JP2009010067A - Chip type solid electrolytic capacitor - Google Patents
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Abstract
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、かつ、面実装対応にしたチップ形固体電解コンデンサに関するものである。 The present invention relates to a chip-type solid electrolytic capacitor in which a conductive polymer is used as a solid electrolyte among capacitors used in various electronic devices and is adapted for surface mounting.
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。 Along with the increase in frequency of electronic equipment, capacitors that are one of the electronic components have been required to have better impedance characteristics in the high frequency range than before. Various solid electrolytic capacitors using a highly conductive polymer as a solid electrolyte have been studied.
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。 In recent years, a solid electrolytic capacitor used around a CPU of a personal computer has been strongly demanded to have a small size and a large capacity. Further, not only a low ESR (equivalent series resistance) is reduced in response to a higher frequency but also a noise. There is a strong demand for low ESL (equivalent series inductance) excellent in removal and transient response, and various studies have been made to meet such demand.
図6(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7(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。 FIGS. 6A and 6B are a perspective view and a bottom view showing the structure of this type of conventional chip-type solid electrolytic capacitor proposed by the present inventors, and FIGS. 7A to 7C are the same. 1 is a perspective view of a cathode lead frame used in a chip-type solid electrolytic capacitor, a perspective view of the anode lead frame, and a perspective view of a state in which the two lead frames are superposed.
図6と図7において、21はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子21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21aを設けて陽極電極部21b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、カーボン層と銀ペースト層からなる陰極層を順次積層形成して陰極電極部21cを形成することにより構成されたものである。
6 and 7,
22は陽極リードフレームを示し、この陽極リードフレーム22は上記コンデンサ素子21の陽極電極部21bが接合される陽極接合部22bが平面部22aの一端に設けられると共に、実装用の陽極端子部22cが下面に複数個設けられている。なお、この陽極端子部22cは1枚の基材を折り曲げることにより平面部22aから実装面側に突出するように形成されたものである。
23は陰極リードフレームを示し、この陰極リードフレーム23は上記コンデンサ素子21の陰極電極部21cを搭載して接合すると共に上記陽極リードフレーム22の平面部22a上に図示しない絶縁層を介して載置される平面部23a、ならびに実装用の陰極端子部23bが下面に複数個設けられている。なお、この陰極端子部23bは1枚の基材を折り曲げることにより平面部23a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、23cはコンデンサ素子21の陰極電極部21c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。
24は上記陽極端子部22cと陰極端子部23bの実装面が露呈する状態で複数のコンデンサ素子21、陽極リードフレーム22、陰極リードフレーム23を一体に被覆した絶縁性の外装樹脂であり、図6(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24を除いた状態で図示したものである。
Reference numeral 24 denotes an insulating exterior resin that integrally covers the plurality of
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23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22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(特許文献1)。
The conventional chip-type solid electrolytic capacitor configured as described above has a structure in which the
また、図8は従来の電解コンデンサの他の例を示した斜視図、図9は同分解斜視図であり、図8と図9において、30は電解コンデンサであり、この電解コンデンサ30は、基板31上にコンデンサ素子32及びコンデンサ素子33からなる積層体34が搭載された構成のものである。
FIG. 8 is a perspective view showing another example of a conventional electrolytic capacitor, FIG. 9 is an exploded perspective view thereof, and in FIGS. 8 and 9, 30 is an electrolytic capacitor. In this configuration, a laminated body 34 including a capacitor element 32 and a
上記コンデンサ素子32は平面視長方形の薄板形状の陰極端子32aを有し、この陰極端子32aの一辺から陽極端子32bが引き出され、この陽極端子32bはこれが形成されている陰極端子32aの辺の中央から端部までの領域に形成されているものであり、コンデンサ素子33も同様に構成されているものである。
The capacitor element 32 has a thin plate-
そして、このように構成されたコンデンサ素子32とコンデンサ素子33を図9に示すように配置して陰極端子32aと陰極端子33aを導電性接着剤を介して接続した積層体34を構成し、この積層体34を基板31上に搭載して陰極端子32aと基板31に設けられた陰極接続部31aを導電性接着剤で接続すると共に、積層体34の陽極端子32b及び陽極端子33bを基板31に設けられた陽極接続部31bに溶接又はカシメにより接続するようにしたものである。
And the capacitor | condenser element 32 and the capacitor |
このような構成にすることにより、陽極端子32bと陽極端子33bが重なり合わないようになるため、基板31上にコンデンサ素子32及びコンデンサ素子33の2層が積層されているにもかかわらず、基板31の陽極接続部31bに接続されている陽極端子は実質的に1層となるため、上記溶接やカシメを極めて容易に行うことができると共に、良好な接続が得られるというものであった(特許文献2)。
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。 However, although the conventional chip-type solid electrolytic capacitor has the effect that the ESL can be greatly reduced as compared with the conventional product, it is further improved for the low ESL required at a higher level. There was a problem that it was necessary.
