(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極リードが導出された弁作用金属からなる多孔質体の表面に誘電体、電解質、陰極層を順次形成したコンデンサ素子と、片面に前記コンデンサ素子と電気的に接続された陰極端子と、前記陽極リードに接合された陽極リード体と電気的に接続された陽極端子を有する絶縁板とを備え、前記陽極リードと、前記陽極リード体と、前記コンデンサ素子と、前記陰極端子と、前記陽極端子を外装樹脂により封止した固体電解コンデンサにおいて、前記陽極端子と前記陰極端子は導電体からなり、少なくとも一部は前記外装樹脂より露出しており、前記絶縁板は両面板または多層板からなるプリント配線板であり、前記プリント配線板の一方の主面に前記陽極端子および前記陰極端子を形成し、前記プリント配線板の他方の主面に前記陽極端子および前記陰極端子と接続しない二つの電極端子を有する電気回路を形成し、前記陽極端子および前記電気回路の一方の電極端子と、前記陰極端子および前記電気回路の他方の電極端子を、各々前記プリント配線板の同一辺に配するよう構成することを特徴とする固体電解コンデンサ。
【請求項２】
前記電気回路はジャンパー回路であることを特徴とする請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
前記陽極端子、前記陰極端子および前記電気回路とそれぞれが電気的に接続されたフィレット形成部を有し、前記フィレット形成部は前記プリント配線板の少なくとも側面若しくは裏面まで延伸していることを特徴とする請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解コンデンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から弁作用金属として、タンタル、ニオブなどを用いた固体電解コンデンサは、小型で静電容量が大きく、周波数特性に優れ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）のデカップリング回路あるいは電源回路などに広く使用されている。
【０００３】
近年、電気製品や電子機器の小型化、薄型化が進むにつれて、これらに使用される電子部品の小型化、薄型化に対する要求が高まっている。基板実装時に高さ方向に対して制約がある場合、固体電解コンデンサの高さを低くしなければならない。そのためにはコンデンサ素子を高さ方向で小さくしなければならないが、それでは目的の静電容量を得ることができなくなるという問題があった。
【０００４】
これらの対策として、下面電極型構造の固体電解コンデンサを回路基板内に埋め込むように逆さまに取り付けることで、回路基板上に表面実装された際の固体電解コンデンサの高さを抑える方法が従来技術として知られている。例えば特許文献１に開示された固体電解コンデンサがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−６７９６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図９は固体電解コンデンサを用いた簡易ブロック図である。図９に示すように、固体電解コンデンサ９１は例えばカップリング用として、前段階の回路である回路Ａ９３と後段階の回路である回路Ｂ９４との間に挿入される。このように回路Ａ９３と回路Ｂ９４の間の交流信号ライン９２に固体電解コンデンサ９１を挿入することによって、回路Ａ９３のバイアス電圧の乱れを除去して交流成分のみを回路Ｂ９４に伝達できる。
【０００７】
しかしながら、カップリング用として固体電解コンデンサを用いる場合、従来技術では、実装された固体電解コンデンサの横など、固体電解コンデンサが実装されている位置とは異なる位置の実装基板上にグランド側の回路であるグランドラインを設ける必要があった。
【０００８】
図１０は従来の固体電解コンデンサによる実装基板上の配線を示す模式図である。図１０に示すように、従来技術では、交流信号ライン９６と接続された固体電解コンデンサ９５の幅の他に、グランドライン９７で使用する分の実装基板の面積を必要とするため、小型化の妨げになるという課題がある。
【０００９】
