KR20060114380A - 고체 전해 콘덴서 - Google Patents
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Abstract
고체 전해 콘덴서(A1)는 서로 다른 방향으로 돌출하는 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)를 구비하고 있다. 바람직하게는, 양극 단자(11a,11b)끼리를 도통시키는 금속 커버(22)를 구비하고 있다. 이것에 의해, 저ESR화 및 저ESL화가 가능하여 고주파수 특성의 향상을 도모할 수 있다.
Description
본 발명은 밸브 작용을 갖는 금속의 다공질 소결체를 사용한 고체 전해 콘덴서에 관한 것이다.
고체 전해 콘덴서는 예를 들면 CPU 등의 전자 디바이스로부터 발생하는 노이즈 제거에 사용된다. CPU는 점점 고속화가 도모되고 있다. 고체 전해 콘덴서도 고주파수 영역을 포함하는 넓은 주파수 영역에서 노이즈 제거 특성이 뛰어난 것이 바람직하다. 또, 고체 전해 콘덴서는 전자 디바이스에 전력을 공급하는 전원계를 보조하기 위해 사용된다. 전자 디바이스의 고(高)클록(clock)화 및 디지털화에 수반하여, 고체 전해 콘덴서도 대용량이며 또한 고속의 전력 공급에 대응하는 것이 바람직하다. 대용량의 전력 공급에 대응하기 위해서는 정전 용량이 큰 것이나, 다공질체에서의 발열을 억제하는 것도 필요해진다.
고체 전해 콘덴서의 임피던스(impedance) Z의 주파수 특성은 하기 수학식 1에 의해 결정된다.
수학식 1에 있어서, ω은 각속도(角速度)를 나타내며, 주파수의 2π배에 상당한다. 또, C는 고체 전해 콘덴서의 용량을, R은 저항을, L은 인덕턴스(inductance)를 각각 나타낸다. 상기 식으로부터 알 수 있는 바와 같이, 자기 공진점보다 주파수가 낮은 저주파수 영역에서는, 임피던스는 1/ωC가 주요한 결정 인자가 된다. 이 때문에, 용량 C를 크게 함으로써 저(低)임피던스화가 가능하다. 또, 자기 공진점 부근의 고주파수 영역에서는 저항 R이 주요한 결정 인자가 된다. 이 때문에, 저임피던스화를 위해서는 저(低)ESR(등가 직렬 저항)화를 도모할 필요가 있다. 또한, 자기 공진점보다 주파수가 더 높은 초고주파수 영역에서는 ωL이 주요한 결정 인자가 된다. 이 때문에, 저임피던스화에는 저ESL(등가 직렬 인덕턴스)화가 필요해진다. 다공질 소결체의 부피가 커질수록 고체 전해 콘덴서의 ESL은 커진다. 따라서, 대용량화를 도모할수록 초고주파수 영역에서의 저임피던스화가 어려워진다.
고체 전해 콘덴서로는 탄탈(tantalum)이나 니오브(niobium) 등의 밸브 작용을 갖는 금속의 다공질 소결체와, 이 다공질 소결체로부터 돌출하는 복수의 양극 단자를 구비한 것이 있다(예를 들면, 일본 특개2001-57319호 공보, 도 2 및 도 3 참조). 도 23 및 도 24는 이와 같은 고체 전해 콘덴서의 일례를 나타내고 있다. 이 고체 전해 콘덴서(B)에는 다공질 소결체(91)로부터 돌출하는 3개의 양극 와이어(92)가 설치되어 있으며, 이들 돌출 부분이 양극 단자(93)로 되어 있다. 이들 양극 단자(93)는 도 24에 도시된 바와 같이 양극 도통(導通) 부재(94)에 의해 서로 도통하고 있다. 음극 도통 부재(95)는 은 페이스트(paste) 등을 사용하여 형성된 도전성 수지층(96)을 통해 다공질 소결체(91)의 표면에 형성된 고체 전해질층(도시생략)과 도통하고 있다. 도통 부재(94, 95) 각각은 외부 접속용의 외부 양극 단자 및 외부 음극 단자(도시생략)에 도통하고 있다. 고체 전해 콘덴서(B)는 이른바 2단자형의 고체 전해 콘덴서로 구성되어 있다. 고체 전해 콘덴서(B)에서는 3개의 양극 단자(93)를 구비함으로써 저ESR화가 도모되어 있다.
그러나, 도 23에 잘 나타나 있는 바와 같이, 3개의 양극 와이어(92)는 다공질 소결체(91)의 일면으로부터 동일한 방향으로 진입하고 있다. 본 도면에 있어서, 최대 거리(b)는 양극 와이어(92)와 도전성 수지층(96)의 각부와의 거리중 최대인 것을 나타내고 있다. 고체 전해 콘덴서(B)에서는 도전성 수지(96) 중 양극 와이어(92)가 진입하고 있는 면과 반대 면의 단부에 형성된 부위와 양극 와이어(92)와의 거리가 최대 거리(b)가 된다. 이 최대 거리(b)가 클수록 양극 단자(93)와 도전성 수지층(96) 사이의 저항 및 인덕턴스가 커진다. 특히, 대용량화를 목적으로 하여 다공질 소결체(91)가 대형으로 된 경우나, 저ESL화를 목적으로 하여 다공질 소결체(91)가 편평하게 된 경우에는 최대 거리(b)가 더욱 커진다. 이와 같은 경우에는 저ESR화 및 저ESL화를 도모하는 것이 어려워지며, 고주파수 특성의 향상이라는 요청에 충분히 응할 수 없다는 문제가 있었다. 또, 대용량의 전력 공급을 목적으로 하여 다공질 소결체의 대형화가 도모된 경우에는 다공질 소결체(91)에서의 발열이 커진다. 이 때문에, 방열성을 높이는 것이 필요해진다.
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명은 상기한 사정하에 도출된 것으로, 저ESR화 및 저ESL화에 의해 고주파수 특성의 향상을 도모하는 것이 가능한 고체 전해 콘덴서를 제공하는 것을 그 과제로 하고 있다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 다음의 기술적 수단을 강구하고 있다.
본 발명에 의해 제공되는 고체 전해 콘덴서는 밸브 작용을 갖는 금속의 다공질 소결체와, 상기 다공질 소결체 내에 그 일부가 진입하고 있으며, 또한 상기 다공질 소결체로부터 돌출하는 부분이 제 1 및 제 2 양극 단자로 되어 있는 제 1 및 제 2 양극 와이어와, 상기 다공질 소결체의 표면에 형성된 고체 전해질층을 포함하는 음극을 구비한 고체 전해 콘덴서로서, 상기 제 1 및 제 2 양극 와이어의 상기 다공질 소결체에 대한 진입 방향이 서로 다른 것을 특징으로 하고 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 양극 와이어가 상기 다공질 소결체에 대하여 1방향으로부터 진입하도록 설치된 경우와 비교할 때, 상기 음극의 각 부위와 상기 양극 와이어와의 거리중 최대인 것(이하, 최대 거리)을 작게 하는 것이 가능하다. 상기 최대 거리가 작아지면 상기 음극과 상기 양극 단자 사이의 저항 및 인덕턴스를 작게 하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 고체 전해 콘덴서의 저ESR화 및 저ESL화가 가능하여 고주파수 특성의 향상을 도모할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 양극 와이어의 진입 방향은 서로 반대이다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 최대 거리를 더욱 작게 할 수 있다. 따라서, 저ESR화 및 저ESL화에 바람직하다.
