WO2005015588A1

WO2005015588A1 - 固体電解コンデンサ、電気回路、及び固体電解コンデンサの実装構造

Info

Publication number: WO2005015588A1
Application number: PCT/JP2004/011558
Authority: WO
Inventors: Chojiro Kuriyama
Original assignee: Rohm Co., Ltd.
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2005-02-17
Also published as: US20060285276A1; US7385804B2; JP4640988B2; US7929275B2; JPWO2005015588A1; CN1836298A; US20080218944A1; CN100557742C

Abstract

　固体電解コンデンサ（Ａ１）は、金属粒子又は導電性セラミック粒子の多孔質焼結体（１０）と、多孔質焼結体（１０）内に一部が進入した陽極ワイヤ（１１Ａ，１１Ｂ）と、陽極ワイヤ（１１Ａ，１１Ｂ）のうち多孔質焼結体（１０）から突出する部分により形成された陽極端子と、多孔質焼結体（１０）の表面に形成された陰極（３０）とを備える。上記陽極端子は、第１及び第２の陽極端子（１１ａ，１１ｂ）からなり、多孔質焼結体（１０）を第１の陽極端子（１１ａ）から第２の陽極端子（１１ｂ）に向けて回路電流が流れる構成とされている。このことにより、広い周波数帯域においてノイズ除去特性を向上させ、高い応答性で大容量の電力供給を行なうことが可能となる。また、固体電解コンデンサ（Ａ１）が用いられた電気回路において、基板上のスペース効率の向上とコスト低減とを図ることができる。

Description

明細書

固体電解コンデンサ、電気回路、及び固体電解コンデンサの実装構造技術分野

[0001] 本発明は、金属粒子又は導電性セラミック粒子からなる弁作用を有する多孔質焼結体を用いた固体電解コンデンサ及び電気回路に関する。

背景技術

[0002] 近年、 CPUなどのデバイスは、高クロック化がなされている。高クロック化された CP

Uからは、周波数の高いノイズが発生しやすい。

[0003] CPUなどのデバイスとこのデバイスに駆動電力を供給する電源とを接続する電源ラインには、一般にデバイスで発生した高周波ノイズをグランド側 (接地ライン側）にバイパスして電源への進入を阻止するために比較的大容量のコンデンサが使用されている。

[0004] また、直流電源においても出力側に比較的大容量のコンデンサが並列に接続され、このコンデンサへの電荷の充放電を繰り返すことにより出力電力の安定化を図ることが行われている。

[0005] そして、これらの用途のコンデンサとして、従来、固体電解コンデンサが知られている。

[0006] 下記特許文献 1には、従来の固体電解コンデンサの構造の一例が示されている。

図 26は、同公報に示される固体電解コンデンサの構造を示す図である。

[0007] 特許文献 1 : 特開 2003— 163137号公報

図示されたコンデンサ Bは、多孔質焼結体 90、陽極 90a、陰極 90b、端子 92, 93 及び封止樹脂 94を備えた、樹脂パッケージ型の固体電解コンデンサとして構成されている。多孔質焼結体 90は、金属粒子又は導電性セラミック粒子を成形及び焼結してなる。コンデンサ Bは、例えば図 27に示すように、電源 100とデバイス 101との間に並列に接続され、デバイス 101から発生するノイズを負極側のライン（図 31で (一)のライン）にバイパスすることにより当該ノイズが電源 100側に進入するのを阻止し、このノィズが電源 100に影響を与えることを防止するために用いられる。 [0008] コンデンサ Bは、多孔質焼結体 90の大型化により大容量化を図ることが比較的容易である。周知のように、コンデンサの容量が大きいほど低インピーダンスとなるから、大容量化した理想的なコンデンサは低周波帯域力ノイズ除去特性に優れたコンデンサとなる。

[0009] しカゝしながら、図 26に示すコンデンサ Bは、陽極 90aと端子 93間及び陰極 90bと端子 92間の線路にそれぞれ等価直列抵抗 Rxと等価直歹 1Jインダクタンス Lxを有し、これらの等価直列抵抗 Rx及び等価直歹 IJインダクタンス Lxと等価容量 Cとによって決定される固有の自己共振周波数を有している。

[0010] このため、コンデンサ Bは、自己共振周波数を中心に所定の周波数の範囲では比較的良好な低インピーダンスとなり、十分なノイズ除去特性を得られるが、その範囲外では十分なノイズ除去特性が得られないという問題がある。

[0011] また、コンデンサ Bを直流電源の安定化に用いた場合は、コンデンサ Bの等価容量 Cに蓄積された電荷がデバイスに出力される際の過渡応答特性が問題となる。すなわち、過渡応答特性は、等価直列抵抗 Rx及び等価直歹 1Jインダクタンス Lxによって決定される時定数が小さいほど応答特性が優れるが、図 26に示す構造では、陽極 90a と端子 93間及び陰極 90bと端子 92間の線路長が比較的長ぐ等価直列抵抗 Rx及び等価直歹 IJインダクタンス Lxが比較的大きぐ時定数を十分に小さくすることができないため、十分な過渡応答特性が得られない、すなわち、高速応答性に一定の限界があるという問題がある。

[0012] 従来のコンデンサの他の使用例を、図 28に示す。本図には、静電容量や自己共振周波数の異なる複数のコンデンサを並列に接続する構成が示されている。この構成によれば、ノイズ除去特性が高い周波数帯域をある程度広くすることと、応答性を改善することとが可能となる。しかしながら、自己共振周波数などの各コンデンサに固有の特性を調節することは困難である。このため、ノイズ除去特性及び高速応答性の改善効果をさらに高めることができない場合があった。また、上記構成によれば、複数のコンデンサを用いるために、基板上のスペース効率やコストの面においても不利である。

