固体電解コンデンサ
固体電解コンデンサ（Ａ１）は、弁作用金属からなる多孔質焼結体（１）と、この多孔質焼結体から突出する内部陽極端子（１１ａ、１１ｂ）と、この内部陽極端子よりも下方に位置するとともに、面実装に利用される底面を有している外部陽極端子（２１ａ、２１ｂ）と、を備える。内部陽極端子（１１ａ、１１ｂ）は、多孔質焼結体（１）の高さ方向中央よりも下方に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁作用金属からなる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】
周知のように、固体電解コンデンサは、たとえばＣＰＵなどのデバイスから発生するノイズ除去や、電子機器への電源系の安定化のために用いられる。図１１は、下記特許文献１に開示された固体電解コンデンサを示す。図示された固体電解コンデンサＸは、弁作用を有する金属材料（以下、単に「弁作用金属」と言う）の多孔質焼結体９０を備えている。陽極ワイヤ９１は、その一部が多孔質焼結体９０内に埋設するように設けられている。陽極ワイヤ９１のうち多孔質焼結体９０から突出した部分が内部陽極端子９１ａとなっている。導電性樹脂９２は、多孔質焼結体９０上に形成されており、陰極を構成している。導体部材９３，９４は、それぞれ内部陽極端子９１ａおよび導電性樹脂９２と導通している。導体部材９３，９４のうち、保護樹脂９５から露出した部分が、外部接続用の外部陽極端子９３ａおよび外部陰極端子９４ａとなる。ノイズ除去や電源系の安定化のためには、固体電解コンデンサＸの高周波数特性の向上が必要である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６３１３７号公報
【０００４】
一般に、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、以下の数式１により決定される。
【０００５】
【数１】
【０００６】
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。そのために同領域では、固体電解コンデンサ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。一方、自己共振点付近の周波数領域（高周波数領域）においては、抵抗Ｒが支配的である。そのために、固定電解コンデンサの低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。そのために、固体電解コンデンサの低ＥＳＬ（等価直列インダクタンス）化が求められる。
【０００７】
上述した従来の固体電解コンデンサＸにおいても、種々の方法で低ＥＳＲ化および低ＥＳＬ化が図られている。具体的には、多孔質焼結体９０の形状や陽極ワイヤ９１の形状を改善すること、あるいは多孔質焼結体９０内に形成される固体電解質層の材質を改善することにより、低ＥＳＲ化および低ＥＳＬ化が図られている。
【０００８】
しかしながら、近年、ＣＰＵは高クロック化される傾向にあり、それに応じて、発生するノイズの周波数も、より高い周波数成分を含むものとなっている。また、電子機器の高速化およびデジタル化に伴い、高速応答が可能な電源系が必要となっている。これらの用途に用いられる固体電解コンデンサに対しては、さらなる低ＥＳＬ化が望まれる。
【０００９】
このような状況の下、上述した固体電解コンデンサＸには次のような問題がある。すなわち、多孔質焼結体９０や陽極ワイヤ９１の形状を改善してそれらのインダクタンスを小さくしても、これら以外の部材（たとえば導体部材９３，９４）のインダクタンスが大きいままとされている。しかしながら、このようなことでは、上記低ＥＳＬ化の要請に十分に応えることはできない。つまり、固体電解コンデンサＸにおいては、デバイス全体として低ＥＳＬ化を図るという点において未だ改善する余地があった。
【発明の開示】
【００１０】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。そこで、本発明は、低ＥＳＬ化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する。
【００１１】
本発明によって提供される固体電解コンデンサは、弁作用金属からなる多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体から突出する内部陽極端子と、上記内部陽極端子よりも下方に位置するとともに、面実装に利用される底面を有している外部陽極端子と、を備えている。上記内部陽極端子は、上記多孔質焼結体の高さ方向中央よりも下方に設けられている。たとえば、上記内部陽極端子は、上記多孔質焼結体の底面に接するように当該多孔質焼結体内に埋設されていてもよい。あるいは、上記内部陽極端子は、上記多孔質焼結体の外部から当該多孔質焼結体の底面に固定されていてもよい。
【００１２】
このような構成によれば、上記外部陽極端子から上記内部陽極端子までの距離を小さくすることができる。上記固体電解コンデンサとこのコンデンサが実装される基板との間を流れる電流の経路において、上記外部陽極端子と上記内部陽極端子との間の部分は、上下方向に起立した部分となる。このような起立した部分は、高調波成分を含むような高周波数領域の交流電流に対して、インダクタンスとして働き、上記固体電解コンデンサ全体のインピーダンスを大きくする原因となる。したがって、上記起立した部分を小さくすることにより、インダクタンスを小さくし、高周波数領域における低ＥＳＬ化を図ることができる。
【００１３】
好ましくは、上記多孔質焼結体としては、複数の扁平状焼結体要素からなる。これらの焼結体要素は、起立した姿勢でそれらの厚み方向に積層されている。このような構成によれば、コンデンサを構成する多孔質焼結体の体積を大きくし、大容量化を図ることができる。また、上記各焼結体要素は、扁平であるためにその内部を流れる電流の経路が短くなり、低ＥＳＬ化に有利である。さらに、複数の焼結体要素を起立した状態でそれらの厚み方向に積層することで、各焼結体要素に設けられた内部陽極端子を固体電解コンデンサの下方寄りに配置することが可能となる。これにより、各内部陽極端子は、外部陽極端子を基準として低い位置に設けられることとなり、コンデンサの大容量化と低ＥＳＬ化とを図るのに好適である。
【００１４】
好ましくは、本発明の固体電解コンデンサは、上記多孔質焼結体の下面に接合され、かつ少なくともその一部が外部陰極端子として機能する陰極金属板をさらに具備している。この場合、上記外部陽極端子の底面および上記外部陰極端子の底面は、相互に面一状である。
【００１５】
このような構成によれば、上記陰極金属板は、上下方向において大きく嵩張ることがない。このため、上記外部陽極端子の底面を上記多孔質焼結体に近い位置に配置することが可能であり、上記外部陽極端子の底面から上記内部陽極端子までの距離をさらに小さくすることができる。したがって、上記固体電解コンデンサの低ＥＳＬ化に適している。また、上記外部陽極端子および外部陰極端子の底面が面一状であるために、上記固体電解コンデンサを面実装するのに便利である。
【００１６】
好ましくは、上記陰極金属板は、中央部と、上記外部陰極端子として機能する縁部とを含んでいる。上記中央部および上記縁部の間には段差が設けられている。上記中央部は、上記多孔質焼結体に接合された上面、および、樹脂により覆われた下面を含んでいる。
【００１７】
このような構成によれば、コンデンサを構成する部品点数を少なくするとともに、上記外部陰極端子と上記多孔質焼結体との間の低抵抗化および低インダクタンス化を図ることができる。さらに、上記中央部は樹脂により外部と絶縁される。このために、上記固体電解コンデンサが実装される基板の一部と、上記中央部とが不当に導通することを回避することができる。
【００１８】
好ましくは、上記内部陽極端子は、第１陽極棒および第２陽極棒からなる。これら第１陽極棒および第２陽極棒は、上記多孔質焼結体から互いに異なる方向に突出している。
【００１９】
このように複数の陽極棒を使用する構成によれば、これら陽極棒に分散して電流が流れるために、低ＥＳＲ化および低ＥＳＬ化を図るのに有利である。また、各陽極棒の突出方向を相違させることにより、各陽極棒を上記多孔質焼結体における下方寄りに設けて低ＥＳＬ化を図るのに適している。これとは異なり、全ての陽極棒が同一方向に突出している場合には、これら陽極棒が上記多孔質焼結体の同一面に集中して設けられることとなる。その結果、すべての陽極棒を上記多孔質焼結体の下方寄りに配置することが困難となる。
【００２０】
さらには、第１および第２の陽極棒をそれぞれ入力用および出力用の内部陽極端子とすることにより、いわゆる三端子型（もしくは四端子型）の固体電解コンデンサとして構成することが可能であり、高周波数特性の向上を図ることができる。
【００２１】
好ましくは、上記第１陽極棒および第２陽極棒は、互いに逆方向に突出している。このような構成によれば、上記第１陽極棒および第２陽極棒を相互に離間して配置し、上記多孔質焼結体における下方寄りに設けるのに好適である。たとえば、複数の焼結体要素を各々が起立した姿勢で積層する場合には、上記第１および第２陽極棒の突出方向を、上記焼結体要素の積層方向に対して直行する方向とする。これにより、上記第１および第２陽極棒を、各焼結体要素の下方寄りに適切に設けることができる。