바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 양극 단자를 서로 도통시키는 도통 부재를 갖는다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 제 1 및 제 2 양극 단자를 전기적으로 병렬로 하는 것이 가능하여 저저항화에 유리하다. 또, 후술하는 바와 같이, 이른바 3단자형 혹은 4단자형의 고체 전해 콘덴서로 구성된 경우에는 상기 도통 부재를 이용하여 회로 전류를 우회시키기 위한 바이패스 전류 경로를 형성할 수 있다.
바람직하게는, 상기 다공질 소결체는 편평한 형상이다. 이와 같은 구성에 의하면 저ESL화에 유리하다.
바람직하게는, 상기 도통 부재는 상기 다공질 소결체의 적어도 일부를 덮는 금속 커버를 포함하고 있으며, 상기 금속 커버와 상기 음극과의 사이에 개재하는 절연체를 더 갖는다.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 금속 커버에 의해 상기 다공질 소결체를 보호하는 것이 가능하다. 상기 금속 커버는 예를 들면 상기 다공질 소결체를 보호하기 위한 수단인 봉지(封止) 수지와 비교하여 기계적 강도가 높다. 이 때문에, 상기 다공질 소결체에 발열이 발생하더라도 상기 고체 전해 콘덴서 전체가 부당하게 휘는 것을 억제할 수 있다. 또, 상기 금속 커버는 상기 봉지 수지보다 열전도성이 뛰어나기 때문에 상기 다공질 소결체에 발생한 열을 방산(放散)하는데 적합하다. 따라서, 상기 고체 전해 콘덴서의 허용 전력 손실을 향상시키는데 바람직하다. 또한, 상기 금속 커버의 형상이나 두께를 변경함으로써 이 금속 커버의 저항 및 인덕턴스를 조정하는 것이 가능하다. 저항 및 인덕턴스를 작게 하면 고주파수 영역에서의 노이즈 제거 특성이나, 전력 공급의 고속 응답성을 높일 수 있다. 또, 후술하는 바와 같이, 상기 도통 부재에 의해 회로 전류의 직류 성분을 우회시키는 바이패스 전류 경로가 형성된 구성에서는, 상기 금속 커버의 인덕턴스를 크게 함으로써 직류 성분을 선택적으로 우회시키면서 교류 성분을 상기 다공질 소결체에 적절하게 흐르게 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 커버에는 복수의 구멍이 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 예를 들어 상기 금속 커버와 상기 음극과의 사이에 수지제의 절연체를 형성하는 공정에서, 상기 복수의 구멍을 이용하여 수지를 진입시킬 수 있다. 또, 상기 금속 커버와 상기 음극과의 사이에 예를 들어 수지제 필름을 설치하는 경우에는, 상기 금속 커버에 상기 수지제 필름을 접착하기 위한 접착제를 상기 복수의 구멍에 진입하도록 도포할 수 있다. 따라서, 상기 구멍이 형성되어 있지 않은 경우와 비교하여 상기 접착제의 도포량을 많게 하는 것이 가능하며, 상기 수지제 필름과 상기 금속 커버와의 접착 강도를 높일 수 있다. 또한, 상기 금속 커버 중 전류가 흐르는 부분에 상기 복수의 구멍을 설치함으로써, 상기 금속 커버의 저항 및 인덕턴스를 조정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 커버에는 슬릿이 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해서도 상기 금속 커버의 저항 및 인덕턴스를 조정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 금속 커버에는 굴곡부가 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의해서도 상기 금속 커버의 인덕턴스를 조정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 양극 단자에 도통하는 면 실장(實裝)용의 외부 양극 단자와, 상기 음극에 도통하는 면 실장용의 외부 음극 단자를 구비하고 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 외부 양극 단자 및 상기 외부 음극 단자를 이용함으로써 상기 고체 전해 콘덴서의 면 실장을 용이하게 행할 수 있다.
바람직하게는, 상기 도통 부재는 양극 금속판을 포함하고 있으며, 상기 양극 금속판과 상기 음극과의 사이에 개재하는 절연체를 더 갖는다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 양극 금속판은 단차부 등을 갖지 않는 평판 형상으로 하는 것이 가능하며, 상기 제 1 및 제 2 양극 단자간의 인덕턴스를 작게 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 양극 금속판의 적어도 일부가 면 실장용의 외부 양극 단자로 되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 예를 들어 상기 고체 전해 콘덴서가 실장되는 기판과 상기 양극 금속판과의 거리를 작게 하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 기판과 상기 양극 금속판 사이를 흐르는 전류의 경로가 짧아져서 그 인덕턴스를 작게 하는데 유리하다.
바람직하게는, 상기 양극 금속판에는 슬릿이 형성되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 양극 금속판의 인덕턴스를 조정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 음극에 도통하고, 또한 상기 음극과 상기 절연체 사이에 개재하는 음극 금속판을 구비하고 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 고체 전해 콘덴서의 제조 공정에서 상기 양극 금속판, 상기 절연체, 및 상기 음극 금속판을 일체의 부품으로서 완성해 두고, 상기 다공질 소결체를 형성한 후, 상기 일체의 부품과 상기 다공질 소결체를 일괄하여 접합하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 고체 전해 콘덴서의 제조 공정의 간략화를 도모할 수 있다.
바람직하게는, 상기 음극 금속판의 적어도 일부가 면 실장용의 외부 음극 단자로 되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 예를 들어 상기 고체 전해 콘덴서가 실장되는 기판과 상기 음극 금속판 사이를 흐르는 전류의 경로가 짧아져서 그 인덕턴스를 작게 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 음극에 도통하고, 또한 상기 다공질 소결체의 적어도 일부를 덮고 있는 금속 커버를 구비하고 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 금속 커버에 의해 상기 다공질 소결체를 보호하는 것이 가능하다. 또, 상기 고체 전해 콘덴서의 허용 전력 손실을 향상시키는데 바람직하다.
바람직하게는, 상기 금속 커버의 적어도 일부가 면 실장용의 외부 음극 단자로 되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 고체 전해 콘덴서의 면 실장을 용이하게 행할 수 있다.
바람직하게는, 상기 절연체는 수지제 필름을 포함하고 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 수지를 유입시키거나 도포하는 것 등에 의해 상기 절연체를 형성하는 경우와 비교할 때, 핀홀(pinhole) 등의 결함이 발생할 우려가 적고 절연내력의 저하를 회피할 수 있다. 따라서, 상기 금속 커버와 상기 음극과의 절연을 확실하게 하는데 바람직하다. 또, 수지제 필름은 두께를 얇게 하는 것이 가능하기 때문에 상기 고체 전해 콘덴서 전체의 박형(薄型)화에 유리하다.