発明の開示 [0013] 本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。そこで本発明は、広い周波数帯域において良好なノイズ除去特性を有し、かつ、高い応答性で大容量の電力供給を行なうことが可能な固体電解コンデンサを提供することをその課題としている。

[0014] 本発明の第 1の側面によって提供される固体電解コンデンサは、金属粒子又は導電性セラミック粒子の多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体内に一部が進入した陽極と、上記陽極のうち上記多孔質焼結体から突出する部分により形成された第 1及び第 2の陽極端子と、上記多孔質焼結体の表面に形成された陰極と、を備えており、上記多孔質焼結体を上記第 1の陽極端子から上記第 2の陽極端子に向けて回路電流が流れる構成とされていることを特徴としている。ここで、本発明でいう多孔質焼結体とは、その内部及び外表面に誘電体層及び固体電解質層が形成されているものをいう。

[0015] 好ましくは、上記陽極は、複数の陽極ワイヤからなる。

[0016] 好ましくは、上記陽極は、両端部が上記多孔質焼結体から突出するように設けられた陽

極ワイヤからなり、上記第 1及び第 2の陽極端子は、上記両端部により形成されている。

[0017] 好ましくは、上記多孔質焼結体は、ニオブ又は亜酸化ニオブからなる。

[0018] 好ましくは、上記多孔質焼結体は、偏平な板状である。

[0019] 上記多孔質焼結体は、厚み方向に起立する一側面を有しており、上記第 1及び第

2の陽極端子は、上記一側面から突出している。

[0020] 好ましくは、上記多孔質焼結体は、厚み方向に起立する 2以上の側面を有しており

、上記第 1及び第 2の陽極端子は、互いに異なる上記側面から突出している。

[0021] 好ましくは、上記陽極は、偏平な断面形状を有する。

[0022] 好ましくは、上記多孔質焼結体は、円柱形状又は角柱形状である。

[0023] 好ましくは、上記第 1の陽極端子は、上記第 2の陽極端子よりも等価直列インダクタンスが大きい。

[0024] 好ましくは、上記陰極に導通する第 1及び第 2の陰極端子を備えており、上記陰極を上記第 1の陰極端子から上記第 2の陰極端子に向けて回路電流が流れる構成とされている。

[0025] 好ましくは、上記第 1の陰極端子は、上記第 2の陰極端子よりも等価直列インダクタンスが大きい。

[0026] 好ましくは、上記陰極は、上記多孔質焼結体を挟む一対の金属部材を含む。

[0027] 好ましくは、上記一対の金属部材の少なくとも一方は、上記多孔質焼結体を収容する金属ケースである。

[0028] 好ましくは、上記一対の金属部材と上記多孔質焼結体との間には、導電性材料が介在している。

[0029] 本発明の第 2の側面によって提供される固体電解コンデンサは、金属粒子又は導電性セラミック粒子の多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体内に一部が進入した陽極と、上記多孔質焼結体の表面に形成された陰極と、を備える固体電解コンデンサであって、上記陰極に導通する第 1及び第 2の陰極端子を備えており、上記陰極を上記第 1の陰極端子から上記第 2の陰極端子に向けて回路電流が流れる構成とされてレ、ることを特徴としている。

[0030] 本発明の第 3の側面によって提供される電気回路は、金属粒子又は導電性セラミツク粒子の多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体内に一部が進入した陽極と、上記陽極により形成された第 1及び第 2の陽極端子陽極と、陰極とを備えた固体電解コンデンサが用いられており、回路電流が上記第 1の陽極端子から上記第 2の陽極端子へと流れる構成とされてレ、ることを特徴としてレ、る。

[0031] 本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

図面の簡単な説明

[0032] [図 1]本発明に第 1実施形態に係る固体電解コンデンサを示す断面図である。

[図 2]第 1実施形態の固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。

[図 3]第 1実施形態の固体電解コンデンサを用いた電気回路の一例を示す図である

[図 4]図 3に示した電気回路の等価回路図である。 [図 5]本発明の第 2実施形態に係る固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。

[図 6]第 2実施形態に係る固体電解コンデンサを用いた電気回路の一例を示す図である。

[図 7]本発明の第 3実施形態に係る固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。

[図 8]本発明の第 4実施形態に係る固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。

[図 9]本発明の第 5実施形態に係る固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。園 10]本発明のに係る固体電解コンデンサを示す断面図である。

[図 11]第 6実施形態の固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。

[図 12]本発明の第 7実施形態に係る固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。

[図 13]本発明の第 8実施形態に係る固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。

[図 14]本発明の第 9実施形態に係る固体電解コンデンサを示す要部斜視図である。

[図 15]本発明の第 10実施形態に係る固体電解コンデンサを示す要部斜視図である

[図 16]本発明の第 11実施形態に係る固体電解コンデンサを示す要部斜視図である

[図 17]本発明の第 12実施形態に係る固体電解コンデンサを示す要部斜視図である

[図 18]本発明の第 13実施形態に係る固体電解コンデンサを示す要部斜視図である園 19]第 13実施形態に係る固体電解コンデンサを用いた電気回路の一例を示す図である。

