portion is surrounded in three directions by the first cathode terminal portion and the second cathode terminal portion, respectively. Arrangement. And, by the configuration in which the anode conductor and the anode terminal portion, and the cathode conductor and the cathode terminal portion are electrically connected by conductors penetrating the mounting substrate, respectively, first, from the anode lead portion and the cathode lead portion of the capacitor element, The distance to the anode terminal portion and the cathode terminal portion of the mounting substrate, which is the current outlet, can be achieved by a distance corresponding to the thickness of the mounting substrate, and the current path can be shortened. Second, since the anode terminal portion of the mounting substrate is arranged so that three directions are surrounded by the cathode terminal portion, the effect of canceling the induced magnetic fields of the anode and the cathode is large. Third, by forming the anode terminal portion at four locations, the current path can be divided into four, and the substantial ESL can be reduced to ¼.

すなわち、本発明の固体電解コンデンサでは、低ESL化のための第一の要素技術である電流経路の長さを極力短くする方法、第2の要素技術である電流経路によって形成される磁場を別の電流経路によって形成される磁場により相殺する方法、第3の要素技術である電流経路をn個に分割して実効的なESLを1/nにする方法を全て利用して、総合的にESLの低減の効果を高めた固体電解コンデンサを実現することができる。   That is, in the solid electrolytic capacitor of the present invention, a method of shortening the length of the current path as the first element technology for reducing ESL and a magnetic field formed by the current path as the second element technique are separated. Using all the methods of canceling by the magnetic field formed by the current path of the current, and dividing the current path, which is the third elemental technology, into n pieces and reducing the effective ESL to 1 / n, Thus, it is possible to realize a solid electrolytic capacitor with an increased reduction effect.

請求項3の発明によれば、実装面の中央に配された第1の陰極端子部は、コンデンサ素子の陰極引出部の大きさとほぼ同等の領域で形成され、陽極端子部および第2の陰極端子部よりも大きな領域でとしたことで、コンデンサ素子の陰極引出部から、第1の陰極端子部までの距離を最も短く形成することができ、ESLの低減を図ることができるとともに、コンデンサ素子の陰極引出部から出力される電流容量を大きなものとすることができ、過渡応答時に大電流を供給できる陰極端子部となる。   According to the invention of claim 3, the first cathode terminal portion disposed in the center of the mounting surface is formed in a region substantially equal to the size of the cathode lead portion of the capacitor element, and the anode terminal portion and the second cathode Since the area is larger than the terminal portion, the distance from the cathode lead portion of the capacitor element to the first cathode terminal portion can be formed to be the shortest, and ESL can be reduced, and the capacitor element can be reduced. The current capacity output from the cathode lead-out portion can be increased, and the cathode terminal portion can supply a large current during a transient response.

請求項4の発明によれば、第1の陰極端子部は、前記実装面の中央部であってそれぞれの陽極端子部に近接する領域に配置され、中心部は絶縁領域としたことで、第1の陰極端子部の電流経路が狭まることで電流が集中するとともに、陽極端子部に近接させたことで、より誘導磁界の相殺効果を高めることができる。すなわち、総合的なESLの低減の効果をさらに高めた固体電解コンデンサを実現することができる。   According to the invention of claim 4, the first cathode terminal portion is disposed in a central portion of the mounting surface and in the vicinity of each anode terminal portion, and the central portion is an insulating region. As the current path of the cathode terminal portion of 1 is narrowed, the current is concentrated, and the effect of canceling the induced magnetic field can be further enhanced by bringing the current path close to the anode terminal portion. That is, it is possible to realize a solid electrolytic capacitor that further enhances the overall ESL reduction effect.

この発明の固体電解コンデンサに用いるコンデンサ素子個片の第一の形状を示す図面で、(a)、(b)は断面図、(c)は上面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is drawing which shows the 1st shape of the capacitor | condenser element piece used for the solid electrolytic capacitor of this invention, (a), (b) is sectional drawing, (c) is a top view. この発明の固体電解コンデンサに用いる第一のコンデンサ素子個片とコンデンサ素子の形状示す斜視図で、(a))はコンデンサ素子個片、(b)はコンデンサ素子を示す。It is the perspective view which shows the shape of the 1st capacitor | condenser element piece used for the solid electrolytic capacitor of this invention and a capacitor | condenser element, (a)) shows a capacitor | condenser element piece, (b) shows a capacitor | condenser element. この発明の固体電解コンデンサに用いるコンデンサ素子個片の第二の形状を示す図面で、(a)、(b)は断面図、(c)は上面図である。It is drawing which shows the 2nd shape of the capacitor | condenser element piece used for the solid electrolytic capacitor of this invention, (a), (b) is sectional drawing, (c) is a top view. この発明の固体電解コンデンサに用いる第二のコンデンサ素子個片とコンデンサ素子の形状を示す斜視図で、(a)はコンデンサ素子個片、(b)はコンデンサ素子を示す。It is a perspective view which shows the shape of the 2nd capacitor | condenser element piece used for the solid electrolytic capacitor of this invention and a capacitor | condenser element, (a) shows a capacitor | condenser element piece, (b) shows a capacitor | condenser element. この発明の固体電解コンデンサに用いるコンデンサ素子の第三の形状を示す図面で、(a)、(b)は断面図、(c)は上面図である。It is drawing which shows the 3rd shape of the capacitor | condenser element used for the solid electrolytic capacitor of this invention, (a), (b) is sectional drawing, (c) is a top view. この発明の固体電解コンデンサに用いる搭載基板の形状を示す図面で、(a)はコンデンサ素子の搭載面、(b)は実装面を示す図面である。It is drawing which shows the shape of the mounting substrate used for the solid electrolytic capacitor of this invention, (a) is a drawing which shows the mounting surface of a capacitor | condenser element, (b) is a mounting surface. この発明の固体電解コンデンサに用いる搭載基板の断面図である。It is sectional drawing of the mounting substrate used for the solid electrolytic capacitor of this invention. この発明の固体電解コンデンサを示す図面で、(a)は上面図、(b)は断面図である。It is drawing which shows the solid electrolytic capacitor of this invention, (a) is a top view, (b) is sectional drawing. この発明の固体電解コンデンサに用いる搭載基板の別の実施例を示す図面であり、(a)はコンデンサ素子を搭載する面、(b)は実装面を示す図面である。It is drawing which shows another Example of the mounting substrate used for the solid electrolytic capacitor of this invention, (a) is a surface which mounts a capacitor | condenser element, (b) is drawing which shows a mounting surface.

