チップ状固体電解コンデンサ

【課題】低ＥＳＬ化したチップ状固体電解コンデンサを提供する。
【解決手段】本発明に係るチップ状固体電解コンデンサ８は、陰極と陽極の２つの極性部分を有する複数のコンデンサ素子１を樹脂封止してなるチップ状固体電解コンデンサであって、所定の間隔をおいて配置された２つの第１電極（５）と、第１電極（５）の間に配置された１つの第２電極（６）とを備える。対を構成する２つのコンデンサ素子（１ａ、１ｂ）は、陽極が陰極を中心として、左右方向に互い違いになるように配置し、陰極を前記第１帯状導体および第２帯状導体に接続するとともに、陽極を該第２帯状導体の両隣に配置された別々の前記第１帯状導体にそれぞれ接続されている。そのときに使用されるコンデンサ素子の陽極リードは、対を構成した時に近づく方向に中心軸からずらして配置することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ状固体電解コンデンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種電子機器は、年々、小形／薄形化、高効率化、および高速化が進められている。これに伴い、電子機器に搭載される半導体素子（チップ部品）には、小形／薄形化と、大容量化、高周波対応のための低ＥＳＲ（Equivalent Series Resistance：等価直列抵抗）化／低ＥＳＬ（Equivalent Series Inductance：等価直列インダクタンス）化という、相反する性能が要求されるようになってきている。
【０００３】
ところで、各種電子機器ではセラミックコンデンサが多用されているが、大容量を必要とされる回路では、タンタル等の弁作用金属を用いたチップ状固体電解コンデンサが用いられている。
【０００４】
弁作用金属を用いたチップ状固体電解コンデンサを低ＥＳＲ化／低ＥＳＬ化する構造としては、２つの陽極電極と、前記陽極の間に配置された１つの陰極の３端子を有し、パッケージ内に偶数個となる複数のコンデンサ素子を配置し、コンデンサ素子の陽極が陰極を中心として、左右方向に互い違いになるように配置されるものが提案されている。
（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０１２８２８号公報
【特許文献２】特願２００８−３１６７２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載のチップ状固体電解コンデンサは、多数の素子を内蔵し、かつ下面電極構造とすることで低ＥＳＲ化を実現している。
【０００７】
しかしながら、特許文献１による方法では、陰極部が２つの陽極電極と接続されない形で配置されており、体積効率が悪くなっているため静電容量および低ＥＳＲ化が制限されてしまうという欠点があった。また、逆方向に配置された偶数個の素子の陽極リード同士が対となる部分が存在せず、磁界の打ち消し合いが起こりにくく、特に高周波領域では充放電時に発生する磁界の影響でインピーダンスが高くなってしまうという欠点もあった。
【０００８】
また、特許文献２に記載のチップ状固体電解コンデンサは、コンデンサ素子対を形成しており、かつ内部素子の長さが制限されておらず、磁界の中心軸が、素子の長さ方向に位置ずれしていない構成をしている。よって、各素子に流れる充放電電流がそれぞれ逆方向となり、発生する磁界が互いに打ち消し合うため、高周波領域で磁界の影響を受けて発生する逆起電力が低減され低ＥＳＬ化を実現している。
【０００９】
しかしながら、さらなる低ＥＳＬ化の要求があり、本発明は、高周波領域まで低インピーダンス特性を実現でき、かつ低ＥＳＬ特性を有するチップ状固体電解コンデンサを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明に係る固体電解コンデンサは、陰極と陽極の２つの極性部分を有する複数のコンデンサ素子を樹脂封止してなるチップ状固体電解コンデンサであって、
所定の間隔をおいて配置された２つの第１電極と、
前記第１電極の間に配置された１つの第２電極と、
を備え、
前記複数のコンデンサ素子のうち、任意の２つのコンデンサ素子はコンデンサ素子対を構成し、
前記コンデンサ素子対を構成する２つのコンデンサ素子は、陽極が陰極を中心として、左右方向に互い違いになるように配置され、前記陽極がそれぞれ別々の前記第１電極に接続されるとともに、前記陰極が前記第２電極に接続され、さらに、前記コンデンサ素子の陽極が接続されていない側の前記陽極電極に絶縁性を有するマスキング部が配置され、前記陰極が前記マスキング部上に配置されており、
