TWI404095B - 晶片型固態電解電容器 - Google Patents

Description

晶片型固態電解電容器 技術領域

本發明涉及用於各種電子設備的電容器，涉及將導電性高分子用於固態電介質的晶片型固態電解電容器。

背景技術

伴隨電子設備的高頻化，作為電子零件之一的電容器目前也被要求在高頻區域的阻抗特性優良。對應該要求，對將導電性高的導電性高分子用於固態電介質的固態電解電容器進行了各種探討。

另外，近年來，對圍繞筆記本電腦的CPU等使用的固態電解電容器強烈要求小型大容量化。另外，對應電路的高頻化，不僅要求電容器低ESR(等價串聯電阻)化，而且還要求雜訊除去和瞬態回應性優良，並且要求低ESL(等價串聯電感)。

第10A圖~第10C圖表示現有的晶片型固態電解電容器的結構。第10A圖是電容元件層積體的剖面圖，第10B圖是表示內部結構的立體圖，第10C圖是表示外觀的立體圖。各電容元件13具有陽極電極14、固態電介質層15以及陰極電極16。陽極電極14通過將閥作用金屬箔粗面化，在表面形成電介質氧化膜而構成。在陽極電極14的規定位置設有未圖示的絕緣部，以分離成陽極部和陰極部。在該陰極部的電介質氧化膜上順序層積形成由導電性高分子構成的固態電介質層15、陰極電極16。層積了多片電容元件13的狀態的物質被稱為電容元件層積體(以下稱為層積體)17。

陽極端子18具有與層積體17的陽極電極14接合的陽極電極連接部18A。陰極端子19具有與層積體17的陰極電極16接合的陰極電極連接部19A。外包裝樹脂21覆蓋層積體17和陽極電極連接部18A、陰極電極連接部19A。

這樣構成的現有的晶片型固態電解電容器在同一面設有陽極端子18和陰極端子19，且其間隔為0.2~2.0mm這樣近接配置。由此，對該晶片型固態電解電容器進行充電時的電流在經由陽極端子18、陽極電極連接部18A、層積體17、陰極電極連接部19A、陰極端子19的回路中流動。因此，回路面積減少，其結果使ESL減小到例如580pH程度。這種晶片型固態電解電容器例如公開於特開2004－95816號公報。

這樣，在現有的晶片型固態電解電容器中，通過在同一面近接配置陽極端子18和陰極端子19而減小ESL。但是，為滿足近年來市場的要求，而要求進一步低ESL化。

發明概要

本發明是為解決上述現有課題而研發的，其目的在於，提供可實現進一步低ESL化的晶片型固態電解電容器。本發明的晶片型固態電解電容器包括：具有陽極部和陰極部的電容元件、陽極引線架、陰極引線架、外包裝樹脂。陽極引線架具有平面部、陽極接合部、安裝用陽極端子部。陽極接合部設於平面部的一端，接合電容元件的陽極部。陽極端子部相對於平面部設於陽極接合部的相反側。陰極引線架具有平面部和安裝用陰極端子部。平面部搭載電容元件的陰極部而與陰極部接合，並且絕緣載置於陽極引線架的平面部上。陰極端子部相對於平面部設於陽極端子部的同側。外包裝樹脂具有安裝面，在使陽極端子部和陰極端子部露出安裝面的狀態下，至少覆蓋電容元件。在本發明的晶片型固態電解電容器中，陰極引線架和陽極引線架被重疊配置，以使其中流過的電流的方向互成反向。因此，由於流過相互的引線架的電流產生的電磁效應被抵消，故ESL大幅降低。

