WO2005076298A1

WO2005076298A1 - 固体電解コンデンサ

Info

Publication number: WO2005076298A1
Application number: PCT/JP2005/001582
Authority: WO
Inventors: Chojiro Kuriyama
Original assignee: Rohm Co., Ltd.
Priority date: 2004-02-05
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2005-08-18
Also published as: CN1918677B; KR20060114380A; CN1918677A; US7646589B2; JP2005223113A; KR100801777B1; JP4126021B2; US20090015988A1

Abstract

　固体電解コンデンサ（Ａ１）は、互いに異なる方向に突出する第１および第２の陽極端子（１１ａ，１１ｂ）を備えている。好ましくは、陽極端子（１１ａ，１１ｂ）どうしを導通させる金属カバー（２２）を備えている。このことにより、低ＥＳＲ化および低ＥＳＬ化が可能であり、高周波数特性の向上を図ることができる。

Description

明細書

固体電解コンデンサ技術分野

[0001] 本発明は、弁作用を有する金属の多孔質焼結体を用いた固体電解コンデンサに関する。

背景技術

[0002] 固体電解コンデンサは、たとえば CPUなどの電子デバイス力発生するノイズ除去に用いられる。 CPUは、ますます高速化が図られている。固体電解コンデンサとしても、高周波数領域を含む広い周波数領域においてノイズ除去特性に優れることが望まれる。また、固体電解コンデンサは、電子デバイスに電力を供給する電源系を補助するために用いられる。電子デバイスの高クロック化およびデジタルィ匕に伴い、固体電解コンデンサとしても、大容量かつ高速な電力供給に対応することが望まれる。大容量の電力供給に対応するためには、静電容量が大きいことや、多孔質体における発熱を抑制することも必要とされる。

[0003] 固体電解コンデンサのインピーダンス Zの周波数特性は、数式 1により決定される。

[0004] [数 1]

Z = V ( ?²+ひ AyC— coL) ²)

[0005] 数式 1においては、 ωは角速度を表し、周波数の 2 π倍に相当する。また、 Cは固体電解コンデンサの容量を、 Rは抵抗を、 Lはインダクタンスを、それぞれ表している。上記の式力理解されるように、自己共振点よりも周波数が低い低周波数領域においては、インピーダンス Ζは、 lZ o Cが主な決定因子となる。このため、容量 Cを大きくすることにより低インピーダンス化が可能である。また、自己共振点付近の高周波数領域においては、抵抗 Rが主な決定因子となる。このため、低インピーダンス化のためには低 ESR (等価直列抵抗)ィ匕を図る必要がある。さらに、自己共振点よりもさらに周波数の高い超高周波数領域においては、 co Lが主な決定因子となる。このため、低インピーダンス化には低 ESL (等価直列インダクタンス)化が必要となる。多孔質焼結体の体積が大きくなるほど、固体電解コンデンサの ESLは大きくなる。したがって、大容量ィ匕を図るほど超高周波数領域における低インピーダンス化が困難となる。

[0006] 固体電解コンデンサとしては、タンタルやニオブなどの弁作用を有する金属の多孔質焼結体と、この多孔質焼結体力突出する複数の陽極端子を備えたものがある (たとえば、特許文献 1参照）。図 23および図 24は、このような固体電解コンデンサの一例を示している。この固体電解コンデンサ Bには、多孔質焼結体 91から突出する 3本の陽極ワイヤ 92が設けられており、これらの突出部分が陽極端子 93となっている。これらの陽極端子 93は、図 24に示すように、陽極導通部材 94により互いに導通している。陰極導通部材 95は、銀ペーストなどを用いて形成された導電性榭脂層 96を介して多孔質焼結体 91の表面に形成された固体電解質層（図示略)と導通している。導通部材 94, 95のそれぞれは、外部接続用の外部陽極端子および外部陰極端子（図示略）に導通している。固体電解コンデンサ Bは、いわゆる二端子型の固体電解コンデンサとして構成されている。固体電解コンデンサ Bにおいては、 3本の陽極端子 93 を備えることにより、低 ESRィ匕が図られている。

[0007] しかしながら、図 23によく表れているように、 3本の陽極ワイヤ 92は、多孔質焼結体 91の一面から同一方向に進入している。本図においては、最大距離 bは、陽極ワイャ 92と導電性榭脂層 96の各部との距離のうち最大のものを表している。固体電解コンデンサ Bにおいては、導電性榭脂 96のうち、陽極ワイヤ 92が進入している面と反対の面の端部に形成された部位と陽極ワイヤ 92との距離が最大距離 bとなる。この最大距離 bが大きいほど、陽極端子 93と導電性榭脂層 96との間の抵抗およびインダクタンスが大きくなる。特に、大容量ィ匕を目的として多孔質焼結体 91が大型とされた場合や、低 ESL化を目的として多孔質焼結体 91が偏平とされた場合は、最大距離がさらに大きくなる。このようなことでは、低 ESRィ匕および低 ESL化を図ることが困難となり、高周波数特性の向上という要請に十分に応えられないという問題があった。また、大容量の電力供給を目的として多孔質焼結体の大型化が図られた場合には、多孔質焼結体 91における発熱が大きくなる。このため、放熱性を高めることが必要となる。 [0008] 特許文献 1 :特開 2001— 57319号公報（図 2、図 3)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0009] 本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、低 ESRィ匕および低 E SL化により高周波数特性の向上を図る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。

課題を解決するための手段

[0010] 上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

[0011] 本発明によって提供される固体電解コンデンサは、弁作用を有する金属の多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体内にその一部が進入しており、かつ上記多孔質焼結体力突出する部分が第 1および第 2の陽極端子となっている第 1および第 2の陽極ワイヤと、上記多孔質焼結体の表面に形成された固体電解質層を含む陰極と、を備えた固体電解コンデンサであって、上記第 1および第 2の陽極ワイヤの上記多孔質焼結体に対する進入方向は、互、に相違して、ることを特徴として、る。