次にこの発明を実施するための形態について詳細に説明する。本発明の固体電解コンデンサは、コンデンサ素子とこのコンデンサ素子を搭載する搭載基板により構成される。   Next, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail. The solid electrolytic capacitor of the present invention includes a capacitor element and a mounting substrate on which the capacitor element is mounted.

コンデンサ素子の形状としては特に限定はないが、中央部に陰極引出部を有し、この陰極引出部から放射状の4方向に陽極引出部が配置され、上面視形状が十字型のコンデンサ素子が好適である。その理由としては、コンデンサ素子は容量形成部となる誘電体層の表面積が大きいほど、より多くの静電容量を得ることができる。そのため、搭載基板の面積に対し、容量形成部の面積の比率を大きくすることが好ましい。そして陽極引出部は、この静電容量の増加には寄与しないため、陽極引出部の領域は小さいことが好ましい。一方で、陽極引出部は電流経路となるために、過渡応答に対応するための大電流を流すためには、陽極引出部の断面積は大きいことが望ましい。このような観点では、容量形成部と同等の幅で陽極引出部を形成することで、陽極引出部の断面積を大きくすることができる。一方で、陽極端子部を複数箇所に形成し、電流経路を分割することでのESL低減を図るためには、多端子構造のコンデンサ素子とすることが好適であり、容量形成部から放射状の4方向に陽極端子部を配置することで、陽極端子部を四箇所に有するコンデンサ素子を実現できる。このため、中央部に容量形成部を有し、この容量形成部とほぼ同等の幅で、容量形成部から放射状の4方向に陽極端子部を配置する形状が好適であり、この形状は上面視形状が十字型のコンデンサ素子となる。そして、上面視形状では、陰極引出部が4箇所に形成された陽極引出部のそれぞれよりも大きな領域を占めることが、静電容量を増大させた固体電解コンデンサを作成するために有効な手段となる。   The shape of the capacitor element is not particularly limited, but a capacitor element having a cathode extraction part at the center part and having anode extraction parts arranged in four radial directions from the cathode extraction part and having a cross-shaped shape as viewed from above is suitable. It is. The reason is that the capacitor element can obtain more capacitance as the surface area of the dielectric layer serving as the capacitance forming portion is larger. Therefore, it is preferable to increase the ratio of the area of the capacitance forming portion to the area of the mounting substrate. And since an anode drawer part does not contribute to the increase in this electrostatic capacitance, it is preferable that the area | region of an anode drawer part is small. On the other hand, since the anode lead portion serves as a current path, it is desirable that the cross-sectional area of the anode lead portion is large in order to flow a large current for dealing with a transient response. From such a viewpoint, by forming the anode lead portion with the same width as the capacity forming portion, the cross-sectional area of the anode lead portion can be increased. On the other hand, in order to reduce ESL by forming anode terminal portions at a plurality of locations and dividing the current path, it is preferable to use a capacitor element having a multi-terminal structure. By disposing the anode terminal portion in the direction, a capacitor element having anode terminal portions at four locations can be realized. For this reason, it is preferable to have a capacity forming portion in the center, and to arrange anode terminal portions in four radial directions from the capacity forming portion with a width substantially the same as this capacity forming portion. The capacitor element has a cross shape. And in the top view shape, the cathode lead portion occupies a larger area than each of the anode lead portions formed at four places, which is an effective means for producing a solid electrolytic capacitor having an increased capacitance. Become.

まず、この発明の固体電解コンデンサに用いるコンデンサ素子について説明する。コンデンサ素子としては、次のような3つの形態が好適である。
(1)一端部を陽極引出部、他端部を陰極引出部とした矩形状のコンデンサ素子個片を、陽極引出部の向きが直角の回転角度の向きとなるようにコンデンサ素子個片を重ね合わせ、中央部が陰極引出部となり、陰極引出部から4方向に陽極引出部を形成した形態。
(2)両端が陽極引出部、陽極引出部の間の中央部を陰極引出部とした矩形状のコンデンサ素子個片を、陰極引出部が重なりあい、かつ相互の陽極引出部が直角の回転角度の向きとなるようにコンデンサ素子個片を重ね合わせ、中央部が陰極引出部となり、陰極引出部から4方向に陽極引出部を形成した形態。
(3)十字形に形成した陽極体の中央部に陰極引出部を形成し、端部を陽極引出部とした形態。
First, a capacitor element used for the solid electrolytic capacitor of the present invention will be described. As the capacitor element, the following three forms are suitable.
(1) A rectangular capacitor element piece with one end portion serving as an anode lead portion and the other end portion serving as a cathode lead portion is overlapped so that the orientation of the anode lead portion is a perpendicular rotation angle. In addition, a configuration in which the central portion is a cathode extraction portion and anode extraction portions are formed in four directions from the cathode extraction portion.
(2) A rectangular capacitor element piece in which both ends are an anode lead portion and a central portion between the anode lead portions is a cathode lead portion, the cathode lead portions overlap with each other, and the mutual anode lead portions have a right angle of rotation. In this configuration, the capacitor element pieces are stacked so as to be oriented in the direction, the central part is a cathode lead part, and the anode lead part is formed in four directions from the cathode lead part.
(3) A form in which a cathode lead portion is formed at the center of the cross-shaped anode body and the end portion is an anode lead portion.

まず、前述の(1)に記載した第一の形態のコンデンサ素子について以下に説明する。図1に示すように、コンデンサ素子個片11は、略長方形状のアルミニウム等の弁金属板又は弁金属箔(以下、陽極体という)を出発材料とし、陽極体の一端部をエッチング処理により拡面化処理し(図1(a))、陽極体の両面に多孔質のエッチング層15を形成する。そして、陽極体の他端の未エッチング部はコンデンサ素子個片11の陽極引出部12となる。エッチング処理の際、陽極体の内部はエッチングされることなくアルミニウムの地金が残されており、このアルミニウム地金が残芯層となる。次に、エッチング層15の表面には陽極酸化処理により誘電体層となる誘電体酸化皮膜を形成する。   First, the capacitor element of the first embodiment described in the above (1) will be described below. As shown in FIG. 1, the capacitor element piece 11 is made of a substantially rectangular valve metal plate or valve metal foil (hereinafter referred to as an anode body) such as aluminum, and one end of the anode body is expanded by etching. Surface treatment is performed (FIG. 1A), and a porous etching layer 15 is formed on both surfaces of the anode body. The unetched portion at the other end of the anode body becomes the anode lead portion 12 of the capacitor element piece 11. During the etching process, the inside of the anode body is not etched and an aluminum ingot remains, and this aluminum ingot becomes a remaining core layer. Next, a dielectric oxide film to be a dielectric layer is formed on the surface of the etching layer 15 by anodic oxidation.