【００２２】
好ましくは、本発明の固体電解コンデンサは、上記第１陽極棒および第２陽極棒を相互に接続する導体部材をさらに具備している。
【００２３】
このような構成によれば、上記第１陽極棒および第２陽極棒を電気的に並列とすることが可能であり、低抵抗化に有利である。また、三端子型あるいは四端子型の固体電解コンデンサにおいては、上記導体部材を利用して、回路電流が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を形成することができる。たとえば、このバイパス電流経路の抵抗を、上記多孔質焼結体の抵抗よりも小さくすることにより、回路電流の直流成分を上記バイパス電流経路に迂回させて、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。
【００２４】
好ましくは、上記導体部材は、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いる。
【００２５】
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保護樹脂と比べて、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撓むことを抑制することができる。また、金属カバーは、保護樹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。
【００２６】
好ましくは、上記導体部材は、陽極金属板を含んでいる。この陽極金属板は、上記多孔質焼結体の下面に絶縁体を介して積層されるとともに、外部陽極端子ととして機能する部分を含んでいる。
【００２７】
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陽極棒および第２陽極棒間のインダクタンスを小さくすることができる。
【００２８】
好ましくは、本発明の固体電解コンデンサは、上記多孔質焼結体と上記絶縁体との間に介在する陰極金属板をさらに具備している。この陰極金属板は、外部陰極端子として機能する部分を含んでいる。
【００２９】
このような構成によれば、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。
【００３０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施例に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図２】図１の固体電解コンデンサを示す斜視図である。
【図３】本発明の第２実施例に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図４】図３の固体電解コンデンサの要部を示す斜視図である。
【図５】本発明の第３実施例に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】第３実施例の固体電解コンデンサを示す斜視図である。
【図８】第３実施例の固体電解コンデンサの要部を示す分解斜視図である。
【図９】本発明の第４実施例に基づく固体電解コンデンサを示す斜視図である。
【図１０】本発明第５実施例に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図１１】本発明に基づく固体電解コンデンサの変形例を示す図である。
【図１２】本発明に基づく固体電解コンデンサの別の変形例を示す図である。
【図１３】従来の固体電解コンデンサを示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。
【００３３】
図１および図２は、本発明の第１実施例に基づく固体電解コンデンサを示している。図示された固体電解コンデンサＡ１は、４つの多孔質焼結体（焼結体要素）１および８本の陽極ワイヤ（陽極棒）１０ａ，１０ｂを備えており、保護樹脂５１によりこれらの多孔質焼結体１が覆われた構成とされている。なお、図２においては、保護樹脂５１は、省略されている。
【００３４】
４つの多孔質焼結体１は、弁作用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。各多孔質焼結体１の内部細孔および外表面には、誘電体層（図示略）が形成されており、さらにこの誘電体層上に固体電解質層（図示略）が形成されている。各多孔質焼結体１の材質としては、弁作用金属であればよく、ニオブに代えてたとえばタンタルを用いても良い。４つの多孔質焼結体１は、いわゆる縦置きの姿勢でこれらの厚み方向に積層されている。各多孔質焼結体１どうしは、導電性樹脂３５により接合されている。導電性樹脂３５に代えて、たとえば銀ペーストを用いることができる。
【００３５】
８本の陽極ワイヤ１０ａ，１０ｂは、多孔質焼結体１と同様に、弁作用金属製であり、たとえばニオブ製である。これらのうち、４本の入力用の陽極ワイヤ１０ａは、４つの多孔質焼結体１の一側面１ａからそれぞれの多孔質焼結体１内に進入しており、４本の出力用の陽極ワイヤ１０ｂは、他の側面１ｂからそれぞれの多孔質焼結体１内に進入している。これらの入力用および出力用の陽極ワイヤ１０ａ，１０ｂのうち多孔質焼結体１から突出する部分が、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂである。これらの内部陽極端子１１ａ，１１ｂは、各多孔質焼結体１の高さ方向における中心よりも下方に設けられている。入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂのそれぞれは、導体部材２２ａ，２２ｂを介して、入力用および出力用の外部陽極端子２１ａ，２１ｂに導通している。入力用および出力用の外部陽極端子２１ａ，２１ｂの一部は、後述する保護樹脂５１により覆われており、これらの露出した部分２１ａ’，２１ｂ’は、固体電解コンデンサＡ１を面実装するために利用される。
【００３６】
陰極金属板３１は、多孔質焼結体１の下面に設けられており、多孔質焼結体１上に形成された固体電解質層（図示略）に導通している。陰極金属板３１の材質としては、Ｃｕ合金、Ｎｉ合金などが用いられている。陰極金属板３１は、両端縁部と、中央部３１ｃとに段差を生じるように折り曲げられており、これらの両端縁部が入力用および出力用の外部陰極端子３１ａ，３１ｂとなっている。中央部３１ｃの上面は、多孔質焼結体１の固体電解質層と導電性樹脂３５を介して接着されており、中央部３１ｃの下面は、後述する保護樹脂５１により覆われている。入力用および出力用の外部陰極端子３１ａ，３１ｂの下面３１ａ’，３１ｂ’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。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３１ａ，３１ｂとを備えた、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。
【００３７】
保護樹脂５１は、多孔質焼結体１、陽極ワイヤ１０ａ，１０ｂ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る。保護樹脂５１は、たとえばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いて形成される。
【００３８】
次に、固体電解コンデンサＡ１の作用について説明する。
【００３９】
固体電解コンデンサＡ１が、たとえばノイズ除去に用いられる場合には、回路電流に含まれる交流成分が、外部陽極端子２１ａ，２１ｂから内部陽極端子１１ａ，１１ｂを通して多孔質焼結体１へと流れ込む。また、電源供給に用いられる場合には、多孔質焼結体１に蓄えられた電気エネルギーが、急激な立ち上がりを有する電流となって出力用の内部陽極端子１１ｂを通って出力用の外部陽極端子２１ｂから放出される。いずれの場合においても、高周波数領域の交流電流もしくはこれに相当する電流が、外部陽極端子２１ａ，２１ｂと多孔質焼結体１との間を内部陽極端子１１ａ，１１ｂおよび導体部材２２ａ，２２ｂを介して流れることとなる。これらの電流経路のうち、導体部材２２ａ，２２ｂにより構成された部分は、上下方向に起立した部分であり、その前後において電流の流れる方向が転換される部分となっている。このような部分は、その長さが長いほど、たとえば高調波を含むような高周波数領域の交流電流に対して、その周辺の部分と比べて大きなインダクタンスを有することとなる。本実施例においては、内部陽極端子１１ａ，１１ｂを多孔質焼結体１の高さ方向中央よりも下方に設けることにより、内部陽極端子１１ａ，１１ｂと外部陽極端子２１ａ，２１ｂとの距離が縮小化されており、導体部材２２ａ，２２ｂは高さが低いものとなっている。したがって、上記起立した部分のインダクタンスが小さく、固体電解コンデンサＡ１全体の低ＥＳＬ化が可能であり、高周波数領域におけるノイズ除去特性や電源供給の高速応答性の向上を図ることができる。