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。 An object of the present invention is to provide a chip-type solid electrolytic capacitor capable of solving such a conventional problem and realizing further reduction in ESL.
上記課題を解決するために本発明は、矩形状の陰極電極部と、この陰極電極部の対向する長辺側の異なる一端に夫々突出して設けられた一対の陽極電極部を有した板状の素子を陽極電極部が交互に相反する方向に配置されるようにして複数枚積層することにより、上面視、中央に陰極電極部を、両端に陽極電極部を配置した素子積層体と、この素子積層体の中央に位置する陰極電極部を上面に接合した陰極端子と、同両端に位置する陽極電極部を上面に接合した一対の陽極端子と、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部分を除いて上記素子積層体ならびに陽極端子と陰極端子を一体に被覆した絶縁性の外装樹脂からなる構成にしたものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a plate-like electrode having a rectangular cathode electrode part and a pair of anode electrode parts provided to protrude from different ends on opposite long sides of the cathode electrode part. By laminating a plurality of elements so that the anode electrode portions are alternately arranged in opposite directions, the element laminate in which the cathode electrode portion is arranged in the center and the anode electrode portions are arranged at both ends in the top view, and this element A cathode terminal in which the cathode electrode portion located in the center of the laminate is joined to the upper surface, a pair of anode terminals in which the anode electrode portions located at both ends are joined to the upper surface, and at least a mounting surface of the anode terminal and the cathode terminal Except for the portion, the element laminate and the insulating exterior resin in which the anode terminal and the cathode terminal are integrally coated are used.
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、矩形状の陰極電極部の対向する長辺側の異なる一端に陽極電極部を設けた板状の素子を複数枚積層した素子積層体の中央に陰極電極部を、両端に陽極電極部を配置した構成により、素子の同一ライン上の近接した位置に配置された陽極電極部と陰極電極部間を流れる電流経路を極めて短くし、かつ、打ち消し合うことができるようになるために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、素子を電流が流れる方向と交差する方向を長くした矩形状にした構成により、ESLを更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。 As described above, the chip-type solid electrolytic capacitor according to the present invention has a center of an element laminate in which a plurality of plate-like elements each having an anode electrode portion provided at different ends on opposite long sides of a rectangular cathode electrode portion are laminated. The cathode electrode part is arranged at both ends, and the anode electrode part is arranged at both ends, so that the current path flowing between the anode electrode part and the cathode electrode part arranged close to each other on the same line of the element is extremely shortened and canceled out. In addition to being able to greatly reduce the ESL to be able to match, the ESL can be further reduced by the configuration in which the element has a rectangular shape in which the direction intersecting the direction of current flow is elongated. It is possible to obtain the effect of being able to do so.
また、陽極電極部が交互に相反する方向に配置されるようにして素子を複数枚積層した構成により、陽極端子と接合される陽極電極部の枚数を半減することができるため、接合の作業性と信頼性を向上させることができるという効果も得られるものである。 In addition, the configuration in which a plurality of elements are stacked so that the anode electrode portions are alternately arranged in opposite directions can reduce the number of anode electrode portions joined to the anode terminal by half, so that the joining workability The effect that the reliability can be improved is also obtained.
(実施の形態1)
以下、実施の形態1を用いて、本発明の特に請求項1、2、4に記載の発明について説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the invention described in the first, second, and fourth aspects of the present invention will be described using the first embodiment.