より詳細には、エッチング処理は、陽極体の両面を、塩酸等により溶解し、多孔質のエッチング層を形成する工程である。例えば、断面サイズが7.5mm×5mm、厚さが120μmの高純度のアルミニウム箔よりなる陽極体を用い、陽極体の一端から6mmまでの位置まで、両面よりそれぞれ40μmの深さでエッチング層を形成する。この場合、残芯層の厚さは40μmとなる。そして、このエッチングした陽極体を陽極酸化による化成処理を行い、酸化アルミニウムからなる誘電体酸化皮膜層を形成する。陽極酸化は、エッチング箔をホウ酸、アジピン酸等の水溶液に浸漬した状態で所定の電圧を印加して、誘電体酸化皮膜を形成するものである。   More specifically, the etching treatment is a step of forming a porous etching layer by dissolving both surfaces of the anode body with hydrochloric acid or the like. For example, using an anode body made of a high-purity aluminum foil having a cross-sectional size of 7.5 mm × 5 mm and a thickness of 120 μm, an etching layer is formed at a depth of 40 μm from both sides from one end of the anode body to a position of 6 mm. Form. In this case, the thickness of the remaining core layer is 40 μm. The etched anode body is subjected to chemical conversion treatment by anodic oxidation to form a dielectric oxide film layer made of aluminum oxide. Anodization is to form a dielectric oxide film by applying a predetermined voltage while the etching foil is immersed in an aqueous solution such as boric acid or adipic acid.

このコンデンサ素子個片には分離層14が形成されており、コンデンサ素子個片11の陽極引出部12と陰極引出部13を区分してある。分離層14は、エッチング処理が終了した後に、絶縁性の樹脂を塗布してエッチング層15に浸透させ、陽極引出部12とエッチング層15の絶縁を図っている。例えば、この分離層14は未エッチング部から0.5mmの位置まで形成することができる。   A separation layer 14 is formed on the capacitor element piece, and the anode lead portion 12 and the cathode lead portion 13 of the capacitor element piece 11 are divided. After the etching process is completed, the separation layer 14 is coated with an insulating resin and penetrated into the etching layer 15 to insulate the anode lead portion 12 and the etching layer 15. For example, the separation layer 14 can be formed to a position of 0.5 mm from the unetched portion.

さらに誘電体酸化皮膜の上に固体電解質層(図示せず)を形成する。固体電解質層は重合して導電性高分子となる重合性モノマーを含有する溶液と酸化剤溶液に順次浸漬し、各液より引き上げて重合反応を進める。これらの固体電解質層の形成は、重合性モノマーを含有する溶液と酸化剤溶液を塗布または吐出する方法によって形成してもよい。また、重合性モノマー溶液と酸化剤を混合した混合溶液に浸漬、塗布する方法であってもよい。   Further, a solid electrolyte layer (not shown) is formed on the dielectric oxide film. The solid electrolyte layer is sequentially immersed in a solution containing a polymerizable monomer that becomes a conductive polymer by polymerization and an oxidizer solution, and is pulled up from each solution to advance the polymerization reaction. These solid electrolyte layers may be formed by a method of applying or discharging a solution containing a polymerizable monomer and an oxidant solution. Moreover, the method of immersing and apply | coating to the mixed solution which mixed the polymerizable monomer solution and the oxidizing agent may be used.

また、固体電解コンデンサの分野で用いられる電解重合による方法や、導電性高分子溶液を塗布・乾燥する方法によっても固体電解質層を形成することができる。さらに、これらの固体電解質層の形成方法を組み合わせて固体電解質層を形成することも可能である。   Further, the solid electrolyte layer can also be formed by an electrolytic polymerization method used in the field of solid electrolytic capacitors or a method of applying and drying a conductive polymer solution. Furthermore, it is also possible to form a solid electrolyte layer by combining these solid electrolyte layer forming methods.

以上のように固体電解質層の形成に用いる重合性モノマーとしてはチオフェン、ピロールまたはそれら誘導体を好適に使用することができる。特にモノマーがチオフェン又はその誘導体であると好適である。   As described above, thiophene, pyrrole or their derivatives can be suitably used as the polymerizable monomer used for forming the solid electrolyte layer. In particular, the monomer is preferably thiophene or a derivative thereof.

チオフェンの誘導体としては次に掲げる構造のものを例示できる、チオフェン又はその誘導体は、ポリピロール又はポリアニリンと比較して、導電率が高いとともに熱安定性が特に優れているため、低ESRで耐熱特性に優れた固体電解コンデンサを得ることができる。   Examples of thiophene derivatives can be exemplified by the following structures: thiophene or its derivatives have higher electrical conductivity and particularly excellent thermal stability than polypyrrole or polyaniline. An excellent solid electrolytic capacitor can be obtained.


XはOまたはS
XがOのとき、Aはアルキレン、又はポリオキシアルキレン
Xの少なくとも一方がSのとき、
Aはアルキレン、ポリオキシアルキレン、置換アルキレン、置換ポリオキシアルキレン:ここで、置換基はアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基

X is O or S
When X is O, A is alkylene, or when at least one of polyoxyalkylene X is S,
A is alkylene, polyoxyalkylene, substituted alkylene, substituted polyoxyalkylene: wherein the substituent is an alkyl group, alkenyl group, alkoxy group

チオフェンの誘導体の中でも、3,4−エチレンジオキシチオフェンを用いると好適である。   Among the thiophene derivatives, 3,4-ethylenedioxythiophene is preferably used.

重合性モノマーの重合に用いる酸化剤としては、エタノールに溶解したパラトルエンスルホン酸第二鉄、過ヨウ素酸もしくはヨウ素酸の水溶液を用いることができる。   As the oxidizing agent used for the polymerization of the polymerizable monomer, an aqueous solution of ferric paratoluenesulfonate, periodic acid or iodic acid dissolved in ethanol can be used.

さらに、図1(b)に示すように、コンデンサ素子個片の固体電解質層の上には、グラファイト層および銀ペースト層を順次形成し、陰極引出部13とする。   Further, as shown in FIG. 1B, a graphite layer and a silver paste layer are sequentially formed on the solid electrolyte layer of the capacitor element piece to form a cathode lead portion 13.