そこで本発明は、高密度実装を可能とした固体電解コンデンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の固体電解コンデンサは、陽極リードが導出された弁作用金属からなる多孔質体の表面に誘電体、電解質、陰極層を順次形成したコンデンサ素子と、片面に前記コンデンサ素子と電気的に接続された陰極端子と、前記陽極リードに接合された陽極リード体と電気的に接続された陽極端子を有する絶縁板とを備え、前記陽極リードと、前記陽極リード体と、前記コンデンサ素子と、前記陰極端子と、前記陽極端子を外装樹脂により封止した固体電解コンデンサにおいて、前記陽極端子と前記陰極端子は導電体からなり、少なくとも一部は前記外装樹脂より露出しており、前記絶縁板は両面板または多層板からなるプリント配線板であり、前記プリント配線板の一方の主面に前記陽極端子および前記陰極端子を形成し、前記プリント配線板の他方の主面に前記陽極端子および前記陰極端子と接続しない二つの電極端子を有する電気回路を形成し、前記陽極端子および前記電気回路の一方の電極端子と、前記陰極端子および前記電気回路の他方の電極端子を、各々前記プリント配線板の同一辺に配するよう構成することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の固体電解コンデンサの前記電気回路はジャンパー回路であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の固体電解コンデンサは、前記陽極端子、前記陰極端子および前記電気回路とそれぞれが電気的に接続されたフィレット形成部を有し、前記フィレット形成部は前記プリント配線板の少なくとも側面若しくは裏面まで延伸していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、固体電解コンデンサのプリント配線板の陽極端子および陰極端子が形成されていない面に、固体電解コンデンサが実装される位置とは異なる位置に設計する固体電解コンデンサとは別の回路を形成できる。固体電解コンデンサに陽極端子および陰極端子と接続しない電気回路を形成することによって、使用する実装基板の面積を低減できる。
【００１４】
以上のことより、高密度実装を可能とした固体電解コンデンサが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１による固体電解コンデンサを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、（ｃ）は底面図である。
【図２】本発明による固体電解コンデンサの製造工程を説明する図であり、（ａ）は使用するプリント配線板の平面図、（ｂ）はプリント配線板の上面に高温半田ペーストを印刷し、導電性接着剤を塗布した平面図、（ｃ）はプリント配線板上面にコンデンサ素子および陽極リード体を搭載した時の平面図、（ｄ）は正面図である。
【図３】本発明の実施の形態２による固体電解コンデンサを示す図であり（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は底面図である。
【図４】本発明の固体電解コンデンサによる実装基板上の配線を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態３による固体電解コンデンサを示す図であり（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。
【図６】本発明の実施の形態４による固体電解コンデンサを示す図であり（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。
【図７】本発明の固体電解コンデンサによる実装例を示す側面図である。
【図８】本発明の固体電解コンデンサによる実装基板に埋め込んだ場合の実装例を示す側面図である。
【図９】固体電解コンデンサを用いた簡易ブロック図である。
【図１０】従来の固体電解コンデンサによる実装基板上の配線を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による固体電解コンデンサを示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図、（ｃ）は底面図である。
【００１８】
図１に示すように、本発明の実施の形態１による固体電解コンデンサ１は、プリント配線板６と、陽極リード７を導出したコンデンサ素子８と、陽極リード７に溶接して電気的に接合した陽極リード体９と、これらの一部を封止する外装樹脂１２とから構成される。
【００１９】
プリント配線板６は、上面に導電体からなる陽極端子２と陰極端子３が形成され、下面に固体電解コンデンサには接続されない電気回路としてジャンパー回路４が形成された絶縁板５から構成される。陽極リード体９と陽極端子２は固体状高温半田部１０で電気的に接続され、コンデンサ素子８と陰極端子３は導電性接着剤１１で電気的に接続されている。また、陽極端子２と陰極端子３の少なくとも一部は外装樹脂１２より露出している。
【００２０】
陽極リード体９と陽極端子２の接続は、高温半田ペーストを加熱硬化させて固体状高温半田部１０を形成させ、固着接合している。