[図 20]本発明の第 14実施形態に係る固体電解コンデンサを示す要部斜視図である

[図 21]第 14実施形態に係る固体電解コンデンサを用いた電気回路の一例を示す図である。

[図 22]本発明の第 15実施形態に係る固体電解コンデンサを示す上面側斜視図である。

[図 23]第 15実施形態に係る固体電解コンデンサの他の例を示す底面側斜視図である。

[図 24]図 23の XXIV— XXIV線に沿う断面図である。

[図 25]図 23の XXV— XXV線に沿う断面図である。

[図 26]従来の固体電解コンデンサの一例を示す断面図である。

[図 27]従来の固体電解コンデンサを用いた電気回路の一例を示す図である。

[図 28]従来のコンデンサを用いたノイズ除去の手法を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

[0033] 以下、本発明の好ましい実施形態につき、添付図面を参照して具体的に説明する

[0034] まず、図 1及び図 2は、本発明の第 1実施形態に係る固体電解コンデンサを示す。

図 1は固体電解コンデンサの断面図を示し、図 2は要部斜視図である。

[0035] 図 1に示すように、コンデンサ A1は、多孔質焼結体 10、 2つの陽極ワイヤ 11A, 11

B、陰極 30、リード部材 21a, 21b, 31、及び封止樹脂 50を具備している。なお、図 2 においては、封止樹脂 50は省略されている。

[0036] 図 2に示すように、多孔質焼結体 10は、矩形の板状をなしている。多孔質焼結体 1

0は、例えばニオブ又は亜酸化ニオブ（NbO：導電性セラミック材料）の粉末を加圧成形

し、これを焼結することにより形成されている。これにより、多孔質焼結体 10は、等価直列抵抗が小さくなつている。なお、本発明でいう多孔質焼結体とは、その内部及び外表面に誘電体層及び固体電解質層（レ、ずれも図示略）が形成されてレ、るものをレヽう。多孔質焼結体 10の材質としては、ニオブ又は亜酸化ニオブに代えてたとえばタンタルなどを用いても良レ、。ニオブはタンタルと比べて難燃性に優れている。

[0037] 2つの陽極ワイヤ 11A, 11Bは、例えばニオブ製である。図 1に示すように、陽極ヮィャ 11A， 1 IBそれぞれの一部分は、多孔質焼結体 10の相対向する一方の側面 1 Oaと他方の側面 10bから内部に進入している。従って、陽極ワイヤ 11Aと陽極ワイヤ 11Bとの間は多孔質焼結体 10を介して互いに電気的に導通している。すなわち、陽極ワイヤ 11 Aと陽極ワイヤ 11Bとの間に電位差を与えると、多孔質焼結体 10を介してこれらの間に電流が流れるようになってレ、る。 [0038] 陽極ワイヤ 11A, 11Bのうち多孔質焼結体 10から突出する部分は、陽極陽極リード部材 21a, 21bに接続するための第 1及び第 2の陽極端子 l la， l ibを構成している。ここで、 2つの陽極ワイヤ 11A, 11Bは、本発明でいう陽極を構成している。

[0039] 陽極リード部材 21a， 21bは断面コ字型をなしている。陽極リード部材 21aの段差の形成された一方の端部 22a (以下、接続部 22aという。）は陽極ワイヤ 11Aの第 1の陽極端子 11aに電気的及び機械的に接続されている。同様に陽極リード部材 21bの段差の形成された一方の端部 22b (以下、接続部 22bという。）は陽極ワイヤ 11Bの第 2 の陽極端子 l ibに電気的及び機械的に接続されている。一方、陽極リード部材 21a の他方の端部 23aはコンデンサ A1を基板上に実装する際の信号ライン用の端子（以下、第 1の陽極実装端子 23aという。）を構成し、陽極リード部材 21bの他方の端部 2 3bはコンデンサ A1を基板面上に実装する際の信号ライン用の端子（以下、第 2の陽極実装端子 23bという。）を構成している。

[0040] 陰極 30は、多孔質焼結体 10の上下面に導電性樹脂 40によって接着された一対の金属プレートで構成されている。金属プレートの材質としては、 Cu合金、 Ni合金などが用いられる。一対の金属プレート 30 (以下、陰極プレート 30という。）は、図 2に示すように、多孔質焼結体 10の側面 10c, 10dでそれぞれ 2個の導電部材 32によって短絡されている。

[0041] 多孔質焼結体 10の下面に接着された金属プレートには、断面コ字型の陰極リード部材 31の一方の端部 34 (図 2では上側の端部）が電気的に接続されている。陰極リ一ド部材 31の他方の端部 33はコンデンサ A1を基板面上に実装する際の接地ライン用の端子（以下、陰極実装端子 33という。）を構成している。

[0042] 多孔質焼結体 10の回りは、図 1に示すように、第 1，第 2の陽極実装端子 23a, 23b 及び陰極実装端子 33を露出させて封止樹脂 50により封止されている。陰極プレート 30が取り付けられた多孔質焼結体 10及び陽極ワイヤ 1 1a, l ibの陽極リード部材 21 a, 21bとの接続部は封止部材 50により電気的及び機械的に保護されている。また、封止部材 50によりコンデンサ A1における第 1 ,第 2の陽極実装端子 23a， 23b及び陰極実装端子 33の位置が固定されている。

[0043] 次に、コンデンサ A1の作用について、図 3に示す電気回路（電源へのノイズ侵入を阻止する回路）に用いられた場合を一例として説明する。

[0044] 図 3に示される電気回路は、デバイス 70と電源装置 71とを接続する信号線上にコン

デンサ A1を揷入したものである。同図の電気回路においては、コンデンサ A1は、デバイス 70から発生する不要なノイズが電源装置 71側に漏れることを抑制するために用いられている。

[0045] デバイス 70としては、たとえば CPUや ICなどがある。酉己線 81は、電源装置 71とデバイス 70とを接続するための正極側の配線である。酉己線 82は、デバイス 70と電源装置 71とを接続するための負極側の配線である。第 1の陽極実装端子 23aは電源装置 71側の配線 81に接続され、第 2の陽極実装端子 23bはデバイス側の配線 81に接続され、陰極実装端子 33は、配線 82に接続されている。これにより、コンデンサ A1は、デバイス 70と電源装置 71との間に接続されてレ、る。