以上のように形成したコンデンサ素子個片11(図1(c)、図2(a))を4枚用意し、陰極引出部13が重なりあい、かつ陽極引出部12が直角(90度)の角度ずつずれるように積層することで、中央部が陰極引出部13となり、この陰極引出部13から放射状の4方向に陽極引出部11が配置された上面視形状が十字型のコンデンサ素子10を作成する(図2(b))。この際のコンデンサ素子個片11の陰極引出部13同士の接合には、銀ペースト等の導電性接着材によって接合することができる。なお、コンデンサ素子個片11の積層は、順次、直角の角度でずらす必要は無く、1枚目のコンデンサ素子個片11の上に180度の回転角度で、2枚目のコンデンサ素子個片11を積層し、3枚目のコンデンサ素子を直角(90度)の回転角度で積層し、4枚目のコンデンサ素子個片11を270度の回転角度で積層することも可能であり、コンデンサ個片11を積層する順番は任意である。   Four pieces of capacitor element pieces 11 (FIGS. 1 (c) and 2 (a)) formed as described above are prepared, the cathode lead portion 13 overlaps, and the anode lead portion 12 has a right angle (90 degrees). By laminating so as to be shifted by an angle, the central portion becomes the cathode lead portion 13, and the anode lead portion 11 is arranged in four radial directions from the cathode lead portion 13 to form a cross-shaped capacitor element 10. (FIG. 2B). In this case, the cathode lead portions 13 of the capacitor element pieces 11 can be joined to each other by a conductive adhesive such as silver paste. The stacking of the capacitor element pieces 11 does not need to be sequentially shifted at a right angle, and the second capacitor element piece 11 is rotated on the first capacitor element piece 11 at a rotation angle of 180 degrees. It is also possible to stack the third capacitor element at a right angle (90 degrees) and stack the fourth capacitor element piece 11 at a rotation angle of 270 degrees. The order of laminating 11 is arbitrary.

このようなコンデンサ素子10は、先に示した断面サイズの陽極体を用いた場合、陰極引出部13が5mm×5mm、この陰極引出部13から放射状の4方向に配置された陽極引出部12の長さがそれぞれ1.5mmのコンデンサ素子10となる。   In such a capacitor element 10, when the anode body having the above-described cross-sectional size is used, the cathode lead-out portion 13 is 5 mm × 5 mm, and the anode lead-out portion 12 arranged radially in four directions from the cathode lead-out portion 13. The capacitor element 10 has a length of 1.5 mm.

次に、(2)に記載した第二のコンデンサ素子の形態について説明する。
図3、図4に示すようにコンデンサ素子個片21は、略長方形状のアルミニウム等の弁金属板または弁金属箔(以下、陽極体という)を用い、陽極体の中央部をエッチング処理により拡面化処理し、陽極体の両面に多孔質のエッチング層を形成する(図3(a))。そして、陽極体の両端部の未エッチング部は、コンデンサ素子個片21の陽極引出部22となる。この際、陽極体の内部はエッチングされることなくアルミニウムの地金が残されており、このアルミニウム地金が残芯層となる。そして、第一のコンデンサ素子の形態と同様に、エッチング層25には誘電体層となる誘電体酸化皮膜を形成し、固体電解質層、グラファイト層、銀ペースト層からなる陰極引出部23を順次形成する(図3(b)、図4(a))。以上のように形成したコンデンサ素子個片21を、陰極引出部23が重なりあい、かつ陽極引出部22、22が互いに直角の角度をなすように積層することで、中央部が陰極引出部23を有し、陰極引出部23から放射状の4方向に陽極引出部22が配置された上面視形状が十字型のコンデンサ素子20を作成する(図4(b))。
Next, the form of the second capacitor element described in (2) will be described.
As shown in FIGS. 3 and 4, the capacitor element piece 21 uses a substantially rectangular valve metal plate or valve metal foil (hereinafter referred to as an anode body) such as aluminum, and the central portion of the anode body is expanded by etching. Surface treatment is performed to form a porous etching layer on both sides of the anode body (FIG. 3A). The unetched portions at both ends of the anode body become the anode lead portions 22 of the capacitor element pieces 21. At this time, the inside of the anode body is not etched and the aluminum ingot remains, and this aluminum ingot becomes the remaining core layer. In the same manner as the first capacitor element, a dielectric oxide film serving as a dielectric layer is formed on the etching layer 25, and a cathode lead portion 23 comprising a solid electrolyte layer, a graphite layer, and a silver paste layer is sequentially formed. (FIG. 3B, FIG. 4A). The capacitor element pieces 21 formed as described above are laminated so that the cathode lead portions 23 overlap and the anode lead portions 22 and 22 form a right angle to each other, so that the cathode lead portion 23 is formed at the center portion. A capacitor element 20 having a cross shape in top view in which the anode lead portion 22 is arranged in the four radial directions from the cathode lead portion 23 is created (FIG. 4B).

最後に、(3)に記載した第三のコンデンサ素子の形態について説明する。
コンデンサ素子30は、図5(c)に示すように、アルミニウム等からなる弁金属箔または弁金属板を予め十字型に形成して陽極体とし、4方向に突出した端部を陽極引出部32とし、その中央部を陰極引出部33として形成したものである。図5(a)、(b)に示すように、陰極引出部33を形成するまでのエッチング層35の形成から陰極引出し部33の形成までの製造方法は、前述した方法と同様である。
Finally, the form of the third capacitor element described in (3) will be described.
As shown in FIG. 5 (c), the capacitor element 30 has a valve metal foil or valve metal plate made of aluminum or the like formed in a cross shape in advance to form an anode body, and an end protruding in four directions is an anode lead part 32. And the central part is formed as the cathode lead-out part 33. As shown in FIGS. 5A and 5B, the manufacturing method from the formation of the etching layer 35 to the formation of the cathode extraction portion 33 until the formation of the cathode extraction portion 33 is the same as the method described above.

次にこの発明で用いるコンデンサ素子の搭載基板について図6および図7とともに説明する。搭載基板41は矩形状のガラスエポキシ基板等の絶縁基板をベースとし、固体電解コンデンサを実装する配線基板に面するようになる実装面に陽極端子部42及び第1の陰極端子部43を備え、コンデンサ素子を搭載する面にはコンデンサ素子の陽極引出部、陰極引出部とそれぞれに接続される陽極導体44,陰極導体45を備えると共に、それぞれの面の陽極導体46と陽極端子部44、陰極導体45と第1の陰極端子部43をそれぞれ導通させたものである。   Next, a capacitor element mounting substrate used in the present invention will be described with reference to FIGS. The mounting substrate 41 is based on an insulating substrate such as a rectangular glass epoxy substrate, and includes an anode terminal portion 42 and a first cathode terminal portion 43 on a mounting surface that faces a wiring substrate on which a solid electrolytic capacitor is mounted, The surface on which the capacitor element is mounted includes an anode conductor 44 and a cathode conductor 45 connected to the anode lead portion and the cathode lead portion of the capacitor element, respectively, and the anode conductor 46 and the anode terminal portion 44 and the cathode conductor on each surface. 45 and the first cathode terminal portion 43 are electrically connected.