【００２１】
高温半田ペーストとはＳｎ−Ａｇ−Ｃｕの複合材で２２０℃以上の熱で溶融し、一度硬化すると３１０℃でも再溶融しない半田ペーストのことを指す。高温半田ペーストを用いることにより、固体電解コンデンサの基板実装時の熱により再溶融して半田ペーストが流れだすことを防ぐことができる。
【００２２】
また、陽極リード体と陽極端子の接続は、導電性接着剤で電気的に接続されていてもよい。導電性接着剤は固体状高温半田より固有抵抗値が小さいため、陽極リード体と陽極端子との接続抵抗値が低くなる。そのため、製品自体の抵抗値が低くなり、より周波数特性の良い製品を提供できる。
【００２３】
陽極リード体の母材として、銅材または４２アロイ材などの金属を、適宜使用することができ、これらの金属板は半田濡れ性を考慮して表面にめっきを施すことが望ましい。めっきは多層めっきであり、ニッケルめっきを形成した後、金やパラジウム、半田、銀の少なくとも１つを含むめっきが形成されていることが望ましい。
【００２４】
また、陽極端子及び陰極端子となる導電体の母材として、銅材などの金属を適宜使用することができる。これら金属の表面にはめっきを施すことが望ましく、下地にニッケルめっきを形成した後、表面に金、パラジウムの少なくとも１つを含むめっきが形成されていることが望ましい。
【００２５】
図２は本発明による固体電解コンデンサの製造工程を説明する図であり、（ａ）は使用するプリント配線板の平面図、（ｂ）はプリント配線板の上面に高温半田ペーストを印刷し、導電性接着剤を塗布した平面図、（ｃ）はプリント配線板上面にコンデンサ素子および陽極リード体を搭載した時の平面図、（ｄ）は正面図である。
【００２６】
図２に示すように、本発明の固体電解コンデンサのプリント配線板２６は、絶縁板２５の上面に導電体からなる陽極端子２２と陰極端子２３が一定間隔で縦横に形成されている。また絶縁板２５の裏面には陽極端子２２と陰極端子２３とは接続しない電気回路であるジャンパー回路２４が形成されている。
【００２７】
陽極端子２２の所定の位置にメタルマスク等を用いて高温半田ペーストを印刷する。これが加熱硬化することで固体状高温半田部２０となる。また、コンデンサ素子２８の陰極部が搭載される陰極端子２３上に導電性接着剤２１を塗布する。
【００２８】
弁作用金属の焼結体からなる多孔質体の表面に誘電体、電解質、陰極層を順次形成したコンデンサ素子２８から導出した陽極リード２７と抵抗溶接等にて接続した陽極リード体２９を陽極端子２２に搭載する。この時、コンデンサ素子２８を陰極端子２３に搭載する。
【００２９】
その後、加熱炉、レーザー光などを用いて高温半田ペーストを加熱硬化させて固体状高温半田部２０を形成し、陽極リード体２９と陽極端子２２を固着接合する。また、加熱により導電性接着剤２１を硬化させコンデンサ素子２８と陰極端子２３を固着接合する。
【００３０】
陽極端子２２と陰極端子２３の少なくとも一部を除き、プリント配線板２６上のコンデンサ素子２８を覆うように絶縁性の外装樹脂で封止した後、製品外形形状にダイシング加工によって切削して固体電解コンデンサを作製する。
【００３１】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２による固体電解コンデンサを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は底面図である。図３に示すように、本発明の実施の形態２による固体電解コンデンサ３１は陽極端子３２および陰極端子３３の少なくとも一部以外を外装樹脂３７で覆われており、プリント配線板３６は絶縁板３５に陽極端子３２、陰極端子３３および電気回路であるジャンパー回路３４と、それぞれが電気的に接続されたフィレット形成部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄを有している。さらに、このフィレット形成部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄはプリント配線板３６の少なくとも側面若しくは裏面まで延伸している。
【００３２】
本実施の形態２によるフィレット形成部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄを有するプリント配線板３６の作製の一例として、プリント配線板３６の製作時に製品形状に加工する切削位置に貫通接続部３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄを開け、この貫通接続部３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄの側面に銅のパネルめっきを行い、銅めっき膜を形成する。更に、ニッケル、金めっき処理を行い、表面に金めっき層を形成して得られる。その後、固体電解コンデンサを作製する際の切削にて、貫通接続部３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄが真ん中で切断され半円のフィレット形成部３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄとなる。
