JPH03188614A - チップ型固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、導電性高分子を固体電解質とするチップ型固
体電解コンデンサに関するものである。

従来の技術 ゛近年、電子機器のデジタル化に伴って、そこに使用さ
れるコンデンサも高周波領域においてインピーダンスが
低く、かつ小型で大容量化したものへの要求が高まって
いる。高周波化に対応するためには、電解コンデンサの
等価直列抵抗をできるだけ小さくすることが必要である
。

そこで近年開発されてきている導電性高分子を用いた固
体電解コンデンサでは、導電性高分子の電導度が１０２
Ｓ／ｃｌｎ程度と、二酸化マンガン（１０−２Ｓ　／　
ａｎ）やＴＣＮＱ塩（１００Ｓ／ｃｍ）に比べて非常に
高く、またポリマーの熱安定性も非常に高いため、イン
ピーダンスの周波数特性、及び広い範囲での温度特性の
安定した理想的な特性を有する電解コンデンサを提供す
ることが可能となってきている。

しかし、高周波化が進んでコンデンサのリード線の部分
に起因するインダクタンス分についてもできるだけ小さ
くする必要性と、また電子機器の軽薄短小化に伴って回
路基板の実装効率を上げるために、回路基板上の占有面
積を最小にする必要から、いわゆる縦型のチップ部品が
要望されるようになってきている。

以下、従来のチップ型固体電解コンデンサについて説明
する。第７図は導電性高分子を固体電解質とした従来の
面実装対応のチップ型固体電解コンデンサの構成を示し
たもので、ａは陽極箔を捲回したコンデンサ素子の斜視
図であり、またｂは陽極箔を積層したコンデンサ素子の
斜視図である。各々のコンデンサ素子１の構成は、エツ
チングした陽極箔に陽極酸化皮膜の誘電体を形成し、そ
の上の陽極引出し部具外の部分に、導電性高分子層、グ
ラファイト層、銀ペイント層を形成してコンデンサ素子
１とし、そしてこのコンデンサ素子１と平行になるよう
に陽極端子２と陰極端子３を接続し、その後、トランス
ファーモールドやキャスティング等により外装を施し、
第８図に示すような高さ方向に対して床面積を大きく占
有する低背型のチップ型固体電解コンデンサ４を構成し
ていた。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の構成では、−枚の回路基板上
に多くの部品を高密度で実装する場合には、回路基板上
で大きな面積を占有してしまうため、プリント配線を短
くして、高周波領域で効率的な高密度実装が行いにくく
、セットの軽薄短小化の妨げとなるという課題があった
。

本発明はこのような従来の課題を解決するもので、導電
性高分子を固体電解質として用いて高周波領域で低イン
ピーダンス化に適した大容量のチップ型固体電解コンデ
ンサを提供し、高周波駆動の回路基板の効率的な高密度
実装を可能にすることを目的とするものである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明のチップ型固体電解コ
ンデンサは、弁金属板または弁金属箔上に形成した陽極
酸化皮膜を誘電体とし、この誘電体の所定の部分に導電
性高分子層および導電体層を順次形成した構造のコンデ
ンサ素子板と、このコンデンサ素子板の前記誘電体が露
出した一方の部分と、導電体層を形成した前記所定の他
方の部分とを互いに対応させて複数枚積層し、一方の導
電体層間を導電ペーストで結合した構造を有するコンデ
ンサ素子板積層体のいずれか一つと、前記コンデンサ素
子板またはコンデンサ素子板積層体に接続され、かつ接
続部以外に平坦部分を少なくとも有する半田付は可能な
金属からなる陽極リード端子および陰極リード端子とを
具備し、前記陽極リード端子および陰極リード端子の平
坦部分と前記コンデンサ素子板またはコンデンサ素子板
積層体とが垂直となるように配置し、かつ前記陽極リー
ド端子および陰極リード端子の平坦部分が外部に露出す
るように外装するとともに、陽極リード端子および陰極
リード端子の平坦部分を含む面を底面としたものである
。

