JP2008021772A - チップ形固体電解コンデンサ - Google Patents

Abstract

【課題】各種電子機器に使用されるチップ形固体電解コンデンサの更なる低ＥＳＬ化を図ることを提供することを目的とする。
【解決手段】対向する辺に略同形状、同面積の陽極電極部を突出して設けた陽極体を絶縁部により陽極電極部と陰極形成部に分離し、この陰極形成部に固体電解質層、陰極層を形成して陰極電極部を設けたコンデンサ素子１と、このコンデンサ素子１を複数個隣接配置して各陽極／陰極電極部に接合された陽極／陰極端子７、８と、この陽極／陰極端子７、８の一部を除いて複数のコンデンサ素子１を一体被覆した外装樹脂１０からなる構成により、コンデンサ素子１の状態で同一ライン上に陽極／陰極部を近接配置でき、かつ実装面となる下面の対向する各辺に陽極／陰極端子７、８が交互に近接配置されるため、陽極／陰極端子７、８間を流れる電流を互いに打ち消し合い、ＥＳＬを複数分の１に低減できる。
【選択図】図１

Description

本発明は各種電子機器に使用されるコンデンサの中で、導電性高分子を固体電解質に用いたチップ形固体電解コンデンサに関するものである。

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。

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。

図４（ａ）、（ｂ）は本発明者らが提案した、この種の従来のチップ形固体電解コンデンサの構成を示した斜視図と底面図、図５（ａ）〜（ｃ）は同チップ形固体電解コンデンサに使用される陰極リードフレームの斜視図、同陽極リードフレームの斜視図、同両リードフレームを重ね合わせた状態の斜視図である。

図４と図５において、１１はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１１は弁作用金属であるアルミニウム箔を粗面化して表面に誘電体酸化皮膜を形成した陽極体の所定の位置に絶縁性のレジスト部１１ａを設けて陽極電極部１１ｂと陰極形成部に分離し、この陰極形成部の誘電体酸化皮膜上に導電性高分子からなる固体電解質層、カーボンと銀ペーストからなる陰極層を順次積層形成して陰極電極部１１ｃを形成することにより構成されたものである。

１２は陽極リードフレームを示し、この陽極リードフレーム１２は上記コンデンサ素子１１の陽極電極部１１ｂが接合される陽極接合部１２ｂが平面部１２ａの一端に設けられると共に、実装用の陽極端子部１２ｃが下面に複数個設けられている。なお、この陽極端子部１２ｃは１枚の基材を折り曲げることにより平面部１２ａから実装面側に突出するように形成されたものである。

１３は陰極リードフレームを示し、この陰極リードフレーム１３は上記コンデンサ素子１１の陰極電極部１１ｃを搭載して接合すると共に上記陽極リードフレーム１２の平面部１２ａ上に図示しない絶縁層を介して載置される平面部１３ａ、ならびに実装用の陰極端子部１３ｂが下面に複数個設けられている。なお、この陰極端子部１３ｂは１枚の基材を折り曲げることにより平面部１３ａから実装面側に突出するように形成されたものである。また、１３ｃはコンデンサ素子１１の陰極電極部１１ｃを位置決め固定するために設けられたガイド壁である。また、上記図示しない絶縁層は、厚さが１０μｍ程度のポリイミドフィルム、あるいは樹脂を印刷することによって形成すれば良いものである。

１４は上記陽極端子部１２ｃと陰極端子部１３ｂの実装面が露呈する状態で複数のコンデンサ素子１１、陽極リードフレーム１２、陰極リードフレーム１３を一体に被覆した絶縁性の外装樹脂であり、図４（ａ）においては、内部構造を分かり易くするために、この外装樹脂１４を除いた状態で図示したものである。

このように構成された従来のチップ形固体電解コンデンサは、陰極リードフレーム１３に流れる電流の向きと反対方向に電流が流れるように陽極リードフレーム１２を重ね合わせて配置した構成により、お互いのリードフレームに流れる電流が打ち消し合うようになるためにＥＳＬを大幅に低減する（参考：２７０ｐＨ）ことができるようになるというものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００６−８０４２７号公報