바람직하게는, 상기 절연체는 세라믹제 플레이트를 포함하고 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 세라믹제 플레이트는 예를 들어 수지와 비교하여 기계적 강도가 높기 때문에, 핀홀 등에 기인하는 절연내력의 저하를 회피하는데 바람직하다. 또, 상기 고체 전해 콘덴서의 제조 공정에 있어서, 고온에 방치되는 경우에도 변질 등의 부적당함을 회피하는데 적합하다.
바람직하게는, 상기 제 1 및 제 2 양극 단자는 상기 다공질 소결체 내를 회로 전류가 흐르는 것을 가능하게 하는 입력용 및 출력용 양극 단자이며, 상기 도통 부재에 의해 회로 전류가 상기 입력용 양극 단자로부터 상기 출력용 양극 단자로 상기 다공질 소결체를 우회하여 흐르는 것을 가능하게 하는 바이패스 전류 경로가 형성되어 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 상기 회로 전류가 상기 다공질 소결체를 흐르는 구조를 갖는, 이른바 3단자형 혹은 4단자형의 고체 전해 콘덴서로 상기 고체 전해 콘덴서를 구성하는 것이 가능하며, 저ESR화 및 저ESL화에 바람직하다. 또, 상기 회로 전류가 예를 들어 직류 성분의 대전류를 포함하는 경우, 이 전류가 상기 바이패스 전류 경로를 흐르게 함으로써 상기 다공질 소결체를 흐르는 회로 전류를 작게 하는 것이 가능하며, 상기 다공질 소결체에서의 발열을 억제할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어 상기 다공질 소결체의 국부적인 온도 상승이나 봉지 수지에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 회로 전류의 대전류화에 대응하면서 고체 전해 콘덴서의 고주파 특성의 향상을 도모할 수 있다.
바람직하게는, 상기 입력용 및 출력용 양극 단자간에서의 상기 바이패스 전류 경로의 저항은, 상기 입력용 및 출력용 양극 단자간에서의 상기 다공질 소결체의 저항보다 작다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 회로 전류의 직류 성분은 상기 바이패스 전류 경로를 흐르기 쉬워진다. 이 때문에, 상기 회로 전류의 직류 성분이 대전류로 되는 경우, 이 직류 성분은 저저항으로 된 바이패스 전류 경로를 흐르게 되어 상기 양극 본체부에서의 발열을 억제할 수 있다. 따라서, 회로 전류의 대전류화에 대응하는데 바람직하다.
바람직하게는, 상기 다공질 소결체로는 복수의 것을 구비하고 있으며, 복수의 다공질 소결체는 그들의 두께 방향으로 적층되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 고체 전해 콘덴서를 구성하는 다공질 소결체의 부피를 크게 하여 대용량화를 도모할 수 있다. 또, 상기 다공질 소결체의 부피를 크게 하면서 상기 고체 전해 콘덴서를 실장하기 위한 공간을 억제할 수 있다.
바람직하게는, 상기 다공질 소결체로는 복수의 것을 구비하고 있으며, 상기 복수의 다공질 소결체는 그들의 두께 방향과 교차하는 방향으로 나란히 배치되어 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 상기 각 다공질 소결체에 설치된 상기 각 양극 단자를 예를 들어 상기 고체 전해 콘덴서가 실장되는 기판에 가까운 위치에 배치할 수 있다. 상기 각 양극 단자와 상기 기판과의 거리가 짧아지면 고주파수 영역의 교류 전류에 대한 임피던스를 작게 하는 것이 가능해져서 저ESL화에 바람직하다.
본 발명의 그 밖의 특징 및 이점은 첨부한 도면을 참조하여 이하에 기재한 상세한 설명에 의해 보다 분명해질 것이다.
도 1은 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 일례의 단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따르는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 일례의 주요부 사시도이다.
도 4는 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서를 사용한 전기 회로의 일례의 회로도이다.
도 5는 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서에 사용되는 금속 커버의 다른 예의 전체 사시도이다.
도 6은 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서에 사용되는 금속 커버의 다른 예의 전체 사시도이다.
도 7은 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 다른 예의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 다른 예의 주요부 사시도이다.
도 9는 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 다른 예의 단면도이다.
도 10은 도 9의 X-X선을 따르는 단면도이다.
도 11은 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 다른 예의 주요부 사시도이다.
도 12는 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 다른 예의 주요부 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서에 사용되는 양극 금속판의 다른 예의 전체 사시도이다.
도 14는 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 다른 예의 단면도이다.
도 15는 도 14의 XV-XV선을 따르는 단면도이다.
도 16은 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 다른 예의 주요부 사시도이다.
도 17은 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 다른 예의 단면도이다.
도 18은 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 다른 예의 주요부 사시도이다.
도 19는 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 다른 예의 주요부 사시도이다.
도 20은 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 다른 예의 단면도이다.
도 21은 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 다른 예의 주요부 사시도이다.
도 22는 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서를 사용한 전기 회로의 다른 예의 회로도이다.
도 23은 종래의 고체 전해 콘덴서의 일례의 단면도이다.
도 24는 종래의 고체 전해 콘덴서의 일례의 주요부 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1∼도 3은 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 일례를 나타내고 있다. 본 실시형태의 고체 전해 콘덴서(A1)는 다공질 소결체(1), 3개씩의 제 1 및 제 2 양극 와이어(10a,10b), 금속 커버(22)를 갖고 있으며, 봉지 수지(51)에 의해 다공질 소결체(1)가 덮인 구성으로 되어 있다. 또한, 도 3에서는 봉지 수지(51)가 생략되어 있다.
다공질 소결체(1)는 직사각형 판 형상이며, 밸브 작용을 갖는 금속인 니오브의 분말을 가압 성형한 후에 소결함으로써 형성되어 있다. 다공질 소결체(1)의 재질로는 밸브 작용을 갖는 금속이면 되며, 니오브를 대신하여 예를 들어 탄탈 등을 사용해도 된다. 니오브는 탄탈과 비교하여 난연성(難燃性)이 뛰어나다. 고체 전해 콘덴서(A1)의 사용에 있어서는, 다공질 소결체(1)가 발열하기 때문에 다공질 소 결체(1)의 재료로 니오브가 바람직하다. 다공질 소결체(1)의 표면에는 유전체층(도시생략)이 형성되어 있다. 이 유전체층 상에는 고체 전해질층(도시생략)이 형성되어 있다. 또한, 다공질 소결체(1)의 바깥쪽에는 도전성 수지층(35)이 형성되어 있다. 도전성 수지층(35)은 예를 들어 그래파이트층(graphite layer)을 통해 적층된 은 페이스트층이며, 상기 고체 전해질층과 도통하고 있다.
