专利名称：片式固体电解电容器的制作方法
技术领域：
本发明涉及各种电子设备中使用的电容器中的、用导电性高分子作为 固体电解质的、可以表面安装的片式固体电解电容器。
背景技术：
伴随着电子设备的高频化，作为电子器件的一种的电容器，也要求是 在比以往更高的频带内具有良好的阻抗特性的电容器。与之相应，正在研 究使用电导率高的导电性高分子作为固体电解质的固体电解电容器。
近来，个人计算机的CPU周围等使用的固体电解电容器，强烈要求小
型化、大容量化。进而对应于高频化，不仅强烈要求降低等效串联电阻(低
ESR化)，而且也要求优异的去干扰性和过渡响应性，降低等效串联电感(低 ESL化)。正在进行各种研究以满足此要求。
图9是表示现有的片式固体电解电容器的结构的立体图，图IO是表示 图9所示片式固体电解电容器的内部结构的立体分解图。电容元件20以导 电性高分子作为固体电解质，构成固体电解电容器的主要部分。电容元件 20具有阳极部21、阴极部22以及绝》彖部23 。具有这样构成的两个电容元 件20相互在相反方向重叠配置。
阳极引线端子24的一端与阳极部21连接，阴极引线端子25的一端与 阴极部22连接。外装树脂26对它们进行模制。这样，形成了固体电解电 容器。在固体电解电容器的侧面和底面上，阳极引线端子24和阴极引线端 子25分别相对地露出，构成4端子结构的固体电解电容器。
具有这样结构的现有的片式固体电解电容器，可以实现良好的高频特 性和干扰吸收能力、低ESL化。这样的片式固体电解电容器，例如，在日 本特开平6 - 120088号公报中得以公开。
然而，现有片式固体电解电容器中，ESL的降低被限制在500pH左右。 换言之，还不能完全满足现在市场要求的200pH以下这样的水平，需要进 一步降低ESL。
发明内容
本发明的片式固体电解电容器具有，由将具有阳极部和阴极部的多个 电容元件以阳极部在相反方向上交替配置的方式进行积层而得到的电容元 件积层体。阳极引线端子分别接合到位于此电容元件积层体的两端的电容 元件的阳极部下面。且，阴极引线端子接合到位于电容元件积层体的中央 的电容元件的阴极部下面。而且，在阳极引线端子和阴极引线端子的至少 下面的一部分露出的状态下，绝缘性外装树脂包覆电容元件积层体。此片 式固体电解电容器为在下面两端分别配置阳极端子、在其间配置阴极端子 的三端子结构。利用此结构，由于各端子间流过的电流产生的,兹通相互抵
消，所以ESL被大幅降低。而且，利用使各端子间距离尽可能接近的结构， 能进一步降低ESL。
图1A是表示本发明第一实施方式中的片式固体电解电容器的内部结 构的上面透视的立体图。
图1B是图1A所示的片式固体电解电容器的下面透视的立体图。
图2A是图1A所示的片式固体电解电容器中使用的电容元件积层体的
侧面图。
图2B是图2A所示的电容元件积层体的主要部分立体图。
图3A是表示图1A所示的片式固体电解电容器中使用的电容元件的立体图。
图3B是图3A所示的电容元件的剖面图。 图3C是图3B的主要部分放大图。
图4是表示图1A所示的片式固体电解电容器中使用的各引线端子的立体图。
图5是图1A所示的片式固体电解电容器的仰视立体图。 图6A是表示本发明第二实施方式中的片式固体电解电容器的内部结 构的上面透^L的立体图。
图6B是图6A所示的片式固体电解电容器的下面透视的立体图。
图7A是表示本发明第三实施方式中的片式固体电解电容器的内部结
构的上面透^L的立体图。
图7B是图7A所示的片式固体电解电容器的下面透视的立体图。 图8是表示本发明第四实施方式中的片式固体电解电容器中使用的电 容元件积层体的结构的侧面图。
图9是表示现有的片式固体电解电容器的结构的立体图。
图10是表示图9所示的片式固体电解电容器的内部结构的立体分解图。
附图标记说明
<image>image see original document page 6</image>25 阴极引线端子
26 外装树脂
具体实施例方式
下面，参照
本发明的实施方式。各实施方式中，与在前的实 施方式相同结构的部分，使用相同的标记，省略详细的说明。 (第一实施方式)