該コンデンサ素子の陽極リードをコンデンサ素子の中心軸から側面方向にずらし、コンデンサ素子対の各陽極リードが近づいた側面同士が近づく様に配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のこの構成によれば、コンデンサ素子対を構成する２つのコンデンサ素子の陽極が陰極を中心として、左右方向に互い違いになるように配置し、コンデンサ素子対の各陽極リードが近づいた側面同士を近接配置することで、磁界の打ち消し合いが作用しているコンデンサ素子対で、より効果的に磁界の打ち消し合いが起こるため、高周波領域で磁界の影響を受けて発生する逆起電力が低減され、より低ＥＳＬ化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１に係る固体電解コンデンサの外装樹脂封止前の状態を示す平面図である。
【図２】実施例１に係るコンデンサ素子と陽極リードの埋設位置を示す平面図である。
【図３】実施例１に係る固体電解コンデンサの断面図であって、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂにおける縦断面図である。
【図４】実施例２に係る固体電解コンデンサの外装樹脂封止前の状態を示す平面図である。
【図５】実施例２に係るコンデンサ素子と陽極リードの埋設位置を示す平面図である。
【図６】実施例２に係る固体電解コンデンサの断面図であって、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂにおける縦断面図である。
【図７】従来例１に係る固体電解コンデンサの外装樹脂封止前の状態を示す平面図である。
【図８】従来例１に係るコンデンサ素子と陽極リードの埋設位置を示す平面図である。
【図９】従来例１に係る固体電解コンデンサの断面図であって、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂにおける縦断面図である。
【図１０】従来例２に係る固体電解コンデンサの外装樹脂封止前の状態を示す平面図である。
【図１１】従来例２に係るコンデンサ素子と陽極リードの埋設位置を示す平面図である。
【図１２】従来例２に係る固体電解コンデンサの断面図であって、（Ａ）は横断面図、（Ｂ）は（Ａ）の線Ｂ−Ｂにおける縦断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施形態について説明する。なお、以下に示す実施形態は一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
実施例１、実施例２、従来例１および、従来例２はそれぞれ、図３、図６、図９、図１２に示すように長さ７．３ｍｍ、幅４．３ｍｍ、高さ１．５ｍｍのチップサイズに、表１に示すサイズの素子が幅方向に４個並ぶ形で配置されるパターンの配置とした。
なお、実施例１、実施例２および、従来例２の定格電圧は６．３Ｖ、静電容量の狙い値は、１００μＦである。従来例１は従来例２で使用した素子と同じ弁作用金属粉末、密度、焼結温度としたが、溶接しない第１電極側と接触しない長さまで短寸化した。
【００１４】
［実施例１］
図１に、実施例１に係る固体電解コンデンサ素子の、外装樹脂封止前の状態を示す。
コンデンサ素子１は、弁作用金属であるタンタル粉末に陽極リードを埋設しながら、該タンタル粉末を表１に示す素子サイズでプレス成形および焼結して多孔質体とし、該多孔質体の表面に誘電体酸化皮膜層を形成してコンデンサ陽極体を作製した後に、さらに該コンデンサ陽極体の表面に、陰極としての導電性高分子層と、陰極引出層としてのカーボン層および銀層とを順次形成して作製した。なお、陽極リードは、成形時に図２、表１に示す様に、コンデンサ素子の側面方向に対して中心軸から０．６ｍｍずらして配置した。
【００１５】
後に、陽極電極５となる帯状導体５’、および陰極電極６となる帯状導体６’は、予め各帯状導体の長軸方向が平行になるように、所定の間隔をおいて配置した。
【００１６】
続いて、作製した複数のコンデンサ素子１のうちの任意の２つのコンデンサ素子（例えば、１ａ、１ｂ）でコンデンサ素子対を構成し、対を構成するコンデンサ素子１ａ、１ｂの陰極を、帯状導体の長軸方向に隣り合うように配置した。そして、各陽極リード２と帯状導体５’とを金属ブロック３を介して接続した。さらに、コンデンサ素子１ａ、１ｂの陰極引出層を、帯状導体６’に導電性接着剤４を介して接続し、かつ帯状導体５’に絶縁性を有するマスキング部７を配置した後、前記マスキング部７上に配置した。
【００１７】
その後、接続が完了した複数のコンデンサ素子１を一括して外装樹脂で封止し、得られた外装樹脂封止体を線α−α、線β−β、線γ−γの位置で切断し、個片化した。
【００１８】
［実施例２］
図４に、実施例２に係る固体電解コンデンサ素子の、外装樹脂封止前の状態を示す。
実施例１と同様にコンデンサを作製した。その際、全てのコンデンサ素子の陽極リードは、成形時に図５、表１に示す様に、コンデンサ素子の側面方向に対して同一の方向に、中心軸から０．３ｍｍずらして配置した。