제 1 및 제 2 양극 와이어(10a,10b)는 다공질 소결체(1)와 마찬가지로 밸브 작용을 갖는 금속제이며, 예를 들면 니오브제이다. 3개의 제 1 양극 와이어(10a)는 다공질 소결체(1)의 측면(1a)으로부터 다공질 소결체(1) 내에 진입하고 있으며, 3개의 제 2 양극 와이어(10b)는 측면(1b)으로부터 다공질 소결체(1) 내에 진입하고 있다. 이들 제 1 및 제 2 양극 와이어(10a,10b) 중 다공질 소결체(1)로부터 돌출하는 부분이 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)로 되어 있다. 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)는 후술하는 금속 커버(22)의 양단부에 각각 접합되어 있으며, 금속 커버(22)를 통해 서로 도통하고 있다. 도체 부재(26)는 3개의 제 1 양극 단자(11a)에 접합되어 있다. 도체 부재(26)의 도면중 하부면에는 외부 양극 단자(21)가 설치되어 있다. 외부 양극 단자(21)의 바닥면(21')은 고체 전해 콘덴서(A1)를 면 실장하기 위해 사용된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 금속 커버(12)는 상부 판과 2개의 단판(端板)을 갖고 있으며, 다공질 소결체(1)를 수용하고 있다. 상기 상부 판에는 복수의 구멍(22c)이 형성되어 있다. 상기 2개의 단판에는 3씩의 오목부(22a)가 형성되어 있다. 이들 오목부(22a)는 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)에 끼워 맞춤 가능하며, 금속 커버(22)와 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)와의 용접에 이용되고 있다. 금속 커버(22)는 예를 들어 동(銅)제이다. 동은 다공질 소결체(1)의 재질인 니오브보다 도전성이 높은 재료이다. 또, 금속 커버(22)는 다공질 소결체(1)와 동일한 정도의 넓은 폭으로 형성되어 있다. 이들에 의해 금속 커버(22)는 비교적 저저항으로 되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 수지제 필름(52)은 금속 커버(22)와 도전성 수지층(35)과의 절연을 도모하기 위한 것이며, 금속 커버(22) 및 도전성 수지층(35)에 대해 접착제(도시생략)에 의해 접착되어 있다. 이 수지 필름(52)으로는 폴리이미드(polyimide)계 필름(예를 들어, 듀퐁사제 캡톤(등록상표) 필름)을 사용할 수 있다. 폴리이미드계 필름은 내열성이 뛰어나기 때문에, 고체 전해 콘덴서(A1)의 제조 공정에서 비교적 고온으로 되는 처리를 가해도 변질하는 등의 우려가 적다.
도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 외부 음극 단자(31)는 다공질 소결체(1)의 도면중 하부면에 설치되어 있으며 금속판에 의해 형성되어 있다. 외부 음극 단자(31)의 재질로는 Cu 합금, Ni 합금 등이 사용되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 외부 음극 단자(31)의 도면 중 상부면과, 다공질 소결체(1)의 도면 중 하부면은 도전성 수지층(35)을 통해 접착되어 있다. 외부 음극 단자(31)의 바닥면(31')은 고체 전해 콘덴서(A1)를 면 실장하기 위해 사용된다.
봉지 수지(51)는 다공질 소결체(1), 양극 단자(11a,11b) 및 금속 커버(22) 등을 덮고 있으며, 이들 부품을 보호하기 위한 것이다. 고체 전해 콘덴서(A1)의 제조 공정에서는 금속 커버(22)의 복수의 구멍(22c)을 이용하여 양극 단자(11a, 11b)의 주위에 봉지 수지(51)를 용이하게 함침(含浸)시키는 것이 가능하다. 이 때문에, 양극 단자(11a, 11b)의 절연 및 보호를 행하는데 바람직하다.
다음으로, 고체 전해 콘덴서(A1)의 작용에 대해, 도 4에 나타낸 전기 회로에 사용된 경우를 일례로 하여 설명한다.
도 4에 도시된 전기 회로는 회로(7), 전원 장치(8) 및 고체 전해 콘덴서(A1)를 조합한 것이다. 회로(7)는 고체 전해 콘덴서(A1)에 의한 노이즈 제거 및 전력 공급의 대상이다. 회로(7)로는 예를 들어 CPU, IC 혹은 HDD 등을 포함하는 회로가 있다. 고체 전해 콘덴서(A1)는 회로(7)와 전원 장치(8)와의 사이에 접속되어 있으며, 회로(7)로부터 발생하는 불필요한 노이즈가 전원 장치(8) 측에 새는 것을 억제하기 위해, 및 회로(7)로의 전력 공급을 보조하기 위해 사용되고 있다. 본 도면에서는 저항(R10a,R10b)은 제 1 및 제 2 양극 와이어(10a,l0b)의 저항을, 인덕턴스(L10a,L10b)는 제 1 및 제 2 양극 와이어(10a,10b)의 인덕턴스를 각각 나타내고 있다. 저항(R22), 인덕턴스(L22)는 각각 금속 커버(22)의 저항 및 인덕턴스를 나타내고 있다. 다공질 소결체(1)와 외부 양극 단자(21) 사이의 전류 경로로는 도 1에 도시된 바와 같이 제 1 양극 단자(11a)를 흐르는 전류 경로와, 금속 커버(22)를 통해 제 2 양극 단자(11b)를 흐르는 전류 경로가 형성되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 회로(7)로부터 발생한 노이즈의 제거에 있어서는, 이 노이즈가 외부 양극 단자(21)로부터 상기 2개의 전류 경로에 분산하여 다공질 소결체(l)에 흘러든다. 또, 전력 공급에 사용되는 경우에는 고체 전해 콘덴서(A1)에 축적된 전기 에너지가 상기 2개의 전류 경로에 분산하여 외부 양극 단자(21)로부터 방출된다.
도 2에서는, 최대 거리(a)는 도전성 수지층(35)의 각 부위와 제 1 또는 제 2 양극 와이어(10a,10b)와의 거리 중 최대인 것을 나타내고 있다. 본 실시형태에서는 도전성 수지층(35)중 측면(1c,1d)의 중앙 부근에 형성된 부위와 제 1 및 제 2 양극 와이어(10a,10b)와의 거리가 최대 거리(a)가 된다. 제 1 및 제 2 양극 와이어(10a,10b)의 다공질 소결체(1)에 대한 진입 방향이 반대이기 때문에, 최대 거리(a)를 작게 할 수 있다. 최대 거리(a)가 작으면 제 1 및 제 2 양극 와이어(10a,10b)와 도전성 수지층(35) 사이의 저항 및 인덕턴스가 작아져서, 고체 전해 콘덴서(A1)의 저ESR화 및 저ESL화를 도모하는 것이 가능하다. 따라서, 본 실시형태에 의하면, 고주파수 영역을 포함하는 넓은 주파수 영역에서의 노이즈 제거 특성의 향상, 및 전력 공급에서의 응답성의 고속화를 도모할 수 있다. 또, 이와 같은 구성은 고체 전해 콘덴서(A1)의 대용량화를 목적으로 하여 다공질 소결체(1)가 대형으로 된 경우나, 저ESL화를 목적으로 하여 다공질 소결체(1)가 편평하게 된 경우에서도 최대 거리(a)의 축소화에 유리하다. 또한, 제 1 및 제 2 양극 와이어(10a,10b)의 진입 방향이 서로 다르면 상기 최대 거리를 단축하는 효과를 얻을 수 있다. 본 실시형태와는 달리, 예를 들어 제 1 및 제 2 양극 와이어(10a,10b)의 진입 방향이 서로 직교하는 구성으로 해도 된다.