[0012] このような構成によれば、上記陽極ワイヤが上記多孔質焼結体に対して 1方向から進入するように設けられた場合と比べて、上記陰極の各部位と上記陽極ワイヤとの距離のうち最大であるもの（以下、最大距離)を小さくすることが可能である。上記最大距離が小さくなると、上記陰極と上記陽極端子との間の抵抗およびインダクタンスを小さくすることが可能である。したがって、上記固体電解コンデンサの低 ESR化および低 ESL化が可能であり、高周波数特性の向上を図ることができる。

[0013] 好ましくは、上記第 1および第 2の陽極ワイヤの進入方向は、互いに反対である。このような構成によれば、上記最大距離をさらに小さくすることができる。したがって、低 ESRィ匕および低 ESLィ匕に好適である。

[0014] 好ましくは、上記第 1および第 2の陽極端子を互いに導通させる導通部材を有する。このような構成によれば、上記第 1および第 2の陽極端子を電気的に並列とすることが可能であり、低抵抗ィ匕に有利である。また、後述するように、いわゆる三端子型あるいは四端子型の固体電解コンデンサとして構成された場合には、上記導通部材を利用して、回路電流を迂回させるためのバイパス電流経路を形成することができる。 [0015] 好ましくは、上記多孔質焼結体は、偏平状である。このような構成によれば、低 ESL 化に有利である。

[0016] 好ましくは、上記導通部材は、上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う金属カバ一を含んでおり、上記金属カバーと上記陰極との間に介在する絶縁体をさらに有する。

[0017] このような構成によれば、上記金属カバーにより上記多孔質焼結体を保護することが可能である。上記金属カバーは、たとえば上記多孔質焼結体を保護するための手段である封止榭脂と比べて、機械的強度が高い。このため、上記多孔質焼結体に発熱が生じても、上記固体電解コンデンサ全体が不当に橈むことを抑制することができる。また、上記金属カバーは、上記封止榭脂よりも熱伝導性に優れているために、上記多孔質焼結体に発生した熱を放散するのに適している。したがって、上記固体電解コンデンサの許容電力損失を向上するのに好適である。さらに、上記金属カバーの形状や厚みを変更することにより、この金属カバーの抵抗およびインダクタンスを調整することが可能である。抵抗およびインダクタンスを小さくすれば、高周波数領域におけるノイズ除去特性や、電力供給の高速応答性を高めることができる。また、後述するように上記導通部材により回路電流の直流成分を迂回させるバイパス電流経路が形成された構成においては、上記金属カバーのインダクタンスを大きくすることにより、直流成分を選択的に迂回させつつ、交流成分を上記多孔質焼結体へと適切に流すことができる。

[0018] 好ましくは、上記金属カバーには、複数の孔が形成されている。このような構成によれば、たとえば上記金属カバーと上記陰極との間に榭脂製の絶縁体を形成する工程において、上記複数の孔を利用して榭脂を進入させることができる。また、上記金属カバーと上記陰極との間にたとえば榭脂製フィルムを設ける場合には、上記金属力バーに上記榭脂製フィルムを接着するための接着剤を、上記複数の孔に進入するように塗布することができる。したがって、上記孔が形成されていない場合と比べて、上記接着剤の塗布量を多くすることが可能であり、上記榭脂製フィルムと上記金属カバ一との接着強度を高めることができる。さらに、上記金属カバーのうち電流が流れる部分に上記複数の孔を設けることにより、上記金属カバーの抵抗およびインダクタンスを調整することができる。

[0019] 好ましくは、上記金属カバーには、スリットが形成されている。このような構成によつても、上記金属カバーの抵抗およびインダクタンスを調整することができる。

[0020] 好ましくは、上記金属カバーには、屈曲部が形成されている。このような構成によつても、上記金属カバーのインダクタンスを調整することができる。

[0021] 好ましくは、上記第 1および第 2の陽極端子に導通する面実装用の外部陽極端子と、上記陰極に導通する面実装用の外部陰極端子とを備えている。このような構成によれば、上記外部陽極端子および上記外部陰極端子を利用することにより、上記固体電解コンデンサの面実装を容易に行なうことができる。

[0022] 好ましくは、上記導通部材は、陽極金属板を含んでおり、上記陽極金属板と上記陰極との間に介在する絶縁体をさらに有する。このような構成によれば、上記陽極金属板は、段差部などを有しない平板状とすることが可能であり、上記第 1および第 2の陽極端子間のインダクタンスを小さくすることができる。

[0023] 好ましくは、上記陽極金属板の少なくとも一部が、面実装用の外部陽極端子とされている。このような構成によれば、たとえば上記固体電解コンデンサが実装される基板と上記陽極金属板との距離を小さくすることが可能である。したがって、上記基板と上記陽極金属板との間を流れる電流の経路が短くなり、そのインダクタンスを小さくするのに有利である。

[0024] 好ましくは、上記陽極金属板には、スリットが形成されている。このような構成によれば、上記陽極金属板のインダクタンスを調整することができる。

[0025] 好ましくは、上記陰極に導通し、かつ上記陰極と上記絶縁体との間に介在する陰極金属板を備えている。このような構成によれば、上記固体電解コンデンサの製造ェ程において、上記陽極金属板、上記絶縁体、および上記陰極金属板を一体の部品として仕上げておき、上記多孔質焼結体を形成した後に、上記一体部品と上記多孔質焼結体とを一括して接合することが可能である。したがって、上記固体電解コンデンサの製造工程の簡略ィ匕を図ることができる。

[0026] 好ましくは、上記陰極金属板の少なくとも一部が、面実装用の外部陰極端子とされている。このような構成によれば、たとえば上記固体電解コンデンサが実装される基板と上記陰極金属板との間を流れる電流の経路が短くなり、そのインダクタンスを小さくすることができる。

[0027] 好ましくは、上記陰極に導通し、かつ上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆っている金属カバーを備えている。このような構成によれば、上記金属カバーにより上記多孔質焼結体を保護することが可能である。また、上記固体電解コンデンサの許容電力損失を向上するのに好適である。

[0028] 好ましくは、上記金属カバーの少なくとも一部が、面実装用の外部陰極端子とされている。このような構成によれば、上記固体電解コンデンサの面実装を容易に行なうことができる。