图1A和图1B分别是表示本发明第一实施方式中的片式固体电解电容 器的内部结构的上面透视的立体图和下面透视的立体图。图2A和图2B是 表示图1所示片式固体电解电容器中使用的电容元件积层体的侧面图和主 要部分立体图。图3A是表示图1所示的片式固体电解电容器中使用的电容 元件的立体图，图3B是图1所示电容元件的剖面图，图3C是图3B中的 主要部分放大图。图4是表示图1所示片式固体电解电容器中使用的引线 端子的立体图。图5是图1所示片式固体电解电容器的仰视立体图。
电容元件1具有阳极部2和阴极部3。通过以下方式制作电容元件1。 首先，由电子管金属(Valve metal)构成的阳4及体15表面4且;隨化并形成有 电介质氧化膜层14,该阳极体15的规定位置上设置绝缘部16从而分离成 阳极部2和阴极形成部。在阴极形成部的电介质氧化膜层14上顺次积层由 导电性高分子构成的固体电解质层18、由碳和银膏构成的阴极层19。这样， 形成阴极部3。换言之，电容元件1具有由电子管金属构成的表面粗造化的 阳极体15、在阳极体15表面形成的电介质氧化膜层14、以及将阳极体15 分离为阳极部2和阴极部3的绝缘部16。阴极部3由固体电解质层18和固 体电解质层18上形成的阴极层19而形成，该固体电解质层18形成在电介 质氧化膜层14之上，由导电性高分子构成。
电容元件积层体(以下称为积层体)4将电容元件1积层多层而构成。 具体而言，积层体4是以将电容元件1的阳极部2在相反方向上交替配置 的方式而积层多个电容元件1而构成的。图1A中积层了 5个电容元件1， 但从进一 步降低ESL的角度来看，电容元件1的积层个数优先的是3个以 上。
阳极引线端子5配置在积层体4下面两端，与阳极部2连接。换言之， 阳极引线端子5被配置到积层体4的安装面13—侧。因为在积层体4中，
电容元件1在相反方向上交替配置，所以使用两个阳极引线端子5。在阳极
引线端子5上、在与连接阳极部2和阴极部3的方向相交叉的方向上的两 端的下面， 一体设有薄壁部5A。且，为了与阳极部2抵触接合，接合部5B 在阳极引线端子5的上面突出而一体设置。这样的阳极引线端子5利用蚀 刻或者冲压处理等制作。
阴极引线端子6设置在积层体4的下面中央，通过导电性粘合剂等与 阴极部3连接。在阴极引线端子6上、在与连接阳极部2和阴极部3的方 向相交叉的方向的两端的下面一体设有薄壁部6A。这样的阴极引线端子6 利用蚀刻或者沖压处理等制作。
使这样的阴极引线端子6与两个阳极引线端子5中每一个之间的距离 尽可能地接近，通过这样的结构，可以降低ESL。
隔离片7设置在多个电容元件1的阳极部2彼此之间。在设置了隔离 片7的状态下，通过激光焊接、电阻焊接等方法将阳极部2和阳极引线端 子5接合在一起。
绝缘性外装树脂8整体包覆积层体4、阳极引线端子5以及阴极引线端 子6。外装树脂8也整体包覆阳极引线端子5和阴极引线端子6上各自设置 的薄壁部5A和薄壁部6A。阳极引线端子5和阴极引线端子6的、薄壁部 5A、 6A以外的部分，从外装树脂8的下面露出来。从作为安装面13的下 面露出的阳极引线端子5和阴极引线端子6被表面安装到印刷基板上。
具有这样的结构的片式固体电解电容器是如下的三端子结构在安装 面13两端具有阳极引线端子5，在其间有阴极引线端子6。在此结构中， 由于各端子间流过的电流而产生的》兹通相互4氐消，从而大幅降〗氐ESL。而 且，由于各端子间距离尽可能地靠近，减少了电流环面积，所以进一步降 低ESL。
下面说明，制造具有这样结构的片式固体电解电容器，对ESL特性进 行评价的结果。本实施方式的片式固体电解电容器的ESL的平均值是 157pH， ESL的偏差(cj)是1.2pH。另一方面，图10所示的现有结构中， ESL的平均值是522pH, ESL O偏差(a)是17.93pH。于是，在本实施方 式的结构中，ESL可以降低到现有产品的1/3左右，并且ESL的偏差也变 小。因此，可以完全满足如今有关对应高频的高要求。
本实施方式中，不一定要在阳极引线端子5上设置薄壁部5A、在阴极
引线端子6上设置薄壁部6A。即使没有设置薄壁部5A、 6A,只要是阳极 引线端子5和阴极引线端子6的各个下面露出于外装树脂8的结构也能得 到前述效果。