【００３３】
フィレット形成部として半円を例示したが、陽極端子、陰極端子および電気回路が、プリント配線板の少なくとも側面もしくは裏面まで電気的に接続される形状であればよく、半円に限定されるものではない。つまり、半楕円形や半長穴形状、四角であっても、プリント配線板の切削面である側面にめっき層が形成された状態でもよい。
【００３４】
フィレット形成部は例示した半円形状であることで、プリント配線板の切削面に露出する陽極端子、陰極端子及びジャンパー回路の断面よりは、セルフアライメント性を高める事ができるため好ましい。また、長穴形状を長手方向に中央部で切断するなど、フィレット形成部の実装基板との接続面積を大きくすることで、更にセルフアライメント性を高める事ができる。
【００３５】
さらに、フィレット形成部を有することで、陽極端子、陰極端子及び電気回路と実装基板の端子台との接合の状態の確認が容易に行える。
【００３６】
図４は本発明の固体電解コンデンサによる実装基板上の配線を示す模式図である。図４に示すように、絶縁板４２の下面に電気回路であるジャンパー回路４３を設けることによって、固体電解コンデンサ４１を交流信号ライン４４と接続した際に、固体電解コンデンサ４１の実装面積内に交流信号ライン４４とジャンパー回路４３の２本の回路を通すことができる。
【００３７】
これによって、従来の固体電解コンデンサ４１を実装した場合に、固体電解コンデンサ４１とは別な位置に必要とするグランドライン等の電気回路の実装基板面積を低減でき、高密度実装が可能となる。
【００３８】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３による固体電解コンデンサを示す図であり（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。図５に示すように、本発明の実施の形態３による固体電解コンデンサ５１は、コンデンサ素子が外装樹脂で封止されている絶縁板５２の上面は実施の形態２と同じであるが、絶縁板５２の下面に形成された電気回路であるジャンパー回路５３が、固体電解コンデンサの陽極端子５５および陰極端子５６に接続されたフィレット形成部５４ａ、５４ｂに接続しない範囲で、絶縁板５２上を覆うように大きく形成している。
【００３９】
（実施の形態４）
図６は本発明の実施の形態４による固体電解コンデンサを示す図であり（ａ）は平面図、（ｂ）は底面図である。図６に示すように、本発明の実施の形態４による固体電解コンデンサ６１は、固体電解コンデンサ６１の短辺に平行な中心線で線対称となるように、陽極端子６５と陰極端子６６をフィレット形成部６４ｂ、６４ｄに引き出している。また、絶縁板６２の下面に形成された電気回路であるジャンパー回路６３は、固体電解コンデンサ６１の長手方向に平行な直線で形成され、フィレット形成部６４ａ、６４ｃと電気的に接続している。
【００４０】
本発明の固体電解コンデンサを実装基板に実装する形態として、プリント基板の下面を実装基板と対向するように実装する形態と、プリント基板の上面を実装基板と対向するように実装する形態が考えられる。
【００４１】
図７は本発明の固体電解コンデンサによる実装例を示す側面図である。図７に示すように、本実施の形態２の固体電解コンデンサは、電気回路であるジャンパー回路が形成されている下面を実装基板と対向するように実装している。
【００４２】
実装基板７３は、絶縁板７１上に陰極端子３３に接続されたフィレット形成部３８ｃと接続する端子台（図示せず）と、陽極端子３２と接続されたフィレット形成部３８ｂと接続する端子台７２ａと、ジャンパー回路３４と接続されたフィレット形成部３８ａと接続する端子台（図示せず）と、ジャンパー回路３４と接続されたもう一方のフィレット形成部３８ｄと接続する端子台７２ｂを有している。さらに、本実装例では、固体電解コンデンサ３１が実装されている実装基板７３は、端子台７２ａと端子台７２ｂの間が絶縁板７１のみとなっている。
【００４３】
固体電解コンデンサ３１のジャンパー回路３４を実装基板７３に対向させて取り付け位置に配置し、半田付けなどの公知の技術によって固体電解コンデンサ３１は実装基板７３上に取り付けられる。
【００４４】