[0029] 好ましくは、上記絶縁体は、榭脂製フィルムを含んでいる。このような構成によれば、榭脂を流し込んだり、塗布することなどにより上記絶縁体を形成する場合と比べて、ピンホールなどの欠陥が生じる虞れが少なく絶縁耐力の低下を回避可能である。したがって、上記金属カバーと上記陰極との絶縁を確実ィ匕するのに好適である。また、榭脂製フィルムは厚さを薄くすることが可能であるために、上記固体電解コンデンサ全体の薄型化に有利である。

[0030] 好ましくは、上記絶縁体は、セラミック製プレートを含んでいる。このような構成によれば、上記セラミック製プレートは、たとえば榭脂と比べて機械的強度が高いために、ピンホールなどに起因する絶縁耐力の低下を回避するのに好適である。また、上記固体電解コンデンサの製造工程において、高温にさらされる場合にも、変質などの不具合を回避するのに適している。

[0031] 好ましくは、上記第 1および第 2の陽極端子は、上記多孔質焼結体内を回路電流が流れることを可能とする入力用および出力用の陽極端子であり、上記導通部材により、回路電流が上記入力用の陽極端子から上記出力用の陽極端子へと上記多孔質焼結体を迂回して流れることを可能とするバイパス電流経路が形成されている。

[0032] このような構成によれば、上記回路電流が上記多孔質焼結体を流れる構造を有する、いわゆる三端子型あるいは四端子型の固体電解コンデンサとして、上記固体電解コンデンサを構成することが可能であり、低 ESRィ匕および低 ESL化に好適である。また、上記回路電流がたとえば直流成分の大電流を含む場合に、この電流が上記バィパス電流経路を流れるようにすることにより、上記多孔質焼結体を流れる回路電流を小さくすることが可能であり、上記多孔質焼結体における発熱を抑制することができる。このため、たとえば上記多孔質焼結体の局部的な温度上昇や、封止榭脂にクラックが発生することを防止可能である。したがって、回路電流の大電流化に対応しつつ、固体電解コンデンサの高周波特性の向上を図ることができる。

[0033] 好ましくは、上記入力用および出力用の陽極端子間における上記バイパス電流経路の抵抗は、上記入力用および出力用の陽極端子間における上記多孔質焼結体の抵抗よりも小さい。このような構成によれば、上記回路電流の直流成分は、上記バイパス電流経路を流れ易くなる。このため、上記回路電流の直流成分が大電流となる場合、この直流成分は、低抵抗とされたバイノス電流経路を流れることとなり、上記陽極本体部における発熱を抑制することができる。したがって、回路電流の大電流化に対応するのに好適である。

[0034] 好ましくは、上記多孔質焼結体としては、複数のものを備えており、複数の多孔質焼結体は、それらの厚さ方向に積層されている。このような構成によれば、上記固体電解コンデンサを構成する多孔質焼結体の体積を大きくし、大容量ィ匕を図ることができる。また、上記多孔質焼結体の体積を大きくしつつ、上記固体電解コンデンサを実装するためのスペースを抑制することができる。

[0035] 好ましくは、上記多孔質焼結体としては、複数のものを備えており、上記複数の多孔質焼結体は、それらの厚さ方向と交差する方向に並べて配置されている。このような構成によれば、上記各多孔質焼結体に設けられた上記各陽極端子を、たとえば上記固体電解コンデンサが実装される基板に近い位置に配置することができる。上記各陽極端子と上記基板との距離が短くなると、高周波数領域の交流電流に対するィンピーダンスを小さくすることが可能であり、低 ESL化に好ましい。

[0036] 本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明ら力となろう。

図面の簡単な説明

[0037] [図 1]本発明に係る固体電解コンデンサの一例の断面図である。

[図 2]図 1の Π-Π線に沿う断面図である。圆 3]本発明に係る固体電解コンデンサの一例の要部斜視図である。

圆 4]本発明に係る固体電解コンデンサを用いた電気回路の一例の回路図である。

[図 5]本発明に係る固体電解コンデンサに用いられる金属カバーの他の例の全体斜視図である。

[図 6]本発明に係る固体電解コンデンサに用いられる金属カバーの他の例の全体斜視図である。

[図 7]本発明に係る固体電解コンデンサの他の例の断面図である。

[図 8]本発明に係る固体電解コンデンサの他の例の要部斜視図である。

[図 9]本発明に係る固体電解コンデンサの他の例の断面図である。

[図 10]図 9の X— X線に沿う断面図である。

[図 11]本発明に係る固体電解コンデンサの他の例の要部斜視図である。

圆 12]本発明に係る固体電解コンデンサの他の例の要部分解斜視図である。

[図 13]本発明に係る固体電解コンデンサに用いられる陽極金属板の他の例の全体斜視図である。

[図 14]本発明に係る固体電解コンデンサの他の例の断面図である。

[図 15]図 14の XV— XV線に沿う断面図である。

[図 16]本発明に係る固体電解コンデンサの他の例の要部斜視図である。

[図 17]本発明に係る固体電解コンデンサの他の例の断面図である。

[図 18]本発明に係る固体電解コンデンサの他の例の要部斜視図である。

[図 19]本発明に係る固体電解コンデンサの他の例の要部斜視図である。

[図 20]本発明に係る固体電解コンデンサの他の例の断面図である。

[図 21]本発明に係る固体電解コンデンサの他の例の要部斜視図である。

圆 22]本発明に係る固体電解コンデンサを用いた電気回路の他の例の回路図である。

[図 23]従来の固体電解コンデンサの一例の断面図である。

[図 24]従来の固体電解コンデンサの一例の要部斜視図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。 [0039] 図 1一図 3は、本発明に係る固体電解コンデンサの一例を示している。本実施形態の固体電解コンデンサ A1は、多孔質焼結体 1、 3本ずつの第 1および第 2の陽極ワイャ 10a, 10b、金属カバー 22を有しており、封止榭脂 51により多孔質焼結体 1が覆われた構成とされている。なお、図 3においては、封止榭脂 51は、省略されている。

