(57)【要約】【課題】過渡応答などで生じる電流がコンデンサ素子の外周に沿って陽極外部端子を通じて陰極外部端子へと流れるため、製品内部での電流パスが長くなってＥＳＬが高いという課題を解決し、小型大容量で低ＥＳＲ、かつ低ＥＳＬ化を図った固体電解コンデンサを提供することを目的とする。【解決手段】コンデンサ素子１１の長辺側に対向して形成された陽極部２と陰極層７に陽極端子８と陰極端子９を夫々直接接続して絶縁性の外装樹脂１０で被覆した構成としたことにより、最短の電流パスを実現して素子幅を広くすることができるようになるため、低ＥＳＬ、低ＥＳＲを同時に実現することが可能になる。【選択図】  図１
2004288688.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属からなる矩形状の陽極体を短辺方向で陽極部と陰極部に分離し、この陰極部の表面に誘電体酸化皮膜層、固体電解質層、陰極層が順次積層形成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子の陽極部及び陰極部に夫々直接接続された陽極端子ならびに陰極端子と、この陽極端子ならびに陰極端子の一部が夫々外部に露呈する状態で上記コンデンサ素子を被覆した絶縁性の外装樹脂からなる固体電解コンデンサ。
【請求項２】
弁作用金属からなる矩形状の陽極体が、表面が粗面化された弁作用金属箔、または弁作用金属箔の表面に弁作用金属粉末からなる焼結層が形成されたものである請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
コンデンサ素子の厚みが０．３ｍｍ以下である請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
固体電解質層が導電性高分子からなる請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
弁作用金属がアルミニウム、タンタル、ニオブまたはその合金のいずれかである請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
コンデンサ素子と直接接続される陽極端子ならびに陰極端子の材質が非磁性体である請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項７】
コンデンサ素子と直接接続される陽極端子ならびに陰極端子の外部端子間の距離を２ｍｍ以下とした請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種電子機器に使用される固体電解コンデンサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータのＣＰＵ周り等に使用される電解コンデンサには小型大容量化が強く望まれており、更なる低ＥＳＲ（等価直列抵抗）化のみならず、最近ではそれに加えて高周波での過渡応答性に優れた低ＥＳＬ（等価直列インダクタンス）化が要求されてきている。
【０００３】
図４はこの種の従来の固体電解コンデンサの構成を示した断面図であり、図４において、２０は固体電解コンデンサ、２１はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子２１は一端に陽極導出線２２を埋設した弁作用金属粉末（タンタル、ニオブ等）を所望の形状に成型して焼結したものを陽極体として用い、この陽極導出線２２に陽極端子２３を溶接等の手段により接合するとともに、陰極となるコンデンサ素子２１の上面部に導電性接着剤２５で陰極端子２４を接着した後、上記陽極端子２３と陰極端子２４の一部が夫々外表面に露呈する状態でコンデンサ素子２１を絶縁性の外装樹脂２６で被覆し、この外装樹脂２６から表出した陽極端子２３と陰極端子２４を夫々外装樹脂２６に沿って折り曲げることにより外部接続部を備えた面実装型の固体電解コンデンサ２０が構成されているものである。
【０００４】
このように構成された従来の固体電解コンデンサ２０は、コンデンサ素子２１にタンタル粉末を成型焼結した陽極体を用い、陽極導出線２２としてタンタルワイヤーを用い、さらには、陽極導出線２２、陰極部への接続にはコンデンサ素子２１の外周に沿って引き回されたコム構造の陽極端子２３と陰極端子２４が用いられているものであった。
【０００５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平２−１２５６０３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の固体電解コンデンサ２０においては、過渡応答などで生じる電流は陽極導出線２２を含めたコンデンサ素子２１、及びコンデンサ素子２１の外周に沿って磁性体である鉄製の陽極端子２３を介して陰極端子２４へと流れ、製品内部での電流パスが長くなるためにＥＳＬが高いという課題を有していた。
【０００８】
なお、一般的にＥＳＬは電流が流れる導体の長さが長く、幅が狭く、透磁率が高いほど大きくなるものであるため、ＥＳＬを低減する手段としては非磁性体の材料を用い、さらに、電流が流れた時にその周りに生じる磁界（磁束密度）をできるだけ小さくする構造にすることが必要である。
【０００９】