より詳細には、図6(a)に示すように、搭載基板41のコンデンサ素子を搭載する面の中央部にはコンデンサ素子の陰極引出部と接合する陰極導体45が正方形状に形成されており、搭載基板41の四辺には陰極導体45の外周を取り囲むように、四つの陽極導体44が配置されている。そして、搭載基板41の四隅には、陰極導体45と電気的に連続した補助導体47が配置されている。一方、図6(b)に示すように、搭載基板41の実装面には、中央部には陽極導体44とほぼ同じ大きさの第1の陰極端子部43が形成され、搭載基板41の四辺には第1の陰極端子部43の外周を取り囲むように、四つの陽極端子部42が配置されている。そして搭載基板41の実装面の四隅には、第2の陰極端子部46が陽極端子部42と隣接するように配置されている。図7に示すように、この搭載基板41の両面に形成された陽極導体44と陽極端子部42、陰極導体45と第1の陰極端子部43、補助導体47と第2の陰極端子部46は、搭載基板41の基板面に対してほぼ垂直に形成されたビアホールまたはスルーホール等の表裏を貫通する導体48を介してそれぞれが電気的に接合されている。   More specifically, as shown in FIG. 6 (a), a cathode conductor 45 joined to the cathode lead portion of the capacitor element is formed in a square shape at the center of the surface of the mounting substrate 41 on which the capacitor element is mounted. The four anode conductors 44 are arranged on the four sides of the mounting substrate 41 so as to surround the outer periphery of the cathode conductor 45. In addition, auxiliary conductors 47 that are electrically continuous with the cathode conductor 45 are disposed at the four corners of the mounting substrate 41. On the other hand, as shown in FIG. 6B, the mounting surface of the mounting substrate 41 is formed with a first cathode terminal portion 43 having substantially the same size as that of the anode conductor 44 at the center. The four anode terminal portions 42 are arranged so as to surround the outer periphery of the first cathode terminal portion 43. Then, second cathode terminal portions 46 are arranged at four corners of the mounting surface of the mounting substrate 41 so as to be adjacent to the anode terminal portion 42. As shown in FIG. 7, the anode conductor 44 and the anode terminal portion 42, the cathode conductor 45 and the first cathode terminal portion 43, the auxiliary conductor 47 and the second cathode terminal portion 46 formed on both surfaces of the mounting substrate 41 are These are electrically connected to each other through conductors 48 penetrating front and back such as via holes or through holes formed substantially perpendicular to the substrate surface of the mounting substrate 41.

この搭載基板41のコンデンサ素子を搭載する面に配置された陽極導体44、陰極導体45は、コンデンサ素子の陽極引出部、陰極引出部とそれぞれ対応する導体であり、コンデンサ素子の形状に合致して搭載可能な大きさ及び配置となる。前述してきたようなコンデンサ素子の形状として好適な上面視形状が十字型のコンデンサ素子を用いる場合には、コンデンサ素子の陰極引出部に対応させた陰極導体45は、搭載基板41に形成される導体の中で、最も大きな領域を占めるようになる。また、陰極導体45とスルーホール等を介して接続される第1の陰極端子部43も、陰極導体45と同等の領域を占めるように形成すると、コンデンサ素子の陰極引出部から、陰極導体45、スルーホールを介して、最も短い距離で第1の陰極端子部43が配置されるようになり、ESL低減の要素である電流経路を短くすることが達成される。従って、搭載基板41の実装面においても、第1の陰極端子部43の占める領域が、陽極端子部42、第2の陰極端子部46に比べて最も大きなものとなる。そして、また、第1の陰極端子部43の占める面積を大きくすることは、電流容量を大きくすることでもあり、コンデンサ素子によって蓄積された電荷を出力する際に大電流を流すことが可能となり、過渡応答時に必要とされる電荷を大電流で供給することで、瞬時の電圧低下状態の回復を速やかに行うことが可能となる。   The anode conductor 44 and the cathode conductor 45 arranged on the surface of the mounting substrate 41 on which the capacitor element is mounted are conductors respectively corresponding to the anode lead portion and the cathode lead portion of the capacitor element, and match the shape of the capacitor element. It becomes the size and arrangement which can be mounted. When a capacitor element having a cross-sectional shape suitable for the shape of the capacitor element as described above is used, the cathode conductor 45 corresponding to the cathode lead portion of the capacitor element is a conductor formed on the mounting substrate 41. Will occupy the largest area. Further, if the first cathode terminal portion 43 connected to the cathode conductor 45 through a through hole or the like is also formed so as to occupy the same area as the cathode conductor 45, the cathode conductor 45, The first cathode terminal portion 43 is arranged at the shortest distance through the through hole, and it is possible to shorten the current path that is an element of ESL reduction. Therefore, the area occupied by the first cathode terminal portion 43 is the largest on the mounting surface of the mounting substrate 41 as compared with the anode terminal portion 42 and the second cathode terminal portion 46. Further, increasing the area occupied by the first cathode terminal portion 43 is also increasing the current capacity, and it is possible to flow a large current when outputting the charge accumulated by the capacitor element. By supplying the electric charge required at the time of the transient response with a large current, it is possible to quickly recover the instantaneous voltage drop state.

このような搭載基板のベースとなる絶縁基板は、200μm程度の厚さのものを用いることが強度の面で好適であるが、80μm程度の厚さのものも使用することが可能である。そして、絶縁基板の上に形成する陽極端子部、第1の陰極端子部、第2の陰極端子部、導体はそれぞれ電気抵抗が小さいことと半田付けが可能であればよく、銅や、ニッケルに金をメッキした導体を用いることが好ましい。この電極、導体の厚さは片面で3〜5μmの厚さで形成することが可能である。また、搭載基板41の陽極端子部、陰極端子部と導体、およびそれらを電気的に接合するスルーホール等の形成は、プリント配線基板で多用されている両面配線基板の作成方法によって形成することができる。この際のスルーホールの配置、内径等は、任意に設定することができる。   An insulating substrate serving as a base for such a mounting substrate is preferably about 200 μm thick in terms of strength, but can also be about 80 μm thick. The anode terminal portion, the first cathode terminal portion, the second cathode terminal portion, and the conductor formed on the insulating substrate need only have low electrical resistance and can be soldered. It is preferable to use a conductor plated with gold. These electrodes and conductors can be formed with a thickness of 3 to 5 μm on one side. Further, the anode terminal portion of the mounting substrate 41, the cathode terminal portion and the conductor, and the through hole for electrically joining them can be formed by a method for producing a double-sided wiring substrate that is often used in a printed wiring board. it can. The arrangement of the through holes, the inner diameter, etc. at this time can be arbitrarily set.

