(57)【要約】【課題】  高周波数領域のノイズ除去性能の向上、および電磁波の漏洩防止が可能な固体電解コンデンサを提供すること。【解決手段】  弁作用を有する金属の多孔質焼結体１と、多孔質焼結体１に導通する陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂと、陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂに導通する面実装用の陽極端子３Ａ，３Ｂと、面実装用の陰極端子と、を備えた固体電解コンデンサＡ１であって、多孔質焼結体１または陽極導通部材２１Ａ，２１Ｂの少なくとも一部を覆う強磁性体部材８を備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用を有する金属の多孔質焼結体と、
上記多孔質焼結体に導通する陽極導通部材と、
上記陽極導通部材に導通する面実装用の陽極端子と、
面実装用の陰極端子と、
を備えた固体電解コンデンサであって、
上記多孔質焼結体または上記陽極導通部材の少なくとも一部を覆う強磁性体部材を備えていることを特徴とする、固体電解コンデンサ。
【請求項２】
上記多孔質焼結体および上記陽極導通部材を覆い、かつ、強磁性体の微粉末が混入された封止樹脂をさらに備えているとともに、
上記強磁性体部材は、上記封止樹脂を含んでいる、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
上記強磁性体部材は、強磁性体からなる金属カバーを含んでいる、請求項１または２に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
上記金属カバーの少なくとも一部が、上記陽極端子または上記陰極端子となっている、請求項３に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
上記多孔質焼結体は、扁平である、請求項１ないし４のいずれか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、弁作用金属の多孔質焼結体を備え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としては、ＣＰＵなどのデバイスから発生するノイズ除去や、電子機器への電源供給の安定化のために用いられるものがある（たとえは、特許文献１参照）。図９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Ｘは、弁作用を有する金属の多孔質焼結体９０を備えている。陽極ワイヤ９１は、陽極導通部材の一例であり、その一部が多孔質焼結体９０から突出するように設けられている。多孔質焼結体９０の表面には、陰極を構成する導電層９２が形成されている。導体部材９３，９４は、それぞれ陽極ワイヤ９１および導電層９２と導通しており、それぞれのうち封止樹脂９５から露出した部分が、面実装用の陽極端子９３ａおよび陰極端子９４ａとなっている。ここで、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。
【０００３】
【数１】
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【０００４】
上記の式から理解されるように、自己共振点よりも周波数の低い低周波数領域においては、１／ωＣが支配的であるために、固体電解コンデンサＸの大容量化によりインピーダンスを小さくすることができる。自己共振点付近の高周波数領域においては、抵抗Ｒが支配的であるために、固定電解コンデンサＸの低ＥＳＲ（等価直列抵抗）化を図ることが望ましい。さらに自己共振点よりも周波数の高い超高周波数領域においては、ωＬが支配的となるために、固体電解コンデンサＸの低ＥＳＬ（等価直列インダクタンス）化が求められる。
【０００５】
近年、クロック周波数が高周波数化されたＣＰＵなどのデバイスからは、高調波成分を含む周波数の高いノイズが発生している。このような高周波数領域のノイズは、回路電流とともに回路内を伝播し、上記ＣＰＵ以外の電子部品を誤動作させるおそれがある。また、固体電解コンデンサＸにおいて、陽極ワイヤ９１を上記高周波数領域のノイズが流れると、その周辺に磁界が発生し、さらにはこの磁界が固体電解コンデンサＸ外へと漏洩し電磁波ノイズとなる。このような電磁波ノイズは、この固体電解コンデンサＸが実装された電子機器以外の電子機器に対して悪影響を及ぼすものである。したがって、従来の固体電解コンデンサＸにおいては、高周波領域のノイズ除去や電磁波ノイズの漏洩防止について、未だ改善すべき余地があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１６３１３７号公報（図１５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、高周波数領域のノイズ除去性能の向上、および電磁波の漏洩防止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】
【０００８】
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。