[0046] コンデンサ A1は、図 1,図 2に示した構造により、図 3の一点鎖線内に示す等価回路を有している。抵抗 R1とインダクタンス L1は、陽極ワイヤ 11Aと陽極ワイヤ 1 との間に電流が流れる場合の多孔質焼結体 10の有する等価的な抵抗 R1 (以下、等価直列抵抗 R1という。）と等価的なインダクタンス L1 (以下、等価直歹 1Jインダクタンス L1という。）である。陽極ワイヤ 11Aと陽極ワイヤ 11Bは、上述したように、それぞれ板状の多孔質焼結体 10の一方の側面 10aと他方の側面 10bとに取り付けられているから、等価直列抵抗 R1と等価直列インダクタンス L1は、多孔質焼結体 10内を上下面に沿う方向に電流が流れる場合の等価的な抵抗とインダクタンスである。

[0047] 容量 C1と抵抗 R2とインダクタンス L2は、陽極ワイヤ 11A, 11Bと陰極プレート 33との間に電流が流れる場合の多孔質焼結体 10の有する等価的な容量 C1 (以下、等価容量 C1という。）と抵抗 R2 (以下、等価抵抗 R2という。）と等価的なインダクタンス L 2 (以下、等価インダクタンス L2という。）である。陽極プレート 33は、上述したように、板状の多孔質焼結体 10の上下面に設けられ、陽極ワイヤ 11A, 11Bは 2枚の陽極プレート 33 (電気的には短絡されている）の間の空間に配置されているから、等価容量 C1と等価抵抗 R2と等価インダクタンス L2は、多孔質焼結体 10内を上下面に垂直な方向に電流が流れる場合の等価的な容量と抵抗とインダクタンスである。 [0048] コンデンサ Alは、図 2に示すように、立体回路であり、陽極ワイヤ 11A及び陽極ヮィャ 11Bと陽極プレート 33の間に電圧が印加されると、多孔質焼結体 10の内部全体に電流が流れる。多孔質焼結体 10の結晶構造に基づき、図 3に示すコンデンサ A1 の交流信号に対する電気的な回路をより具体的な等価的な回路に置き換えると、図 4のようになる。

[0049] 図 4に示すように、コンデンサ A1は、インダクタンス Llaと抵抗 Rlaの直列接続からなる直歹' Jインピーダンスと、容量 Claと抵抗 R2aの直列接続からなる並列アドミツタンスとが多数個、梯子状に接続された回路として表される。なお、梯子型回路の両端と第 1 ,第 2の陽極実装端子 23a， 23bとの間のインダクタンスは、陽極リード部材 21a， 21bの有するインダクタンス成分である。また、梯子型回路と陽極実装端子 33との間のインダクタンス L2は、陰極リード部材 31の有するインダクタンス成分である。

[0050] 本実施形態によれば、以下に述べる改善が図られる。

[0051] 第 1に、コンデンサ A1内部の等価直歹 Uインダクタンス L1によって高周波帯域のノィズ除去特性が改善される。

[0052] より具体的には、デバイス 70で発生した高周波ノイズが配線 81を通して電源装置 7

1側に進行した場合、コンデンサ A1の等価直歹 IJインダクタンス L1が高周波ノイズに対

して抵抗として作用し、高周波ノイズの電源装置 71内への入力が阻止される。

[0053] 図 30に示した従来のコンデンサ Bの構造では、図 31に示したように、直列等価インダクタンス L1に相当するインダクタンスが形成されなレ、ので、上記効果を奏することはない。

[0054] 直列等価インダクタンス L1は、陽極ワイヤ 11Aと陽極ワイヤ 11Bとの間の多孔質焼結体 10の距離を長くすると、図 4に示す梯子型回路の段数が増加してその大きさは大きくなり、陽極ワイヤ 11 Aと陽極ワイヤ 11 Bとの間の多孔質焼結体 10の距離を短くすると、図 4に示す梯子型回路の段数が減少してその大きさは小さくなる。

[0055] 従って、陽極ワイヤ 11Aと陽極ワイヤ 11Bとの間の多孔質焼結体 10の距離を適切に設定することにより、所望の高周波帯域のノイズの電源装置 71内への入力を好適に阻止することができる。 [0056] 第 2に、コンデンサ A1の等価容量 CIを増大させ、広い周波数帯域でノイズ除去特性が改善される。

[0057] より具体的には、デバイス 70で発生した高周波ノイズが配線 81を通してコンデンサ A1内に進入すると、この高周波ノイズは、図 3に示す等価容量 C1によって配線 82 ( 負極側）にバイパスされ、電源装置 71側への進入が阻止される。

[0058] 等価容量 C1が大きいほど、配線 81から配線 82に交流信号をバイパスするインピ一ダンス値が小さくなるから、配線 81を通してコンデンサ A1内に進入したノイズは、広い周波数帯域に渡って等価容量 C1により配線 82 (負極側）にバイパスされ、電源装置 71側への進入が阻止される。

[0059] 図 3に示す等価回路における等価容量 C1は、図 4に示す梯子型回路における並列アドミッタンスの容量 Claを合成したものであり、並列アドミッタンスの数が多いほど、等価容量 C1は大きくなる。梯子型回路の並列アドミッタンスは、多孔質焼結体 10 の平面視の面積が増大するのに応じて増大し、かつ、厚みが薄くなるのに応じて増大するから、図 30に示す従来のコンデンサ Bの構造よりも容易に等価容量 C1を増大させること力 Sできる。

[0060] 従って、本実施形態に係るコンデンサ A1によれば、従来のコンデンサ Bに比して容易に等価容量 C1を増大させ、広い周波数帯域でノイズ除去特性を改善することができる。

[0061] 第 3に、多孔質焼結体 10が偏平な板状であることにより、ノイズ除去特性が更に改善される。

[0062] より具体的には、多孔質焼結体 10の厚みが薄いため、多孔質焼結体 10内をその厚み方向に流れる電流の導通経路の長さが短くなる。これにより、容量 Claは増大する一方、等価抵抗 R2aは小さくなるから、等価容量 C1は大きぐ等価抵抗 R2は小さくすることができる。従って、配線 81によって進入した交流電流であるノイズは配線 82側（負極側）にバイパスし易くなる。従って、広い周波数帯域でノイズを適切に除去することが可能である。

