JPH1126304A - チップ形固体電解コンデンサ - Google Patents

チップ形固体電解コンデンサ

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JPH1126304A
JPH1126304A JP9182032A JP18203297A JPH1126304A JP H1126304 A JPH1126304 A JP H1126304A JP 9182032 A JP9182032 A JP 9182032A JP 18203297 A JP18203297 A JP 18203297A JP H1126304 A JPH1126304 A JP H1126304A
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solid electrolytic
electrolytic capacitor
chip
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capacitors
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健司 倉貫
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昌己 白神
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    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/15Solid electrolytic capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大容量でしかも低ESRのチップ形固体電解
コンデンサを実装占有面積を増やすことなく配置するこ
とができるチップ形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】 底面サイズのほぼ等しい複数個の方形型
のチップ形固体電解コンデンサ1,2を接触させて積み
重ね、対応する端子部3,4を溶接により電気的に並列
に接続して一つの製品としたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は実装面積を変えずに
大容量を実現できるチップ形固体電解コンデンサに関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】方形状のコンデンサ本体の端面から端子
板が突出されたチップ状固体電解コンデンサを積み重ね
て接着により一体化した構造とすることにより大容量の
チップ形固体電解コンデンサを得ることについては特開
昭57−157515号公報で開示されており、構成と
してはすでに公知である。
【0003】一方、最近では電子機器の小型化・高周波
化が進み、使用されるコンデンサも高周波で低インピー
ダンスが実現できる導電性高分子を固体電解質として用
いた固体電解コンデンサが商品化されてきている。そし
てこの固体電解コンデンサは高導電率の導電性高分子を
固体電解質として用いているため、従来の電解液を用い
た乾式電解コンデンサや二酸化マンガンを用いた固体電
解コンデンサに比べて等価直列抵抗成分が低く、理想に
近い大容量でかつ小形の固体電解コンデンサを実現する
ことができることからさまざまな改善がなされ、次第に
市場にも受け入れられるようになってきた。
【0004】また、コンピューターのCPUの省電力化
と高速化に伴い、コンデンサに対して高速過渡応答性が
必要とされ、大容量でかつ低ESR(等価直列抵抗)で
あることが必須の要件となってきている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の固体電解コンデンサではCPUバックアップ用
として要求される容量を得るためには、大容量のチップ
形タンタル固体電解コンデンサを5〜10個並列に接続
して実装する必要があり、この場合、実装に必要な占有
面積が広くなるため、セットの小型化には限界があっ
た。
【0006】また、CPUが高速化することにより、高
周波でコンデンサに流れる電流も飛躍的に大きくなり、
コンデンサのESR(等価直列抵抗)が低くなければそ
の発熱が大きくなってコンデンサの故障の原因となる。
したがって実装占有面積を増やすことなく大容量で低E
SRのコンデンサを提供することがますます必要となっ
てきている。
【0007】実装占有面積を増やさずに大容量化する技
術としては特開昭57−157515号公報で開示され
ているが、この技術では端子どうしの接続を半田付けを
用いて行っているため、リフローやフローの半田付けに
よりセットに実装する場合、コンデンサ端子を接続して
いる半田が融解して接続がはずれたり、接続の信頼性が
低いなどの課題があった。また従来のチップ形タンタル
固体電解コンデンサを並列に接続することで容量を増や
すことはできるが、固体電解質に二酸化マンガンを使用
しているため、ESRが高くなり、これにより、多くの
電流を流す回路では発熱が大きくなってコンデンサの故