【０００９】
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、上記多孔質焼結体に導通する陽極導通部材と、上記陽極導通部材に導通する面実装用の陽極端子と、面実装用の陰極端子と、を備えた固体電解コンデンサであって、上記多孔質焼結体または上記陽極導通部材の少なくとも一部を覆う強磁性体部材を備えていることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によれば、上記固体電解コンデンサに高周波数領域のノイズを含む回路電流が流された場合に、このノイズにより生じる磁界においては、上記強磁性体部材内に多くの磁束が通る。このため、この磁界が電磁波ノイズとなって、上記固体電解コンデンサ外に漏洩することを防止することができる。また、上記磁界が上記強磁性体部材においてジュール熱にエネルギー変換されることにより、上記高周波数領域におけるノイズを除去することも可能である。
【００１１】
本発明の好ましい実施形態においては、上記多孔質焼結体および上記陽極導通部材を覆い、かつ、強磁性体の微粉末が混入された封止樹脂をさらに備えているとともに、上記強磁性体部材は、上記封止樹脂を含んでいる。このような構成によれば、上記強磁性体部材を構成する専用の部材を用意する必要がない。また、上記強磁性体部材を形成するために製造工程を追加する必要もない。したがって、強磁性体部材を備えた固体電解コンデンサを効率よく製造することができる。さらに、封止樹脂によれば、上記多孔質焼結体および上記陽極導通部材を密閉することが可能である。したがって、高周波数領域のノイズ除去および電磁波ノイズの漏洩防止に好適である。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態においては、上記強磁性体部材は、強磁性体からなる金属カバーを含んでいる。このような構成によれば、この固体電解コンデンサの高剛性化を図ることができる。
【００１３】
本発明の好ましい実施形態においては、上記金属カバーの一部が、上記陽極端子または陰極端子となっている。
【００１４】
本発明の好ましい実施形態においては、上記多孔質焼結体は、扁平である。
【００１５】
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、より明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
図１および図２は、本発明に係る固体電解コンデンサの第１実施形態を示している。図１に示すように、本実施形態の固体電解コンデンサＡ１は、多孔質焼結体１、陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂ、陽極端子３Ａ，３Ｂ、陰極端子４Ａ，４Ｂおよび封止樹脂８を備えている。
【００１８】
多孔質焼結体１は、弁作用を有する金属であるニオブの粉末を矩形の板状に加圧成形し、これを焼結することにより形成されている。多孔質焼結体１は、ニオブの粉末どうしが焼結したものであり、これらの間に微小な隙間が形成された構造を有している。上記粉末の表面には、たとえば五酸化ニオブからなる誘電体層（図示略）が形成されている。また、この誘電体層の表面上には、固体電解質層（図示略）が形成されている。この固体電解質層は、たとえば二酸化マンガンあるいは導電性ポリマーからなり、好ましくは上記隙間の全体を埋めつくすように形成されている。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く、ニオブに代えてたとえばタンタルなどを用いても良い。
【００１９】
多孔質焼結体１の外表面には、図２に示すように上記固体電解質層に導通する導電層５が形成されている。導電層５としては、たとえばグラファイト層とその上に銀ペーストを用いて形成された銀層とが積層された構成とされる。
【００２０】
図１に示すように、３本ずつの陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂ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。これらのうち、多孔質焼結体１の一側面１ａから突出しているものが、入力用の陽極ワイヤ２１Ａであり、他の側面１ｂから突出しているものが、出力用の陽極ワイヤ２１Ｂである。陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂの突出方向は、多孔質焼結体１の厚さ方向と直交する方向となっている。陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂは、本発明でいう陽極導通部材の一例である。
【００２１】
各陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂは、それぞれ根元部２５、傾斜部２６、および先端部２７を有している。これらの根元部２５、傾斜部２６、および先端部２７は、陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂの材料となるニオブの金属棒を折り曲げることにより形成されている。図２に示すように、各陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂに各傾斜部２６が設けられていることにより、先端部２７の下端は、多孔質焼結体１の下面と図中上下方向においてほぼ同じ高さとなっている。