しかしながら上記従来のチップ形固体電解コンデンサでは、従来品と比較してＥＳＬを大幅に低減することができるという効果は有するものの、更に高いレベルで要求される低ＥＳＬ化に対しては、更なる改良が必要であ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し、更なる低ＥＳＬ化を実現することが可能なチップ形固体電解コンデンサを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、表面に誘電体酸化皮膜層が形成されたアルミニウム箔からなる陽極体の所定の位置に絶縁部を設けて陽極電極部と陰極形成部に分離し、この陰極形成部に導電性高分子からなる固体電解質層、カーボンと銀ペーストからなる陰極層を順次積層形成することにより陰極電極部が形成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子の陽極電極部と陰極電極部を夫々上面に接合した陽極端子ならびに陰極端子と、この陽極端子ならびに陰極端子の少なくとも実装面となる底面を除いて上記コンデンサ素子と陽極端子ならびに陰極端子を一体に被覆した絶縁性の外装樹脂からなるチップ形固体電解コンデンサにおいて、上記陽極体として、少なくとも対向する辺に略同形状、同面積の陽極電極部を夫々突出して設けたものを用いてコンデンサ素子を構成し、かつ、このコンデンサ素子を同一面上に複数個隣接配置して外装樹脂で一体に被覆した構成にしたものである。

以上のように本発明によるチップ形固体電解コンデンサは、陽極体の少なくとも対向する辺に略同形状、同面積の陽極電極部を夫々突出して設けた構成により、コンデンサ素子の状態で同一ライン上またはこの近傍の極めて近接した位置に陽極部と陰極部を配置することができるようになり、このコンデンサ素子を陽極端子と陰極端子上に複数個隣接配置して接合することにより、実装面となる底面の対向する各辺に陽極端子と陰極端子が交互に近接配置された多端子構造を実現することができるようになるため、陽極端子／陰極端子間を流れる電流をお互いに打ち消し合って、ＥＳＬを大幅に低減することができるようになるばかりでなく、このように隣接配置された複数個のコンデンサ素子を外装樹脂で一体に被覆することにより、ＥＳＬを更に１／複数個に低減することができるようになるという効果が得られるものである。

（実施の形態）
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に全請求項に記載の発明について説明する。

図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施の形態によるチップ形固体電解コンデンサの構成を示した平面図と正面図と底面図と側面図、図２は同チップ形固体電解コンデンサに使用される陽極端子と陰極端子を示した平面図、図３（ａ）〜（ｄ）は同チップ形固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子の製造プロセスを示した製造工程図である。

図１〜図３において、１はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１は対向する辺に略同形状、同面積の陽極電極部２ａを夫々突出して設けたアルミニウム箔からなる陽極体２の表面に図示しない誘電体酸化皮膜層を形成した後に、所定の位置に絶縁性のレジスト部３を設けて陽極電極部２ａと陰極形成部４に分離し、この陰極形成部４の表面に導電性高分子からなる固体電解質層５ａ、カーボンと銀ペーストからなる陰極層５ｂを順次積層形成して陰極電極部６を形成することにより構成されたものである。

７は上記コンデンサ素子１の陽極電極部２ａを上面に接合した平板状の陽極端子、８はコンデンサ素子１の陰極電極部６を上面に接合した平板状の陰極端子であり、この陽極端子７と陰極端子８は１枚の基材９を打ち抜き加工することによって夫々が独立するように形成されると共に、コンデンサ素子１を２個隣接配置して接合できるように構成されているものである。また、上記陽極端子７と陽極電極部２ａの接合は抵抗溶接（溶接痕７ａ）で、陰極端子８と陰極電極部６の接合は図示しない導電性銀ペーストによって行われているものである。