【００１９】
［従来例１］
図７に、従来例１に係る固体電解コンデンサ素子の、外装樹脂封止前の状態を示す。
コンデンサ素子１は、表１に示す素子サイズで、実施例１と同様にコンデンサ素子を作製した。その際、全ての陽極リードは、成形時に図８、表１に示す様に、コンデンサ素子の中心軸に沿って配置させた。
【００２０】
後に、陽極電極５となる帯状導体５’、および陰極電極６となる帯状導体６’は、予め各帯状導体の長軸方向が平行になるように、所定の間隔をおいて配置した。
【００２１】
続いて、作製した複数のコンデンサ素子１を、帯状導体の長軸方向に２つ連続して同方向に配置し（例えば、１ｃ、１ｄ）、続いて２つ連続して逆方向に配置（例えば、１ｅ、１ｆ）した。そして、各陽極リード２と帯状導体５’とを金属ブロック３を介して接続した。さらに、コンデンサ素子１ａ、１ｂの陰極引出層を、帯状導体６’に導電性接着剤４を介して接続した。
【００２２】
その後、接続が完了した複数のコンデンサ素子１を一括して外装樹脂で封止し、得られた外装樹脂封止体を線α−α、線β−β、線γ−γで切断し、個片化した。
【００２３】
［従来例２］
図１０に、従来例２に係る固体電解コンデンサ素子の、外装樹脂封止前の状態を示す。
実施例１と同様にコンデンサを作製した。その際、全てのコンデンサ素子の陽極リードは、成形時に図１１、表１に示す様に、コンデンサ素子の中心軸に沿って配置させた。
【００２４】
実施例１〜２および従来例で使用したコンデンサ素子の寸法および陽極リードの配置位置を表１に示す。
【表１】

【００２５】
［比較検討結果］
実施例１〜２および従来例に係るチップ状固体電解コンデンサを各１００個作製し、ＥＳＲ、ＥＳＬ値の測定を行った。その測定結果（平均値）を表２に示す。なお、ＥＳＲ値はヒューレットパッカード社製のＬＣＲ測定器で測定し、ＥＳＬ値はアジレント社製のインピーダンス・アナライザで測定した。測定温度は、いずれも室温とした。
【表２】

【００２６】
表２に示すように、実施例１および実施例２に係る固体電解コンデンサでは、対を構成するコンデンサ素子の充放電電流の通り道となる陽極リード同士が近づいたことにより、充放電時に発生する磁界の軸が近くなり磁界の打ち消し合いがより効果的になり、従来例に比べてＥＳＬを大幅に低減することができた。
特に、対を構成するコンデンサ素子の陽極リード同士の位置が最も近い実施例１に係る固体電解コンデンサでは、磁界の打ち消し合いが効果的に起こり、従来例に比べて、ＥＳＬをより大幅に低減することができた。
従来例２は素子サイズが限定され、上述の通り磁界の打ち消し合いが起こりにくいことから静電容量が小さく、ＥＳＲ、ＥＳＬも悪い結果となった。
【００２７】
以上、本発明に係る固体電解コンデンサの好ましい実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２８】
また、陽極リードの配置箇所は、コンデンサ素子の側面までずらす時に磁界の打ち消し合いが最も効果的となるが、陽極リードをコンデンサ素子に配置する容易性を考慮すると、素子端面から０．１ｍｍ以上離すことがより望ましい。
【００２９】
なお、各実施例では、陽極材料としてタンタルを使用したが、ニオブ等の他の弁作用金属に置き換えてもよい。さらに、各実施例では、陰極材料として導電性高分子を使用したが、二酸化マンガン等の他の陰極材料に置き換えてもよい。このような置き換えを行っても同等の効果が得られることは、当業者であれば容易に理解されるであろう。
【符号の説明】
【００３０】
１コンデンサ素子
２陽極リード
３金属ブロック
４導電性接着剤
５陽極電極
６陰極電極
７マスキング部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と陽極の２つの極性部分を有する複数のコンデンサ素子を樹脂封止してなるチップ状固体電解コンデンサであって、
所定の間隔をおいて配置された２つの第１電極と、
前記第１電極の間に配置された１つの第２電極と、
を備え、
前記複数のコンデンサ素子のうち、任意の２つのコンデンサ素子はコンデンサ素子対を構成し、
前記コンデンサ素子対を構成する２つのコンデンサ素子は、陽極が陰極を中心として、左右方向に互い違いになるように配置され、前記陽極がそれぞれ別々の前記第１電極に接続されるとともに、前記陰極が前記第２電極に接続され、さらに、前記コンデンサ素子の陽極が接続されていない側の前記陽極電極に絶縁性を有するマスキング部が配置され、前記陰極が前記マスキング部上に配置されており、
上記コンデンサ素子の陽極リードをコンデンサ陽極体の側面方向にずらし、コンデンサ素子対の各陽極リードが近づいた側面同士が近づく様に配置することを特徴とするチップ状固体電解コンデンサ。

【図１】