本発明はこのような従来の課題を解決し、低ＥＳＬで低ＥＳＲ、かつ小型大容量の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。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１に記載の発明は、弁作用金属からなる矩形状の陽極体を短辺方向で陽極部と陰極部に分離し、この陰極部の表面に誘電体酸化皮膜層、固体電解質層、陰極層が順次積層形成されたコンデンサ素子と、このコンデンサ素子の陽極部及び陰極部に夫々直接接続された陽極端子ならびに陰極端子と、この陽極端子ならびに陰極端子の一部が夫々外部に露出する状態で上記コンデンサ素子を被覆した絶縁性の外装樹脂で構成したものであり、この構成により、コンデンサ素子から陽極導出線の引出しを行わず、直接コンデンサ素子の底面部に陽極端子ならびに陰極端子を接続するため、外部端子による電極引き回しを無くすことができるうようになって、ＥＳＬを大幅に低減でき、かつ、電気抵抗も低減できるために、ＥＳＲを低下させることができるという作用効果を有する。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、弁作用金属からなる矩形状の陽極体が、表面が粗面化された弁作用金属箔、または弁作用金属箔の表面に弁作用金属粉末からなる焼結層が形成され構成したものであり、この構成により、請求項１の発明により得られる作用効果をより効果的に得ることができるという作用効果を有する。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、コンデンサ素子の厚みが０．３ｍｍ以下で構成したものであり、これにより、小型化を図ることができるようになるという作用効果を有する。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、固体電解質層が導電性高分子から構成されたものであり、これにより、高電導度の固体電解質を用いてＥＳＲを低減することができるという作用効果を有する。
【００１４】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、弁作用金属がアルミニウム、タンタル、ニオブまたはその合金のいずれかであるという構成のものであり、これにより小型大容量の固体電解コンデンサを実現できるという作用効果を有する。
【００１５】
本発明の請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、コンデンサ素子と直接接続される陽極端子ならびに陰極端子の材質が非磁性体で構成されたものであり、これにより、端子の透磁率を下げることができ、より低ＥＳＬの固体電解コンデンサを実現できるという作用効果を有する。
【００１６】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、コンデンサ素子と直接接続される陽極端子ならびに陰極端子の外部端子間の距離を２ｍｍ以下にした構成のものであり、これにより、コンデンサ内部で過渡応答時に流れる電流によって生じる磁界を打ち消し合うことが可能になり、ＥＳＬを低減することができるという作用効果を有する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の請求項１〜６に記載の発明について説明する。
【００１８】
図１（ａ）、（ｂ）は本発明の実施の形態１による固体電解コンデンサの構成を示した断面図と底面図、図２は同固体電解コンデンサを構成するコンデンサ素子を示した斜視図である。
【００１９】
図１（ａ）、（ｂ）、図２において、１１はコンデンサ素子を示し、このコンデンサ素子１１は、矩形状で厚み１００μｍのアルミニウム箔の表面をエッチングして表面積を拡大した後、短辺方向で陽極部２と陰極部に分離し、この陰極部の表面にアジピン酸アンモニウム溶液中で陽極酸化をして誘電体酸化皮膜層３を形成し、続いてピロールの化学重合により固体電解質層４を形成した後、カーボン５及び銀ペースト６からなる陰極層７を形成して厚み２００μｍのコンデンサ素子１１が構成されているものであり、このコンデンサ素子１１は図２に示すように、陽極部２と陰極層７を長辺側に対向して一対で設けた構成としている。
【００２０】
また、上記コンデンサ素子１１の陽極部２と陰極層７には、夫々陽極端子８と陰極端子９が接続され、この陽極端子８と陰極端子９の一部が夫々外表面に露呈する状態で、コンデンサ素子１１全体を絶縁性の外装樹脂１０で被覆することによって、本実施の形態の固体電解コンデンサ１が構成されているものである。なおこの陽極端子８と陰極端子９は、夫々透磁率が低い銅基材からなる非磁性体を用いたものである。
【００２１】
（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の構成を示した断面図であり、本実施の形態は上記実施の形態１で説明したコンデンサ素子１１を複数枚（図３では４枚を積層した例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない）積層して一体化した以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００２２】
（実施の形態３）
本実施の形態は上記実施の形態２において、陽極端子８と陰極端子９を構成する基材に鉄を用いた以外は実施の形態２と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００２３】
（実施の形態４）
本実施の形態は、１０万ＣＶ／ｇのタンタル粉末をペースト状にしてタンタル箔に塗布した後に焼結して表面積を拡大したシート状でかつ矩形状の陽極体を用いこの陽極体をリン酸溶液中で陽極酸化して誘電体酸化皮膜層を形成し、続いてピロールの化学重合により固体電解質層を形成した後、カーボンおよび銀ペーストからなる陰極層を形成して厚み３００μｍのコンデンサ素子を作製した以外は上記実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００２４】