다공질 소결체(1)는 편평하기 때문에, 일측면에 많은 양극 와이어를 설치하면 다공질 소결체(1)의 강도가 부족한 경우가 있다. 이와 같은 불편함을 회피하기 위해서는, 상기 일측면에 설치하는 양극 와이어의 개수를 제한할 필요가 있다. 본 실시형태에서는, 제 1 및 제 2 양극 와이어(10a,10b)가 각각 다공질 소결체(1)의 다른 측면에 설치되어 있다. 이 때문에, 고체 전해 콘덴서(A1)는 예를 들어 도 23에 도시된 종래 예와 비교하여 보다 많은 양극 와이어를 설치하는 것이 가능하다. 따라서, 다공질 소결체(1)의 강도를 부당하게 저하시키는 일 없이, 고체 전해 콘덴서(A1)의 저ESR화 및 저ESL화를 도모할 수 있다.
금속 커버(22)는 상술한 바와 같이 그 저항 및 인덕턴스를 작게 하는 것이 가능하다. 도 4에서, 금속 커버(22)의 저항(R22) 및 인덕턴스(L22)가 작아지면, 제 1 양극 단자(11a)뿐만 아니라 제 2 양극 단자(11b)에도 전류가 흐르기 쉬워진다. 따라서, 금속 커버(22)를 구비함으로써, 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)를 활용하는 것이 가능해져서, 고체 전해 콘덴서(A1)의 저ESR화 및 저ESL화를 도모할 수 있다.
금속 커버(22)는 기계적 강도가 충분히 높으며 다공질 소결체(1)가 발열하더라도 고체 전해 콘덴서(A1) 전체가 크게 일그러지는 것을 회피할 수 있다. 이 때문에, 봉지 수지(51)에 크랙이 발생하는 것 등을 적절히 회피하여 다공질 소결체(1)가 바깥 공기에 접하는 것을 방지할 수 있다. 또, 금속 커버(22)는 봉지 수지(51)보다 열전도성이 뛰어나다. 이 때문에, 다공질 소결체(1)로부터 외부로의 방열을 촉진할 수 있다. 따라서, 고체 전해 콘덴서(A1)의 허용 전력 손실을 높이는 것이 가능하여 대용량의 전력 공급에 대응하는데 바람직하다.
본 실시형태에서는 금속 커버(22) 이외에 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b) 의 도통을 도모하기 위한 전용 부품은 불필요하다. 따라서, 비용 억제에 유리하다.
금속 커버(22)와 도전성 수지층(35)은 수지제 필름(52)에 의해 절연되어 있다. 본 실시형태와는 달리, 예를 들어 절연성의 수지를 다공질 소결체(1)의 상부면에 도포함으로써 금속 커버(22)와 도전성 수지층(35)과의 절연을 도모하는 구성으로 하는 것도 생각할 수 있다. 이 경우, 상기 절연성의 수지는 박막(薄膜) 형상으로 도포되기 때문에 핀홀이 발생하기 쉽다. 이와 같은 핀홀이 존재하면 금속 커버(22)와 도전성 수지층(35)을 부당하게 도통시켜서 고체 전해 콘덴서(A1) 내에서 쇼트 등의 부적당함을 발생시킬 우려가 있다. 수지제 필름(52)을 사용하면 박막 형상이더라도 핀홀의 발생을 회피할 수 있다. 따라서, 금속 커버(22)와 도전성 수지층(35)과의 절연을 확실하게 하는데 바람직하다. 또한, 수지제 필름(52)으로 교체하여 세라믹제 플레이트를 사용한 구성으로 해도 된다. 세라믹제 플레이트는 예를 들어 수지제 필름(52)과 비교하여 기계적 강도가 보다 높으며, 핀홀의 발생을 회피할 수 있다. 또, 고체 전해 콘덴서(A1)의 제조 공정에서 고온으로 된 처리가 가해지는 경우에도 세라믹제 플레이트는 수지와 비교하여 내열성이 뛰어나서 변질될 우려가 적다.
금속 커버(22)에는 복수의 구멍(22c)이 형성되어 있다. 이들 구멍(22c) 중, 예를 들어 금속 커버(22)의 양단(兩端)에 가까운 구멍(22c)을 이용하여 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)의 주위에 봉지 수지(51)를 용이하게 진입시킬 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)의 절연에 유리하다. 또, 수지제 필름(52) 을 금속 커버(22)에 접착하기 위한 접착제(도시생략)를 복수의 구멍(22c)에 진입하도록 도포함으로써, 상기 접착제의 도포량을 많게 할 수 있다. 따라서, 상기 수지제 필름(52)과 상기 금속 커버(22)와의 접착 강도를 높이는데 유리하다. 또한, 이들 구멍(22c)의 크기나 배치를 변경함으로써 금속 커버(22)의 저항 및 인덕턴스를 용이하게 조정할 수 있다.
도 5∼도 22는 본 발명의 다른 실시형태를 나타내고 있다. 또한, 이들 도면에서, 상기 실시형태와 동일 또는 유사한 요소에는 상기 실시형태와 동일한 부호를 부여하고 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서에 사용되는 금속 커버의 다른 예를 나타내고 있다. 도 5에 도시된 금속 커버(22)에는 긴 쪽 방향으로 연장되는 3개의 슬릿(22d)이 형성되어 있다. 이와 같은 실시형태에 의하면, 슬릿(22d)의 형상, 크기 및 개수를 변경함으로써 금속 커버(22)의 인덕턴스를 용이하게 조정할 수 있다. 또, 슬릿(22d)은 금속 커버(22)의 전기 저항의 조정에도 사용할 수 있다.
도 6에 도시된 금속 커버(22)에는 4개의 굴곡부(22e)가 형성되어 있다. 이와 같은 실시형태에 의하면, 굴곡부(22e)는 고주파수 영역의 교류 전류에 대해 코일과 동일한 작용을 발휘한다. 따라서, 굴곡부(22e)에 의해 금속 커버(22)의 인덕턴스를 조정할 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시된 고체 전해 콘덴서(A2)에는 2개씩의 양극 와이어(10a∼10d)가 다공질 소결체(1)의 4개의 측면(1a∼1d)으로부터 각각 다공질 소결체(1) 내에 진입하도록 설치되어 있으며, 이들 돌출부가 제 1부터 제 4 양극 단자(11a∼11d)로 되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 금속 커버(22)는 다공질 소결체(1)를 사방으로부터 덮는 것이 가능한 상자 형상으로 되어 있다. 양극 단자(11a∼11d)는 금속 커버(22)에 접합됨으로써 서로 도통하고 있다. 이와 같은 실시형태에 의하면, 양극 단자(11a∼11d)와 도전성 수지층(35)과의 최대 거리를 더 작게 하는 것이 가능하며, 저ESR화 및 저ESL화에 바람직하다. 또, 다공질 소결체(1)가 금속 커버(22)에 의해 사방으로부터 덮여 있음으로써, 고체 전해 콘덴서(A2) 전체의 휨을 더 억제하는 것, 및 방열 효과를 높이는 것에 유리하다.