【００４０】
次に、固体電解コンデンサＡ１は、４つの多孔質焼結体１を備えているために、多孔質焼結体１の体積を大きくして大容量化を図ることができる。また、各多孔質焼結体１が薄型であることにより、各陽極ワイヤ１０ａ，１０ｂのうち各多孔質焼結体１に進入した部分と、各多孔質焼結体１の外表面に形成された導電性樹脂３５との距離が小さい。したがって、各多孔質焼結体１内を流れる電流の経路が短くなり、低ＥＳＲ化と低ＥＳＬ化とを図ることができる。さらに、４つの多孔質焼結体１は、それぞれが縦置きの姿勢とされている。たとえば、本実施例とは異なり、複数の薄型の多孔質焼結体が横置きの姿勢で上下方向に積層された場合には、上位に配置された多孔質焼結体に設けられた内部陽極端子は、下位に配置された多孔質焼結体に設けられた内部陽極端子よりも、外部陽極端子との距離が大きいものとなる。本実施例においては、各内部陽極端子１１ａ，１１ｂを各多孔質焼結体１の下方寄りに設けることにより、いずれの内部陽極端子１１ａ，１１ｂについても、外部陽極端子２１ａ，２１ｂとの距離を小さくすることができる。したがって、固体電解コンデンサＡ１の低ＥＳＬ化に好適である。
【００４１】
また、４本ずつの入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂは、互いに電気的に並列とされているために、ノイズ除去や電源供給が行われる際には、電流が各内部陽極端子１１ａ，１１ｂに分散して流れることとなる。したがって、低ＥＳＲ化および低ＥＳＬ化に有利である。さらに、入力用の内部陽極端子１１ａと出力用の内部陽極端子１１ｂとは、各多孔質焼結体１のうち互いに反対向きの面に設けられており、それぞれの突出する方向が反対である。したがって、たとえば、すべての内部陽極端子の突出方向が同一とされた構成と比べて、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂが、各多孔質焼結体１の一部に集中して設けられることを回避可能であり、すべての入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂを各多孔質焼結体１の下方寄りに設けるのに適している。
【００４２】
陰極金属板３１は、全体形状が平板状であり上下方向に大きく嵩張らない。陰極金属板３１は、各多孔質焼結体１と、たとえば固体電解コンデンサＡ１が実装される基板との間に配置されるものであるために、各多孔質焼結体１と上記基板とを近づけることが可能である。したがって、各内部陽極端子１１ａ，１１ｂと外部陽極端子２１ａ，２１ｂとの距離を小さくして低ＥＳＬ化を図るのに有利である。
【００４３】
外部陰極端子３１ａ，３１ｂは、ともに陰極金属板３１の一部であるために、これらの間の抵抗とインダクタンスとを小さくすることができる。したがって、四端子型の構造とされた固体電解コンデンサＡ２において、陰極側の低ＥＳＲ化および低ＥＳＬ化を図るのに有利である。また、陰極金属板３１の中央部３１ｃは、保護樹脂５１により覆われているために、固体電解コンデンサＡ２が実装される基板の配線パターンなどと不当に導通することを回避可能である。したがって、固体電解コンデンサＡ２の機能を適切に発揮させるのに好ましい。
【００４４】
図３〜図１０は、本発明の他の実施例を示している。なお、これらの図において、上記第１実施例と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。
【００４５】
図３および図４は、本発明の第２実施例に基づく固体電解コンデンサを示す。図示された固体電解コンデンサＡ２は、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂどうしを導通させる金属カバー２３を備えており、この点が上述した固体電解コンデンサＡ１と異なっている。
【００４６】
金属カバー２３は、たとえば銅製であり、４つの多孔質焼結体１を収容する。この金属カバー２３の両端部には、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂに嵌合可能な４つずつの凹部２３ｂが形成されている。金属カバー２３と入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂとは、これらの凹部２３ｂを利用してたとえば溶接により接合されている。このことにより、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂは、金属カバー２３により導通している。金属カバー２３は、多孔質焼結体１の材質であるニオブよりも導電性の高い銅製であり、かつ多孔質焼結体１と同程度の幅広に形成されていることにより、比較的低抵抗とされている。また、金属カバー２３の上板部には、複数の孔部２３ａが形成されており、保護樹脂５１を形成する際に、その材料としての液体樹脂を金属カバー２３と多孔質焼結体１の間の領域に容易に浸入させることができる。
【００４７】
樹脂製フィルム５２は、金属カバー２３と導電性樹脂３５との絶縁を図るためのものであり、金属カバー２３および導電性樹脂３５に接着剤（図示略）により接着されている。この樹脂フィルム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、耐熱性と絶縁性とに優れているために、固体電解コンデンサＡ２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く、金属カバー２３と導電性樹脂３５との絶縁を高めるのにも好適である。
【００４８】
上記第２実施例によれば、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂ間には、多孔質焼結体１を迂回するように回路電流を流すことを可能とするバイパス電流経路が形成されている。金属カバー２３は、多孔質焼結体１と同程度の幅とすることが可能であり、導電性の高い銅を材料として形成されているために、その抵抗を小さくすることが可能である。回路電流が入力用の内部陽極端子１１ａから出力用の内部陽極端子１１ｂへと流れる際に、たとえばノイズとしての交流成分を多孔質焼結体１へと導き、それ以外の直流成分を上記バイパス電流経路を経由して流すことが可能である。したがって、たとえば、ノイズ除去や電源供給をする対象となる回路にＨＤＤなどの直流の大電流を必要とする機器が備えられている場合にも、このような大電流が多孔質焼結体１に流れることにより多孔質焼結体１が過度に発熱することを回避することができる。また、固体電解コンデンサＡ２が、電源供給に用いられる場合には、多孔質焼結体１に蓄えられた電気エネルギーを、出力用の内部陽極端子１１ｂからだけでなく、入力用の内部陽極端子１１ａから金属カバー２３を介して放出することが可能である。したがって、電源供給の大電流化および高速応答化を図ることができる。
【００４９】
金属カバー２３は、機械的強度が十分に高く、多孔質焼結体１が発熱しても、固体電解コンデンサＡ２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、保護樹脂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２３は、保護樹脂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。これらにより、固体電解コンデンサＡ２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。
【００５０】
図５〜図８は、本発明の第３実施例に基づく固体電解コンデンサを示す。図示された固体電解コンデンサＡ３においては、陽極金属板２４により入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂの導通が図られている点が、上述した固体電解コンデンサＡ２と異なる。なお、図７および図８においては、保護樹脂５１は、省略されている。
【００５１】
固体電解コンデンサＡ３は、陽極金属板２４および陰極金属板３１を備えている。陰極金属板３１は、その中央部３１ｃにおいて多孔質焼結体１の底面に導電性樹脂３５を介して接着されており、多孔質焼結体１内に形成された固体電解質層（図示略）に導通している。この陰極金属板３１には、中央部３１ｃから延出するように２つの延出部が設けられており、これらの延出部が外部陰極端子３１ａとなっている。
【００５２】
陽極金属板２４は、樹脂製フィルム５２を介して陰極金属板３１の中央部３１ｃの下面に積層されている。陽極金属板２４の両端付近には、導体部材２２ａ，２２ｂが接合されており、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂと導通している。このことにより、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂは、陽極金属板２４を介して導通しており、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂ間には、バイパス電流経路が形成されている。陽極金属板２４には、２つの延出部が設けられており、これらの延出部が入力用および出力用の外部陽極端子２４ａ，２４ｂとなっている。陰極金属板３１の中央部３１ｃと外部陰極端子３１ａとの間には段差が設けられており、外部陽極端子２４ａ，２４ｂと外部陰極端子３１ａとは、互いの底面が面一状とされている。陽極金属板２４および陰極金属板３１の材質としては、Ｃｕ合金、Ｎｉ合金などが用いられている。