障の原因になっていた。
【0008】本発明はこのような従来の問題点を解決す
るもので、大容量でしかも低ESRのチップ形固体電解
コンデンサを実装占有面積を増やすことなく配置するこ
とができるチップ形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。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のチップ形固体電解コンデンサは、底面サイズ
のほぼ等しい複数個の方形型のチップ形固体電解コンデ
ンサを接触させて積み重ね、対応する端子部を溶接によ
り電気的に並列に接続して一つの製品としたもので、こ
の構成によれば、大容量でしかも低ESRのチップ形固
体電解コンデンサを実装占有面積を増やすことなく配置
することができるものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、底面サイズのほぼ等しい複数個の方形型のチップ形
固体電解コンデンサを接触させて積み重ね、対応する端
子部を溶接により電気的に並列に接続して一つの製品と
したもので、この構成によれば、溶接で対応する端子部
を接続しているため、リフローやフローの半田付けプロ
セスでも接続がはずれたり、接続の信頼性が低下するこ
ともなく、実装占有面積の少ない大容量のチップ形固体
電解コンデンサを得ることができるものである。
【0011】また、個々のチップ形固体電解コンデンサ
を特性選別した後、積み重ねて一つの製品としているた
め、製品特性の不良を発生させることもなく、安定して
良品を供給することができるものである。
【0012】請求項2に記載の発明は、対応する端子部
を電気的に接続するために板状の接続用端子部品を用い
て溶接により接続したもので、この構成によれば、板状
の接続用端子部品を用いているため、接続の信頼性を著
しく向上させることができるものである。
【0013】請求項3に記載の発明は、対応する端子部
を電気的に接続する手段としてレーザー溶接を用いたも
ので、抵抗溶接の場合は、溶接端子形状に制約があり制
度の高い接続ができなかったが、レーザー溶接ではスポ
ット径を制御することにより精密で信頼性の高い接続が
できるものである。
【0014】請求項4に記載の発明は、底面サイズのほ
ぼ等しい複数個の方形型のチップ形固体電解コンデンサ
の少なくとも一つは導電性高分子を固体電解質とするチ
ップ形固体電解コンデンサを用いたもので、導電性高分
子を固体電解質とするチップ形固体電解コンデンサはE
SRがきわめて低いため、並列に接続した場合、本発明
のチップ形固体電解コンデンサのESRを下げることが
できるものである。
【0015】次に本発明の具体的な実施の形態について
添付図面にもとづいて説明する。図1は本発明の一実施
の形態におけるチップ形固体電解コンデンサの構成を示
したもので、これは二つの厚さ寸法が同じかまたは異な
るチップ形固体電解コンデンサを積み重ねて一体化した
チップ形固体電解コンデンサを示しており、下側の土台
となる単一のチップ形固体電解コンデンサを第1のコン
デンサ1とし、その上に乗せるチップ形固体電解コンデ
ンサを第2のコンデンサ2とする。第1のコンデンサ1
および第2のコンデンサ2はそれぞれ単品で面実装可能
な端子形状をしており、底面の外装面に沿って端子部
3,4が折り曲げられている。そして第1および第2の
コンデンサ1,2は、それぞれのコンデンサ1,2にお
けるモールド樹脂外装から導出された端子部3,4に両
コンデンサ1,2にまたがるように板状の接続用端子部
品5が載置され、かつ溶接によりそれぞれのコンデンサ
1,2の端子部3,4に電気的に接続されている。図2
はその側面図を示したものである。
【0016】(実施の形態1)第1および第2のコンデ
ンサ1,2として導電性高分子であるポリピロールを固
体電解質とした6.3V47μFの方形型のチップ形ア
ルミニウム固体電解コンデンサ(長さ7.4mm×幅4.
3mm×厚さ1.8mm)を用い、そしてこれらのコンデン
サ1,2の端子部3,4を厚さ0.1mmの板状の接続用
端子部品5を介して抵抗溶接により接続して、6.3V
100μF(長さ7.5mm×幅4.3mm×厚さ3.6m
m)のチップ形アルミニウム固体電解コンデンサ6を作
製した。その斜視図を図1に示す。
【0017】(実施の形態2)第1および第2のコンデ
ンサ1,2として導電性高分子であるポリピロールを固
体電解質とした6.3V47μFの方形型のチップ形ア
ルミニウム固体電解コンデンサ(長さ7.4mm×幅4.
3mm×厚さ1.8mm)を用い、そしてこれらのコンデン
サ1,2の端子部3,4を厚さ0.1mmの板状の接続用
端子部品5を介してレーザー溶接により接続して、6.
3V100μF(長さ7.5mm×幅4.3mm×厚さ3.
6mm)のチップ形アルミニウム固体電解コンデンサ7を
作製した。その斜視図を図3に示す。
【0018】(実施の形態3)第1のコンデンサ1とし
て導電性高分子であるポリピロールを固体電解質とした
6.3V47μFの方形型のチップ形アルミニウム固体
電解コンデンサ(長さ7.4mm×幅4.3mm×厚さ1.