【００２２】
各陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂの根元部２５には、樹脂リング７が設けられている。図２に示すように、樹脂リング７は、各陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂの根元部２５を覆うように外嵌するとともに、その一部が多孔質焼結体１内に浸入している。樹脂リング７の材質としては、たとえばエポキシ樹脂とされる。
【００２３】
２つの陽極端子３Ａ，３Ｂは、図１に示すようにそれぞれ３本ずつの陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂに導通しており、図２に示すようにその図中下面が封止樹脂８から露出している。陽極端子３Ａ，３Ｂは、固体電解コンデンサＡ１を基板（図示略）に面実装するために用いられるものである。各陽極端子３Ａ，３Ｂは、矩形状の金属板であり、陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂとは、たとえばハンダもしくは導電性樹脂（ともに図示略）により接合されている。
【００２４】
陰極金属板４１は、図２に示すように導電層５を介して多孔質焼結体１の図中下面に接合されている。図１に示すように、陰極金属板４１には、４つの延出部が形成されており、これらの延出部が２つずつの入力用および出力用の陰極端子４Ａ，４Ｂとなっている。このように、固体電解コンデンサＡ１は、入力用および出力用の陽極端子３Ａ，３Ｂと入力用および出力用の陰極端子４Ａ，４Ｂとを備えることにより、い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いる。
【００２５】
図２に示すように、封止樹脂８は、多孔質焼結体１、陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂなどを覆うことにより、これらを保護するためのものであり、図１に示すように樹脂パッケージを構成している。図２に示すように、封止樹脂８は、強磁性体の微粉末８１を含んでいる。微粉末８１としては、たとえばフェライトを粉砕したものを用いればよい。フェライトとは、代表的な強磁性体材料であり、一般に酸化鉄（III）を一成分とする複合酸化物およびその誘導体をいい、特にＭを二価の金属元素としてＭＯ・Ｆｅ2Ｏ3で表される酸化物を指す。本実施形態においては、封止樹脂８中には、フェライトの微粉末８１が混入されている。後述するように、固体電解コンデンサＡ１の用途に応じて、封止樹脂８中の微粉末８１の濃度を適宜設定することにより、インダクタンスを調整することが可能である。封止樹脂８は、たとえばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂中に所定量の微粉末８１を混入したものを用いたモールド成形などにより形成される。このように、封止樹脂８は、本発明でいう強磁性体部材の一例に相当する。
【００２６】
次に、固体電解コンデンサＡ１の作用について説明する。
【００２７】
ＣＰＵなどのデバイスを含む回路においては、このＣＰＵから高周波数領域のノイズが発生し、このノイズが回路電流に含まれる。固体電解コンデンサＡ１は、四端子型のコンデンサであるため、すべての回路電流が陽極端子３Ａ，３Ｂ間を流れる。この回路電流とともに上記ノイズがたとえば陽極端子３Ａから陽極ワイヤ２１Ａを介して多孔質焼結体１へと流れると、これらの周りに上記ノイズに応じた磁界が発生する。この磁界は、固体電解コンデンサＡ１外へと漏洩すると、この固体電解コンデンサＡ１の周辺に配置された電子部品や、この固体電解コンデンサＡ１が組み込まれた電子機器以外の電子機器に対して、高周波数成分の電磁波ノイズとなって影響を及ぼす。本実施形態においては、封止樹脂８にフェライトの微粉末８１が混入されている。フェライトは強磁性体であるため、ニオブや銅などと比べて比透磁率が極めて高い。このため、上記回路電流中のノイズにより発生した磁界においては、多くの磁束がフェライトの微粉末８１を集中的に通ることとなり、固体電解コンデンサＡ１外には磁界がほとんど及ばない。したがって、電磁波ノイズが固体電解コンデンサＡ１外に漏洩することを適切に防止することができる。
【００２８】
また、フェライトの微粉末８１に上記ノイズによる磁束が通ると、この磁束は上記ノイズの周波数に応じて変動するため、フェライトの微粉末８１内にいわゆる渦電流が発生する。フェライトは強磁性体であるとともに、電気抵抗が比較的大きい。このため、上記渦電流は、ジュール熱へとエネルギー変換されて放散されることとなる。したがって、このエネルギー変換により、上記回路電流中に含まれる高周波数領域のノイズを除去することが可能である。特に、封止樹脂８は、多孔質焼結体１および陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂを密閉可能であるために、上述した高周波数領域のノイズ除去および電磁波ノイズの漏洩防止といった効果を高めるのに好適である。