[0063] 第 4に、コンデンサ A1は、陰極プレート 30の構成により、機械的強度の高強度化が図られる。 [0064] より具体的には、図 2に示されるように、一対の金属プレートからなる陰極プレート 3 0は、板状の孔質焼結体 10を上下から挟むように設けられている。また、陰極プレート 30は、多孔質焼結体 10の上下面に対して、導電性樹脂 40により比較的強固に接合されている。従って、コンデンサ A1は、電気回路として主要な機能を果す多孔質結晶体 10の上下面が金属プレート 30により機械的に高い強度で保護れる。これにより、コンデンサ A1が電気的に逆接続されて過度な発熱を生じた場合においても、コンデンサ A1が大きく変形することを防止することが可能であり、封止樹脂 50に亀裂を生じることも IJすること力できる。

[0065] 多孔質焼結体 10内に誘電体層を形成するための処理においては、多孔質焼結体 10だけでなぐ陽極ワイヤ 11A， 11Bのうち多孔質焼結体 10内に進入している部分も、たとえばリン酸水溶液に浸漬する。陽極ワイヤ 11A， 11Bは、ニオブ製であることにより、その表面にも上記誘電体層が形成される。この後に、上記誘電体層を覆うように、固体電解質層が形成される。従って、陽極ワイヤ 1A, 11Bと上記固体電解質層とが直接導通することを適切に回避することができる。

[0066] 上記したように、コンデンサ A1は、従来技術によるコンデンサと比較して、広い周波数帯域におけるノイズ除去特性が優れている。このため、図 3に示された電気回路においては、従来よりも少ないコンデンサにより、ノイズ除去を改善することが可能である。従って、基板上のスペース効率の向上とコスト低減とを図ることができる。

[0067] 図 5—図 25は、本発明の他の実施形態に係る種々な固体電解コンデンサを示している。これらの図面においては、上記第 1実施形態と同一又は類似の要素には、当該第 1実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。

[0068] 図 5—図 9に示す 4つの実施形態と上記実施形態との相違点は、第 1及び第 2の陽極端子 l la， l ibの本数及び多孔質焼結体 10に対する配置である。なお、図 5 9 においては、陰極プレート、封止樹脂及び面実装用の端子を示していない。

[0069] 図 5に示された第 2実施形態においては、 4本の陽極ワイヤ 11A， 11Bを備えていることにより、一対ずつの第 1及び第 2の陽極端子 11a, l ibを備えている。一対の第 1の陽極端子 11aは、ともに多孔質焼結体 10の一方の側面 10aから突出するように設けられている。一対の陽極端子 l ibは、ともに反対の側面 10bから突出するように設けられている。

[0070] 本実施形態によれば、図 5の矢印で示すように、回路電流は、 2本の第 1の陽極端子 11aに分散して多孔質焼結体 10内に流れ込み、当該多孔質焼結体 10を介して、 2本の第 2の陽極端子 l ibに分散して外部に流出される。このため、第 1及び第 2の陽極端子 l la， l ibの 1本当たりの電流量を少なくすることができる。従って、第 1及び第 2の陽極端子 11a, l ibにおける発熱を抑制することが可能である。

[0071] また、図 6は、第 2実施形態のコンデンサ A1の等価回路である。この実施形態では、第 1及び第 2の陽極端子 l la， l ibのそれぞれが 2本ずつ設けられているために、コンデンサ A1の等価容量 C1を挟んだ両側の等価直列抵抗 R1及び等価直歹 ljインダクタンス L1は、等価直列抵抗 R1及び等価直歹インダクタンス L1の直列接続をそれぞれ 2個並列に接続したものとなる。

[0072] このため、図 2に示した実施形態に比較して、コンデンサ A1の等価容量 C1を挟んだ両側の等価直列抵抗 R1及び等価直歹インダクタンス L1は小さくなる。

[0073] 第 2実施形態のコンデンサ A1をデバイス 70への電源供給の安定化を目的として用レ、た場合は、等価容量 C1と第 1の陽極実装端子 23a又は第 2の陽極実装端子 23b との間の等価直列インダクタンス L1が小さくなるので、この等価直歹 IJインダクタンス L 1に基づく時定数が小さくなり、等価容量 C1から蓄積電荷がデバイス 70に供給される際の過渡応答特性の高速化を図ることができる。従って、高い周波数に対応して、高い応答性で大容量の電力供給を行なうことができる。

[0074] 図 7に示された第 3実施形態においては、第 1及び第 2の陽極端子 11a, l ibが、ともに一方の側面 10aから突出するように設けられている。

[0075] 第 3実施形態によれば、第 1及び第 2の陽極実装端子（図示略）が、一方の側面 10 a側に配置される。従って、コンデンサ A1を基板に搭載する場合、このコンデンサ A1 に対する配線 81をコンデンサ A2の一方の側面 10a側に形成することができる。従つて、配線 81がコンデンサ A1の周囲に実装される部品と不当に干渉することを避けて、当該配線 81を基板上に効率よく配置することができる。

[0076] 図 8に示す第 4実施形態においては、 1つの第 1の陽極端子 11aと、一対の第 2の陽極端子 l ibとが、一方の側面 10aから突出するように設けられている。これにより、等価容量 CIと第 2の陽極端子 l ibとの間の等価直歹 IJインダクタンス（以下、出力側の等価直歹 IJインダクタンスという。）を、等価容量 C1と第 1の陽極端子 11aとの間の等価直歹 IJインダクタンス（以下、入力側の等価直歹 IJインダクタンスという。）よりも小さくすること力 Sできる。