図1(a)〜(d)は本発明の実施の形態1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(a)、(b)は同チップ形固体電解コンデンサを外装樹脂で被覆する前の上面側からの斜視図と底面側からの斜視図、図3は同チップ形固体電解コンデンサに使用される素子を示した斜視図、図4は同チップ形固体電解コンデンサに使用されるコム端子を示した底面図である。
1A to 1D are a plan view, a front view, a bottom view, and a side view showing a configuration of a chip-type solid electrolytic capacitor according to
図1〜図4において、1は素子を示し、この素子1は、矩形状の対向する長辺側の異なる一端に夫々突出部を設けた形状のアルミニウム箔からなる陽極体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(図示せず)を設けて上記一対の突出部を陽極電極部2とし、残部を陰極形成部(図示せず)として分離し、この陰極形成部の表面に導電性高分子からなる固体電解質層、カーボン層と銀ペースト層からなる陰極層(全て図示せず)を順次積層形成することによって陰極電極部3を形成し、これにより、矩形状の陰極電極部3の対向する長辺側の異なる一端に一対の陽極電極部2が夫々突出して設けられた構成としたものである。
1 to 4,
4は上記素子1の陽極電極部2が交互に相反する方向に配置されるようにして複数枚(本実施の形態においては6枚であるが、これに限定されるものではない)を積層した素子積層体であり、陰極電極部3が同じ位置で重なり合うようにして積層することにより、上面視、中央に陰極電極部3が、両端に陽極電極部2が夫々配置されるようにしたものであり、各陰極電極部3間は図示しない導電性接着剤を介して接合されているものである。
4 is a stack of a plurality of pieces (in the present embodiment, the number is not limited to six), but the
5はこのように構成された素子積層体4の陽極電極部2を上面に接合した一対の陽極端子であり、この陽極端子5の上面に上記複数の陽極電極部2を折り曲げるようにして重ね合わせて載置し、陽極端子5の両端を夫々折り曲げて複数の陽極電極部2を一体に束ねるようにして抵抗溶接(溶接痕5b)を行うことにより、陽極端子5と陽極電極部2を接合するようにしたものである。5aはこの陽極端子5の実装面となる下面側の両端に設けた段部であり、この段部5aは後述する外装樹脂8に被覆されて絶縁部となるものである。
6は上記と同様に、素子積層体4の陰極電極部3を上面に接合した陰極端子であり、この陰極端子6の上面に素子積層体4の陰極電極部3を載置し、導電性接着剤を介して接合するようにしたものである。6aはこの陰極端子6の実装面となる下面側の中央に設けた段部であり、この段部6aは後述する外装樹脂8に被覆されて絶縁部となるものである。6bはこの陰極端子6の両端を夫々上方へ折り曲げた折り曲げ部であり、この折り曲げ部6bの内面と素子積層体4の陰極電極部3間には、ESR低減を目的として導電性銀ペースト7が充填されているものである。
Similarly to the above, 6 is a cathode terminal in which the
8は上記陽極端子5ならびに陰極端子6が接合された素子積層体4を一体に被覆した絶縁性の外装樹脂であり、この外装樹脂8は上記陽極端子5ならびに陰極端子6の実装面に設けた段部5a、6aにも夫々充填されるため、外装樹脂8で被覆された後の実装面には、陽極端子5と陰極端子6が各々の対向する辺に夫々一対で配置された4端子構造のチップ形固体電解コンデンサを構成しているものである。
Reference numeral 8 denotes an insulating exterior resin integrally covering the
また、図4に示すコム端子9は、1枚の平板状の基材を打ち抜き加工することによって陽極端子5ならびに陰極端子6を所定の位置に形成し、この陽極端子5ならびに陰極端子6上に素子積層体4を接合した後に不要部分を切断し、最後に外装樹脂8で被覆するようにしたものである。
Further, the comb terminal 9 shown in FIG. 4 forms the
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、矩形状の陰極電極部3の対向する長辺側の異なる一端に陽極電極部2を設けた板状の素子1を複数枚積層した素子積層体4の中央に陰極電極部3を、両端に陽極電極部2を配置した構成により、素子1の同一ライン上の近接した位置に配置された陽極電極部2と陰極電極部3間を流れる電流経路を極めて短くし、かつ、打ち消し合うことができるようになるために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、素子1を電流が流れる方向と交差する方向を長くした矩形状にした構成により、ESLを更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50.4pH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。
The thus configured chip-type solid electrolytic capacitor according to the present embodiment includes a plurality of plate-
また、陽極電極部2が交互に相反する方向に配置されるようにして素子1を複数枚積層した構成により、陽極端子5と接合される陽極電極部2の枚数を半減することができるため、接合の作業性と信頼性を向上させることができるという効果も得られるものである。
In addition, since the plurality of
(実施の形態2)
以下、実施の形態2を用いて、本発明の特に請求項3に記載の発明について説明する。
(Embodiment 2)
The second aspect of the present invention will be described below with reference to the second embodiment.