（実施の形態５）
本実施の形態５は、上記実施の形態４において説明したコンデンサ素子を２枚積層して一体化した以外は実施の形態４と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００２５】
（実施の形態６）
本実施の形態６は、１５万ＣＶ／ｇのニオブ粉末をペースト状にしてニオブ箔に塗布した後に焼結して表面積を拡大したシート状でかつ矩形状の陽極体を用いた以外は上記実施の形態４と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００２６】
（実施の形態７）
以下、実施の形態７を用いて、本発明の請求項７に記載の発明について説明する。
【００２７】
本実施の形態は、上記実施の形態１において、陽極端子８と陰極端子９の端子間距離が出来る限り短くなるように底面部の夫々の端子を長くすることにより、端子間距離を２ｍｍ以下とした以外は実施の形態１と同様にして固体電解コンデンサを作製した。
【００２８】
（比較例１）
タンタルワイヤーを埋設したタンタル微粉末を所望の形状に成型した後に焼結して得られる多孔質の陽極体を用い、この陽極体を陽極酸化して外表面に誘電体酸化皮膜層を形成し、続いてこの誘電体酸化皮膜層上に二酸化マンガンからなる固体電解質層、カーボンと銀ペーストからなる陰極層を順次積層形成することにより厚みが１．４ｍｍのコンデンサ素子を作製し、このコンデンサ素子を上記図４に示した従来の鉄基材からなる陽極／陰極コム端子に接続して底面サイズが長さ７．３ｍｍ×幅４．３ｍｍの固体電解コンデンサを作製した。
【００２９】
（比較例２）
比較例１において、陽極部と陰極部の下部を夫々鉄基材からなる陽極／陰極外部端子に直接接続した以外は比較例１と同様の方法で固体電解コンデンサを作製した。
【００３０】
（比較例３）
陽極体の材料として厚み１００μｍのアルミニウム箔を用い、上記実施の形態１と同様の方法で厚み２００μｍのコンデンサ素子を作製し、このコンデンサ素子を４枚積層して一体化した以外は比較例１と同様の方法で固体電解コンデンサを作製した。
【００３１】
以上のように作製された本発明の実施の形態１〜７の固体電解コンデンサと比較例として従来の固体電解コンデンサの静電容量、ＥＳＲ（測定周波数１００ｋＨｚ）、及び４端子法にて測定したＥＳＬ特性（指数）を測定し、その結果を（表１）に示す。
【００３２】
【表１】
2004288688.tif 000003
【００３３】
（表１）から明らかなように、実施の形態１〜７の固体電解コンデンサと比較例１〜３の固体電解コンデンサでは、実施の形態１〜７の方がＥＳＬが低いことが明確である。これは、シート状でかつ矩形状の陽極体を用いこの陽極体を短辺方向で陽極部と陰極部に分離した構成としたことによるものである。
【００３４】
また、実施の形態２と実施の形態３は外部端子材料を変えた以外は同様に作製されたものであるが、外部端子材料が銅基材の方がＥＳＲ、ＥＳＬが低い結果を得ることができることがわかる。
【００３５】
また、コンデンサ素子を１枚とした、実施の形態１，４，６，７と比較例１，２では、比較例１，２に比べ実施の形態１，４，６，７の方がＥＳＬが低く、さらに外部端子間距離を短くした実施の形態７がよりＥＳＬが低いことがわかる。
【００３６】
このように構成された本実施の形態による固体電解コンデンサは、ＥＳＬを低減する手段として、陽極導出線を使わない箔形状の素子を用い、外部電極への取り回し（接続）距離を短くし、更には電極間の製品の長さを短くし、製品の高さを低くすることにより、コンデンサ内部で過渡応答時に流れる電流によって生じる磁界を低減することが可能となり、結果としてＥＳＬを低減することができるようになるものである。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように本発明による固体電解コンデンサは、コンデンサ素子の底面部分の陽極部ならびに陰極部に夫々陽極端子ならびに陰極端子を直接接続し、絶縁性の外装樹脂で被覆した構成にしたことにより、ＥＳＬを大きく悪化させる陽極導出線を用いず、シート状でかつ矩形状の陽極体を使用するとともに、コンデンサ内部でも外部引き出し端子での引き回しを行わず、コンデンサ素子に外部引き出し端子を直接接続するようにしたために最短の電流パスを実現することができ、更には、コンデンサ素子の陽極部と陰極部が長辺に対向するように構成されているために素子幅を広くすることができ、これによりＥＳＬを大幅に低減することができるばかりでなく、抵抗分も低減できるようになるために、低ＥＳＲ化も図れるようになるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の実施の形態１による、固体電解コンデンサの構成を示した断面図
（ｂ）同底面図
【図２】同コンデンサ素子を示した斜視図
【図３】本発明の実施の形態２による固体電解コンデンサの構成を示した断面図
【図４】従来の固体電解コンデンサの構成を示した断面図
【符号の説明】
１  固体電解コンデンサ
２  陽極部
３  誘電体酸化皮膜層
４  固体電解質層
５  カーボン
６  銀ペースト
７  陰極層
８  陽極端子
９  陰極端子
１０  外装樹脂
１１  コンデンサ素子
【図１】
2004288688.tif 000004
【図２】
2004288688.tif 000005
【図３】
2004288688.tif 000006
【図４】
2004288688.tif 000007