作用 上記した構成のチップ型固体電解コンデンサは、コンデ
ンサ素子部分と、陽極リード端子および陰極リード端子
の外装外に露出した、いわゆるリード端子部分とが垂直
に配置されているため、大容量化のためにコンデンサ素
子板の面積を広くしても、回路基板に実装した場合、回
路基板に対して高さ方向に長くなるだけで、その占有面
積は変わらない。またコンデンサ素子板を複数枚積層す
る場合でも、コンデンサ素子板の幅以上に積層幅が広く
ならない限り、回路基板上の占有面積は少なくなるため
、高周波回路の高密度実装においては、インピーダンス
の面で有利となる。

このように本発明の構成によれば、導電性高分子を固体
電解質として用いて高周波領域で低インピーダンス化に
適した大容量のチップ型固体電解コンデンサを提供でき
、併せて高周波駆動の回路基板の効率的な高密度実装が
可能となる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、添付図面を参照しな
がら説明する。

第１図は本発明の一実施例のチップ型固体電解コンデン
サに使用したコンデンサ素子板の構造を示した斜視図で
あり、弁金属板としてはアルミニウム、タンタル、チタ
ン、ニオブなどから選ばれる陽極酸化皮膜形成能力のあ
る箔または板材である。

初めに、本発明の一実施例のチップ型固体電解コンデン
サに使用したコンデンサ素子板の作成方法の一例につい
て説明する。

本実施例では幅４　ｍｎの短冊状に切断されたアルミニ
ウム箔を塩酸などの水溶液中で電気化学的にエツチング
したアルミニウムエツチド箔１１を使用し、所定の部分
をアジピン酸アンモニウムなどの電解質を含む水溶液中
で７０Ｖで１時間陽極酸化し、誘電体となる陽極酸化皮
膜１２を形成した。その上の所定の部分に硝酸マンガン
の低濃度水溶液を塗布し、３００℃で２０分間熱分解し
て、マンガン酸化物層１３を形成した。次にビロール０
．２５モル／ｌ、アルキルナフタレンスルフォン酸ソー
ダ０．１モル／ｌの水溶液中で、前記マンガン酸化物層
１３に接触するように設けたステンレス電極を電解重合
用の陽極とし、前記マンガン酸化物層１３の上全体に、
定電流２ｍＡで固体電解質となるポリピロールの導電性
高分子層１４を電解重合により形成した。さらに陰極引
出し用にグラファイト層１５．銀ペイント層１６を順次
形成し、長さ９關１幅４關の定格１６Ｖ４．７μＦのコ
ンデンサ素子板１７を構成した。

なお、このコンデンサ素子板１７の作成方法については
、上記した方法に限られるものではなく、最終的に同様
の構成であればよく、その手段を限定するものではない
。

（実施例１） 以上のようにして作成したコンデンサ素子板１７に、例
えば第２図ａに示すようにコンデンサ素子接続部１８と
電極端子部１９が垂直になるように成形した厚さ０．２
＋ａｎの４２７０イ製の陽極リード端子２０および陰極
リード端子２１を、陽極に関しては抵抗溶接により接続
し、また陰極に関してはエポキシ系の銀系導電性接着剤
により接続して、第３図に示すような構造の自立型のコ
ンデンサ素子２２を作成した。陽極リード端子２０およ
び陰極リード端子２１の構造は第２図ａで示したような
一枚板で成形したものでも良いし、また第２図すのよう
に、平板２３にリード線２４を垂直に溶接したような構
造のものでも良く、平板２３の部分がコンデンサ素子接
続部１８と垂直となる構造であればどういう構成であっ
てもよい。