【００５３】
上記第３実施例によれば、陽極金属板２４および陰極金属板３１はいずれも略平板状であり、樹脂製フィルム５２も厚さを小さくすることが容易であるため、これらが積層された部分の高さを小さくすることができる。固体電解コンデンサＡ３には、電流経路として、外部陽極端子２４ａ，２４ｂおよび多孔質焼結体１間と、外部陰極端子３１ａおよび多孔質焼結体１間と、上記バイパス電流経路とが形成されているが、これらの電流経路はすべて固体電解コンデンサＡ３の底面からの高さが低いものとなっており、たとえば入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂの高さと同程度もしくはそれより低いものとなっている。したがって、これらの電流経路の交流電流に対するインダクタンスを小さくして低ＥＳＬ化を図るのに有利である。
【００５４】
また、固体電解コンデンサＡ３の製造工程において、陽極金属板２４、樹脂製フィルム５２、陰極金属板３１および導体部材２２ａ，２２ｂ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。このような構成は、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、製造工程を簡略化することが可能であり、生産性の向上を図ることができる。
【００５５】
本発明に係る固体電解コンデンサに用いられる多孔質焼結体としては、上述したように、複数の薄型の多孔質焼結体（焼結体要素）が積層されたものが好ましい。しかしながら、本発明はこれに限定されず、図９に示された固体電解コンデンサＡ４のように、１つの多孔質焼結体１を有する構成としても良い。この場合においても、内部陽極端子１１ａ，１１ｂを多孔質焼結体１の下方寄りに設けることにより、低ＥＳＬ化を図ることができる。また、入力用の内部陽極端子１１ａと出力用の内部陽極端子１１ｂの突出方向は、反対であることが望ましいが、これに限定されず、たとえばそれらの突出方向が互いに直交する構成としても良い。
【００５６】
図１０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た実施例を示している。この固体電解コンデンサＡ５は、内部陽極端子１１に導通する外部陽極端子２１ａと、外部陽極端子３１ａとを備えている。上述したように、入力用および出力用の内部陽極端子を備えた構成は、ノイズ除去および電源供給における高周波数特性を向上させるのに好ましいが、本実施例のように、二端子型の構造においても、内部陽極端子１１が多孔質焼結体１の下方寄りに設けられた構成とすることにより、低ＥＳＬ化に有利であるという作用を発揮することができる。
【００５７】
本発明に係る固体電解コンデンサは、上述した実施例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。
【００５８】
本発明によれば、図１１に示すように、各陽極棒１０ａ，１０ｂを焼結体要素１の底面に接するように当該焼結体要素内に埋設してもよい。これ以外の点において、図１１に示す構成は、図１に示す構成と実質的に同じである。なお、図１１では、保護樹脂５１の図示は省略している。上述した実施例の場合と同様に、各陽極棒の断面は、円形に限らず、矩形状あるいはその他の形状であってもよい。
【００５９】
さらに本発明によれば、図１２に示すように、各陽極棒１０ａ，１０ｂの一端を焼結体要素１の外部から当該焼結体要素の底面に固定した構成としてもよい。同図において、左側の陽極棒１０ａは、外部陽極端子２１ａに直接的に接続されているが、右側の陽極棒１０ｂは、もう一方の外部陽極端子２１ｂに対して間接的に、すなわち導体部材２２ｂを介して接続されている。このような構成は単なる一例であって、本発明によれば、双方の陽極棒１０ａ，１０ｂを、外部陽極端子２１ａ，２１ｂに対して直接的に接続してもよいし、間接的に接続してもよい。各陽極棒１０ａ，１０ｂの断面は、好ましくは矩形状であるが、これに限定されるわけではない。図１２においても、保護樹脂５１の図示は省略している。焼結体要素１が酸化ニオブからなる場合には、図１１あるいは図１２の構成を容易にとることができる。
【００６０】
上述したように、各陽極棒１０ａ，１０ｂの位置は、多孔質焼結体１の高さ方向における中央よりも下方であればよい。また、陽極棒の本数および形状は、上述した実施例に限定されず、種々に変更自在である。コンデンサの構造は、上述した実施例に限定されず、いわゆる三端子型や貫通型であってもよい。
【００６１】
多孔質焼結体および内部陽極端子の材質は、ニオブや酸化ニオブあるいはタンタルなど、弁作用を有する金属材料であればよい。本発明に係る固体電解コンデンサは、上述した用途に限らず、その他の用途に適用してもよい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弁作用金属からなる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】
周知のように、固体電解コンデンサは、たとえばＣＰＵなどのデバイスから発生するノイズ除去や、電子機器への電源系の安定化のために用いられる。図１１は、下記特許文献１に開示された固体電解コンデンサを示す。図示された固体電解コンデンサＸは、弁作用を有する金属材料（以下、単に「弁作用金属」と言う）の多孔質焼結体９０を備えている。陽極ワイヤ９１は、その一部が多孔質焼結体９０内に埋設するように設けられている。陽極ワイヤ９１のうち多孔質焼結体９０から突出した部分が内部陽極端子９１ａとなっている。導電性樹脂９２は、多孔質焼結体９０上に形成されており、陰極を構成している。導体部材９３，９４は、それぞれ内部陽極端子９１ａおよび導電性樹脂９２と導通している。導体部材９３，９４のうち、保護樹脂９５から露出した部分が、外部接続用の外部陽極端子９３ａおよび外部陰極端子９４ａとなる。ノイズ除去や電源系の安定化のためには、固体電解コンデンサＸの高周波数特性の向上が必要である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１６３１３７号公報
【０００４】
一般に、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、以下の数式１により決定される。
【０００５】
【数１】
【０００６】
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。そのために同領域では、固体電解コンデンサ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。一方、自己共振点付近の周波数領域（高周波数領域）においては、抵抗Ｒが支配的である。そのために、固定電解コンデンサの低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。そのために、固体電解コンデンサの低ＥＳＬ（等価直列インダクタンス）化が求められる。
【０００７】
上述した従来の固体電解コンデンサＸにおいても、種々の方法で低ＥＳＲ化および低ＥＳＬ化が図られている。具体的には、多孔質焼結体９０の形状や陽極ワイヤ９１の形状を改善すること、あるいは多孔質焼結体９０内に形成される固体電解質層の材質を改善することにより、低ＥＳＲ化および低ＥＳＬ化が図られている。
【０００８】
しかしながら、近年、ＣＰＵは高クロック化される傾向にあり、それに応じて、発生するノイズの周波数も、より高い周波数成分を含むものとなっている。また、電子機器の高速化およびデジタル化に伴い、高速応答が可能な電源系が必要となっている。これらの用途に用いられる固体電解コンデンサに対しては、さらなる低ＥＳＬ化が望まれる。
【０００９】
このような状況の下、上述した固体電解コンデンサＸには次のような問題がある。すなわち、多孔質焼結体９０や陽極ワイヤ９１の形状を改善してそれらのインダクタンスを小さくしても、これら以外の部材（たとえば導体部材９３，９４）のインダクタンスが大きいままとされている。しかしながら、このようなことでは、上記低ＥＳＬ化の要請に十分に応えることはできない。つまり、固体電解コンデンサＸにおいては、デバイス全体として低ＥＳＬ化を図るという点において未だ改善する余地があった。
【発明の開示】
【００１０】
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものである。そこで、本発明は、低ＥＳＬ化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する。
【００１１】