[0040] 多孔質焼結体 1は、矩形板状であり、弁作用を有する金属であるニオブの粉末を加圧成形した後に焼結することにより形成されている。多孔質焼結体 1の材質としては、弁作用を有する金属であればよぐニオブに代えてたとえばタンタルなどを用いても良い。ニオブは、タンタルと比べて難燃性に優れている。固体電解コンデンサ A1の使用においては、多孔質焼結体 1が発熱するため、多孔質焼結体 1の材料としては、ニオブが好ましい。多孔質焼結体 1の表面には、誘電体層（図示略）が形成されている。この誘電体層上には、固体電解質層（図示略）が形成されている。さらに、多孔質焼結体 1の外側には、導電性榭脂層 35が形成されている。導電性榭脂層 35は、たとえばグラフアイト層を介して積層された銀ペースト層であり、上記固体電解質層と導通している。

[0041] 第 1および第 2の陽極ワイヤ 10a, 10bは、多孔質焼結体 1と同様に、弁作用を有する金属製であり、たとえばニオブ製である。 3本の第 1の陽極ワイヤ 10aは、多孔質焼結体 1の側面 laから多孔質焼結体 1内に進入しており、 3本の第 2の陽極ワイヤ 10b は、側面 lbから多孔質焼結体 1内に進入している。これらの第 1および第 2の陽極ヮィャ 10a, 10bのうち多孔質焼結体 1から突出する部分が、第 1および第 2の陽極端子 11a, l ibとなっている。第 1および第 2の陽極端子 11a, l ibは、後述する金属力バー 22の両端部にそれぞれ接合されており、金属カバー 22を介して互いに導通している。導体部材 26は、 3本の第 1の陽極端子 11aに接合されている。導体部材 26 の図中下面には、外部陽極端子 21が設けられている。外部陽極端子 21の底面 21 ' は、固体電解コンデンサ A1を面実装するために用いられる。

[0042] 図 3に示すように、金属カバー 22は、上板と 2つの端板とを有しており、多孔質焼結体 1を収容している。上記上板には、複数の孔 22cが形成されている。上記 2つの端板には、 3つずつの凹部 22aが形成されている。これらの凹部 22aは、第 1および第 2 の陽極端子 11a, l ibに嵌合可能であり、金属カバー 22と第 1および第 2の陽極端子 11a, l ibとの溶接に利用されている。金属カバー 22は、たとえば銅製である。銅は、多孔質焼結体 1の材質であるニオブよりも導電性が高い材料である。また、金属カバー 22は、多孔質焼結体 1と同程度の幅広に形成されている。これらにより、金属カバー 22は、比較的低抵抗とされている。

[0043] 図 1に示すように、榭脂製フィルム 52は、金属カバー 22と導電性榭脂層 35との絶縁を図るためのものであり、金属カバー 22および導電性榭脂層 35に対して接着剤 ( 図示略）により接着されている。この榭脂フィルム 52として、ポリイミド系フィルム (たとえばデュポン社製カプトン (登録商標）フィルム）を用いることができる。ポリイミド系フィルムは、耐熱性に優れているために、固体電解コンデンサ A1の製造工程において、比較的高温となる処理を施しても変質するなどの虞れが少ない。

[0044] 図 1および図 3に示すように、外部陰極端子 31は、多孔質焼結体 1の図中下面に設けられており、金属板により形成されている。外部陰極端子 31の材質としては、 Cu 合金、 Ni合金などが用いられている。図 1に示すように、外部陰極端子 31の図中上面と、多孔質焼結体 1の図中下面とは、導電性榭脂層 35を介して接着されている。外部陰極端子 31の底面 31 'は、固体電解コンデンサ A1を面実装するために用いられる。

[0045] 封止榭脂 51は、多孔質焼結体 1、陽極端子 11a, l ib,および金属カバー 22などを覆っており、これらの部品を保護するためのものである。固体電解コンデンサ A1の製造工程においては、金属カバー 22の複数の孔 22cを利用して、陽極端子 11a, 1 lbの周囲に封止榭脂 51を容易に含浸させることが可能である。このため、陽極端子 11a, 1 lbの絶縁および保護を行なうのに好まし、。

[0046] 次に、固体電解コンデンサ A1の作用について、図 4に示す電気回路に用いられた場合を一例として説明する。

[0047] 図 4に示される電気回路は、回路 7、電源装置 8、および固体電解コンデンサ A1を組み合わせたものである。回路 7は、固体電解コンデンサ A1によるノイズ除去および電力供給の対象である。回路 7としては、たとえば CPU、 ICもしくは HDDなどを含む回路がある。固体電解コンデンサ A1は、回路 7と電源装置 8との間に接続されており、回路 7から発生する不要なノイズが電源装置 8側に漏れることを抑制するため、および回路 7への電力供給を補助するために用いられている。本図においては、抵抗 R , R は、第 1および第 2の陽極ワイヤ 10a, 10bの抵抗を、インダクタンス L , L

10a 10b 10a 10b は、第 1および第 2の陽極ワイヤ 10a, 10bのインダクタンスを、それぞれ表している。抵抗 R ,インダクタンス L は、それぞれ金属カバー 22の抵抗およびインダクタンスを

22 22

表している。多孔質焼結体 1と外部陽極端子 21との間の電流経路としては、図 1に示すように、第 1の陽極端子 11aを流れる電流経路と、金属カバー 22を介して第 2の陽極端子 l ibを流れる電流経路とが形成されている。図 4に示すように、回路 7から発生したノイズの除去おいては、このノイズが、外部陽極端子 21から、上記 2つの電流経路に分散し、多孔質焼結体 1へと流れ込む。また、電力供給に用いられる場合には、固体電解コンデンサ A1に蓄えられた電気エネルギー力上記 2つの電流経路に分散し、外部陽極端子 21から放出される。