[0077] 第 4実施形態によれば、コンデンサ A1を電源装置への高周波ノイズ除去用に用いる場合は、高周波ノイズが入力される側を入力側の等価直歹 IJインダクタンスの高い第 1の陽極端子 11aとすることにより、高周波数帯域におけるノイズを適切に除去すること力できる。一方、コンデンサ A1を電力供給の安定化用に用いる場合は、等価容量 C1から蓄積電荷が出力される側を出力側の等価直歹 1Jインダクタンスの低い第 2の陽極端子 l ibとすることにより、電流を急激な立ち上がりで放出することが可能である。従って、高周波数帯域におけるノイズ除去特性の向上と、電力供給の高速応答化とを図るのに好適である。

[0078] 図 9に示された第 5実施形態においては、 1本の第 1の陽極端子 11aと、 3本の第 2 の陽極端子 l ibとを備えた構成とされている。第 1の陽極端子 11aは、 1つの側面 10 aから突出するように設けられている。 3本の第 2の陽極端子 l ibは、他の 3つの側面 10b, 10c, 10dからそれぞれ突出するように設けられている。

[0079] 第 5実施形態によれば、第 1の陽極端子 11aに電源装置を接続し、かつ 3本の第 2 の陽極端子 l ibのそれぞれを、 3つのデバイスに接続することにより、これら 3つのデバイスから発生するノイズが電源装置に進入するのを阻止することができる。 3本の第 2の陽極端子 l ibは、それぞれがほぼ直交し、かつ放射状に延びている。このため、 3本の第 2の陽極端子 l ibのそれぞれに接続されるデバイス 70を互いに干渉すること無く配置可能である。

[0080] 次に、本発明の第 6実施形態に係る固体電解コンデンサを、図 10及び図 11を参照しつつ説明する。

[0081] 第 6実施形態は、第 1実施形態（図 1一 3)における 2本の陽極ワイヤ 11A， 11Bに代えて 1本の陽極ワイヤ 12を設けたものである。陽極ワイヤ 12は多孔質焼結体 10を貫通するように設けられ、その両端部は、多孔質焼結体 10から突出している。これらの両端部が、第 1及び第 2の陽極端子 12a, 12bとなっている。 [0082] 図 11に示すように、陽極ワイヤ 12の第 1の陽極端子 12aは陽極リード部材 21aの接続部 22aに電気的及び機械的に接続され、陽極ワイヤ 12の第 2の陽極端子 12bは陽極リード部材 21bの接続部 22bに電気的及び機械的に接続されている。なお、図 11には、図 2と同様に、封止樹脂 50は示されていない。

[0083] 第 6実施形態によれば、多孔質焼結体 10は、内部に多数の微小な孔を有するため、比較的電気抵抗が大きいが、陽極ワイヤ 12は、中実な構造であるため、多孔質焼結体 10よりも電気抵抗を小さくすることができる。

[0084] 第 1実施形態（図 1一 3)では、多孔質焼結体 10の等価直列抵抗 R1が比較的高いので、等価直列抵抗 R1での電気的損失が大きいが、第 6実施形態によれば、 1本の陽極ワイヤ 12により第 1及び第 2の陽極端子 12a, 12b間の等価直列抵抗 R1が小さくなり、コンデンサ A1に入力される電流の大部分は陽極ワイヤ 12を通るので、コンデンサ A1内での電気的損失を小さくすることができる。また、多孔質焼結体 10内を流れる電流が小さくなるので、多孔質焼結体 10内での発熱を抑制することも可能である。

[0085] 図 12及び図 13は、本発明の第 7実施形態及び第 8実施形態に係る固体電解コンデンサを示している。これらの実施形態と第 6実施形態（図 10及び図 11)とは、第 1 及び第 2の陽極端子 12a, 12bの本数及びそれらの多孔質焼結体 10に対する配置が異なるのみである。

[0086] 図 12に示された第 7実施形態は、第 2実施形態（図 5)における 2組の陽極ワイヤ 1 1A, 11Bに代えてそれぞれ 1本の陽極ワイヤ 12を設けたものである。各陽極ワイヤ 1 2は多孔質焼結体 10を貫通するように設けられている。

[0087] 第 7実施形態によれば、図 6の等価回路において、各陽極ワイヤ 12の等価直流抵抗 R1を小さくすることができるので、第 1の陽極実装端子 23aと第 2の陽極実装端子 23bの間の等価直流抵抗（2本の陽極ワイヤ 12の等価直流抵抗 R1を合成した等価直流抵抗）を小さくすることができ、コンデンサ A1での電気的損失をさらに抑制すること力 Sできる。また、各陽極ワイヤ 12の等価直流インダクタンス L1を小さくすることができるので、第 1の陽極実装端子 23aと第 2の陽極実装端子 23bの間の等価直流ィンダクタンス（2本の陽極ワイヤ 12の等価直流インダクタンス L1を合成した等価直流インダクタンス）を小さくすることができ、電力供給の更なる高速応答化を図ることができる。

[0088] 図 13に示された第 8実施形態は、第 3実施形態（図 7)における陽極ワイヤ 11A, 1 1Bに代えて 1本の U字状に屈曲した陽極ワイヤ 12を設けたものである。陽極ワイヤ 1 2は多孔質焼結体 10を貫通するように設けられている。

[0089] 第 8実施形態によれば、第 3実施形態（図 7)に比して、 1本の陽極ワイヤ 12により第 1及び第 2の陽極端子 12a, 12b間の等価直流抵抗 R1が小さくなり、コンデンサ A1 に入力される電流の大部分は陽極ワイヤ 12を通るので、コンデンサ A1内での電気的損失を小さくすることができる。また、多孔質焼結体 10内を流れる電流が小さくなるので、多孔質焼結体 10内での発熱を抑制することも可能である。