도 9∼도 12에 도시된 고체 전해 콘덴서(A3)에서는 양극 금속판(23)에 의해 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)의 도통이 도모되어 있는 점이 상기 실시형태와 다르다. 또한, 도 11 및 12에서는 봉지 수지(51)가 생략되어 있다.
고체 전해 콘덴서(A3)는 양극 금속판(23), 음극 금속판(33) 및 수지제 필름(52)을 구비하고 있다. 음극 금속판(33)은 그 중앙부(33c)에서 다공질 소결체(1)의 바닥면에 도전성 수지층(35)을 통해 접착되어 있으며, 다공질 소결체(1)의 표면에 형성된 고체 전해질층(도시생략)에 도통하고 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 음극 금속판(33)은 중앙부(33c)로부터 연장되어 나온 2개의 외부 음극 단자(33a)를 갖고 있다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 양극 금속판(23)은 절연성을 갖는 수지제 필름(52)을 통해 중앙부(33c)의 도면중 하부면에 적층되어 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 양극 금속판(23)은 그 양단 부근에 도체 부재(26a,26b)가 접합되어 있으며, 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)와 도통하고 있다. 이것에 의해, 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)는 양극 금속판(23)을 통해 서로 도통하고 있다. 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 양극 금속판(23)은 2개의 외부 양극 단자(23a)를 갖고 있다. 음극 금속판(33)의 중앙부(33c)와 외부 음극 단자(33a)에는 단차가 설치되어 있다. 외부 양극 단자(23a)와 외부 음극 단자(33a)는 서로의 바닥면이 대략 한 면으로 되어 있다. 양극 금속판(23) 및 음극 금속판(33)의 재질로서는 Cu 합금, Ni 합금 등이 사용되어 있다.
본 실시형태에 의하면, 고체 전해 콘덴서(A3)의 제조 공정에 있어서, 양극 금속판(23), 수지제 필름(52), 음극 금속판(33) 및 도통 부재(26a,26b)를 미리 일체의 부품으로 완성해 두고, 다공질 소결체(1)를 형성한 후, 다공질 소결체(1)와 상기 일체의 부품을 일괄하여 접합하는 것이 가능하다. 예를 들어, 다공질 소결체(1)를 형성한 후 외부 양극 단자나 외부 음극 단자를 설치하기 위한 복수의 부재를 다공질 소결체(1)에 순차적으로 접합하는 경우와 비교할 때, 제조 공정을 간략화하는 것이 가능하여 생산성의 향상을 도모할 수 있다.
양극 금속판(23)과 음극 금속판(33)은 수지제 필름(52)을 통해 적층되어 있기 때문에 이들 절연을 적절하게 도모할 수 있다. 양극 금속판(23) 및 음극 금속판(33)은 모두 대략 평판 형상이며, 수지제 필름(52)도 박막 형상이다. 따라서, 고체 전해 콘덴서(A3)의 높이를 작게 할 수 있다.
양극 금속판(23)은 단차 등을 갖지 않는 평판 형상이기 때문에 인덕턴스를 작게 하는 것이 가능하다. 따라서, 저ESL화를 도모함으로써 고주파수 영역에서의 노이즈 제거 특성의 향상이나 전력 공급에서의 응답성의 고속화를 도모할 수 있다.
도 13은 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서에 사용되는 양극 금속판의 다른 예를 나타내고 있다. 이 양극 금속판(23)에는 2개의 슬릿(23d)이 형성되어 있다. 이들 슬릿(23d)은 양극 금속판(23)의 서로 대향하는 2변으로부터 안쪽을 향하여 연장되어 있다. 본 실시형태에 의하면 양극 금속판(23)의 인덕턴스를 크게 할 수 있다. 본 실시형태로부터 이해할 수 있듯이, 양극 금속판(23)에 슬릿(23d)을 설치하는 것 등에 의해 양극 금속판(23)의 인덕턴스를 조정하는 것이 가능하다.
도 14∼도 16에 도시된 고체 전해 콘덴서(A4)는 다공질 소결체(1)의 고체 전해질층에 도통하는 금속 커버(32)를 구비하고 있다. 금속 커버(32)는 다공질 소결체(1)를 수용하고 있으며, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 도전성 수지층(35)에 의해 다공질 소결체(1)에 접착되어 있다. 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 금속 커버(32)의 양단은 외부 음극 단자(32a)로 되어 있다. 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 양극 금속판(23)은 수지제 필름(52)을 통해 다공질 소결체(1)의 도면중 하부면에 적층되어 있다. 도 14 및 도 16에 도시된 바와 같이, 양극 금속판(23)의 일단부는 외부 양극 단자(23a)로 되어 있다.
본 실시형태에 의하면, 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)가 양극 금속판(23)을 통해 도통하고 있음으로써, 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b) 사이의 인덕턴스를 작게 할 수 있다. 또, 금속 커버(32)에 의해 다공질 소결체(1)를 보호하는 것이 가능하며, 봉지 수지(51)에 크랙이 발생하는 것을 회피할 수 있다. 또, 고체 전해 콘덴서(A4)의 방열성을 높일 수 있다.
도 17 및 도 18에 도시된 콘덴서(A5)는 3개의 편평한 다공질 소결체(1)가 적층된 구성으로 되어 있다. 서로 이웃하는 다공질 소결체(1)끼리는 평판 형상의 음극 금속판(33)을 사이에 두고 도전성 수지층(35)을 통해 접착되어 있다. 도 18에 도시된 바와 같이, 각 음극 금속판(33)의 연출(延出)부(33a) 및 외부 음극 단자(31)에는 구멍이 형성되어 있다. 이들 구멍을 관통하도록 복수의 접속 부재(34)가 설치되어 있다. 이것에 의해, 외부 음극 단자(31) 및 2개의 음극 금속판(33)은 다공질 소결체(1)의 표면에 형성된 고체 전해질층과 도통하며 또한 서로 도통하고 있다. 마찬가지로, 3개씩의 도체 부재(26a,26b)에도 2개씩의 구멍이 형성되어 있다. 이들 구멍을 관통하도록 복수의 접속 부재(24)가 설치되어 있다. 이것에 의해, 9개씩의 양극 와이어(10a,10b)는 서로의 도통이 도모되어 있다. 이들 접속 부재(24,34)는 예를 들어 동제이다. 금속 커버(22)는 도면 중 최상단의 다공질 소결체(1)를 덮도록 설치되어 있으며, 도면 중 최상단의 도체 부재(26a,26b)와 도통하고 있다. 이들에 의해, 3개의 다공질 소결체(1)와 금속 커버(22)가 전기적으로 병렬로 접속된 구성으로 되어 있다.