[0048] 図 2においては、最大距離 aは、導電性榭脂層 35の各部位と第 1または第 2の陽極ワイヤ 10a, 10bとの距離のうち最大のものを表している。本実施形態においては、導電性榭脂層 35のうち側面 lc, Idの中央付近に形成された部位と第 1および第 2の陽極ワイヤ 10a, 10bとの距離力最大距離 aとなる。第 1および第 2の陽極ワイヤ 10a, 10bの多孔質焼結体 1に対する進入方向が反対であるため、最大距離 aを小さくすることができる。最大距離 aが小さいと、第 1および第 2の陽極ワイヤ 10a, 10bと導電性榭脂層 35との間の抵抗およびインダクタンスが小さくなり、固体電解コンデンサ A1の低 ESRィ匕および低 ESLィ匕を図ることが可能である。したがって、本実施形態によれば、高周波数領域を含む広い周波数領域におけるノイズ除去特性の向上、および電力供給における応答性の高速ィ匕を図ることができる。また、このような構成は、固体電解コンデンサ A1の大容量ィ匕を目的として多孔質焼結体 1が大型とされた場合や、低 ESL化を目的として多孔質焼結体 1が偏平とされた場合においても、最大距離 aの縮小化に有利である。なお、第 1および第 2の陽極ワイヤ 10a, 10bの進入方向力互いに相違してヽれば上記最大距離を短縮する効果が得られる。本実施形態とは異なり、たとえば第 1および第 2の陽極ワイヤ 10a, 10bの進入方向が互いに直交する構成としてもよい。

[0049] 多孔質焼結体 1は、偏平であるために、一側面に多くの陽極ワイヤを設けると、多孔質焼結体 1の強度が不足する場合がある。このような不具合を回避するためには、上記一側面に設ける陽極ワイヤの本数を制限する必要がある。本実施形態にぉ、ては、第 1および第 2の陽極ワイヤ 10a, 10bが、それぞれ多孔質焼結体 1の異なる側面に設けられている。このため、固体電解コンデンサ A1は、たとえば図 23に示された従来例と比較して、より多くの陽極ワイヤを設けることが可能である。したがって、多孔質焼結体 1の強度を不当に低下させることなぐ固体電解コンデンサ A1の低 ESR 化および低 ESL化を図ることができる。

[0050] 金属カバー 22は、上述したように、その抵抗およびインダクタンスを小さくすることが可能である。図 4において、金属カバー 22の抵抗 R およびインダクタンス L 力、さく

22 22 なると、第 1の陽極端子 11aだけでなぐ第 2の陽極端子 l ibにも電流が流れやすくなる。したがって、金属カバー 22を備えることにより、第 1および第 2の陽極端子 11a, l ibを活用することが可能となり、固体電解コンデンサ A1の低 ESRィ匕および低 ESL ィ匕を図ることができる。

[0051] 金属カバー 22は、機械的強度が十分に高ぐ多孔質焼結体 1が発熱しても、固体電解コンデンサ A1全体が大きく歪むことを回避することができる。このため、封止榭脂 51にクラックが発生することなどを適切に回避し、多孔質焼結体 1が外気に触れることを防止可能である。また、金属カバー 22は、封止榭脂 51よりも熱伝導性に優れている。このため、多孔質焼結体 1から外部への放熱を促進することができる。したがつて、固体電解コンデンサ A1の許容電力損失を高めることが可能であり、大容量の電力供給に対応するのに好適である。

[0052] 本実施形態においては、金属カバー 22以外に第 1および第 2の陽極端子 11a, 11 bの導通を図るための専用部品は不要である。したがって、コストの抑制に有利である。

[0053] 金属カバー 22と導電性榭脂層 35とは、榭脂製フィルム 52により絶縁されている。

本実施形態とは異なり、たとえば絶縁性の榭脂を多孔質焼結体 1の上面に塗布することにより、金属カバー 22と導電性榭脂層 35との絶縁を図る構成とすることも考えられる。この場合、上記絶縁性の榭脂は、薄膜状に塗布されるために、ピンホールが生じ易い。このようなピンホールが存在すると、金属カバー 22と導電性榭脂層 35とを不当に導通させ、固体電解コンデンサ A1内においてショートなどの不具合を生じる虡れがある。榭脂製フィルム 52を用いれば、薄膜状であってもピンホールの発生を回避可能である。したがって、金属カバー 22と導電性榭脂層 35との絶縁を確実ィ匕するのに好適である。なお、榭脂製フィルム 52に替えて、セラミック製プレートを用いた構成としてもよい。セラミック製プレートは、たとえば榭脂製フィルム 52と比べて機械的強度がより高ぐピンホールの発生を回避可能である。また、固体電解コンデンサ A1 の製造工程において、高温となる処理が施される場合にも、セラミック製プレートは、榭脂と比べて耐熱性に優れており、変質する虞れが少ない。

[0054] 金属カバー 22には、複数の孔 22cが形成されている。これらの孔 22cのうち、たとえば金属カバー 22の両端寄りの孔 22cを利用して、第 1および第 2の陽極端子 11a, 1 lbの周囲に封止榭脂 51を容易に進入させることができる。したがって、第 1および第 2の陽極端子 11a, l ibの絶縁に有利である。また、榭脂製フィルム 52を金属カバー 22に接着するための接着剤（図示略)を、複数の孔 22cに進入するように塗布することにより、上記接着剤の塗布量を多くすることができる。したがって、上記榭脂製フィルム 52と上記金属カバー 22との接着強度を高めるのに有利である。さらに、これらの孔 22cの大きさや配置を変更することにより、金属カバー 22の抵抗およびインダクタンスを容易に調整することができる。

[0055] 図 5—図 22は、本発明の他の実施形態を示している。なお、これらの図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

[0056] 図 5および図 6は、本発明に係る固体電解コンデンサに用いられる金属カバーの他の例を示している。図 5に示された金属カバー 22には、長手方向に延びる 3つのスリット 22dが形成されている。このような実施形態によればスリット 22dの形状、大きさおよび本数を変更することにより、金属カバー 22のインダクタンスを容易に調整することができる。また、スリット 22dは、金属カバー 22の電気抵抗の調整にも用いることができる。

[0057] 図 6に示された金属カバー 22には、 4つの屈曲部 22eが形成されている。このような実施形態によれば、屈曲部 22eは、高周波数領域の交流電流に対してコイルと同様の作用を発揮する。したがって、屈曲部 22eによって金属カバー 22のインダクタンスを調整することができる。