圖式簡單說明

第1A圖是表示本發明第一實施例的晶片型固態電解電容器的結構的立體圖；第1B圖是本發明第一實施例的晶片型固態電解電容器的底面圖；第1C圖是用於第1A圖所示的晶片型固態電解電容器的電容元件的局部剖開立體圖；第2A圖是表示第1A圖的結構的陰極引線架的立體圖；第2B圖是表示第1A圖的結構的陽極引線架的立體圖；第2C圖是重疊第2A圖、第2B圖所示的兩個引線架的狀態的立體圖；第3A圖是表示本發明第二實施例的晶片型固態電解電容器的結構的立體圖；第3B圖是本發明第二實施例的晶片型固態電解電容器的底面圖；第4A圖是表示第3A圖的結構的陰極引線架的立體圖；第4B圖是表示第3A圖的結構的陽極引線架的立體圖；第4C圖是重疊第4A圖、第4B圖所示的兩個引線架的狀態的立體圖；第5圖是表示本發明第二實施例的晶片型固態電解電容器的其他結構的底面圖；第6A圖是表示本發明第三實施例的晶片型固態電解電容器的結構的側面圖；第6B圖是第6A圖所示的晶片型固態電解電容器的底面圖；第7圖是表示本發明第三實施例的晶片型固態電解電容器的其他例的底面圖；第8圖是表示本發明第四實施例的晶片型固態電解電容器的結構的底面圖；第9A圖是表示本發明第四實施例的晶片型固態電解電容器的其他結構的側面圖；第9B圖是第9A圖所示的晶片型固態電解電容器的底面圖；第10A圖是表示現有的晶片型固態電解電容器的結構的電容元件層積體的剖面圖；第10B圖是表示現有的晶片型固態電解電容器的內部結構的立體圖；第10C圖是表示現有的晶片型固態電解電容器的外觀的立體圖。

具體實施方式

下面，參照附圖說明本發明的實施例。另外，在各實施例中，相同的結構使用相同的參照符號進行說明，省略詳細的說明。

第一實施例

第1A圖、第1B圖是表示本發明第一實施例的晶片型固態電解電容器的結構的立體圖和底面圖。另外，第1A圖中省略外包裝樹脂4進行表示。第1C圖是用於第1A圖所示的晶片型固態電解電容器的電容元件的局部剖開立體圖；第2A圖~第2C圖分別是，用於該晶片型固態電解電容器的陰極引線架的立體圖、陽極引線架的立體圖、重疊兩個引線架的狀態的立體圖。

各電容元件1由作為閥作用金屬的鋁箔構成，具有在粗面化後在表面形成有電介質氧化膜31的陽極體30。在陽極體30的規定位置設有絕緣部32，以分離成陽極部1A和陰極部1B。在陰極部1B的電介質氧化膜31上順序層積形成由導電性高分子構成的固態電介質層33、由碳和銀膏構成的陰極層34。

陽極引線架2在作為第一平面部的平面部2A一端具有接合電容元件1的陽極部1A的陽極接合部2B。另外，在下面具有多個安裝用陽極端子部2C。陽極端子部2C通過彎曲基材，使其從平面部2A向作為安裝面的外包裝樹脂4的下面4A側突出而形成。這樣，陽極接合部2B和陽極端子部2C關於平面部2A相互設於相反側。

陰極引線架3具有：作為第二平面部的平面部3A、安裝用陰極端子部3B以及導向壁3C。平面部3A搭載並接合電容元件1的陰極部1B。另外，平面部3A介由設於陽極引線架2的平面部2A上的未圖示的絕緣層而載置於平面部2A上。即，平面部2A與平面部3A絕緣。該絕緣層可通過印刷厚度10μm程度的聚醯亞胺薄膜或樹脂而形成。在下面設有多個陰極端子部3B。另外，陰極端子部3B如下形成，通過彎曲基材，端面以U字形的彎曲形狀從平面部3A向下面4A側突出。即，陰極端子部3B相對於陽極端子部2C和平面部3A設於同一側。導向壁3C為將電容元件1的陰極部1B定位，而設於平面部3A的上面。另外，導向壁3C也可以與陰極部1B固定。這樣，陰極端子部3B和導向壁3C關於平面部3A相互設於相反側。