이와 같은 실시형태에 의하면, 3개의 다공질 소결체(1)를 구비함으로써, 고체 전해 콘덴서(A5)의 대용량화를 도모할 수 있다. 각 다공질 소결체(1)는 박형이기 때문에 외부 음극 단자(31) 및 각 음극 금속판(33)과 각 양극 와이어(10a,10b) 사이의 전류 경로를 짧게 하는 것이 가능하다. 따라서, 저ESR화 및 저ESL화를 도모할 수 있다. 3개의 다공질 소결체(1)를 적층한 구조로 함으로써, 이 고체 전해 콘덴서(A5)의 실장 공간은 다공질 소결체(1)를 하나만 구비하는 고체 전해 콘덴서 의 실장 공간과 동일한 정도이다. 예를 들면, 고체 전해 콘덴서(A5)가 편입된 기기의 소형화에 유리하다. 또, 접속 부재(24,34)에 의해 외부 양극 단자(21) 또는 외부 음극 단자(31)와 각 다공질 소결체(1) 사이의 저저항화가 가능하다.
도 19에 도시된 고체 전해 콘덴서(A6)에서는 2개의 다공질 소결체(1)가 구비되어 있으며, 이들 다공질 소결체(1)가 그들 두께 방향과 교차하는 방향으로 나란히 배치되어 있다. 각 다공질 소결체(1)에는 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)가 2개씩 진입하고 있다. 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)는 금속 커버(22) 및 도체 부재(26a,26b)를 통해 서로 도통하고 있다. 금속 커버(22)는 2개의 다공질 소결체(1)를 수용 가능한 크기로 되어 있다.
이와 같은 실시형태에 의해서도 도 17 및 도 18에 도시된 고체 전해 콘덴서(A5)와 마찬가지로 대용량화를 도모할 수 있다. 또, 예를 들어 고체 전해 콘덴서(A6)가 실장되는 기판과 제 1 양극 단자(11a)와의 거리를 작게 할 수 있다. 이 때문에, 상기 기판에 형성된 배선 패턴과 제 1 양극 단자(11a) 사이를 흐르는 전류의 경로도 짧아진다. 이와 같이 하면 상기 전류 경로의 임피던스를 작게 하는 것이 가능하며, 고체 전해 콘덴서(A6)의 저ESL화를 한층 더 도모하는데 유리하다. 2개의 다공질 소결체(1)는 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)가 연장되어 나오는 방향과 교차하는 방향으로 나란히 배치되어 있다. 이 때문에, 다공질 소결체(1)를 복수로 구비함으로써 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)간의 거리는 커지지 않고, 저ESR화 및 저ESL화에 적합하게 된다. 또한, 다공질 소결체(1)의 개수는 2개 이상이어도 된다. 금속 커버(22)는 각 다공질 소결체(1)에 대응하여 분할된 복수의 것 으로 해도 된다.
도 20 및 21에 도시된 고체 전해 콘덴서(A7)에서는 제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)를 각각 입력용 및 출력용 양극 단자로 하는 것 등에 의해 이른바 4단자형의 고체 전해 콘덴서로서 구성되어 있는 점이 상술한 실시형태와 다르다.
제 1 및 제 2 양극 단자(11a,11b)는 각각 도체 부재(26a,26b)를 통해 입력용 및 출력용 외부 양극 단자(21a,21b)에 도통하고 있으며, 입력용 및 출력용 양극 단자로 되어 있다. 이것에 의해, 고체 전해 콘덴서(A7)는 회로 전류가 다공질 소결체(1)를 흐르는 것이 가능한 구성으로 되어 있다.
금속 커버(22)는 도체 부재(26a,26b)를 통해 입력용 및 출력용 양극 단자(11a,11b)에 도통하고 있다. 이것에 의해, 입력용 및 출력용 양극 단자(11a,11b) 사이에는 바이패스 전류 경로가 형성되어 있다. 이 바이패스 전류 경로는 다공질 소결체(1)를 우회하도록 회로 전류를 흐르게 하는 것이 가능하다. 금속 커버(22)는 상술한 고체 전해 콘덴서(A1)와 마찬가지로 그 저항이 다공질 소결체(1)보다 작아져 있다. 또, 금속 커버(22)는 굴곡부를 갖고 또한 복수의 구멍(22c)이 설치되어 있기 때문에 그 인덕턴스가 비교적 크다. 이 인덕턴스는 예를 들어 입력용 또는 출력용 양극 단자(11a,11b)와 외부 음극 단자(33a, 33b) 사이의 인덕턴스보다 크다.
음극 금속판(33)은 다공질 소결체(1)의 도면중 하부면에 설치되어 있다. 중앙부(33c)와 입력용 및 출력용 외부 음극 단자(33a,33b)와의 사이에는 단차가 있다. 중앙부(43c)의 도면 중 상부면은 도전성 수지층(35)을 통해 다공질 소결체(1) 의 고체 전해질층에 접착되어 있다. 중앙부(33c)의 도면 중 하부면은 봉지 수지(51)에 의해 덮여 있다.
다음으로, 고체 전해 콘덴서(A7)의 작용에 대해 도 22에 도시한 전기 회로에 사용된 경우를 일례로 하여 설명한다.
도 22에 도시된 전기 회로는 도 4에 도시된 전기 회로와 유사한 구성이며, 회로(7), 전원 장치(8) 및 고체 전해 콘덴서(A7)를 조합한 것이다. 본 도면에 있어서, 부호는 도 4에 도시된 부호와 동일하다. 저항(R33a,R33b), 인덕턴스(L33a,L33b)는 각각 입력용 및 출력용 외부 음극 단자(33a,33b)의 저항 및 인덕턴스를 나타내고 있다. 본 도면에 잘 나타나 있는 바와 같이, 고체 전해 콘덴서(A7)는 입력용 및 출력용 외부 양극 단자(21a,21b)와 입력용 및 출력용 외부 음극 단자(33a,33b)를 구비함으로써, 4단자형의 고체 전해 콘덴서로 구성되어 있다. 본 실시형태에 의하면, 이하에 기술하는 것과 같은 개선이 도모된다.
우선, 회로 전류의 직류 성분이 고체 전해 콘덴서(A7)를 흐르는 경우에 대하여 기술한다. 도시된 전기 회로에는 상술한 바와 같이 금속 커버(22)에 의해 바이패스 전류 경로(P)가 형성되어 있다. 바이패스 전류 회로(P)의 저항(R22)은 입력용 및 출력용 양극 단자(11a,11b) 사이의 다공질 소결체(1)의 등가 직렬 저항보다 작다. 이 때문에, 상기 직류 성분은 바이패스 전류 경로(P)를 흐르기 쉽다. 이 때문에, 다공질 소결체(1)에 있어서의 발열을 억제할 수 있다. 또, 양극 와이어(10a,10b)와 다공질 소결체(1)의 접합부에서의 국부적인 온도 상승을 방지하는데 바람직하다. 봉지 수지(51)에 크랙이 발생하는 것을 방지하는데도 바람직하다. 이상의 효과는, 예를 들면 회로(7)에 HDD가 포함됨으로써 상기 직류 성분이 큰 전류로 되는 경우에 특히 도움이 된다. 저항(R22)을 작게 할수록 보다 큰 전류에 대응하는 것이 가능하다. 본 실시형태에서는 예를 들면 금속 커버(22)의 두께를 두껍게 하는 등 용이하게 저저항화를 도모할 수 있다.