この自立型のコンデンサ素子２２をそれぞれ樹脂、アル
ミニウム、セラミックのいずれかからなる幅２．８＋ｍ
、長さ１１ｍ＋ａ、高さ５．５８閣、肉厚０．５諭のケ
ース２５に収納し、そしてケース２５の開口部にエポキ
シ樹脂を注型して封口し、第４図に示すような縦型の定
格１６Ｖ４．７μＦのチップ型固体電解コンデンサ２６
を作成した。

（実施例２） 実施例１と全く同様の方法で作成した自立型コンデンサ
素子２２を実施例１のケース２５による外装の代わりに
、エポキシ樹脂でインジェクションモールドにより外装
して同一サイズのチップ型固体電解コンデンサ２６を作
成した。

（実施例３） 第５図はコンデンサ素子板１７の誘電体の露出部分と、
銀ペイント層１６を形成した他方の部分とを互いに対応
させて２枚積層し、一方の導電体層間を導電性接着剤で
結合した構造を有するコンデンサ素子板積層体２７に実
施例１と同様の方法で陽極リード端子２０および陰極リ
ード端子２１を接続した自立型のコンデンサ素子２２の
構造を示す斜視図である。この自立型コンデンサ素子２
２を実施例１と同サイズで同様の方法で外装し、定格１
６Ｖ１０μＦのチップ型固体電解コンデンサ２６を作成
した。

（実施例４） 実施例３と全く同様の方法で作成した自立型コンデンサ
素子２２を、実施例３のケース２５による外装の代わり
に、エポキン樹脂でインジェクンヨンモールドにより外
装して定格１６Ｖ１０μＦのチップ型固体電解コンデン
サ２６を作成した。

第６図は、以上のように構成されたチップ型固体電解コ
ンデンサ２６におけるインピーダンスの周波数特性図を
示したもので、それぞれの実施例の定格１６Ｖ４．７Ｉ
ＩＦと２枚ｆａＷ（７）１６Ｖ１０μＦを比較している
が、これらは、いずれも高周波領域でインダクタンスの
増加を防止することができ、これにより高周波領域で低
インピーダンス化が図れるコンデンサとして満足した特
性を示している。

第１表は本実施例のサイズにおいて、従来の横型（低背
型）と比較して回路基板への占有面積をどの程度少なく
することができるかを示したものである。従来品の占有
面積としては本実施例のチップ型固体電解コンデンサ２
６を横倒しにしたもので比較した。

上記第１表から明らかなように、本発明の実施例は、従
来例に比較して占有面積はおよそ４０％となり、従来例
に比べ２．５倍の高密度実装が可能となることがわかる
。

なお、上記実施例３および４では２枚積層のものについ
て説明したが、さらに３枚以上の複数枚積層したもので
も、積層幅がコンデンサ素子板１８の幅以上に広（なら
なければ、占有面積の面では有利となることは容易に考
えられることである。

発明の効果 上記実施例の説明から明らかなように、本発明のチップ
型固体電解コンデンサは、弁金属板または弁金属箔上に
形成した陽極酸化皮膜を誘電体とし、この誘電体の所定
の部分に導電性高分子層および導電体層を順次形成した
構造のコンデンサ素子板と、このコンデンサ素子板の前
記誘電体が露出した一方の部分と、導電体層を形成した
前記所定の他方の部分とを互いに対応させて複数枚積層
し、一方の導電体層間を導電ペーストで結合した構造を
有するコンデンサ素子板積層体のいずれか一つと、前記
コンデンサ素子板またはコンデンサ素子板積層体に接続
され、かつ接続部以外に平坦部分を少なくとも有する半
田付は可能な金属からなる陽極リード端子および陰極リ
ード端子とを具備し、前記陽極リード端子および陰極リ
ード端子の平坦部分と前記コンデンサ素子板またはコン
デンサ素子板積層体とが垂直となるように配置し、かつ
前記陽極リード端子および陰極リード端子の平坦部分が
外部に露出するように外装するとともに、陽極リード端
子および陰極リード端子の平坦部分を含む面を底面とし
た構成を有しているため、大容量化のためにコンデンサ
素子板の面積を広くしても、回路基板に実装した場合、
回路基板に対して高さ方向に長くなるだけで、その占有
面積は変わらない。またコンデンサ素子板を複数枚積層
する場合でも、コンデンサ素子板の幅以上に積層幅が広
くならない限り、回路基板上の占有面積は少なくなるた
め、高周波回路の高密度実装においてインピーダンスの
面で有利となるという効果を有するものである。