[0058] 図 7および図 8に示された固体電解コンデンサ A2には、 2本ずつの陽極ワイヤ 10a 一 10dが、多孔質焼結体 1の 4つの側面 la— Idからそれぞれ多孔質焼結体 1内に進入するように設けられており、これらの突出部が第 1から第 4の陽極端子 11a— l id となっている。図 8に示すように、金属カバー 22は、多孔質焼結体 1を四方力も覆うことが可能な箱状とされている。陽極端子 11a— l idは、金属カバー 22に接合されることにより互いに導通している。このような実施形態によれば、陽極端子 11a— l idと導電性榭脂層 35との最大距離をさらに小さくすることが可能であり、低 ESRィ匕および低 ESLィ匕に好ましい。また、多孔質焼結体 1が金属カバー 22により四方力覆われていることにより、固体電解コンデンサ A2全体の橈みをさらに抑制すること、および放熱効果を高めることに有利である。

[0059] 図 9一図 12に示された固体電解コンデンサ A3においては、陽極金属板 23により第 1および第 2の陽極端子 11a, l ibの導通が図られている点が、上記実施形態と異なる。なお、図 11および 12においては、封止榭脂 51は、省略されている。

[0060] 固体電解コンデンサ A3は、陽極金属板 23、陰極金属板 33および榭脂製フィルム 52を備えている。陰極金属板 33は、その中央部 33cにおいて多孔質焼結体 1の底面に導電性榭脂層 35を介して接着されており、多孔質焼結体 1の表面に形成された固体電解質層（図示略）に導通している。図 10に示すように、陰極金属板 33は、中央部 33cから延出する 2つの外部陰極端子 33aを有している。

[0061] 図 9および図 10に示すように、陽極金属板 23は、絶縁性を有する榭脂製フィルム 5 2を介して中央部 33cの図中下面に積層されている。図 9に示すように、陽極金属板 23は、その両端付近に導体部材 26a, 26bが接合されており、第 1および第 2の陽極端子 11a, l ibと導通している。このことにより、第 1および第 2の陽極端子 11a, l ib は、陽極金属板 23を介して互いに導通している。図 11および図 12に示すように、陽極金属板 23は、 2つの外部陽極端子 23aを有している。陰極金属板 33の中央部 33 cと外部陰極端子 33aとには段差が設けられている。外部陽極端子 23aと外部陰極端子 33aとは、互いの底面が略面一とされている。陽極金属板 23および陰極金属板 33の材質としては、 Cu合金、 Ni合金などが用いられている。

[0062] 本実施形態によれば、固体電解コンデンサ A3の製造工程において、陽極金属板 23、榭脂製フィルム 52、陰極金属板 33および導通部材 26a, 26bを、あらかじめ一体の部品として組み上げておき、多孔質焼結体 1を形成した後に、多孔質焼結体 1と上記一体部品とを一括して接合することが可能である。たとえば、多孔質焼結体 1を形成した後に、外部陽極端子や外部陰極端子を設けるための複数の部材を、多孔質焼結体 1に順次接合する場合と比べて、製造工程を簡略ィヒすることが可能であり、生産 ¾の向上を図ることができる。

[0063] 陽極金属板 23と陰極金属板 33とは、榭脂製フィルム 52を介して積層されているために、これらの絶縁を適切に図ることができる。陽極金属板 23および陰極金属板 33 はいずれも略平板状であり、榭脂製フィルム 52も薄膜状である。したがって、固体電解コンデンサ A3の高さを小さくすることができる。

[0064] 陽極金属板 23は、段差などを有しな!/、平板状であるために、インダクタンスを小さくすることが可能である。したがって、低 ESLィ匕を図ることにより、高周波数領域におけるノイズ除去特性の向上や電力供給における応答性の高速ィ匕を図ることができる。

[0065] 図 13は、本発明に係る固体電解コンデンサに用いられる陽極金属板の他の例を示している。この陽極金属板 23には、 2つのスリット 23dが形成されている。これらのスリット 23dは、陽極金属板 23の互いに対向する 2辺から内向きに延びている。本実施形態によれば、陽極金属板 23のインダクタンスを大きくすることができる。本実施形態カゝら理解されるように、陽極金属板 23にスリット 23dを設けることなどにより、陽極金属板 23のインダクタンスを調整することが可能である。

[0066] 図 14一図 16に示された固体電解コンデンサ A4は、多孔質焼結体 1の固体電解質層に導通する金属カバー 32を備えている。金属カバー 32は、多孔質焼結体 1を収容しており、図 14および図 15に示すように、導電性榭脂層 35により多孔質焼結体 1 に接着されている。図 15および図 16に示すように、金属カバー 32の両端は、外部陰極端子 32aとなっている。図 14および図 15に示すように、陽極金属板 23は、榭脂製フィルム 52を介して多孔質焼結体 1の図中下面に積層されている。図 14および図 1 6に示すように、陽極金属板 23の一端部は、外部陽極端子 23aとなっている。 [0067] 本実施形態によれば、第 1および第 2の陽極端子 11a, l ibが陽極金属板 23を介して導通していることにより、第 1および第 2の陽極端子 11a, l ib間のインダクタンスを小さくすることができる。また、金属カバー 32により、多孔質焼結体 1を保護することが可能であり、封止榭脂 51にクラックが発生することを回避できる。また、固体電解コンデンサ A4の放熱性を高めることができる。

[0068] 図 17および図 18に示されたコンデンサ A5は、 3つの偏平な多孔質焼結体 1が積層された構成とされている。隣り合う多孔質焼結体 1どうしは、平板状の陰極金属板 3 3を挟んで導電性榭脂層 35を介して接着されている。図 18に示すように、各陰極金属板 33の延出部 33aおよび外部陰極端子 31には、孔が形成されている。これらの孔を貫通するように複数の接続部材 34が設けられている。このことにより、外部陰極端子 31および 2つの陰極金属板 33は、多孔質焼結体 1の表面に形成された固体電解質層と導通し、かつ互いに導通している。同様に、 3つずつの導体部材 26a, 26b にも、 2つずつの孔が形成されている。これらの孔を貫通するように複数の接続部材 2 4が設けられている。このことにより、 9つずつの陽極ワイヤ 10a, 10bは、互いの導通が図られている。これらの接続部材 24, 34は、たとえば銅製である。金属カバー 22 は、図中最上段の多孔質焼結体 1を覆うように設けられており、図中最上段の導体部材 26a, 26bと導通している。これらにより、 3つの多孔質焼結体 1と金属カバー 22と力電気的に並列に接続された構成となっている。