なお、搭載基板41の実装面では第1の陰極端子部43と第2の陰極端子部46はレジスト層によって絶縁されていることが好ましい。搭載基板41の実装面で第1の陰極端子部43と第2の陰極端子部46を接続する導電パターンが露出している場合には、第1の陰極端子部43と第2の陰極端子部46を接続する導電パターンと陽極端子部42の距離が近くなり、実装面にて半田付けする際に半田ブリッジを発生し、ショートとなるおそれが出てくる。従って、搭載基板41の実装面で第1の陰極端子部43と第2の陰極端子部46を接続する導電パターンを形成した場合には、少なくとも導電パターンはレジスト層によって被覆しておくことが好ましい。   Note that the first cathode terminal portion 43 and the second cathode terminal portion 46 are preferably insulated by a resist layer on the mounting surface of the mounting substrate 41. When the conductive pattern connecting the first cathode terminal portion 43 and the second cathode terminal portion 46 is exposed on the mounting surface of the mounting substrate 41, the first cathode terminal portion 43 and the second cathode terminal portion The distance between the conductive pattern for connecting 46 and the anode terminal portion 42 becomes short, and a solder bridge is generated when soldering on the mounting surface, which may cause a short circuit. Therefore, when a conductive pattern for connecting the first cathode terminal portion 43 and the second cathode terminal portion 46 is formed on the mounting surface of the mounting substrate 41, it is preferable that at least the conductive pattern is covered with a resist layer. .

さらに、第1の陰極端子部43と第2の陰極端子部46を電気的に接続しておくためには、搭載基板41のコンデンサ素子を搭載する面で陰極導体45と補助導体47を導電パターンで接続し、補助導体47と第2の陰極端子部46をスルーホール等で接続しておくことが最も好ましい。コンデンサ素子を搭載する面と実装面のどちらに導電パターンを形成しても、固体電解コンデンサの特性に大きな影響を及ぼすことがないが、実装面に導電パターンが形成された場合には、この固体電解コンデンサが実装される配線基板等に形成された導電パターンと電磁結合し、ノイズを発生する可能性があるためである。   Further, in order to electrically connect the first cathode terminal portion 43 and the second cathode terminal portion 46, the cathode conductor 45 and the auxiliary conductor 47 are electrically connected to the surface of the mounting substrate 41 on which the capacitor element is mounted. It is most preferable that the auxiliary conductor 47 and the second cathode terminal portion 46 are connected by a through hole or the like. Regardless of whether the conductive pattern is formed on the surface on which the capacitor element is mounted or the mounting surface, the characteristics of the solid electrolytic capacitor are not greatly affected. However, if a conductive pattern is formed on the mounting surface, this solid This is because there is a possibility that noise is generated due to electromagnetic coupling with a conductive pattern formed on a wiring board on which an electrolytic capacitor is mounted.

また、搭載基板41の陽極端子部42と第2の陰極端子部46は、搭載基板41の実装面の端部まで形成されていることが好ましい。搭載基板41の実装面の端部まで陽極端子部42と第2の陰極端子部46が形成されていれば、固体電解コンデンサを配線基板等に半田付けにて実装した際に、配線基板等の導電パターンと陽極端子部42と第2の陰極端子部46との間で半田フィレットが形成されるようになり、確実に半田付け接続されているかの視認性が向上する。さらに、陽極端子部42と第2の陰極端子部46は搭載基板41の実装面から側面にかけて形成されている場合には、半田フィレットが大きく形成されるようになり、好適である。   In addition, the anode terminal portion 42 and the second cathode terminal portion 46 of the mounting substrate 41 are preferably formed up to the end of the mounting surface of the mounting substrate 41. If the anode terminal portion 42 and the second cathode terminal portion 46 are formed up to the end of the mounting surface of the mounting substrate 41, when the solid electrolytic capacitor is mounted on the wiring substrate or the like by soldering, the wiring substrate or the like A solder fillet is formed between the conductive pattern, the anode terminal portion 42, and the second cathode terminal portion 46, and visibility of whether or not the soldering connection is surely made is improved. Furthermore, when the anode terminal portion 42 and the second cathode terminal portion 46 are formed from the mounting surface to the side surface of the mounting substrate 41, it is preferable that the solder fillet is formed large.

このような搭載基板では、第一に、コンデンサ素子の陽極引出部、陰極引出部から、電流の出口である搭載基板の陽極端子部、第1の陰極端子部までの距離は、搭載基板の厚さだけの距離で達成することができ、電流経路の短縮化を図ることができる。特に搭載基板の厚さは、200μm程度の厚さが好適であるが、80μm程度の厚さのものも製造可能であることから、コンデンサ素子をリードフレームに取付けて樹脂モールドした場合に比べ、コンデンサ素子の陰極引出部から第1の陰極端子部までの距離を極めて短くすることができる。第二に、搭載基板の陽極端子部は第1の陰極端子部と第2の陰極端子部により3方向が取り囲まれる配置となっているため、陽極及び陰極の誘導磁界の相殺効果が大きい。第三に、陽極端子部を4箇所に形成することで、電流経路を4分割することができ、実質的なESLを1/4にすることができる。   In such a mounting substrate, first, the distance from the anode lead portion and the cathode lead portion of the capacitor element to the anode terminal portion and the first cathode terminal portion of the mounting substrate, which is the outlet of current, is determined by the thickness of the mounting substrate. This can be achieved by a short distance, and the current path can be shortened. In particular, the thickness of the mounting substrate is preferably about 200 μm, but a thickness of about 80 μm can also be manufactured. Compared to the case where the capacitor element is attached to the lead frame and resin molded, the capacitor The distance from the cathode lead portion of the element to the first cathode terminal portion can be made extremely short. Second, since the anode terminal portion of the mounting substrate is arranged in three directions by the first cathode terminal portion and the second cathode terminal portion, the effect of canceling the induced magnetic fields of the anode and the cathode is large. Third, by forming the anode terminal portion at four locations, the current path can be divided into four, and the substantial ESL can be reduced to ¼.