また導電性高分子を固体電解質として用いているため、
高周波領域で低インピーダンス化に適した大容量のチッ
プ型固体電解コンデンサを提供することができ、これに
併せて高周波駆動の回路基板の効率的な高密度実装が可
能となるという優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のチップ型固体電解コンデン
サに使用したコンデンサ素子板の構成を示したもので、
ａはコンデンサ素子板の平面図、ｂはａのＡ−Ａ’線断
面図、第２図ａ、ｂは同実施例のチップ型固体電解コン
デンサの陽極リード端子および陰極リード端子の構造の
一例を示す斜視図、第３図は同リード端子を接続した単
層の自立型のコンデンサ素子の構造を示す斜視図、第４
図は本発明の一実施例のチップ型固体電解コンデンサの
外観を示す斜視図、第５図は同リード端子を接続した２
枚積層の自立型のコンデンサ素子の構造を示す斜視図、
第６図は同電解コンデンサのインピーダンスの周波数特
性図、第７図は従来のチップ型固体電解コンデンサの構
成を示したモノで、ａは陽極箔を捲回したコンデンサ素
子の斜視図、ｂは陽極箔を積層したコンデンサ素子の斜
視図、第８図は従来のチップ型固体電解コンデンサの外
観形状を示した斜視図である。 １１・・・・・・アルミニウムエツチド箔、１２・・・
・・・陽極酸化皮膜、１４・・・・・・導電性高分子層
、１５・・・グラファイト層、１６・・・・・・銀ペイ
ント層、１７・・・・・コンデンサ素子板、１８・・・
・・・コンデンサ素子接続部、２０・・・・・・陽極リ
ード端子、２１・・・・・・陰極リード端子、２２・・
・・・・コンデンサ素子、２５・・・・・・ケース、２
６・・・・・・チップ型固体電解コンデンサ、２７・・
・・・・コンデンサ素子板積層体。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）弁金属板または弁金属箔上に形成した陽極酸化皮
   膜を誘電体とし、この誘電体の所定の部分に導電性高分
   子層および導電体層を順次形成した構造のコンデンサ素
   子板と、このコンデンサ素子板の前記誘電体が露出した
   一方の部分と、導電体層を形成した前記所定の他方の部
   分とを互いに対応させて複数枚積層し、一方の導電体層
   間を導電ペーストで結合した構造を有するコンデンサ素
   子板積層体のいずれか１つと、前記コンデンサ素子板ま
   たはコンデンサ素子板積層体に接続され、かつ接続部以
   外に平坦部分を少なくとも有する半田付け可能な金属か
   らなる陽極リード端子および陰極リード端子とを具備し
   、前記陽極リード端子および陰極リード端子の平坦部分
   と前記コンデンサ素子板またはコンデンサ素子板積層体
   とが垂直となるように配置し、かつ前記陽極リード端子
   および陰極リード端子の平坦部分が外部に露出するよう
   に外装するとともに、陽極リード端子および陰極リード
   端子の平坦部分を含む面を底面としたことを特徴とする
   チップ型固体電解コンデンサ。
2. （２）外装は樹脂、金属、セラミックから選ばれるケー
   スを使用し、このケースにコンデンサ素子を挿入した後
   、樹脂注型によって構成するようにした特許請求の範囲
   第１項記載のチップ型固体電解コンデンサ。
3. （３）外装は樹脂モールドで構成した特許請求の範囲第
   １項記載のチップ型固体電解コンデンサ。