また、固体電解コンデンサ３１のジャンパー回路３４のフィレット形成部３８ａ、３８ｄ以外にソルダーレジスト膜を形成するか、または実装基板７３の端子台７２ａと端子台７２ｂの間にソルダーレジスト膜を形成すれば、端子台７２ａと端子台７２ｂの間の実装基板７３は絶縁板７１のみでなくてもよい。
【００４５】
図８は本発明の固体電解コンデンサによる実装基板に埋め込んだ場合の実装例を示す側面図である。図８に示すように、本実施の形態２の固体電解コンデンサが逆さまになるように実装基板に実装している。
【００４６】
実装基板８３は、固体電解コンデンサ３１の外装樹脂３７が入る大きさの開口部８４を有し、さらに、絶縁板８２の上に陰極端子３３および陰極端子３３と接続されたフィレット形成部３８ｃと接続する端子台８１ａと、陽極端子３２および陽極端子３２と接続されたフィレット形成部３８ｂと接続する端子台８１ｃと、ジャンパー回路３４と接続されたフィレット形成部３８ａと接続する端子台（図示せず）と、ジャンパー回路３４と接続されたもう一方のフィレット形成部３８ｄと接続する端子台８１ｂを備えている。
【００４７】
固体電解コンデンサ３１の外装樹脂３７を下にして、開口部８４に外装樹脂３７を設置することにより、陰極端子３３およびフィレット形成部３８ｃは端子台８１ａに、陽極端子３２およびフィレット形成部３８ｂは端子台８１ｃに、フィレット形成部３８ａは図示しない端子台に、フィレット形成部３８ｄは端子台８１ｂの位置に配置され、半田付けなどの公知の技術によって固体電解コンデンサ３１は実装基板８３上に取り付けられる。
【００４８】
実装基板に固体電解コンデンサを埋め込んで実装する場合、固体電解コンデンサの下面に形成された電気回路にソルダーレジスト膜を形成することによって、実装後に異物の付着を防止し、短絡などを抑制することができる。
【００４９】
絶縁板の下面に形成されるジャンパー回路はグランドラインであってもよい。また、このジャンパー回路はグランドラインに限定されるものではない。
【００５０】
また、ジャンパー回路としてクランクや直線、大きく面で形成されたジャンパー回路を例示したが、これに限定されるものではない。つまり、固体電解コンデンサに対して対角線となるように直線で形成されていてもよいし、Ｓ字形状で形成されていてもよい。
【００５１】
また、固体電解コンデンサと実装基板の実装時の固着強度を満足すれば、異物による短絡等の防止を目的に、電気回路や陽極端子、陰極端子等のフィレット形成部以外にソルダーレジスト膜を形成しても良い。フィレット形成部以外への半田の流れ込みを抑えることで、セルフアライメント性を高めることができる。
【００５２】
以上より、固体電解コンデンサのプリント配線板の陽極端子および陰極端子が形成されていない面に、固体電解コンデンサが実装されている位置とは異なる位置に設計された回路を形成することによって、実装基板の面積を低減でき、高密度実装を可能とした固体電解コンデンサが得られる。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は上記に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の変更や修正が可能である。すなわち、当業者であれば成し得るであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００５４】
１、３１、４１、５１、６１、９１、９５    固体電解コンデンサ
２、２２、３２、５５、６５    陽極端子
３、２３、３３、５６、６６    陰極端子
４、２４、３４、４３、５３、６３    ジャンパー回路
５、２５、３５、４２、５２、６２、７１、８２    絶縁板
６、２６、３６    プリント配線板
７、２７    陽極リード
８、２８    コンデンサ素子
９、２９    陽極リード体
１０、２０    固体状高温半田部
１１、２１    導電性接着剤
１２、３７    外装樹脂
３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄ、５４ａ、５４ｂ、６４ａ、６４ｂ、６４ｃ、６４ｄ    フィレット形成部
３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ    貫通接続部
４４、９２、９６    交流信号ライン
７２ａ、７２ｂ、８１ａ、８１ｂ、８１ｃ    端子台
７３、８３    実装基板
８４    開口部
９３    回路Ａ
９４    回路Ｂ
９７    グランドライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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