１０はこのように同一面上に２個のコンデンサ素子１を隣接配置して接合した陽極端子７と陰極端子８の一部が夫々外表面に露呈する状態で２個のコンデンサ素子１を一体に被覆した絶縁性の外装樹脂（図１（ａ）においては、内部構造を分かり易くするために、この外装樹脂１０を除いた状態で図示している）であり、これにより面実装対応のチップ形固体電解コンデンサを構成したものである。

このように構成された本実施の形態によるチップ形固体電解コンデンサは、実装面となる底面の対向する各辺に陽極端子７と陰極端子８を交互に近接配置した多端子構造を実現することができるようになるため、陽極端子７／陰極端子８間を流れる電流をお互いに打ち消し合って、ＥＳＬを大幅に低減することができるようになるばかりでなく、このように構成されたコンデンサ素子を同一面上に２個隣接配置して外装樹脂で一体に被覆することにより、ＥＳＬを更に１／２に低減することができるようになるという格別の効果を奏するものであり、このチップ形固体電解コンデンサのＥＳＬを測定したところ３４ｐＨという低い値を示し、従来品（２７０ｐＨ）と比べてＥＳＬを大幅に低減することができるものである。

なお、本実施の形態においては、陽極端子７と陰極端子８上に近接配置して外装樹脂１０で一体に被覆するコンデンサ素子１の数は２個としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、３個以上であっても良いものであり、数を増やすにつれてＥＳＬも低下していくものである。

本発明によるチップ形固体電解コンデンサは、ＥＳＬを大きく低減することが可能になるという効果を有し、特に高周波応答性が要求される分野等として有用である。

（ａ）本発明の一実施の形態によるチップ形固体電解コンデンサの構成を示した平面図、（ｂ）同正面図、（ｃ）同底面図、（ｄ）同側面図 同チップ形固体電解コンデンサに使用される陽極端子と陰極端子を示した平面図 （ａ）〜（ｄ）同チップ形固体電解コンデンサに使用されるコンデンサ素子の製造プロセスを示した製造工程図 （ａ）従来のチップ形固体電解コンデンサの構成を示した斜視図、（ｂ）同底面図 （ａ）同チップ形固体電解コンデンサに使用される陰極リードフレームを示した斜視図、（ｂ）同陽極リードフレームを示した斜視図、（ｃ）同両リードフレームを重ね合わせた状態を示した斜視図

符号の説明

１ コンデンサ素子
２ 陽極体
２ａ 陽極電極部
３ レジスト部
４ 陰極形成部
５ａ 固体電解質層
５ｂ 陰極層
６ 陰極電極部
７ 陽極端子
７ａ 溶接痕
８ 陰極端子
９ 基材
１０ 外装樹脂

Claims (2)

1. 表面に誘電体酸化皮膜層が形成されたアルミニウム箔からなる陽極体の所定の位置に絶縁部を設けて陽極電極部と陰極形成部に分離し、この陰極形成部に導電性高分子からなる固体電解質層、カーボンと銀ペーストからなる陰極層を順次積層形成することにより陰極電極部が形成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子の陽極電極部と陰極電極部を夫々上面に接合した陽極端子ならびに陰極端子と、この陽極端子ならびに陰極端子の少なくとも実装面となる底面を除いて上記コンデンサ素子と陽極端子ならびに陰極端子を一体に被覆した絶縁性の外装樹脂からなるチップ形固体電解コンデンサにおいて、上記陽極体として、少なくとも対向する辺に略同形状、同面積の陽極電極部を夫々突出して設けたものを用いてコンデンサ素子を構成し、かつ、このコンデンサ素子を同一面上に複数個隣接配置して外装樹脂で一体に被覆したチップ形固体電解コンデンサ。
2. 陽極体の対向する辺に夫々突出して設けた陽極電極部が、各辺の対角位置となる一端部に夫々非対称に突出して設けられた請求項１に記載のチップ形固体電解コンデンサ。

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