絕緣性外包裝樹脂4在使陽極端子部2C和陰極端子部3B露出安裝面的狀態下，將電容元件1、陽極引線架2以及陰極引線架3一體覆蓋。即，外包裝樹脂4至少覆蓋電容元件1。

其次，說明本實施例的晶片型固態電解電容器的製作方法。首先，在陰極引線架3的平面部3A上載置電容元件1的陰極部1B，通過導電性黏接劑將電容元件1和陰極引線架3電氣、機械地接合。另外，此時電容元件也可以為一片，也可以如第1A圖所示層積多片使用。另外，在該情況，通過導向壁3C決定電容元件1的位置，但優選穩定地形成晶片型固態電解電容器整體的形狀。特別是在使用多片電容元件1時優選。在其他方法中，在進行電容元件1的定位時，也可以不特別設置導向壁3C。另外，也可以利用導電性黏接劑將導向壁3C與電容元件1的陰極部1B接合。

其次，介由未圖示的絕緣層在陽極引線架2的平面部2A上重疊載置平面部3A。然後，將從陰極引線架3突出的陽極部1A載置於陽極引線架2上設置的陽極接合部2B上。然後，通過將陽極接合部2B彎曲而夾入陽極部1A，在該狀態下進行雷射焊接。這樣，將陽極引線架2與電容元件1的陽極部1A電氣、機械地接合。

最後，在陽極端子部2C和陰極端子3B露出安裝面的狀態下，利用絕緣性外包裝樹脂4將電容元件1、陽極引線架2以及陰極引線架3一體覆蓋。這樣，製造本實施例的晶片型固態電解電容器。

在上述這樣構成的本實施例的晶片型固態電解電容器中，將陰極引線架3和陽極引線架2重疊配置。而且，使流過陰極引線架3的電流的方向與流過陽極引線架2的電流的方向相互相反。通過這樣的結構，由於將在相互的引線架中流動的電流產生的電磁效應抵消，故大幅降低ESL。利用上述結構構成與背景技術中說明的電容器同容量的電容器，測定ESL時，表示271pH這樣低的值，ESL降低約53%。

另外，為利用這種結構得到大大降低ESL的效果，理想的是平面部2A和平面部3A實質上為相同形狀，且實質上為相同面積。另外，最好將陽極端子部2C和陰極端子部3B的各安裝面在同一面近接配置。由此，減小ESL。

另外，優選將陽極端子部2C、陰極端子部3B中的至少一方設置多個。在第二實施例中詳述該效果。

第二實施例

第3A圖、第3B圖分別是表示本發明第二實施例的晶片型固態電解電容器的結構的立體圖和底面圖。另外，第3A圖中省略圖示外包裝樹脂4進行表示。第4A圖~第4C圖分別是，用於該晶片型固態電解電容器的陰極引線架的立體圖、陽極引線架的立體圖、將兩引線架重疊的狀態的立體圖。本實施例的晶片型固態電解電容器與第一實施例中說明的晶片型固態電解電容器相比，陽極引線架的陽極端子部和陰極引線架的陰極端子部局部有所不同。除此之外的結構與第一實施例相同。

陽極引線架5在相對於作為第一平面部的平面部5A的相互相反側具有陽極接合部5B和安裝用陽極端子部5C。陽極接合部5B設於平面部5A的一端，與電容元件1的陽極部1A接合。陽極端子部5C與第一實施例相同，在下面設有多個。本實施例的陽極端子部5C通過蝕刻除陽極端子部5C以外的基材而與平面部5A一起形成。即，陽極端子部5C是從平面部5A向作為安裝面的下面4A側突出的壁厚部。這樣，陽極端子部5C從平面部5A向安裝面側突出。