本発明によって提供される固体電解コンデンサは、弁作用金属からなる多孔質焼結体と、上記多孔質焼結体から突出する内部陽極端子と、上記内部陽極端子よりも下方に位置するとともに、面実装に利用される底面を有している外部陽極端子と、を備えている。上記内部陽極端子は、上記多孔質焼結体の高さ方向中央よりも下方に設けられている。たとえば、上記内部陽極端子は、上記多孔質焼結体の底面に接するように当該多孔質焼結体内に埋設されていてもよい。あるいは、上記内部陽極端子は、上記多孔質焼結体の外部から当該多孔質焼結体の底面に固定されていてもよい。
【００１２】
このような構成によれば、上記外部陽極端子から上記内部陽極端子までの距離を小さくすることができる。上記固体電解コンデンサとこのコンデンサが実装される基板との間を流れる電流の経路において、上記外部陽極端子と上記内部陽極端子との間の部分は、上下方向に起立した部分となる。このような起立した部分は、高調波成分を含むような高周波数領域の交流電流に対して、インダクタンスとして働き、上記固体電解コンデンサ全体のインピーダンスを大きくする原因となる。したがって、上記起立した部分を小さくすることにより、インダクタンスを小さくし、高周波数領域における低ＥＳＬ化を図ることができる。
【００１３】
好ましくは、上記多孔質焼結体としては、複数の扁平状焼結体要素からなる。これらの焼結体要素は、起立した姿勢でそれらの厚み方向に積層されている。このような構成によれば、コンデンサを構成する多孔質焼結体の体積を大きくし、大容量化を図ることができる。また、上記各焼結体要素は、扁平であるためにその内部を流れる電流の経路が短くなり、低ＥＳＬ化に有利である。さらに、複数の焼結体要素を起立した状態でそれらの厚み方向に積層することで、各焼結体要素に設けられた内部陽極端子を固体電解コンデンサの下方寄りに配置することが可能となる。これにより、各内部陽極端子は、外部陽極端子を基準として低い位置に設けられることとなり、コンデンサの大容量化と低ＥＳＬ化とを図るのに好適である。
【００１４】
好ましくは、本発明の固体電解コンデンサは、上記多孔質焼結体の下面に接合され、かつ少なくともその一部が外部陰極端子として機能する陰極金属板をさらに具備している。この場合、上記外部陽極端子の底面および上記外部陰極端子の底面は、相互に面一状である。
【００１５】
このような構成によれば、上記陰極金属板は、上下方向において大きく嵩張ることがない。このため、上記外部陽極端子の底面を上記多孔質焼結体に近い位置に配置することが可能であり、上記外部陽極端子の底面から上記内部陽極端子までの距離をさらに小さくすることができる。したがって、上記固体電解コンデンサの低ＥＳＬ化に適している。また、上記外部陽極端子および外部陰極端子の底面が面一状であるために、上記固体電解コンデンサを面実装するのに便利である。
【００１６】
好ましくは、上記陰極金属板は、中央部と、上記外部陰極端子として機能する縁部とを含んでいる。上記中央部および上記縁部の間には段差が設けられている。上記中央部は、上記多孔質焼結体に接合された上面、および、樹脂により覆われた下面を含んでいる。
【００１７】
このような構成によれば、コンデンサを構成する部品点数を少なくするとともに、上記外部陰極端子と上記多孔質焼結体との間の低抵抗化および低インダクタンス化を図ることができる。さらに、上記中央部は樹脂により外部と絶縁される。このために、上記固体電解コンデンサが実装される基板の一部と、上記中央部とが不当に導通することを回避することができる。
【００１８】
好ましくは、上記内部陽極端子は、第１陽極棒および第２陽極棒からなる。これら第１陽極棒および第２陽極棒は、上記多孔質焼結体から互いに異なる方向に突出している。
【００１９】
このように複数の陽極棒を使用する構成によれば、これら陽極棒に分散して電流が流れるために、低ＥＳＲ化および低ＥＳＬ化を図るのに有利である。また、各陽極棒の突出方向を相違させることにより、各陽極棒を上記多孔質焼結体における下方寄りに設けて低ＥＳＬ化を図るのに適している。これとは異なり、全ての陽極棒が同一方向に突出している場合には、これら陽極棒が上記多孔質焼結体の同一面に集中して設けられることとなる。その結果、すべての陽極棒を上記多孔質焼結体の下方寄りに配置することが困難となる。
【００２０】
さらには、第１および第２の陽極棒をそれぞれ入力用および出力用の内部陽極端子とすることにより、いわゆる三端子型（もしくは四端子型）の固体電解コンデンサとして構成することが可能であり、高周波数特性の向上を図ることができる。
【００２１】
好ましくは、上記第１陽極棒および第２陽極棒は、互いに逆方向に突出している。このような構成によれば、上記第１陽極棒および第２陽極棒を相互に離間して配置し、上記多孔質焼結体における下方寄りに設けるのに好適である。たとえば、複数の焼結体要素を各々が起立した姿勢で積層する場合には、上記第１および第２陽極棒の突出方向を、上記焼結体要素の積層方向に対して直行する方向とする。これにより、上記第１および第２陽極棒を、各焼結体要素の下方寄りに適切に設けることができる。
【００２２】
好ましくは、本発明の固体電解コンデンサは、上記第１陽極棒および第２陽極棒を相互に接続する導体部材をさらに具備している。
【００２３】
このような構成によれば、上記第１陽極棒および第２陽極棒を電気的に並列とすることが可能であり、低抵抗化に有利である。また、三端子型あるいは四端子型の固体電解コンデンサにおいては、上記導体部材を利用して、回路電流が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を形成することができる。たとえば、このバイパス電流経路の抵抗を、上記多孔質焼結体の抵抗よりも小さくすることにより、回路電流の直流成分を上記バイパス電流経路に迂回させて、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。
【００２４】
好ましくは、上記導体部材は、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いる。
【００２５】
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保護樹脂と比べて、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撓むことを抑制することができる。また、金属カバーは、保護樹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。
【００２６】
好ましくは、上記導体部材は、陽極金属板を含んでいる。この陽極金属板は、上記多孔質焼結体の下面に絶縁体を介して積層されるとともに、外部陽極端子ととして機能する部分を含んでいる。
【００２７】
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陽極棒および第２陽極棒間のインダクタンスを小さくすることができる。
【００２８】
好ましくは、本発明の固体電解コンデンサは、上記多孔質焼結体と上記絶縁体との間に介在する陰極金属板をさらに具備している。この陰極金属板は、外部陰極端子として機能する部分を含んでいる。
【００２９】
このような構成によれば、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。
【００３０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施例に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図２】図１の固体電解コンデンサを示す斜視図である。
【図３】本発明の第２実施例に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図４】図３の固体電解コンデンサの要部を示す斜視図である。
【図５】本発明の第３実施例に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】第３実施例の固体電解コンデンサを示す斜視図である。
【図８】第３実施例の固体電解コンデンサの要部を示す分解斜視図である。
【図９】本発明の第４実施例に基づく固体電解コンデンサを示す斜視図である。
【図１０】本発明第５実施例に基づく固体電解コンデンサを示す断面図である。
【図１１】本発明に基づく固体電解コンデンサの変形例を示す図である。
【図１２】本発明に基づく固体電解コンデンサの別の変形例を示す図である。
【図１３】従来の固体電解コンデンサを示す断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
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。
【００３３】
図１および図２は、本発明の第１実施例に基づく固体電解コンデンサを示している。図示された固体電解コンデンサＡ１は、４つの多孔質焼結体（焼結体要素）１および８本の陽極ワイヤ（陽極棒）１０ａ，１０ｂを備えており、保護樹脂５１によりこれらの多孔質焼結体１が覆われた構成とされている。なお、図２においては、保護樹脂５１は、省略されている。
【００３４】