8mm)を用い、一方、第2のコンデンサ2として二酸化
マンガンを固体電解質とした6.3V100μFのチッ
プ形タンタル固体電解コンデンサ(長さ7.4mm×幅
4.3mm×厚さ2.8mm)を用い、そしてこれらのコン
デンサ1,2の端子部3,4を厚さ0.1mmの板状の接
続用端子部品5を介してレーザー溶接により接続して、
6.3V150μF(長さ7.5mm×幅4.3mm×厚さ
4.6mm)のチップ形アルミニウム固体電解コンデンサ
8を作製した。その斜視図を図4に示す。
【0019】(実施の形態4)第1および第2のコンデ
ンサ1,2として二酸化マンガンを固体電解質とした
6.3V100μFの方形型のチップ形タンタル固体電
解コンデンサ(長さ7.4mm×幅4.3mm×厚さ2.8
mm)を用い、そしてこれらのコンデンサ1,2の端子部
3,4を厚さ0.1mmの板状の接続用端子部品5を介し
てレーザー溶接により接続して、6.3V220μF
(長さ7.5mm×幅4.3mm×厚さ5.6mm)のチップ
形タンタル固体電解コンデンサ9を作製した。その斜視
図を図5に示す。
【0020】以上説明した本発明の実施の形態1〜4に
関して、完成後のコンデンサ特性(インピーダンス、E
SRの周波数特性および容量値の周波数特性)を測定
し、その測定結果を図6および図7に示した。
【0021】また、端子部3,4の接続強度を比較する
ために、抵抗溶接で接続した場合とレーザー溶接で接続
した場合の熱衝撃試験での接触抵抗の経時変化を図8に
示した。
【0022】以上のような方法で二つのコンデンサ1,
2を接続することにより、実装時の占有面積が同じでも
大容量のチップ形固体電解コンデンサが得られることが
実証できた。
【0023】上記図6および図7から明らかなように、
二つのコンデンサのうち、少なくとも一つは導電性高分
子を固体電解質とするチップ形固体電解コンデンサを用
いることにより、二酸化マンガンを固体電解質とするチ
ップ形固体電解コンデンサのみを用いたものに比べて高
周波領域でより低いインピーダンスおよびESRが得ら
れることがわかる。
【0024】また、接続方法としては抵抗溶接よりもレ
ーザー溶接の方が接触抵抗の経時変化が少なく、安定し
た接続ができることがわかる。
【0025】なお、上記本発明の実施の形態の説明で
は、チップ形固体電解コンデンサとして導電性高分子を
固体電解質として用いたチップ形アルミニウム固体電解
コンデンサと二酸化マンガンを固体電解質として用いた
チップ形タンタル固体電解コンデンサを例にあげて説明
したが、このコンデンサに限定されるものではなく、電
解質と電極体の組み合わせはこれ以外のものでも適用で
きることは言うまでもない。また、溶接方法として抵抗
溶接とレーザー溶接を例にあげてレーザー溶接が優れて
いる旨を説明したが、これ以外の溶接方法でも適用でき
ることは明らかである。また、接続するコンデンサの個
数は二つで説明したが、高さ寸法が許す限りそれ以上の
個数であってもかまわないものである。
【0026】
【発明の効果】以上のように本発明のチップ形固体電解
コンデンサは底面サイズのほぼ等しい複数個の方形型の
チップ形固体電解コンデンサを接触させて積み重ね、対
応する端子部を溶接により電気的に並列に接続して一つ
の製品としたもので、この構成によれば、溶接で対応す
る端子を接続しているため、リフローやフローの半田付
けプロセスでも接続がはずれたり、接続の信頼性が低下
することもなく、実装占有面積の少ない大容量のチップ
形固体電解コンデンサを得ることができるものである。
【0027】また、個々のチップ形固体電解コンデンサ
を特性選別した後、積み重ねて一つの製品としているた
め、製品特性の不良を発生させることもなく、安定して
良品を供給することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1におけるチップ形アルミ
ニウム固体電解コンデンサの構造を示す斜視図
【図2】本発明の実施の形態1におけるチップ形アルミ
ニウム固体電解コンデンサの構造を示す側面図
【図3】本発明の実施の形態2におけるチップ形アルミ
ニウム固体電解コンデンサの構造を示す斜視図
【図4】本発明の実施の形態3におけるチップ形アルミ
ニウム固体電解コンデンサの構造を示す斜視図
【図5】本発明の実施の形態4におけるチップ形タンタ
ル固体電解コンデンサの構造を示す斜視図
【図6】本発明の実施の形態1〜4における完成後のチ
ップ形固体電解コンデンサのインピーダンス、ESRの
周波数特性を示す特性図
【図7】本発明の実施の形態1〜4における完成後のチ
ップ形固体電解コンデンサの容量値の周波数特性を示す
特性図
【図8】本発明の実施の形態1および2における端子部
の接続状態の信頼性を熱衝撃試験での接触抵抗の経時変
化で示した特性図
【符号の説明】
1 第1のコンデンサ 2 第2のコンデンサ 3,4 端子部 5 接続用端子部品

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 底面サイズのほぼ等しい複数個の方形型
    のチップ形固体電解コンデンサを接触させて積み重ね、
    対応する端子部を溶接により電気的に並列に接続して一
    つの製品としたチップ形固体電解コンデンサ。
  2. 【請求項2】 対応する端子部を電気的に接続するため
    に板状の接続用端子部品を用いて溶接により接続した請
    求項1に記載のチップ形固体電解コンデンサ。
  3. 【請求項3】 対応する端子部を電気的に接続する手段
    としてレーザー溶接を用いた請求項1または2に記載の
    チップ形固体電解コンデンサ。
  4. 【請求項4】 底面サイズのほぼ等しい複数個の方形型
    のチップ形固体電解コンデンサの少なくとも一つは導電
    性高分子を固体電解質とするチップ形固体電解コンデン
    サを用いた請求項1〜3のいずれか一つに記載のチップ
    形固体電解コンデンサ。
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