【００２９】
上述したとおり、固体電解コンデンサＡ１は、高周波数領域のノイズ除去性能が高い、いわゆる高ＥＳＬタイプのコンデンサとして機能する。しかしながら、陽極端子３Ａ，３Ｂから陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂを介して多孔質焼結体１へと至る電流経路は、起立した部分の少ない比較的平坦な形状とされている。このため、この電流経路については、インダクタンスの小さい構成となっている。また、多孔質焼結体１は、扁平な薄型形状とされており、この部分のインダクタンスも小さくなっている。すなわち、本実施形態とは異なり、封止樹脂８にフェライトの微粉末８１を混入しない構成とすれば、低ＥＳＬタイプの固体電解コンデンサとすることができる。低ＥＳＬタイプの固体電解コンデンサは、たとえば、電子機器への電源供給の高速化に用いるのに適している。このように、本実施形態のコンデンサＡ１は、高ＥＳＬタイプの固体電解コンデンサであるが、低ＥＳＬタイプの固体電解コンデンサと構成要素の多くを共通しており、低ＥＳＬタイプの固体電解コンデンサと高ＥＳＬタイプの固体電解コンデンサとを作り分けることが容易である。また、封止樹脂８中の微粉末８１の濃度を適宜変更することにより、固体電解コンデンサＡ１の用途に応じたインダクタンスとすることが可能である。
【００３０】
さらに、強磁性体の微粒子を含まない封止樹脂は、従来のこの種の固体電解コンデンサに広く用いられている。本実施形態においては、封止樹脂８の材料となるエポキシ樹脂に強磁性体の微粒子８１を混入させるだけで、ノイズ除去などの効果を適切に発揮可能な固体電解コンデンサＡ１を製造することが可能であるとともに、微粉末８１の濃度管理も容易である。したがって、強磁性体部材を構成する専用の部材が不要であり、コストを抑制するのに有利である。また、上記強磁性体部材を設けるための追加の製造工程が不要であり、製造効率を向上させるのに適している。
【００３１】
なお、本実施形態と異なり、封止樹脂８に強磁性体の微粉末８１を混入することに代えて、陽極端子３Ａ，３Ｂまたは陰極金属板４１を強磁性体からなる構成としても良い。この構成においては、陽極端子３Ａ，３Ｂまたは陰極金属板４１が、本願発明でいう強磁性体部材として機能する。この場合、陽極端子３Ａ，３Ｂまたは陰極金属板４１の材料としては、電気抵抗の小さい強磁性体材料を用いるのが好ましい。
【００３２】
図３〜図８は、本発明に係る固体電解コンデンサの実施形態の他の例を示している。なお、図３以降の図面においては、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おり、適宜説明を省略する。
【００３３】
図３〜図５は、本発明に係る固体電解コンデンサの第２実施形態を示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ２は、強磁性体からなる金属カバー４２を備えている点が、上述した実施形態と異なっている。
【００３４】
図３に示すように、金属カバー４２は、全体として扁平な矩形状であり、強磁性体の金属材料により形成されている。金属カバー４２の材料としては、強磁性体であるとともに、電気抵抗が比較的小さいものが好ましく、たとえばＦｅあるいは４２アロイ（Ｆｅ−４２％Ｎｉ）を用いればよい。図４に示すように、金属カバー４２は、多孔質焼結体１、陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂなどを覆っている。金属カバー４２は、多孔質焼結体１の図中上面において導電層５により接合されている。これにより、金属カバー４２は、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。金属カバー４２と多孔質焼結体１などとの間の領域には、封止樹脂８が充填されている。この封止樹脂８は、たとえばエポキシ樹脂からなり、強磁性体の微粉末を含んでいなくても良い。
【００３５】
図５に示すように、金属カバー４２の両側縁には、延出部が形成されている。これらの延出部は、図３に示すように、２つずつの陰極端子４Ａ，４Ｂとなっている。このような金属カバー４２は、たとえば、Ｆｅまたは４２アロイなどの強磁性体の金属材料からなるプレートを用意し、このプレートを打ち抜きまたは切断により複数の小片に分割した後に、これらの小片をプレス加工することにより作成することができる。
【００３６】
このような実施形態によっても、たとえば陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂを高周波数領域のノイズを含む回路電流が流れた場合に、これによって発生する磁界を金属カバー４２に閉じ込めておくことが可能である。したがって、上記磁界が、高周波数領域の電磁波ノイズとなって固体電解コンデンサＡ２外に漏洩することを防止できる。また、上記磁界における磁束が金属カバー４２内に高密度で吸収されることにより、上記回路電流中のノイズを減衰させる効果が期待できる。なお、本実施形態においては、金属カバー４２は、比較的電気抵抗が小さいものとされていることにより、この固体電解コンデンサＡ２のＥＳＲを不当に大きくするといった不具合もない。