４つの多孔質焼結体１は、弁作用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。各多孔質焼結体１の内部細孔および外表面には、誘電体層（図示略）が形成されており、さらにこの誘電体層上に固体電解質層（図示略）が形成されている。各多孔質焼結体１の材質としては、弁作用金属であればよく、ニオブに代えてたとえばタンタルを用いても良い。４つの多孔質焼結体１は、いわゆる縦置きの姿勢でこれらの厚み方向に積層されている。各多孔質焼結体１どうしは、導電性樹脂３５により接合されている。導電性樹脂３５に代えて、たとえば銀ペーストを用いることができる。
【００３５】
８本の陽極ワイヤ１０ａ，１０ｂは、多孔質焼結体１と同様に、弁作用金属製であり、たとえばニオブ製である。これらのうち、４本の入力用の陽極ワイヤ１０ａは、４つの多孔質焼結体１の一側面１ａからそれぞれの多孔質焼結体１内に進入しており、４本の出力用の陽極ワイヤ１０ｂは、他の側面１ｂからそれぞれの多孔質焼結体１内に進入している。これらの入力用および出力用の陽極ワイヤ１０ａ，１０ｂのうち多孔質焼結体１から突出する部分が、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂである。これらの内部陽極端子１１ａ，１１ｂは、各多孔質焼結体１の高さ方向における中心よりも下方に設けられている。入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂのそれぞれは、導体部材２２ａ，２２ｂを介して、入力用および出力用の外部陽極端子２１ａ，２１ｂに導通している。入力用および出力用の外部陽極端子２１ａ，２１ｂの一部は、後述する保護樹脂５１により覆われており、これらの露出した部分２１ａ’，２１ｂ’は、固体電解コンデンサＡ１を面実装するために利用される。
【００３６】
陰極金属板３１は、多孔質焼結体１の下面に設けられており、多孔質焼結体１上に形成された固体電解質層（図示略）に導通している。陰極金属板３１の材質としては、Ｃｕ合金、Ｎｉ合金などが用いられている。陰極金属板３１は、両端縁部と、中央部３１ｃとに段差を生じるように折り曲げられており、これらの両端縁部が入力用および出力用の外部陰極端子３１ａ，３１ｂとなっている。中央部３１ｃの上面は、多孔質焼結体１の固体電解質層と導電性樹脂３５を介して接着されており、中央部３１ｃの下面は、後述する保護樹脂５１により覆われている。入力用および出力用の外部陰極端子３１ａ，３１ｂの下面３１ａ’，３１ｂ’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。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３１ａ，３１ｂとを備えた、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。
【００３７】
保護樹脂５１は、多孔質焼結体１、陽極ワイヤ１０ａ，１０ｂ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る。保護樹脂５１は、たとえばエポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を用いて形成される。
【００３８】
次に、固体電解コンデンサＡ１の作用について説明する。
【００３９】
固体電解コンデンサＡ１が、たとえばノイズ除去に用いられる場合には、回路電流に含まれる交流成分が、外部陽極端子２１ａ，２１ｂから内部陽極端子１１ａ，１１ｂを通して多孔質焼結体１へと流れ込む。また、電源供給に用いられる場合には、多孔質焼結体１に蓄えられた電気エネルギーが、急激な立ち上がりを有する電流となって出力用の内部陽極端子１１ｂを通って出力用の外部陽極端子２１ｂから放出される。いずれの場合においても、高周波数領域の交流電流もしくはこれに相当する電流が、外部陽極端子２１ａ，２１ｂと多孔質焼結体１との間を内部陽極端子１１ａ，１１ｂおよび導体部材２２ａ，２２ｂを介して流れることとなる。これらの電流経路のうち、導体部材２２ａ，２２ｂにより構成された部分は、上下方向に起立した部分であり、その前後において電流の流れる方向が転換される部分となっている。このような部分は、その長さが長いほど、たとえば高調波を含むような高周波数領域の交流電流に対して、その周辺の部分と比べて大きなインダクタンスを有することとなる。本実施例においては、内部陽極端子１１ａ，１１ｂを多孔質焼結体１の高さ方向中央よりも下方に設けることにより、内部陽極端子１１ａ，１１ｂと外部陽極端子２１ａ，２１ｂとの距離が縮小化されており、導体部材２２ａ，２２ｂは高さが低いものとなっている。したがって、上記起立した部分のインダクタンスが小さく、固体電解コンデンサＡ１全体の低ＥＳＬ化が可能であり、高周波数領域におけるノイズ除去特性や電源供給の高速応答性の向上を図ることができる。
【００４０】
次に、固体電解コンデンサＡ１は、４つの多孔質焼結体１を備えているために、多孔質焼結体１の体積を大きくして大容量化を図ることができる。また、各多孔質焼結体１が薄型であることにより、各陽極ワイヤ１０ａ，１０ｂのうち各多孔質焼結体１に進入した部分と、各多孔質焼結体１の外表面に形成された導電性樹脂３５との距離が小さい。したがって、各多孔質焼結体１内を流れる電流の経路が短くなり、低ＥＳＲ化と低ＥＳＬ化とを図ることができる。さらに、４つの多孔質焼結体１は、それぞれが縦置きの姿勢とされている。たとえば、本実施例とは異なり、複数の薄型の多孔質焼結体が横置きの姿勢で上下方向に積層された場合には、上位に配置された多孔質焼結体に設けられた内部陽極端子は、下位に配置された多孔質焼結体に設けられた内部陽極端子よりも、外部陽極端子との距離が大きいものとなる。本実施例においては、各内部陽極端子１１ａ，１１ｂを各多孔質焼結体１の下方寄りに設けることにより、いずれの内部陽極端子１１ａ，１１ｂについても、外部陽極端子２１ａ，２１ｂとの距離を小さくすることができる。したがって、固体電解コンデンサＡ１の低ＥＳＬ化に好適である。
【００４１】
また、４本ずつの入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂは、互いに電気的に並列とされているために、ノイズ除去や電源供給が行われる際には、電流が各内部陽極端子１１ａ，１１ｂに分散して流れることとなる。したがって、低ＥＳＲ化および低ＥＳＬ化に有利である。さらに、入力用の内部陽極端子１１ａと出力用の内部陽極端子１１ｂとは、各多孔質焼結体１のうち互いに反対向きの面に設けられており、それぞれの突出する方向が反対である。したがって、たとえば、すべての内部陽極端子の突出方向が同一とされた構成と比べて、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂが、各多孔質焼結体１の一部に集中して設けられることを回避可能であり、すべての入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂを各多孔質焼結体１の下方寄りに設けるのに適している。
【００４２】
陰極金属板３１は、全体形状が平板状であり上下方向に大きく嵩張らない。陰極金属板３１は、各多孔質焼結体１と、たとえば固体電解コンデンサＡ１が実装される基板との間に配置されるものであるために、各多孔質焼結体１と上記基板とを近づけることが可能である。したがって、各内部陽極端子１１ａ，１１ｂと外部陽極端子２１ａ，２１ｂとの距離を小さくして低ＥＳＬ化を図るのに有利である。
【００４３】
外部陰極端子３１ａ，３１ｂは、ともに陰極金属板３１の一部であるために、これらの間の抵抗とインダクタンスとを小さくすることができる。したがって、四端子型の構造とされた固体電解コンデンサＡ２において、陰極側の低ＥＳＲ化および低ＥＳＬ化を図るのに有利である。また、陰極金属板３１の中央部３１ｃは、保護樹脂５１により覆われているために、固体電解コンデンサＡ２が実装される基板の配線パターンなどと不当に導通することを回避可能である。したがって、固体電解コンデンサＡ２の機能を適切に発揮させるのに好ましい。
【００４４】
図３〜図１０は、本発明の他の実施例を示している。なお、これらの図において、上記第１実施例と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。
【００４５】
図３および図４は、本発明の第２実施例に基づく固体電解コンデンサを示す。図示された固体電解コンデンサＡ２は、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂどうしを導通させる金属カバー２３を備えており、この点が上述した固体電解コンデンサＡ１と異なっている。
【００４６】