陰極引線架6具有：作為第二平面部的平面部6A、安裝用的多個陰極端子部6B以及導向壁6C。平面部6A、導向壁6C與第一實施例的平面部3A、導向壁3C相同。即，平面部6A搭載並接合電容元件1的陰極部1B。另外，平面部6A介由設於陽極引線架5的平面部5A上的未圖示的絕緣層載置於平面部5A上。導向壁6C為將電容元件1的陰極部1B定位固定，而設於平面部6A的上面側。陰極端子部6B通過蝕刻除陰極端子部6B以外的基材而與平面部6A一起形成。即，陰極端子部6B是從平面部6A向作為安裝面的下面4A側突出的壁厚部。

這樣構成的本實施例的晶片型固態電解電容器的ESL表示248pH這樣低的值。即，在本實施例的晶片型固態電解電容器中，與第一實施例的晶片型固態電解電容器相同，大大地降低ESL。另外，通過蝕刻各基材而形成陽極端子部5C和陰極端子部6B，由此，與第一實施例相比，這些端子部的尺寸精度好，且組裝工序簡單。

另外，在本實施例中，陽極端子部5C、陰極端子部6B通過蝕刻基材而形成，從平面部5A、6A向安裝面側突出這樣構成。但是，本發明不限於此。也可以使用衝壓加工代替蝕刻，形成作為壁厚部的這些端子部5C、6B。另外，在本實施例中，也可以利用壁厚部形成陽極端子部5C、陰極端子部6B二者，但也可以利用壁厚部形成任意一方，與第一實施例同樣地由彎曲部形成另一方。

另外，陽極端子部5C、陰極端子部6B的數量越多越好。第5圖是本實施例的其他晶片型固態電解電容器的底面圖。在這樣構成的晶片型固態電解電容器中，盡可能地近接配置陽極端子部5C和陰極端子部6B。這樣，通過增加端子數，縮短流過電流的距離，由此，形成更低的ESL。但是，陽極端子部5C和陰極端子部6B的間隔需要設為大於或等於0.06mm。

這樣，增加陽極端子部和陰極端子部，盡可能將其近接配置的結構也可以適用於第一實施例的結構。

第三實施例

第6A圖、第6B圖分別是表示本發明第三實施例的晶片型固態電解電容器的結構的側面圖和底面圖。形成於未圖示的陽極引線架上的陽極端子部9和形成於未圖示的陰極引線架上的陰極端子部10在作為安裝面的外包裝樹脂4的下面4A和側面4B構成同一面而露出。即，陽極端子部9和陰極端子部10中至少其一部分與側面4B處於同一平面上。

在本實施例的晶片型固態電解電容器中，在第一實施例、第二實施例的任一例中，除使陽極端子部和陰極端子部露出到外包裝樹脂4的下面4A和側面4B之外，其他結構相同。在將這些晶片型固態電解電容器安裝到未圖示的襯底上時，容易確認角焊縫。

另外，如第7圖的底面圖所示，即使使用第二實施例的第5圖說明的端子數多的結構，也可以得到相同的效果。

第四實施例

第8圖是表示本發明第四實施例的晶片型固態電解電容器的結構的底面圖。形成於未圖示的陽極引線架上的陽極端子部11和形成於未圖示的陰極引線架上的陰極端子部12中的至少一部分從作為安裝面的外包裝樹脂4的下面4A向側面4B側外方突出這樣構成。除此之外的結構與第三實施例相同。

通過這樣的結構，與第三實施例相同，在將該晶片型固態電解電容器安裝到未圖示的襯底上時，可容易地從上面確認角焊縫。

第9A圖、第9B圖分別是表示本實施例的晶片型固態電解電容器的其他結構的側面圖和底面圖。在該結構中，第8圖中從外包裝樹脂4的下面4A向外側突出這樣形成的陽極端子部11和陰極端子部12沿外包裝樹脂4的側面4B向上彎曲。通過這樣的結構，在將該晶片型固態電解電容器安裝到未圖示的襯底上時，容易形成角焊縫，同時可容易從上面確認角焊縫。