[0069] このような実施形態によれば、 3つの多孔質焼結体 1を備えることにより、固体電解コンデンサ A5の大容量ィ匕を図ることができる。各多孔質焼結体 1は、薄型であるために、外部陰極端子 31および各陰極金属板 33と各陽極ワイヤ 10a, 10bとの間の電流経路を短くすることが可能である。したがって、低 ESRィ匕および低 ESL化を図ること力 Sできる。 3つの多孔質焼結体 1を積層した構造とすることにより、この固体電解コンデンサ A5の実装スペースは、多孔質焼結体 1を 1つだけ備える固体電解コンデンサの実装スペースと同程度である。たとえば固体電解コンデンサ A5が組み込まれる機器の小型化に有利である。また、接続部材 24, 34により、外部陽極端子 21または外部陰極端子 31と、各多孔質焼結体 1との間の低抵抗化が可能である。

[0070] 図 19に示された固体電解コンデンサ A6においては、 2つの多孔質焼結体 1が備えられており、これらの多孔質焼結体 1がそれらの厚さ方向と交差する方向に並べて配置されている。各多孔質焼結体 1には、第 1および第 2の陽極端子 11a, l ibが 2つずつ進入している。第 1および第 2の陽極端子 11a, l ibは、金属カバー 22および導体部材 26a, 26bを介して互いに導通している。金属カバー 22は、 2つの多孔質焼結体 1を収容可能なサイズとされて、る。

[0071] このような実施形態によっても、図 17および図 18に示した固体電解コンデンサ A5 と同様に、大容量ィ匕を図ることができる。また、たとえば固体電解コンデンサ A6が実装される基板と、第 1の陽極端子 11aとの距離を小さくすることができる。このため、上記基板に形成された配線パターンと第 1の陽極端子 11 aとの間を流れる電流の経路も、短くなる。このようにすると、上記電流経路のインピーダンスを小さくすることが可能であり、固体電解コンデンサ A6のさらなる低 ESL化を図るのに有利である。 2つの多孔質焼結体 1は、第 1および第 2の陽極端子 11a, l ibが延出する方向と交差する方向に並べて配置されている。このため、多孔質焼結体 1を複数備えることによっては、第 1および第 2の陽極端子 11a, l ib間の距離は、大きくなつておらず、低 ESR 化および低 ESLィ匕に適している。なお、多孔質焼結体 1の個数は、 2つ以上であってもよい。金属カバー 22は、各多孔質焼結体 1に対応して、分割された複数のものとしてもよい。

[0072] 図 20および 21に示された固体電解コンデンサ A7においては、第 1および第 2の陽極端子 11a, l ibをそれぞれ入力用および出力用の陽極端子とすることなどにより、 V、わゆる四端子型の固体電解コンデンサとして構成されて、る点が、上述した実施形態と異なっている。

[0073] 第 1および第 2の陽極端子 11a, l ibは、それぞれ導体部材 26a, 26bを介して入力用および出力用の外部陽極端子 21a, 21bに導通しており、入力用および出力用の陽極端子とされている。このことにより、固体電解コンデンサ A7は、回路電流が多孔質焼結体 1を流れることが可能な構成とされている。

[0074] 金属カバー 22は、導体部材 26a, 26bを介して入力用および出力用の陽極端子 1 la, l ibに導通している。このことにより、入力用および出力用の陽極端子 11a, l ib 間には、バイパス電流経路が形成されている。このバイパス電流経路は、多孔質焼結体 1を迂回するように回路電流を流すことが可能である。金属カバー 22は、上述した固体電解コンデンサ A1と同様に、その抵抗が多孔質焼結体 1よりも小さくなつている。また、金属カバー 22は、屈曲部を有し、かつ複数の孔 22cが設けられていることにより、そのインダクタンスが比較的大きい。このインダクタンスは、たとえば入力用または出力用の陽極端子 11a, l ibと外部陰極端子 33a, 33bとの間のインダクタンスよりち大さい。

[0075] 陰極金属板 33は、多孔質焼結体 1の図中下面に設けられている。陰極金属板 33 には、が形成されている。中央部 33cと入力用および出力用外部陰極端子 33a, 33 bとの間には段差がある。中央部 33cの図中上面は、導電性榭脂層 35を介して多孔質焼結体 1の固体電解質層に接着されている。中央部 33cの図中下面は、封止榭脂 51により覆われている。

[0076] 次に、固体電解コンデンサ A7の作用について、図 22に示す電気回路に用いられた場合を一例として説明する。

[0077] 図 22に示される電気回路は、図 4に示された電気回路と類似した構成であり、回路 7、電源装置 8、および固体電解コンデンサ A7を組み合わせたものである。本図における符号は、図 4に示された符号と同様である。抵抗 R , R 、インダクタンス L , L

33a 33b 33a は、それぞれ入力用および出力用の外部陰極端子 33a, 33bの抵抗およびインダ

33b

クタンスを表している。本図によく表われているように、固体電解コンデンサ A7は、入力用および出力用の外部陽極端子 21a, 21bと、入力用および出力用の外部陰極端子 33a, 33bを備えることにより、四端子型の固体電解コンデンサとして構成されている。本実施形態によれば、以下に述べるような改善が図られる。

[0078] まず、回路電流の直流成分が固体電解コンデンサ A7を流れる場合について述べる。図示された電気回路には、上述したように、金属カバー 22によりバイパス電流経路 Pが形成されている。ノィパス電流回路 Pの抵抗 R は、入力用および出力用の陽

22

極端子 11a, l ib間における多孔質焼結体 1の等価直列抵抗よりも小さい。このため、上記直流成分は、バイパス電流経路 Pを流れ易い。このため、多孔質焼結体 1における発熱を抑制することができる。また、陽極ワイヤ 10a, 10bと多孔質焼結体 1との接合部における局部的な温度上昇を防止するのに好適である。封止榭脂 51にクラックが発生することを防止するのにも好ましい。以上の効果は、たとえば回路 7に HDD が含まれることにより、上記直流成分が大きな電流となる場合に特に役立つ。抵抗 R