然而，优先的是至少设置薄壁部5A、 6A中的任一个。换言之，通过 使薄壁部5A的下面比设有接合部5B的部分的下面更靠近外装树脂8的内 部，周围环境中的氧的进入的路径变长。薄壁部6A也相同。由此，固体电 解电容器的气密性提高，从而，提高可靠性。
并且，通过设置薄壁部5A，阳极引线端子5与外装树脂8之间的粘合 面积变大，于是，阳极引线端子5与外装树脂8之间的粘合强度增加。因 此，在与设有接合部5B的部分的下面相垂直的方向上施加外力的时候，通 过设有薄壁部5A,外装树脂8不容易从阳极引线端子5剥离。这样的外力 发生在，例如，固体电解电容器安装到印刷基板后，施加将固体电解电容 器剥离的力的时候。即使此时，可靠性也得以提高。另外，薄壁部6A也具 有相同的效果。
(第二实施方式)
图6A和图6B是表示本发明第二实施方式的片式固体电解电容器的内 部结构的上面透视的立体图和下面透视的立体图。本实施方式的结构，与 第一实施方式中说明的片式固体电解电容器相比，阳极引线端子的结构不 同。除此之外的结构与第一实施方式的相同。
在阳极引线端子9上一体设置薄壁部9A和接合部9B。此结构与第一 实施方式中的阳极引线端子5相同。阳极引线端子9中还一体设置有沿着 构成积层体4的电容元件1的阳极部2的外周而弯曲并结合的阳极结合部 9C。
具有这样的结构的本实施方式中的片式固体电解电容器，与第一实施 方式中的片式固体电解电容器得到一样的效果。此外，制作积层体4时， 能够利用阳极结合部9C精确定位各电容元件1的阳极部2。并且，各电容 元件1的阳极部2与阳极引线端子9通过激光焊接、电阻焊接等方法接合 的时候，阳极结合部9C也同时接合。由此，接合操作很稳定，接合强度也 很稳定。
进行评价的结果。本实施方式中的片式固体电解电容器的ESL的平均值是
容器，并对ESL特性165pH， ESL的偏差(o)是1.31pH。另一方面，图10所示的现有结构中， 如前述，ESL的平均值是522pH， ESL的偏差(a)是17.93pH。这样，本 实施方式的结构中，ESL能够降低到现有产品的1/3左右，并且ESL的偏 差也变小。为此，可以完全满足如今有关对应高频的高要求。 (第三实施方式)
图7A和图7B是表示本发明第三实施方式的片式固体电解电容器的内 部结构的上面透视的立体图和下面透视的立体图。本实施方式的结构，与 第二实施方式中说明的片式固体电解电容器相比，阴极引线端子的结构不 同。除此之外的结构与第二实施方式相同。
阴极引线端子IO上一体设置薄壁部IOA。此结构与第一实施方式和第 二实施方式的阴极引线端子6相同。在阴极引线端子0上还设有引导壁 10B,其从与连接阳极部2和阴极部3的连接方向相交叉的方向上的两端， 即薄壁部10A的终端立起，将阴极部3侧面定位固定。
具有这样的结构的本实施方式的片式固体电解电容器，得到与第一实 施方式、第二实施方式的片式固体电解电容器相同的效果。此外，在制作 积层体4的时候，利用引导壁10B能够精确定位各电容元件1的阴极部3。 换言之，片式固体电解电容器制作时的尺寸精度得以提高，并且操作性也 得到改善。
下面说明制作具有这样的结构的片式固体电解电容器，并对ESL特性 进行评价的结果。本实施方式的片式固体电解电容器的ESL的平均值是 M6pH， ESL的偏差(cj)是l之8pH。另一方面，图10所示的现有结构中， 如前述，ESL的平均值是522pH， ESL的偏差(cj )是17.93pH。这样，本 实施方式的结构中，ESL能够降低到现有产品的1/3左右，并且ESL的偏 差也变小。为此，可以完全满足如今有关对应高频的高要求。 (第四实施方式)
图8是表示本发明第四实施方式中的片式固体电解电容器中使用的电 容元件积层体的结构的侧面图。本实施方式，与第一实施方式中说明的片 式固体电解电容器相比，电容元件积层体结构一部分不同。除此之外的结 构与第一实施方式相同。
隔离片11设置在电容元件积层体(以下简称积层体)12的电容元件 1中的、层积在阴极引线端子6和阳极引线端子5上的第二层的电容元件1的阳极部2与阳极引线端子5之间。换言之，隔离片11设置在接合部5B 与电容元件1的阳极部2之间，以调节间隙。