另外，圖中未圖示，但優選將沿外包裝樹脂4的側面4B向上彎曲的陽極端子部11和陰極端子部12分別嵌入的凹部設於外包裝樹脂4的側面4B上。由此，將本實施例的晶片型固態電解電容器小型化。

如上所述，在本發明的晶片型固態電解電容器中，將陰極引線架和陽極引線架重疊配置，以相互沿相反方向流過電流。通過該結構，由於將在相互的引線架中流動的電流產生的電磁效應抵消，故使ESL大幅降低。該晶片型固態電解電容器特別對要求高頻應答性的用途有用。

1．．．電容元件

1A．．．陽極部

1B．．．陰極部

2．．．陽極引線架

2A．．．平面部

2B．．．陽極接合部

2C．．．陽極端子部

3．．．陰極引線架

3A．．．平面部

3B．．．陰極端子部

3C．．．導向壁

4．．．外包裝樹脂

4A．．．安裝面的下面

4B．．．側面

5．．．陽極引線架

5A．．．平面部

5B．．．陽極接合部

5C．．．陽極端子部

6．．．陰極引線架

6A．．．平面部

6B．．．陰極端子部

6C．．．導向壁

9．．．陽極端子部

10．．．陰極端子部

11．．．陽極端子部

12．．．陰極端子部

13．．．電容元件

14．．．陽極電極

15．．．固態電介質層

16．．．陰極電極

17．．．層積體

18．．．陽極端子

18A．．．陽極電極連接部

19．．．陰極端子

19A．．．陰極電極連接部

21．．．外包裝樹脂

30．．．陽極體

31．．．電介質氧化膜

32．．．絕緣部

33．．．固態電介質層

34．．．陰極層

第1A圖是表示本發明第一實施例的晶片型固態電解電容器的結構的立體圖；第1B圖是本發明第一實施例的晶片型固態電解電容器的底面圖；第1C圖是用於第1A圖所示的晶片型固態電解電容器的電容元件的局部剖開立體圖；第2A圖是表示第1A圖的結構的陰極引線架的立體圖；第2B圖是表示第1A圖的結構的陽極引線架的立體圖；第2C圖是重疊第2A圖、第2B圖所示的兩個引線架的狀態的立體圖；第3A圖是表示本發明第二實施例的晶片型固態電解電容器的結構的立體圖；第3B圖是本發明第二實施例的晶片型固態電解電容器的底面圖；第4A圖是表示第3A圖的結構的陰極引線架的立體圖；第4B圖是表示第3A圖的結構的陽極引線架的立體圖；第4C圖是重疊第4A圖、第4B圖所示的兩個引線架的狀態的立體圖；第5圖是表示本發明第二實施例的晶片型固態電解電容器的其他結構的底面圖；第6A圖是表示本發明第三實施例的晶片型固態電解電容器的結構的側面圖；第6B圖是第6A圖所示的晶片型固態電解電容器的底面圖；第7圖是表示本發明第三實施例的晶片型固態電解電容器的其他例的底面圖；第8圖是表示本發明第四實施例的晶片型固態電解電容器的結構的底面圖；第9A圖是表示本發明第四實施例的晶片型固態電解電容器的其他結構的側面圖；第9B圖是第9A圖所示的晶片型固態電解電容器的底面圖；第10A圖是表示現有的晶片型固態電解電容器的結構的電容元件層積體的剖面圖；第10B圖是表示現有的晶片型固態電解電容器的內部結構的立體圖；第10C圖是表示現有的晶片型固態電解電容器的外觀的立體圖。

1．．．電容元件

1A．．．陽極部

1B．．．陰極部

2．．．陽極引線架

2A．．．平面部

2B．．．陽極接合部

2C．．．陽極端子部

3．．．陰極引線架

3A．．．平面部

3B．．．陰極端子部

Claims (17)