金属カバー２３は、たとえば銅製であり、４つの多孔質焼結体１を収容する。この金属カバー２３の両端部には、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂに嵌合可能な４つずつの凹部２３ｂが形成されている。金属カバー２３と入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂとは、これらの凹部２３ｂを利用してたとえば溶接により接合されている。このことにより、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂは、金属カバー２３により導通している。金属カバー２３は、多孔質焼結体１の材質であるニオブよりも導電性の高い銅製であり、かつ多孔質焼結体１と同程度の幅広に形成されていることにより、比較的低抵抗とされている。また、金属カバー２３の上板部には、複数の孔部２３ａが形成されており、保護樹脂５１を形成する際に、その材料としての液体樹脂を金属カバー２３と多孔質焼結体１の間の領域に容易に浸入させることができる。
【００４７】
樹脂製フィルム５２は、金属カバー２３と導電性樹脂３５との絶縁を図るためのものであり、金属カバー２３および導電性樹脂３５に接着剤（図示略）により接着されている。この樹脂フィルム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、耐熱性と絶縁性とに優れているために、固体電解コンデンサＡ２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く、金属カバー２３と導電性樹脂３５との絶縁を高めるのにも好適である。
【００４８】
上記第２実施例によれば、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂ間には、多孔質焼結体１を迂回するように回路電流を流すことを可能とするバイパス電流経路が形成されている。金属カバー２３は、多孔質焼結体１と同程度の幅とすることが可能であり、導電性の高い銅を材料として形成されているために、その抵抗を小さくすることが可能である。回路電流が入力用の内部陽極端子１１ａから出力用の内部陽極端子１１ｂへと流れる際に、たとえばノイズとしての交流成分を多孔質焼結体１へと導き、それ以外の直流成分を上記バイパス電流経路を経由して流すことが可能である。したがって、たとえば、ノイズ除去や電源供給をする対象となる回路にＨＤＤなどの直流の大電流を必要とする機器が備えられている場合にも、このような大電流が多孔質焼結体１に流れることにより多孔質焼結体１が過度に発熱することを回避することができる。また、固体電解コンデンサＡ２が、電源供給に用いられる場合には、多孔質焼結体１に蓄えられた電気エネルギーを、出力用の内部陽極端子１１ｂからだけでなく、入力用の内部陽極端子１１ａから金属カバー２３を介して放出することが可能である。したがって、電源供給の大電流化および高速応答化を図ることができる。
【００４９】
金属カバー２３は、機械的強度が十分に高く、多孔質焼結体１が発熱しても、固体電解コンデンサＡ２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、保護樹脂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２３は、保護樹脂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。これらにより、固体電解コンデンサＡ２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。
【００５０】
図５〜図８は、本発明の第３実施例に基づく固体電解コンデンサを示す。図示された固体電解コンデンサＡ３においては、陽極金属板２４により入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂの導通が図られている点が、上述した固体電解コンデンサＡ２と異なる。なお、図７および図８においては、保護樹脂５１は、省略されている。
【００５１】
固体電解コンデンサＡ３は、陽極金属板２４および陰極金属板３１を備えている。陰極金属板３１は、その中央部３１ｃにおいて多孔質焼結体１の底面に導電性樹脂３５を介して接着されており、多孔質焼結体１内に形成された固体電解質層（図示略）に導通している。この陰極金属板３１には、中央部３１ｃから延出するように２つの延出部が設けられており、これらの延出部が外部陰極端子３１ａとなっている。
【００５２】
陽極金属板２４は、樹脂製フィルム５２を介して陰極金属板３１の中央部３１ｃの下面に積層されている。陽極金属板２４の両端付近には、導体部材２２ａ，２２ｂが接合されており、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂと導通している。このことにより、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂは、陽極金属板２４を介して導通しており、入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂ間には、バイパス電流経路が形成されている。陽極金属板２４には、２つの延出部が設けられており、これらの延出部が入力用および出力用の外部陽極端子２４ａ，２４ｂとなっている。陰極金属板３１の中央部３１ｃと外部陰極端子３１ａとの間には段差が設けられており、外部陽極端子２４ａ，２４ｂと外部陰極端子３１ａとは、互いの底面が面一状とされている。陽極金属板２４および陰極金属板３１の材質としては、Ｃｕ合金、Ｎｉ合金などが用いられている。
【００５３】
上記第３実施例によれば、陽極金属板２４および陰極金属板３１はいずれも略平板状であり、樹脂製フィルム５２も厚さを小さくすることが容易であるため、これらが積層された部分の高さを小さくすることができる。固体電解コンデンサＡ３には、電流経路として、外部陽極端子２４ａ，２４ｂおよび多孔質焼結体１間と、外部陰極端子３１ａおよび多孔質焼結体１間と、上記バイパス電流経路とが形成されているが、これらの電流経路はすべて固体電解コンデンサＡ３の底面からの高さが低いものとなっており、たとえば入力用および出力用の内部陽極端子１１ａ，１１ｂの高さと同程度もしくはそれより低いものとなっている。したがって、これらの電流経路の交流電流に対するインダクタンスを小さくして低ＥＳＬ化を図るのに有利である。
【００５４】
また、固体電解コンデンサＡ３の製造工程において、陽極金属板２４、樹脂製フィルム５２、陰極金属板３１および導体部材２２ａ，２２ｂ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。このような構成は、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、製造工程を簡略化することが可能であり、生産性の向上を図ることができる。
【００５５】
本発明に係る固体電解コンデンサに用いられる多孔質焼結体としては、上述したように、複数の薄型の多孔質焼結体（焼結体要素）が積層されたものが好ましい。しかしながら、本発明はこれに限定されず、図９に示された固体電解コンデンサＡ４のように、１つの多孔質焼結体１を有する構成としても良い。この場合においても、内部陽極端子１１ａ，１１ｂを多孔質焼結体１の下方寄りに設けることにより、低ＥＳＬ化を図ることができる。また、入力用の内部陽極端子１１ａと出力用の内部陽極端子１１ｂの突出方向は、反対であることが望ましいが、これに限定されず、たとえばそれらの突出方向が互いに直交する構成としても良い。
【００５６】
図１０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た実施例を示している。この固体電解コンデンサＡ５は、内部陽極端子１１に導通する外部陽極端子２１ａと、外部陽極端子３１ａとを備えている。上述したように、入力用および出力用の内部陽極端子を備えた構成は、ノイズ除去および電源供給における高周波数特性を向上させるのに好ましいが、本実施例のように、二端子型の構造においても、内部陽極端子１１が多孔質焼結体１の下方寄りに設けられた構成とすることにより、低ＥＳＬ化に有利であるという作用を発揮することができる。
【００５７】
本発明に係る固体電解コンデンサは、上述した実施例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。
【００５８】
本発明によれば、図１１に示すように、各陽極棒１０ａ，１０ｂを焼結体要素１の底面に接するように当該焼結体要素内に埋設してもよい。これ以外の点において、図１１に示す構成は、図１に示す構成と実質的に同じである。なお、図１１では、保護樹脂５１の図示は省略している。上述した実施例の場合と同様に、各陽極棒の断面は、円形に限らず、矩形状あるいはその他の形状であってもよい。
【００５９】
さらに本発明によれば、図１２に示すように、各陽極棒１０ａ，１０ｂの一端を焼結体要素１の外部から当該焼結体要素の底面に固定した構成としてもよい。同図において、左側の陽極棒１０ａは、外部陽極端子２１ａに直接的に接続されているが、右側の陽極棒１０ｂは、もう一方の外部陽極端子２１ｂに対して間接的に、すなわち導体部材２２ｂを介して接続されている。このような構成は単なる一例であって、本発明によれば、双方の陽極棒１０ａ，１０ｂを、外部陽極端子２１ａ，２１ｂに対して直接的に接続してもよいし、間接的に接続してもよい。各陽極棒１０ａ，１０ｂの断面は、好ましくは矩形状であるが、これに限定されるわけではない。図１２においても、保護樹脂５１の図示は省略している。焼結体要素１が酸化ニオブからなる場合には、図１１あるいは図１２の構成を容易にとることができる。