本実施の形態は、上記実施の形態1で図1〜図4を用いて説明したチップ形固体電解コンデンサの素子積層体と陽極/陰極端子間に陽極/陰極リードフレームを配設した点が異なるものであり、これ以外の構成は実施の形態1と同様であるために同一部分には同一の符号を付与してその詳細な説明は省略し、異なる部分についてのみ以下に図面を用いて説明する。 This embodiment is different in that an anode / cathode lead frame is disposed between the element laminate of the chip-type solid electrolytic capacitor described in the first embodiment with reference to FIGS. 1 to 4 and the anode / cathode terminal. Since the configuration other than this is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are given to the same parts and the detailed description thereof is omitted, and only different parts will be described below with reference to the drawings. .
図5(a)、(b)は本発明の実施の形態2によるチップ形固体電解コンデンサの構成を示した外装樹脂で被覆する前の上面側からの斜視図と底面側からの斜視図であり、図5において、10は素子積層体4の陽極電極部2を上面に接合した一対の陽極リードフレームであり、この陽極リードフレーム10の上面に複数の陽極電極部2を折り曲げるようにして重ね合わせ、陽極リードフレーム10の両端を夫々折り曲げて複数の陽極電極部2を一体に束ねるようにして抵抗溶接(溶接痕は図示せず)を行うことにより、陽極リードフレーム10と陽極電極部2を接合するようにしたものである。
FIGS. 5A and 5B are a perspective view from the top surface side and a perspective view from the bottom surface side before coating with the exterior resin showing the configuration of the chip-type solid electrolytic capacitor according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 5,
11は上記と同様に、素子積層体4の陰極電極部3を上面に接合した陰極リードフレームであり、この陰極リードフレーム11の上面に素子積層体4の陰極電極部3を載置し、導電性接着剤を介して接合するようにしたものである。11aはこの陰極リードフレーム11の両端を夫々上方へ折り曲げた折り曲げ部であり、この折り曲げ部11aの内面と素子積層体4の陰極電極部3間には、ESR低減を目的として導電性銀ペースト7が充填されているものである。
Similarly to the above, 11 is a cathode lead frame in which the
12は一対の陽極端子、13は陰極端子であり、上記素子積層体4が接合された陽極リードフレーム10ならびに陰極リードフレーム11を夫々上面に接合したものであり、これらの接合は抵抗溶接やレーザー溶接等の手段によって行われているものである。なお、上記陽極端子12の実装面となる下面側の両端には段部12aが設けられ、また、陰極端子13の実装面となる下面側の中央には段部13aが設けられているのは上記実施の形態1と同様である。
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、上記実施の形態1によるチップ形固体電解コンデンサにより得られる効果に加え、素子積層体4と陽極/陰極端子5、6間に陽極/陰極リードフレーム10、11を配設した構成により、素子積層体4を単独で組み立てることができるようになるために、作業性を向上させることができるという格別の効果を奏するものである。
The chip-type solid electrolytic capacitor according to the present embodiment configured as described above has an effect obtained by the chip-type solid electrolytic capacitor according to the first embodiment, and in addition, between the
なお、本実施の形態によるチップ形固体電解コンデンサのESLを測定したところ52.8pHという低い値を示した。 When the ESL of the chip-type solid electrolytic capacitor according to this embodiment was measured, it showed a low value of 52.8 pH.
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。 The chip-type solid electrolytic capacitor according to the present invention has an effect that the ESL can be greatly reduced, and is particularly useful as a field where high frequency response is required.
1 素子
2 陽極電極部
3 陰極電極部
4 素子積層体
5、12 陽極端子
5a、6a、12a、13a 段部
5b 溶接痕
6、13 陰極端子
6b、11a 折り曲げ部
7 導電性銀ペースト
8 外装樹脂
9 コム端子
10 陽極リードフレーム
11 陰極リードフレーム
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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WO2024157804A1 (en) * | 2023-01-24 | 2024-08-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Solid electrolytic capacitor and method for manufacturing solid electrolytic capacitor |
WO2024157805A1 (en) * | 2023-01-24 | 2024-08-02 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Solid electrolytic capacitor |
WO2024190231A1 (en) * | 2023-03-16 | 2024-09-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Power supply device and solid electrolytic capacitor |
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- 2007-06-27 JP JP2007168450A patent/JP2009010067A/en active Pending
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