[0090] 図 14に示すように、陽極ワイヤ 13A, 13Bは、図中の高さを多孔質焼結体 10の厚さよりも小さくする必要がある。第 9実施形態においては、陽極ワイヤ 13A, 13Bは、その高さに対して幅が広い。このため、陽極ワイヤ 13A, 13Bは、その断面積を大きくするのに有利である。従って、陽極ワイヤ 13A, 13Bの電気抵抗を小さくすることができ、電気的損失を抑制することができる。

[0091] 図 15は、本発明の第 10実施形態に係る固体電解コンデンサを示している。この実施形態に係るコンデンサは、偏平な板状の多孔質焼結体 10、及び偏平な断面を有する陽極ワイヤ 14を備えている。また、陽極ワイヤ 14が多孔質焼結体 10を貫通している。本実施形態によれば、 1本の陽極ワイヤ 14が多孔質焼結体 10を貫通しているので、第 9実施形態（図 14)に対して、更になる低抵抗化が可能になる。

[0092] 図 16に示された第 11実施形態においては、多孔質焼結体 15は、円柱形状であり、長手方向に離間した 2つの端面 15a, 15bを有している。第 1の陽極端子 11aは、一方の端面 15aに一部を嵌入させて設けられ、第 2の陽極端子 l ibは、他方の端面 15bに一部を嵌入させて設けられてレ、る。

[0093] 図 17に示す第 12実施形態においては、 1本の陽極ワイヤ 12が円柱形状の多孔質焼結体 15を貫通している。陽極ワイヤ 12を長くて、低抵抗化を図るのに好適である。なお、多孔質焼結体 15の形状としては、円柱形状に限らず、角柱形状など、一様な断面形状を有して一方向に延びる形状であればょレ、。 [0094] 次に、本発明の第 13実施形態に係る固体電解コンデンサについて、図 18及び図 19を参照しつつ説明する。

[0095] 図 18に示すように、第 13実施形態のコンデンサ A3は、 2つの陰極リード部材 31a, 31bを備えている。陰極リード部材 31a， 31bは、陽極リード部材 21と類似の形状を有し、一方の端部（図 18では上側の端部）が多孔質焼結体 10の下面に接着された陰極プレート 30に電気的に接続されている。陰極リード部材 31aの他方の端部 33a はコンデンサ A3を基板上に実装する際の接地ライン用の端子（以下、第 1の陰極実装端子 33aという。）を構成する。陰極リード部材 31bの他方の端部 33bはコンデンサ A3を基板上に実装する際の接地ライン用の端子 (以下、第 2の陰極実装端子 33bという。）を構成している。

[0096] 図 19に示される電気回路は、デバイス 70と電源装置 71とを接続する信号線上にコンデンサ A3を揷入したものである。同図の電気回路においては、コンデンサ A3は、デバイス 70から発生する不要なノイズが電源装置 71側に漏れることを抑制するために用いられている。

[0097] 第 1及び第 2の陰極実装端子 33a, 33bは、電源装置 71からデバイス 70への負極側の配線 82中に接続されている。これにより、陰極プレート 30は、配線 82において直列となるように接続されている。等価直歹 1Jインダクタンス L2は、図 18に示す陰極プレート 30及び陰極リード部材 31a, 3 lbのインダクタンス成分である。

[0098] 第 13実施形態は、実質的に、第 1実施形態のコンデンサ A1の図 3に示す等価回路における陽極と負極を逆にした関係である。従って、図 1一図 3に示す第 1実施形態と同様に、回路電流に含まれる高周波数帯域のノイズが適切に遮断され、高周波数帯域のノイズ除去特性の向上を図ることができる。

[0099] 図 20及び図 21は、本発明の第 14実施形態に係る固体電解コンデンサを示している。図 20に示されたコンデンサ A4は、第 1及び第 2の陽極実装端子 23a, 23bと、第 1及び第 2の陰極実装端子 33a, 33bとを備えている。

[0100] 第 14実施形態は、図 18に示す第 13実施形態おいて、多孔質焼結体 10の側面 10 bに陽極ワイヤ 11Bを追加し、この陽極ワイヤ 11Bの第 2の陽極端子 l ibに陽極リ一ド部材 2 lbを接続したものである。 [0101] 図 21は、このコンデンサ A4が用いられた電気回路を示している。図示された電気回路においては、正極側及び負極側の配線 81 , 82の全ての回路電流が、等価直列インダクタンス LI , L2を流れることとなる。従って、等価直歹 1Jインダクタンス LI , L2の双方により高周波数帯域のノイズが適切に遮断可能となり、高周波数帯域のノイズ除去特性をさらに向上させることができる。

[0102] 図 22—図 25は、本発明の第 15実施形態に係る固体電解コンデンサを示している。この実施形態に係るコンデンサ A5は、上記第 1一 14実施形態のコンデンサ A1— A4とは異なり、陰極 30を構成する一方の金属プレートが、金属ケース 30Aとされた構成となっている。その他の要素は、第 14実施形態に係るコンデンサ A4と同様である。

[0103] 図 22及び図 23によく表れているように、コンデンサ A5は、金属ケース 30Aを備えている。金属ケース 30Aの下方からは、第 1及び第 2の陽極実装端子 23a， 23bと、第 1及び第 2の陰極実装端子 33a, 33bとが延出している。

[0104] 図 24及び図 25によく表われているように、金属ケース 30Aと金属プレート 30Bとは、陰極 30を構成している。金属ケース 30A及び金属プレート 30Bは、多孔質焼結体 10を挟むように導電性樹脂 40により多孔質焼結体 10に接合されている。図 23に示すように、複数の陰極リード部材 32は、金属ケース 30Aと金属プレート 30Bとを導通させている。図 24に示すように、陽極ワイヤ 12は、その両端部が多孔質焼結体 10から突出するように設けられている。陽極ワイや 12の両端部は、第 1及び第 2の陽極端子 12a, 12bとなっている。第 1及び第 2の陽極端子 12a, 12bは、導体部材 21a, 21 bに電気的に導通している。金属ケース 30A内の空間部には、封入樹脂 51が充填されており、各部間の絶縁と外気の遮断とが図られている。