すなわち、本発明の固体電解コンデンサでは、低ESL化のための第一の要素技術である電流経路の長さを極力短くする方法、第2の要素技術である電流経路によって形成される磁場を別の電流経路によって形成される磁場により相殺する方法、第3の要素技術である電流経路をn個に分割して実効的なESLを1/nにする方法を全て利用して、総合的にESLの低減の効果を高めるものである。   That is, in the solid electrolytic capacitor of the present invention, a method of shortening the length of the current path as the first element technology for reducing ESL and a magnetic field formed by the current path as the second element technique are separated. Using all the methods of canceling by the magnetic field formed by the current path of the current, and dividing the current path, which is the third elemental technology, into n pieces and reducing the effective ESL to 1 / n, This enhances the effect of reducing the above.

さらに、搭載基板41の実装面の四隅に第1の陰極端子部と電位的に等価な第2の陰極端子部が形成されることで、実装する配線基板等のGNDラインとの導通の自由度を高めることもできる。また、従来の5端子構造の固体電解コンデンサでは第1の陰極端子部が確実に半田付けされているかの視認が困難であったが、第2の陰極端子部46を四隅に形成するとともに、この第2の陰極端子部46を搭載基板41の端部まで形成することで、実装する配線基板の導電パターン等と第2の陰極端子部46との間で半田フィレットが形成されるようになり、確実に半田付け接続されているかの視認性が向上する。   Furthermore, the second cathode terminal portion equivalent in potential to the first cathode terminal portion is formed at the four corners of the mounting surface of the mounting substrate 41, so that the degree of freedom of conduction with the GND line such as the wiring substrate to be mounted is increased. Can also be increased. Further, in the conventional solid electrolytic capacitor having a five-terminal structure, it is difficult to visually confirm whether the first cathode terminal portion is securely soldered, but the second cathode terminal portion 46 is formed at the four corners. By forming the second cathode terminal portion 46 to the end of the mounting substrate 41, a solder fillet is formed between the conductive pattern of the wiring board to be mounted and the second cathode terminal portion 46, Visibility of surely soldering connection is improved.

また、図9に示すように、搭載基板41に形成した第1の陰極端子部を、その全面が露出したパターンではなく、正方形に形成した第1の陰極端子部43の中心部には導電パターンを形成せずに中心部を絶縁領域とし、いわゆる口の字形状に構成しても良い。このように口の字状に第1の陰極端子部43を形成したならば、第1の陰極端子部43の電流経路が狭まり、電流が集中する。しかも、この電流が集中した第1の陰極端子部は陽極端子部42に近接するように配置されているため、より誘導磁界の相殺効果を高めることができ、総合的なESLの低減の効果をさらに高めた固体電解コンデンサを実現することができる。このような第1の陰極端子部43とするには、予め導電パターンを形成しないほか、第1の陰極端子部43は全面に導電パターンを形成しておき、レジスト層で中央部を被覆することで、中心部を絶縁領域とすることができる。   Further, as shown in FIG. 9, the first cathode terminal portion formed on the mounting substrate 41 is not a pattern in which the entire surface is exposed, but a conductive pattern at the center of the first cathode terminal portion 43 formed in a square shape. The central portion may be an insulating region without forming a so-called "shaped". If the first cathode terminal portion 43 is formed in a mouth shape in this way, the current path of the first cathode terminal portion 43 is narrowed and the current is concentrated. In addition, since the first cathode terminal portion where the current is concentrated is arranged so as to be close to the anode terminal portion 42, the effect of canceling the induced magnetic field can be further enhanced, and the overall ESL reduction effect can be achieved. A further improved solid electrolytic capacitor can be realized. In order to make such a first cathode terminal portion 43, a conductive pattern is not formed in advance, and the first cathode terminal portion 43 is formed with a conductive pattern on the entire surface, and the central portion is covered with a resist layer. Thus, the central portion can be an insulating region.

このようないわゆる口の字状に第1の陰極端子部43を形成した場合でも、第1の陰極端子部43の外周領域は、コンデンサ素子の陰極引出部の大きさとほぼ同等の領域に形成することで、陽極と陰極が最も近接した配置となり、誘導磁界を相殺する効果が大きく好適である。   Even when the first cathode terminal portion 43 is formed in such a so-called square shape, the outer peripheral region of the first cathode terminal portion 43 is formed in a region substantially equal to the size of the cathode lead portion of the capacitor element. Thus, the anode and the cathode are arranged closest to each other, and the effect of canceling the induced magnetic field is large and preferable.

なお、固体電解コンデンサ単体としての特性では、第1の陰極端子部の形状を上記のように口の字の形状にすることが好適であるが、この固体電解コンデンサが実装される基板のパターン配置や、この固体電解コンデンサによって電源供給されるICの端子配置、あるいは必要とされる電力量によって、第1の陰極端子部の形状を任意に変更することができる。例えば、図7では、第1の陰極端子部43の形状は、完全な正方形ではなく、正方形の角部を切断した8角形の形状としている。   In terms of the characteristics of the solid electrolytic capacitor as a single unit, it is preferable that the shape of the first cathode terminal is a square shape as described above, but the pattern arrangement of the substrate on which the solid electrolytic capacitor is mounted In addition, the shape of the first cathode terminal portion can be arbitrarily changed depending on the terminal arrangement of the IC supplied with power by the solid electrolytic capacitor or the amount of electric power required. For example, in FIG. 7, the shape of the first cathode terminal portion 43 is not a perfect square, but an octagonal shape in which square corners are cut.

次にコンデンサ素子を搭載基板に搭載する工程について説明する。ここではコンデンサ素子は先に説明した第二の形態のコンデンサ素子20を用いた例について示す。   Next, a process for mounting the capacitor element on the mounting substrate will be described. Here, an example in which the capacitor element 20 of the second embodiment described above is used as the capacitor element will be described.

図8に示すように、コンデンサ素子20を搭載基板41に搭載し、コンデンサ素子20の陰極引出部22と搭載基板の陰極導体45を導電性接着材によって接合する。また、コンデンサ素子20の陽極引出部21と陽極導体44を接続する。この際、コンデンサ素子20の陽極引出部21はアルミニウムであり、銀ペースト等との濡れ性が良好ではなく、銀ペーストでの接着が困難な場合がある。このような場合には、コンデンサ素子20の陽極引出部21には、銅材等の接続部材27をレーザー溶接、超音波溶接等により接続しておき、この接続部材27を銀ペースト等の導電性接着材で搭載基板41の陽極導体44に接合することが好ましい。   As shown in FIG. 8, the capacitor element 20 is mounted on a mounting substrate 41, and the cathode lead portion 22 of the capacitor element 20 and the cathode conductor 45 of the mounting substrate are joined together by a conductive adhesive. Further, the anode lead portion 21 of the capacitor element 20 and the anode conductor 44 are connected. At this time, the anode lead portion 21 of the capacitor element 20 is aluminum, and the wettability with the silver paste or the like is not good, and adhesion with the silver paste may be difficult. In such a case, a connecting member 27 such as a copper material is connected to the anode lead portion 21 of the capacitor element 20 by laser welding, ultrasonic welding or the like, and this connecting member 27 is electrically conductive such as silver paste. It is preferable to join the anode conductor 44 of the mounting substrate 41 with an adhesive.