다음으로, 회로 전류의 교류 성분이 고체 전해 콘덴서(A7)를 흐르는 경우에 대해 기술한다. 바이패스 전류 경로(P)의 인덕턴스(L22)가 양극 단자(11a,11b)와 외부 음극 단자(33a,33b) 사이의 등가 직렬 인덕턴스보다 크기 때문에, 상기 교류 성분은 다공질 소결체(1)를 통하여 외부 음극 단자(33a,33b)로 흐르기 쉬워진다. 상기 교류 성분은 예를 들면 상기 회로 전류에 포함되는 노이즈이다. 본 실시형태에 의하면, 이와 같은 노이즈를 상기 회로 전류로부터 효과적으로 제거할 수 있다. 또, 상기 교류 성분 중 바이패스 전류 경로(P)를 흐르는 것도, 높은 주파수일수록 인덕턴스(L)에 의해 감쇠시키는 것이 가능하다. 또한, 본 실시형태와는 달리 양극 금속판에 의해 상기 바이패스 전류 경로가 형성된 구성으로 해도 된다. 또, 다공질 소결체의 고체 전해질층에 도통하는 금속 커버를 갖는 구성으로 해도 된다.
본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서는 상술한 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서의 각부의 구체적인 구성은 여러 가지로 설계 변경이 자유롭다.
양극 와이어의 개수, 위치 및 형상은 상술한 실시형태에 한정되지 않고, 여 러 가지로 변경이 자유롭다. 콘덴서의 구조로는 상술한 실시형태의 콘덴서의 구조에 한정되지 않고, 이른바 3단자형, 관통형이어도 된다. 금속 커버는 구멍을 갖는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 구멍을 갖지 않는 구성으로 해도 된다.
밸브 작용을 갖는 금속으로 니오브를 대신하여, 예를 들면 탄탈이라도 되며, 나아가서는 이들 니오브 또는 탄탈을 포함하는 합금을 사용할 수도 있다. 또, 고체 전해 콘덴서로는 양극 본체부로서 밸브 작용을 갖는 금속의 다공질 소결체를 구비한 것에 한정되지 않고, 예를 들면 알루미늄 고체 전해 콘덴서여도 된다. 본 발명에 관한 고체 전해 콘덴서는 그 구체적인 용도도 한정되지 않는다.
Claims (22)
- 밸브 작용을 갖는 금속의 다공질 소결체와,상기 다공질 소결체 내에 그 일부가 진입하고 있으며, 또한 상기 다공질 소결체로부터 돌출하는 부분이 제 1 및 제 2 양극 단자로 되어 있는 제 1 및 제 2 양극 와이어와,상기 다공질 소결체의 표면에 형성된 고체 전해질층을 포함하는 음극을 구비한 고체 전해 콘덴서로서,상기 제 1 및 제 2 양극 와이어의 상기 다공질 소결체에 대한 진입 방향은 서로 다른 것을 특징으로 하는 고체 전해 콘덴서.
- 제1항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 양극 와이어의 진입 방향은 서로 반대인 고체 전해 콘덴서.
- 제1항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 양극 단자를 서로 도통시키는 도통 부재를 갖는 고체 전해 콘덴서.
- 제1항에 있어서,상기 다공질 소결체는 편평한 형상인 고체 전해 콘덴서.
- 제3항에 있어서,상기 도통 부재는 상기 다공질 소결체의 적어도 일부를 덮는 금속 커버를 포함하고 있으며, 상기 금속 커버와 상기 음극 사이에 개재하는 절연체를 더 갖는 고체 전해 콘덴서.
- 제5항에 있어서,상기 금속 커버에는 복수의 구멍이 형성되어 있는 고체 전해 콘덴서.
- 제5항에 있어서,상기 금속 커버에는 슬릿이 형성되어 있는 고체 전해 콘덴서.
- 제5항에 있어서,상기 금속 커버에는 굴곡부가 형성되어 있는 고체 전해 콘덴서.
- 제5항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 양극 단자에 도통하는 면 실장용의 외부 양극 단자와, 상기 음극에 도통하는 면 실장용의 외부 음극 단자를 구비하고 있는 고체 전해 콘덴서.
- 제3항에 있어서,상기 도통 부재는 양극 금속판을 포함하고 있으며, 상기 양극 금속판과 상기 음극 사이에 개재하는 절연체를 더 갖는 고체 전해 콘덴서.
- 제10항에 있어서,상기 양극 금속판의 적어도 일부가 면 실장용의 외부 양극 단자로 되어 있는 고체 전해 콘덴서.
- 제10항에 있어서,상기 양극 금속판에는 슬릿이 형성되어 있는 고체 전해 콘덴서.
- 제10항에 있어서,상기 음극에 도통하고, 또한 상기 음극과 상기 절연체 사이에 개재하는 음극 금속판을 구비하고 있는 고체 전해 콘덴서.
- 제13항에 있어서,상기 음극 금속판의 적어도 일부가 면 실장용의 외부 음극 단자로 되어 있는 고체 전해 콘덴서.
- 제10항에 있어서,상기 음극에 도통하고, 또한 상기 다공질 소결체의 적어도 일부를 덮고 있는 금속 커버를 구비하고 있는 고체 전해 콘덴서.
- 제15항에 있어서,상기 금속 커버의 적어도 일부가 면 실장용의 외부 음극 단자로 되어 있는 고체 전해 콘덴서.
- 제5항에 있어서,상기 절연체는 수지제 필름을 포함하고 있는 고체 전해 콘덴서.
- 제5항에 있어서,상기 절연체는 세라믹제 플레이트를 포함하고 있는 고체 전해 콘덴서.
- 제3항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 양극 단자는 상기 다공질 소결체 내를 회로 전류가 흐르는 것을 가능하게 하는 입력용 및 출력용 양극 단자이며, 상기 도통 부재에 의해 회로 전류가 상기 입력용 양극 단자로부터 상기 출력용 양극 단자로 상기 다공질 소결체를 우회하여 흐르는 것을 가능하게 하는 바이패스 전류 경로가 형성되고 있는 고체 전해 콘덴서.
- 제19항에 있어서,상기 입력용 및 출력용 양극 단자간에서의 상기 바이패스 전류 경로의 저항은 상기 입력용 및 출력용 양극 단자간에서의 상기 다공질 소결체의 저항보다 작은 고체 전해 콘덴서.
- 제4항에 있어서,상기 다공질 소결체로는 복수의 것을 구비하고 있으며, 복수의 다공질 소결체는 그들 두께 방향으로 적층되어 있는 고체 전해 콘덴서.
- 제4항에 있어서,상기 다공질 소결체로는 복수의 것을 구비하고 있으며, 상기 복수의 다공질 소결체는 그들 두께 방향과 교차하는 방향으로 나란히 배치되어 있는 고체 전해 콘덴서.
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