1. 一種晶片型固態電解電容器，包含：電容元件，其具有陽極部和陰極部；陽極引線架，其具有第一平面部、設於所述第一平面部的一端並且接合所述陽極部的陽極接合部、相對於所述第一平面部而設於所述陽極接合部相反側的安裝用陽極端子部；陰極引線架，其具有搭載所述陰極部而與所述陰極部接合，並且與第一平面部絕緣而載置於在所述第一平面部上的第二平面部、相對於所述第二平面部設於所述陽極端子部的同側的安裝用陰極端子部；及絕緣性外包裝樹脂，其具有安裝面，在使所述陽極端子部和所述陰極端子部露出所述安裝面上的狀態下，至少覆蓋所述電容元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述的晶片型固態電解電容器，其中所述第一平面部和所述第二平面部實質上為相同形狀，且實質上為相同面積。
3. 如申請專利範圍第1項所述的晶片型固態電解電容器，其中將所述陽極端子部和所述陰極端子部相鄰配置，且將所述陽極端子部和所述陰極端子部的各安裝面配置於同一面上。
4. 如申請專利範圍第1項所述的晶片型固態電解電容器，其中所述陽極端子部是多個陽極端子部的一個。
5. 如申請專利範圍第1項所述的晶片型固態電解電容器，其中所述陰極端子部是多個陰極端子部的一個。
6. 如申請專利範圍第1項所述的晶片型固態電解電容器，其中所述陽極端子部如下形成：其端面以U字形的彎曲形狀從所述第一平面部向所述安裝面側突出。
7. 如申請專利範圍第1項所述的晶片型固態電解電容器，其中所述陰極端子部如下形成：其端面以U字形的彎曲形狀從所述第二平面部向所述安裝面側突出。
8. 如申請專利範圍第1項所述的晶片型固態電解電容器，其中所述陽極端子部是從所述第一平面部向所述安裝面側突出的壁厚部。
9. 如申請專利範圍第1項所述的晶片型固態電解電容器，其中所述陰極端子部是從所述第二平面部向所述安裝面側突出的壁厚部。
10. 如申請專利範圍第1項所述的晶片型固態電解電容器，其中所述陰極引線架還具有用於定位所述陰極部的導向壁，其在所述第二平面部的周邊，相對於所述第二平面部設於所述陰極端子部的相反側。
11. 如申請專利範圍第10項所述的晶片型固態電解電容器，其中將所述導向壁和所述陰極部固定。
12. 如申請專利範圍第11項所述的晶片型固態電解電容器，其中介由導電性黏接劑將所述導向壁和所述陰極部接合。
13. 如申請專利範圍第1項所述的晶片型固態電解電容器，其中所述外包裝樹脂具有與所述安裝面鄰接的側面，所述陽極端子部的至少一部分和所述陰極端子部的至少一部分中的至少任一個與所述側面處於同一面上。
14. 如申請專利範圍第1項所述的晶片型固態電解電容器，其中所述外包裝部具有與所述安裝面鄰接的側面，所述陽極端子部的至少一部分和所述陰極端子部的至少一部分中的至少任一個從所述安裝面向所述側面側外側突出。
15. 如申請專利範圍第14項所述的晶片型固態電解電容器，其中所述陽極端子部和所述陰極端子部中的至少任一個的從所述安裝面向所述側面側外側突出的部分沿所述側面彎曲。
16. 如申請專利範圍15所述的晶片型固態電解電容器，其中所述外包裝樹脂在所述側面設有凹部，該凹部中嵌入所述陽極端子部和所述陰極端子部中至少任一個的從所述安裝面向所述側面側的外側突出且沿所述側面彎曲的部分。
17. 如申請專利範圍第1項所述的晶片型固態電解電容器，其中所述電容元件具有：陽極體，其由表面被粗面化的閥作用金屬構成；電介質氧化膜，其設於所述陽極體上；絕緣部，其設於所述陽極體上，將所述陽極體分離成所述陽極部和所述陰極部；固態電介質層，其由設於所述電介質氧化膜上的導電性高分子構成；陰極層，其設於所述固態電介質層上。