【００３７】
金属カバー４２は、金属製のプレートをプレス加工したものであり、たとえば、上述した第１実施形態の封止樹脂８よりも剛性が高い。このため、固体電解コンデンサＡ２の実装作業中や使用時などにおいて不当な外力が作用した場合であっても、多孔質焼結体１や陽極ワイヤ２１Ａ，２１Ｂなどを適切に保護することが可能である。したがって、この固体電解コンデンサＡ２の動作信頼性を高めるのに好適である。
【００３８】
なお、本実施形態の変形例としては、封止樹脂８に第１の実施形態と同様の強磁性体の微粉末を混入した構成としても良い。このような構成によれば、電磁波ノイズの漏洩防止や、回路電流中の高周波数領域のノイズ除去といった効果をさらに高めることができる。
【００３９】
図６〜図８は、本発明に係る固体電解コンデンサの第３実施形態を示している。本実施形態の固体電解コンデンサＡ３は、陽極端子３Ａ，３Ｂおよび陰極端子４Ａ，４Ｂとは導通しない強磁性体の金属カバー６を備えている点が、上述した実施形態と異なっている。
【００４０】
図６に示すように、金属カバー６は、全体として扁平な矩形状であり、強磁性体材料により形成されている。強磁性体材料としては、たとえばフェライトのように、比透磁率が高く、かつ電気抵抗の大きい材料が好ましい。図６に示すように、金属カバー６は、天板６ａ、底板６ｂ、および側板６ｃ、６ｄを有している。図７および図８に示すように、多孔質焼結体１は、天板６ａおよび底板６ｂにより挟まれている。天板６ａと多孔質焼結体１との間には、絶縁性の樹脂フィルム７１が介在している。また、多孔質焼結体１の図中下面に接合された陰極金属板４１と底板６ｂとの間にも、樹脂フィルム７１が介在している。さらに、金属カバー６内の空間のうち、多孔質焼結体１や陽極端子２１Ａ，２１Ｂ以外の領域には、封止樹脂８が充填されている。これらにより、金属カバー６は、多孔質焼結体１、陽極端子３Ａ，３Ｂ、および陰極端子４Ａ，４Ｂから絶縁されており、回路電流が流されることのない要素となっている。
【００４１】
図６に示すように陽極端子３Ａ，３Ｂは、中央部に段差を有する形状とされている。また、陰極金属板４１から延出する陰極端子４Ａ，４Ｂにも、段差が設けられている。これらにより、陽極端子３Ａ，３Ｂおよび陰極端子４Ａ，４Ｂは、それぞれの端部が金属カバー６から図中斜め下方に延出するように設けられている。
【００４２】
このような実施形態によっても、上述した実施形態と同様に、高周波数領域のノイズ除去や、電磁波ノイズの漏洩防止を図ることができる。金属カバー６は、回路電流が流されないために、電気抵抗の大きい材料を用いることができる。したがって、上記ノイズ除去や、電磁波ノイズの漏洩防止に有利である。また、固体電解コンデンサＡ３は、金属カバー６により全体が覆われた構造となっていることにより、高剛性化にも適している。
【００４３】
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。
【００４４】
多孔質焼結体および陽極導通部材の材質としては、ニオブ、酸化ニオブあるいはタンタルなどの弁作用を有する金属であればよい。また、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。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る固体電解コンデンサの第１実施形態の全体斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本発明に係る固体電解コンデンサの第２実施形態の全体斜視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】本発明に係る固体電解コンデンサの第３実施形態の全体斜視図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。
【図８】図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図９】従来の固体電解コンデンサの一例の断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
Ａ１，Ａ２，Ａ３  固体電解コンデンサ
１      多孔質焼結体
３Ａ，３Ｂ  陽極端子
４Ａ，４Ｂ  陰極端子
５      導電層
６      金属カバー
７      樹脂リング
８      封止樹脂
２１Ａ，２１Ｂ  陽極ワイヤ（陽極導通部材）
４１    陰極金属板
４２    金属カバー
８１    強磁性体の微粒子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006165415.tif 000007
【図５】
2006165415.tif 000008
【図６】
2006165415.tif 000009
【図７】
2006165415.tif 000010
【図８】
2006165415.tif 000011
【図９】
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