22 を小さくするほど、より大きな電流に対応することが可能である。本実施形態においては、たとえば金属カバー 22を厚肉化するなどして容易に低抵抗ィ匕を図ることができる

[0079] 次に、回路電流の交流成分が固体電解コンデンサ A7を流れる場合について述べる。バイパス電流経路 Pのインダクタンス L 力陽極端子 11a, l ibと、外部陰極端子

22

33a, 33bとの間の等価直列インダクタンスよりも大きいため、上記交流成分は、多孔質焼結体 1を介して外部陰極端子 33a, 33bへと流れ易くなる。上記交流成分は、たとえば上記回路電流に含まれるノイズである。本実施形態によれば、このようなノイズを上記回路電流力も効果的に除去することができる。また、上記交流成分のうちバイパス電流経路 Pを流れるものも、高い周波数であるほどインダクタンス L により減衰さ

22

せることが可能である。なお、本実施形態とは異なり、陽極金属板により上記バイパス電流経路が形成された構成としてもよい。また、多孔質焼結体の固体電解質層に導通する金属カバーを有する構成としてもょヽ。

[0080] 本発明に係る固体電解コンデンサは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る固体電解コンデンサの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

[0081] 陽極ワイヤの本数、位置および形状は、上述した実施形態に限定されず、種々に変更自在である。コンデンサの構造としては、上述した実施形態のコンデンサの構造に限定されず、いわゆる三端子型、貫通型であってもよい。金属カバーは、孔を有することが望ま Uヽが、これに限定されず孔を有しな、構成としてもょヽ。

[0082] 弁作用を有する金属としては、ニオブに代えて、たとえばタンタルでもよぐさらにはこれらニオブまたはタンタルを含む合金を用いることもできる。また、固体電解コンデンサとしては、陽極本体部として弁作用を有する金属の多孔質焼結体を備えたものに限定されず、たとえばアルミ固体電解コンデンサであっても良い。本発明に係る固体電解コンデンサは、その具体的な用途も限定されない。

Claims

請求の範囲

[1] 弁作用を有する金属の多孔質焼結体と、

上記多孔質焼結体内にその一部が進入しており、かつ上記多孔質焼結体から突出する部分が第 1および第 2の陽極端子となっている第 1および第 2の陽極ワイヤと、上記多孔質焼結体の表面に形成された固体電解質層を含む陰極と、

を備えた固体電解コンデンサであって、

上記第 1および第 2の陽極ワイヤの上記多孔質焼結体に対する進入方向は、互いに相違してヽることを特徴とする、固体電解コンデンサ。

[2] 上記第 1および第 2の陽極ワイヤの進入方向は、互いに反対である、請求項 1に記載の固体電解コンデンサ。

[3] 上記第 1および第 2の陽極端子を互いに導通させる導通部材を有する、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、偏平状である、請求項 1に記載の固体電解コンデンサ。

[5] 上記導通部材は、上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆う金属カバーを含んでおり、

上記金属カバーと上記陰極との間に介在する絶縁体をさらに有する、請求項 3に記載の固体電解コンデンサ。

[6] 上記金属カバーには、複数の孔が形成されている、請求項 5に記載の固体電解コンデンサ。

[7] 上記金属カバーには、スリットが形成されている、請求項 5に記載の固体電解コンデンサ。

[8] 上記金属カバーには、屈曲部が形成されている、請求項 5に記載の固体電解コンデンサ。

[9] 上記第 1および第 2の陽極端子に導通する面実装用の外部陽極端子と、上記陰極に導通する面実装用の外部陰極端子とを備えている、請求項 5に記載の固体電解コンデンサ。

[10] 上記導通部材は、陽極金属板を含んでおり、

上記陽極金属板と上記陰極との間に介在する絶縁体をさらに有する、請求項 3〖こ記載の固体電解コンデンサ。

[11] 上記陽極金属板の少なくとも一部が、面実装用の外部陽極端子とされている、請求項 10に記載の固体電解コンデンサ。

[12] 上記陽極金属板には、スリットが形成されている、請求項 10に記載の固体電解コンデンサ。

[13] 上記陰極に導通し、かつ上記陰極と上記絶縁体との間に介在する陰極金属板を備えている、請求項 10に記載の固体電解コンデンサ。

[14] 上記陰極金属板の少なくとも一部が、面実装用の外部陰極端子とされている、請求項 13に記載の固体電解コンデンサ。

[15] 上記陰極に導通し、かつ上記多孔質焼結体の少なくとも一部を覆っている金属力バーを備えている、請求項 10に記載の固体電解コンデンサ。

[16] 上記金属カバーの少なくとも一部が、面実装用の外部陰極端子とされている、請求項 15に記載の固体電解コンデンサ。

[17] 上記絶縁体は、榭脂製フィルムを含んでいる、請求項 5に記載の固体電解コンデンサ。

[18] 上記絶縁体は、セラミック製プレートを含んでいる、請求項 5に記載の固体電解コンデンサ。

[19] 上記第 1および第 2の陽極端子は、上記多孔質焼結体内を回路電流が流れることを可能とする入力用および出力用の陽極端子であり、

上記導通部材により、回路電流が上記入力用の陽極端子から上記出力用の陽極端子へと上記多孔質焼結体を迂回して流れることを可能とするバイパス電流経路が形成されている、請求項 3に記載の固体電解コンデンサ。

[20] 上記入力用および出力用の陽極端子間における上記バイパス電流経路の抵抗は

、上記入力用および出力用の陽極端子間における上記多孔質焼結体の抵抗よりも小さヽ、請求項 19に記載の固体電解コンデンサ。

[21] 上記多孔質焼結体としては、複数のものを備えており、

複数の多孔質焼結体は、それらの厚さ方向に積層されている、請求項 4に記載の固体電解コンデンサ。上記多孔質焼結体としては、複数のものを備えており、

上記複数の多孔質焼結体は、それらの厚さ方向と交差する方向に並べて配置されている、請求項 4に記載の固体電解コンデンサ。