各电容元件1的阳极部2放置在阳极引线端子5的接合部5B上，利用 激光焊接、电阻焊接等方法而接合，从而制作积层体12。以电容元件l的 阳极部2在相反方向交替地配置的方式积层多层电容元件1,由此构成积层 体12。因此，在阳极引线端子5的接合部5B上重叠阳极部2的时候，有必 要弯曲阳极部2。特别是，在第二层积层的电容元件l的阳极部2与阳极引 线端子5之间，由于第一层积层的电容元件1而使间隙变大，阳极部2上 容易受到较大的负荷。本实施方式中，设有隔离片U。因此，减轻了阳极 部2上受到的负荷。由此，可能避免引起阳极部2的破损等。
另外，除了设置隔离片ll以外，也可以是将与第二层积层的电容元 件1的阳极部2接触的阳极引线端子5的接合部5B形成为，比其它阳极引 线端子5的接合部5B更厚。这样也能得到同样的效果。
工业实用性
本发明的片式固体电解电容器具有，在下面两端分别配置阳极端子、 在其间配置阴极端子的三端子结构，由此具有如下的效果由于各端子间 流过的电流而产生的；兹通相互抵消，因此能够大幅降低ESL,而且，通过 形成使各端子间距离尽可能地接近的结构，可以使ESL更低，特别适合用 于要求高频响应性的领域的电容器。
权利要求
1、一种片式固体电解电容器，其具有安装面，其中，包括电容元件积层体，其将多层具有阳极部和阴极部的电容元件，以所述阳极部在相反的方向上交替配置的方式进行积层而得到；两个阳极引线端子，其分别接合到位于所述电容元件积层体两端的电容元件的阳极部的所述安装面侧；阴极引线端子，其接合到位于所述电容元件积层体的中央的所述电容元件的所述阴极部的所述安装面侧；以及绝缘性外装树脂，其在所述阳极引线端子和所述阴极引线端子的至少一部分于所述安装面侧露出的状态下，包覆所述电容元件积层体。
2、 根据权利要求1所述的片式固体电解电容器，其中， 构成所述电容元件积层体的所述电容元件的积层层数至少是3层。
3、 根据权利要求1所述的片式固体电解电容器，其中， 所述阳极引线端子还具有在所述安装面侧变薄的薄壁部，所述薄壁部元件积层体的两端，所述外装树脂包覆所述薄壁部。
4、 根据权利要求1所述的片式固体电解电容器，其中， 所述阳极引线端子还具有在所述安装面侧变薄的薄壁部，所述薄壁部设置在与连接所述阳极部和所述阴极部的方向相交叉的方向上的所述电容 元件积层体的两端，所述外装树脂包覆所述薄壁部。
5、 根据权利要求1所述的片式固体电解电容器，其中， 所述阳极引线端子具有阳极结合部，其沿着构成所述电容元件积层体的所述电容元件的所述阳极部的外周而配置，且与所述阳极部相结合。
6、 根据权利要求1所述的片式固体电解电容器，其中， 所述阴极引线端子具有引导壁，其分别从与连接所述阳极部和所述阴极部的方向相交叉的方向的所述电容元件的两端立起而i殳置，将所述电容 元件的所述阴;f及部侧面定位固定。
7、 根据权利要求1所述的片式固体电解电容器，其中， 还包括隔离片，所述隔离片设置在，积层于所述阴极引线端子和一个 所述阳极引线端子上的第二层的所述电容元件的所述阳极部与所述阳极引 线端子之间，以调节由积层在所述阴极引线端子与另一个所述阳极引线端 子上的第 一层的所述电容元件产生的间隙。
8、根据权利要求1所述的片式固体电解电容器，其中，所述电容元件具有由电子管金属构成的表面粗糙化的阳极体； 在所述阳极体表面上形成的电介质氧化膜层； 将所述阳极体分为所述阳极部和所述阴极部的绝缘部； 在所述电介质氧化膜层上形成的、由导电性高分子构成的固体电解质 层；以及在所述固体电解质层上形成的阴极层，积层形成的所述固体电解质层和所述阴极层形成所述阴极部。
全文摘要
本发明提供一种片式固体电解电容器，其具有，由将多层具有阳极部和阴极部的电容元件以阳极部在相反方向交替配置的方式进行积层而得到的电容元件积层体。阳极引线端子分别接合到位于此电容元件积层体的两端的电容元件的阳极部下面。且，阴极引线端子接合到位于电容元件积层体的中央的电容元件的阴极部下面。而且，在阳极引线端子和阴极引线端子的至少下面的一部分露出的状态下，绝缘外装树脂包覆电容元件积层体。
文档编号H01G9/008GK101107686SQ20068000298
公开日2008年1月16日 申请日期2006年1月19日 优先权日2005年1月24日
发明者吉野刚, 栗田淳一, 藤井浩, 藤井达雄 申请人:松下电器产业株式会社