また、搭載基板41に搭載するコンデンサ素子は1個とは限るものではない。大きな静電容量が求められる場合には、コンデンサ素子をさらに積層し、求められる静電容量を達成することも可能である。   Further, the number of capacitor elements mounted on the mounting substrate 41 is not limited to one. When a large capacitance is required, capacitor elements can be further stacked to achieve the required capacitance.

そして、搭載基板に搭載したコンデンサ素子の機械的保護や、外気との遮断を目的として、外装樹脂によってモールド成形して外装を施す。なお、外装は、樹脂製のケースを用い基板に貼り付けることで外装しても良い。   Then, for the purpose of mechanical protection of the capacitor element mounted on the mounting substrate and shielding from the outside air, the exterior is formed by molding with an exterior resin. In addition, you may package an exterior by sticking to a board | substrate using a resin case.

10 コンデンサ素子
11 コンデンサ素子個片
12 陽極引出部
13 陰極引出部
14 分離部
15 エッチング層
20 コンデンサ素子
21 コンデンサ素子個片
22 陽極引出部
23 陰極引出部
24 分離部
25 エッチング層
27 接続部材
30 コンデンサ素子
32 陽極引出部
33 陰極引出部
34 分離部
35 エッチング層
41 搭載基板
42 陽極端子部
43 第1の陰極端子部
44 陽極導体
45 陰極導体
46 第2の陰極端子部
47 補助導体
48 スルーホール(導体)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Capacitor element 11 Capacitor element piece 12 Anode extraction part 13 Cathode extraction part 14 Separation part 15 Etching layer 20 Capacitor element 21 Capacitor element piece 22 Anode extraction part 23 Cathode extraction part 24 Separation part 25 Etching layer 27 Connection member 30 Capacitor element 32 Anode lead part 33 Cathode lead part 34 Separation part 35 Etching layer 41 Mounting substrate 42 Anode terminal part 43 First cathode terminal part 44 Anode conductor 45 Cathode conductor 46 Second cathode terminal part 47 Auxiliary conductor 48 Through hole (conductor)

Claims (3)

陽極引出部を備えた陽極体上に、誘電体層、固体電解質層、陰極引出部が順次形成されたコンデンサ素子を備える固体電解コンデンサにおいて、
配線基板に面する実装面の中央に第1の陰極端子部を配し、
第1の陰極端子部の周囲に陽極端子部を配するとともに、
前記陽極端子部と隣接する位置に第2の陰極端子部を配した
固体電解コンデンサであって、
実装面の中央に配された前記第1の陰極端子部は、コンデンサ素子の前記陰極引出部の大きさとほぼ同等の領域で形成され、前記陽極端子部および前記第2の陰極端子部よりも大きな領域とした固体電解コンデンサ。
In a solid electrolytic capacitor comprising a capacitor element in which a dielectric layer, a solid electrolyte layer, and a cathode lead portion are sequentially formed on an anode body having an anode lead portion,
The first cathode terminal portion is arranged at the center of the mounting surface facing the wiring board,
While arranging the anode terminal part around the first cathode terminal part,
A solid electrolytic capacitor in which a second cathode terminal portion is arranged at a position adjacent to the anode terminal portion ,
The first cathode terminal portion disposed in the center of the mounting surface is formed in an area substantially equal to the size of the cathode lead portion of the capacitor element, and is larger than the anode terminal portion and the second cathode terminal portion. Solid electrolytic capacitor as an area.
陽極引出部を備えた陽極体上に、誘電体層、固体電解質層、陰極引出部が順次形成されたコンデンサ素子と、
前記コンデンサ素子を搭載する面と配線基板に面する実装面とを備え、コンデンサ素子を搭載する面には、前記コンデンサ素子の陽極引出部、陰極引出部とそれぞれ対応する導体が形成され、配線基板に面する実装面には、陽極端子および陰極端子が形成されるとともに、前記導体が、内部を貫通して陽極端子および陰極端子とそれぞれ電気的に接続された搭載基板とからなり、
前記搭載基板の実装面には、搭載基板の中央に、第1の陰極端子部を配し、
搭載基板の四辺に、第1の陰極端子部の外周を取り囲むように陽極端子部を配するとともに、
搭載基板の四隅であって前記陽極端子部と隣接する位置に、第2の陰極端子部を配した
固体電解コンデンサであって、
実装面の中央に配された前記第1の陰極端子部は、コンデンサ素子の前記陰極引出部の大きさとほぼ同等の領域で形成され、前記陽極端子部および前記第2の陰極端子部よりも大きな領域とした固体電解コンデンサ。
A capacitor element in which a dielectric layer, a solid electrolyte layer, and a cathode lead portion are sequentially formed on an anode body having an anode lead portion;
The capacitor element mounting surface and a mounting surface facing the wiring board are provided, and on the surface on which the capacitor element is mounted, conductors respectively corresponding to the anode lead part and the cathode lead part of the capacitor element are formed. The mounting surface facing the surface is formed with an anode terminal and a cathode terminal, and the conductor comprises a mounting substrate that penetrates the inside and is electrically connected to the anode terminal and the cathode terminal, respectively.
On the mounting surface of the mounting substrate, a first cathode terminal portion is arranged in the center of the mounting substrate,
While arranging the anode terminal part on the four sides of the mounting substrate so as to surround the outer periphery of the first cathode terminal part,
A solid electrolytic capacitor in which second cathode terminal portions are arranged at positions adjacent to the anode terminal portions at the four corners of the mounting substrate ;
The first cathode terminal portion disposed in the center of the mounting surface is formed in an area substantially equal to the size of the cathode lead portion of the capacitor element, and is larger than the anode terminal portion and the second cathode terminal portion. Solid electrolytic capacitor as an area.
第1の陰極端子部は、前記実装面の中央部であってそれぞれの陽極端子部に近接する領域に配置され、中心部は絶縁領域とした請求項1または2のいずれか記載の固体電解コンデンサ。 3. The solid electrolytic capacitor according to claim 1 , wherein the first cathode terminal portion is disposed in a central portion of the mounting surface and in a region close to each anode terminal portion, and the central portion is an insulating region. .
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