[0105] 第 15実施形態によれば、金属ケース 30Aと金属プレート 30Bとによりコンデンサ A 5が電気的にシールドされているので、コンデンサ A5の電気的特性が安定する。また金属ケース 30Aは、金属プレートよりも高剛性であるために、コンデンサ A5全体の高強度化を図るのに好適である。また、図 24及び図 25に示すように、封入樹脂 51が金属ケース 30Aにより覆われている。このため、たとえば全体を封止樹脂により覆つた構成と比較して、封入樹脂 51に亀裂が生じにくい。さらに、金属ケース 30Aは、封止樹脂よりも熱伝導性が高い。多孔質焼結体 10に発熱が生じた場合に、外気への放熱が促進される。これにより、コンデンサ A5の動作安定性が高められる。また、多孔質焼結体 10における許容電力損失を大きくすることができる。なお、金属ケース 3 OAの表面に、樹脂層を形成すれば、外部との絶縁をより確実なものとすることができる。

[0106] なお、本発明に係る固体電解コンデンサ、電気回路、及び実装構造は、上記実施形態に限定されるものではない。

[0107] 上記実施形態においては、陰極に接続された導体部材の一部が面実装用の陰極側の端子となっているが、本発明はこれに限定されなレ、。たとえば、陰極の一部が延出し、その端部が面実装用の陰極側の端子となっている構成とするなど、陰極と面実装用の端子とがー体とされた構成であっても良い。

[0108] 本発明に係る固体電解コンデンサの用途は、 CPUに代表される回路を対象としたノイズ除去や、電力供給の安定化のみに限定されず、たとえば DC— DCコンバータの出力平滑化や、ノくィパス回路のリップノレ除去などにも用いることができる。

Claims

請求の範囲

[1] 金属粒子又は導電性セラミック粒子の多孔質焼結体と、

上記多孔質焼結体内に一部が進入した陽極と、

上記陽極のうち上記多孔質焼結体から突出する部分により形成された第 1及び第 2 の陽極端子と、

上記多孔質焼結体の表面に形成された陰極と、

を備えており、

上記多孔質焼結体を上記第 1の陽極端子から上記第 2の陽極端子に向けて回路電流が流れる構成とされていることを特徴とする、固体電解コンデンサ。

[2] 上記陽極は、複数の陽極ワイヤからなる、請求項 1に記載の固体電解コンデンサ。

[3] 上記陽極は、両端部が上記多孔質焼結体から突出するように設けられた陽極ワイャからなり、

上記第 1及び第 2の陽極端子は、上記両端部により形成されている、請求項 1に記載の固体電解コンデンサ。

[4] 上記多孔質焼結体は、ニオブ粒子又は亜酸化ニオブ粒子からなる、請求項 1に記載の固体電解コンデンサ。

[5] 上記多孔質焼結体は、偏平な板状である、請求項 1に記載の固体電解コンデンサ

[6] 上記多孔質焼結体は、厚み方向に起立する一側面を有しており、

上記第 1及び第 2の陽極端子は、上記一側面から突出している、請求項 5に記載の固体電解コンデンサ。

[7] 上記多孔質焼結体は、厚み方向に起立する 2以上の側面を有しており、

上記第 1及び第 2の陽極端子は、互いに異なる上記側面から突出している、請求項 5に記載の固体電解コンデンサ。

[8] 上記陽極は、偏平な断面形状を有する、請求項 5に記載の固体電解コンデンサ。

[9] 上記多孔質焼結体は、円柱形状又は角柱形状である、請求項 1に記載の固体電解コンデンサ。

[10] 上記第 1の陽極端子は、上記第 2の陽極端子よりも等価直歹 IJインダクタンスが大きレ、、請求項 1に記載の固体電解コンデンサ。

[11] 上記陰極に導通する第 1及び第 2の陰極端子を備えており、上記陰極を上記第 1 の陰極端子から上記第 2の陰極端子に向けて回路電流が流れる構成とされている、請求項 1に記載の固体電解コンデンサ。

[12] 上記第 1の陰極端子は、上記第 2の陰極端子よりも等価直列インダクタンスが大きレ、、請求項 11に記載の固体電解コンデンサ。

[13] 上記陰極は、上記多孔質焼結体を挟む一対の金属部材を含む、請求項 1に記載の固体電解コンデンサ。

[14] 上記一対の金属部材の少なくとも一方は、上記多孔質焼結体を収容する金属ケースであ

る、請求項 13に記載の固体電解コンデンサ。

[15] 上記一対の金属部材と上記多孔質焼結体との間には、導電性材料が介在している

、請求項 13に記載の固体電解コンデンサ。

[16] 金属粒子又は導電性セラミック粒子の多孔質焼結体と、

上記多孔質焼結体内に一部が進入した陽極と、

上記多孔質焼結体の表面に形成された陰極と、

を備える固体電解コンデンサであって、

上記陰極に導通する第 1及び第 2の陰極端子を備えており、上記陰極を上記第 1 の陰極端子から上記第 2の陰極端子に向けて回路電流が流れる構成とされていることを特徴とする固体電解コンデンサ。

[17] 金属粒子又は導電性セラミック粒子の多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体内に一部が進入した陽極と、上記陽極により形成された第 1及び第 2の陽極端子陽極と、陰極とを備えた固体電解コンデンサが用いられており、

回路電流が上記第 1の陽極端子から上記第 2の陽極端子へと流れる構成とされていることを特徴とする、電気回路。