【００６０】
上述したように、各陽極棒１０ａ，１０ｂの位置は、多孔質焼結体１の高さ方向における中央よりも下方であればよい。また、陽極棒の本数および形状は、上述した実施例に限定されず、種々に変更自在である。コンデンサの構造は、上述した実施例に限定されず、いわゆる三端子型や貫通型であってもよい。
【００６１】
多孔質焼結体および内部陽極端子の材質は、ニオブや酸化ニオブあるいはタンタルなど、弁作用を有する金属材料であればよい。本発明に係る固体電解コンデンサは、上述した用途に限らず、その他の用途に適用してもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁作用金属からなる多孔質焼結体と、
上記多孔質焼結体から突出する内部陽極端子と、
上記内部陽極端子よりも下方に位置するとともに、面実装に利用される底面を有している外部陽極端子と、
を備えた固体電解コンデンサであって、
上記内部陽極端子は、上記多孔質焼結体の高さ方向中央よりも下方に設けられていることを特徴とする、固体電解コンデンサ。
【請求項２】
上記多孔質焼結体は、複数の扁平状焼結体要素からなり、これらの焼結体要素は、起立した姿勢でそれらの厚み方向に積層されている、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
上記多孔質焼結体の下面に接合され、かつ少なくともその一部が外部陰極端子として機能する陰極金属板をさらに具備する構成において、上記外部陽極端子の底面および上記外部陰極端子の底面は、相互に面一状である、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
上記陰極金属板は、中央部と、上記外部陰極端子として機能する縁部と、を含んでおり、上記中央部および上記縁部の間には段差が設けられており、上記中央部は、上記多孔質焼結体に接合された上面、および、樹脂により覆われた下面を含んでいる、請求項３に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
上記内部陽極端子は、第１陽極棒および第２陽極棒からなり、
上記第１陽極棒および上記第２陽極棒は、上記多孔質焼結体から互いに異なる方向に突出している、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
上記第１陽極棒および第２陽極棒は、互いに逆方向に突出している、請求項５に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項７】
上記第１陽極棒および上記第２陽極棒を相互に接続する導体部材をさらに具備する、請求項５に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項８】
上記導体部材は、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いる、請求項７に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項９】
上記導体部材は、陽極金属板を含んでおり、この陽極金属板は、上記多孔質焼結体の下面に絶縁体を介して積層されるとともに、外部陽極端子として機能する部分を含んでいる、請求項７に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１０】
上記多孔質焼結体と上記絶縁体との間に介在する陰極金属板をさらに具備しており、この陰極金属板は、外部陰極端子として機能する部分を含んでいる、請求項９に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１１】
上記多孔質焼結体は、上記高さ方向に相互に離間した上面および底面を有しており、上記内部陽極端子は、上記底面に接するように上記焼結体内に埋設されている、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１２】
上記多孔質焼結体は、上記高さ方向に相互に離間した上面および底面を有しており、上記内部陽極端子は、上記多孔質焼結体の外部から上記底面に固定されている、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１】
弁作用金属からなる多孔質焼結体と、
上記多孔質焼結体から突出する内部陽極端子と、
上記内部陽極端子よりも下方に位置するとともに、面実装に利用される底面を有している外部陽極端子と、
を備えた固体電解コンデンサであって、
上記内部陽極端子は、上記多孔質焼結体の高さ方向中央よりも下方に設けられていることを特徴とする、固体電解コンデンサ。
【請求項２】
上記多孔質焼結体は、複数の扁平状焼結体要素からなり、これらの焼結体要素は、起立した姿勢でそれらの厚み方向に積層されている、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項３】
上記多孔質焼結体の下面に接合され、かつ少なくともその一部が外部陰極端子として機能する陰極金属板をさらに具備する構成において、上記外部陽極端子の底面および上記外部陰極端子の底面は、相互に面一状である、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項４】
上記陰極金属板は、中央部と、上記外部陰極端子として機能する縁部と、を含んでおり、上記中央部および上記縁部の間には段差が設けられており、上記中央部は、上記多孔質焼結体に接合された上面、および、樹脂により覆われた下面を含んでいる、請求項３に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項５】
上記内部陽極端子は、第１陽極棒および第２陽極棒からなり、
上記第１陽極棒および上記第２陽極棒は、上記多孔質焼結体から互いに異なる方向に突出している、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項６】
上記第１陽極棒および第２陽極棒は、互いに逆方向に突出している、請求項５に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項７】
上記第１陽極棒および上記第２陽極棒を相互に接続する導体部材をさらに具備する、請求項５に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項８】
上記導体部材は、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いる、請求項７に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項９】
上記導体部材は、陽極金属板を含んでおり、この陽極金属板は、上記多孔質焼結体の下面に絶縁体を介して積層されるとともに、外部陽極端子として機能する部分を含んでいる、請求項７に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１０】
上記多孔質焼結体と上記絶縁体との間に介在する陰極金属板をさらに具備しており、この陰極金属板は、外部陰極端子として機能する部分を含んでいる、請求項９に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１１】
上記多孔質焼結体は、上記高さ方向に相互に離間した上面および底面を有しており、上記内部陽極端子は、上記底面に接するように上記焼結体内に埋設されている、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【請求項１２】
上記多孔質焼結体は、上記高さ方向に相互に離間した上面および底面を有しており、上記内部陽極端子は、上記多孔質焼結体の外部から上記底面に固定されている、請求項１に記載の固体電解コンデンサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【国際公開番号】ＷＯ２００５／０８３７２９
【国際公開日】平成１７年９月９日（２００５．９．９）
【発行日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５１０４８２（Ｐ２００６−５１０４８２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００３１９２
【国際出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
【国際公開日】平成１７年９月９日（２００５．９．９）
【発行日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００５／００３１９２
【国際出願日】平成１７年２月２５日（２００５．２．２５）
【出願人】（０００１１６０２４）ローム株式会社 (3,539)
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